Análisis multicriterio para el manejo del recurso hídrico en un río de Costa Rica.

Dentro de los problemas multicriterio podemos distinguir dos grupos diferenciados. Por
un lado aquellos problemas de decisión en los que el conjunto de alternativas a
considerar por parte del centro decisor es infinito, tanto en el caso monocriterio como en
el multicriterio, suelen denominarse problemas contínuos dado el carácter
matemáticamente continuo del conjunto de soluciones factibles.
Por otra parte se encuentran los problemas de decisión de tipo discreto en los que el
conjunto de alternativas a considerar por parte del centro decisor es finito y
normalmente no muy elevado. El interés práctico de los problemas multicriterio
discretos resulta evidente. Así pues existen multitud de contextos de decisión en los que
un número reducido de alternativas o elecciones posibles deben evaluarse en base a
varios atributos.
Para el tratamiento y el análisis apropiado del tipo de problemas señalados en último
lugar, se han desarrollado gran número de métodos de Decisión Multicriterio, todos
ellos de gran interés y de importante aplicación en la práctica. En concreto nos
referiremos a un amplio conjunto de métodos de decisión multicriterio agrupables bajo
la denominación común de Métodos de Superación, pues todos ellos giran en torno del
concepto teórico de las relaciones de superación, propuesto por un grupo de
investigadores franceses a mediados de los años sesenta y que hoy en día goza de una
amplia aceptación dentro del mundo de la Decisión Multicriterio Discreta. Ellos son:
El Método de las Jerarquías Analíticas (AHP).
El Método ELECTRE.
El Método axiomático de ARROW y RAYNAUD.
Todos estos métodos discretos se caracterizan porque son métodos de
sobreclasificación. ¿Qué quiere decir esto? La alternativa A sobreclasifica a la
alternativa B (o la alternativa A es preferible a la alternativa B), cuando A es igual o
superior a B en una mayoría de criterios y cuando en los restantes criterios la diferencia
de puntuación no es demasiado importante.
Fundamentos básicos de los métodos de sobreclasificación:
1. Son menos sólidos teóricamente pero más fáciles de aplicar a problemas reales.
2. Tienen un número reducido de alternativas o de elecciones posibles que deben
ser evaluadas en base a varios atributos o criterios.
No podemos dejar de mencionar que la sobre-clasificación se establece en base a dos
conceptos: concordancia y discordancia. La concordancia cuantifica hasta qué punto
para un elevado número de atributos la alternativa A es más preferida que B. La
discordancia cuantifica hasta qué punto no existe ningún atributo para el que B sea
mucho mejor que A.
En nuestro caso práctico, desarrollaremos el método de las Jerarquías Analíticas (AHP),
el que se basa en la obtención de preferencias o pesos de importancia para los criterios y
las alternativas. Para ello, el decisor establece “juicios de valores” a través de la escala
numérica de Saaty (del 1 al 9) comparando por parejas tanto los criterios como las
alternativas.
ŶĄůŝƐŝƐŵƵůƚŝĐƌŝƚĞƌŝŽƉĂƌĂĞůŵĂŶĞũŽĚĞůƌĞĐƵƌƐŽ
ŚşĚƌŝĐŽĞŶƵŶƌşŽĚĞŽƐƚĂZŝĐĂ
Para la aplicación de este método es necesario que tanto los criterios como las
alternativas se puedan estructurar de forma jerárquica. El primer nivel de jerarquía
corresponde al propósito general del problema, el segundo a los criterios y el tercero a
las alternativas.
Valor Definición Comentario
1 Igual importancia A y B tienen la misma importancia
3 Importancia moderada A es ligeramente más importante que B
5 Importancia grande A es más importante que B
7 Importancia muy grande A es mucho más importante que B
9 Importancia extrema A es extremadamente más importante que B
CASO PRACTICO:
La disponibilidad del recurso hídrico en calidad y cantidad puede determinar el
potencial de crecimiento económico de un país, debido a la variedad de actividades de
consumo y producción que dependen de ella. La cuenca del río Sarapiquí es una de las
de mayor importancia para Costa Rica en cuanto al aprovechamiento de sus recursos
hídricos, utilizados ampliamente para la generación de energía eléctrica, consumo,
pesca, vías de navegación y actividades ecoturísticas. Sin embargo, la cuenca tiene
problemas de deterioro de los recursos naturales, tales como deforestación y
fragmentación de bosques, cambio de uso del suelo y aprovechamiento inadecuado del
agua.
Por esta razón se considera prioritaria la generación de información y herramientas que
permitan dirigir los escasos recursos financieros para fomentar un proceso de
planificación del desarrollo de la cuenca. Para satisfacer esta necesidad, se realizó la
presente investigación con el objetivo de desarrollar una metodología de Análisis, para
la identificación de áreas prioritarias de manejo del recurso hídrico en la cuenca del río
Sarapiquí, Costa Rica.
Metodología
Descripción del área de estudio:
La cuenca se localiza en la subvertiente Norte del país (Vertiente Caribe) entre los
10°05’ y 10°50’ de Latitud Norte y 83°52’ y 84°20’ de Longitud Oeste. Comprende
áreas de las provincias de Heredia, Alajuela, San José y Limón, tiene una extensión de
2025 km (INEC 2000) y tres niveles perfectamente diferenciables (cuenca alta, media y
baja) desde su nacimiento hasta la desembocadura en el río San Juan, frontera con
Nicaragua.
En la cuenca se registran 51 comunidades y 71 asentamientos campesinos,
principalmente en la cuenca media (IDA 2002). La población es de 51 454 habitantes y
el 59,4% de los trabajadores se dedican a labores agrícolas y ganaderas. El alfabetismo
de los pobladores mayores de diez años es de 91,1%. La red hidrológica (703,6 km) está
conformada por una corriente principal denominada río Sarapiquí, 18 afluentes y unas
16 quebradas.
En la cuenca se reconocen nueve zonas de vida; el clima es tropical lluvioso, con una
precipitación anual entre 3000 y 5000 mm. El rango altitudinal de la cuenca va de 2700
hasta 10 msnm, con diversos tipos de relieve: planicies, faldas de cordillera, llanuras
bajas, declives de ondulado a accidentado, valles y lomas y un relieve montañoso con
crestas y picos. La cobertura predominante es el bosque (54,7% del área);51,4% de esta
cobertura se encuentra dentro de áreas silvestres protegidas en la parte alta de la cuenca;
el resto son bosques fragmentados con diferentes niveles de intervención (ITCR 2000).
Según FONAFIFO (2002), desde 1997 se han asignado pagos por servicios ambientales
en 30 346 ha distribuidas en casi toda la cuenca.
Caracterización de la cuenca e identificación de los principales usuarios
del recurso hídrico:
Los aspectos biofísicos y antropogénicos de la cuenca se caracterizaron detalladamente
por medio de la generación de información primaria y revisión de información
secundaria.
La información fue digitalizada utilizando las herramientas del SIG. La mayor parte de
los datos requirieron de análisis estadístico descriptivo para su transformación y
adaptación a la zona de interés. La identificación y caracterizaron de los principales
usuarios, así como la estimación cualitativa del beneficio percibido, se hicieron en el
espacio (ubicación y áreas de influencia del uso) y en el tiempo (identificación y
caracterización de usuarios actuales y potenciales).Para ello se empleó una entrevista
cualitativa semiestructurada, subdividida en dos secciones temáticas: descripción de la
actividad productiva y forma de uso del agua por tipos de usuarios. Los usuarios
principales se agruparon por usos: consumo humano, agropecuario (pecuario, agrícola y
agroindustrial), transporte fluvial, actividad turística (hoteles y navegación recreativa) y
producción hidroenergética.
Prioridad de zonas para el manejo del recurso hídrico por medio de Análisis
Multicriterio (AMC):
Un listado preliminar de criterios de prioridad fue propuesto, discutido y validado en un
taller con expertos e interesados en el manejo de los recursos hídricos (líderes locales,
representantes de instituciones gubernamentales y ONG, empresas privadas,
administradores de recursos naturales e investigadores). Con el taller se obtuvo un
listado final de criterios, la definición conceptual de cada uno y el enfoque de prioridad
de áreas de manejo del agua: calidad y cantidad aprovechable en la cuenca.
Los criterios fueron valorados por medio de una encuesta de opinión a los mismos
expertos (consulta electrónica), usando como insumo la información detallada de cada
criterio y el mecanismo de valoración dentro y entre criterios. Cada criterio se valoró en
una escala de 1 a 5 (valores mayores indican mayor grado de prioridad de manejo). La
valoración entre criterios consistió en la ponderación de los mismos en una escala
porcentual, según su grado de influencia (Cuadro 1).
Cuadro 1.
Criterios de prioridad de áreas para el manejo del recurso hídrico en la cuenca del río Sarapiquí,
Costa Rica.
Valor porcentual de la prioridad de manejo del agua
Criterios Calidad Cantidad
Precipitación 10 35
Proximidad al río 20
Profundidad de pozo 15
Uso actual del suelo 10
Densidad de población 5
Proximidad del camino al río 20
Meses secos 5 35
Textura del suelo 5 10
Pendiente 10 20
Los resultados de la valoración por expertos fueron estandarizados para someterlos al
análisis multicriterio por medio del analista espacial (Spatial Analyst) con las
herramientas del Model Builder (MB) de ArcView 3.2a. Las capas de información
iniciales corresponden a las bases de datos de cada criterio, transformados a formato
raster. Se crearon dos proyectos independientes de análisis espacial: uno para la
prioridad de áreas de manejo de calidad del agua y otro para la cantidad aprovechable.
El procedimiento de modelaje se inició con el ingreso de la información, posteriormente
se crearon las categorías de valores por criterio y finalmente se introdujeron los
atributos que describen los criterios de prioridad. La tabla general de criterios de
prioridad se construyó con los resultados de la valoración dentro y entre criterios (ver
un
extracto de la tabla en Cuadro 2). El análisis concluyó con la ejecución del modelo, el
cual relacionó la información espacial y la codificación de la tabla general de criterios
de prioridad con sus respectivas valoraciones. El resultado del AMC fue la generación
de los mapas y las bases de datos para determinar las áreas prioritarias de manejo de la
calidad del recurso hídrico y de la cantidad aprovechable del recurso hídrico.
Cuadro 2.
Extracto de la tabla general de valoración de criterios de prioridad para el manejo de la calidad
del recurso hídrico en la cuenca del Río Sarapiquí, Costa Rica.
Capas de información (%) Categorías Atributos Valores
Proximidad del río: 20 1 0 – 50 5
La distancia de comunidades 2 50 – 100 5
y actividades productivas a 3 100 – 300 4
los ríos es un indicador de 4 300 – 500 3
riesgo de contaminación 5 500 – 9 757 2
por fuentes antropogénicas Sin datos Sin datos Restringido
Adicionalmente, se generó un modelo de AMC en un escenario que considera como
medida de manejo del recurso hídrico la reforestación de 200 m a ambos lados de las
orillas de los ríos de la cuenca. En formato raster se creó la zona de amortiguamiento de
las áreas reforestadas, la cual se sobrepuso a la capa de información del uso actual del
suelo utilizada en la confección del modelo de áreas prioritarias de manejo de la calidad
del recurso hídrico. La nueva capa de información de uso actual del suelo remplazó a la
utilizada en la determinación del modelo de calidad del recurso hídrico, pero se
conservaron los ocho restantes criterios con sus respectivas valoraciones (considerando
que la reforestación tendrá un efecto de cobertura similar al bosque secundario) y la
tabla general. El modelo se desplegó y se obtuvo un nuevo mapa de calidad del recurso
hídrico bajo el escenario de recuperación de la cobertura vegetal en las orillas de los ríos
de la cuenca.
Resultados y discusión
Condición del recurso hídrico:
El estado del recurso hídrico en la cuenca y la interrelación del recurso con las
actividades de los usuarios muestra marcadas diferencias a lo largo de la cuenca. Cada
grupo de usuarios tiene necesidades específicas en cuanto al recurso hídrico y su
utilización origina cambios en las condiciones del agua; esta situación es más evidente
conforme se desciende en la cuenca. El río Sarapiquí es considerado como no potable
en cuanto a la calidad biológica (coliformes totales, fecales y potabilidad), debido al alto
grado de contaminación bacteriana. Los usuarios del recurso hídrico coinciden en que el
río ha experimentado cambios en poco tiempo, principalmente por la sedimentación en
los cauces , la disminución de agua en pozos, quebradas y nacientes, y la deforestación
de las riberas. Las causas actuales y potenciales de degradación obedecen a la existencia
de características biofísicas y antropogénicas particulares que afectan tanto la calidad
como la cantidad de agua aprovechable.
Calidad del agua: Una condición particular del desarrollo antropogénico de la cuenca
es el alto grado de dependencia de algunas actividades sobre los cauces principales. El
grado de acceso de pobladores y turistas a las márgenes de los ríos es elevado en
algunos sectores, debido a que las aguas son utilizadas para múltiples propósitos. Esto
se evidencia en la ubicación de la infraestructura vial y urbana a partir de la cuenca
media, desde donde la carretera principal va paralela al cauce del río, a escasos metros
de zonas urbanísticas, sitios turísticos y sistemas productivos. En la cuenca no existen
causas naturales de deterioro de la calidad del agua; las causas obedecen a agentes
antropogénicos: vertido de basura doméstica, aguas residuales, agentes contaminantes
de actividades agropecuarias, desechos agroindustriales y transporte fluvial.
Cantidad aprovechable de agua:La abundancia del agua en la cuenca ha sido erjudicada
por causas naturales (meses secos y escorrentía superficial), así como por la acción
humana (pérdida de cobertura boscosa, contaminación, sedimentación y presencia de
embalses para la producción hidroeléctrica). Asimismo, en la cuenca no existe forma de
administrar y regular el uso del cauce para la navegación y el turismo, lo que ha
ocasionado controversias entre los usuarios.
Análisis de los modelos de prioridad de áreas de manejo del recurso hídrico:
Los resultados del modelo de prioridad de áreas para el manejo de la calidad del agua
muestran que la categoría Muy Alta prioridad es inexistente y la Alta prioridad alcanza
apenas un 0,4%, que representa 810 ha del área total de la cuenca. Las áreas
predominantes fueron las de Mediana y Baja prioridad (esta última para el 79,0% del
área). La predominancia de cobertura forestal en la cuenca determinó bajos valores de
riesgo sobre las condiciones de calidad del agua, según el criterio de prioridad de Uso
actual del suelo. Sin embargo, debe tomarse en consideración que la información base
de cobertura se generó en 1992 y que las visitas de campo corroboraron la
desactualización de la información; adicionalmente, el nivel de detalle no refleja la
condición de discontinuidad o fragmentación del bosque remante en la cuenca.
Por otro lado, las carreteras, las comunidades y los sistemas productivos desarrollados
en las riberas significan focos de contaminación del recurso hídrico, por lo cual se
asignó una alta ponderación (20%) a los criterios de prioridad Proximidad de caminos a
ríos y Proximidad de los centros de población a ríos. Este alto valor relativo influyó en
la determinación de las zonas de Mediana prioridad, lo cual se observa en el patrón de
distribución de estas áreas en la cuenca. Las escasas zonas de Alta prioridad
corresponden más que todo, a localidades con pozos de baja profundidad, donde el
riesgo de contaminación es mayor.
El modelo de prioridad de áreas de manejo de la cantidad aprovechable del agua
muestra una predominancia de áreas catalogadas como de Mediana (65,3%) y Baja
(33,0%) prioridad . El modelo no identifica sitios de Muy A l t a ni Muy Baja prioridad
de manejo, y la categoría de A l t a prioridad es de 1,7% que corresponde a alrededor de
3500 ha.
Las áreas de Mediana prioridad s e ubican en la cuenca alta y baja, debido a que en esas
áreas la precipitación es menor. La limitada disponibilidad de información para
seleccionar criterios de prioridad en este modelo tuvo como resultado la excesiva
influencia del criterio Precipitación (proceso de recarga de la cuenca, ponderado con
35%); esta es una fuerte limitación del modelo, el cual deseablemente debería
incorporar criterios relacionados con la oferta y demanda hídrica y la medición de
caudales. La cuenca media presenta la mayor demanda de agua y mayor nivel de
residuos líquidos, elementos que no pudieron ser incorporados como criterios para el
modelo pues no se contó con la información necesaria . La cuenca alta presenta
significativas zonas de Alta prioridad determinadas por la predominancia de fuertes
pendientes y por la influencia adicional de menor precipitación y mayor cantidad de
meses secos.
Consideraciones de la metodología de prioridad con AMC:
La metodología de AMC desarrollada con herramientas de SIG tiene características que
le confieren practicidad para la identificación de áreas prioritarias para el manejo del
recurso hídrico. Su aplicación en este estudio demostró fortalezas relacionadas con la
flexibilidad y versatilidad de su desarrollo, la oportunidad de incorporar elementos
participativos y la posibilidad de manipular la información secundaria para consolidarla
con información primaria. Sin embargo, es necesario identificar sus debilidades y
necesidades de mejoramiento en el abordaje de estudios de esta naturaleza.
Según el conocimiento que se tenga de la problemática de la cuenca, la disponibilidad
de información y su compatibilidad con los requerimientos del AMC, así será la
efectividad de los criterios de prioridad seleccionados y su valoración. Es indispensable
analizar los criterios de acuerdo con las características particulares de la cuenca;
además, es conveniente trabajar con un número amplio de criterios para reducir la
posible influencia que un criterio ejerza sobre los otros.
La amplia extensión del área de estudio no permitió generar información primaria en
temas claves para definir prioridades de manejo, como la capacidad de recarga acuífera
y ubicación de usuarios principales.
Además, la escala y el nivel de detalle de alguna información secundaria (uso actual del
suelo, textura del suelo y densidad de población) exigieron un trato prudente en las
bases de datos digitales, por lo que en ocasiones se debió modificar y adaptar la
información para realizar el análisis espacial.
Los resultados de la investigación sugieren que el abordaje del manejo de áreas para
asegurar la calidad del agua en la cuenca debe orientarse específicamente a la itigación
de los focos de contaminación mediante la corrección de prácticas productivas y
educación ambiental a las comunidades aledañas a los cursos de agua, así como la
recuperación de la cobertura natural en las riberas de los drenajes de la cuenca media y
baja. Por esta razón, el modelo se desarrolló bajo el escenario de reforestación de las
riberas de los ríos para la prioridad áreas de manejo de la calidad futura del agua, la
cual mostró como patrón una evidente recuperación de las condiciones de la cuenca. En
este modelo, la categoría de Muy A l t a p r i o r i d a d es inexistente, y las áreas críticas
de A l t a , M e d i a n a y Baja prior i d a d fueron de 0,1%; 18,9% y 8 1 , 1 % ,
respectivamente, del área total de la cuenca.
Conclusiones y Recomendaciones
En el AMC es recomendable contar con la mayor cantidad de criterios de prioridad
posibles para reducir la influencia de algún criterio en particular. Además, es
conveniente hacer la valoración de criterios con base en las características de la cuenca
y en la influencia directa que la cuenca ejerce en la conceptualización de cada uno de
los criterios, para evitar que se sobrevalore algún criterio.
La herramienta MB es práctica, flexible y factible para la aplicación de AMC y para la
identificación de áreas prioritarias. Se puede utilizar como herramienta de modelaje
para la toma de decisiones en estrategias de manejo y recuperación de la cuencas, así
como herramienta de monitoreo para evaluar el desempeño y resultados de su
implementación. Además, puede usarse con una base limitada de información
secundaria, complementada y actualizada conforme se genere nueva información.
Se recomienda aplicar y validar la metodología en una cuenca de menor extensión,
donde se pueda generar información primaria más precisa y verificación de campo más
eficiente.
La identificación de áreas prioritarias en categorías jerárquicas brinda información de
hacia dónde deben dirigirse los esfuerzos a corto, mediano y largo plazo para la
recuperación del recurso hídrico. La aplicación de medidas de mitigación, como el plan
de reforestación de las riberas de los ríos, puede tener considerables efectos en la
recuperación de los niveles de prioridad de la calidad del recurso hídrico.
Es necesario abordar los problemas y posibles soluciones en cuanto al manejo del
recurso hídrico con un enfoque integral que reconozca el carácter multisectorial de su
aprovechamiento. Es deseable contar con autoridades descentralizadas que coordinen y
fomenten esfuerzos para el manejo del agua, como los programas de compensación por
beneficios ambientales y la internalización de costos ambientales por el manejo del
servicio ambiental hídrico. Tales programas pueden desarrollarse con la colaboración de
usuarios y proveedores del servicio hídrico, como las empresas hidroeléctricas,
turísticas, agroindustrias y sistemas productivos que son posibles generadores de fondos
para el manejo del recurso hídrico en la cuenca.
Maestría en Administración de negocios
Edición 11
Asignatura: “técnicas Cuantitativas”.
Profesora: Dra. Pilar Felipe.
Trabajo de Clase: “Análisis Multi-criterio”
Autoras: Lic. Juliette barrios Fernández.
Lic. Yen Elízabeth lam González.
Lic. Saylí Sarría castillo.
2006

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Cita esta página
Sarría Castillo Saylí. (2011, mayo 27). Análisis multicriterio para el manejo del recurso hídrico en un río de Costa Rica.. Recuperado de https://www.gestiopolis.com/analisis-multicriterio-manejo-recurso-hidrico-rio-costa-rica/
Sarría Castillo, Saylí. "Análisis multicriterio para el manejo del recurso hídrico en un río de Costa Rica.". GestioPolis. 27 mayo 2011. Web. <https://www.gestiopolis.com/analisis-multicriterio-manejo-recurso-hidrico-rio-costa-rica/>.
Sarría Castillo, Saylí. "Análisis multicriterio para el manejo del recurso hídrico en un río de Costa Rica.". GestioPolis. mayo 27, 2011. Consultado el 17 de Julio de 2018. https://www.gestiopolis.com/analisis-multicriterio-manejo-recurso-hidrico-rio-costa-rica/.
Sarría Castillo, Saylí. Análisis multicriterio para el manejo del recurso hídrico en un río de Costa Rica. [en línea]. <https://www.gestiopolis.com/analisis-multicriterio-manejo-recurso-hidrico-rio-costa-rica/> [Citado el 17 de Julio de 2018].
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