Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación bimestral de divulgación externa

NOTAS núm. 123, Marzo-Abril 2010, artículo 1
Análisis comparativo de tres métodos para la delimitación del área de influencia de un aeropuerto
HERRERA Alfonso, GONZÁLEZ Jonatan

Referencia

Introducción

La delimitación del área de influencia de un aeropuerto es un elemento fundamental en su operación, de hecho ésta determina su viabilidad y los flujos de pasajeros y carga que maneja. Con objeto de determinarla se realizó una exploración de tres alternativas, para establecer distintos enfoques que pueden ser de utilidad en estudios futuros.

Las tres alternativas consideradas fueron:

1) Polígonos de Thiessen.

2) Polígono de distancia media por puntos equidistantes en la traza carretera.

3) Método de accesibilidad espacial ó isócronas de recorrido.

Objetivo

Realizar un análisis de las tres alternativas consideradas, con objeto de establecer su precisión, recomendaciones para su utilización, y ventajas y desventajas de cada una de ellas.

Metodología

Se aplicó cada una de las alternativas a un aeropuerto específico, para tener elementos comunes de análisis y realizar las comparaciones. La aplicación se realizó mediante la utilización de un sistema de información geográfica (SIG). Como caso de estudio se consideró al Aeropuerto Internacional de Querétaro.

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA

Delimitación del área de estudio

En los tres casos, inicialmente se identificaron los aeropuertos que rodean al de Querétaro: al noroeste el aeropuerto de San Luís Potosí; al noreste Tamuín (en San Luís Potosí); al sureste los aeropuertos de Pachuca (en Hidalgo), el de la Ciudad de México (en el Distrito Federal) y Toluca (en el Estado de México); al suroeste, Morelia (en Michoacán); y al oeste el del Bajío (en Guanajuato), ver Figura 1.

Posteriormente, se delimitó el área de estudio en donde estuviesen contenidos los aeropuertos que rodean al de Querétaro; para ello, con la herramienta de proximidad de Arc View [1] se creó un buffer con una distancia en la que quedan contenidos dichos aeropuertos, la distancia que cumple con dicho criterio es la de 240 kilómetros.

Figura 1
Aeropuertos que rodean al del Estado de Querétaro y entidades colindantes

Fuente: Elaboración propia.

Polígonos de Thiessen

Una vez delimitada el área de estudio, el primer criterio que se utilizó para la determinación del área de influencia fue el de polígonos de Thiessen, esta es una técnica de interpolación, basada en la teoría de Alfred H. Thiessen, consiste en encontrar la distancia media euclidiana de uno o varios objetivos de interés. Las intersecciones de estas mediatrices determinan una serie de polígonos en un espacio bidimensional alrededor de un conjunto de puntos de control, de manera que el perímetro de los polígonos generados sea equidistante a los puntos vecinos, delimitando así el área de influencia.

De este modo, con la información señalada antes y con la herramienta de Thiessen de Arc View  se procedió a crear dichos polígonos, es decir, la distancia media euclidiana resultante entre los aeropuertos existentes en forma de polígonos (Figura 2).

Figura 2
Polígonos de Thiessen, con respecto a los aeropuertos existentes alrededor del aeropuerto de Querétaro

Fuente: Elaboración propia.

Polígono de distancia media por puntos equidistantes en la traza carretera

Esta alternativa se fundamenta en la teoría de la ubicación establecida por Johann Heinrich von Thünen en 1826. Bajo este principio se enfatiza el papel primordial de los costos según la distancia. Von Thúnen reconoció que existe una resistencia colectiva por parte de la sociedad respecto a gastar más esfuerzo que el necesario en el movimiento de las personas y/o mercancías para cubrir las demandas económicas; siguiendo el principio de que el hombre intenta utilizar el espacio eficientemente, minimizando los esfuerzos para salvar las distancias.  

En esta alternativa mediante la aplicación del SIG se determinaron los tramos carreteros más cortos entre el aeropuerto de Querétaro y los siete aeropuertos que lo rodean; y se determinaron sobre estos tramos los puntos equidistantes (PE) a través de la infraestructura carretera existente. El polígono que une a todos los puntos PE (línea roja en la Figura 3) delimita al área de influencia del aeropuerto de Querétaro.

Figura 3
Polígono delimitado por los puntos equidistantes en la traza carretera, que unen al aeropuerto de Querétaro con los colindantes.

Fuente: Elaboración propia con base en la metodología establecida en este trabajo.

Método de accesibilidad espacial o isócronas de recorrido

Mediante este método se mejora la delimitación del área de influencia, debido a que a diferencia de la alternativa anterior, no se asumen condiciones de espacio isotrópico.

El modelo de accesibilidad espacial incorpora temas como: modelos digitales de elevación; modelos digitales de terreno (que consideran, por ejemplo, las pendientes), así como las características geométricas y velocidades de desplazamiento en la infraestructura carretera. Como resultado de estas consideraciones se obtienen isócronas de recorrido, es decir, líneas que muestran el mismo tiempo de desplazamiento de uno o varios objetivos de interés.

La finalidad de utilizar este método es delimitar con mayor precisión el área de influencia, en este caso del aeropuerto del Estado de Querétaro, con respecto a los aeropuertos que lo rodean, para ello se calcula la accesibilidad, y el área obtenida o región de pertenencia (célula) se considera como el área de influencia.

La accesibilidad se calcula a partir de una superficie de fricción. Ésta consta de una cuadricula bidimensional corriente (formato raster), en donde cada celda de la cuadricula representa la impedancia existente en el terreno para el óptimo desplazamiento en esa celda. Los elementos de impedancia considerados para este estudio fueron: los índices de velocidad de desplazamiento, según el tipo de carretera; la pendiente del terreno; la modalidad de transporte utilizado (vehiculo automotor y/ó recorrido pedestre). Dichos elementos condicionantes quedaron plasmados como el valor de impedancia de cada celda.

Cada celda de la superficie de fricción representa el costo del desplazamiento en ella, dicho valor puede ser representado en términos monetarios, de tiempo de viaje, de desgaste del vehiculo, etcétera. En particular para este estudio, la accesibilidad fue expresada en términos de “tiempo de recorrido”.

La malla de transporte (tiempo de viaje constante) se ve afectada por la malla de fricción (impedancia) y los resultados quedan representados en imágenes (formato raster) con líneas de igual valor (isócronas).

De esta forma se obtiene la información del tiempo de desplazamiento, según las condiciones del terreno y la infraestructura carretera hacia y desde el aeropuerto de Querétaro, con respecto a los siete aeropuertos colindantes. En la Figura 4 se muestra una capa raster de isócronas de recorrido (junto con un modelo digital de terreno), tomando como objetivo únicamente al aeropuerto de Querétaro. La imagen de color verde muestra aquel perímetro que se encuentra a menos de 30 minutos de desplazamiento; el color amarillo delimita el área que indica hasta una hora de desplazamiento; similarmente el área en color rojo representa hasta dos horas de desplazamiento; y por último, el color morado representa aquel territorio que requiere más de 2 horas para su acceso.

Figura 4
Incorporación del modelo de accesibilidad espacial dentro del área de estudio, para determinar las isócronas de recorrido

Fuente: Elaboración propia con base en la metodología de accesibilidad espacial

Para determinar el área de influencia fue necesario considerar la accesibilidad de los aeropuertos circundantes (ver Figura 4) y a partir de ello, identificar la región de pertenencia, es decir, la célula de pertenencia para cada uno de los objetivos (aeropuertos circundantes).

Para la obtención de las células de pertenencia, el mismo método de accesibilidad espacial es utilizado. Cada una de las células obtenidas delimita el área de pertenencia respectiva de los objetivos establecidos inicialmente. El área de influencia resultante, para el aeropuerto de Querétaro, se muestra con el polígono de color verde en la Figura 5.

Figura 5
Imagen que ilustra la región de pertenencia (células) del aeropuerto de Querétaro y de los circundantes

Fuente: Elaboración propia con base en la metodología de accesibilidad espacial.

Análisis comparativo de los tres métodos

Si se sobreponen las tres áreas de influencia obtenidas, se observa que presentan similitudes; en su parte central son más homogéneas y conforme se aleja uno del aeropuerto de Querétaro, su forma y tamaño van creciendo en distinta proporción, dependiendo del método utilizado (Figura 6).

El método de distancia media por puntos equidistantes, en apariencia podría asumirse como uno de los más cercanos a la realidad, si partimos del hecho que son las carreteras el medio por el cual habrán de transportarse las mercancías producidas por la industria circundante. Sin embargo, este supuesto es engañoso, puesto que existen caminos difíciles de transitar, o que cuentan con un sólo cuerpo para ambos sentidos; y también, porqué no todos corresponden a autopistas con altas especificaciones, por ello la velocidad de desplazamiento, no siempre es igual, está depende de las condiciones del camino; además, este método sólo considera un sólo camino entre los aeropuertos (el más corto), pero en realidad hay una red de ellos.  

Figura 6
Comparativo de las tres áreas de influencia consideradas

Fuente: Elaboración propia con base en la metodología establecida en este trabajo.

El método de accesibilidad espacial es más robusto en su concepción, y por ello más preciso; pero además es el que utiliza más variables, aunque no dista mucho del área de influencia obtenida a partir del método por polígonos de Thiessen, el cual de hecho es el método que se puede aplicar con mayor rapidez y sin requerimiento de mucha información. Por lo anterior se puede decir que existe una relación directa entre la precisión del método y el costo de su desarrollo; a mayor precisión, mayor costo.

Como se observa en la Figura 6, los puntos más distantes al objetivo de estudio, se presentan al norte y sur del área de influencia obtenida por el método de polígonos de Thiessen; esto se debe a su concepción bidimensional del espacio, dado que considera que en ambos polos (norte–sur) no existen aeropuertos, por lo que el área de influencia crece hacia ese espacio aparentemente libre.

Si se analiza detenidamente el polígono del área de influencia obtenido a partir del método de accesibilidad espacial, podemos ver que la mayor parte de su contorno presenta condiciones de homogeneidad con respecto a la distancia media al aeropuerto (como si fuera un círculo); además, se observa que el borde de esta área de influencia, coincide casi en su totalidad con los puntos equidistantes obtenidos en el método de distancia media en la traza carretera.

Hacia el estado de Guanajuato, por la carretera que va rumbo a San Miguel de Allende, el área de influencia presenta una línea que rompe con la homogeneidad anteriormente mencionada, para formar un área que se extiende en forma significativa; esto se debe a las condiciones de baja fricción (impedancia) que presenta dicho espacio geográfico, ayudando a un mayor desplazamiento de los vehículos; esta área fácilmente visible, como una saliente prominente hacia el oeste, se extiende en forma importante en el estado de Guanajuato (Figura 6).

Se debe señalar que los tres métodos asumen que los aeropuertos de interés cumplen con las demandas de sus usuarios, es decir que ofrecen las instalaciones, equipos y servicios demandados, en caso contrario los usuarios se desplazarán hacia el aeropuerto más cercano que los ofrezca. 

Conclusiones y recomendaciones

·         Los resultados señalan que el método de polígonos de Thiessen, es el adecuado cuando no se dispone de información espacial de las carreteras y accesos hacia y desde los aeropuertos bajo estudio, sin embargo, no tiene tanta precisión como los otros dos. Por su parte, el método mediante el polígono de distancia media por puntos equidistantes en la traza carretera, es un procedimiento que requiere más información para su aplicación y por ello resulta más preciso que el anterior; por último, el método de accesibilidad espacial es el más preciso, aunque requiere mayor información y tiempo para su elaboración. 

·         Otra de las ventajas del método de accesibilidad espacial es que ofrece la posibilidad de cuantificar la accesibilidad, no sólo en términos de distancia, sino también en cuanto a tiempo de acceso. Esta característica mide el nivel de calidad de acceso al aeropuerto (la cual depende de la ubicación espacial del aeropuerto y de las empresas, pero también de la infraestructura terrestre que los vincula). Dicha magnitud puede servir como guía para ayudar a determinar en donde se requiere mejorar o incorporar nueva infraestructura carretera.    

* Referencia

Herrera García Alfonso, et. al. Metodología para determinar empresas con potencial para generar carga aérea de comercio exterior, mediante la aplicación de un sistema de información geográfica. El caso del Estado de Querétaro. Publicación Técnica en proceso. Instituto Mexicano del Transporte. México. 2009. 

HERRERA Alfonso
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GONZÁLEZ Jonatan
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[1] Referencia: www.esri.com