Evaluación de variables climáticas para cuantificar el recurso hí

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2016 
Evaluación de variables climáticas para cuantificar el recurso Evaluación de variables climáticas para cuantificar el recurso 
hídrico disponible en la cuenca media del Río Ranchería hídrico disponible en la cuenca media del Río Ranchería 
Manuel Leonardo Moreno Rodríguez 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Johnathan Javier Montero Torres 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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cuantificar el recurso hídrico disponible en la cuenca media del Río Ranchería. Retrieved from 
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EVALUACIÓN DE VARIABLES CLIMÁTICAS PARA CUANTIFICAR EL 
RECURSO HÍDRICO DISPONIBLE EN LA CUENCA MEDIA DEL RÍO 
RANCHERÍA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANUEL LEONARDO MORENO RODRÍGUEZ 
JOHNATHAN JAVIER MONTERO TORRES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTA D.C. 
2016 
 
 
Evaluación de Variables Climáticas para Cuantificar el Recurso Hídrico Disponible en la 
Cuenca Media del Río Ranchería 
 
 
 
 
 
 
 
Manuel Leonardo Moreno Rodríguez 
Johnathan Javier Montero Torres 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de Grado Presentado como Requisito Para Optar al Título de Ingeniero Civil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Directora 
MSc. María Alejandra Caicedo Londoño 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de La Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa de Ingeniería Civil 
Bogotá D.C. 
2016 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
Los autores expresan su agradecimiento: 
 
A la Magister María Alejandra Caicedo Londoño, por darnos la confianza de gestionar 
este proyecto de investigación; por la paciencia y carisma que tuvo a la hora de resolvernos 
dudas y por el apoyo y la colaboración que prestó a lo largo de esta fase ofreciéndonos tanto 
su conocimiento como su amistad. 
 
 A Juan Carlos Chacón, candidato a PhD, UNESCO-IHE, Universidad Tecnológica de 
Deflt, Países Bajos, por colaborarnos con la solución de dudas y enseñarnos metodologías 
utilizadas en el documento. 
 
 A todos los educadores e ingenieros del programa de ingeniería civil que nos aportaron 
sus conocimientos, y además, siempre tuvieron disposición de colaboración durante nuestra 
formación profesional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
 Le dedico este triunfo: 
 
 A mi madre María Josefina Rodríguez Mariño, quien con esfuerzo y dedicación trabajó 
sábados, domingos y festivos; con el fin de tener la capacidad económica de pagar mi carrera 
y sacarme adelante. A esto se suma, que siempre confió en mí y nunca me dio la espalda en 
este ciclo de mi vida. 
 
 A mi padre Manuel Moreno Moreno quien a través de su ejemplo de vida me enseñó a 
esforzarme y nunca rendirme al intentar cumplir mis sueños. Gracias a él, que desde el cielo 
siempre me ha protegido. 
 
A mi compañera sentimental María Camila Cedeño Rodríguez, que estuvo conmigo toda 
la carrera, brindándome apoyo y compañía en los momentos difíciles de mi vida. 
 
 A mi hermana Andrea Moreno Rodríguez quien siempre con su psicología no me dejaba 
recaer y me daba ánimos de seguir luchando por mis sueños; y por último a la nueva 
integrante de la familia, mi sobrinita Valeria que es la bendición de mi familia. 
 
Manuel Leonardo Moreno Rodríguez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
Primero que todo quiero dedicar y agradecer: 
 
A Dios por permitirme cumplir y lograr este sueño en mi vida. 
 
A mi señora madre Luz Marina Torres por todo el esfuerzo, la dedicación y el apoyo que 
me brindó a lo largo de mi carrera; sin su esfuerzo esto resultado no sería posible. 
 
De igual manera, quiero agradecerle a mi padre Javier Montero Muñoz por su apoyo en 
los momentos que lo necesité. 
 
A mi hermano Alexander Montero Torres y a toda mi familia en general por apoyarme en 
momentos que se complicaron a lo largo de mi vida universitaria. 
 
Johnathan Javier Montero Torres. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla de Contenido 
 
Introducción ............................................................................................................................ 15 
1. Descripción del Problema ......................................................................................... 17 
2. Objetivos .................................................................................................................. 20 
2.1. Objetivo General....................................................................................................... 20 
2.2. Objetivos Específicos................................................................................................ 20 
3. Marco de Referencia ................................................................................................. 21 
3.1. Antecedentes ............................................................................................................ 21 
3.2. Marco Teórico - Conceptual ...................................................................................... 23 
3.2.1. Precipitación. ............................................................................................................ 23 
3.2.2. Precipitación Media. ................................................................................................. 23 
3.2.3. Método de la Media Aritmética. ................................................................................ 23 
3.2.4. Método de Thiessen. ................................................................................................. 24 
3.2.5. Método de las Isoyetas. ............................................................................................. 25 
3.2.6. Estaciones Pluviométricas. ........................................................................................ 25 
3.2.7. Modelos Estadísticos para Completar Registros de Precipitación. .............................. 26 
3.2.7.1. Métodos Convencionales........................................................................................... 26 
3.2.7.1.1. Regresión Lineal. .............................................................................................. 26 
3.2.7.1.2. Mínimos Cuadrados. ......................................................................................... 26 
3.2.7.1.3. Coeficiente de Correlación. ............................................................................... 27 
3.2.7.1.4. Combinación Lineal Ponderada (CLP). .............................................................27 
3.2.7.1.5. Distancia Inversa Ponderada (IDW). ................................................................ 28 
3.2.7.2. Métodos de Aprendizaje de Máquinas. ...................................................................... 28 
3.2.7.2.1. Máquina de Soporte de Vectores para Regresión. .............................................. 28 
3.2.7.2.2. Tabla de Decisión. ............................................................................................ 29 
 
 
3.2.7.2.3. Árboles de Decisión. ......................................................................................... 29 
3.2.8. Modelos de Circulación Global (MCG). .................................................................... 29 
3.2.8.1. Modelos Climáticos Regionales (RCM). .................................................................... 30 
3.2.9. Hietograma. .............................................................................................................. 31 
3.2.10. Software. .................................................................................................................. 32 
3.2.10.1. ArcGIS...................................................................................................................... 32 
3.2.10.1.1. Formato Shapefile. ............................................................................................ 32 
3.2.10.2. Python. ..................................................................................................................... 32 
3.3 Marco Legal ...................................................................................................................... 33 
3.4 Marco Contextual ..................................................................................................... 33 
3.2.11. Población. ................................................................................................................. 35 
3.2.12. Clima. ....................................................................................................................... 36 
3.2.12.1. Aridez. ...................................................................................................................... 36 
3.2.12.2. Temperatura. ............................................................................................................ 36 
3.2.12.3. Humedad Relativa. ................................................................................................... 37 
3.2.12.4. Precipitación. ........................................................................................................... 37 
3.2.13. Hidrología. ............................................................................................................... 38 
4. Metodología ............................................................................................................. 39 
Etapa 1. Recopilación de Datos ............................................................................................... 39 
Etapa 2. Construcción del modelo de la Cuenca en ArcGIS ..................................................... 39 
Etapa 3. Reconstrucción de Series de Precipitación ................................................................. 40 
Etapa 4. Cálculo de la Precipitación Media de la Cuenca Media del Río Ranchería ................. 40 
Etapa 5. Comparación de resultados entre la Precipitación Media Calculada y los Resultados de 
Precipitación Arrojados por los Modelos de Circulación Global ................................................... 40 
Etapa 6. Construcción del Hietograma ..................................................................................... 40 
5. Resultado y Análisis ................................................................................................. 41 
5.1. Cuenca Media del Río Ranchería .............................................................................. 41 
 
 
5.1.1. Delimitación de la Cuenca del Río Ranchería. ........................................................... 42 
5.1.2. Delimitación de la Cuenca Media del Río Ranchería. ................................................ 43 
5.2. Construcción del modelo de la Cuenca Media del Río Ranchería en ArcGIS ............. 46 
5.2.1 Construcción del Modelo en ArcGIS. ........................................................................ 47 
5.2.1.1 Primera fase: Departamentos. .................................................................................. 47 
5.2.1.2 Segunda Fase: Municipios. ....................................................................................... 48 
5.2.1.3 Tercera Fase, Ríos y Quebradas. .............................................................................. 49 
5.2.1.4 Cuarta Fase: Cuenca Media del Río Ranchería. ....................................................... 51 
5.2.1.5 Quinta Fase, Estaciones Pluviométricas. .................................................................. 52 
5.3 Estaciones Pluviométricas y Precipitaciones .............................................................. 54 
5.3.1 Cantidad y Localización. ........................................................................................... 54 
5.3.2 Información y Características. ................................................................................... 56 
5.3.3 Datos Registrados de Precipitación. .......................................................................... 57 
5.3.4 Justificación de las Estaciones Pluviométricas para el Desarrollo del Proyecto. ......... 58 
5.4 Reconstrucción de Series de Precipitación ................................................................. 60 
5.4.1 Métodos Convencionales. ......................................................................................... 60 
5.4.1.1 Combinación Lineal Ponderada (CLP). .................................................................... 60 
5.4.1.2 Ponderación del Inverso de la Distancia (IDW). ....................................................... 65 
5.4.2 Método de Aprendizaje de Máquina. ......................................................................... 72 
5.5 Precipitación Media .................................................................................................. 79 
5.5.1 Polígonos de Thiessen (Cálculo de Precipitación Media). .......................................... 79 
5.5.2 Isoyetas. ................................................................................................................... 87 
5.5.3 Caso especial (Estación 15060010). .......................................................................... 89 
5.6 Estudios de Métodos de Circulación Global .............................................................. 91 
5.6.1 Precipitación Anual por Modelos de Circulación Global............................................ 91 
5.6.2 Calculo Precipitación Promedio Mensual Por NOAA's National Centers for 
Environmental Information (NCEI). ............................................................................................. 93 
 
 
5.7 Construcción del Hietograma .................................................................................... 96 
6. Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................. 98 
Bibliografía ............................................................................................................................105 
Anexos... ................................................................................................................................109 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 3.1 Normatividad Colombiana, sobre los recursos hídrico………………………33 
Tabla 5.1 Coordenadas de las estaciones de trabajo…………………………………….57 
Tabla 5.2 Matriz de correlación estaciones cuenca media río Ranchería……………….61 
Tabla 5.3 Registro datosde precipitación mes de enero………………………………..63 
Tabla 5.4 Matriz de correlación estaciones cuenca media río Ranchería………………64 
Tabla 5.5 Matriz de distancias estaciones cuenca media río Ranchería…………………66 
Tabla 5.6 Precipitación promedio mensual registrada en los períodos 1987 – 2013……79 
Tabla 5.7 Áreas de influencia de las estaciones, con los polígonos de Thiessen……….82 
Tabla 5.8 Precipitación media de enero por polígonos de Thiessen……………………82 
Tabla 5.9 Precipitación media de febrero por polígonos de Thiessen…………………..83 
Tabla 5.10 Precipitación media de marzo por polígonos de Thiessen………………….83 
Tabla 5.11 Precipitación media de abril por polígonos de Thiessen……………………83 
Tabla 5.12 Precipitación media de mayo por polígonos de Thiessen…………………..84 
Tabla 5.13 Precipitación media de junio por polígonos de Thiessen……………………84 
Tabla 5.14 Precipitación media de julio por polígonos de Thiessen……………………84 
Tabla 5.15 Precipitación media de agosto por polígonos de Thiessen………………….85 
Tabla 5.16 Precipitación media de septiembre por polígonos de Thiessen……………..85 
Tabla 5.17 Precipitación media de octubre por polígonos de Thiessen………………....85 
Tabla 5.18 Precipitación media de noviembre por polígonos de Thiessen……………..86 
Tabla 5.19 Precipitación media de diciembre por polígonos de Thiessen………………86 
Tabla 5.20 Precipitación media mensual y anual calculada por el método de Thiessen…87 
Tabla 5.21 Precipitación media anual calculada por el método de las Isoyetas…………88 
Tabla 5.22 Precipitación media mensual y anual en el área de influencia de la estación 
15060010…………………………………………………………………………………...89 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 3.1 Método Thiessen para el cálculo de la precipitación media………………….24 
Figura 3.2 Método de las isoyetas para el cálculo de la precipitación media…………..25 
Figura 3.3 Interacción del proceso físico de un modelo de clima global……………….30 
Figura 3.4 Hietograma………………………………………………………………….31 
Figura 3.5 Distribución política del departamento de la Guajira………………………..34 
Figura 3.6 Distribución étnica del departamento de la Guajira, Censo 2005……………35 
Figura 3.7 Índice de aridez del departamento de la Guajira……………………………..36 
Figura 3.8 Hietograma de precipitaciones y curva de temperatura mensual del 
departamento de la Guajira…………………………………………………………………37 
Figura 3.9 Hidrología del departamento de la Guajira…………………………………..38 
Figura 5.1 Cuenca hidrográfica río Ranchería…………………………………………..42 
Figura 5.2 Distribución cuenca río Ranchería…………………………………………..43 
Figura 5.3 Distribución porcentual y en hectáreas de la cuenca media río Ranchería…...44 
Figura 5.4 Red de estaciones pluviométricas cuenca río Ranchería…………………….44 
Figura 5.5 Porcentaje de área- Cuenca media del río Ranchería………………………..45 
Figura 5.6 Área de los municipios en la cuenca Media………………………………….46 
Figura 5.7 Comparación shapefile Guajira del IDEAM con sistema SIG del IGAC……47 
Figura 5.8 Filtro polígono departamento de la Guajira………………………………….48 
Figura 5.9 Municipio de la Guajira……………………………………………………..49 
Figura 5.10 Filtración de ríos y Quebradas……………………………………………...50 
Figura 5.11 Municipio de la Guajira……………………………………………………50 
Figura 5.12 Cuenca media del río Ranchería……………………………………………51 
Figura 5.13 Filtro estaciones por departamento………………………………………...52 
Figura 5.14 Filtro estaciones por clase y categoría……………………………………...53 
Figura 5.15 Modelo en ArcGIS, cuenca media del río Ranchería……………………….54 
Figura 5.16 Localización y estado de las estaciones pluviométricas suministradas por el 
IDEAM, en la Guajira………………………………………………………………………55 
 
 
Figura 5.17. Localización de las estaciones pluviométricas en la cuenca media del río 
ranchería y aledañas a ésta………………………………………………………………….56 
Figura 5.18 Número de datos faltantes y registrados en las 10 estaciones pluviométricas, 
períodos 1987 – 2013……………………………………………………………………….58 
Figura 5.19 Localización de las estaciones pluviométricas con las cuales se van a 
completar datos y se calculara la precipitación media………………………………………59 
Figura 5.20 Datos registrados en cada estación…………………………………………62 
Figura 5.21 Porcentaje de datos registrados en cada estación…………………………..62 
Figura 5.22 Comparación precipitación anual, período de análisis 1987-2013…………65 
Figura 5.23 Mapa de distancias estación 15060010……………………………………66 
Figura 5.24 Mapa de distancias estación 15060020 ……………………………………67 
Figura 5.25 Mapa de distancias estación 15060040 ……………………………………67 
Figura 5.26 Mapa de distancias estación 15060050 ……………………………………68 
Figura 5.27 Mapa de distancias estación 15060060……………………………………68 
Figura 5.28 Mapa de distancias estación 15060080…………………………………….69 
Figura 5.29 Mapa de distancias estación 15060270…………………………………….69 
Figura 5.30 Comparación de métodos de reconstrucción………………………………70 
Figura 5.31 Precipitación acumulada anual, período de análisis 1987-2013……………71 
Figura 5.32 Precipitación promedio mensual, período de análisis 1987-2013…………72 
Figura 5.33 Resultado del modelo de entrenamiento de la estación 15060040 por los 
métodos en su orden: M5; Gauss; Perceptron; Regresión multimodal y regresión simple; R-
M5; Soporte; Tablas; O-R…………………………………………………………………..73 
Figura 5.34 Resultado del modelo de calibración y/o validación de la estación 15060040 
por los métodos en su orden: M5; Gauss; Perceptron; Regresión multimodal y regresión 
simple; R-M5; Soporte; Tablas; O-R……………………………………………………….74 
Figura 5.35 Precipitación acumulada anual, período de análisis 1987-2013……………75 
Figura 5.36 Error medio cuadrático en entrenamiento………………………………….76 
Figura 5.37 Eficiencia de Nash-Sutcliffe en entrenamiento…………………………….76 
Figura 5.38 Sesgo en entrenamiento……………………………………………………77 
Figura 5.39 Raíz del error medio cuadrático en validación…………………………….78 
Figura 5.40 Eficiencia de Nash-Sutcliffe en validación………………………………..78 
 
 
Figura 5.41 Sesgo en validación………………………………………………………..78 
Figura 5.42 Polígonos de Thiessen en la cuenca media del río Ranchería……………..80 
Figura 5.43 Áreas de influencia de las estaciones en la cuenca media del río 
Ranchería…………………………………………………………………………………...81 
Figura 5.44 Isoyetas en la cuenca media del río Ranchería…………………………….87 
Figura 5.45 Comparación de la precipitación media anual, calculada por el método 
polígonos de Thiessen y las isoyetas……………………………………………………….88 
Figura 5.46 Comparación de la precipitación media de la cuenca media y la estación 
15060010…………………………………………………………………………………...90 
Figura 5.47 Comportamiento de la precipitación en Colombia calculada con modelos de 
circulación global………………………………………………………………………….. 92 
Figura 5.48 Ubicación de los municipios de la Guajira en el mapa de modelos de 
Circulación Global………………………………………………………………………… 93 
Figura 5.49 Mapa de la precipitación departamento de la Guajira, calculada por 
NOAA……………………………………………………………………………………...94 
Figura 5.50 Precipitación promedio mensual calculada por NOAA…………………....95 
Figura 5.51 Comparación precipitación promedio mensual de las estaciones con 
NOAA...................................................................................................................................96 
Figura 5.52 Hietograma mensual de precipitación de la cuenca media del río 
Ranchería…………………………………………………………………………………...97 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Anexos 
 
Anexo A. Plano modelo en ArcGIS cuenca media río Ranchería. 
Anexo B. Datos de precipitación suministrados por el IDEAM. 
Anexo C. Entrenamiento y validación método aprendizaje de máquina. 
Anexo D. Plano polígonos de Thiessen. 
Anexo E. Plano de Isoyetas. 
Anexo F. Articulo: Cambio Climátio más Probable Para Colombia a lo Largo del Siglo 
xxi Respecto al Clima Presente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
 
 
 
Introducción 
 
 
Colombia presenta una de las mayores fuentes hídricas del planeta gracias a su ubicación 
geográfica, ala variedad topográfica y al régimen climático. Sin embargo, el agua no está 
dispuesta de manera homogénea en las diferentes regiones del país; Sumado a esto la 
variabilidad y el cambio climático provocado por los malos usos que se han dado a los 
recursos naturales y la explotación masiva de los mismos, generan de esta manera que en 
algunas regiones la disponibilidad de agua superficial, tanto en cantidad como en calidad, se 
vea gravemente afectada, con más o menos precipitaciones según las diferentes regiones y 
una mayor frecuencia de fenómenos atmosféricos extremos. 
 
El departamento de la Guajira específicamente la baja Guajira, es un caso particular de 
regiones colombianas en la que más del 80% de los asentamientos urbanos de la etnia Wayuu 
de los municipios Barrancas, Hatonuevo, Albania, Distracción y Fonseca, se abastecen de 
fuentes superficiales. Estos municipios hacen parte de la cuenca media del río Ranchería, la 
cual cuenta con rendimientos hídricos muy bajos, que varían entre 800 – 1200 mm/año, con 
poca o ninguna capacidad de regulación como: arroyos, quebradas, riachuelos, etc. 
 
Estas consideraciones fundamentaron la propuesta del proyecto; que consistió en 
establecer una correlación entre el comportamiento de las variables climáticas (precipitación) 
y el recurso hídrico en la cuenca media del río Ranchería, mediante la reconstrucción de 
series de precipitación registradas por las estaciones pluviométricas ubicadas en la cuenca 
media del Río Ranchería que se encuentran activas. 
 
 Estas reconstrucciones de series se realizaron mediante el método de combinación lineal 
ponderada y el método del inverso de las distancias, los cuales son métodos convencionales 
de reconstrucción, además se implementó un modelo de aprendizaje de máquina con el que 
se realizó una comparación de reconstrucción de datos entre este y los métodos 
convencionales, obteniendo resultados similares. 
16 
 
 
 
De igual manera, se realizó la construcción del modelo de la cuenca media en ArcGIS que 
permitió relacionar las estaciones pluviométricas, los municipios que componen la cuenca y 
el río Ranchería, teniendo como resultado un sistema SIG que permitió calcular diferentes 
componentes de ésta para el desarrollo de los diferentes métodos utilizados, tales como 
distancia entre estaciones, área de municipios, área de la cuenca, entre otros. Asimismo, por 
medio de este modelo se realizaron los polígonos de Thiessen de la zona de estudio. Para de 
esta manera y como resultado final estimar la respuesta pluviométrica de la cuenca media del 
río Ranchería, estableciendo de esta manera un referente de la oferta hídrica con la que cuenta 
el departamento en esta zona específica (Cuenca media río Ranchería). 
 
Por último, se realizó una investigación sobre modelos de circulación global utilizados en 
Colombia, para establecer un punto de comparación entre la precipitación anual en área de 
estudio; teniendo como limitante que dichos modelos no se encuentran en escalas regionales 
sino como lo infiere su nombre son escalas globales. También se realizó una comparación de 
precipitación promedio mensual con datos registrados de precipitación por parte de la agencia 
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), teniendo como resultado 
comportamientos iguales a los registrados por las estaciones estudiadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
1. Descripción del Problema 
 
 La línea a la cual pertenece esta investigación es el análisis de variables climatológicas 
(precipitación) en el departamento de la Guajira, tuvo como objetivo generar información 
precedente para el proyecto “Estudio preliminar de zonificación en fuentes de agua 
subterráneas empleando métodos Geoestadísticos en la media Guajira” el cual va realizar la 
universidad de la Salle, con un grupo de docentes especialistas de la institución. 
 
El mayor inconveniente encontrado en el departamento de la Guajira, fue el del 
abastecimiento de agua en tiempos de sequía, en los meses entre diciembre y julio se 
encontraron precipitaciones entre 10mm y 20mm siendo las épocas más secas en la zona, en 
la segunda temporada del año entre agosto y noviembre se incrementan los índices de 
precipitación en forma significativa, siendo octubre el mes con mayores promedios de todo 
el año, mayor a 100mm. (CIOH). 
 
Los meses de sequías son devastadores para la comunidad de la Guajira; puesto que con 
ellos llegan problemas de sanidad y de desnutrición, entre otros. Las poblaciones más 
vulnerables ubicadas en las zonas rurales, son las comunidades indígenas, entre las cuales 
están: los Wiwa, Yulpa, Wayuú, Kogui y Arhuacos. Del mismo modo, la población mestiza 
de las cabeceras de los municipios, campesinos y afrocolombianos, no se pueden abastecer 
de agua por carencia tanto de infraestructura como de sequias en arroyos, quebradas y bajos 
niveles de agua en el río Ranchería. 
 
En la Guajira (DANE, 2015) el 40% de la población en las cabeceras tiene necesidades 
básicas insatisfechas, con siglas NBI, y para las zonas rurales el porcentaje es del 90%. Parte 
de ello se debe a la falta de cobertura en redes de acueducto y alcantarillado (DANE). El 
64.85% cuenta con cobertura de alcantarillado y el 95% de acueducto en las cabeceras 
municipales; por el contrario, en las zonas rurales tan solo un 4,67% cuenta con 
alcantarillados y el 16.7% cuenta con acueductos. 
 
Las fuentes de agua superficial son escasas para el abastecimiento de las necesidades 
básicas de la población y las fuentes existentes de este recurso se están destinando para otros 
18 
 
 
fines que no son de carácter social sino que son de carácter económico. Adicionalmente, el 
cubrimiento en el servicio público de acueducto y alcantarillado es inferior al 50% en todo 
el departamento de la Guajira. (Tostón, 2013), debido a esto se busca realizar en un futuro, 
un proyecto por el cual se exploten otras fuentes de recursos hídricos (agua subterránea), para 
abastecer a la población Wiwa, Yulpa, Wayuu, Kogui y Arhuacos; y este proyecto dará el 
punto de partida para determinar que las aguas superficiales no suplen las necesidades de la 
población indígena. 
 
Debido a estos problemas encontrados en la región de la Guajira donde su origen se 
remonta al uso y oferta del recurso hídrico, se evaluó si las bajas precipitaciones en los meses 
de sequía abastecen al río Ranchería de tal manera que pudiese abastecer las necesidades de 
las comunidades localizadas en la cuenca media del río Ranchería. 
 
Planteada así la situación, en el desarrollo del proyecto, se generó el siguiente 
interrogante: 
 
A partir de la evaluación de las variables climáticas en la Cuenca media del río Ranchería, 
¿Cuánto es el recurso hídrico disponible para suplir sus diferentes usos: labores domésticas, 
agrícolas, industriales, etc…? 
 
Es significativa la importancia que tiene la investigación y por lo cual se justifica su 
realización como una alternativa al problema hídrico en la cuenca media del río Ranchería. 
Desde esta perspectiva, se realizó un estudio de variables climatológicas que permitiera 
estimar el recurso hídrico con el que cuenta la cuenca hidrografía del río Ranchería, la cual 
suple a los habitantes de Fonseca, Hatonuevo, Distracción, Albania y Barrancas. 
 
El estudio se basó en dos puntos importantes: el primero fue la recopilación de datos de 
precipitación de la zona en la cuenca media del río Ranchería, estos datos fueron 
suministrados por el IDEAM, y se completaron las series de la precipitación con modelos 
convencionales; el segundo punto se enfocó en los modelos de clima global, el cual se 
19 
 
 
encauzó en el modelo climático regional que arrojó resultados de precipitación por medio de 
modelos. 
 
Al reconstruir las series con los métodos convencionales, se obtuvo un resultado de 
precipitación media, el cual se utilizópara realizar el Hietograma y analizar la respuesta de 
la Cuenca media del río Ranchería, siendo este análisis un punto de referencia para futuros 
estudios en los cuales pueden determinar sí la oferta hídrica (precipitación) es suficiente para 
suplir sus diferentes usos, o por lo contrario se deben buscar otras soluciones en tiempos de 
sequía. 
 
Bajo esta perspectiva, el proyecto se delimitó en las siguientes tareas: 
 
Se realizó la evaluación de variables climáticas (precipitación) que favorecían la 
producción de precipitación en la cuenca media del río Ranchería. 
 
Se aplicaron modelos convencionales de reconstrucción a las series de precipitación, 
inicialmente suministradas por el IDEAM, a través de las estaciones localizadas en la zona 
de estudio, que permitieran aumentar la fiabilidad de los datos y trabajar con ellos en los 
cálculos posteriores como es el caso de la precipitación media de la cuenca. 
 
La zona de estudio fue el departamento de la Guajira, en la Cuenca media del Río 
Ranchería, entre los municipios de Hatonuevo, Barrancas, Fonseca, distracción Albania y 
Riohacha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
 
2. Objetivos 
 
2.1. Objetivo General 
 
Establecer la correlación entre el comportamiento de las variables climáticas y el recurso 
hídrico disponible en la cuenca media del río Ranchería. 
 
2.2. Objetivos Específicos 
 
Determinar las variables climáticas que influyen directamente en la producción de la 
precipitación en la cuenca media del río Ranchería. 
 
Reconstruir las series de precipitación registrados por los pluviómetros de la zona, 
utilizando modelos estadísticos convencionales y basados en el aprendizaje de máquina. 
 
Cuantificar la precipitación media de la zona de estudio, utilizando los métodos 
convencionales y Sistemas de Información Geográfico. 
 
Evaluar la aplicación de los modelos de recirculación global en la zona de estudio, 
analizando los resultados de la precipitación media. 
 
Estimar la respuesta (Hietograma) de la cuenca media del río Ranchería ante los eventos 
de precipitación evaluados previamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
 
 
3. Marco de Referencia 
 
3.1. Antecedentes 
 
En el mundo el abastecimiento o el consumo del recurso hídrico ha sido un tema de gran 
preocupación y del cual se han realizado diversos tipos de investigación, para evaluar la 
oferta que se tiene de este recurso en diferentes lugares; una forma para hacerlo son los 
modelos lluvia escorrentía, que son la herramienta para estimar dicha oferta. 
 
En su estudio (de Las Salas & García, 1999) en la cuenca del río San Cristóbal, Bogotá 
realizaron un estudio de oferta de recurso hídrico por medio de precipitación para esta cuenca, 
registrando datos de precipitación en períodos semanales durante un año, junto con 
mediciones de la variación del caudal en tres microcuencas adyacentes, evaluando 
parámetros de evotranspiración, precipitación interna, interceptación, infiltración y 
almacenamiento de agua. De este estudio concluyeron que se necesitan períodos de tiempo 
más largos para establecer comparaciones estadísticas mejor sustentadas, recomendando de 
esta manera utilizar datos de estaciones pluviométricas con tiempos de precipitación mayores 
a un año. 
 
 Por otro lado (Córdoba, Zea & Murillo, 2006) a través de diversas modelos para 
cuantificar los volúmenes de lluvia en la zona del río Quito, en el departamento del Choco, 
lo que los llevó a realizar un cálculo […] concluyendo que la precisión con la que se mide la 
pluviometría de la cuenca del río tiene un error del 6% lo cual la hace confiable para el 
desarrollo del modelo, que arrojó como conclusión que el río cuenta con un gran potencial 
hídrico. 
En su estudio (Alvarado, 2004) presentó una metodología para modelar la propagación de 
flujo en una cuenca hidrográfica utilizando sistemas de información geográfica y Visual 
Basic como lenguaje de programación, teniendo como variables la precipitación y t ipo de 
suelo. Como resultado obtuvo que la implementación de dichos modelos es una fuente 
22 
 
 
adecuada para obtener caudales de salida con la implementación de estas dos herramientas y 
la utilización de elementos finitos. 
 
Igualmente (Burbano, Vásquez & Bustamante, 2008) en su investigación en el 
Departamento de Antioquia: Colombia, en su Sistema de paramos y Bosques alto-andinos 
estimaron la oferta ambiental del recurso hídrico que genera este sistema por medio de sus 
lluvias, empleando el procedimiento de contabilidad de aguas para efectuar un modelo lluvia 
escorrentía, por medio de este modelo establecieron o encontraron […] que la oferta hídrica 
del sistema estudiado (39,032 litros/segundo * km2 ), es menor que la oferta hídrica promedia 
de Colombia (58 litros/segundo * km2 ) y mayor que la oferta hídrica promedia suramericana 
(21 litros/segundo * km2 ). 
 
De igual manera (Amaya, Tamayo, Vélez & Alvares, 2009) realizaron un modelo para 
predecir el comportamiento hidrológico de las cuencas de los ríos Turbo, Guadalito y 
Currulao, localizadas en la región del Urabá. Utilizando información hidro-climatológica 
escasa (precipitación y caudal), calibraron el modelo lluvia escorrentía agregado a escala 
diaria, determinando que la cuenca del Currulao cuenta con una capacidad máxima de 
almacenamiento capilar de 15 mm/día, un tiempo de resistencia flujo superficial de 2 días y 
una conductividad hidráulica de la capa superior de 2 mm/día, presentando pues los mejores 
registros de las tres cuencas. 
 
Por otro lado, (Salomón & Fernández) desarrollaron un modelo lluvia-escorrentía 
utilizando tormentas de proyecto para el piedemonte del Gran Mendoza, el cual está diseñado 
para simular la escorrentía superficial que resulta de una precipitación. El objetivo principal 
fue analizar el comportamiento hidrológico de la cuenca y conocer los caudales de descarga 
y su incidencia en la zona, obteniendo como resultado que el comportamiento hidrológico de 
la cuenca varía en función de sus componentes y procesos que alteran las relaciones lluvia. 
 
 
 
 
23 
 
 
3.2. Marco Teórico - Conceptual 
 
El siguiente marco teórico - conceptual, presenta las teorías y las definiciones de los 
conceptos relacionados con: los modelos estadísticos, modelos de circulación global, 
precipitación, métodos para el cálculo de precipitación media y los elementos para la 
construcción del Hietograma; todo lo cual facilita la compresión del proyecto. 
 
3.2.1. Precipitación. 
 
Se conoce como precipitación a la cantidad de agua que cae a la superficie terrestre y 
proviene de la humedad atmosférica, ya sea en estado líquido (llovizna y lluvia) o en estado 
sólido (escarcha, nieve, granizo). La precipitación es uno de los procesos meteorológicos más 
importantes para la hidrología, y junto a la evaporación constituyen la forma mediante la cual 
la atmósfera interactúa con el agua superficial en el ciclo hidrológico del agua. Universidad 
de Piura. (UDEP) 
 
3.2.2. Precipitación Media. 
 
Para evaluar la precipitación media sobre un área en un intervalo de tiempo determinado 
es necesario basarse en los valores puntuales registrados en cada medidor que conforma la 
red. Pero como la contribución de cada instrumento al total de la lluvia es desconocida, han 
surgido varios métodos que intentan darnos una aproximación de la distribución de la 
precipitación dentro del área en consideración. (UDEP) 
 
3.2.3. Método de la Media Aritmética. 
 
Es una forma sencilla para determinar la lluvia promedio sobre un área. Consiste en 
calcular la media aritmética de las cantidades conocidas para todos los puntos en el área. Este 
método proporciona buenos resultados, si la distribución de tales puntos sobre el área es 
uniforme y la variación en las cantidades individuales de los medidores no es muy grande. 
(UDEP) 
24 
 
 
3.2.4. Método de Thiessen. 
 
Seemplea cuando la distribución de los pluviómetros no es uniforme dentro del área en 
consideración. Para su cálculo se define la zona de influencia de cada estación mediante el 
trazo de líneas entre estaciones cercanas, éstas líneas se bisecan con perpendiculares y se 
asume que toda el área encerrada dentro de los límites formados por la intersección de estas 
perpendiculares en torno a la estación ha tenido una precipitación de la misma cantidad que 
la de la estación. A veces es necesario hacer una pequeña variación a esta técnica para 
corregir posibles efectos orográficos, y en lugar de trazar perpendiculares al punto medio de 
la distancia entre las estaciones se dibujan líneas que unen las estaciones desde los puntos de 
altitud media. (UDEP) 
 
Calculando el área encerrada por cada estación y relacionándola con el área total, se sacan 
pesos relativos para cada pluviómetro y posteriormente el valor de la precipitación promedio 
se obtiene a partir de un promedio ponderado. Ver figura 3.1 
 
 
Figura 3.1 Método Thiessen para el cálculo de la precipitación media. 
Fuente: Universidad Nacional del Nordeste. (s.f.). Recuperado el 4 de marzo de 2016, de 
http://ing.unne.edu.ar/pub/hidrologia/hidro-tp2.pdf 
 
 
 
25 
 
 
3.2.5. Método de las Isoyetas. 
 
Según (UDEP) las Isoyetas son contornos de igual altura de precipitación, que se calculan 
a partir de interpolación entre pluviómetros adyacentes. Las áreas entre isoyetas sucesivas 
son medidas y se multiplica por el promedio de precipitación entre la isoyetas adyacentes, el 
promedio total para el área es entonces la sumatoria de éste producto entre el área total 
considerada. Este método tiene la ventaja que las isoyetas pueden ser trazadas para tener en 
cuenta efectos locales, y por ello es el que mejor se aproxima a la verdadera precipitación 
promedio del área. Ver figura 3.2 
 
 
 
Figura 3.2 Método de las Isoyetas para el cálculo de la precipitación media. 
Fuente: Universidad Nacional del Nordeste. (s.f.). Recuperado el 4 de marzo de 2016, de 
http://ing.unne.edu.ar/pub/hidrologia/hidro-tp2.pdf 
 
3.2.6. Estaciones Pluviométricas. 
 
La Función de las estaciones meteorológicas es registrar datos del clima, como 
temperatura, precipitaciones, humedad, etc. Las estaciones pluviométricas se encargan de 
llevar registros únicamente de precipitación; cuando las estaciones son manuales, una 
persona tiene que tomar los datos diarios que se estén registrando en la zona, en cambio si la 
estación es automática, ésta registra en un sistema los datos. 
 
26 
 
 
3.2.7. Modelos Estadísticos para Completar Registros de Precipitación. 
 
Estos modelos estadísticos se utilizaron para completar los datos de precipitación 
suministrados por el IDEAM, y estos son representaciones formales en un sistema real, con 
el que se pretendió aumentar su comprensión, hacer predicciones y ayudar a su control. Los 
modelos pueden ser físicos (descritos por variables medibles), análogos (diagrama de flujo) 
y simbólicos (matemáticos, lingüísticos, esquemáticos). Los modelos matemáticos o 
cuantitativos son descritos por un conjunto de símbolos y relaciones lógico-matemáticos. 
(OSSO). 
 
3.2.7.1. Métodos Convencionales. 
 
3.2.7.1.1. Regresión Lineal. 
 
La regresión lineal es una técnica estadística utilizada para estudiar la relación entre 
variables. Se adapta a una amplia variedad de situaciones. En la investigación social, el 
análisis de regresión se utiliza para predecir un amplio rango de fenómenos y es utilizado 
para caracterizar la relación entre variables o para calibrar medidas. 
 
Tanto en el caso de dos variables (regresión simple) como en el de más de dos variables 
(regresión múltiple), el análisis de regresión lineal puede utilizarse para explorar y cuantificar 
la relación entre una variable llamada dependiente o criterio (y) y una o más variables 
llamadas independientes o productoras (x1, x2, x), así como para desarrollar una ecuación 
lineal con fines predictivos. Además, el análisis de regresión lleva asociados una serie de 
procedimientos de diagnóstico (análisis de los residuos, puntos de influencia) que informan 
sobre la estabilidad e idoneidad del análisis y que proporcionan pistas sobre cómo 
perfeccionarlo. (González & Santamaría, 2010) 
 
3.2.7.1.2. Mínimos Cuadrados. 
 
Esto es una técnica de análisis numérico enmarcada dentro de la optimización 
matemática, en la que, dados un conjunto de pares ordenados: variable independiente, 
variable dependiente, y una familia de funciones, intenta encontrar la función continua, 
https://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_num%C3%A9rico
https://es.wikipedia.org/wiki/Optimizaci%C3%B3n_matem%C3%A1tica
https://es.wikipedia.org/wiki/Optimizaci%C3%B3n_matem%C3%A1tica
https://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_continua
27 
 
 
dentro de dicha familia, que mejor se aproxime a los datos (Mañaz, 2015) esta técnica se 
utilizara para ajustar las curvas y poder reconstruir las series de precipitación suministradas 
por el IDEAM. 
 
3.2.7.1.3. Coeficiente de Correlación. 
 
El coeficiente de correlación es un estadístico que proporciona información sobre la 
relación lineal existente entre dos variables cualesquiera. Básicamente, esta información se 
refiere a dos características de la relación lineal: la dirección o sentido y la cercanía o fuerza. 
Es importante notar que el uso del coeficiente de correlación sólo tiene sentido si la relación 
a analizar es del tipo lineal. Si ésta no fuera no lineal, el coeficiente de correlación sólo 
indicaría la ausencia de una relación lineal más no la ausencia de relación alguna. Debido a 
esto, muchas veces el coeficiente de correlación se define - de manera más general - como 
un instrumento estadístico que mide el grado de asociación lineal entre dos variables. 
(Lahure, 2003) 
 
3.2.7.1.4. Combinación Lineal Ponderada (CLP). 
 
Este método consiste en sustituir la falta de datos a partir de los datos de series 
estadísticamente próximas, que son conocidas como vecinas. De tal manera que cada dato 
incompleto se obtiene mediante la combinación lineal ponderada de los datos de las series 
que se van a utilizar para el completado. Dichos datos tienen un peso en el CLP proporcional 
al coeficiente de correlación de Pearson con la serie incompleta, siempre que éste sea superior 
a un valor crítico aceptable. 
 
El valor que se suele coger depende del tipo de variable que se quiera completar, afinidad 
climática y alcance de la correlación espacial según el tipo de variable. Para la precipitación, 
que es una variable que presenta, sobre todo en ambientes mediterráneos, una baja 
correlación entre estaciones vecinas el valor que se suele escoger es entre: 0,7 < r < 0,8. 
(Barrera, 2004) 
 
28 
 
 
3.2.7.1.5. Distancia Inversa Ponderada (IDW). 
 
En el método de interpolación IDW, los puntos de muestreo se ponderan durante la 
interpolación de tal manera que la influencia de un punto en relación con otros disminuye 
con la distancia desde el punto desconocido que se desea crear. 
 
 El peso es asignado a las estaciones de muestreo mediante la utilización de un coeficiente 
de ponderación que controla cómo la influencia de la ponderación decae mientras la distancia 
hacia la estación nueva se incrementa. Mientras más grande sea el coeficiente menor será el 
efecto que las estaciones tendrán si están lejos de la estación desconocido durante el proceso 
de interpolación. Conforme el coeficiente se incrementa, el valor de las estaciones 
desconocidos se aproxima al valor de la estación de observación más cercano. (QGIS 2.6., 
2015) 
 
3.2.7.2. Métodos de Aprendizaje de Máquinas. 
 
3.2.7.2.1. Máquina de Soporte de Vectores para Regresión. 
 
Una Máquina de Soporte Vectorial es la superficie de decisión con dos clases distintas de 
puntos de entrada. Como un clasificador de una sola clase, la descripción dada por los datosde los vectores de soporte es capaz de formar una frontera de decisión alrededor del dominio 
de los datos de aprendizaje con muy poco o ningún conocimiento de los datos fuera de esta 
frontera. 
 
 Los datos son mapeados por medio de un kernel Gaussiano u otro tipo de kernel a un 
espacio de características en un espacio dimensional más alto, donde se busca la máxima 
separación entre clases. Esta función de frontera, cuando es traída de regreso al espacio de 
entrada, puede separar los datos en todas las clases distintas, cada una formando un 
agrupamiento. (Betancour, 2005) 
 
 
 
29 
 
 
3.2.7.2.2. Tabla de Decisión. 
 
La tabla de decisión es una herramienta que sintetiza procesos en los cuales se dan un 
conjunto de condiciones y un conjunto de acciones a tomar según el valor que toman las 
condiciones. Puede utilizarse como herramienta en los distintos momentos del proyecto, esto 
es: en la exposición de los hechos, en el análisis del sistema actual, en el diseño del nuevo 
sistema y en el desarrollo del software. (Castilla). 
 
3.2.7.2.3. Árboles de Decisión. 
 
Los árboles de decisión son técnicas que permite analizar decisiones secuenciales basada 
en el uso de resultados y probabilidades asociadas. Estos permiten la clasificación de nuevos 
casos siempre y cuando no existan modificaciones sustanciales en las condiciones bajo las 
cuales se generaron los ejemplos que sirvieron para su construcción. 
 
Los árboles de decisiones también facilitan la interpretación de la medida adoptada; 
proporciona un alto grado de comprensión del conocimiento utilizado en la toma de 
decisiones; además, explica el comportamiento respecto a una determinada tarea de decisión 
y reduce el número de variables independientes. (Sánchez, 2013) 
 
3.2.8. Modelos de Circulación Global (MCG). 
 
Es un modelo de tipo matemático que se basa en la circulación de la atmósfera u océano 
planetario trabajando con las ecuaciones Navier-Stokes sobre una esfera rotatoria utilizando 
términos termodinámicos para las diversas fuentes de energía (radiación, calor latente), estas 
ecuaciones sirven de base para modelos complejos en programas de computador que 
normalmente se utilizan para simular las condiciones de la atmósfera y océanos de la Tierra. 
(Cambio Climático Global, 2015) En la figura 3.3 se ve la interacción entre los componentes 
físicos del modelo. 
 
http://cambioclimaticoglobal.com/atmosfe1
http://cambioclimaticoglobal.com/oceanos
30 
 
 
 
Figura 3.3 Interacción del proceso físico de un modelo de clima global. 
Fuente: Modelo de Cambio Global, tomado el 4 de marzo del 2016, de cambioclimaticoglobal.com 2015 
 
El modelo de clima global, junto con componentes de la superficie terrestre y del mar 
como hielo marino, son ampliamente utilizados para el pronóstico del tiempo, para 
comprender el clima y para proyectar el cambio climático; este modelo será utilizado para 
realizar un pronóstico de precipitación. 
 
3.2.8.1. Modelos Climáticos Regionales (RCM). 
 
Un modelo climático regional es un modelo de clima de alta resolución que cubre un área 
limitada del globo, típicamente 5000 Km x 5000 Km, con una resolución horizontal típica de 
50 kilómetros. Los RCM están basados sobre leyes físicas, representados por ecuaciones 
matemáticas que son resueltas usando grillas tridimensionales. Por lo tanto, los RCM son 
modelos físicos comprensivos que usualmente incluyen componentes de suelo y atmósfera 
del sistema climático y contienen representaciones de importantes procesos del sistema 
climático (por ejemplo: lluvia, radiación, nubosidad, hidrología). 
 
http://cambioclimaticoglobal.com/cambio1
31 
 
 
Muchos de esos procesos físicos toman lugar sobre escalas mucho más pequeñas que la 
grilla del modelo no puede modelar y resolver explícitamente. Sus efectos, son tomados en 
cuenta usando parametrizaciones, por lo cual este proceso es representado por los efectos de 
las relaciones entre el área o tiempo promediado de proceso de la sub grilla y el flujo de gran 
escala. Dado que los RCM son modelos de área limitada ellos necesitan ser gobernados en 
sus condiciones de frontera por campos temporales de gran escala. Estos campos son 
suministrados o por los análisis de las observaciones o por la integración del MCG en un área 
intermedia que no es considerada cuando se analiza el resultado del RCM. (Ruíz, 2007) 
 
3.2.9. Hietograma. 
 
El Hietograma es un gráfico el cual expresa la precipitación en función del tiempo, donde 
la unidad de medida de la precipitación es en mm, esto se representa en un histograma donde 
en el eje (x) lleva el tiempo en meses o años y en el eje (y) la precipitación, ver figura 3.4. 
(Sánchez). 
 
 
Figura 3.4 Hietograma. 
Fuente: Hietograma, tomado el 17 de febrero del 2016, de www.iagua.es/blogs/pedro-
arriaga/medida-precipitacion 
 
 
http://www.iagua.es/blogs/pedro-arriaga/medida-precipitacion
http://www.iagua.es/blogs/pedro-arriaga/medida-precipitacion
32 
 
 
3.2.10. Software. 
 
Los siguientes software son los que se utilizaron para el desarrollo del proyecto, ya que 
minimizan el tiempo de ejecución y sirven para tener resultados favorables y exactos. 
 
3.2.10.1. ArcGIS. 
 
Es un programa de sistemas que permite recopilar, organizar, administrar, analizar, 
compartir y distribuir información geográfica; este se utilizó para organizar y referenciar la 
cuenca media del río Ranchería, sus afluentes, sus municipios cercanos y la ubicación de las 
estaciones suministradas por el IDEAM, para ejercer un ejercicio eficaz cuando se realizó el 
proyecto. 
 
3.2.10.1.1. Formato Shapefile. 
 
Los formatos shapefile son conjunto de capas temáticas en formato vectorial las cuales se 
pueden abrir y trabajar en el programa ArcGIS; Este formato de representación vectorial 
desarrollado por ESRI (Enviromental Systems Research Institute). Consta de un número 
variable de archivos, en los que se almacena digitalmente la localización de los elementos 
geográficos (archivo shape *.shp) junto con sus atributos o características (tabla dBase 
*.dbf). (Universidad de Alcalá) 
 
3.2.10.2. Python. 
 
Python es un lenguaje de programación gratuito, multiplataforma y de código abierto que 
es potente y fácil de aprender. Es ampliamente utilizado y compatible. Python se presentó a 
la comunidad de ArcGIS en la versión 9.0. Desde entonces, se aceptó como el lenguaje de 
secuencia de comandos de elección para el geoprocesamiento de usuarios también es 
altamente escalable, adecuado para grandes proyectos o para pequeños programas de uso 
único conocidos como secuencias de comandos. (ArcGIS, 2012) 
 
 
33 
 
 
3.3 Marco Legal 
 
Las leyes, normas y decretos de la normatividad del país que se deben tener presentes para 
el desarrollo y planteamiento del proyecto son las que se detallan en la tabla 3.1. 
 
Tabla 3.1 
Normatividad Colombiana, sobre los recursos hídricos. 
TITULO DESCRIPCIÓN 
Decreto 393 de 2010 
Trata sobre el uso del Agua y conceptos. El artículo 5 establece los 
criterios de priorización para el ordenamiento del recurso hídrico. 
RESOLUCIÓN 2160 de 
2007 
La política hídrica nacional está bajo la responsabilidad del grupo de 
recursos hídricos del Vice ministerio de ambiente y desarrollo. 
RESOLUCION 240 de 
2004 
Por la cual se definen las bases para el cálculo de la depreciación y se 
establece la tarifa mínima de la tasa por utilización de aguas 
RESOLUCION 865 DE 
2004 
Por la cual se adopta la metodología para el cálculo del índice de 
escasez para aguas superficiales a que se refiere el Decreto 155 de 2004 
y se adoptan otras disposiciones. 
RESOLUCIÓN 104 de 
2003 
En el artículo 11 de esta resolución expresa que el IDEAM tiene la 
responsabilidad de priorizar las cuencas hidrográficas para su 
ordenación. 
DECRETO 1729 DE 2002 
Por el cual se reglamenta la Parte XIII, Título 2, Capítulo III del 
Decreto-ley 2811 de 1974sobre cuencas hidrográficas, parcialmente el 
numeral 12 del artículo 5o. de la Ley 99 de 1993 y se dictan otras 
disposiciones. 
LEY 373 DE 1997 Ahorro y uso eficiente del agua en Colombia 
LEY 99 DE 1993 
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el 
Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio 
ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema 
Nacional Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones. 
LEY 2811 DE 1974 
El recurso hídrico está contemplado y protegido en la constitución 
nacional en los artículos 79 y 80 principalmente, los cuales desarrollan 
y mantienen la idea del Código de recursos naturales. 
Fuente: Alcaldía de Bogotá, tomadas el 17 de febrero del 2016 de www.alcaldiabogota.gov.co 
 
3.4 Marco Contextual 
 
En el desarrollo del proyecto es fundamental describir la importancia del lugar en donde 
se efectuó la investigación. La información proporciona aspectos urbanísticos, demográficos, 
recursos de los habitantes de la cuenca media del río Ranchería que se encuentra en la Guajira 
y sus características hidrográficas. 
 
34 
 
 
La Guajira está situado en el extremo norte de Colombia, localizado entre los 10º23’ y 
12º28’ de latitud norte y los 71º06’ y 73º39’ de longitud oeste. Cuenta con una superficie de 
20.848 km2 lo que representa el 1.8% del territorio nacional (Gobernación de la Guajira, 
2013). De los 20.848 km2 que tiene en extensión el departamento de La Guajira, un 41% de 
este es clasificado como matorral desértico subtropical, cuya zona está ubicada en el 
municipio de Uribía. Esto lo convierte además, en el departamento más seco del país 
(Defensoría del Pueblo, 2014) 
 
El departamento de la Guajira se encuentra divido en 15 municipios, 126 corregimientos, 
y 10 caseríos (Corpoguajira, 2007). Estos municipios son: Manaure, Maicao, Riohacha, 
Albania, Hatonuevo, Fonseca, Distracción, Dibulla, Barrancas, San Juan, El Molino, 
Villanueva, Urumita y la Jagua del pilar como se muestra en la figura 3.5 
 
 
Figura 3.5 Distribución política del departamento de la Guajira. 
Fuente: Elaboración Propia con ArcMAP 10.1 
 
Por otra parte la Guajira se encuentra dividida en tres subregiones las cuales se 
distribuyeron debido a sus características físicas, agroecológicas y humanas (Corpoguajira, 
35 
 
 
2007), estas subdivisiones son: alta Guajira la cual está compuesta por el municipio de Uribía 
y una pequeña porción de Maicao, Media Guajira la cual está conformada por los municipios 
de Manaure, Maicao, Riohacha y Uribía (Corpoguajira, 2007) y la Baja Guajira la cual esta 
bañada por los ríos Ranchería, cesar y los demás ríos que nacen en la sierra Nevada de Santa 
Marta, está conformada por los municipios de Dibulla, Albania, Hatonuevo, Barrancas, 
Fonseca, Distracción, San Juan del Cesar, El Molino, Villanueva, Urumita y La Jagua del 
Pilar. 
 
3.2.11. Población. 
 
El departamento contaba con una población de 619.135 habitantes según el censo 
demográfico de 2005 realizado por el DANE, lo que representa aproximadamente el 1.5% de 
la población total del país (CEPAL, 2010). Su población se encuentra dividida de la siguiente 
manera: El 44,9% (278.212 habitantes) de la población del departamento correspondía al 
pueblo indígena los cuales en su mayoría son Wayuu, Kogui y Arhuacos, el 14,8 % (91.7739 
son habitantes de descendencia afro y el 40.2% (249.150 habitantes) corresponden al resto 
de la población que se caracteriza por tener características multiétnicas como se muestra en 
la figura 3.6 
 
 
Figura 3.6 Distribución étnica del departamento de la Guajira, Censo 2005. 
Fuente: CEPAL, (2010). Departamento de La Guajira, Colombia Perfil sociodemográfico 
básico. P 2. 
 
36 
 
 
3.2.12. Clima. 
 
3.2.12.1. Aridez. 
 
La Guajira, se encuentra durante la mayor parte del año sujeta a la acción de los vientos 
alisios del noreste, con gran influencia en la caracterización del clima en la región. Estos 
vientos, presentan condiciones acentuadas de aridez (Corpoguajira, 2007), debido a que las 
nubes cargadas de humedad son llevadas sobre la Sierra Nevada de Santa Marta, dando paso 
allí a las mayores lluvias de la región (Corpoguajira, 2009). La aridez el departamento de la 
Guajira registra los niveles más altos de Colombia, en temas de déficit de recurso hídrico, el 
departamento cuanta con un 60 % de aridez respecto al resto país, en la figura 3.7 
 
 
Figura 3.7 Índice de aridez del departamento de la Guajira. 
Fuente: IDEAM, (2010), Tomado el 10 de Marzo del 2016, de www.ideam.gov.co/web/agua/ia. 
 
3.2.12.2. Temperatura. 
 
Los meses que registran temperaturas más altas son julio y agosto, registrando 
temperaturas superiores o iguales a los 34º C.; de igual manera, en estos meses se registran 
temperaturas medias de 29-30ºC. Contrarío a esto los meses donde se registra una caída 
significativa de la temperatura en la región son los meses de diciembre y marzo, con 
temperaturas medias de 25ºC. Sin embargo, dichas temperaturas a lo largo del año superan 
37 
 
 
la temperatura media del país la cual registra 23ºC, en general el departamento de la Guajira 
cuenta con una temperatura media de 24°C. 
 
3.2.12.3. Humedad Relativa. 
 
En términos de humedad relativa es baja, generando así una elevada evotranspiración. Los 
valores se encuentran en el rango promedio de 59.3% y 77.5%, La evaporación media se 
encuentra entre 2000 - 3700 mm/año (Corpoguajira, 2009). Las proyecciones de cambio 
climático en el país realizadas por el IDEAM con sus modelos climáticos evaluaron que la 
humedad relativa, se reduciría en 1.8% para el 2011-2040, las disminuciones más 
significativas comenzarían a manifestarse en el transcurso del período 2011-2040 La Guajira, 
Norte de Santander, Cauca, Cundinamarca, Santander, Nariño y Risaralda (Ruiz, 2010) 
 
3.2.12.4. Precipitación. 
 
La Guajira presenta uno de los promedios más bajos del Caribe (600 mm al año 
aproximadamente), ubicándose a 500 mm por debajo de la región. Ver figura 3.8 (PNUD, 
2012) 
 
 
Figura 3.8 Hietograma de precipitaciones y curva de temperatura mensual del departamento de 
la Guajira. 
Fuente: La Guajira, tomado el 4 de Marzo del 2016, www.pnud.org.co/2012/cartilla_guajira.pdf 
http://www.pnud.org.co/2012/cartilla_guajira.pdf
38 
 
 
3.2.13. Hidrología. 
 
El departamento de la Guajira cuenta con dos cuencas representativas las cuales están 
distribuidas en la media y baja Guajira, en la alta Guajira debido al índice de aridez tan alto 
y a su terreno ondulado no se cuenta con las condiciones adecuadas para la generación de 
afluentes; éstas cuencas vierten sus aguas al Mar Caribe y al golfo de Venezuela. Estas 
cuencas son: la cuenca del río cesar que desemboca en la ciénaga de Zapatosa anexa al río 
Magdalena y la cuenca del río Ranchería vierte en el mar Caribe (Corpoguajira, 2007) como 
se muestra en la figura 3.9 Al ser este último objeto de estudio del presente proyecto no se 
profundizará acerca del río Cesar. 
 
 
Figura 3.9 Hidrología del departamento de la Guajira. 
Fuente: Corpoguajira, (2007). Plan de acción 2007-2011. P. 22. 
 
 
39 
 
 
 
 
4. Metodología 
 
Investigación Descriptiva 
 
 El tipo de investigación propuesta para el desarrollo del proyecto es descriptivo dado 
que pretendió, de modo sistemático y con ayuda de búsqueda de datos complementados con 
(reconstrucción de series de precipitación); programas especializados (ArcGIS y Phyton); 
caracterizar la precipitación en la cuenca media del río Ranchería. 
 
 El resultado de este estudio va a fundamentar la propuesta “Estudio preliminar de 
zonificación en fuentes de agua subterráneas empleando métodos Geoestadísticos en la 
media Guajira” 
 
Etapa 1. Recopilación de Datos 
 
Se recopilarán los datos de precipitación suministrados por las estaciones pluviométricas 
del IDEAM. Con estos datos seconstruyó una base de datos que permitió filtrar la 
información que no correspondiera a la zona de estudio. 
 
También se recopilaron estudios realizados en Colombia en los que se utilizó modelos de 
circulación global, estos institutos fueron el IDEAM y la NOAA los cuales tenían 
referenciados datos de precipitación en el Departamento de la Guajira. 
 
Etapa 2. Construcción del modelo de la Cuenca en ArcGIS 
 
Utilizando ArcGIS y los Shapefile, se construyeron capas que sirvieron para determinar 
el modelo del departamento, los municipios, los cuerpos de agua, las estaciones 
meteorológicas; obteniendo como producto final el modelo de la cuenca media del río 
Ranchería. 
 
 
40 
 
 
Etapa 3. Reconstrucción de Series de Precipitación 
 
Se reconstruyeron las series de precipitación suministradas por el IDEAM, utilizando 
modelos convencionales tales como: Combinación Lineal Ponderada y Distancia Inversa 
Ponderada. Con los Modelos de aprendizaje de máquina se realizó la reconstrucción de datos 
a través del uso del lenguaje de programación Phyton. 
 
Etapa 4. Cálculo de la Precipitación Media de la Cuenca Media del Río Ranchería 
 
Con el modelo construido en ArcGIS de la cuenca media el río Ranchería, se 
georreferenciaron las estaciones, las series reconstruidas de precipitación con métodos 
convencionales; y se procedió con el cálculo de la precipitación media mensual y anual de 
la cuenca utilizando la metodología de los polígonos de Thiessen. 
 
Etapa 5. Comparación de resultados entre la Precipitación Media Calculada y los Resultados de 
Precipitación Arrojados por los Modelos de Circulación Global 
 
Con los resultados calculados de precipitación media y la recopilación de estudios de 
IDEAM y NOAA (Modelos de circulación Global); se comparó el resultado de la 
precipitación media anual con el IDEAM y la precipitación media mensual con NOA. 
 
Etapa 6. Construcción del Hietograma 
 
Con la precipitación media mensual calculada de la cuenca media del río Ranchería, se 
construyó el Hietograma (respuesta de la cuenca), representando en el eje (x) el tiempo en 
meses, y en el eje (y) la lámina de precipitación en mm. 
 
 
 
 
 
 
41 
 
 
 
 
5. Resultado y Análisis 
 
5.1. Cuenca Media del Río Ranchería 
 
El río Ranchería nace en la Sierra Nevada de Santa Marta, en la Laguna de Chirigua, a 
3.875 msnm, tiene una longitud total de doscientos cuarenta y ocho kilómetros, 
desembocando en el mar Caribe en inmediaciones de Riohacha. Sus aguas provienen casi 
exclusivamente de las escorrentías de la Sierra Nevada de Santa Marta, aunque en su cuenca 
baja recibe los aportes de arroyos menores provenientes de la serranía de Perijá, que solo 
lleva agua durante los meses más lluviosos (Corpoguajira, 2011). Los arroyos que surten el 
río Ranchería principalmente son: Tabaco, Cerrejón, la Ceiba, río palomino, Arroyo la 
quebrada entre otros y de la Sierra nevada de santa Marta: río Marocaso, arroyo Mamón, 
arroyo Aguas blancas. 
 
 Esta cuenca limita al sur la Cuenca del Cesar; al Este con la Cuenca del Río Carraipía y 
al Oeste con la Cuenca del Río Jerez como se muestra en la figura 5.1. En cuanto a población 
que habita la cuenca del río Ranchería se evidencia una gran riqueza étnica ya que tiene 
asentamientos indígenas Wiwa, Yulpa, Wayuu, Kogui y Arhuacos, comunidades 
campesinas, colonos, mestizos, afro colombianos. 
 
De igual manera, en la figura 5.1 se puede observar la distribución porcentual de cada 
municipio en la cuenca del río Ranchería y su extensión en ha. El municipio de Albania 
cuenta con 11,1% equivalente a 47.161, 801 ha, barrancas 18,7% que corresponde a 
79.270,203 ha, distracción 5,6% correspondiente a 23.807,9 ha, Fonseca 10,6% con un área 
de 45.178,898 ha, Hatonuevo 5,7% equivalente a 24.161,5 ha, Maicao 2% que corresponde 
a 8.762,2998 ha, Manaure y San Juan del Cesar 15,83% con un área de 66085.102 y Riohacha 
ocupa un 30,5% con 129,386 ha siendo este el municipio con más cobertura en área de la 
cuenca media del río Ranchería. 
 
 
42 
 
 
 
Figura 5.1 Cuenca hidrográfica río Ranchería. 
Fuente: Corpoguajira, (2008). Diseño e implementación de un sistema de un SIG de captaciones de aguas 
subterráneas de las cuencas del río tapias y ranchería en la corporación autónoma regional de la Guajira –
Corpoguajira. p. 1. 
 
5.1.1. Delimitación de la Cuenca del Río Ranchería. 
 
Para delimitar la cuenca del río Ranchería, la presente investigación se basó en la 
delimitación realizada por Corpoguajira en su documento de plan de ordenamiento de la 
cuenca del río Ranchería, en su tomo 3 titulado hidrología del año 2011. Esta institución 
delimita la cuenca en tres partes; Cuenca alta, cuenca media y cuenca baja como se muestra 
en la figura 5.2 la cuenca alta está compuesta por los municipios de San Juan del Cesar y 
Riohacha, en la cuenca media se ubican los municipios de Distracción, Fonseca, Barrancas, 
Hatonuevo, y Albania, por último, la cuenca baja está compuesta por los municipios de 
Manaure y Maicao. 
 
En la cuenca alta del río Ranchería predominan las actividades agrícolas y pecuarias, en 
la cuenca media existen actividades de minería en los municipios de Albania, Hatonuevo y 
barrancas, por último, en la baja predominan las actividades agrícolas y pecuarias 
(Corpoguajira, 2011). Para el presente estudio se utilizó la cuenca media del río Ranchería 
43 
 
 
debido a que en esta se encontraron la mayor cantidad de estaciones pluviométricas instaladas 
por el IDEAM y al tener mayor cantidad de municipios cuanta con mayor cantidad de 
resguardos indígenas, debido a esto no se hará énfasis en la cuenca alta y en la baja. 
 
Figura 5.2 Distribución cuenca río Ranchería. 
Fuente: Elaboración propia con ArcGIS 10.1 
 
5.1.2. Delimitación de la Cuenca Media del Río Ranchería. 
 
La cuenca media del río Ranchería cuenta con un 51,7% de área con respecto al área total 
de la cuenca y una extensión de 219.481,302 ha, debido a que tiene mayor extensión en área 
como se puede ver en la figura 5.3 se seleccionó la cuenca media ya que en esta intervienen 
un gran porcentaje de comunidades indígenas Wayuu, con respecto al departamento, siendo 
esta comunidad los más afectados por ausencia del estado y las instituciones regionales en 
temas de salud pública, cobertura de agua potable, instituciones educativas y demás 
parámetros que dignifican la vida de los actores sociales que forman parte de del resguardo 
Wayuu, estas comunidades habitan en los municipios de Distracción, Fonseca, Barrancas, 
Hatonuevo y Albania, que cubren la totalidad de los municipios de la cuenca media del río 
Ranchería. 
44 
 
 
 
Figura 5.3 Distribución porcentual y en hectáreas en cuenca del río Ranchería 
Fuente: Elaboración propia 
 
Otro de los parámetros utilizados para la delimitación y selección de la cuenca media del 
Río Ranchería fue la red de estaciones pluviométricas con las que cuenta el departamento de 
la Guajira; dicha red está compuesta por 68 estaciones en estado activo y suspendido como 
se muestra en la figura 5.4. La cuenca del río Ranchería cuenta con 42 estaciones teniendo la 
mayor cobertura por parte del IDEAM en el departamento. Por otro lado, la cuenca media 
del río Ranchería cuenta con 14 estaciones entre activas y suspendidas, brindando de esta 
manera una mayor cantidad de información para realizar el cálculo de la precipitación media. 
 
Figura 5.4 Red de estaciones pluviométricas cuenca río Ranchería. 
Fuente: Elaboración propia. Adaptado de datos del IDEAM. 
41,4%
51,7%
6,9%
% deArea de subcuencas
Alta Media Baja
45342,48
8
219481,3
02
8783,1718
Area de subcuencas Ha
Alta Media Baja
45 
 
 
Albania cuenta con 20,898 habitantes que corresponden a un 3,4 % de la población; en la 
distribución de la población de la cuenca media en sus municipios. Barrancas cuenta con 
22,207 habitantes, que equivalena un 3,6 %. Por otra parte, el municipio de Fonseca tiene 
22,220 habitantes correspondientes al 3,6 % y por último Hatonuevo cuenta con 9,797 
habitantes, siendo este municipio con menor población de la cuenca media del río Ranchería 
con una participación en población del 1.6 % de la población total del departamento de la 
Guajira (DANE). 
 
Geográficamente la cuenca media está distribuida de la siguiente manera: el municipio de 
Albania cuenta con un área plana de 47161.80 Ha (11.10%), Barrancas con 79270.20 ha 
(18.70%), el municipio de Distracción cuenta con 23807.90 ha (5.60%), El municipio de 
Fonseca cuanta con la mayor cobertura en área de la cuenca media con un área total de 
45178.90 Ha (10.60%) y el municipio de Hatonuevo posee un área de 24161,50 Ha (5.70%) 
como se muestra en las figuras 5.5 y 5.6 
 
 
Figura 5.5 Porcentaje de área- Cuenca media del río Ranchería. 
Fuente: Elaboración propia. 
 
11,10%
18,70%
5,60%
10,60%
5,70%
Porcentaje de Área en la Cuenca Media.
Albania Barrancas Distracción Fonseca Hatonuevo
46 
 
 
 
Figura 5.6 Área de los municipios en la cuenca Media. 
Fuente: Elaboración propia. 
 
5.2. Construcción del modelo de la Cuenca Media del Río Ranchería en ArcGIS 
 
Para la construcción del modelo de la cuenca media del río Ranchería del departamento 
de la Guajira en ArcGIS se trabajó con los shapefile suministrados por el IDEAM, en los que 
se disponía de información georreferenciada a través de tablas de atributos que permitieron 
utilizar la misma información con la que trabajan diferentes instituciones gubernamentales. 
Los shapefile suministrados por el IDEAM son: Municipios de Colombia, ríos y quebradas, 
Estaciones Meteorológica, Hidrológica, Hidrometeorológica, los cuales fueron editados en 
la construcción del modelo. 
 
Para la edición de la información suministrada se realizó en primera instancia una 
verificación de los elementos que estos contenían, tales como coordenadas de los 
departamentos, municipios, ríos y estaciones hidrométricas localizados en el departamento 
de la Guajira. Con el fin de comprobar la veracidad de la información contenida en las tablas 
de atributos de los diferentes shapefile ya mencionados, se recurrió a las distintas páginas 
institucionales de cada una de las entidades involucradas en la construcción del modelo. 
 
 
47161,80
79270,2023807,90
45178,90
24161,50
Área de los Municipio en la Cuenca Media (Ha).
Albania Barrancas Distracción Fonseca Hatonuevo
47 
 
 
5.2.1 Construcción del Modelo en ArcGIS. 
 
La construcción del modelo se realizó en 5 fases de trabajo: en la primera fase se editaron 
los Shapefile de departamentos, en la segunda fase, los Shapefile de municipios, tercera fase, 
Shapefile ríos y quebradas, cuarta fase delimitación de la cuenca y en la quinta fase, los 
Shapefile estaciones IDEAM, con el manejo de estos datos se redujo de información general 
de Colombia a información específica del departamento de Guajira y concretamente de la 
cuenca media del río Ranchería. Dichas fases se encuentran asociadas a la importancia en el 
tratamiento de la información requerida en el desarrollo de este estudio, y se presentan a 
continuación: 
 
5.2.1.1 Primera fase: Departamentos. 
 
En esta fase se recopiló información disponible y relevante de los departamentos de 
Colombia, utilizando como base de consulta el Shapefile suministrado por el IDEAM, el cual 
contiene los departamentos del país previamente geo-referenciados. Para la verificación de 
éste se comparó el área del departamento de la Guajira y las coordenadas con el instituto 
geográfico Agustín Codazzi (IGAC) como se muestra a continuación: 
 
 
Figura 5.7 Comparación shapefile Guajira del IDEAM con sistema SIG del IGAC. 
Fuente: Elaboración propia. 
48 
 
 
Como se puede observar en la figura 5.7, el área de la Guajira en el Shapefile del IDEAM 
concuerda con el área suministrada por el sistema SIG del IGAC, la cual corresponde a 
20845.70 km2; de igual manera al compararlo con el área oficial suministrado en la página 
oficial del departamento de la Guajira 20848 km2 (Gobernacion de la Guajira), cuenta con 
un error de 0,011% considerado como aceptable para la presente investigación. 
 
Luego de validar la información suministrada, en la tabla de atributos contenida en el 
Shapefile se filtró el polígono de la Guajira, de esta manera se eliminaron el resto de 
departamentos del país y se dejó únicamente el polígono anteriormente presentado como se 
muestra en la figura 5.8 
 
 
Figura 5.8 Filtro polígono departamento de la Guajira. 
Fuente: Elaboración propia. Datos obtenidos de ArcGIS 
 
5.2.1.2 Segunda Fase: Municipios. 
 
En la segunda fase, luego de delimitar o filtrar la Guajira del resto de los departamentos 
del país, se ubicaron los municipios que conforman este departamento, dicha información se 
encontró en el Shapefile de municipios suministrado por el IDEAM como se ve en la figura 
5.9 De igual manera se puede observar que el departamento de Guajira cuenta con quince 
49 
 
 
municipios los cuales son: Riohacha que es su capital, Albania, Barrancas, Dibulla, 
Distracción, El molino, Fonseca, Hatonuevo, La jagua del pilar, Maicao, Manaure, San juan 
del Cesar, Uribía, Urumita y Villanueva. Con esta información también se pudo corroborar 
con la página institucional de la Guajira donde mencionan que está compuesta por los 
mismos municipios. 
 
Figura 5.9 Filtro de municipios de la Guajira. 
Fuente: Elaboración propia. Datos obtenidos de ArcGIS. 
 
5.2.1.3 Tercera Fase, Ríos y Quebradas. 
 
Luego de cargar los municipios del departamento se procedió a introducir el Shapefile de 
ríos y quebradas del país en la construcción del modelo para la filtración de los que 
corresponden a la Guajira. En la figura 5.10 se puede observar que los ríos y quebradas que 
no pertenecen a la Guajira fueron eliminados de forma manual ya que no están categorizados 
por departamento, de igual manera se eliminaron los ríos que no correspondían a la cuenca 
media del río ranchería en otras palabras únicamente se dejaron el Río ranchería y las 
quebradas que hacen parte de este afluente el cual es parte principal de esta investigación, 
como se puede observar en la figura 5.11 
 
50 
 
 
 
Figura 5.10 Filtración de Ríos y Quebradas 
Fuente: Elaboración propia. Datos obtenidos de ARCGIS. 
 
 
Figura 5.11 Municipio de la Guajira. 
Fuente: Elaboración propia. Datos obtenidos de ArcGIS. 
51 
 
 
5.2.1.4 Cuarta Fase: Cuenca Media del Río Ranchería. 
 
La delimitación de la cuenca media se realizó con base en la consulta de la Tabla 8 
(Especialización de la dinámica económica en la cuenca del río Ranchería) del tomo 3 del 
Plan de Ordenamiento del río Ranchería, la cual describe o especifica que la cuenca media 
está compuesta por los pueblos de: Albania, Hatonuevo, Barrancas, Distracción y Fonseca 
(Corpoguajira, 2011). De igual manera, se tomó como referencia la ubicación del río y sus 
quebradas en la delimitación de ésta. Como se puede observar en la figura 5.12 en la cuenca 
se seleccionaron únicamente los municipios que la conforman y algunos municipios aledaños 
de los cuales se tiene información pluviométrica como lo es Riohacha, y Manaure que tiene 
parte del trayecto del río Ranchería al momento de desembocar en el mar caribe. 
 
 
Figura 5.12 Cuenca media del río Ranchería. 
Fuente: Elaboración propia. Datos obtenidos de ArcGIS. 
 
52 
 
 
5.2.1.5 Quinta Fase, Estaciones Pluviométricas. 
 
En la quinta y última fase luego de haber cargado y delimitado los shapefile de 
departamento, municipios, ríos y quebradas y delimitar la cuenca media del río Ranchería se 
cargó el Shapefile de estaciones del IDEAM. Las estaciones contenidas en el archivo 
pertenecen a todo el país, debido a esto se realizó un filtro en la tabla de atributos como se 
muestra en la figura 5.13. 
 
Seguido