I. INTRODUCCIÓN: 

El presente proyecto Identificación de áreas óptimas para la disposición final de residuos sólidos aplicando Model Builder en la provincia de Pomabamba, trata identificar posibles áreas óptimas para tal fin, para el desarrollo del proyecto se empleó ArcGis – Model Builder, donde se automatizó los procesos, empleando las diferentes herramientas de ArcToolbox, para lo cual se contó con data vectorial y ráster del área de interés.

Se consideró la pendiente, red hídrica, fallas geológicas y centros poblados como criterios físicos, mientras como criterio biológico ANP, para el análisis la información requerida es ráster, para lo cual se empleó las herramientas como Polygon to ráster y Polyline to raster, mientras para determinar las condiciones se emplea Raster Calculator, teniendo el proceso de todos los criterios se procede a multiplicar (Raster Calculator) para obtener valores, como: 0 que señala áreas no aptas y 1 áreas óptimas para la finalidad del proyecto.

II. ANTECEDENTES: 

Estacio Vidal, J. M., Tinoco Gómez, O. R., Díaz Tafur, J., & Moore Torres, R. K. (2021).  Investigación titulada “Sistemas de Información Geográfica y localización de un Relleno Sanitario en Cerro de Pasco. Que tiene por objetivo localizar las áreas adecuadas para la disposición final de residuos sólidos en la ciudad de Cerro de Pasco, cuya metodología es análisis de localización óptima utilizando los procesos de Análisis Espacial Multicriterio (AEMC) así como el proceso de análisis jerárquico (AHP) aplicando en un Sistema de Información Geográfica (ArcGis), en la investigación se obtuvo como resultado 6 alternativas de localización para el relleno sanitario, llegando a la conclusión de que los sistemas de información geográfica, el análisis espacial multicriterio y el análisis jerárquico son apropiados para la resolución de la investigación.

III. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO: 

El área de estudio se ubica en el departamento de Ancash, la provincia de Pomabamba se divide en cuatro distritos, que son: Huayllan, Parobamba, Pomabamba y Quinuabamba; la provincia cuenta con una población total de 24 794 habitantes, según el Censos Nacionales de Población y Vivienda – INEI, 2017.

Ubicación política:

la provincia de Pomabamba se encuentra ubicada en:

• Región: Ancash
• Provincia: Pomabamba

Figura 1

Mapa de ubicación de la provincia.

Ubicación Geográfica:

La provincia de Pomabamba, se ubica en el departamento de Ancash, en la parte noreste, fue creada mediante Ley N° 12120 el 21 de febrero de 1821, con las siguientes coordenadas geográficas 8° 49´14” Latitud Sur y 77° 27´37” Longitud Oeste.  

Altitud:

La provincia de Pomabamba se encuentra en una altitud de 1750 a 6300 msnm, con una altitud promedio de 4025 msnm.

Geomorfología:

Las principales formaciones geomorfológicas que se encuentra en al área de interés son las Sub-unidades: Abanico de piedemonte (Ab), Montaña en roca metamórfica (RM-rm), Montaña en roca sedimentaria (RM-rs), Montaña estructural en roca metamórfica (RME-rs), Terraza aluvial (T-al), Vertiente coluvial de detritos (V-d), Vertiente o piedemonte coluvio- deluvial (V-cd), Valle glaciar con laguna (Vll-gl/l) y entre otros, siendo las principales  características las formaciones como los valles, cadenas montañosas, las colinas andinas y área glaseada. 

Geología: 

Las unidades geológicas presentes en el área de interés son las siguientes: Complejo de Marañón, Dep. Aluviales, Fm. Chicama, Fm. Chota, Fm. Crisnejas, Fm. Santa-Carhuas, Fm. Chimu, Granito Neisificado.

Accesibilidad: 

Por vía terrestre desde la capital – Lima – Huaraz (capital departamental) con 7 horas de recorrido en vehículo particular; Huaraz – Pomabamba (capital de la provincia) con 7 horas en vehículo particular. 

IV. OBJETIVOS DE PROYECTO: 

1. Objetivo general: 

Identificar las zonas óptimas para la disposición final de residuos sólidos aplicando el Model Builder en la provincia de Pomabamba, departamento de Ancash.

2. Objetivos específicos: 

1. Establecer los criterios físicos y socio-estructurales del área de interés. 
2. Automatizar los criterios a través de las herramientas de Arctoolbox.
3. Asignar los parámetros a los variables para la automatización del modelo.

V. PROCEDIMIENTO: 

Herramienta de ArcToolbox empleado para el desarrollo del Model.

Tabla 1

Las principales herramientas empleadas.

Figura 2

Diagrama de flujo de las actividades.

Para el desarrollo del proyecto, la metodología empleada es la siguiente: 

• Identificación del área de interés

El área de interés para la automatización del modelo es la provincia de Pomabamba. Para lo cual se empleó Google Earth Pro.

Figura 3

Identificación del área de interés.

• Recopilación de la información vectorial 

La información Vectorial (límites distritales, provinciales y departamental) se descarga de la plataforma de IDEP.

Desde GEOCATMIN se descarga la información Vectorial correspondiente a Fallas, Geología y Geomorfología, cuya información será empleada en la determinación de criterios físicos.

• Recopilación de información Ráster

En la determinación criterios físicos se analiza la pendiente, para lo cual se necesita la información Vectorial (DEM).

Desde EARTH DATA, seleccionando el área de interés se procede a descargar en formato .tif, el cual será analizado en el ArcGis.

• Añadir la información Vectorial y Ráster a la Tabla de contenidos de ArcGIS.

Se “conecta” (conectar folder) la carpeta de trabajo desde el Catálogo, posterior a ello seleccionar los datos desde Add data, seleccionar y añadir.

Figura 4

Añadir data al ArcGIS.

• Crear Model.

En catálogo seleccionamos la carpeta de trabajo, clic, luego New, seleccionar Toolbox; seleccionar el Toolbos, clic, New y clic en Model, se puede asignar nombre al modelo.

Figura 5

Crear Toolbox y Model en  ArcGIS.

• Aplicación de los criterios.
•  Topografía (DEM).

Para el proyecto se considera pendiente menor o igual al 15%, que abarca a una topografía plana a mediana. Para la ejecución, desde el ArcToolbox, 3DAnalyst Tools – Ráster Surface – Slope se arrastra la herramienta al Modelo, doble clic en el modelo y se asigna los parámetros, con la herramienta Raster Calculator se le asigna la pendiente requerida; resultando valor 0 aquellas zonas no aptas y valor 1 aquellas zonas aptas.

Figura 6

Asignación de Slope en el Model - ArcGIS.

Figura 7

Asignación del valor requerido Slope en el Model - ArcGIS.

• Hidrografía.

Se considera zonas donde no exista red hídrica ni fuentes de agua, con una distancia no menor a 1 km

• Límite (Distrito) – ANP.

En data de entrada “distrito” se añade un campo Value, la cual se asigna con la expresión de 1; esto permite que la simbología de todo el distrito sea 1. Con la herramienta Erase se elimina el área comprometida, para luego unir el shapefile resultado del Erase con el ANP, resultando áreas con valor 0 y 1; finalmente el polígono resultante se convierte a Ráster.

Figura 8

Asignación del valor de la expresión 1 en Calculate Field, en el Model - ArcGIS.

• Fallas geológicas.

En el criterio físico de fallas geológicas se considera zonas con una distancia mayor a 500 m. para la cual la data de entrada se convierte a Ráster, con la herramienta Polyline to Ráster, posterior a ello se determina la distancia Euclidiana (nos da distancia desde cada celda en el Ráster hasta el origen más cercano), finalmente con la herramienta Ráster Calculator se asigna la condición.

• Plan Urbano.

La existencia de centros poblados se considera a una distancia no menor a 1km, para asignar dicha condición, al model se arrastra la data de entrada fallas, luego la data vectorial se convierte a Ráster con la herramienta Point to Ráster, para luego determinar la distancia Euclidiana, finalmente se asigna la condición con la herramienta de Ráster Calculator. 

Figura 9

La data de entrada Vectorial convirtiendo a Ráster, en el Model - ArcGIS.

• Multiplicación de los criterios.

Teniendo los variables analizados (Topografía, red hídrica, ANP, fallas geológicas y centros poblados) se procede a multiplicar los valores (Valor 0 = áreas no aptas, valor 1 = áreas aptas), para ejecutar dicho procedimiento se realiza con la herramienta de Raster calculater, se asigna la ruta de salida. 

Figura 10

Aplicación de Raster calculator, en el Model - ArcGIS.

• Validación – correr el Modelo.

En el espacio del modelo elaborado, en la barra de herramientas se procede a validad y ejecutar.

Figura 11

Validación del modelo, en el Model - ArcGIS.

VI. RESULTADOS: 

Como resultado se obtuvo un modelo, que comprendo varios subprocesos y la aplicación de varias herramientas del ArcToolbox que, con ciertos criterios y parámetros vectoriales y ráster, genera una data vectorial del área en análisis, cuya finalidad de la ejecución del modelo da como resultado: áreas con valor 1 que describen posibles áreas óptimas para la ubicación final de residuos sólidos y áreas con valor 0 que señalan aquellas áreas no aptas para la finalidad del proyecto. 

Al ejecutar el modelo ya con los criterios y parámetros del área de interés, se obtiene dos valores que facilitan el análisis y ayudan en toma de decisiones para señalar zonas con gran potencial para la finalidad del proyecto. La data final ráster se convierte a polígono, para determinar las áreas en hectárea; así para desestimar aquellos polígonos con área menor a 50 Ha. en el proyecto, se estimó áreas con valor 1 con una extensión mayor a 50 hectáreas, obteniendo un área de 56 Ha. En el distrito de Pomabamba y otro con una extensión de 105 Ha en el límite de distrito entre Pomabamba y Quinuabamba.

• Modelo

Resultado de la elaboración del modelo, que comprendo los subprocesos del análisis de los criterios y el uso de las diferentes herramientas del ArcToolbox.

Figura 12

Añadir el resultado a tabla de contenidos.

Figura 13

Resultado de ejecutar el modelo, áreas de color rojo, posibles zonas aptas para la finalidad del proyecto.

• Mapa de identificación de zonas óptimas para la disposición final de residuos sólidos.

Diseño y elaboración del mapa. 

Figura 14

Mapa: se observa las dos áreas óptimas para la finalidad del proyecto.

Figura 15

Mapa de identificación de zonas óptimas para la disposición final de residuos sólidos.

VII. CONCLUSIONES: 

Los criterios físicos que se consideró en el desarrollo del proyecto son: topografía (DEM) – pendiente menor o igual al 15%, red hídrica no menor a 1km, fallas geológicas zonas con una distancia mayor o igual a 500 m y centros poblados zonas a una distancia no menor a 1km; el criterio biológico que se consideró ANP zonas que se encuentren fuera del área delimitado. 

La automatización de los criterios se desarrolló empleando las diferentes herramientas de ArcToolbox, considerando las condiciones, lo cual facilita la ejecución y permite obtener un resultado favorable en menor tiempo; así mismo, el Model Builder permite realizar varios procesos a la vez, desde convertir un dato vectorial a raster y identificar áreas óptimas para la ubicación final de residuos sólidos.

La asignación de parámetros a los criterios en Model Builder nos permite la automatización; es decir, convierte el modelo en una herramienta apropiada para la finalidad del proyecto, que se puede replicar con información de otras áreas, obteniendo un resultado favorable en menor tiempo.

VIII. RECOMENDACIONES: 

Para el análisis de identificación de zonas óptimas para disposición final de residuos sólidos se debe incorporar criterios: físicos (clima, red hídrica, fallas, suelos, hidrogeológicos, pendientes, geología, geomorfología), biológico (coberturas y zonas de vida) y socio estructural (centros poblados, vías de acceso, sitios arqueológicos, conflictos socioambientales) a fin de que el análisis tenga mayor ponderación al momento de toma de decisiones.

Durante la elaboración del modelo, validar en los subprocesos a fin de identificar algún error; así mismo, al momento de asignar los parámetros de la carpeta de salida, de preferencia asignar la carpeta en uno de los discos local.

IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 

Estacio Vidal, J. M., Tinoco Gómez, O. R., Díaz Tafur, J., & Moore Torres, R. K. (2021).  Sistemas de Información Geográfica y Localización            de un Relleno Sanitario en Cerro de Pasco. Revista Del Instituto De investigación De La Facultad De Minas, Metalurgia y                            Ciencias geográficas, 24(48), 217–227.  https://doi.org/10.15381/iigeo.v24i48.21774                                                         

GEOCATMIN. (2022). Mapa Geológico 100 k y Geomorfología.  https://geocatmin.ingemmet.gob.pe/geocatmin/.

INEI. (2017). Ancash Compendio Estadístico 2017.                                                                                                                                                                             https://www.inei.gob.pe/media/MenuRecursivo/publicaciones_digitales/Est/Lib1552/

Municipalidad de Pomabamba. (2016). Plan de Desarrollo Urbano del distrito de Pomabamba 2016 - 2026.                                                                https://es.scribd.com/document/414209138/1-Pdu-Pomabamba-Diagnostico.