Redes Bayesianas y riesgo costero: evaluación de la vulnerabilidad y la conservación de Ecosistemas en México
4 noviembre, 2024
Por: José Dondé Perera*
Las tormentas tropicales son fenómenos naturales que remodelan las costas y sus ecosistemas, pero cuando provocan pérdidas humanas y materiales, se convierten en graves amenazas. Las zonas costeras, que concentran una alta densidad de población, son particularmente vulnerables. A nivel mundial, el 11% de las áreas urbanizadas se ubican en zonas costeras bajas, donde residen cerca de 400 millones de personas, lo que incrementa el riesgo ante eventos como huracanes y ciclones. Este tema fue abordado en el artículo “Estimación del riesgo costero asociado a tormentas en México utilizando redes bayesianas y la ocurrencia de ecosistemas naturales”, en el que colaboró el Dr. Ismael Mariño, miembro del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Computación de la ENES-Mérida, y publicado en la revista Natural Hazards.
México, con costas en ambos océanos, Atlántico y Pacífico, es particularmente vulnerable a estos fenómenos. Esta condición ha provocado pérdidas significativas tanto económicas como humanas, afectando a más de 10 millones de personas que habitan en áreas costeras. Además, el crecimiento urbano a lo largo de los años ha incrementado aún más esta vulnerabilidad.
Para analizar estos riesgos, se han desarrollado enfoques que abarcan desde el monitoreo de la erosión y el nivel del mar, hasta modelos conceptuales que relacionan las tormentas con el impacto en las personas y la morfología costera. Herramientas como las redes bayesianas han facilitado el análisis de estas complejas interacciones.
Las redes bayesianas son una herramienta matemática que proporciona una representación gráfica para un conjunto de variables aleatorias y para las relaciones existentes entre ellas. La estructura de la red permite especificar la función de probabilidad conjunta de estas variables como el producto de funciones de probabilidad condicionadas, por lo general, más sencillas. Este enfoque representa una buena estrategia para hacer frente a problemas relacionados con la incertidumbre, donde las conclusiones no pueden ser construidas sólo a partir de un conocimiento previo sobre el problema.
Sin embargo, hasta hace poco, se pasaba por alto el papel crucial de los ecosistemas naturales en la protección costera. La evidencia ha demostrado que los manglares y las dunas reducen significativamente los daños de las tormentas, actuando como barreras naturales, por lo que su conservación es esencial para la seguridad de las comunidades costeras.
En este estudio, se analizaron las costas mexicanas utilizando índices de riesgo y redes bayesianas, identificando las zonas de alto riesgo y confirmando el rol protector de los ecosistemas naturales. Los resultados subrayan la necesidad de promover la conservación de estos hábitats para mejorar la resiliencia costera y reducir la vulnerabilidad de las comunidades.
Para evaluar los riesgos, se definió la “zona costera” como el área comprendida dentro de los 10 km desde la línea de costa hacia el interior, y con una elevación de hasta 10 metros sobre el nivel del mar. En esta franja se encuentran muchas comunidades, aumentando significativamente la exposición a peligros como tormentas e inundaciones.
Se seleccionaron los municipios costeros y se construyó una red bayesiana para analizar cómo los elementos físicos, sociales y ecológicos influyen en el riesgo costero. Estas redes gráficas representaron las relaciones causales entre variables como las tormentas, inundaciones, cambios en la línea de costa, población y vegetación.
El índice de riesgo costero se desarrolló combinando tres componentes: peligro (probabilidad de tormentas), exposición (cantidad de personas y bienes afectados), y vulnerabilidad (capacidad de la población para resistir el impacto). Cada componente se evaluó en distintos niveles y se consideró el estado de conservación de los ecosistemas clave como los manglares y las dunas.
Los resultados destacaron la importancia de los ecosistemas costeros en la protección de estas áreas. La evidencia confirma que la conservación de manglares y dunas puede reducir significativamente la vulnerabilidad ante tormentas e inundaciones. Por tanto, estos ecosistemas se incluyeron como factores esenciales en la evaluación de riesgos.
Finalmente, los datos de población fueron integrados a través de los censos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) de 1990 a 2020, lo que permitió asociarlos con las variables físicas y ambientales de cada municipio. Los resultados subrayan la importancia de conservar estos ecosistemas para reducir la exposición y vulnerabilidad de las comunidades costeras ante tormentas futuras.
La integración de los componentes en la red bayesiana permitió estimar con precisión el riesgo costero y evaluar el impacto de los factores físicos y ecológicos. Los resultados subrayan la necesidad de conservar los ecosistemas costeros para garantizar la resiliencia de las comunidades y minimizar los daños causados por tormentas tropicales.
México tiene costas en dos océanos, Atlántico y Pacífico, con una longitud de aproximadamente 12,000 km, lo que lo sitúa como el tercer país con más costa en América. Esta vasta línea costera expone a las comunidades cercanas a diversos riesgos naturales como tormentas tropicales, inundaciones y erosión costera. Este estudio identificó las zonas más vulnerables del país.
Prácticamente toda la costa mexicana está expuesta a tormentas de intensidad media a alta. Las áreas más afectadas incluyen el Caribe en el sureste, la península de Baja California en el noroeste y ciertas zonas del Golfo de México y el Pacífico. La erosión es un problema significativo en algunas regiones del Pacífico, mientras que en otras la costa se mantiene estable.
Más de 10 millones de personas viven en la zona costera, con mayor concentración en el Caribe, el norte del país y el Golfo de México. La vegetación costera, como manglares y dunas, se distribuye a lo largo del litoral, aunque con excepciones como la península de Baja California, donde los manglares están ausentes. Las dunas se encuentran en mal estado en el Golfo de México y el Pacífico Sur, mientras que en el Pacífico Norte presentan mejores condiciones de conservación. Los manglares muestran signos de degradación en algunas zonas del Caribe y el noroeste del Pacífico, como en Sinaloa.
La red bayesiana permitió visualizar cómo se relacionan diferentes factores, como el estado de conservación de los ecosistemas y la densidad de población. Identificó dos escenarios principales: uno de bajo riesgo, con menor densidad poblacional, buena conservación de manglares y dunas, y condiciones costeras estables, aunque con un alto potencial de inundación. Y otro de alto riesgo, con mayor densidad poblacional, disminución de la cobertura vegetal y dunas en malas condiciones, lo que refleja mayor exposición y vulnerabilidad.
Estos resultados sugieren que la conservación de los ecosistemas costeros, como manglares y dunas, es fundamental para reducir el riesgo costero. Su pérdida o degradación, combinada con el aumento de la población en zonas vulnerables, puede agravar significativamente los efectos de los desastres naturales.
Comparando los resultados con el atlas de riesgo del Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred), se encontraron coincidencias en algunas áreas, como el Golfo de México y el Pacífico Sur, pero diferencias en otras, especialmente en el Caribe. Esto resalta la importancia de incluir la conservación de los ecosistemas en las evaluaciones de riesgo para obtener una visión más completa y precisa.
La investigación subraya que el peligro de tormentas por sí solo no es el factor más determinante. La cobertura vegetal y la densidad de población tienen una influencia crucial. Las áreas más expuestas se caracterizan por la frecuencia de huracanes, el crecimiento de infraestructura turística y la degradación acelerada de los ecosistemas.
El estudio destaca que, aunque las tormentas no se pueden controlar, la gestión adecuada de los ecosistemas costeros puede reducir su impacto. Manglares y dunas funcionan como barreras naturales, disipando la energía de las olas y reduciendo inundaciones y erosión. Sin embargo, su efectividad depende de su estado de conservación.
En conclusión, conservar manglares y dunas no solo reduce los riesgos de desastres, sino que también aporta beneficios adicionales, como la preservación de la biodiversidad y otros servicios ecosistémicos. Por tanto, las políticas de gestión costera deben centrarse en proteger estos hábitats para mejorar la resiliencia de las comunidades ante tormentas futuras.
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Natural Hazards se dedica a trabajos de investigación originales sobre todos los aspectos de los peligros naturales, incluyendo la previsión de eventos catastróficos, la gestión de riesgos y la naturaleza de los precursores de los peligros naturales y tecnológicos.
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* José Dondé Perera es alumno de la Licenciatura en Desarrollo y Gestión Interculturales en la ENES-Mérida.
