3.1.1. Distancia a registros de incendios

En Chile, una de las maneras de acceder a los datos es a partir de los registros de incendios recopilados por la Corporación Nacional Forestal (CONAF), permitiendo examinar la frecuencia con la que estos eventos ocurren, así como también el permitir estudiar su comportamiento en la zona. En el anfiteatro de Valparaíso se han registrado en zonas periféricas del área urbana, en donde la ubicación de los campamentos del anfiteatro es mayoritaria a simple vista. Por aquello, resulta relevante considerar la distancia a los puntos registrados de incendios como variable para evaluar y clasificar la amenaza.

3.1.2. Distancia a área quemada (cicatrices)

Hay que considerar que la superficie afectada por el incendio no está necesariamente relacionada con el número de incendios producidos. Ante esto, el Plan Maestro para la Gestión Del Riesgo de Incendios Valparaíso (2018) argumentaba que 372 focos de incendios urbano forestal se habían desarrollado a menos de 100 metros de distancia de los campamentos de la comuna de Valparaíso, correspondiendo a un 11,43% del total entre los focos que han sucedido en el periodo 1998 y 2017. Mientras que los puntos de ignición del periodo entre los años 2012 y 2017 (834 focos), 114 focos de incendio urbano forestal, que corresponden a un 12,9%, se habían originado cercano a campamentos.

El CR2 e Itrend, han recogido la información de las cicatrices dejadas por los incendios forestales en el centro sur del país. Usando GEE, lograron construir una base de datos detallada y dinámica de las cicatrices causadas por más de 8 mil incendios en el paisaje del país, que representan un 66,6% de los incendios oficialmente registrados entre 1985 y 2018 (CR2).

3.2.1. Temperatura

CONAF indica que aquellos sectores en donde se llegue o superen los 30 °C se ven influenciados en las condiciones de la vegetación, se incrementa la desecación de estas y propicia una combustión más rápida, por lo tanto, ocurre una mayor transmisión de calor, la que puede exacerbar el inicio y propagación de un incendio forestal (Banco de Desarrollo de América Latina [CAF], 2019).

Como propuesta, se consideran trabajos como los de ^{Barsi et al. (2003)}, ^{Barsi et al. (2005)}, ^{Chaves (2021)} y las especificaciones de productos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Se obtuvo la banda termal N°10 y el archivo MTL de los satélites 8 y 9 de la serie Landsat, de los meses más cálidos del año y con rango horario en torno a las 14:30 horas aproximadamente, durante el periodo 2014 y 2022.

A cada imagen se le realizó una corrección para obtener la radiancia espectral al techo de la atmósfera (TOA) y posterior a aquello se realizó un álgebra de ráster entre las imágenes obtenidas para conocer la media del periodo mencionado. Hay que mencionar que para el método empleado se tomó especial consideración que la fecha y hora de las imágenes descargadas no calzara con el desarrollo de un incendio forestal.

La temperatura superficial promedio de los campamentos resulta sobre 35 oC según el método escogido. Probablemente, la materialidad del suelo y del medio construido ha contribuido a obtener valores tan altos al medir la reflectancia superficial en tales asentamientos.

3.2.2. Exposición (orientación) de ladera

Como indican Sarricolea y Romero (²⁰¹⁰), esta variable se relaciona con las cargas de energía solar recibidas por las superficies terrestres, en la cual se utilizan las 8 exposiciones básicas de la rosa de los vientos (N, NE, E, SE, S, SO, O, NO). Para la amenaza de incendios forestales, la exposición de ladera se considera bajo la premisa de que aquellas laderas de exposición Norte presentan una mayor insolación (en el hemisferio sur) (solana), por lo tanto, son más propensas a favorecer la ignición del fuego debido a las condiciones en términos de humedad (^{CAF, 2019}).

En este caso, los campamentos con exposición de ladera orientada hacia el NE y NO, son los que poseen mayor nivel de amenaza de incendio producto del significativo tiempo de insolación del terreno en el que se ubican.

3.2.3. Distancia a carreteras y caminos de huella/sendero

La distancia a caminos junto con la proximidad a zonas urbanas son los factores humanos más frecuentemente utilizados en la elaboración de modelos de ocurrencia de incendios forestales (^{Gutiérrez et al., 2020}). En el trabajo perteneciente al CAF (²⁰¹⁹) señalaban que según datos de CONAF (²⁰¹⁸), alrededor del 75,9% de los incendios forestales se producen cercanos a caminos principales, secundarios o senderos.

En el anfiteatro, muchos de los caminos de huella y sendero enlazan y tienen puntos de origen-destino en los campamentos de estudio, especialmente los ubicados en las cotas más altas, los cuales conectan con las zonas rurales de la comuna hacia el Sur.

3.2.4. Cobertura de usos de suelo

Esta variable es importante debido a que gracias a ella es posible identificar qué elementos en el área de estudio se ven más afectados por los incendios. Por ejemplo, según estadísticas de CONAF (²⁰¹⁸) los incendios forestales en el área metropolitana de Valparaíso se inician mayoritariamente en áreas con presencia de vegetación de tipo pastizal y matorral (90%), seguido de bosques (6%) debido a que generalmente estos tipos de vegetación se ven mayormente afectados ante los efectos del calor externo, contribuyendo a la pérdida de humedad por los procesos de desecamiento del tejido vegetal (^{CAF, 2019}).

Para construir la variable aludida se consideró una imagen Sentinel 2A con reflectancia a nivel de superficie, una cobertura de nubes cercana al 0% para el área de estudio y con fecha del 23 de enero de 2022, buscando acercarse al periodo más seco del año. De la imagen multiespectral se tuvo en cuenta las bandas con resolución de 10 metros: 2, 3, 4, 8 y las bandas con resolución de 20 metros: 5, 6, 7, 11, 12; en la cual para estas últimas bandas se realizó un refinado pancromático y construir en base a aquello, un ráster virtual con el fin de crear distintos escenarios espectrales.

Posteriormente, se realizó el trabajo de clasificación contemplando el método Random Forest (RF), que consiste en una combinación de predictores de árboles, de modo en el que cada árbol depende de los valores de un vector aleatorio muestreado de forma independiente y con una misma distribución para todos los árboles del bosque (^{Breiman, 2001}).

3.2.5. Tipología de Interfaz Urbano-Forestal

Corresponde a los sectores emplazados en el límite sur de Los Cerros, que en general se distribuyen en torno al límite urbano sur y el camino La Pólvora. Se caracterizan por la precariedad del asentamiento y ocupación del territorio, las que están determinadas por la complejidad geomorfológica donde se emplazan, las condiciones de vulnerabilidad socioeconómica de sus habitantes, los problemas de conectividad, espacios públicos e infraestructura y entre otros elementos (citado por Plan Maestro para la Gestión del Riesgo de Incendios Valparaíso, 2018, de PNUD, 2014; Pino, 2015). (Tabla 2)

Debido a la dificultad para construir de forma precisa la interfaz y representar la densidad de edificaciones, se estimó categorizar de manera cualitativa a través de la fotointerpretación del mapa base BING (actualizado al año 2022), ciertas características que permitieran identificar tal variable. A partir de las condiciones del terreno que proponía el programa de resiliencia climática para el área metropolitana de Valparaíso (CAF, 2019), se realizó una adaptación de las características de la tipología de interfaz, construyéndose cinco subtipos (Tabla 3) para identificar a cada campamento.

3.2.1. Pendiente

La pendiente del terreno donde se ubican las viviendas tiene múltiples desventajas, a mayor pendiente, el fuego se propaga más rápido, es más complejo de combatir para los equipos de emergencia y dificulta la evacuación (Román, 2021). Lo anterior ocurre porque una pendiente abrupta, facilita el aumento de la velocidad del viento y la formación de corrientes de convección (Vilchis et al., 2015).

Para la pendiente media que posee cada campamento, se consideró la clasificación que establece la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (^{FAO, 2009}) para estimar las clases de gradiente de pendiente y, tomando la clase escarpado (sobre 8.53°, FAO, 2009), como un nivel que reviste un peligro considerable ante la propagación de un incendio.

3.2.2. Cobertura de usos de suelo

Al igual que en las variables de ignición, la cobertura de usos de suelo resulta relevante también como variable de propagación del fuego. En este caso, la variable se utiliza para establecer una asociación entre las concentraciones de combustible disponible en el área de estudio, en donde los bosques presentan mayores alcances de las llamas y velocidades de propagación debido a la alta densidad que representan (CAF, 2019).

3.2.3. NDVI

Según Álvarez et al. (2005) el NDVI se comporta muy bien para estimar el contenido de humedad de pastizales (0,98 según el coeficiente de Pearson), y para matorrales (0,89). También ^{Cocero y Chuvieco (2004)} estimaron valores de 0,85 para los pastizales y 0,74 para Cistus ladanifer (arbusto similar a vegetación de tipo matorral), con el fin de presentar un método operativo que permita aplicarse a la valoración del peligro y la lucha contra los incendios forestales. Ambas investigaciones sugieren que valores altos de tal índice identifican áreas vegetacionales que justamente aportan a la ignición y propagación de los incendios forestales.

En el sector del anfiteatro aquellos valores altos con alta vigorosidad se localizan al interior de las quebradas, en áreas de alta pendiente y con baja intervención antrópica; notablemente son sectores con presencia de numerosos campamentos que se han construido en tales formaciones topográficas.

3.3.1. Ocurrencia histórica

Cada una de las variables escogidas se reclasificaron en cinco clases para medir la probabilidad de amenaza, en donde el valor 1 representa el menor nivel y 5 y el mayor valor probabilístico, frente a la amenaza de incendios forestales para los campamentos, para luego ponderar las variables entre sí y obtener los resultados cartográficos esperados.

En primer lugar, se realiza una reclasificación para las variables de ocurrencia histórica. Primeramente, a la variable de registros de incendios se aplicó un ráster de distancia, el cual se categorizó con intervalos de valores menores a 50 metros lineales desde los puntos de incendios para establecer zonas con mayor probabilidad de amenaza, hasta valores de distancia mayores a 400 metros, que equivalen a aquellas zonas de menor probabilidad.

Una consideración importante para la reclasificación de esta variable está relacionada con el desarrollo de los siniestros que se estimaba a menos de 100 metros de distancia de los campamentos de la comuna, entre los focos que habían sucedido en el periodo 1998 y 2017 (I. Municipalidad de Valparaíso, 2018). Por tal razón establecer un área menor a 100 metros, es plausible considerarlo como un alto nivel de amenaza.

Posteriormente, se aplicó un ráster de distancia para la distancia a área quemada, siguiendo un similar proceso que se hizo para la variable anterior. Estas dos últimas variables se agrupan bajo la categoría de ocurrencia histórica en la Tabla 3.

3.3.2. Ignición

Como en el caso anterior, cada una de las variables de ignición se reclasificaron con los mismos rangos de amenaza. En el primer caso, para la Temperatura se estableció un criterio de rangos menores a 24 °C (con menor probabilidad de amenaza) y mayor a 36 oC (mayor probabilidad) (a partir de la temperatura promedio obtenida).

Con respecto a la exposición de ladera y a partir de lo referido en el apartado de la variable misma, se consideró para la orientación N dos grupos de ángulos, el primero entre los 0 y 10° y el segundo entre los 350 y 360°, los que equivaldrían al mayor nivel de amenaza. Para las orientaciones NE y NO se tomaron valores entre dos grupos, 10 y 80° y 305 y 350°, E y O toma valores entre 80 y 125° y 260 y 305°, SE y SO se continua con dos grupos con valores entre 125 y 175° y 190 y 260°. Finalmente, la orientación S agrupa el rango desde 170 a 190°, correspondiendo al menor nivel de amenaza de la exposición reclasificada.

La variable sobre distancia a carreteras y caminos de huella y sendero establece rangos adaptados del estudio en conjunto del CAF (2019) con leves precisiones. En la reclasificación del ráster de distancia, el nivel con muy alta probabilidad de amenaza corresponde a aquellas zonas con caminos que se encuentran a una distancia menor de 50 metros lineales hacia los campamentos. Los rangos siguientes se van duplicando entre sí hasta alcanzar el nivel de menor probabilidad de amenaza de incendio forestal con distancias mayores a 400 metros desde los caminos tratados hacia tales asentamientos.

Para los usos de suelo, la reclasificación de los usos de suelo señala a los pastizales y matorrales con los mayores niveles, seguido del bosque y el suelo urbano.

En último lugar, para la tipología urbano forestal; se categorizó a cada campamento en cinco clases, desde aquellos asentamientos que presentan una mediana densidad de edificaciones y que se ubican en suelos caracterizados mayoritariamente como pastizal/matorral, para calificarlos con el mayor nivel de amenaza. Mientras que el nivel más bajo reúne a los campamentos que presentan una alta y media densidad de construcciones con suelos predominantemente de tipo desnudo y urbano.

En la Tabla 4, se expone un compendio de las reclasificaciones de cada variable propuesta para esta categoría.

3.2.3. Propagación

Cada una de las variables de propagación siguió el mismo proceso metodológico de reclasificación que se realizó con las dos categorías anteriores. La primera variable, Pendiente, considera inicialmente 8 clases según la FAO (2009) (Tabla 5), las cuales para el presente estudio se derivan en cinco para homologarse con las otras variables. (Tabla 5)

Para el menor nivel de amenaza, los planos de inclinación que varían entre 0 y 2,86° representan el rango de menor nivel de amenaza y comprenden un área de alta densidad poblacional en el área urbana de la comuna. Los valores entre 2,86 y 5,71° corresponden al rango siguiente, luego entre 5,71 y 8,53°, 8,53 y 16,7°, hasta el rango de mayor nivel de amenaza, por sobre el último digito mencionado recientemente; el cual abarca grandes extensiones de terreno y con variados campamentos asentados.

Para la siguiente, nuevamente se considera a los usos de suelo. Sin embargo, para esta reclasificación, los bosques tienen el nivel más alto de peligro ya que presentan mayores alcances de las llamas y velocidades de propagación debido a su alta densidad, seguido de los matorrales y pastizales.

Para la variable de índice NDVI, aquellos valores entre -1 y 0 se consideraron como vegetación muerta u objeto inanimado (EOS), luego se establecieron rangos entre 0 - 0,25, 0,25 - 0,5, 0,5 - 0,75 y 0,75 - 1 para clasificar vigorosidad de la vegetación.

En la reclasificación del NDVI, aquellos valores altos son considerados los más peligrosos ya que se infiere una mayor carga de combustible para la propagación de un incendio forestal, además se correlaciona con la variable de uso de suelo (perteneciente a la categoría de propagación), específicamente con suelos de tipo bosque los que presentarían también los valores más altos de NDVI.

Para esta última parte, la Tabla 6 resume las últimas variables que competen a la categoría de propagación.

3.3.3. Multicriterio y método AHP

Posterior a la construcción y normalización de variables entre sí, se realiza para cada categoría un álgebra de ráster aplicando un análisis de tipo multicriterio y el proceso de jerarquía analítica (AHP por sus siglas en inglés), método propuesto por ^{Saaty (1980)} que mide a través de comparaciones por pares y se basa en juicios que derivan en escalas de prioridad (^{Saaty, 1987}), según la teoría de la utilidad multiatributo (Bernal y Niño, 2018, citado por Elgueta ^{Gutiérrez, 2022}).

El peso final de cada variable en la ponderación de las categorías de amenaza es determinado a partir de una normalización de los datos que establece la propia matriz y que se ve reflejado en la obtención de mapas de probabilidad de amenaza de incendios forestales alrededor de los campamentos.

Siguiendo lo anterior, la primera categoría de variables (ocurrencia histórica), en la ponderación entre sí para obtener el mapa de la categoría en cuestión, se enjuicia con una prioridad levemente mayor a la distancia de los registros de incendios por sobre a la distancia de áreas quemadas o cicatrices de fuego (Tabla 7). Se toma en cuenta que los registros de incendios son los que representan la amenaza misma por sobre (levemente) la superficie que se ha consumido por el fuego propiamente tal.

Para la segunda categoría que contiene a las variables de ignición, la mayor relevancia se le asigna a la Tipología de interfaz urbano forestal y a la variable de Usos de suelo, seguidamente de la Distancia a caminos (carreteras, caminos de huella y senderos) y por último las variables de Exposición y Temperatura, con la misma importancia para estas dos últimas (Tabla 8). La principal razón del discernimiento se basa en los Estudios del Índice De Vulnerabilidad y Riesgo de Territorio del Área Metropolitana de Valparaíso al Cambio Climático e Identificación de las Respectivas Medidas de Adaptación del CAF - Banco de Desarrollo de América Latina (2019), al cual se le realiza un ajuste de ponderaciones iguales para las dos primeras variables mencionadas debido a la relevancia del tipo de suelo en el que se encuentre el campamento.

Con respecto a la última categoría (propagación) los juicios de prioridad para establecer los pesos de las variables toman también como base el estudio mencionado anteriormente. La Tabla 9 expone a las variables de Pendiente y Uso de suelo como las de mayor peso por sobre la variable NDVI debido a que esta última fue seleccionada como un factor que no es mayoritariamente considerado en investigaciones precedentes.

En última instancia, se realiza un nuevo álgebra de ráster a partir de los resultados anteriores, es decir, esta vez la matriz es construida con el cruce de cada categoría de amenaza, nuevamente a través del método AHP, pero esta vez, con ponderaciones iguales entre las categorías tratadas (Tabla 10) para la obtención de un mapa final de que expone niveles de amenaza por incendio forestal en torno a los campamentos del anfiteatro de Valparaíso.