Modelos y algoritmos para asignación de usos de suelo para un desarrollo sustentable

Abstract

El uso que se da a los suelos (ya sea de propiedad pública o privada) en un contexto rural, generalmente está regulado por políticas a nivel estatal y determinado por la aptitud del suelo para cada uso. Generalmente existe una agencia encargada de formular estas políticas, las que deben contemplar consideraciones productivas y ambientales, entre otros aspectos. Cuando el área de decisión se enmarca en una región con límites conocidos (por ejemplo la cuenca de un río), un problema típico es el encontrar un balance entre la maximización de la productividad de la tierra y la minimización del impacto ambiental. Las decisiones implican determinar el uso que se asigna a cada unidad espacial del área de estudio (por ejemplo una hectárea), que dependerá del potencial productivo que tenga, así como del impacto ambiental que pueda generar la actividad allí desarrollada. Un ejemplo de este problema es la determinación de usos de suelo en la cuenca de una laguna (que pueden ser por ejemplo el desarrollo de agricultura, ganadería o forestación) de forma de maximizar la aptitud para la producción y minimizar el impacto ambiental, en el sentido del vertido de agroquímicos a la laguna, producto del desarrollo de cada una de las actividades. El vertido de estos agroquímicos tiene como resultado un aumento del grado de eutrofización de la laguna. La eutrofización es la acumulación de residuos orgánicos, nitrógeno y fósforo en un lago, laguna, embalse, etc., que causa la proliferación de ciertas algas que disminuyen drásticamente la calidad del agua (Echarri, 1998). Para minimizar este impacto es necesario fijar un nivel de exportación de fósforo máximo permitido, denominado umbral, ya que el fósforo es uno de los agroquímicos más empleados en las actividades agropecuarias y tiene un alto impacto en la eutrofización. Además de contemplar estos objetivos, las decisiones deben tener en cuenta restricciones espaciales, de forma que las asignaciones de usos no resulten dispersas en el área geográfica y queden de forma compacta. Este proyecto plantea el modelado y resolución de este problema en un contexto de optimización combinatoria multiobjetivo, a través del modelado matemático y la resolución utilizando métodos aproximados (heurísticas). Las metodologías desarrolladas se probarán con un caso de estudio real relativo a la cuenca de la Laguna de Rocha ( Figura 1 ). El proyecto está enmarcado en una línea de colaboración entre el Departamento de Investigación Operativa del Instituto de Computación y el Polo de Desarrollo Universitario de Ecología Funcional de Sistemas Acuáticos del Centro Universitario Regional del Este, sede Rocha.