Analysis of the environmental licensing procedure for coastal environments in Colombia : a geomorphological perspective from the concept of susceptibility to the effect of human interventions

Pereira Pomárico, Cristina Isabel

Analysis of the environmental licensing procedure for coastal environments in Colombia : a geomorphological perspective from the concept of susceptibility to the effect of human interventions

dc.contributor.advisor	Correa Arango, Iván Darío	spa
dc.contributor.author	Pereira Pomárico, Cristina Isabel
dc.coverage.spatial	Medellín de: Lat: 06 15 00 N degrees minutes Lat: 6.2500 decimal degrees Long: 075 36 00 W degrees minutes Long: -75.6000 decimal degrees	eng
dc.creator.degree	Doctor en Ciencias de la Tierra	spa
dc.creator.email	cipp88@gmail.com	spa
dc.date.accessioned	2020-02-11T20:49:34Z
dc.date.available	2020-02-11T20:49:34Z
dc.date.issued	2019
dc.description	Importantes falencias en los procedimientos de licenciamiento ambiental en Colombia se relacionan directamente con la degradación generalizada de sus franjas costeras y zonas litorales. Estas áreas se encuentran afectadas severamente por intervenciones humanas que interfieren con los procesos naturales y modifican sustancialmente sus balances sedimentarios, contextos geomorfológicos y condiciones físico-bióticas. Entre muchos otros ejemplos, se destacan: a) La erosión generalizada y la destrucción de playas y dunas en el delta del Río Magdalena, asociadas a la construcción de los tajamares de Bocas de Ceniza; b) La modificación drástica de la hidrodinámica de los litorales de los departamentos del Atlántico y Magdalena por proyectos de infraestructura lineal; c) la híper-salinización y pérdida de más de 30,000 hectáreas de manglar en el complejo lagunar de la Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM) debido a la expansión de la frontera agrícola e infraestructura lineal d) el retroceso acelerado de playas y acantilados en el Caribe sur, debido a actividades como la deforestación, extracción de materiales de playa y construcción desordenada y caótica de cerca de 500 obras de defensa costera; y e) La salinización de más de 10,000 hectáreas de pantanos de agua dulce en la Bahía de Cispatá, como consecuencia de la formación inducida del nuevo delta de Tinajones. En este sentido, la ubicación de infraestructura en terrenos geológica y geomorfológicamente inestables, afectados por fenómenos como la subsidencia costera y el diapirismo de lodos, plantea amenazas y riesgos naturales de primer orden. Este es un panorama palpable en el presente y futuro de zonas urbanas y rurales de ciudades como Barranquilla, Cartagena, Arboletes y Necoclí, todas ellas con desarrollos futuros (industria, puertos, urbanísticos) de la mayor importancia. Los costos ambientales asociados a intervenciones como las mencionadas son incalculables, sin contar la existencia de otros numerosos ejemplos, que evidencian entre otros factores un insuficiente reconocimiento a la geomofología en la evaluación, seguimiento y control de las intervenciones humanas en el entorno marino-costero. Estas funciones de manejo ambiental en Colombia se surten por medio del procedimiento de licenciamiento ambiental, que están a cargo de autoridades de orden nacional y regional según la Ley 99 de 1993. En el contexto anterior, se plantean las siguientes preguntas de investigación:  ¿Qué elementos del licenciamiento ambiental de intervenciones en ambientes costeros pueden mejorarse, dando prioridad a los contextos geomorfológicos particulares de las zonas de intervención?  ¿Cómo ha evolucionado el sistema regulatorio en Colombia con respecto a las intervenciones humanas sobre los ambientes costeros? 20  ¿Qué mejoras técnicas se pueden hacer al marco regulatorio colombiano para guiar la evaluación, seguimiento y control de intervenciones humanas desde el enfoque geomorfológico de susceptibilidad? Este trabajo examina el marco regulatorio ambiental que actualmente rige en las zonas costeras colombianas, a través de dos niveles geográficos. En un primer nivel macro se caracterizan y analizan las intervenciones humanas en el litoral Caribe continental, región que representa una muestra significativa del contexto colombiano por sus mayores niveles de ocupación humana y consecuentes perturbaciones antropogénicas. En un segundo nivel, de mayor detalle, se define e ilustra el enfoque conceptual y metodológico que resulta de esta investigación, con la demostración en una de las unidades ambientales costeras definidas por el decreto 1120 de 2013 para el manejo costero integrado. Para responder a los interrogantes planteados, el Capítulo I introduce brevemente la evolución geomorfológica histórica de los litorales colombianos desde finales del siglo XVIII. En este “abrebocas” se evidencia la compleja geología y geomorfología de las costas Caribe y Pacífico de Colombia, en las cuales islas-barrera deltaicas de bajo relieve y manglares contrastan con relieves rocosos escarpados, acantilados y amplias plataformas costeras emergidas y sumergidas. La evolución histórica de los litorales colombianos involucra cambios en la línea de costa estimados en cientos de metros, a tasas máximas de 40 metros al año (Punta Rey, Arboletes, Bahía de Tumaco), y pérdidas y ganancias de terrenos del orden de decenas de kilómetros cuadrados (Ciénaga de Mallorquín, Isla Cascajo, Delta de Tinajones-Bahía de Cispatá, Golfo de Urabá, Delta de los ríos San Juan y Patía). Estos casos reflejan variaciones drásticas en los balances de sedimentos del litoral, muchos de ellos provocados o influenciados por acciones humanas, como infraestructura para la navegación, modificación de cauces y obras de protección costera. El Capítulo II identifica la perspectiva geomorfológica en el licenciamiento ambiental de intervenciones costeras en Colombia, a partir de su comparación con los marcos regulatorios de Italia, España y Cuba. Las entrevistas y revisiones documentales destacaron 59 intervenciones asociadas con usos y actividades humanas en las zonas costeras, cuya obligatoriedad para el licenciamiento varía entre países. Los procesos geomorfológicos naturales también fueron analizados dentro de los criterios técnicos incluidos en las directrices oficiales para estudios ambientales. Se concluye que, a pesar de la aceptación mundial de las evaluaciones de impacto ambiental como procedimiento de licenciamiento, su aplicación es aún muy diversa y limitada en cuanto a la pertinencia de los procesos geomorfológicos costeros. Por consiguiente, se identifican siete buenas prácticas para la evaluación y el control de los impactos antropogénicos en la zona costera y se introduce un nuevo enfoque, orientado en procesos, para los procedimientos de licenciamiento ambiental. 21 En el Capítulo III se hace un inventario y se caracterizan las intervenciones humanas sobre la costa continental del Caribe colombiano, para establecer una línea base regional. A partir de imágenes de Google Earth, se ubicaron un total de 2,742 obras y actividades, que representan 29 tipos diferentes de intervenciones humanas. Este inventario se complementó con una evaluación del impacto general de cada intervención, en función de cuatro atributos de sus efectos geomorfológicos, a saber, extensión, intensidad, reversibilidad y persistencia. Los tres tipos de intervenciones humana más comunes (asentamientos de baja densidad, espolones y asentamientos de lujo con muelle) fueron también los más impactantes. Sin embargo, algunas intervenciones (por ejemplo, asentamientos de alta densidad o infraestructura vial) tuvieron valores de impacto ambiental más altos que otras más frecuentes. A partir de este análisis exhaustivo del Caribe colombiano, en el Capítulo IV se evalúa el marco regulatorio ambiental nacional aplicable a las áreas costeras. Se evidencia que el procedimiento de licenciamiento en Colombia actualmente solo regula cuatro de los diez tipos de intervenciones con mayor efecto en las zonas costeras colombianas. También se resalta que el número de obras y actividades cubiertas en cada nueva reforma legislativa disminuyó constantemente con el tiempo. Adicionalmente, se extrajeron tres implicaciones políticas para la planificación costera y oceánica, relacionadas con: a) la diversidad geográfica de las zonas costeras tropicales; b) la necesidad de instrumentos de capacidad de carga territorial; y c) la falta de articulación de los instrumentos de planificación territorial. Las conclusiones identifican una brecha importante entre la toma de decisiones técnicas y políticas en el marco regulatorio ambiental de Colombia, lo que subraya la necesidad de diseñar nuevos métodos para evaluar la amplitud y la dimensión de la dinámica geomorfológica en un contexto de manejo ambiental. Por consiguiente, los capítulos anteriores resaltan tres deficiencias importantes en Colombia, con respecto al manejo ambiental de intervenciones humanas en zonas costeras: 1) la ausencia de una estrategia para determinar intervenciones que requieren un procedimiento de licencia ambiental (screening); 2) una deficiente definición del alcance de los estudios ambientales a través de requisitos de información pertinentes (scoping); y 3) la desarticulación de los instrumentos de gestión ambiental, como la planificación territorial y las licencias ambientales. Todos estos elementos ratifican que el marco regulatorio ambiental en Colombia ha sido insuficiente hasta la fecha para manejar el impacto antropogénico en los ambientes costeros, debido a que no se tiene en cuenta la susceptibilidad natural al efecto de las intervenciones humanas. En este trabajo se define susceptibilidad como la predisposición de una unidad ambiental (sistema socio-natural) para experimentar cambios o afectaciones debido a la introducción de una intervención humana. Con el fin de proponer mejoras al sistema ambiental colombiano, el Capítulo V plantea un nuevo modelo conceptual y metodológico para guiar la evaluación, el seguimiento y el control de los 22 impactos humanos desde una perspectiva geomorfológica. Este producto novedoso se ha denominado Susceptibilidad a las Intervenciones Humanas con fines de Licenciamiento Ambiental (SHIELP en inglés). La arquitectura de este modelo tiene tres componentes, que son particulares para un tipo de entorno, a saber, procesos geomorfológicos, configuraciones geomorfológicas e intervenciones humanas potencialmente impactantes. Cada uno de estos componentes se traduce en una variable por medio de calificaciones de expertos y el cálculo de lógica difusa. Por lo tanto, el sistema experto-difuso SHIELP cuantifica la susceptibilidad de una geoforma distintiva a los efectos de un tipo característico de intervención humana, a través de la perturbación estimada en cada proceso geomorfológico que configura el tipo de ambiente en estudio. Como demostración, este capítulo también documenta el diseño del sistema experto-difuso para ambientes costeros, esbozado en talleres de investigación con miembros del Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras “José Benito Vives de Andréis”- INVEMAR. El rol que cumple este instituto como asesor oficial de las autoridades ambientales en cuestiones de evaluación de impacto, demuestran su pertinencia para soportar la base de conocimiento experto del modelo. Como resultado, el modelo SHIELP se aplicó con los parámetros establecidos para los entornos costeros, derivando en una base de datos de valores de susceptibilidad para 4,524 interacciones (configuración litoral frente a intervención). La aplicabilidad real de este ejercicio corresponde a la traducción de esta base de datos en un criterio técnico para mejorar el marco regulatorio colombiano. Por un lado, cinco rangos de susceptibilidad se vincularon a cinco instrumentos diferenciados, dos de los cuales articulan el licenciamiento ambiental con planes territoriales, mientras que los otros diferencian el tipo licenciamiento pertinente según las propiedades de ubicación de la intervención (screening). Por otro lado, los instrumentos diferenciados también se combinaron con cuatro grados de requisitos de información para la definición del alcance en los estudios ambientales respectivos (scoping). De esta manera, el valor de susceptibilidad de una intervención dada en una configuración determinada (interacción) se ajusta a un rango percentilico que establece la competencia territorial (regional o nacional) para su control ambiental, así como un instrumento de licencia específico con requisitos de información diferenciados para la definición de la línea base ambiental. Finalmente, la operación del modelo SHIELP se demostró con un estudio de caso: la unidad ambiental costera Rio Magdalena - complejo Canal del Dique - sistema lagunar Ciénaga Grande de Santa Marta. La información geográfica de esta unidad costera regional se interpretó de acuerdo con los parámetros definidos en el modelo SHIELP para ambientes costeros. Se delimitaron 154 polígonos en el área de estudio, de acuerdo con las 40 configuraciones litorales identificadas. Como resultado, 13 mapas cartográficos representan esta área, con los niveles de susceptibilidad atribuidos a cada configuración para las 52 intervenciones potencialmente impactantes. A fin de ilustrar la aplicabilidad del modelo, se presentan cuatro escenarios para discriminar las 23 intervenciones por instrumento de manejo ambiental (screening) y para definir los requerimientos de información sobre procesos geomorfológicos (scoping). De esta manera el modelo SHIELP especifica el instrumento de licenciamiento ambiental para las intervenciones humanas y el alcance correspondiente del estudio técnico requerido, dadas las características de su interacción con la configuración gemorfológica. Las Conclusiones Generales documentan reflexiones y recomendaciones al Sistema Nacional Ambiental colombiano (SINA) para implementar los resultados de esta investigación. Además, este trabajo abre una perspectiva amplia para futuras investigaciones en el enfoque de la susceptibilidad al efecto de las intervenciones humanas. El modelo SHIELP para entornos costeros se puede replicar en diversas geografías para articular progresivamente una base de datos nacional de susceptibilidad costera. Asimismo, el esquema metodológico presentado puede aplicarse en diferentes tipos de entornos, distintos de la zona costera. La ampliación de este enfoque de susceptibilidad geomorfológica sobre la variedad de ecosistemas tropicales, establecería el camino para una transición exitosa desde la actual concepción antropocéntrica y orientada a la fragmentación, hacia una aproximación del manejo basado en los ecosistemas.	spa
dc.description.abstract	Important flaws in the environmental licensing procedures in Colombia are directly related to the generalized degradation of its coastal fringes and littoral zones. These areas are severely affected by human interventions that interfere with natural processes and severely modify their sedimentary balances, geomorphological contexts, and physical-biotic conditions. Among many other examples, the following stand out: a) the widespread erosion and destruction of beaches and dunes in the Magdalena River delta, associated with the construction of the Bocas de Ceniza jetties; b) the drastic modification of the hydrodynamics of the littorals at the Atlantic and Magdalena departments due to linear infrastructure projects; c) the hyper-salinization and loss of more than 30,000 hectares of mangrove in the lagoon complex of the Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM) due to the expansion of the agricultural frontier and linear infrastructure projects; d) the accelerated retreat of beaches and cliffs in the southern Caribbean, due to activities such as deforestation, beach material extraction, and disordered and chaotic construction of nearly 500 rigid shore protection works; and e) the salinization of more than 10,000 hectares of freshwater marshes in the Bay of Cispatá as a consequence of the induced formation of the new delta of Tinajones. In this sense, the location of infrastructure in geological and geomorphologically unstable lands, affected by phenomena such as coastal subsidence and mud diapirism, poses first order natural threats and risks. This is a palpable panorama in the present and future of urban and rural areas of cities such as Barranquilla, Cartagena, Arboletes and Necoclí, all of them with future developments (industry, ports, urban development) of the greatest importance. The environmental costs associated with such interventions are incalculable, not counting the existence of numerous other examples, which demonstrate among other factors an insufficient acknowledgment to geomorphology in the evaluation, monitoring, and control of human interventions in the marine-coastal environment. These environmental management functions in Colombia are provided through the environmental licensing procedure, which rests upon national and regional authorities according to Law 99 of 1993. In the above context, the following research questions arise:  What elements of the environmental licensing of interventions in coastal environments can be improved, giving priority to the particular geomorphological contexts of the intervention zones?  How has the regulatory system evolved in Colombia with respect to human interventions on coastal environments?  What technical improvements can be made to the Colombian regulatory framework to guide the evaluation, monitoring, and control of human interventions from the geomorphological approach of susceptibility? This research work examines the environmental regulatory framework that currently governs Colombian coastal zones, through two geographic levels. At the first macro level, human interventions 16 are characterized and analyzed on the continental Caribbean coast, a region that represents a significant sample of the Colombian context due to its higher levels of human occupation and consequent anthropogenic disturbances. At a second level, in greater detail, the conceptual and methodological approach resulting from this research is defined and illustrated, with the demonstration in one of the coastal environmental units defined by decree 1120 of 2013 for integrated coastal management. To answer the questions raised, Chapter I briefly introduces the historical geomorphological evolution of the Colombian coastlines since the end of the XVIII century. The complex geology and geomorphology of the Caribbean and Pacific coasts of Colombia are evident in this "appetizer", in which low-relief deltaic islands and mangroves contrast with steep rocky reliefs, cliffs and wide emerged and submerged coastal platforms. The historical evolution of the Colombian littorals involves changes in the coastline estimated in hundreds of meters, at maximum rates of 40 meters a year (Punta Rey, Arboletes, Tumaco Bay), and land losses and gains of the order of tens of square kilometers (Ciénaga de Mallorquín, Isla Cascajo, Tinajorenas Delta - Cispatá, Bay, Urabá Gulf, San Juan and Patía river deltas). These cases reflect drastic variations in the sediment balances of the coast, many of them caused or heavily influenced by human actions, such as navigation infrastructure, modification of river courses and coastal protection works. Chapter II identifies the geomorphological perspective in the environmental licensing of coastal interventions in Colombia, based on its comparison with the regulatory frameworks of Italy, Spain, and Cuba. The interviews and documentary reviews highlighted 59 interventions associated with human uses and activities in the coastal zones, whose compulsory nature for the licensing varies among countries. The natural geomorphological processes were also analyzed within the technical criteria included in the official guidelines for environmental studies. It is concluded that, despite the worldwide acceptance of environmental impact assessments through a licensing procedure, their application in coastal environments is still very diverse and limited in terms of the pertinence of the geomorphological processes that configures the coast. Therefore, seven good practices for the evaluation and control of anthropogenic impacts in the coastal zone are underlined, and a new process-oriented approach is introduced for environmental licensing procedures. In Chapter III, an inventory and characterization of human interventions on the continental coast of the Colombian Caribbean are documented, to establish a regional baseline. Based on images from Google Earth, a total of 2,742 works and activities were located, representing 29 different types of human interventions. This inventory was complemented with an evaluation of the general impact of each intervention, based on four attributes of its geomorphological effects, namely, extension, intensity, reversibility, and persistence. The three most common types of human interventions (low-density settlements, groins and luxury settlements with dock) were also the ones with the higher environmental impact. However, some interventions (e.g., high-density settlements or road infrastructure) had higher environmental impact values than more frequent ones. 17 Based on this exhaustive analysis of the Colombian Caribbean, Chapter IV evaluates the national environmental regulatory framework applicable to coastal areas. It evidences that the licensing procedure in Colombia currently regulates only four of the ten types of interventions with greater effect in the Colombian coastal zones. Also, the number of works and activities covered in each new legislative reform consistently decreased over time. In addition, three policy implications were extracted for coastal and ocean planning, related to a) the geographic diversity of tropical coastal zones; b) the need for territorial carrying capacity instruments and; c) the lack of articulation of territorial planning instruments. The conclusions identify an important gap between technical and political decision making in the environmental regulatory framework of Colombia, which stresses the need for the design of novel methods to assess the breadth and length of geomorphological dynamics in an environmental management context. Therefore, the previous chapters highlight three important deficiencies in Colombia, with respect to the environmental management of human interventions in coastal areas: 1) the absence of a strategy to determine interventions that require an environmental licensing procedure (screening); 2) a poor definition of the scope of environmental studies through relevant information requirements (scoping) and; 3) the disarticulation of environmental management instruments, such as territorial planning and environmental licenses. All these elements ratify that the environmental regulatory framework in Colombia has been insufficient to date to manage the anthropogenic impact in coastal environments due to the unawareness of the natural susceptibility to the effect of human interventions. In this work, the susceptibility is defined as the predisposition of an environmental unit (socio-natural system) to experience changes or affectation due to the introduction of human interventions. In order to propose improvements to the Colombian environmental system, Chapter V establishes a new conceptual and methodological approach to guide the evaluation, monitoring, and control of human impacts from a geomorphological perspective. This novel product has been called Susceptibility to Human Interventions for Environmental Licensing Purposes (SHIELP). The architecture of this model has three components, which are particular to a kind of environment, namely, geomorphological processes, geomorphological configurations and potentially impacting human interventions. Each of these components is translated into a variable by means of expert qualifications along with a fuzzy logic computation strategy. Therefore, the expert-diffuse system SHIELP qualifies the susceptibility of a distinctive landform to the effects of a characteristic type of human intervention, through the estimated perturbation in each geomorphological process that configures the kind of environment under study. As a demonstration, this chapter also documents the design of the expert-diffuse system for coastal environments, drafted from research workshops with members of the marine and coastal research institute INVEMAR (In Spanish: Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras “José Benito Vives de Andréis”). The role of this institute as an official adviser to the environmental authorities in matters of impact assessment demonstrates its relevance to support the expert-knowledge base of the model. 18 As a consequence, the SHIELP model was applied with the parameters established for coastal environments, resulting in a database of susceptibility values for 4,524 interactions (littoral configuration vs intervention). The real applicability of this exercise corresponds to the translation of this database into a technical criterion to improve the Colombian regulatory framework. On the one hand, five susceptibility ranges were linked to five differentiated instruments, two of which articulate environmental licensing with territorial plans, while the others differentiate the pertinent degree of licensing for human interventions according to location properties (screening). On the other hand, the differentiated instruments were also combined with four degrees of information requirements for the definition of the scope in the respective environmental studies (scoping). In this way, the susceptibility value of a given intervention in a given configuration (interaction) would fit a percentile range that places its environmental control in a territorial competence (regional or national), and through a specific licensing instrument, with differentiated information requirements for the baseline definition. Finally, the operation of the SHIELP model was also demonstrated with a case study: the environmental coastal unit Magdalena River - Canal del Dique complex - Ciénaga Grande de Santa Marta lagoon system. The geographic information of this regional coastal unit was interpreted according to the parameters defined in the SHIELP model for coastal environments. 154 polygons were delimited in the study area, according to the 40 coastal configurations identified. As a result, 13 cartographic maps represent this area, with the levels of susceptibility attributed to each configuration for the 52 potentially impacting interventions. In order to illustrate the applicability of the model, four scenarios are presented to discriminate interventions by environmental management instrument (screening) and to define information requirements on geomorphological processes (scoping). In this way, the SHIELP model specifies the environmental licensing instrument for human interventions and the corresponding scope of the technical study, given the characteristics of its interaction with the geomorphological configuration. The Overall Conclusions document reflections and recommendations to the Colombian national environmental system – SINA (in Spanish: Sistema Nacional Ambiental) to implement the results of this research. In addition, this work opens a broad perspective for future research in the approach of susceptibility to the effect of human interventions. The SHIELP model for coastal environments can be replicated in different geographies to progressively articulate a national database of coastal susceptibility. Also, the presented methodological scheme can be applied in different kinds of environments, other than the coastal zone. The extension of this approach of geomorphological susceptibility to the variety of tropical ecosystems would set the path for a successful transition from the current anthropocentric and fragmentation-oriented conception towards an ecosystem-based management approach.	spa
dc.format	application/pdf	eng
dc.identifier.ddc	551.457 P436
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10784/15696
dc.language.iso	spa	spa
dc.publisher	Universidad EAFIT	spa
dc.publisher.department	Escuela de Ciencias	spa
dc.publisher.place	Medellín	spa
dc.publisher.program	Doctorado en Ciencias de la Tierra	spa
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess	spa
dc.rights.local	Acceso abierto	spa
dc.subject	Geomorfológia	spa
dc.subject	Licencia ambiental para ambientes costeros	spa
dc.subject	Franjas costeras	spa
dc.subject	Zonas litorales	spa
dc.subject	Contextos geomorfológicos	spa
dc.subject	Río Magdalena	spa
dc.subject.lemb	GEOFÍSICA MARINA	spa
dc.subject.lemb	GEOMORFOLOGÍA	spa
dc.subject.lemb	ESTRUCTURAS COSTERAS	spa
dc.subject.lemb	EROSIÓN COSTERA	spa
dc.title	Analysis of the environmental licensing procedure for coastal environments in Colombia : a geomorphological perspective from the concept of susceptibility to the effect of human interventions	spa
dc.type	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis	eng
dc.type	doctoralThesis	eng
dc.type.hasVersion	acceptedVersion	eng
dc.type.local	Tesis Doctoral	spa