Monitoreo del crecimiento urbano informal

✨¿Quiénes somos?

Somos un equipo multidisciplinario comprometido con el bienestar de la población vulnerable en nuestro país y nos unimos con el propósito de crear soluciones tecnológicas que monitoreen el crecimiento urbano informal en zonas de riesgo. Nuestro equipo combina conocimientos en análisis de datos, ingeniería y experiencia en gestión de riesgo de desastre, lo que nos permite abordar el problema desde diferentes ángulos.

📊  ¿Sabías qué más del 70% del crecimiento urbano en el Perú ocurre de manera informal? 🏙️

Aunque se ha logrado una leve disminución de este porcentaje en los últimos años, el número absoluto de personas que viven en asentamientos informales sigue siendo alarmante. Este crecimiento sin control se extiende peligrosamente en zonas de alto riesgo, exponiendo a comunidades enteras a fenómenos naturales, como las inundaciones.

Un caso crítico es el de Lima, Perú, donde muchas las viviendas han sido construidas cerca de los ríos y lagunas, como se puede observar en la Imagen 1, incluso en zonas con precedentes de inundaciones que ponen en peligro la vida de sus habitantes. La expansión urbana en áreas vulnerables sigue avanzando, y si no se gestionan de manera adecuada, los impactos de futuros desastres podrían ser catastróficos.

Imagen 1: Animación de crecimiento urbano informal en laderas.

🌊 El momento en que una mujer emerge del barro tras ser arrastrada por uno de los deslaves causado por "El Niño costero" en Perú 🆘

En 2017, El Niño costero azotó intensamente la costa del Perú, causando un total de 101 fallecidos, 353 heridos, 19 desaparecidos, 141 mil damnificados, casi un millón de afectados a nivel nacional y más de tres millones de dólares en pérdidas materiales. Un nivel de destrucción que haría palidecer al ciclón Yaku de hoy. Sin embargo, en medio de esta tragedia, una sobreviviente surgió como símbolo de lucha y esperanza: Evangelina Chamorro.

Imagen 2: Evangelina Chamorro, la mujer que sobrevivió a un huaico hace 7 años y prueba que no se avanzó en prevención. 

En el contexto de Perú, la caída de rocas representa un riesgo significativo, especialmente en regiones montañosas y áreas vulnerables, donde la urbanización informal se ha expandido. La combinación de factores geológicos(sismos), climáticos y humanos ha hecho que muchas comunidades sean susceptibles a este tipo de desastres. Otro fenómeno de origen  natural relevante es el tsunami, que en Perú ha causado víctimas y significativas pérdidas económicas. Monitorear el crecimiento urbano, especialmente en zonas costeras con urbanización informal, es fundamental para reducir el riesgo de futuras pérdidas.

  ¿Qué se puede hacer ante ello?🤔

Se puede proteger a las personas brindando información crucial a las autoridades y las mismas comunidades para que puedan tomar decisiones sobre dónde construir de manera más segura. 

Por ello, este proyecto tiene como   objetivo     identificar y monitorear el crecimiento urbano en áreas vulnerables a inundaciones,  mediante el uso de imágenes satelitales de alta resolución proporcionadas por el programa Copernicus, combinados con técnicas de programación avanzada. Nuestro proyecto no solo busca mapear el crecimiento urbano, sino que también identifica áreas vulnerables, ayudando a prevenir desastres y protegiendo el medio ambiente. Al alertar sobre el crecimiento urbano en zonas de riesgo, no solo prevenimos desastres sino que ayudamos a mejorar la calidad de vida de las personas garantizando un crecimiento urbano más seguro y sostenible.

📈 Datos utilizados: 

Nuestro proyecto utiliza productos de Copernicus, como las imágenes satelitales de Sentinel-1 y Sentinel-2 , que ofrecen la capacidad de capturar la superficie terrestre en diferentes aspectos, incluso en condiciones adversas como nubosidad o baja luminosidad. Esta tecnología permite realizar un análisis detallado de las áreas de estudio y, al combinarla con información geoespacial adicional, podemos generar una representación precisa del crecimiento urbano en zonas vulnerables a desastres naturales.

Para enriquecer el análisis, integramos los datos satelitales con información geoespacial complementaria, como datos demográficos, cartografía local, uso del suelo, entre otros, provenientes tanto de fuentes locales como externas. Esta combinación proporciona una visión integral de la evolución histórica de las áreas en riesgo por fenómenos naturales.

Procedimientos:

• Recolección de información Se emplean productos del programa Copernicus, específicamente imágenes satelitales de Sentinel-1 y Sentinel-2. Estas imágenes permiten capturar la superficie terrestre bajo diferentes condiciones, incluidas situaciones adversas como nubosidad o baja luminosidad. La adquisición de estos datos es fundamental para realizar un análisis detallado de las áreas de estudio.
• Integración de información Los datos satelitales se integran con información geoespacial complementaria, como datos demográficos, cartografía local y uso del suelo, obtenidos de fuentes locales y externas. Esta combinación nos permite obtener una visión más completa y precisa del crecimiento urbano en zonas vulnerables a desastres naturales.
• Procesamiento y análisis geoespacial de la información Mediante el uso de una plataforma GIS (Sistema de Información Geográfica), la información recopilada se procesa y analiza utilizando algoritmos de inteligencia artificial (IA) en análisis multitemporales. Estos algoritmos nos permitirán detectar los cambios en la cobertura terrestre, con especial énfasis en la expansión urbana. Además, se aplican técnicas avanzadas de procesamiento visual para mejorar la calidad de los datos y garantizar la precisión en la detección de cambios.
• Elaboración de mapas temáticos A partir del análisis, se generan productos geoespaciales como mapas temáticos que representan de manera visual y comprensible el crecimiento urbano y su evolución en el tiempo. Estos mapas permiten identificar patrones de crecimiento y áreas en riesgo. Además, se incorporarán productos adicionales para mejorar la comprensión del territorio, como mapas de cambio de cobertura, zonas de riesgo no mitigadas, etc.

Productos:    

Para este proyecto, aplicamos nuestra metodología en la región de Arequipa, empleando imágenes de radar multitemporal del Sentinel 1 del programa Copernicus, abarcando un análisis desde el 2016 hasta el 2024. 

En la imagen 3, presentamos un mapa que muestra la ocupación urbana en zonas de alta pendiente, donde muchas personas se encuentra expuestas a multiples peligros como deslizamiento de detritos. Aunque en porcentaje de población afecta es pequeño, el número de personas expuestas es significativo: 587 vidas, cada una valiosa e irremplazable, están en riesgo.

Imagen 3: Mapa de ocupación urbana en zonas de pendiente expuesto a deslizamiento de detritos en la zona de Arequipa.

Tambien elaboramos mapas de ocupación urbana en áreas vulnerables a tsunamis, como se muestra en la imagen 4. En esta imagen, se observa que, en el distrito de Camaná, Arequipa, un evential tsunami podría afectar aproximadamente al 13% de la población total, es decir a 1626 personas. 

Imagen 4: Mapa de ocupación urbana expuesta Tsunami en la zona de Camaná, Arequipa-Perú.

Usuarios (multiusuarios)

🧑🏽‍💻INVESTIGADORES: esta información será crucial para estudios sobre urbanización, riesgos naturales y planificación territorial en países en desarrollo y con economías emergentes.

  GOBIERNOS A NIVEL NACIONAL, REGIONAL Y LOCAL: el monitoreo con datos de Copernicus apoyará a los gobiernos en la planificación urbana y gestión de riesgos, optimizando sus políticas y generando mapas de exposición que fortalecerán la preparación ante desastres. 

  EMPRESAS DE SEGUROS: las aseguradoras pueden usar esta plataforma para identificar zonas de alto riesgo, evaluar el impacto de desastres y ajustar primas de seguro en función de la exposición calculada. 

  SECTOR DE INVERSIÓN INMOBILIARIA: los inversionistas pueden utilizar la plataforma para evaluar oportunidades de desarrollo en zonas seguras y tomar decisiones de inversión basadas en datos de ocupación de suelo y crecimiento urbano proyectado.

IDEA DE NEGOCIO 

Este modelo ofrece una vista completa de la propuesta de valor del proyecto, sus segmentos de clientes, las relaciones y canales de comunicación, así como los recursos y socios necesarios para su implementación. Además, identifica las fuentes de ingresos y los costos principales, creando una herramienta útil para comprender cómo este proyecto se mantiene sostenible y eficaz en la detección de áreas de riesgo y la prevención de desastres en zonas urbanas vulnerables.

CONCLUSIONES

  Facilidad de acceso a la información: 

El sistema propuesto facilita el acceso a datos cruciales para autoridades locales, investigadores y empresas privadas. La disponibilidad en línea y la integración de datos de imágenes satelitales y censales reducirán las barreras de acceso a información espacial actualizada y confiable.

  Confiabilidad y precisión de los resultados:

La combinación de imágenes multitemporales de Sentinel 1 y 2 y datos censales del crecimiento exponencial de la población, asegura una alta precisión en la identificación de áreas urbanas en crecimiento y zonas de riesgo. Esto es esencial para una planificación urbana y la prevención de desastres, ya que se pueden detectar patrones de expansión informal y áreas de alta vulnerabilidad ante fenómenos naturales (inundaciones, relaves, dendritos, tsunamis, sismo) 

  Posibilidad de uso como instrumento de política pública:

Este sistema tiene un potencial significativo para ser adoptado como una herramienta de política pública. Permitiría a las autoridades gestionar el crecimiento urbano y tomar decisiones basadas en datos geoespaciales sobre riesgos, mejorando la gestión de desastres y promoviendo un desarrollo urbano ordenado en zonas de alto riesgo como Camaná, Arequipa y otras zonas críticas.

  Posibilidad de uso comercial para aseguradoras:

Las empresas aseguradoras podrían utilizar este sistema para evaluar el riesgo de pérdidas catastróficas al cuantificar la exposición de la población en áreas propensas a desastres. Esto mejoraría la precisión en la estimación de primas y pagos de seguros, adaptándose a la realidad de la ocupación y el riesgo en cada área.