Resumen

Las colisiones con buques son en algunos lugares del mundo una causa frecuente de muerte de grandes cetáceos, pudiendo llegar a poner en riesgo la sostenibilidad de sus poblaciones locales. El estudio conjunto del tráfico marítimo y de los hábitats de las especies a proteger puede permitir evaluar espacialmente los riesgos de colisión como base para proponer la adopción de medidas que lo reduzcan. Este artículo presenta la metodología desarrollada para estudio del tráfico marítimo interinsular canario y del riesgo de colisión asociado, incluyendo algunos resultados iniciales dentro de las actividades que el CEDEX realiza para el Ministerio para la Transición Ecológica.

1. INTRODUCCIÓN

La actitud de la sociedad ante los cetáceos se ha ido modificando desde una consideración como recursos a explotar libremente hasta la situación actual en la que dentro del cuidado del ambiente son uno de los elementos a proteger, con etapas sucesivas de regulación de las capturas y de medidas de conservación diseñadas en beneficio de la industria ballenera, (D’Amato y Chopra, 2010) en las que la caza intensiva con medios cada vez más sofisticados ha producido una reducción muy importante de las poblaciones; (Roman y Palumbi, 2003) han estimado que antes del comienzo de su caza comercial el número de individuos de dos especies concretas en el Atlántico Norte eran 6 y 20 veces mayores que las actuales. Los cetáceos juegan un papel significativo en los ecosistemas marinos y se ha destacado (Chami et al., 2019) el interés de su protección como método para limitar los gases de efecto invernadero y el calentamiento global.

En España el RD 1727/2007 de medidas de protección de los cetáceos establece un conjunto de medidas generales y complementarias, actividades de inspección y regímenes sancionadores, de aplicación en todas las aguas de soberanía, derechos soberanos y jurisdicción. Entre las actividades susceptibles de generar daños se incluye la observación recreativa, la pesca y la navegación destacándose en este caso los riesgos de colisión y los efectos del ruido asociado. La observación de cetáceos es una actividad de importancia económica en Canarias, en Tenerife la segunda actividad más frecuente de los turistas y se ha acordado recientemente una moratoria en la concesión de licencias ante su elevado número y las incertidumbres sobre sus efectos en el estado de los cetáceos. Las colisiones con buques son reconocidas como una de las causas más frecuentes de muerte accidental de grandes cetáceos en diversos lugares del mundo en los que se da la confluencia de poblaciones significativas y tráfico intenso. En el caso de Canarias se produce con frecuencia la aparición en sus costas de cetáceos varados con signos identificables de haber sufrido una colisión con un buque (Ritter, 2010), (Carrillo y Ritter, 2010), (Carrillo y Taverna, 2010) y se ha apuntado recientemente la posibilidad de que ello puede provocar que no se cubran las tasas de reemplazo concretamente de la población de cachalotes con el consiguiente riesgo de su sostenibilidad (Fais et al., 2016).

En este contexto el Ministerio para la Transición Ecológica a propuesto al CEDEX la realización de un estudio de tráfico marítimo interinsular en relación con las colisiones entre barcos y cetáceos de hábitos profundos, de forma que se pueda avanzar en la propuesta y evaluación de medidas para la reducción de estos accidentes. Este artículo presenta la metodología desarrollada para estudiar del tráfico marítimo interinsular canario y el riesgo de colisión asociado, incluyendo algunos resultados iniciales dentro de los trabajos que se realizan para el Ministerio para la Transición Ecológica (MITECO).

2. DATOS Y REFERENCIAS

El estudio ha requerido el empleo de un conjunto amplio de datos facilitados por la Subdirección General de Protección del Mar de MITECO con origen en el Gobierno de Canarias y en la Dirección General de la Marina Mercante de FOMENTO, así como elaborados por el CEDEX a partir de diversas fuentes. Se han consultado también múltiples referencias bibliográficas que permiten caracterizar varios aspectos del problema.

2.1. Datos utilizados

Para la realización del estudio se facilitó a CEDEX por parte de MITECO un conjunto de datos de partida:

  • Barcos mercantes de carga y/o pasaje dedicados total o parcialmente al tráfico interinsular en Canarias en el periodo de estudio (mayo 2018-abril 2019), en relación aportada por la Capitanía Marítima de Tenerife. La tabla 1 muestra algunas de las características de estos barcos, de eslora comprendida entre 100 y 200 m y entre los que destaca un número relativamente importante de porta contenedores, barcos de alta velocidad (NGV) y mixtos de carga rodada y pasaje (ROPAX).

Tabla 1. Características de buques dedicados al tráfico interinsular canario

  • Zonas de riesgo de colisión, delimitadas por los técnicos del Gobierno de Canarias mediante asesoramiento de expertos y facilitada al CEDEX través de la SGPM. Las zonas de riesgo corresponden, véase la fig. 1 y la tabla 2, a las costas SE y E de Fuerteventura y Lanzarote, la montaña submarina de Amanay, las costas N y NW de Gran Canaria, el entorno de Santa Cruz de Tenerife, y la fachada SW de Tenerife.

Figura 1. Avistamientos de especies de hábitos profundos y polígonos de zonas de riesgo.

Tabla 2. Zonas de riesgo indicadas por el Gobierno de Canarias.

Se han empleado también diversos elementos cartográficos: cartografía náutica p2, IHM, en el rango de latitud : longitud desde 27N:19W a 30N:13W, el polígono correspondiente a la ZMES: Zona Marítima Especialmente Sensible de Canarias (MEP 51/8, 23/10/2003, OMI) , la Malla MDT, resolución 30’’ extraída de GEBCO v. 2014, IHO, los polígonos de costa de Canarias – alta resolución extraídos de GSHHG, v. 2.3.7, 2017 y una colección de polígonos correspondientes a las aguas interiores de 15 puertos canarios dedicados a actividad comercial en Canarias, Tabla 3, con la finalidad que se verá más adelante.

Tabla 3. Puertos comerciales considerados

Una fuente de datos fundamental para la caracterización del tráfico ha sido la Base de Datos Histórica AIS que recoge el flujo de mensajes AIS facilitado a CEDEX por SASEMAR, dentro del proyecto PRISMA de CEDEX para DGMM en el periodo 2012-actualidad. Se han recuperado para este estudio 130 millones de mensajes de los barcos de interés recogidos en la tabla 1 en el periodo de mayo 2018 a abril 2019.

2.2. Bibliografía sobre el problema de las colisiones de buques y cetáceos

Se han revisado múltiples referencias bibliográficas generales y específicas algunas de las cuales se repasan a continuación ya que sirven para describir algunos de los aspectos principales del problema.

En primer lugar se menciona la referencia (Laist et Al., 2001), que recoge múltiples fuentes de datos de colisiones y analiza los resultados concluyendo de forma razonada que:

  • Las colisiones comenzaron a finales del S.XIX pero fueron infrecuentes hasta 1950 incrementándose desde entonces y aproximándose en los años 1970 a los niveles actuales. En ciertas zonas causan un porcentaje significativo del total de varadas.
  • La mayoría de las colisiones con efectos letales o graves son causadas por barcos de eslora 80 m o más.
  • Una mayoría de colisiones ocurren en la plataforma continental o en sus cercanías.
  • El comportamiento de ballenas en la trayectoria de barcos que se aproximan es incierto. En algunos casos se producen comportamientos evasivos en el último momento. Los cachalotes se encuentran entre los cetáceos más lentos: 3.5 – 4.3 nudos, con carreras breves de hasta 13.9 nudos.
  • La mayoría de los impactos con efectos severos o letales son causados por barcos viajando a 14 nudos o más.
  • Las colisiones posiblemente tienen un efecto despreciable sobre las tendencias de la mayoría de poblaciones de ballenas, pero para poblaciones muy pequeñas o grupos discretos pueden tener un efecto significativo.

Por su parte, (Vanderlaan y Taggart, 2007) analiza las fuentes de datos disponibles y estudia la probabilidad de efectos letales de una colisión como función de la velocidad del barco. La mayor variación en la letalidad ocurre entre 8.6 y 15 nudos, con probabilidades de muerte de 0.21 y 0.79 respectivamente. Los autores presentan una curva logística velocidad: probabilidad de efecto letal junto con bandas de confianza debido a la incertidumbre. Junto con la referencia a una velocidad de 14 nudos de (Laist et Al., 2001) como causante de efectos muy severos, esta curva es citada y reproducida en muchas de las publicaciones más recientes. Estos autores destacan también la mayor dificultad de detección visual de aquellas especies que no disponen de una aleta dorsal importante como es el caso precisamente de los cachalotes.

La utilidad de AIS para minimizar los riesgos de colisión entre barcos y ballenas se estudia en (McGillivary et Al., 2009), proponiendo posibles mejoras de su utilidad a largo plazo y basando su crítica en el riesgo de saturación del esquema SODTMA de radio en zonas de muy elevada densidad de tráfico. Se reconoce la dificultad del problema de las colisiones, acrecentado cuando rutas establecidas atraviesan hábitats preferentes o zonas de navegación restringida que son rutas de migración. El trabajo describe el dispositivo implementado en la aproximación al Puerto de Boston, MA, USA, modificando un TSS (Dispositivo de Separación de Tráfico) preexistente de acuerdo con el mapeado de densidad de observaciones – avistamientos - de cetáceos. La modificación fue establecida en 2007. El eje de la nueva ruta se ha dotado de 10 boyas con acústica pasivas (hidrófonos); inicialmente sus datos han sido incorporados en un sitio WEB que se actualiza cada 20 minutos y posteriormente se han integrado como mensajes AIS de Ayudas a la Navegación que se emiten cada 5 minutos y son recibidos por los barcos navegando en la zona.

Desde la perspectiva del diseño naval y las características de los numerosos barcos de alta velocidad presentes en aguas de Canarias, (Gelling y Keuning, 2011) destacan que el énfasis inicial ha estado puesto en la reducción de resistencia al avance pero que ya desde los años 1990 el problema del comportamiento en el mar con oleaje se ha convertido en el principal factor de diseño, buscando reducir las aceleraciones verticales que permitan mantener velocidades altas con seguridad y confort. Una de las dificultades específicas en relación al oleaje es la reducida eslora de este tipo de barcos en relación a las longitudes de onda. Y la elevada velocidad hace que, en el caso de oleaje de proa, la frecuencia de encuentro con las olas se incrementa y produce potencialmente grandes aceleraciones verticales.

Una descripción de las medidas tomadas en la costa Atlántica de EEUU para reducir las colisiones de efectos graves se presenta en (Conn y Silber, 2013). Desde 2008, la NOAA ha establecido ha establecido una restricción de velocidad a 10 nudos en áreas determinadas de la costa Este durante periodos estacionales. Este trabajo analiza la efectividad de las medidas indicando que los riesgos de mortalidad asociada a las colisiones se redujeron entre un 80% y un 90%. Las zonas de gestión estacional que se extienden desde el estado de Florida al de Massachusetts incluyen áreas diferenciadas de reproducción / crianza, alimentación y migración de cetáceos.

El informe del Joint Research Center, JRC, UE, elaborado por (Vaes y Druon, 2013) propone una metodología para la definición de zonas de riesgo de colisión entre barcos y cetáceos en el mediterráneo, empleando una metodología convencional de análisis de riesgo. El procedimiento se desarrolla sobre una malla cartesiana, analizando la distancia conjunta viajada por celda y día por los barcos – derivada de mensajes AIS - y aplicando un coeficiente de peligrosidad basado en la velocidad. Se complementa con información sobre densidad espacial máxima de ballenas en el mediterráneo (individuos por km 2 ) y potenciales de hábitat como coeficiente a aplicar sobre lo anterior. Se proporciona una fórmula (tomada de otro autor) para estimar el número de colisiones potenciales diarias para cada celda como producto (afectado por un coeficiente) de dimensiones de barco y cetáceo, distancia recorrida en la celda y tiempo de las ballenas en superficie. Más adelante en el presente trabajo se desarrolla una aproximación metodológica similar aunque simplificada para el caso de Canarias.

El análisis de riesgo es también el objeto del trabajo (Rockwood, et Al., 2017) que modelizan las colisiones en la costa W de EEUU tomando en consideración el tráfico marítimo – a partir de datos AIS - y, de forma más sofisticada, la densidad de ballenas mediante modelos ambientales ajustados a las observaciones realizadas en campañas con transectos de medidas acústicas y análisis para determinar la profundidad de las detecciones. El modelo define parámetros específicos de peligrosidad y tasa de encuentro definiendo finalmente un valor de mortalidad por celda de malla. Los resultados se consideran junto con datos de varadas de cetáceos imputables a colisiones.

Un conjunto de publicaciones hacen revisadas referencia específica a las Islas Canarias: entre ellos, (Ritter, 2010) señala el cambio de ferris convencionales a barcos de alta velocidad en las Canarias y cuantifica este tráfico – empleando documentación comercial de horarios en algunos casos -. El autor considera tres rangos de velocidad comercial y determina los siguientes parámetros: rutas: número de viajes en cada una y longitud de cada ruta (medida como la ruta geodésica). El total de trayectos es de 18,720. Se representan las áreas de especial conservación de la Directiva Habitats y se consideran como “áreas primarias de riesgo” las intersectadas por 2000 o más travesías y como ”áreas secundarias” las que lo son por 1000 o más. En base a ello, se definen como áreas primarias el NW de Gran Canaria y el Sur E y W de La Gomera, así como el corredor SC de Tenerife – Norte de Gran Canaria y Costa SW de Tenerife con costa de La Gomera y paso entre Lanzarote y Fuerteventura; como secundarias las costas E de La Palma y Hierro.

El trabajo de (Carrillo y Ritter, 2010) describe un elevado número de colisiones en las Canarias destacan do una mayoría en Tenerife con especial impacto en Cachalotes, Zifios y Calderones. Señala también el riesgo que las colisiones suponen para pasajeros. Los autores consideran que la introducción de ferris rápidos y de alta velocidad desde 1999 ha coincidido con un incremento de colisiones. Relatan un caso de colisión en 1999 con una ballena que causó el fallecimiento de un pasajero. Un porcentaje elevado de los cachalotes afectados eran crías o juveniles. Las medidas propuestas incluyen reducción de la velocidad, observadores a bordo y la introducción de un esquema de reporte obligatorio de colisiones. La comunicación breve de (Carrillo y Taverna, 2010) reitera el caso de los cachalotes como la especie más afectada por las colisiones. Las medidas que plantean incluyen en primer lugar el mapeado y estimación de tamaño de las poblaciones, reiterando la conveniencia de observadores a bordo y la implementación (experimental) de medidas técnicas a bordo.

Finalmente, (Fais et. Al., 2016) señalan que las Canarias son una de las zonas más importantes para los cachalotes y también una zona en la que un mayor número de colisiones se produce. El trabajo presenta una importante colección de transectos lineales con cobertura espacial homogénea – 2,668 km – de estudio acústico realizado en 2009 – 2010 que resultó en una abundancia total de 224 cachalotes dentro del área de estudio, 50,000 km 2 , bastante similar a la ZMES. Se señala que la tasa de reclutamiento de esta población puede ser inferior a la de colisiones letales para los cachalotes. El análisis de datos AIS que se utiliza parece basarse en un conteo de mensajes en celdas de 5 minutos de arco, lo que puede distorsionar notablemente los resultados debido a sus diferentes frecuencias. Entre los resultados, la distribución de los cachalotes cubre todo el archipiélago, excepto la isla de Hierro y las montañas submarinas en la zona. Se destaca como de mayor abundancia el canal entre Tenerife y Gran Canaria. Se indica que las poblaciones se encuentran formadas sobre todo por hembras y juveniles que permanecen todo el año.

3. EL TRÁFICO INTERINSULAR EN LAS CANARIAS

La caracterización del tráfico se ha realizado en este trabajo utilizando como fuente de datos los mensajes AIS de alta frecuencia emitidos por los barcos en ruta. Por ello en este apartado se describe con carácter previo el sistema AIS para la seguridad marítima y sus usos adicionales tras lo que se describe el tratamiento específico realizado y finalmente la caracterización obtenida del tráfico.

3.1. El Sistema de Identificación Automática (AIS). Usos adicionales

La Organización Marítima Internacional (OMI) ha implementado a través del Convenio SOLAS la obligatoriedad (desde 31/1/2004) de que los barcos mercantes dedicados al tráfico internacional de más de 300 GT, otros tráficos con más de 500 GT y de pasajeros de cualquier tamaño implementen un sistema automático de identificación mediante mensajes de radio con utilidad para la seguridad marítima en la prevención de colisiones y como complemento a otros sistemas VTS (Vessel Traffic Systems). Adicionalmente la UE lo ha hecho obligatorio en barcos de pesca de eslora mayor de 15 m desde el 31/5/2014. Los mensajes quedan definidos mediante una recomendación de la ITU (ITU-R M.1371-5) que define sus tipos (27) y contenidos. El sistema emplea un sistema de partición de tiempo que permite la emisión concurrente de mensajes en una zona determinada por parte de múltiples barcos, estaciones base, ayudas a la navegación y otros. A los efectos de este trabajo son de especial importancia los mensajes de tipo 1, 2 y 3, mensajes de posición que facilitan para cada buque, en intervalos de 2 s a 3 min según su velocidad, información de posición, velocidad, rumbo real y sobre el terreno y tasa de giro entre otros, y los mensajes de tipo 5 a intervalos de 6 minutos con datos estáticos / de viaje que incluyen dimensiones del barco, su identificación OMI, tipo de barco y carga, calado, destino y otros. Como ejemplo, la tabla 4 presenta algunos tipos, nombres y nº de mensajes registrados en aguas españolas durante el mes de julio de 2017, poniendo de manifiesto su elevado número.

Tabla 4. Número de mensajes por tipo en aguas españolas, julio 2017.

El CEDEX ha compilado una Base de Datos histórica de mensajes AIS en las zonas de aguas españolas desde 2012 a la actualidad utilizando el flujo de datos que le facilita SASEMAR en el marco del proyecto PRISMA para la Dirección General de la Marina Mercante, lo que permite realizar estudios analíticos de tipos diversos. La base de datos PostgreSQL contiene del orden de 30,000 millones de registros en tablas por tipo de mensaje, particionadas por meses y que contienen la información desencriptada y parcialmente interpretada y sobre las que se han definido un conjunto de índices que permiten la selección eficiente de mensajes. Los tipos de consulta más usuales fusionan información de varios mensajes y son de tipo instantánea, recogiendo el estado más reciente disponible en un momento dado para cada fuente emisora, véase figura 2 y de intervalo, con el conjunto de datos para un intervalo determinado, véase la figura 3.

Figura 2. Datos de tipo instantánea, a) pequeña y b) gran escala geográfica.

Figura 3. Datos en un intervalo, acceso de un barco al Puerto de Ferrol.

Además del empleo principal como elemento para la seguridad marítima el uso analítico de los datos históricos permite múltiples aplicaciones, algunas de las cuales han sido descritas en (Grassa et al. 2019) y (Moreno et al. 2019), que aquí sólo se enumeran:

  • Estudios relativos al Transporte Marítimo y a los Puertos
  • Medio Marino: Estrategias Marinas y Planificación Espacial Marina
  • Tráfico Marítimo: rutas de navegación, cuantificación, evolución
  • Uso de la zona marítima de los Puertos: Intensidad y densidad del Tráfico Portuario, ocupación de accesos, dársenas, muelles
  • Esfuerzo pesquero: Utilización de caladeros por tipo de arte de pesca
  • Ruido submarino asociado a la navegación: emisión, niveles de ruido recibido
  • Emisiones a la atmosfera desde buques navegando y en puerto
  • Accidentes y riesgos asociados a la navegación: situaciones de tráfico, TSS
  • Operaciones especiales: Dragados, remolques, trabajos fuera de la costa

3.2. Caracterización del Tráfico Marítimo empleando datos AIS

A partir de los datos AIS la representación de la evolución de barcos puede realizarse de forma vectorial, como líneas interpoladas que representan rutas a partir de los datos de posición o, más frecuentemente, en formato raster representando algún valor característico sobre una malla geográfica. A ellas puede añadirse una representación de tipo semántico mediante la partición del espacio en zonas designadas con significados concretos (muelle, dársena, zona protegida,…)

Como medidas básicas del tráfico se dispone de los conceptos de intensidad, es decir número de vehículos a través de una sección por unidad de tiempo y de densidad, número de vehículos en un tramo de vía o área; ambas medidas quedan relacionadas por el hecho de que la intensidad es igual a la densidad por la velocidad media. En función del estudio a realizar puede resultar de interés el empleo de una u otra medida del tráfico. Como ejemplo, en el marco de los trabajos para la actualización del análisis de actividades humanas en la evaluación inicial del II ciclo de las Estrategias Marinas, MITECO, se ha realizado un estudio del tráfico en las cinco demarcaciones marinas a lo largo del año 2016 incluyendo un sistema generador de mapas con periodos mensuales, trimestrales y de año completo, resoluciones de 15’, 5’, y 1’, presentación agrupada o discriminada en 8 tipos de barcos (pesca, pasajeros, cargueros, tanques,.. ), todos, detenidos o en movimiento, evaluando estadísticamente la densidad del tráfico mediante la obtención y análisis de 1,2000 instantáneas mensuales a partir de las cuales se obtienen valores medios y otros descriptores estadísticos. La figura 4 muestra algunos resultados obtenidos en .cuatro de las 5 demarcaciones definidas en las estrategias.

Figura 4. Densidad de tráfico en cuatro demarcaciones de las estrategias marinas.

3.3. Tratamiento de datos para el Tráfico Interinsular

El tratamiento en este caso está orientado en primer lugar a componer los mensajes para cada barco, en el conjunto de sus travesías entre puertos insulares realizadas a lo largo del periodo de estudio, mayo 2018 – abril 2019. Una segunda fase de tratamiento agrega las travesías correspondientes a cada una de las conexiones entre puertos o rutas que componen el tráfico interinsular y finalmente se analiza el conjunto de las rutas.

A los 15 puertos Canarios dedicados a actividad comercial se ha añadido un puerto adicional, “Exterior” que representa los tramos de trayectos dentro de la ZMES de Canarias desde un puerto insular a cualquier destino fuera de la ZMES de Canarias o viceversa, desde un origen en el exterior a un puerto insular.

Para componer en trayectos los movimientos de cada barco se ordenan los datos recuperados por fecha y se comprueba sucesivamente la pertenencia de las coordenadas de cada uno de sus mensajes al interior de los polígonos representantes de cada puerto, marcando las posiciones iniciales y finales correspondientes a cada pertenencia. Con ello, cada trayecto entre puertos A y B para un barco queda definido por el tramo continuo de registros fuera de puerto desde aquél que está precedido por un registro dentro del polígono representante del puerto A hasta el registro que precede a uno dentro del puerto B. Examinando los estados de los registros sucesivos de cada barco se compone por tanto la secuencia de sus trayectos.

Una situación que requiere ser filtrada es que debido a pequeños errores en la posición GPS reportada en los mensajes, puede suceder que un barco abandone aparentemente el puerto durante un pequeño intervalo de tiempo correspondiente a uno o unos pocos registros sucesivos. Una situación similar se produce por pérdida temporal de la señal GPS del equipo AIS. Para corregir estas situaciones en una mayoría de casos, se descartan aquellas travesías que tienen una duración inferior a un minuto.

Las travesías con origen o destino en puertos fuera de la ZMES de Canarias, esto es desde o hacia el puerto “Exterior” se detectan como viajes entre los puertos insulares A y B – donde B puede ser igual a A – cuya duración es significativamente superior a un tiempo determinado. Una vez definidos para cada barco sus trayectos, se seleccionan como candidatos aquellos cuya duración es superior a 60 horas. A continuación se comprueba si algunos de los mensajes de posición durante el trayecto se sitúan fuera de la ZMES, en cuyo caso se asume que el trayecto es efectivamente a un puerto exterior y se procede a descomponer la travesía en los fragmentos correspondientes al tramo desde el puerto insular de origen al exterior de la ZMES y desde la reentrada en la ZMES hasta el puerto de destino, descartándose otros trayectos intermedios que pudieran ser interiores a la ZMES, en su caso. Se hace notar que la salida de la ZMES no se identifica automáticamente con un viaje a puerto Exterior ya que algunas de las rutas naturales entre puertos insulares, p.ej. desde la Palma a Lanzarote, discurren con tramos fuera de la ZMES.

Una vez realizado este proceso se dispone, para cada barco, de una serie de trayectos caracterizados por puerto origen y destino e índices correspondientes al inicio y fin de viaje en la sucesión de mensajes de posición del barco a lo largo del año de estudio. Debido a las condiciones de la especificación AIS los intervalos de tiempo entre mensajes oscilan entre 2 segundos para barcos moviéndose a velocidades superiores a 23 nudos y 3 minutos para barcos moviéndose a menos de 3 nudos; se ha considerado conveniente homogeneizar la información de los trayectos, generando secuencias interpoladas con un intervalo común de 30 segundos entre datos sucesivos, lo que se juzga suficientemente detallado para el propósito del estudio, aun considerando las embarcaciones más rápidas, y a la vez reduce notablemente el tamaño de datos con los que se debe trabajar. Este conjunto de datos contiene por tanto puntos de información igualmente representativos temporalmente que pueden ser operados con mayor simplicidad. Los valores interpolados – mediante técnica estándar de splines cúbicos - son las coordenadas de posición (latitud y longitud) y velocidad.

Algunas cuestiones deben ser tenidas en cuenta a la hora de valorar los resultados. En primer lugar, los intervalos indicados entre mensajes son valores teóricos, en la práctica los intervalos pueden ser muy diferentes debido a diversas causas tales como pérdida o corrupción de mensajes encriptados por cobertura limitada (diferente en función de las condiciones de la atmosfera en cada momento) de las estaciones costeras de recepción o interrupciones en la recepción de la secuencia de datos en las instalaciones de CEDEX debidas a diversas incidencias. La interpolación de trayectorias permite corregir pérdidas puntuales de datos con buenos resultados en una mayoría de casos pero en algunas situaciones puede conducir a la obtención de trayectorias inválidas, que deben ser, en la medida de lo posible, detectadas y filtradas. En el caso de interrupciones de mayor duración se pierden algunos trayectos realizados. En segundo lugar, el mal funcionamiento puede originarse en los propios barcos, yendo desde la ausencia completa de mensajes hasta el envío de datos erróneos de identificación, coordenadas y /o velocidad y todo ello con efectos similares a los mencionados. Con independencia de las técnicas paliativas de filtrado y de empleo de estimadores robustos, todo ello debe ser tenido en cuenta valorando que las cifras que se obtienen finalmente están ligadas a estas incertidumbres.

Además de la definición de puertos origen - destino y arco de puntos sucesivos de trayectoria, se asocia a cada una su duración y la longitud, medida como suma de los arcos de geodésica entre sus puntos. En este punto se filtran y descartan para el proceso aquellas trayectorias – un número muy pequeño - para las que no ha podido evaluarse su longitud debido a la presencia de coordenadas anómalas.

Para cada trayectoria de cada barco, se identifica y adjunta a su descripción el tramo o tramos que se desarrollan dentro de las zonas de riesgo de colisión indicadas, caracterizando la longitud de viaje realizada en su interior y el tiempo correspondiente.

Una vez finalizado el proceso descrito en el apartado anterior, se realiza el análisis agregado para el conjunto de los buques sobre cada una de las relaciones entre puertos y para el conjunto de todas ellas. Se ha caracterizado a) el conjunto de buques mercantes definido en la tabla I, b) el subconjunto de buques convencionales y c) el subconjunto de buques de alta velocidad. Para cada una de las relaciones/rutas obtenidas se han calculado sus descriptores estadísticos de longitud de viaje y duración, total y a lo largo de las zonas de riesgo de colisión, que se recorran en cada ruta. Habida cuenta de los problemas indicados de los datos se ha optado por utilizar estadísticas trimadas, descartando en cada caso un pequeño porcentaje de los valores más alejados del centro (colas de un 2.5%) y calculando con los datos restantes valores medios y percentiles (5% y 95%).

A partir del conjunto de datos de trayectos individuales se han evaluado para cada uno de los tres grupos de barcos, para cada relación/ruta significativa (más de 50 trayectos / año) y para el conjunto del tráfico insular, mapas de la magnitud relevante del tráfico marítimo a los efectos de este estudio: kilómetros recorridos por kilómetro cuadrado a lo largo del año. Esta evaluación se ha realizado sobre una malla de 360 x 720 celdas con resolución de 30’’ de arco, y área inferior a 1 km 2 . Esta medida de la densidad de circulación (cota inferior como ya se ha señalado) se considera refleja en primera aproximación, véase más adelante, la peligrosidad para los cetáceos asociada al tráfico marítimo; el factor complementario de vulnerabilidad de las poblaciones expuestas está asociado a la velocidad de los barcos recogida en las descripciones de las trayectorias. La representación gráfica de este indicador de peligrosidad se ha realizado con mapas de isolíneas de valores 4, 12, 52,…, 365,… que pueden asociarse – en orden de magnitud – a la frecuencia de circulación de dicha ruta; una circulación al trimestre (4), una al mes (12), una a la semana (52),…, una al día (365),…en la zona correspondiente. Se han evaluado también para cada ruta considerada individualmente la superficie en km2 de las áreas dentro de los polígonos que delimitan las zonas de riesgo facilitadas en las que se superan estos valores de densidad del tráfico.

3.4. Caracterización del Tráfico

Los resultados obtenidos aplicando la metodología anterior al tráfico marítimo interinsular en Canarias se resumen a continuación. Las tablas 5 muestran las conexiones directas entre puertos del archipiélago y con el exterior – Extra insular - y su frecuencia a lo largo del año para la totalidad de los barcos (5.a) y para los de alta velocidad exclusivamente (5.b). Las filas representan el puerto origen, O y las columnas el puerto de destino, D. Entre los aproximadamente 80 viajes diarios registrados, destaca el elevado número de trayectos de barcos alta velocidad, más del doble de los realizados por los más numerosos barcos convencionales involucrados en el tráfico. Hay simetría O/D – D/O, lo que indica que la mayoría de las conexiones en el tráfico interinsular son de ida y regreso con misma secuencia de estancias en su caso. La excepción más notable es la asociada a los viajes extra insulares en los que un barco entra en la zona, arriba a un primer puerto, recorre uno o varios puertos sucesivamente y vuelve a salir de la zona, véase por ejemplo la asimetría en los casos de Arrecife, las Palmas o Santa Cruz de Tenerife con Extra insular.

Tabla 5a. Todos los buques.

Tabla 5b. Alta velocidad.

Aunque el mayor número de viajes corresponde a los barcos de alta velocidad sus operaciones se concentran en un número reducido de rutas (12) mientras que los restantes buques convencionales cubren un número mayor de rutas con menores frecuencias. Además de la consideración individual de las rutas es de igual importancia para este trabajo prestar atención a la concentración de O/D en ciertos puertos, lo que determina la densidad total agregada del tráfico marítimo en su entorno. Los puertos más activos en el tráfico interinsular son, como cabe esperar, Santa Cruz de Tenerife y Las Palmas. Les siguen San Sebastián de la Gomera y Los Cristianos, Agaete (exclusivamente por su conexión de alta velocidad con Santa Cruz de Tenerife y – de forma poco comparable - los puertos de Playa Blanca (Lanzarote) y Corralejo (Fuerteventura) debido a su conexión de alta velocidad y corta distancia. A continuación se sitúan Morro Jable (Fuerteventura) y Arrecife (Lanzarote) y Santa Cruz de la Palma, Valle Gran Rey, La Estaca y Puerto del Rosario.

También de forma agrupada para todas las rutas, la densidad de tráfico marítimo interinsular mostrada en la fig. 5.a para los barcos de alta velocidad indica que los trayectos tienden a seguir la ruta más corta entre origen y destino, con los puntos de paso obligado marcados por la geografía insular. No obstante, en el caso de los buques convencionales se observan trazas de trayectorias que parecen venir condicionadas por la existencia de la ZMES – siguiendo tramos de su perímetro - y su dispositivo de separación de tráfico, DST, entre Gran Canaria y Tenerife, véase fig. 5.b. Para los barcos convencionales se observan algunas rutas entre Santa Cruz de Tenerife y La Palma por el S de la Isla de Tenerife y en algunos casos de la Isla de la Gomera, que podrían tratar de evitar condiciones de meteorología adversa.

Figura 5. Km recorridos por Km2 y año, a) barcos de alta velocidad y b) todos los barcos.

Una nota característica en el caso de las trazas de los barcos de alta velocidad es que sus trayectorias, aunque manteniéndose alrededor de la óptima geográfica muestran una mayor dispersión que posiblemente se explica teniendo en cuenta el comportamiento en la mar de este tipo de embarcaciones que deben evitar aceleraciones verticales excesivas modificando la frecuencia de encuentro con el oleaje y en consecuencia la trayectoria seguida en función de las condiciones de la meteorología.

Los tráficos se mantienen relativamente uniformes a lo largo del año, con una estacionalidad discreta, pequeña en el caso de buques convencionales y con incrementos respecto a la media en los meses de verano, enero y marzo-abril y valores mínimos en noviembre y febrero para los de alta velocidad.

En las principales rutas (de acuerdo con su intensidad) las velocidades medias son del orden de 20 nudos (convencionales) o superiores (barcos de alta velocidad). En algunas de las rutas de menor frecuencia (p.ej. Extrainsular - Las Palmas) las velocidades medias bajan hasta valores mínimos del orden de 14 nudos. En el caso de los tramos de trayecto que discurren por zonas definidas en la documentación facilitada como de riesgo de colisión, las estimaciones de distancia y tiempo de recorrido apuntan también a velocidades de un mismo orden si bien en los casos de zonas en las inmediaciones de puertos se ha apreciado en el análisis más detallado una cierta asimetría entre los recorridos de salida y llegada, con velocidad ligeramente inferior en estos últimos.

Una representación conjunta del tráfico (todos los barcos) en las zonas de mayor densidad y complejidad, entornos de los puertos más frecuentados, con múltiples rutas en su entorno, se recoge en la fig. 6 que reproduce, con mayor grado de detalle, la ya realizada para el conjunto del tráfico interinsular. Resulta aparente el efecto de concentración espacial de tráfico resultante de la acumulación de rutas en estos entornos donde deben analizarse conjuntamente.

Figura 6. Zonas de concentración de tráfico. a) Santa Cruz de Tenerife b) Las Palmas c) Los cristianos, d) Morro Jable, e) Arrecife.

Con carácter elemental se ha elaborado para cada ruta con un rango de intensidad anual de entre 5,000 y 50 trayectos un cuadro resumen – véase la figura 7 para un ejemplo - con los siguientes contenidos:

Figura 7. Información de la Ruta Los Cristianos – San Sebastián de la Gomera.

  • Información general de la ruta: número de trayectos registrados y de trayectorias analizadas en el periodo mayo 2018-abril 2019 en total y para los buques de alta velocidad y convencionales, con indicación del número de buques de cada tipo.
  • Distribución mensual del número de viajes en la ruta, para barcos convencionales y de alta velocidad
  • Mapa general de situación de la ruta dentro de la ZMES y mapas de detalle de la ruta representada por la densidad anual local del tráfico marítimo definida a través del número de kilómetros recorridos por kilómetro cuadrado de superficie del mar.
  • Estadísticos de la distancia y duración de la ruta para cada una de las tres categorías de buques y velocidad media.
  • En relación con los polígonos definidos como zonas de riesgo por el Gobierno de Canarias que han sido facilitados, se incluye la siguiente información:
  • Estadísticos de distancia recorrida y duración para cada categoría de buques dentro de cada una de las zonas.
  • Traza de la ruta en cada una de las zonas que atraviesa de forma significativa, con expresión de las áreas con niveles crecientes de densidad.

4. DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DEL RIESGO DE COLISIÓN

Se ha llevado a cabo una aproximación conceptual a la distribución espacial del riesgo de colisión con efectos graves entre barcos y cetáceos derivada del peligro dado por la magnitud del tráfico marítimo, del grado de exposición de los cetáceos y de su vulnerabilidad. Se pretende con ello mostrar un resultado que permita detectar zonas de mayor riesgo en la actualidad y por tanto en las que pueda resultar de mayor interés plantear medidas de reducción de riesgo actuando sobre sus elementos definitorios: peligrosidad de la navegación, vulnerabilidad y exposición de los cetáceos. A la vez, el método puede permitir evaluar la modificación del nivel riesgo resultante de la adopción de unas u otras medidas de reducción de riesgo, midiendo su efectividad y orientando la selección de las más apropiadas.

En forma matemática el riesgo se expresa como el producto de los tres factores:

Riesgo≈Peligrosidad x Vulnerabilidad x Exposición

En general los factores se representan mediante funciones estadísticas dependientes de múltiples parámetros, produciendo como resultado una distribución de probabilidad de daños. En este caso, los factores se toman al nivel de sus valores medios y en consecuencia los resultados se pueden considerar también valores medios de riesgo.

Como medida de la Peligrosidad local en cada área geográfica y en primera instancia la magnitud (media) del tráfico evaluado en este trabajo, P t, l (tráfico, local) en km recorridos por km 2 y año de los barcos mercantes dedicados al tráfico interinsular. A los efectos de este análisis, los datos se proyectan sobre una malla cartesiana con celdas de 30’ de arco, media milla en el sentido de la longitud. En esta aproximación inicial no se consideran otros factores de peligrosidad, p.ej. las diferentes dimensiones de manga de los barcos, forma del casoco, sistema de propulsión, que pudieran ser incorporados más adelante.

La vulnerabilidad V c, l (cetáceos,local), medida del efecto sobre los cetáceos de este factor de peligro viene dada de acuerdo con la bibliografía sobre todo por la velocidad de los buques y también por la agilidad y aspectos de comportamiento frente a situaciones de riesgo de diferentes especies de cetáceos; este segundo factor no ha sido considerado aquí. Dadas las velocidades medias de los barcos en las rutas estudiadas, del orden o superior a 20 nudos en la mayoría de los casos y en todo caso siempre del orden de 14 o más nudos, se toma como aproximación por sencillez que los efectos de una colisión serán con alta probabilidad letales, y por tanto V c, l = 1.

En tercer lugar como medida de la exposición E c,l (cetáceos,local) se consideran los avistamientos de las especies de hábitos profundos facilitados, véase fig. 1, sin valorar otros aspectos en este análisis inicial. Operativamente, los datos de avistamientos han sido proyectados sobre una malla de 30’’ de arco coincidente con la empleada para la evaluación de la magnitud del tráfico. No se han considerado aquí factores de estacionalidad ni de especie – salvo la exclusión de aquellos cetáceos de hábitos no asociados a aguas profundas – y se han filtrado aquellos datos que de acuerdo con sus coordenadas corresponderían a puntos de tierra, posiblemente varadas de cetáceos. Los resultados (en número de avistamientos por celda) han sido suavizados empleando un filtro de promediado - suavizado espacial de cada celda con sus 8 vecinas modificado para evitar que la presencia de tierra produzca un resultado no conservativo; este suavizado proporciona una imagen más coherente y fácilmente interpretable de la densidad de avistamientos que se asume aquí como una aproximación a la densidad local de población.

En consecuencia se calcula un indicador espacial de potencial de colisión como producto del grado de exposición (medido en número de avistamientos por unidad de área) por peligrosidad (medido en km recorridos localmente) y considerando un valor unidad para la vulnerabilidad al estimarse que dadas las características de los tráficos el efecto de las colisiones será en todos los casos grave o letal. Por tanto, el índice de riesgo local R l _local medido en valor medio esperado de colisiones por unidad de área y año se establece como:

Donde el factor f se ajusta de forma que la integral extendida a toda la zona de la ZMES de Canarias sea igual a un número medio asumido – como orden de magnitud – en 10 colisiones al año, de donde resulta para el coeficiente el valor de 3.6 10 -5 . El empleo de este coeficiente permite evaluar la contribución al índice de riesgo de los diferentes tráficos o en su caso la variación del potencial de riesgo debida a medidas de protección.

De acuerdo con lo expuesto, la figura 8 muestra esquemáticamente el proceso de evaluación espacial del riesgo de colisión grave, en este caso considerando sólo los barcos de alta velocidad. Los valores en malla de 30’ de avistamientos (como aproximación a la población) y de densidad de tráfico se multiplican y afectan con el coeficiente para obtener el resultado.

Figura 8. Peligrosidad a), exposición b) y riesgo de colisión c) asociado a barcos de alta velocidad.

Por su parte, la figura 9 presenta el conjunto de resultados considerando todos los barcos y separadamente los convencionales y los de alta velocidad. Las zonas de mayor riesgo están asociadas a la isla de Tenerife y concretamente a las inmediaciones de los puertos de Santa Cruz y de Los Cristianos, extendiéndose en este caso hasta las cercanías de San Sebastián de la Gomera. Se observa además en ambos casos que su extensión está influida por la bifurcación de rutas con origen en ambos puertos.

Figura 9. Riesgo asociado a todos los barcos.

Es también destacable el potencial de colisiones de la costa SW de La Gomera afectada por los tráficos Los Cristianos – San Sebastián de la Gomera a Valle Gran Rey así como la ruta Los Cristianos - La Estaca. Las islas más occidentales presentan zonas de riesgo muy localizadas en las inmediaciones de sus puertos de Santa Cruz de la Palma y La Estaca.

En el caso de la Isla de Gran Canaria destaca el efecto de la ruta Las Palmas – Santa Cruz de Tenerife, con una zona relativamente extensa de potencial notable. En la zona oriental los valores del indicador resultan más reducidos debido posiblemente a la menor magnitud comparada del tráfico en esas rutas aunque destacan zonas de concentración en el bajo de Amanay, en Morro Jable, Fuerteventura y en la ruta a Arrecife, Lanzarote.

Varias de las zonas de concentración de potencial de colisión se comparan bien con los polígonos identificados como zonas de riesgo de colisión facilitadas, sobre todo las correspondientes a la isla de Tenerife pero también las de las costas orientales de Fuerteventura y Lanzarote y del N de Gran Canaria. Una diferencia mayor es la zona SW de La Gomera que es aquí muy destacable; ello puede deberse a una consideración de diferentes niveles de vulnerabilidad de las especies más representadas en esa zona.

La figura 10, basada en datos de varadas facilitados por el Gobierno de Canarias muestra gráficamente los totales de varadas y de ellas las de origen antrópico y las imputables a colisiones, mostrando que más del 50 % de estas últimas corresponden a la isla de Tenerife, seguida por la isla de Gran Canaria, Lanzarote y Fuerteventura. A su vez la fig. 11 muestra la localización de las varadas con un mismo código de colores. Aunque no es posible correlacionar directamente las varadas causadas por colisiones con los niveles de riesgo puntuales evaluados, algunas tendencias resultan similares a las que pueden derivarse del análisis, como la concentración en la isla de Tenerife. Una observación de interés es que aunque el número de varadas total en la isla de Fuerteventura es mayor que en Lanzarote, el número de las debidas a colisiones es mayor en Lanzarote; puede establecerse la hipótesis de que las primeras están relacionadas con la longitud de la costa (mayor en Fuerteventura) y las segundas con la densidad del tráfico (mayor en Lanzarote).

Figura 10. Varadas por isla.

Figura 11. Distribución de las varadas de cetáceos de hábitos profundos.

Como observación importante debe destacarse que, además de otros factores citados, el estudio ha considerado exclusivamente el tráfico interinsular sin tomar aún en consideración el que discurre a través de la ZMES mediante dos corredores E y W en la ruta de la costa occidental de África, que deberá ser incorporado en una etapa sucesiva.

5. CONCLUSIÓN

Se ha mostrado una caracterización del tráfico interinsular canario y se ha evaluado un indicador espacial de potencial de riesgo de colisión para los cetáceos de hábitos profundos basado en la peligrosidad del tráfico y la exposición de los cetáceos derivada de la información de avistamientos facilitada. Esta aproximación podría ser utilizada para evaluar cuantitativamente el efecto de medidas de protección y mejorada para una mayor representatividad; si bien la descripción del tráfico interinsular ha quedado establecida con un nivel de detalle suficiente a los efectos del trabajo, la componente de exposición pudiera muy posiblemente mejorarse incorporando técnicas complementarias de estudio como p.ej. la teledetección basada en sensores en satélites y fotografías aéreas (Guirado et al. , 2019), (Fretwell et al., 2019) para evaluar tanto avistamientos como varadas, mejorar el conocimiento de su estacionalidad, etc.

El modelo desarrollado puede ser refinado para la evaluación del riesgo (incluyendo estudios como por ejemplo el retro-trazado de las derivas de cetáceos varados como resultado de colisiones) y la valoración de medidas como la reducción de velocidad y consiguiente reducción de la vulnerabilidad en áreas concretas de acumulación de riesgo, la modificación de rutas y evaluación de otras nuevas desde la perspectiva de la variación del riesgo acumulado y en su caso la eliminación de rutas de alto riesgo y reducido interés social. Resulta también recomendable la elaboración de mapas de zonas de cría, alimentación y migración y su publicación como mapas de zonas críticas en la cartografía náutica con las recomendaciones de vigilancia y limitaciones de velocidad pertinentes.

Las posibles medidas deben ser también evaluadas desde la perspectiva de otros posibles efectos sobre la seguridad en el transporte, los tiempos de viaje y las emisiones asociadas. Finalmente se pone de manifiesto el interés de abordar estos estudios colaborativamente mediante equipos multidisciplinares dados las múltiples áreas de especialización requeridas.

6. AGRADECIMIENTOS

Este estudio no habría sido posible sin la contribución de Tomás Echegoyen y Ginés Ibáñez, Área de Ingeniería de Sistemas del Centro de Estudios de Puertos y Costas del CEDEX, que han soportado las tareas de implementación de la Base de Datos Histórica AIS utilizada en el trabajo. Las propuestas de estudio de problemas emergentes que plantea a CEDEX la Subdirección General de Protección del Mar, Dirección General de Sostenibilidad de la Costa y del Mar, MITECO generan procesos innovadores que enriquecen las capacidades de trabajo de CEDEX tanto en el ámbito de la protección del medio marino como en otros muchos. Se agradecen también los datos, comentarios y sugerencias facilitados por el Capitán Marítimo de Tenerife, D. Jose Antonio Conde. Asimismo, estos estudios no podrían ser realizados sin el flujo de datos AIS facilitado por SASEMAR, grupo FOMENTO. Finalmente, los datos facilitados por el Gobierno de Canarias han posibilitado la propuesta de un método de análisis del problema que se espera pueda conducir a la adopción de medidas de reducción de los riesgos de colisión.

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