Análisis de beneficios y costos para la recuperación de las playas de Rincón

Por Luis D. Aponte-Bermúdez, PhD, PE

Catedrático-Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura

Francisco J. Villafañe-Rosa, MS, SIT

Estudiante graduado-Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura

Miguel F. Canals-Silander, PhD

Catedrático-Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez Departamento de Ciencias de Ingeniería y Materiales Departamento de Ciencias Marinas

El pueblo puertorriqueño, particularmente los habitantes de Rincón, aún tienen fresca en su memoria el impacto y el embate de las marejadas generadas por los huracanes Matthew (2016), Irma (2017) y María (2017), y la tormenta invernal Riley (2018). Estos eventos provocaron pérdida de área de playa y de zona costera en el país. A esta pérdida se le conoce como erosión.

La erosión es un proceso que puede ocurrir a dos escalas de tiempo: a corto y a largo plazo. La erosión a largo plazo ocurre a escalas de tiempo de décadas o más años, mientras que la erosión a corto plazo, causada por el oleaje que se asocia a los eventos atmosféricos extremos (como frentes fríos, marejadas invernales, huracanes, tsunamis, entre otros), usualmente ocurre a escalas de tiempo de días, semanas o meses.

En las playas de Rincón, al igual que en otras playas de Puerto Rico, se pueden ver los efectos de la erosión costera a largo plazo. Este problema aumenta la vulnerabilidad de estas zonas al impacto de fenómenos extremos como lo son las marejadas ciclónicas e invernales. Esto cobra mayor relevancia debido a que gran parte de la actividad económica del país depende del bienestar de las costas y de su infraestructura. Puerto Rico tiene 799 millas de costa y nuestras playas son el principal atractivo turístico de la industria hotelera, además de ser un importante atractivo de recreación familiar para todos los puertorriqueños. También, gran parte de la actividad económica del país depende del comercio marítimo, ya que es el principal medio utilizado para importar materia prima, combustibles y otros bienes y servicios.

Ante esta realidad, y en vías de poder analizar soluciones viables al problema de erosión costera en Rincón, desde el 2015, se ha realizado un proyecto de investigación a través de una subvención del Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico (PSGUPR)1 . Por medio de este estudio se han desarrollado una serie de herramientas digitales utilizando bases de datos georreferenciados para determinar:

1. El valor presente de las propiedades costeras, utilizando la base de datos públicos de la

Oficina del Centro de Recaudación de Ingresos

Municipales (CRIM) de Puerto Rico 2. El volumen de arena requerido para realimentar la arena en las playas de Rincón

1 Número de proyecto R/75-1-14 del Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico, titulado “Life Cycle Cost Analysis of Beach Restoration: Rincón, PR Testbed”

Para este último se ha utilizado data recopilada con vehículos aéreos no tripulados (drones) y data existente con información batimétrica y elevaciones costeras en Puerto Rico.

El propósito principal de dicha investigación es establecer un punto de partida para determinar la viabilidad económica de proyectos para mitigar el impacto de la erosión costera en la zona. En otras palabras, conocer cuál sería el beneficio económico de minimizar o reducir los impactos de la erosión costera. Para cumplir con dicho propósito es necesario calcular la relación beneficio-costo (BCR, por sus siglas en inglés) de esos proyectos de mitigación. Cuando hablamos de la relación beneficio-costo nos referimos al proceso que evalúa todos los costos e ingresos potenciales que pueden generarse si se completa un proyecto. También se le conoce como “índice de rendimiento”. De tal forma, si el BCR es mayor de 1, dichas medidas de mitigación se consideran viables y deberían ser evaluadas más a fondo para así poder restablecer las playas de Rincón para el bienestar económico y el disfrute del pueblo puertorriqueño y sus visitantes. Estos resultados también se harán accesibles a las agencias gubernamentales y federales del país, para que los beneficios económicos y recreativos puedan ser considerados en futuros proyectos.

Planteamiento del problema

El pueblo de Rincón tiene una de las costas más erosionadas en la isla. El problema principal de esta erosión es la tendencia de que la línea costera siga moviéndose tierra adentro cada vez más a través de

Bajo Blanco

Varias casas en la playa Córcega en Rincón, Puerto Rico, se han derrumbado debido a la aceleración de los procesos de erosión.

los años. La aceleración de los procesos de erosión ha provocado que muchas propiedades cerca de la costa de Rincón pierdan valor y atractivo turístico, y algunas han tenido que ser removidas o se han derrumbado, convirtiéndose en estorbos públicos. La pérdida de arena en las playas preocupa a los residentes y a los comerciantes de la zona, pues sus principales ingresos se deben en gran parte al disfrute de su proximidad a la playa.

Localización

El municipio de Rincón se encuentra al oeste de Puerto Rico y cuenta aproximadamente con 13 kilómetros de costa. Tiene una población aproximada de quince mil habitantes. Al norte del municipio se encuentra el Océano Atlántico, al este, el municipio de Aguada, al oeste el Canal de la Mona y al sur el municipio de Añasco. El Centro de Observación Oceánica del Caribe (CariCOOS2, por sus siglas en inglés) maneja dos instrumentos esenciales para el monitoreo de las condiciones climatológicas de la región. El primero es una boya capaz de obtener medidas en tiempo real de la altura, la dirección y el periodo de las olas. El segundo es una estación meteorológica (NDBC-PTRP4 Puntas, Rincón, P. R.) que, entre otros instrumentos, cuenta con un anemómetro que registra dirección y velocidad del viento. Tomando como referencia el Faro de Rincón, la boya se encuentra al noroeste, mientras que la estación meteorológica se encuentra ubicada al noreste del mismo (ver mapa 1). Basados en un estudio de tasas de erosión históricas, la zona más impactada por la erosión durante

2 Los datos de CariCOOS se pueden encontrar en la página web http:// www.caricoos.org los últimos años se ubica entre el Balneario de Rincón y el Bote de Millán, en el barrio Barrero.

La Reserva Marina Tres Palmas (RMTP) también está ubicada en el municipio de Rincón. Es un área protegida debido a su alto valor ecológico. Se encuentra cerca de la antigua Marina de Rincón, y los bañistas, buzos y surfistas disfrutan mucho de ella durante todo el año. Al sur de la Reserva, además, está localizado el Bajo Blanco, un banco de arena poco profundo que ha sido evaluado como posible fuente de arena para proyectos de realimentación de playas.

Evolución a largo plazo de la costa de Rincón

Los cambios morfológicos de la costa de Rincón desde el 1936 hasta 2006 se documentan en el estudio “Hitorical Shoreline Changes at Rincón, Puerto Rico, Rico” de Thieler et al. (2007), usando fotografías aéreas y tecnología de percepción remota. Dicho estudio ha determinado un patrón acelerado en la tasa de erosión costera durante los últimos catorce años del estudio (1992 al 2006). El mismo indica que la zona de mayor crecimiento en la tasa de erosión se extiende desde el norte del Balneario hasta el área de Córcega.

En las figuras 1 y 2 se presentan fotografías aéreas históricas de la costa de Rincón, con énfasis en las regiones del Balneario Municipal y Córcega, respectivamente. Las fotografías aéreas que corresponden a los años 1936 y 1987, y la posición de la línea de costa, se obtuvieron del catálogo de data de dicho estudio. Las fotografías del año 2016, por

Figura 1. Fotografías aéreas delimitando la posición de la costa en la región del Balneario Municipal de Rincón para los años: a) 1936: línea verde, b) 1987: línea anaranjada y c) 2016: línea roja

Figura 2. Fotografías aéreas delimitando la posición de la costa en la región de Córcega, en Rincón, Puerto Rico, para los años: a) 1936: línea verde, b) 1987: línea anaranjada y c) 2016: línea roja

Figura 3: Representación de la pérdida de playas en Rincón del 1936 al 2016

otro lado, se obtuvieron como parte del trabajo de investigación presentado en este artículo. Como parte de la investigación también se contrató a la compañía de servicios profesionales Global Matrix Engineering (GME), para tomar fotografías aéreas a lo largo de la zona con mayor erosión en la costa de Rincón. Dichas fotografías se tomaron el 18 de septiembre de 2016, semanas antes del impacto de la marejada del huracán Matthew. Utilizando el programa ArcMap, se trazó la línea costera de Rincón del año 2016 (figura 1c).

Como punto de referencia, la línea de costa del año 1936 se ilustra en todas las fotografías en color verde, y el parcelario del CRIM en líneas color amarillo entrecortadas de color negro. En la figura 2 se identifican, del número 1 al 4, cuatro complejos de apartamentos residenciales en la zona de Córcega (1: Costa Córcega, 2: Victoria del Mar, 3: Rincón Ocean Club 1 y 4: Rincón Ocean Club 2). Las figuras 1a) y 2a) presentan la posición de la línea costera para el 1936 en color verde, las figuras 1b) y 2b) para el año 1987 en color anaranjado y las figuras 1c) y 2c) para el año 2016 en color rojo. Desde el 1936 al presente se puede observar la erosión de hasta 100 metros de playa en algunos lugares.

Utilizando la posición de la costa del 1936 y 2016, también se delimitó un polígono y se calculó que en las playas de Rincón se han perdido cerca de 38 cuerdas de área de berma, según se ilustra en la figura 3.

Evidencia del impacto de eventos extremos

A consecuencia de la erosión a largo plazo que ha sufrido la costa de Rincón, la capacidad de la playa de funcionar como barrera natural se ha eliminado y el impacto de eventos extremos ha dejado una huella devastadora en la zona. Los daños mayores se

Figura 4. Fotografía panorámica de los complejos de apartamentos residenciales en la playa de Córcega en Rincón, Puerto Rico (tomada el 18 de enero de 2017)

Figura 5. Fotografía panorámica de los complejos de apartamentos residenciales en la playa de Córcega, en Rincón, Puerto Rico (tomada el 22 de noviembre de 2017)

11/22/2017

evidencian en edificaciones residenciales tanto en casas de uno y dos niveles, así como grandes complejos de vivienda y hoteles en la zona. Los huracanes Matthew (2016) y María (2017) produjeron marejadas ciclónicas que afectaron severamente muchas edificaciones que ahora están vulnerables tras la histórica pérdida de ancho de playa. Ambos huracanes produjeron grandes marejadas provenientes del suroeste, dirección que usualmente ocasiona más daño a la costa oeste de Rincón. Para evidenciar dicho daño resaltamos la zona de edificios residenciales en el sector de Córcega. La figura 4 presenta una vista panorámica de cuatro complejos de apartamentos en la región de Córcega, antes de que los huracanes mencionados los impactara. Es pertinente mencionar que dichas edificaciones fueron construidas a finales de la década del 1990 hasta principios de la década del 2000, y en su diseño original no se incluyó el tablestacado actual. Este se construyó posteriormente como medida de protección debido a las amenazas de las fuertes marejadas. En este caso se componen de una combinación de tablestacas de metal en los complejos 1 y 2, y de vinilo en los complejos 3 y 4. La figura 5 evidencia la destrucción en las edificaciones costeras de la zona de Córcega.

Alternativas para mitigación

Algunas alternativas para manejar el problema de la pérdida de playas incluyen la realimentación de arena a la playa (en inglés, beach nourishment), la construcción de sistemas de disipación de energía (sumergidos o emergentes) paralelos a la costa, la protección mediante el uso de rocas (rip-rap) o tablestacado, el retiro planificado (de infraestructura o desarrollos costeros) y la remoción de la infraestructura y su relocalización tierra adentro (en inglés, retreat). Esta última opción siempre debe ser considerada y aplica especialmente a la infraestructura crítica. Para Rincón, y otras zonas de alto interés turístico donde no hay espacio para mover la infraestructura, podría ser una opción muy costosa, especialmente a corto plazo, similar a lo establecido en el estudio de Parsons et al. (2001) realizado en las playas del estado de Delaware. Este estudio establece que para la sección de costa de Delaware que fue el enfoque del estudio, el costo de la remoción de la infraestructura y su relocalización tierra adentro es cuatro veces mayor comparado al costo de realimentar la costa en un periodo de 50 años. Un análisis similar podría llevarse a cabo para Rincón, sin embargo, este no fue el enfoque del presente estudio.

La realimentación de arena a las playas es una técnica común en los Estados Unidos. Desde el 1950 hasta el 2006, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE, por sus siglas en inglés) ha apoyado el desarrollo de este tipo de proyectos en aproximadamente 350 millas en sus costas, siendo las costas del Atlántico y del Golfo las más beneficiadas. Este proceso consiste en colocar arena utilizando maquinaria pesada en las playas para crear artificialmente una berma de mayor tamaño. En otras palabras, crear playa con el fin de proveer espacios recreacionales y proteger las estructuras cerca de la costa del embate de las olas. Sin embargo, uno de los retos de este procedimiento es determinar el costo del mismo. Para esto es necesario calcular el volumen requerido para rellenar las costas afectadas con arena compatible. En el caso de Rincón, un estimado preliminar del volumen necesario de arena, para un proyecto de este tipo, ronda cerca de un millón de metros cúbicos. Dado el elevado costo de este proceso, puede ser conveniente combinar la reconstrucción de la playa con algún tipo de estructura que estabilice la costa y disipe el oleaje a cierta distancia de la costa, y a la vez alargue la vida útil de la nueva berma de playa. Ejemplos de dichas estructuras incluyen arrecifes sumergidos y rompeolas emergentes, entre otros.

Análisis de la relación beneficio-costo (BCR)

En este estudio se determinó el BCR considerando tres alternativas: (1) realimentación de arena a la playa, (2) protección paralela a la costa utilizando tablestacado y (3) una solución híbrida considerando las primeras dos simultáneamente. La primera atiende el problema de erosión costera a largo plazo y la segunda a corto plazo, ya que con un diseño adecuado puede resistir el embate de marejadas extremas. No se recomienda el uso exclusivo de la alternativa (2) ya que esto solo ocasionaría el aumento en la erosión costera del área, ante un evento natural como los ya descritos, y no aumentaría el valor recreacional del área, pues no habría playa para el disfrute.

Costo

Primeramente, deben determinarse los costos de cada alternativa. Considerando el volumen requerido de arena para realizar la alternativa (1) se delimitó una berma, elevada a 1 metro sobre el nivel promedio del mar, la cual se extiende hasta 35 metros en las secciones más críticas, tomando en consideración la posición de la costa establecida por fotografías aéreas históricas del 1936 y las de septiembre 2016. Utilizando dicha berma se calculó el volumen de arena necesario usando el programa de ArcMap y la data batimétrica recopilada por el USACE del 2017. Dicho volumen es de 825,508 metros cúbicos. Cabe mencionar que dicho volumen debe ajustarse a las condiciones granulométricas de la arena de la zona. Rojas (2016) realizó dichos estudios granulométricos, considerando la arena localizada en el Bajo Blanco como una potencial fuente de arena para realizar la realimentación de arena en la costa de Rincón. Para esta recomendó el factor de sobrellenado de Dean (Dean’s overfill factor, en inglés) en el rango de 50 a 70 %. Así, si utilizamos un valor de 1.6 para estimar el volumen de área necesario, el mismo sería de 1,320,813 metros cúbicos. Considerando valores unitarios para realizar el proyecto de $20.00/m3, el costo total de la alternativa (1) está en el orden de $26,400,000. El costo de la alternativa (2) se determinó considerando una longitud del proyecto de 4,512 metros y un costo unitario de tablestaca de $6,560/m ($2000/ft), lo cual representa un costo total de $29,600,000. Por otro lado, la alternativa (3) tiene un estimado total de $56,000.000.

Beneficio

Segundo, el beneficio se determinó considerando el valor del terreno, el inmobiliario y el recaudo de impuesto de las propiedades costeras en el área de estudio. Para esto se utilizó el parcelario del CRIM del municipio de Rincón, se identificaron las propiedades costeras en el área de estudio y se ajustó el valor provisto correspondiente al año 1958 a los valores presentes correspondientes al 2016. Información detallada sobre la metodología desarrollada se puede obtener de la tesis de maestría de Francisco J. VillafañeRosa. En síntesis, en la región propuesta, desde el área del Balneario Municipal de Rincón hasta el sector de Córcega, se identificaron un total de 532 parcelas con un valor total de $7,510,124 correspondientes al año 1958. Utilizando la Ingeniería Económica y las relaciones del valor del dinero a través del tiempo, se ajustó dicho valor al año 2017 considerando tres valores de tasa de interés (4.66 %, 5.70 % y 6.85 %), los cuales representan intervalos de confianza de 25 %, 50 % y 75 % respectivamente, derivados de la base de datos del CRIM de Rincón. El valor ajustado de las propiedades costeras de Rincón al 2017, previo al huracán María, fluctúan entre $110,611,878, $198,007,116 y $374,684,847 respectivamente.

Una limitación importante del estudio es que no se ha tomado en cuenta los daños parciales de la infraestructura y construcciones costeras, dada la

Figura 6. Clasificación de propiedades según la zona. La zona 1 es desde el Balneario hasta la Quebrada Ramos; la zona 2, desde la Quebrada Ramos hasta el hotel Rincón of the Seas; la zona 3, hasta Stella; la zona 4, hasta Córcega; la zona 5, hasta el edificio de apartamentos Pelican Reef, y la zona 6, hasta la Casa Hines/Bote de Millán.

ausencia de datos que puedan proyectar el aumento en pérdidas futuras sin un proyecto de estabilización. Se supone entonces que la presencia de la playa regenerada y la estructura de protección elimina totalmente el daño por tormentas a propiedades y/o pérdida adicional de terreno. Por lo tanto, el beneficio económico aquí proyectado es un máximo (conocido en inglés como un upper bound) y se estima que, si no se protege la costa, en las próximas décadas se podría perder la totalidad del valor de las propiedades.

Beneficios y costos (BCR)

Para fines de este estudio, se identificaron los costos de cada alternativa (realimentación de arena a la playa, protección utilizando tablestacado y la solución híbrida) y la cantidad de dinero necesaria para llevar a cabo cada alternativa una sola vez. Es decir, que no se toma en cuenta el mantenimiento de la realimentación de playas a través del tiempo, ni la reparación de la estructura paralela a la costa. Por otra parte, los beneficios se traducen en un aumento del valor económico de los bienes y en servicios relacionados directamente al proyecto. Entiéndase, el valor de las propiedades que se encuentran en la primera línea colindante con el mar y los recaudos del CRIM para estas propiedades.

En la figura 6 se muestra una vista en planta del área de estudio, en donde las propiedades se encuentran clasificadas por colores en 6 zonas. En color naranja se muestran las propiedades de la zona 1; en rojo las de la zona 2; en amarillo las de la zona 3; en azul la zona 4; en verde la zona 5 y, por último, la zona 6 en turquesa. El propósito de estas clasificaciones es determinar la razón de costos y beneficios para identificar las zonas donde se justificarían proyectos de realimentación y restauración de playas, aunque se debe recalcar que el proyecto se debe realizar en su totalidad y no por zonas. La tabla 1 presenta los costos y beneficios clasificados por zona y en su totalidad, y los beneficios se presentan

Zona COSTO BENEFICIO

(Valor ajustado al 2017 usando tres tasas de interés) Rellenar Armar Híbrido 4.66% 5.70% 6.85%

1 $ 6,984,512 $ 8,268,224 $ 15,252,736 $ 1,428,399 $ 2,555,349 $ 4,833,583 2 $ 2,384,992 $ 2,557,744 $ 4,942,736 $ 1,643,738 $ 2,940,704 $ 5,562,643 3 $ 2,732,928 $ 2,239,584 $ 4,972,512 $ 38,256,692 $ 68,538,816 $ 129,756,992 4 $ 6,722,848 $ 6,286,448 $ 13,009,296 $ 12,333,582 $ 22,076,733 $ 41,773,434 5 $ 4,119,424 $ 4,258,096 $ 8,377,520 $ 39,883,861 $ 71,361,942 $ 134,997,858 6 $ 3,471,552 $ 5,989,936 $ 9,461,488 $ 17,065,606 $ 30,533,572 $ 57,760,337 1-6 $ 26,416,256 $ 29,600,032 $ 56,016,288 $ 110,611,878 $ 198,007,116 $ 374,684,847

Tabla 1. Resumen de costos y beneficios para restablecer la costa de Rincón

Tabla 2. Resumen de la razón beneficio-costo (BCR) para restablecer la costa de Rincón

Zona (1) Rellenar

BENEFICIO/COSTO (BCR) (2) Armar (3) Híbrido (Rellenar y Armar) 4.66% 5.70% 6.85% 4.66% 5.70% 6.85% 4.66% 5.70% 6.85% 1 0.2 0.4 0.7 0.2 0.3 0.6 0.1 0.2 0.3 2 0.7 1 2 0.6 1 2 0.3 0.6 1 3 14 25 47 17 31 58 8 14 26 4 2 3 6 2 4 7 1 2 3 5 10 17 33 9 17 32 5 9 16 6 5 9 17 3 5 10 2 3 6 1-6 4 7 14 4 7 13 2 4 7

ajustados al valor presente, utilizando las tres tazas de interés presentadas anteriormente. La tabla 2 presenta los valores de BCR para cada zona, calculados para los valores ajustados al año 2017.

Análisis y conclusiones

Los valores de la relación beneficio-costo (BCR) para la zona 1 son menores de uno y en promedio son mayor de uno entre las zonas 2 a la 5. En la zona 1 se encuentra el Balneario y el valor turístico no fue cuantificado como un beneficio, ya que el mismo estaba fuera del alcance de nuestro estudio. Por tal razón, debemos de utilizar los valores del BCR de las seis zonas para indicar lo siguiente: los valores del BCR revelan para todas las zonas, con un intervalo de confianza de 75 %, que la opción (1) de rellenar la playa varía entre 4 a 14. Similarmente, para la opción (2) de armar la costa y la opción (3), que es la solución híbrida, el BCR varía entre 4 a 13 y 2 a 7, respectivamente.

Los hallazgos de esta investigación representan un análisis preliminar, que indican en promedio que por cada dólar que se invierta para rellenar las playas de Rincón realizando un proyecto de beach noursihment, se estarían resguardando siete dólares del valor de las propiedades costeras, asumiendo que la estabilización de la costa elimina daños futuros. Los hallazgos de este estudio han sido compartidos con personal del USACE, quien actualmente está evaluando alternativas para mitigar el efecto de la erosión costera en las costas de Puerto Rico. Partiendo de los resultados del presente estudio, el USACE ha comenzado un análisis más detallado para Rincón, que tomará en cuenta la acumulación de daños futuros a propiedades costeras a través de 50 años y la reducción de daños asumiendo un proyecto de estabilización de costa. En conclusión, tomando en cuenta las limitaciones de este estudio, y el hecho de que provee un tope del beneficio económico de ofrecer protección a las propiedades costeras, este primer estimado indica que es viable realizar proyectos de mitigación de erosión en la costa de Rincón. Sin embargo, debemos recalcar que el análisis económico se llevó a cabo tomando en cuenta las condiciones previas al huracán María. El efecto del huracán María en el estimado del volumen de arena necesario para restablecer la playa debe ser estudiado, y es parte de las actividades de investigación en curso que están realizando los autores de este estudio y sus colegas.

Dean’s overfill factor – Es el factor que indica la cantidad de arena adicional que se necesita para poder lograr una realimentación de arena exitosa con granos de arena con tamaño promedio menor al grano de arena nativo de la playa a rellenarse.

Ingeniería Económica – Es la especialidad que integra los conocimientos de ingeniería con los elementos básicos de economía, finanzas y administración.

intervalos de confianza – Es el rango en el que se encuentra con alta probabilidad el valor real. Describe la variabilidad entre la medida obtenida en un estudio y la medida real de la población (el valor real).

percepción remota – Es el proceso de adquirir, procesar e interpretar imágenes y/o datos, capturados desde aeronaves o satélites. También se le conoce como como teledetección o sensoriamento remoto.

Referencias

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