PDF de programación - Técnicas Difusas en la Evaluación de Impacto Ambiental

UNIVERSIDAD DE GRANADA

E.T.S. DE INGENIERÍA

INFORMÁTICA

Departamento de Ciencias de la

Computación e Inteligencia Artificial

Técnicas Difusas en la Evaluación de

Impacto Ambiental

Tesis Doctoral

Oscar Germán Duarte Velasco

Granada, Mayo del 2000

TÉCNICAS DIFUSAS EN LA
EVALUACIÓN DE IMPACTO

AMBIENTAL

MEMORIA QUE PRESENTA

OSCAR GERMÁN DUARTE VELASCO

PARA OPTAR AL GRADO DE
DOCTOR EN INFORMÁTICA

MAYO DEL 2000

DIRECTORES

MIGUEL DELGADO CALVO-FLORES

IGNACIO REQUENA RAMOS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN E

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

E.T.S. de INGENIERÍA INFORMÁTICA

UNIVERSIDAD DE GRANADA

La memoria titulada Técnicas difusas en la evaluación de
impacto ambiental, que presenta D. Oscar Germán Duarte Velasco
para optar al grado de Doctor, ha sido realizada en el Departamento
de Ciancias de la Computación e Inteligencia Artificial de la
Universidad de Granada bajo la dirección de los Doctores D. Miguel
Delgado Calvo-Flores y D. Ignacio Requena Ramos.

Granada, Mayo del 2000

Oscar G. Duarte V.

Miguel Delgado Calvo-Flores

Ignacio Requena Ramos

Agradecimientos

Agradezco sinceramente a mis directores, Dr. D. Miguel
Delgado Calvo-Flores y Dr. D. Ignacio Requena Ramos, su apoyo,
consejo y dedicación. Igualmente, agradezco a los demás miembros
del Departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia
Artificial de la Universidad de Granada, que con su esfuerzo han
construido día a día el programa de doctorado.

Mi mayor sentido de agradecimiento está, no obstante, a
miles de kilómetros de distancia de Granada. Esta tesis sólo ha sido
posible gracias al esfuerzo del pueblo colombiano, canalizado a
través del Instituto Colombiano para el Fomento de la Ciencia y la
Tecnología – COLCIENCIAS, y de la Universidad Nacional de
Colombia. Especialmente, deseo agradecer a mis compañeros del
Departamento de Ingeniería Eléctrica en la Universidad Nacional de
Colombia, que han redoblado su trabajo para cubrir mi ausencia.

Tatiana, nunca he encontrado las palabras adecuadas para
agradecerte todo lo que haces por mi, y todo lo que me das. Sabes
muy bien que esta aventura lejos de nuestro pais y de nuestras
familias no la habría podido realizar sin tí.

Oscar G. Duarte

A todos aquellos que creen
que es posible vivir en paz,

y que trabajan para ello.

Técnicas Difusas en la
Evaluación de Impacto

Ambiental

Tabla de contenido

0 INTRODUCCIÓN ................................................................. 9

1 ESTUDIOS DE IMPACTO AMBIENTAL............................. 15

1.1 Evaluación de Impacto Ambiental .............................................................16

1.2 Estudios de Impacto Ambiental..................................................................20
1.2.1 Valoración Cualitativa...........................................................................21
1.2.2 Valoración Cuantitativa.........................................................................31
1.2.3 Resumen ...............................................................................................37

1.3 Otras metodologías .....................................................................................39
1.3.1 Matriz de Leopold .................................................................................39
1.3.2 Método del Instituto Batelle-Columbus..................................................40
1.3.3 Matrices Escalonadas ............................................................................40
1.3.4 Otras variantes ......................................................................................41

1.4 Una metodología crisp genérica .................................................................41

1.5 Comentarios a las metodologías crisp ........................................................43

1.6 Incorporación de técnicas difusas...............................................................45

2 ALGORITMOS DE EXTENSIÓN DE FUNCIONES CRISP Y
SUS INVERSAS A NÚMEROS DIFUSOS.................. 50

2.1 Definiciones básicas y notación...................................................................53

2.2 Extensión de funciones crisp monótonas a números difusos......................56

2.3 Extensión de funciones inversas crisp monótonas a números difusos........61
2.3.1 Extensión Posible..................................................................................63
2.3.2 Extensión Necesaria ..............................................................................67
2.3.3 Familia de extensiones intermedias........................................................75
2.3.4 Medida de la existencia de la función inversa extendida .........................80

2.4 Extensión de funciones no monótonas de una variable..............................82

i

2.5 Aplicabilidad de los algoritmos.................................................................. 87

3 COMPUTACIÓN CON PALABRAS ....................................94

3.1 Computación con palabras mediante lógica difusa ................................... 95

3.2 Computación con palabras mediante aritmética difusa ............................ 97

3.3 Construcción de sistemas de computación con palabras basados en

aritmética difusa............................................................................... 104
3.3.1 Comentarios ....................................................................................... 106

3.4 Ejemplos comparativos ............................................................................ 107

4 UN MODELO DIFUSO PARA LA EVALUACIÓN DE

IMPACTO AMBIENTAL.............................................117

4.1 Valoración difusa aproximada................................................................. 118
4.1.1 Identificación de Factores Ambientales ............................................... 119
4.1.2 Identificación de Acciones del Proyecto .............................................. 120
4.1.3 Determinación de la Importancia Difusa de los Impactos..................... 120
4.1.4 Análisis aproximado difuso global ...................................................... 125

4.2 Valoración Difusa Detallada .................................................................... 127
4.2.1 Agregación por factor ......................................................................... 129
4.2.2 Calidad ambiental por factor ............................................................... 129
4.2.3 Calidad ambiental neta por factor........................................................ 130
4.2.4 Valor del impacto por factor ............................................................... 130
4.2.5 Valor del impacto total ....................................................................... 133

4.3 Determinación de medidas correctoras según la valoración aproximada134

5 EJEMPLO DE APLICACIÓN.............................................139

5.1 TDEIA - Software para la evaluación de impacto ambiental mediante

técnicas difusas................................................................................. 140

5.2 Evaluación del proyecto “Desdoblamiento de la variante de Cártama”. 144
5.2.1 Identificación de factores .................................................................... 144
5.2.2 Identificación de acciones................................................................... 146
5.2.3 Identificación y valoración de impactos según la metodología crisp..... 147
5.2.4 Análisis de los impactos según la metodología crisp............................ 149

ii

5.2.5 Identificación y valoración de impactos según la metodología difusa....151
5.2.6 Comparación de los resultados de las dos metodologías .......................161
5.2.7 Caracterización de medidas correctoras................................................163

6 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS ................... 165

6.1 Conclusiones .............................................................................................165
6.1.1 Respecto a la metodología crisp...........................................................165
6.1.2 Respecto a los algoritmos de extensión ................................................166
6.1.3 Respecto a los sistemas de computación con palabras basados en

aritmética difusa.............................................................................166
6.1.4 Respecto a la metodología difusa de Evaluación de Impacto Ambiental168
6.1.5 Respecto al software y al ejemplo de aplicación ...................................168

6.2 trabajos futuros ........................................................................................169
6.2.1 Respecto a la teoría de números difusos ...............................................169
6.2.2 Respecto a la inferencia basada en aritmética difusa.............................169
6.2.3 Respecto a la aplicación de técnicas difusas en la Evaluación de Impacto

Ambiental ......................................................................................170
6.2.4 Respecto al software y las aplicaciones................................................171

APÉNDICE A. FUNDAMENTOS DE LAS TÉCNICAS

DIFUSAS .................................................................. 183

A.1. Introducción............................................................................................183

A.2. Conjuntos difusos....................................................................................183

A.3. Alfa-Cortes..............................................................................................186

A.4. Principo de Extensión .............................................................................187

A.5. Variables Lingüísticas.............................................................................188

A.6. Números difusos......................................................................................189

A.7. Aritmética difusa...