Recientemente ha aparecido publicado en la revista científica Science un novedoso trabajo bajo el título Geological risk assessment for rock art protection in karstic caves (Alkerdi Caves, Navarre, Spain) en el que se propone una metodología que aplica los SIGs a la arqueología y el patrimonio. Irantzu Álvarez encabeza el equipo de investigadores que firman el artículo científico y que está formado entre otros por Diego Gárate y Eneko Iriarte.

En el artículo se presenta una novedosa metodología que permite elaborar mapas de riesgos y delimitar las áreas de protección de los yacimientos de arte rupestre en los macizos kársticos.

El área sobre el que se ha trabajado  se extiende por el sistema kárstico de Alkerdi, situado en el norte de Navarra y fronterizo con Francia. En dicho sistema kárstico se encuentra la cueva de Alkerdi cuyos lienzos parietales han protegido durante milenios importantes muestras de arte rupestre ( especialmente significativos son los grabados) y manifestaciones artísticas.

A. Mapa  de situación. B Mapa 1 con las litolgías de la zona de estudio. 

La metodología propuesta se basa en una importante recopilación de todos los datos posibles de los procesos que puedan afectar a la conservación del yacimiento: peligros humanos (canteras) y geológicos (terremotos, inundaciones, percolación de agua, cambios de circulación atmosférica, colapso de la pared y el techo).  En base a esos datos es posible elaborar una serie de mapas que se van a ir cruzando entre mediante el álgebra de mapas, que no es sino un conjunto de técnicas y procedimientos de los SIG que operando sobre una o varias capas en formato ráster permite obtener nuevas capas (mapas) de datos.

El estudio comienza con la obtención de los mapas de factores de susceptibilidad geológica: susceptibilidad litológica (LS), susceptibilidad de fractura (FS), susceptibilidad Exokarst (EXs), susceptibilidad Endokarst (ENs).

Seguidamente se procede al cruce de los mapas diseñados para obtener el mapa de susceptibilidad geológica. A continuación se elaboran otros dos mapas con valores que indican la vulnerabilidad del elemento natural y la distancia de exposición a los riesgos externos e internos, ambos mapas junto con el de susceptibilidad geológica se cruzan nuevamente para obtener el mapa de riesgo geológico. Este mapa permite interpretar el resultado obtenido y  determinar el área de protección. En el diagrama inferior podemos observar los pasos mencionados anteriormente.

Diagrama de la metodología propuesta en el estudio. 

Ilustración esquemática del álgebra de mapas utilizada para la metodología propuesta. Los valores de susceptibilidad, vulnerabilidad y exposición de cada celda (píxel) del capa se multiplican para el valor de riesgo geológico para esa celda (píxel).

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Mapa de susceptibilidad.

En su elaboración se tiene en cuenta todo el área del macizo kárstico, se realizan las mediciones de fracturas y geomorfología de manera detalla. Posteriormente de cada uno de los peligros se elabora un mapa con valoración cualitativa y cuantitativa del riesgo.

Los cuatro mapas que se  precisan para elaborar el mapa de susceptibilidad geológica son:

• Susceptibilidad litológica (LS):  el mapa se obtiene asignado a cada litología de la zona de estudio (mapa 1) un valor de susceptibilidad en función de sus características de composición, textura y resistencia. (Tabla 1). 

Mapa de susceptibilidad litológica.

Tabla 1. Contiene los valores propuestos para los mapas de susceptibilidad. 

• Susceptibilidad de fractura (FS):  se determina la estructura de fractura/discontinuidad del macizo mediante la realización de un total de 123 mediciones. El resultado permite estipular el peligro de  caída de rocas en el interior de las cuevas, la filtración de aguas subterráneas (porosidad de fractura). Los parámetros de fracturación obtenidos, índice RMR es 51 (Tabla 2), determinan que la fracturación es baja dentro  del macizo (Tabla 1).

Tabla 2.  Índice RMR

• Susceptibilidad Exokarst EXs: este mapa se basa en el impacto potencial que los procesos geomorfológicos podrían tener para el sistema exokárstico. La susceptibilidad de cada unidad geomorfológica se evaluó sobre la base de sus características geomorfológicas y actividad Kárstica (Tabla 1).

• Susceptibilidad Endokarst ENs: el mapa se obtiene asignado a cada área un valor de susceptibilidad (Tabla 1) en función de los peligros en el interior de la cavidad kárstica.

Mapas de susceptibilidad  Exokarts y Endokarst. Fuente: article Geological risk assessment for rock art protection in karstic caves(Alkerdi Caves, Navarre, Spain).

Mapa de susceptibilidad (S):  es el resultado de cruzar los mapas resultantes de los peligros geológicos mediante la fórmula:  Ls + Fs + EXs + EN. El mapa resultante tiene una escala de valores entre 1 a 12, y los valores tanto del entorno de Alkardi como de la propia cueva determinan una susceptibilidad muy elevada  ya que oscilan entre 9 y 12 dependiendo de la zona y concentrándose la mayor susceptibilidad en el interior de la misma cueva.

Mapa de susceptibilidad. Fuente: article Geological risk assessment for rock art protection in karstic caves(Alkerdi Caves, Navarre, Spain).

Mapa de vulnerabilidad (V).

En la cueva de Alkardi el arte rupestre se encuentra localizados en espeleotemas (estalactitas, etc…) y en los muros de roca caliza, que son frágiles a las vibraciones causadas por temblores naturales (terremotos) o por las actividades económicas antrópicas (canteras). Además, existe un delicado equilibrio e interacción dentro de las cavidades entre el agua subterránea, las filtraciones, el aire, los agentes biológicos y las condiciones climáticas y las geológicas del área.

En consecuencia, en el mapa se clasificó como zonas de alta vulnerabilidad todas las galerías que contienen arte debido a la fragilidad del mismo y al precario equilibrio con el el sistema kárstico.

Mapa de vulnerabilidad.  Fuente: article Geological risk assessment for rock art protection in karstic caves(Alkerdi Caves, Navarre, Spain).

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Mapa de exposición (E).

El riesgo de exposición es inverso a la distancia, vertical y horizontal, entre el elemento a proteger (arte rupestre) y los procesos geomorfológicos  y ambientales que podrían afectarle. El equipo estableció unos valores de exposición en función de esos criterios, obteniendo de este modo el mapa de exposición.

Mapa de exposición: Fuente: article Geological risk assessment for rock art protection in karstic caves (Alkerdi Caves, Navarre, Spain).

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Mapa de riesgo geológico (R).

El objetivo del mapa de riesgos es determinar el daño que se podría causar al patrimonio natural y arqueológico como resultado de riesgos geológicos. La magnitud del riesgo geológico general (R) depende de una combinación de diferentes componentes de riesgo que incluyen: el mapa de susceptibilidad geológica (S = Ls + Fs + EXs + ENs), la vulnerabilidad (V) y la exposición (E).

La fórmula propuesta en el artículo y aplicada en el SIG mediante el álgebra de mapas es la siguiente:  R = (Ls + Fs + EXs + ENs) * V * E

El mapa resultante es reclasificado con valores comprendidos entre 1 (menor riesgo) a 10 (máximo riesgo). En la imagen inferior puede verse en el mapa, donde el área que contiene las cuevas se encuentra casi enteramente dentro de un área de máximo riesgo.

Mapa de riesgo geológico. Fuente: article Geological risk assessment for rock art protection in karstic caves(Alkerdi Caves, Navarre, Spain).

Área de protección.

El estudio finaliza con la determinación del área de protección que se obtiene a partir del mapa de riesgos geológicos. Los autores del estudio proponen dos sectores de protección: el área de protección Total (APT) y el área de protección (AP).

• El Área de Protección Total (APT) es el espacio que cubren los valores entre 6 y 10 del mapa de riesgos. Este área requiere el máximo grado de protección y conservación, la preservación absoluta del sistema de drenaje, de las características y propiedades del macizo rocoso y la cobertura del suelo.

• El Área de Protección (AP) cubre los valores comprendidos entre 4 y 5 del mapa de riesgo. Este área alberga cavidades que están relacionadas con las que contienen arte rupestre, es necesaria su protección, ya que pueden transferir cambios ambientales a las áreas de protección total.

 Podéis descargar el artículo desde aquí.