proyecto de grado pregrado ingenierÍa industrial
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PROYECTO DE GRADOPREGRADO INGENIERÍA INDUSTRIAL
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DE LOS HUMEDALES Y EL NIVELFREÁTICO EN LA SABANA DE BOGOTÁ
DANIEL ALEJANDRO TORRES GONZÁLEZ
Monografía para optar al título deIngeniero Industrial
Asesor:ROBERTO ZARAMA
Jurado:CAMILO OLAYA
UNIVERSIDAD DE LOS ANDESBOGOTÁ, D.C.
2003
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PROYECTO DE GRADOPREGRADO INGENIERÍA INDUSTRIAL
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DE LOS HUMEDALES Y EL NIVELFREÁTICO EN LA SABANA DE BOGOTÁ
DANIEL ALEJANDRO TORRES GONZÁLEZ
UNIVERSIDAD DE LOS ANDESBOGOTÁ, D.C.
2003
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CONTENIDO
Pág.
1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DE LOS HUMEDALES Y EL NIVEL FREÁTICO EN LA SABANA DE BOGOTÁ 11.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 11.1.1 Nivel ambiental 21.1.2 Nivel social 31.1.3 Nivel económico 31.4 DESCRIPCIÓN DE LAS VARIABLES CRÍTICAS DEL PROBLEMA 41.4.1 Humedales 51.4.2 Nivel freático 6
2. ANTECEDENTES 92.1 EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - EAAB Y SUS PROYECTOS 122.1.1 EAAB la empresa 122.1.2 Sistemas de captación y almacenamiento y producción de agua por parte de la EAAB 122.1.2.1 Captación 122.1.2.1.1 Sistema Chingaza 132.1.2.1.2 Sistema Vitelma 132.1.2.1.3 Sistema Tibitoc 132.1.3 Planes de expansión de la EAAB 152.1.3.1 Sistema de abastecimiento 152.1.3.1.1 Proyecto La Regadera II 152.1.3.1.2 Proyecto Ampliación Sistema Chingaza 162.1.3.1.3 Proyecto de Ampliación Planta Wiesner 162.1.4 Proyectos en humedales: Humedal Juan Amarillo 182.1.5 Evaluación de la empresa 18
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Pág.
2.2 CAR Y SUS PROYECTOS DESCRIPCIÓN PROYECTO CAR BID 192.2.1 Programa de saneamiento ambiental de la cuenca alta del río Bogotá 19 2.2.2 Control de la contaminación 212.2.3 Evaluación de la empresa 232.3 DAMA Y SUS PROYECTOS 232.3.1 Sistemas de medición de las aguas subterráneas 232.3.2 Los Humedales en la gestión ambiental y el ordenamiento del D.C. 252.3.3 Evaluación de la Entidad 272.4 ANÁLISIS DE LOS ANTECEDENTES DEL PROBLEMA 28
3. EXPLICACIÓN DE LA HERRAMIENTA 303.1 DINÁMICA DE SISTEMAS 303.2 CONCEPTOS CLAVES 313.2.1 Sistema complejo 313.2.2 Variables 313.2.2.1 Niveles 323.2.2.2 Flujos 323.2.2.3 Variables 323.2.3 Demora 323.2.4 Conservación del material 333.2.5 Diagramas de ciclos causales 333.2.6 Ciclos de realimentación 333.2.7 Diagramas de niveles y flujos 353.2.8 Auto-estabilización del sistema 353.2.9 Orden de un sistema 363.3 DEFINICIÓN ESTRUCTURAS Y COMPORTAMIENTOS 363.3.1 Crecimiento Exponencial 373.3.2 Decaimiento Exponencial 373.3.3 Crecimiento en S 37
4. DESARROLLO DEL PROBLEMA 384.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 384.1.1 Variables clave y conceptos 38
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Pág.
4.1.2 Modos de referencia 484.1.3 Horizonte de tiempo 524.1.4 Hipótesis iniciales 544.2 ESTRUCTURACIÓN DEL PROBLEMA 564.2.1 Diagrama ciclos causales 564.2.1.1 Ciclos relacionados al Nivel Freático 564.2.1.2 Ciclos relacionados al nivel Humedales 574.2.2 Diagrama niveles y flujos 584.2.3 Hipótesis dinámica 594.2.4 Relaciones de comportamiento 604.2.5 Condiciones iniciales 624.2.6 Análisis Dimensional 63
5. ANÁLISIS RESULTADOS 645.1 RESULTADOS CONDICIONES ACTUALES 645.1.1 Comparación hipótesis dinámica 655.1.2 Comparación modos de referencia 665.2 ANÁLISIS CONDICIONES EXTREMAS 675.2.1 Ajuste condiciones iniciales 685.2.2 Análisis de resultados 695.3 ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD 715.3.1 Territorios Recuperados por Año 725.3.2 Metropolización Urbana y Avance Agrícola 745.3.3 Porcentaje actual de Consumo Unidad NF 77
6. RESULTADO DE FORMULACIÓN Y ESTRUCTURACIÓN DEL MODELO 806.1 ESPECIFICACIÓN DE ESCENARIO 806.2 DISEÑO DE POLÍTICAS 81
CONCLUSIONES 83
BIBLIOGRAFÍA 85
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1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DE LOS HUMEDALES Y EL NIVEL
FREÁTICO EN LA SABANA DE BOGOTÁ
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
El problema específico a tratar en este proyecto es el descenso del
porcentaje de agua disponible para la Sabana de Bogotá, en términos del
nivel freático y la fracción de tierras en estado de humedal, como principal
factor influyente en la problemática socio-ambiental de la cuenca del río
Bogotá.
En este escrito, primero se indagará sobre las condiciones del problema, de
su influencia a nivel social, ambiental y económico, se investigará acerca de
los antecedentes del problema mediante observar y evaluar las acciones y
programas realizados por las entidades del gobierno, y finalmente se
describirá el problema mediante un modelo formulado a través de una
herramienta de simulación, con la cual se analizarán distintos escenarios y se
realizarán determinadas pruebas que nos darán una idea del comportamiento
del problema en el tiempo de acuerdo a la variación de algunas variables
claves en su estructura.
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Este proceso se realizará con el fin de entender el comportamiento del
problema y su evolución en el corto y mediano plazo, para responder y
afirmar la siguiente indagación: De acuerdo a la identificación de las variables
más influyentes en el problema y al análisis de los supuestos escenarios
generados por la alteración de estas en sus rangos determinados, podemos
concluir que dependiendo del comportamiento y la utilización que hagamos
de los recursos en cuestión, la relación directa entre los humedales y el nivel
freático en la Sabana de Bogotá puede llegar a ser el problema más crítico
para esta o puede convertirse en una de las opciones más evidentes y
adaptables para el desarrollo sostenible de la Sabana y de Bogotá como tal.
En el escrito se buscará dar respuesta a la anterior indagación y hacerla más
específica a medida que se avance más en el problema y en la adaptación
de la herramienta de simulación.
1.1.1 Nivel ambiental. El sistema que forman los humedales y los cerros de
la Sabana de Bogotá junto con el nivel freático es la única opción sensata
para que el medio ambiente de Bogotá no sufra un desequilibrio mortal y se
colapse, llegando a la crítica situación que presentan ciudades como México
y Santiago de Chile 1. La clave para tener un equilibrio ambiental en la
Sabana está en la recuperación y conservación de los humedales y el nivel
freático, como reguladores hídricos de los grandes ecosistemas “Sabana de
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Bogota” y “Río de Bogotá”, además de otros beneficios ecológicos en cuanto
a flora y fauna2.
1.1.2 Nivel social. Las entidades del gobierno encargadas del control y
preservación del medio ambiente ya han ido adelantando programas para la
recuperación de los humedales, el control en el uso de las aguas
subterráneas y proyectos para el abastecimiento de agua potable para
Bogotá. Es importante evaluar la influencia social que tiene este problema ya
que es una de las características que ofrecen calidad de vida en la Sabana,
no sólo en el beneficio de obtener agua a bajo costo, con una buena calidad,
sino que también es una de las fuentes purificadoras del aire que respiramos.
El avance en la solución del problema se tiene que medir no solo con la
efectividad de los proyectos del gobierno sino con un índice de educación y
de racionalización de la población acerca del problema.
1.1.3 Nivel económico. En la Sabana se encuentra ubicado casi el 92% del
negocio floricultor de toda Colombia3, donde uno de los elementos más
importantes para el sector es el recurso hídrico. Si no se plantea un
aprovechamiento sostenible del agua y en especial de las aguas
subterráneas, el efecto de la disminución del nivel freático tendría unas
1 Molina P, Osorio & Uribe, Cerros Humedales y Áreas Rurales, Publicación DAMA 1997, PG10.2 Molina P. Et al. DAMA 1997, PG 10.3 Buen Aroma, Air Market, Noviembre de 2.000, Recuperado de:http://www.air-market.com/2002/11/flor.htm
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consecuencias devastadoras para el sector, y en general para toda la
industria ubicada en la Sabana, influyendo en la calidad de las tierras, en
costos para abastecer de fuentes hídricas más lejanas a Bogotá, inversiones
extras para disminuir la contaminación del ambiente, en el proceso de
amortiguación de inundaciones4, etc.
Bogotá debe reconocer el potencial que tiene en sus humedales y en los
cerros como abastecedores del recurso hídrico y purificadores del medio
ambiente, y reconocer todo el sistema como una propuesta que proporciona
soluciones muy importantes al problema socio ambiental y a un costo muy
bajo comparado con el costo que tendríamos que abarcar de no tomar las
medidas respectivas y enfrentar el problema.
1.4 DESCRIPCIÓN DE LAS VARIABLES CRÍTICAS DEL PROBLEMA
Las variables en las que se centra y se define el problema son los humedales
y el nivel freático, estas dos junto con los cerros orientales forman el sistema
que alimenta de agua a Bogotá y la única opción renovable y sostenible para
el problema ambiental de la Sabana 5.
4 Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente [DAMA],EcosistemasEstratégicos-Historia Natural y Evolución, Párr. 6, Recuperado de:http://www.clubflyer.net/ecosi/hum/his1.htm5 Molina P. Et al. DAMA 1997, PG 34.
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A continuación veremos porque se ha visto en todo el mundo, en reuniones
como la realizada en Ramsar (Irán) en 19716, la importancia de estos dos
factores al largo plazo y como es relevante encontrar una solución sostenible
en el tiempo basada en estos para problemas de abastecimiento de agua,
contaminación del agua, mantenimiento de los suelos y albergue de una gran
variedad de especies en flora y fauna entre otros.
1.4.1 Humedales. Los humedales de la Sabana de Bogotá forman parte del
más importante sistema de humedales del norte de los Andes además de
encontrarse en una de las zonas geográficas más singulares de América
como es la Sabana de Bogotá7. Sin embargo la falta de conocimiento de las
funciones y el potencial de los humedales fue lo que llevo a que en menos de
cuarenta años estas tierras se disminuyeran de 50.000 hectáreas a menos
de 800 (Molina P, Et al 19978) por causas como rellenos y construcciones
ilegales o por su continua desecación debida a la adaptación para tierras
agrícolas, basureros y vertederos de aguas negras. Actualmente los
humedales están protegidos bajo la ley por el acuerdo 19 de 19949, pero de
todos modos siguen enfrentando problemas como la construcción de
autopistas sobre ellos (por ejemplo: La construcción de la Avenida
Cundinamarca que pasa sobre los humedales de la Conejera, Tibabuyes y
6 DAMA, Historia de los Humedales de Bogota, Párr. 2 y5, Recuperado de:http://www.dama.gov.co/publnew/hum/hum1.htm7 DAMA, Ecosistemas Estratégicos-Historia Natural y Evolución, Párr. 1, Recuperado de:http://www.clubflyer.net/ecosi/hum/his1.htm8 OUNC, Humedales de la Sabana de Bogotá, Párr. 1. Recuperado de:http://www.biologia.unal.edu.co/htm/estud/grupoaves/htm/humedales.htm
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Capellanía, al igual que la Avenida Ciudad de Cali 10). Es de vital importancia
encontrar soluciones diferentes al problema vial pues se estaría solucionando
un problema con la creación de otro.
La función de los humedales en la Sabana de Bogotá es actuar como
esponjas que regulan los caudales del río Bogota y sus afluentes, son
depósitos naturales para la recolección de aguas lluvias durante épocas de
invierno que además regulan el nivel freático de los suelos en la Sabana
durante los tiempos secos y mejoran la calidad del agua porque funcionan
como sistemas naturales de filtración y depuración11. Además los humedales
tienen un inmenso valor ecológico en cuanto a la fauna y flora que acogen y
sostienen.
1.4.2 Nivel freático. Es el nivel que mide la cantidad de agua que se
encuentra al interior de los suelos (manto rocoso) de la Sabana de Bogotá.
El agua subterránea se ha visto como uno de los mejores recursos para la
obtención de agua pura en los países desarrollados (en Europa se estima
que el 65% del agua que se consume es de fuente subterránea) y es un
factor muy importante para la estabilidad de los suelos como para la calidad
9 Molina P. Et al. DAMA 1997, PG 33.10 OUNC, Humedales de la Sabana de Bogotá, Párr. 1, Recuperado de:http://www.biologia.unal.edu.co/htm/estud/grupoaves/htm/humedales.htm11 DAMA, Historia de los Humedales de Bogota, Párr. 9, Recuperado de:http://www.dama.gov.co/publnew/hum/hum1.htm
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de los mismos12. Solo hasta hace pocos años se ha empezado a pensar en
la utilización de este recurso para Bogotá y ya se hace un uso indiscriminado,
que junto con la contaminación y la destrucción de los humedales ha hecho
que el nivel freático caiga peligrosamente, lo que puede llegar a causar
problemas muy graves que ya se han visto en otras partes del mundo como
son: El agotamiento del recurso, las inundaciones y la salinización debido a
un drenaje insuficiente además de la contaminación y el agrietamiento y
desecación del suelo 13.
Es necesario pensar en dar un uso sostenible a las aguas subterráneas y
pensar en abastecer de estas a Bogotá, en cambio de traer agua cada vez
de fuentes más lejanas a la Sabana y a un mayor costo, porque vemos como
en todo el mundo se están utilizando como fuente principal de agua dulce
debido a que estas contienen el 97% del agua dulce no congelada en el
mundo14.
Es importante notar en esta sección la relación directa que tienen estas dos
variables ya que actúan como factores complementarios. Los humedales al
servir de esponja para retener agua en tiempos de lluvia e inundaciones
12 Ramsar, Convención sobre los Humedales, Notas informativas sobre los valores y lasfunciones de los humedales – Reposición de aguas subterráneas, Párr. 1, Recuperado de:http://www.ramsar.org/values_groundwater_s.htm13 International Water Managment Institute [IWMI], ¿El agotamiento del agua subterránea esla amenaza oculta para la seguridad de los alimentos?, Recuperado de:http://www.iwmi.cgiar.org/spanish/sp_ground.htm
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recargan el nivel freático cuando este es bajo, y cuando el humedal esta
desecado es recargado por el agua subterránea que aflora a la superficie por
medio de manantiales y mantas permeables en el suelo 15, por tal razón para
comprender la estructura, funcionamiento y evolución del problema como un
sistema debemos centrarnos en estas dos variables y sus relaciones.
14 Ramsar, Convención sobre los Humedales, Notas informativas sobre los valores y lasfunciones de los humedales – Reposición de aguas subterráneas, Párr. 2, Recuperado de:http://www.ramsar.org/values_groundwater_s.htm15 Ramsar, Convención sobre los Humedales, Notas informativas sobre los valores y lasfunciones de los humedales – Reposición de aguas subterráneas, Párr. 3, Recuperado de:http://www.ramsar.org/values_groundwater_s.htm
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2. ANTECEDENTES
En esta sección veremos de donde proviene el problema, cuáles son sus
causas, que se ha hecho en Bogotá para identificarlo y atacarlo y que
conclusiones podemos tomar de estas acciones.
En los últimos cinco años se ha hecho visible este problema que a primera
vista no tiene grandes repercusiones, pero las estadísticas realizadas
recientemente y las numerosas consecuencias visibles que han surgido
hacen llamar la atención a este grave problema, el descenso del nivel freático
y los humedales en la Sabana de Bogotá.
El nivel freático se refiere al nivel de agua y al porcentaje de humedad
contenida en el subsuelo de la Sabana y a la distancia de esta cantidad de
agua retenida de la superficie del suelo. Los humedales son agrupaciones de
agua que contienen complejos ecosistemas entre el medio acuático y
terrestre (fauna y flora) y son una fuente bioenergética muy importante para
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la Sabana. En Bogotá quedan trece humedales equivalentes a 800 hectáreas
(1.5% de la Sabana)16.
Como sabemos la metropolización en la Sabana de Bogotá en los últimos
años ha sido muy acelerada, describiendo un crecimiento exponencial17, y en
esta forma los recursos naturales que posee la Sabana de Bogotá han sido
igualmente explotados pero sin un debido planeamiento socio-ambiental. La
Sabana de Bogotá ha pasado de ser la región geográfica de mejor posición
estratégica en cuanto a recursos naturales y mejor estructura económica (en
especial los humedales) a ser una de las zonas del país donde el agua es
más difícil de conseguir18.
La urbanización ilegal, la conversión de humedales a zonas agrícolas y
ganaderas, la contaminación de las aguas y otras variables han causado un
descenso drástico en el nivel freático de la Sabana y este descenso tiene
consecuencias como la desecación del suelo, el agrietamiento del suelo la
falta de agua para riego en los invernaderos, el aumento del riesgo de
inundaciones y deslizamientos, la disminución de terrenos aptos para
construcción, y la disminución de los humedales de la Sabana 19. Esta última
variable va de la mano con el nivel freático ya que los humedales en Bogotá
16 [DAMA],Ecosistemas Estratégicos-Historia Natural y Evolución, Párr. 11, Recuperado de:http://www.clubflyer.net/ecosi/hum/his1.htm17 Brieva & Varela, Boletín GEAS 2001, Vol. 1, Núm. 5 Boletín del Grupo de Estudio deAnimales Silvestres – Humedales de Sabana – Breve Revisión Bibliográfica, Párr. 318 Brieva & Varela, Boletín GEAS 2001, Vol. 1, Núm. 5 Boletín del Grupo de Estudio deAnimales Silvestres – Humedales de Sabana – Breve Revisión Bibliográfica, Párr. 1
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son una fuente reguladora de todo el ecosistema de la Sabana, de esta
forma lo que ocurre en la Sabana esta ligado con lo que ocurre en Bogotá y
viceversa en este nivel socio-ambiental.
Este problema es obviamente para todos los habitantes de la Sabana de
Bogotá, (personas, flora, fauna) además para la economía capitalina con
consecuencias como que a raíz de la falta de recursos naturales se toma
más agua del subsuelo y este descenso hace que los costos de traer e
irrigar más agua sean aún mayores. También es un problema para la
situación ambiental y ecológica de la Sabana ya que al disminuir el agua
subterránea, ecosistemas como los humedales se secarán y no aportarán
toda la capacidad bioenergética que poseen (“7 veces más que un cultivo
agrícola, los humedales no son solo un escondite de ratas y mosquitos sino
un sistema muy complejo que afecta mucho la zonificación ambiental de la
Sabana”20). Un sector muy interesado en este problema sería el floricultor,
ya que en la Sabana de Bogotá se encuentran la mayoría de los
invernaderos del país representando casi toda la producción nacional,
teniendo como problema que al acabarse el agua para riego, que obtenían
de los humedales (a causa de desecación, metropolización, contaminación
etc.), recurren al agua subterránea sobre explotando y disminuyendo este
recurso, haciendo más costoso el riego de los invernaderos y perdiendo los
19 Molina P. Et al. DAMA 1997, PG 32.20 Brieva & Varela, Boletín GEAS 2001, Vol. 1, Núm. 5 Boletín del Grupo de Estudio deAnimales Silvestres – Humedales de Sabana – Breve Revisión Bibliográfica, Párr. 18
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nutrientes de la tierra, es decir los recursos naturales y materiales que
Bogotá necesita para obtener un desarrollo sostenible los esta perdiendo y
cada vez los tiene que buscar más lejos de sus límites.
A continuación veremos los programas que han realizado empresas y
entidades del gobierno en lo que se refiere al abastecimiento,
descontaminación y sostenibilidad del recurso hídrico en Bogotá.
2.1 EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ -
EAAB Y SUS PROYECTOS
2.1.1 EAAB la empresa. La Empresa de Acueducto y Alcantarillado de
Bogotá- Empresa de Servicios Públicos presta los servicios de acueducto,
alcantarillado sanitario y pluvial a la ciudad de Bogotá y a algunos municipios
vecinos (abastecimiento de agua).
La EAAB tiene como misión y visión garantizar el suministro de agua potable,
así como la recolección y disposición de aguas lluvias y servidas dentro de
parámetros de calidad, eficiencia y economía necesarios para atender
satisfactoriamente la población actual y futura de Bogotá 21.
21 Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá [EAAB], Información corporativa, Párr. 1y 2. Recuperado de: http://www.eaab.com.co/org_eaab/info_corp.htm
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2.1.2 Sistemas de captación y almacenamiento y producción de agua
por parte de la EAAB
2.1.2.1 Captación. Para surtir a Bogotá del recurso hídrico, la empresa de
acueducto y alcantarillado de Bogotá posee tres fuentes principales de
abastecimiento, todas ellas son represas que se proveen generalmente de
ríos o de otros embalses diferentes a las aguas subterráneas. Estas tres
fuentes son:
2.1.2.1.1 Sistema Chingaza. Ubicado a 50km de Bogotá y constituido por el
embalse de Chuza con una capacidad de 250 millones de metros cúbicos, la
tubería de Simaya (32km) y la planta de tratamiento Wiesner. Este sistema
tiene la capacidad de transportar actualmente 22 metros cúbicos de agua por
segundo, y en adición al nuevo sistema de san Rafael con un caudal de
abastecimiento de 20 metros cúbicos de agua constituyen aproximadamente
el 82% de abastecimiento hídrico a Bogotá22.
2.1.2.1.2 Sistema Vitelma. Este sistema de abastecimiento está ubicado al
sur oriente de Santa Fe de Bogotá y está compuesto por los embalses Los
Tunjos, Chisacá y La Regadera, con una capacidad de almacenamiento de
11.1 millones de metros cúbicos, las conducciones La Regadera - Vitelma y
la tubería del río San Cristóbal, y las plantas de tratamiento de Vitelma y la
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Laguna. La producción máxima de este sistema es de 1.35 metros cúbicos
por segundo para abastecer la franja sur y oriental de la ciudad (EAAB 1986).
2.1.2.1.3 Sistema Tibitoc. La Planta de Tratamiento de Tibitoc se surte de
las aguas del río Bogotá, el cual ha recibido aguas de las descargas de los
embalses del Sisga y de Tominé, y del río Checua que recibe las descargas
del embalse del Neusa y del río Teusacá a través del embalse de Aposentos.
Esta planta actualmente tiene una capacidad instalada de 10.4 metros
cúbicos por segundo (EAAB 1986).
- Canales de distribución
Según Macormick y González (2002) para surtir a Bogotá, la EAAB tiene un
conjunto de redes matrices que se conforman básicamente de: Túneles como
los de Usaquén, Santa Bárbara y los Rosales.
Las redes matrices propiamente dichas como las líneas Silencio -
Casablanca. Silencio - Vitelma y línea a Suba que son usualmente tuberías
en acero de gran diámetro. Y las redes menores de distribución para
diámetros inferiores a 12 pulgadas y los tanques de compensación como el
tanque El Silencio y el tanque de Casablanca entre otros.
22 [EAAB], Proyecto San Rafael – Antecedentes, Párr. 1, Recuperado de:
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Los planes en cuanto a redes de la EAAB son básicamente llegar a los sitios
más marginados de la ciudad mediante estaciones de bombeo y tanques de
compensación y almacenamiento, donde existen mecanismos para hacer
correr el agua mediante cambios de presión.
También se piensa sectorizar la ciudad en 32 zonas para poder manejar de
una forma local el suministro de agua y atender de forma rápida y oportuna
cualquier situación que se presente (por ejemplo racionamientos o cortes por
fuerza mayor)23.
2.1.3 Planes de expansión de la EAAB
2.1.3.1 Sistema de abastecimiento. De acuerdo a los estudios de
proyección de la población y oferta de agua del sistema de abastecimiento
establecido, se podrá suministrar agua a Bogotá solamente hasta el año
201024, por tal razón la EAAB tiene contemplado la ejecución de los
siguientes proyectos a corto y mediano plazo (Mc Cormick et al, 2002):
http://www.eaab.com.co/proyectos/sanrafael.htm23 [EAAB], Mc Cormick & Gonzalez, Empresas de Acueducto y Alcantarillado de Bogota –ESP, Calificación Inicial, Septiembre de 2.002, PG 5, Recuperado de:http://200.31.69.114/ipdh003sg/brc.com.co/www/pdf_new/entidades_descentralizadas/acueducto/2002/DESC-ACUEDUCTO-1.pdf24 [EAAB], Mc Cormick & Gonzalez, Empresas de Acueducto y Alcantarillado de Bogota –ESP, Calificación Inicial, Septiembre de 2.002, PG 6, Recuperado de:http://200.31.69.114/ipdh003sg/brc.com.co/www/pdf_new/entidades_descentralizadas/acueducto/2002/DESC-ACUEDUCTO-1.pdf
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2.1.3.1.1 Proyecto La Regadera II. Consiste en la ampliación del
aprovechamiento actual del Río Tunjuelo, aumentando el caudal de
abastecimiento, garantizando de esta manera el suministro de agua para el
sector de Usme.
2.1.3.1.2 Proyecto Ampliación Sistema Chingaza. Esta ampliación
consiste en la construcción de un nuevo embalse denominado La Playa y las
obras de captación en Chuza Norte y Chingaza Sur Este; con este proyecto
se ampliará en 5.0 m3/s el abastecimiento de la ciudad de Santa Fe de
Bogotá, y se tiene contemplado la entrada en operación para después del
Año 2.010.
2.1.3.1.3 Proyecto de Ampliación Planta Wiesner. La ampliación del
sistema Chingaza implica llevar a cabo la ampliación de la Planta de
Tratamiento Wiesner. La EAAB tiene contemplado la ejecución de esta obra
para después del año 2.010.
La EAAB también tiene proyectos para la expansión del acueducto al largo
plazo ya que las expectativas de los nuevos sistemas ya mencionados no
superan el año 2025 (Mc Cormick et al, 2002). por esto vemos que se ha
incurrido a pensar en obtener el suministro de sitios más lejanos aún a
Bogotá.
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El proyecto que se tiene en mente es el Sumapáz mediante el cual se piensa
captar y aprovechar las regiones del Sumapáz de dos posibles formas: la
primera, llamada Sumapáz Alto, consiste en la desviación de varias
corrientes del Río Blanco a la cuenca del Río Tunjuelo y la construcción del
embalse Chisacá II, con estas obras se aprovecharía un caudal promedio de
9 m3/s. La segunda alternativa consiste en la desviación de los caudales del
Río Blanco y Río Ariari a la cuenca del Muña y la construcción del Embalse
Alto Muña, el caudal aprovechado con esta alternativa es de 18.0 m3/s.
- Sistema de distribución
A este sistema se le denomina red matriz de acueducto y la EAAB posee
muchos proyectos para abarcar una mayor parte de la ciudad, estos son
proyectos a corto plazo que consisten en puntos como:
• Reducción de estaciones y cadenas de bombeo, para
aprovechamiento de la presión dadas las nuevas reformas a los
sistemas de abastecimiento.
• Ampliación y rehabilitación de algunos tanques de abastecimiento.
• Construcción de tanques y estaciones de bombeo.
Estas reestructuraciones de la infraestructura de distribución dan prioridad a
las zonas ya construidas, denominadas de prestación y servicio existente.
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Para las zonas aledañas a estas, denominadas zonas prioritarias se piensa
la construcción de más kilómetros en tuberías y el suministro por medio de
presión, y finalmente para las zonas marginadas, denominadas diferidas, se
piensa crear al corto plazo la red matriz El Dorado y su nueva planta de
tratamiento. En general se tienen otros proyectos dependiendo de los de
abastecimiento (La Regadera principalmente) para el largo (extensión de la
red matriz) y corto plazo (llegar a lugares como Ciudad Bolívar).
2.1.4 Proyectos en humedales: Humedal Juan Amarillo. La construcción
del proyecto Box Culvert Sistema Salitre tiene como finalidad la conducción e
intercepción de las aguas negras del sistema troncal de alcantarillado de la
Cuenca del Río Salitre, hasta la planta de tratamiento de aguas residuales
así como la recuperación ambiental y paisajística del Humedal Juan Amarillo,
mejorando las condiciones sanitarias, garantizando que el drenaje pluvial
fluya hacia el interior para mantener el espejo de agua 25. Adicionalmente se
construirá la Laguna No. 1 para garantizar el suministro de agua de buena
calidad a las zonas baja y media del Humedal en épocas de verano. De otra
parte, con la construcción de las obras paisajísticas de las zonas de ronda y
zonas de manejo de conservación ambiental y la delimitación del borde
urbano se verán beneficiados directamente los habitantes de casi 30 barrios
aledaños. La obra tendrá un costo cercano a 35 mil millones de pesos, se
iniciará en marzo de 2000 y terminará este año (Mc Cormick Et al).
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2.1.5 Evaluación de la empresa. Como vemos por parte de la EAAB, que
es la entidad más importante en cuanto el suministro hídrico de la capital, no
se ha pensado concisamente en explorar una forma de aprovechamiento y
sostenibilidad del recurso de las aguas subterráneas, el cual hoy en día es
considerado por las naciones desarrolladas como una de las fuentes más
importantes de agua potable en el mundo, por el contrario los planes que
vemos a mediano y largo plazo son para la captación del recurso de zonas
más lejanas a la Sabana, algunos de los cuales todavía ni siquiera se han
presupuestado, pronosticando no solo una pobre captación y abastecimiento
de agua (un bajo caudal y un tiempo de vida de no más de 15 años del
proyecto) por parte de los sistemas sino una claro crecimiento en los costos
de obtención del recurso, tanto para la entidad como para Bogotá y sus
ciudadanos. Sin embargo vemos que si se está tratando la recuperación de
los humedales pero no en una forma general ni de fondo, la cual reconozca
la magnitud del problema.
2.2 CAR Y SUS PROYECTOS DESCRIPCIÓN PROYECTO CAR BID
Esta entidad tiene en el momento varios proyectos en ejecución como son:
Checua, CAR-BID y SIRAP. A continuación se describirá el proyecto CAR-
25 [EAAB], Corredor ambiental – Paseo Salitre, Párr. 2, Recuperado de:http://www.eaab.com.co/ventana_ambiental/corredor_ecologico.htm
93
20
BID el cual está relacionado directamente con la problemática de la
disminución del nivel freático y los Humedales.
2.2.1 Programa de saneamiento ambiental de la cuenca alta del río
Bogotá. Este proyecto fue realizado gracias a la aprobación de un préstamo
del Banco Interamericano de Desarrollo que ascendió a la suma de $50.0
Millones de dólares y a un aporte local de la CAR por valor de $25.8 Millones
de dólares. El proyecto se centra en la eficiencia en el aprovechamiento de
los recursos naturales de la cuenca del río Bogotá mediante el mejoramiento
de la calidad del agua del mismo, lo cual permitirá el abastecimiento de agua
potable para la Sabana y la recuperación ecológica de lagunas y humedales
entre otros26.
El programa comprende la construcción de plantas de tratamiento de aguas
residuales, sistemas de tratamiento de desechos y rellenos sanitarios, para
dar como solución la recuperación sanitaria del río. Es de destacar que al
potabilizar la calidad del agua del río a la altura de Tibitoc se reducirán
notablemente los costos de tratamiento y de procesos, se amplían las zonas
de riego, se mejoran los niveles de conducción de agua para los humedales y
26 Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca [CAR], Proyecto CAR-BID –Descripción del Proyecto, Párr. 1, Recuperado de:http://www.car.gov.co/Prog_carbid.htm?np=2
93
21
se mejora el ciclo de aprovechamiento de los recursos naturales de la cuenca
y de la Sabana 27.
Según el Proyecto CAR-BID sobresalen como metas y objetivos del proyecto
los siguientes28:
- Mejorar el nivel de vida de la población a través del saneamiento ambiental
del área.
- Recuperar y mantener la calidad del agua del río Bogotá de acuerdo con
las normas fijadas por la CAR.
- Aumentar la producción agrícola a través de la expansión de la
infraestructura de riego.
- Recuperar y conservar los recursos naturales de la cuenca alta del río
Bogotá.
- Propiciar la participación y apropiación de la comunidad en la realización
de los proyectos que se adelanten para el desarrollo del Programa29.
- Mejorar la capacidad técnica administrativa de la CAR, mediante la
capacitación de funcionarios y usuarios de la misma, para realizar una
eficiente administración de los recursos naturales30.
27 [CAR], Proyecto CAR-BID – Descripción del Proyecto, Párr. 2 y 3, Recuperado de:http://www.car.gov.co/Prog_carbid.htm?np=228 [CAR], Proyecto CAR-BID – Metas del Proyecto, Recuperado de:http://www.car.gov.co/Prog_carbid_metas.htm29 [CAR], Proyecto CAR-BID – Componente de Gestión Ambiental, Párr. 1-2, Recuperado de:http://www.car.gov.co/Prog_carbid_Comp_gestion.htm30 [CAR], Proyecto CAR-BID – Componente de riego de ciénagas y lagunas, Párr. 8-5,Recuperado de: http://www.car.gov.co/Prog_carbid_Comp_riego.htm
93
22
2.2.2 Control de la contaminación. Respecto a este tema ya se han
realizado grandes esfuerzos por parte de esta entidad y como ya se dijo se
piensa invertir próximamente, los logros y avances de esta entidad en
materia ambiental son los siguientes31:
En la parte de seguimiento y monitoreo a las fuentes fijas de emisión en
Bogotá, se tiene lista la clasificación de 90 industrias según la UCA (Unidad
de Contaminación Ambiental). La mayoría de las fuentes fijas de emisión
monitoreadas, se clasificaron de bajo impacto respecto al Decreto 02/82 que
es muy flexible. Por otra parte, de la depuración de las bases de datos de la
EAAB, Cámara de Comercio, DAMA, Catastro Distrital, se encontraron
17.000 registros los cuales se están clasificando para conocer el número de
fuentes fijas que generan emisiones atmosféricas.
Finalizó el contrato de Seguimiento a los Centros de Diagnósticos
Reconocidos (CDR) con la entrega de informe final, informes originales de
visita a los centros, mapa de localización de los mismos impreso y en medio
magnético, módulo de consulta, vehículos y CDR.
En el Comité de obras de infraestructura que se realiza en el IDU y al que
asisten representantes de todas las empresas de servicios públicos de la
93
23
ciudad (TELECOM, ETB, etc.), se planteó la necesidad de contar con la
colaboración de las empresas para el control del problema de los escombros
en la ciudad y para la conformación de nuevas escombreras ya que ellos son
los generadores.
Dentro del Convenio de Seguimiento y monitoreo a vertimientos industriales,
se realizaron 101 visitas a empresas, 150 muestreos y aforos de descargas
industriales. Se continuó con el seguimiento a los pozos de agua
subterránea en el Distrito Capital y con el sellamiento físico de los pozos que
poseían resolución32.
2.2.3 Evaluación de la empresa. Como podemos ver esta entidad está
más centrada en el problema que se presenta en este proyecto y no en los
efectos secundarios, es decir la CAR se ha centrado en evaluar el problema
como ambiental, evaluando factores como la contaminación, estudiando
directamente la utilización del agua subterránea mediante los pozos de
extracción y no se centra en atacar problemas como el abastecimiento y
distribución del recurso hídrico para la Sabana de Bogota, los cuales no
dejan de ser importantes pero son en cierta forma consecuencia y dependen
de evaluar opciones como el buen manejo de los humedales en la Sabana de
31 [CAR], Control de la Contaminación – Logros y Avances, Párr. 1-3: Recuperado de:http://www.car.gov.co/contaminacion.htm32 Ministerio del Medio Ambiente, Temas – Aguas subterráneas, Párr. 4. Recuperado de:http://web.minambiente.gov.co/oau/nivel3.php?indicador=PEASSel&observ=2
93
24
Bogotá y el aprovechamiento racional de las fuentes de agua subterránea en
la Sabana.
2.3 DAMA Y SUS PROYECTOS
2.3.1 Sistemas de medición de las aguas subterráneas. El DAMA ha
realizado el seguimiento de las perforaciones que se han hecho en la Sabana
de Bogotá para la obtención de agua de nivel subterráneo. Estas
perforaciones se denominan pozos y son entregados a determinados
concesionarios que deben seguir determinadas reglas legales nacionales
para poder obtener el respectivo pozo. El DAMA mediante el Plan de
Seguimiento del Recurso Hídrico Subterráneo33 monitorea la calidad de los
pozos en la zona urbana de Bogotá, verificando su estado y evaluando las
áreas adyacentes a las bocas de los pozos para determinar aquellas fuentes
que representen un riesgo para la calidad del recurso.
Mediante este programa el DAMA monitorea los volúmenes extraídos de los
pozos, los grados de contaminación de estos y evalúa la capacidad del
acuífero en esa zona para abastecer en el futuro a los concesionarios, fijando
33 Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente [DAMA], Informa – Gestión delos Sectores Productivos, Evaluación y Seguimiento Ambiental, Párr. 5, Recuperado de:http://www.clubflyer.net/informa/semestral/info.htm
93
25
así los volúmenes máximos de extracción y las acciones para mantener la
calidad de dichos pozos34.
Hasta el momento los estudios han sido bastante efectivos, y donde se han
registrado contaminaciones o problemas en los pozos ha sido debido a
causas puntuales, como malos mantenimientos de los sistemas de
extracción, o sellos irregulares que permiten la contaminación de los pozos.
Este plan también ha ayudado mucho a llevar el seguimiento de las redes de
alcantarillado de la EAAB y asegurar la no-contaminación de las aguas
subterráneas, proceso en el cual las dos entidades han puesto todo de su
parte para lograr los objetivos tanto de sanidad, como de recurso ambiental.
La gran posibilidad de contaminación de las aguas subterráneas sucede con
las zonas cercanas a las superficie del suelo, donde se realizan actividades
como cementerios, clubes, parques e industrias que hacen peligrar la calidad
ambiental del recurso35. Sin embargo para este tipo de actividades el DAMA
ya tiene monitoreada sobretodo la actividad de mayor riesgo, los cementerios
(Jardines del Recuerdo, Jardines de la Paz y El Apogeo)36.
34 [DAMA], Comunicados de Prensa, Semana 4 Mayo / 2.001, El Programa de Seguimientoy Control al Recurso Hídrico Subterráneo arroja buenos resultados – PG. 1 Párr. 3,Recuperado de: http://www.dama.gov.co/prensa/pres.htm35 [DAMA], Comunicados de Prensa, Semana 4 Mayo / 2.001, El Programa de Seguimiento yControl al Recurso Hídrico Subterráneo arroja buenos resultados – PG. 1 Párr. 7 y 8,Recuperado de: http://www.dama.gov.co/prensa/pres.htm
93
26
Aunque el efecto de estas actividades es sobre las aguas sub-superficiales,
si no se llevara a cabo un debido seguimiento de estas se podría llegar a
afectar gravemente las aguas subterráneas por debajo del nivel freático que
son de las cuales se obtiene el recurso de las perforaciones y pozos por
parte de los concesionarios.
2.3.2 Los Humedales en la gestión ambiental y el ordenamiento del D.C.
La Alcaldía Mayor de Bogotá y el Departamento Técnico Administrativo del
Medio Ambiente (DAMA) tienen en proceso la restauración del Parque
Ecológico Distrital Humedal Santa María del Lago. Este proyecto hace parte
de un proceso de recuperación de los humedales de Bogotá, el cual tiene
como objetivo restablecer la flora y fauna nativas y los servicios ambientales
que estos ecosistemas brindan a la ciudad e integrarlos al espacio público
dentro del sistema de áreas protegidas del D.C.
El proceso de recuperación del Humedal Santa María del Lago involucró
desde su inicio la participación de las comunidades aledañas a este
ecosistema y las ONGs ambientales de Bogotá. En este proyecto el Distrito
invirtió $2.300 millones y se realizaron obras de saneamiento básico, las
36 [DAMA], Comunicados de Prensa, Semana 4 Mayo / 2.001, El Programa de Seguimiento yControl al Recurso Hídrico Subterráneo arroja buenos resultados – PG. 1 Párr. 9,Recuperado de: http://www.dama.gov.co/prensa/pres.htm
93
27
cuales contemplaron la construcción de sumideros para captar las aguas
lluvias del sector y conducirlas hacia el cuerpo de agua del Humedal37.
Además este proyecto fomentó la preservación de especies de flora y fauna
en el humedal y además el fortalecimiento de la conciencia ciudadana hacia
el humedal como reserva hidrológica. El Humedal se encuentra al servicio
de la comunidad, aunque en este momento se controla el ingreso, mientras el
DAMA define quién será el administrador. Sin embargo, es posible acceder a
éste, en grupos pequeños y en el caso de grupos mayores a diez personas o
centros educativos, es necesario contar con la autorización del DAMA.
En cuanto a los logros y avances de esta entidad respecto a los humedales y
el cuidado ambiental del río Bogotá se pueden destacar los siguientes38:
- Se adjudicó contrato para la Elaboración del Plan Maestro para la
conformación de la zona de manejo y preservación ambiental de la margen
oriental del Río Bogotá en su límite con el Distrito Capital y la elaboración de
diseños constructivos en tres tramos y finalizó el contrato sobre la
reglamentación del ordenamiento detallado del área de manejo especial del
río Bogotá.
37 [DAMA], Ecosistemas Estratégicos – Estado Actual Santa Maria del Lago, Párr. 10,Recuperado de: http://www.clubflyer.net/ecosi/hum/santa.htm
93
28
- Finalizó el contrato de reglamentación referida a la elaboración de los
planes de manejo de los elementos del sistema de áreas protegidas.
- Se ha fomentado la educación ambiental mediante la creación de
entidades con objetivos encaminados a la preservación y recuperación de
este y otros humedales de la Sabana de Bogotá.
Desde 1.986 se hacen mejoras civiles al humedal para proteger su espacio y
su debilidad ante la civilización y construcciones aledañas.
2.3.3 Evaluación de la Entidad. Vemos como el DAMA es más técnico y
especifico en el tema del cuidado y manejo del nivel freático en la Sabana de
Bogotá y también realiza funciones de recuperamiento y mantenimiento de
los humedales. Se puede decir que esta entidad tiene un campo de acción
similar, en cuanto a sus funciones y a sus planes en desarrollo, comparada
con la CAR.
2.4 ANÁLISIS DE LOS ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
En esta sección se vio como la situación del nivel freático y los humedales en
la Sabana de Bogotá se puede clasificar ya como crítica y como han
empezado a ser visibles consecuencias graves de este problema a nivel
38 [DAMA], Ecosistemas Estratégicos – Estado Actual Santa Maria del Lago, Párr. 10 -16,
93
29
ambiental, económico y social. Sin embargo la participación de las entidades
privadas y gubernamentales no ha sido nula y como se describió, se llevan a
cabo planes de recuperación de los humedales y control del abastecimiento
y calidad del agua subterránea. Estos planes tienen como debilidad que han
sido pensados y desarrollados en su mayoría para un horizonte de tiempo al
corto plazo, razón por la cual la solución al problema que se esta tratando
puede ser solamente temporánea y probablemente tendrá consecuencias
más devastadoras y costosas para la salud ambiental y económica de la
Sabana en unos pocos años.
En los próximos capítulos se hará una simulación del problema y se
demostrará como es necesario implementar medidas que abarquen un
horizonte de tiempo al largo plazo y no solamente que se presenten
soluciones superficiales sino la urgente necesidad de hallar soluciones
sostenibles para el problema, las cuales generaran beneficios a todos lo
niveles para la Sabana de Bogotá. A través de la estructuración del modelo
del problema relacionaremos estos antecedentes mediante variables más
específicas las cuales girarán entorno al desarrollo de los humedales y el
nivel freático como variables principales de este problema.
De esta forma mediante la definición de determinadas variables específicas,
que expresen la información descrita hasta el momento, en el modelo y la
Recuperado de: http://www.clubflyer.net/ecosi/hum/santa.htm
93
30
simulación de determinados escenarios, mediante la alteración de las
variables más relevantes, se llegará a tener una descripción del
comportamiento del problema, de la relación entre sus variables y se
obtendrán conclusiones a la indagación planteada en este proyecto.
93
31
3. EXPLICACIÓN DE LA HERRAMIENTA
3.1 DINÁMICA DE SISTEMAS
Según Sterman39 (2000), en nuestro mundo se encuentran muchos sistemas
de todo tipo y la mayoría de estos, por no decir todos, son sistemas muy
complejos. Estos sistemas tienen muchas variables, relaciones entre estas y
diferentes comportamientos difíciles de visualizar normalmente, para estos
tipos de sistemas se crea la dinámica de sistemas enfocada a entender los
sistemas como grupos de variables y factores relacionados entre sí, los
cuales tienen distintos comportamientos que se pueden clasificar y que de
acuerdo a un determinado nivel de complejidad pueden darnos una idea de
cómo funcionará o que comportamiento tomará un sistema en el futuro.
El objetivo principal para usar en este proyecto la dinámica de sistemas es
primero que todo, entender el problema como un sistema complejo, visualizar
los comportamientos existentes y el tipo de relaciones entre sus variables, y
luego mediante los conceptos de la dinámica de sistemas crear un modelo, a
cierto nivel de complejidad, que nos dé una idea realística del problema para
así, mediante la herramienta computacional I-think, realizar simulaciones que
93
32
nos ayuden a hacer un análisis de los escenarios posibles del problema y
del comportamiento del sistema como tal para así llegar a dar posibles
soluciones reales y críticas al problema.
3.2 CONCEPTOS CLAVES
En esta sección se explicarán los conceptos que se usarán para definir el
problema como un sistema, sus variables y la relación entre estas. Esto con
el fin de construir un modelo de simulación del problema en el programa I-
Think.
3.2.1 Sistema complejo. Conjunto de variables relacionadas entre sí con
varios fines que generalmente presentan tendencias de resistencia a los
cambios, de auto-estabilización y de realimentación40. El nivel de
desagregación que puede dar el sistema determina el nivel de complejidad,
es decir que tantas variable y relaciones se pueden encontrar dentro del
sistema.
3.2.2 Variables. Son los componentes del sistema y se caracterizan en tres
tipos41:
39 Sterman, John. Business Dynamics. Systems thinking and Modeling for a complex World,Irwin/McGraw-Hill. 2000, Cap.1.40 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 1.1.3 – PG. 12 – 15.
93
33
3.2.2.1 Niveles. Son las variables que son cuantificables y que determinan
una acumulación en el tiempo. Determinan el estado del sistema, tienen una
memoria o inercia y solo son afectados por demoras o desequilibrios
dinámicos.
3.2.2.2 Flujos. Son ratas que determinan el aumento o disminución de los
niveles en el tiempo, nos dicen en que forma se acumulan o disminuyen los
niveles en un periodo de tiempo.
3.2.2.3 Variables. Son todas las demás que determinan condiciones
iniciales, fracciones de cambio o relaciones especificas entre dos variables,
son constantes y solo pueden afectar directamente a los flujos.
3.2.3 Demora. Son lapsos en el tiempo en que el sistema se encuentra en el
mismo estado y se interrumpe su crecimiento normal. Estas demoras se dan
por diferencias entre los flujos o válvulas del sistema y se dan entre los
eventos que no son automáticos. Poseen tanto un tiempo medio de demora,
que es el tiempo que se toma una unidad de material en tránsito de la
entrada a la salida, y una distribución de la salida alrededor de la demora
media que es lo que sucede o como son tratadas o diferenciadas las
unidades una vez entran al nivel de material en tránsito, estos dos factores
41 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 1.3.3 – PG. 44 y Cap. 3.5.2 – PG. 102
93
34
son los que definen la demora42. Para el caso de este proyecto es posible
que no se tengan que definir demoras debido a que no se define un modelo
de producción como tal y no hay unidades en tránsito o en desarrollo.
3.2.4 Conservación del material. Las cantidades que hacen parte de los
niveles se conservan en todo el sistema no hay escapes ni entradas, la
materia no desaparece43. Es decir se conservan leyes físicas y lógicas
acerca del entendimiento del problema. Esta característica es una de las
pruebas de consistencia del modelo y se prueba mediante validar las
ecuaciones lógicamente y dimensionalmente.
3.2.5 Diagramas de ciclos causales. Es una representación de la
estructura del modelo y no de su comportamiento. Se utiliza principalmente
para capturar las hipótesis iniciales y nuestros modelos mentales del
sistema44. Las variables se deben nombrar de una forma simple que no
implique un cambio y se correlacionan mediante flechas, estas en la punta
tienen un signo positivo o negativo dependiendo de la correlación entre las
variables. Es importante denotar que las relaciones son de correlación y no
de causalidad, ya que esta última es un modelo mental que no aplica para
sistemas complejos debido a los efectos colaterales en estos.
42 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 1143 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000.44 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 5.1 – PG. 137-142.
93
35
3.2.6 Ciclos de realimentación. Estos son los de mayor importancia para
entender la dinámica de un sistema, de hecho la complejidad de un sistema
depende más en la realimentación y correlación entre sus variables que en la
misma complejidad de sus variables45.
Todas las dinámicas de un sistema se dan debido a dos tipos de ciclos de
realimentación:
- Ciclos de realimentación positiva o de auto-refuerzo: son aquellos que
tienden a reforzar y amplificar todo lo que este pasando en el sistema. Este
crecimiento es exponencial a una tasa fraccional constante y su gran
fortaleza es que presenta un tiempo de duplicación constante 46.
- Ciclos de realimentación negativa o de auto corrección: son aquellos que
presentan una contra-reacción o cambio opuesto a lo que este sucediendo
en el sistema. El comportamiento de estos ciclos es un decaimiento
exponencial a una tasa fraccional constante47.
Para determinar, en un diagrama de ciclos causales, si un ciclo de
realimentación es positivo o negativo se mira el cambio en las variables al
principio y al final del ciclo, si este cambio es contrario el ciclo es de
45 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 1.1.3 – PG. 12-15.46 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 1.1.3 – PG. 13.47 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 1.1.3 – PG. 13-14.
93
36
realimentación negativa o de balanceo (B) y si es igual es de realimentación
positiva o de refuerzo (R).
3.2.7 Diagramas de niveles y flujos. Es una representación del modelo en
tiempo continuo, los niveles se representan con cajones y los flujos con
válvulas (ver diagrama del modelo en I-Think). En estos diagramas también
se pueden representar las relaciones entre los flujos y niveles, por ende los
ciclos de realimentación entre estos. Es importante notar que en estos
diagramas todas las variables tienen ciertas unidades las cuales
corresponden a las ecuaciones que describen el comportamiento del
problema. Es decir este tipo de diagramas presentan implícito un sistema de
ecuaciones que define matemáticamente el problema48.
3.2.8 Auto-estabilización del sistema. Todos los sistemas tienen una
característica denominada autopoyesis que es la tendencia siempre a un
punto de equilibrio, es decir si el valor inicial de un nivel es superior al de
equilibrio existirá siempre un ciclo de balanceo que hará decaer
exponencialmente este nivel hasta el equilibrio. De igual forma si el nivel
inicial es menor al punto de equilibrio existirá un ciclo de refuerzo que hará
crecer exponencialmente el nivel hasta el equilibrio49.
48 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 6 – PG. 191-197.49 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 4.2.1 – PG. 118.
93
37
En los sistemas complejos siempre existirán ciclos de realimentación
positiva, incluso si solo existen estos, en el largo plazo un ciclo de
realimentación positiva describe un comportamiento en s el cual termina por
autorregularse convirtiéndose en un ciclo de realimentación negativo y
alcanzando un punto de equilibrio.
3.2.9 Orden de un sistema. Depende de la estructura del sistema y se da
de acuerdo al número de niveles presentes en el sistema. No tiene que ver
con el comportamiento del sistema solo con la estructura y tampoco depende
del nivel de complejidad es decir pueden haber sistemas de un determinado
orden muy complejos o muy simples dependiendo del número de variables y
la desagregación que se haga del sistema50. En el problema presentado en
este proyecto el orden es de segundo grado ya que tendremos solo dos
niveles a analizar como son el nivel freático y las tierras aptas para
humedales.
3.3 DEFINICIÓN ESTRUCTURAS Y COMPORTAMIENTOS
A partir de la estructuración del modelo podemos definir con sus variables y
la relación entre estas los supuestos comportamientos que describen el
problema. Los comportamientos de las variables en el modelo nos definen la
evolución del problema en general en el horizonte de tiempo definido. A
50 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap. 8.1 – PG 263-264.
93
38
continuación se describen los comportamientos que se asumirán para el
problema y que definirán en la formulación del modelo.
3.3.1 Crecimiento Exponencial. Este comportamiento se presentará
siempre que encontremos un nivel proporcional a un flujo de entrada
asociado, donde el flujo es el producto de la cantidad presente en el nivel por
una fracción de tasa de crecimiento constante 51.
3.3.2 Decaimiento Exponencial. Este comportamiento es el inverso del
anterior y se presentará siempre que un nivel y un flujo de salida se
relacionen proporcionalmente, donde el flujo sea el producto de la cantidad
representada por el nivel por una fracción de decrecimiento constante, o
donde el flujo sea el cociente del nivel y el tiempo de vida medio de la
cantidad representada por este 52.
3.3.3 Crecimiento en S. Este comportamiento se refiere a un sistema con
una presencia fuerte de un ciclo de realimentación positiva pero restringido
por la capacidad del sistema. De esta forma el comportamiento del nivel en el
sistema describe primero un crecimiento exponencial pero ha medida que el
sistema agota los recursos se ajusta hacia una meta que es la capacidad
límite del sistema53.
51 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 4.1.1 – PG 108.52 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 4.1.1 – PG 108-109.53 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 4.2.1 – PG 118.
93
39
4. DESARROLLO DEL PROBLEMA
4.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
4.1.1 Variables clave y conceptos. Vemos que los humedales y el nivel
freático son los factores más importantes para entender el problema de
captación y abastecimiento de agua para la Sabana de Bogotá. Por esto si
pensamos en nuestro mapeo inicial del problema, tenemos que ver que
variables se comportan como niveles, flujos y determinar si son exógenas o
endógenas al problema. Se buscaron las variables después de analizar los
antecedentes del problema mediante una lluvia de ideas y luego se
determinó si eran consistentes con la información obtenida y con el nivel de
agregación o de especificación del sistema. De esta lluvia de ideas se
excluyeron variables como la influencia del sector floricultor y el
aprovechamiento de la cuenca del rió Bogotá por que estas ya estaban
implícitas en variables como la efectividad de los planes del gobierno, se
excluyeron también variables como son el crecimiento de la población por ser
variables que encajan en un contexto o en una problemática mucho mayor al
centro de la situación que se piensa plantear en el modelo. En conclusión se
busco un nivel de desagregación no muy alto para que sea más accesible
93
40
probar y corregir el modelo y para que sirva de base o de subsistema para
otros modelos más complejos y con una disponibilidad de información más
concreta y específica. Se marcaron las variables definitivas con el supuesto
de si son niveles (N), flujos (F) o solo variables de información (I).
En cuanto a la disminución de los humedales se relacionan directamente las
siguientes variables:
- Humedales: es la cantidad de tierra en la Sabana en forma de humedal, se
mediría en hectáreas productivas. El valor inicial de este nivel es 800 (Molina
P. et al).
Unidades: Hectáreas. (N)
- Territorios Recuperados y Adaptados: Es la tasa a la cual se recuperan
hectáreas de humedal gracias a los planes de las entidades locales para
preservar los humedales (EJ: humedal de Santa Maria del lago y humedal de
Juan Amarillo) y se adaptan áreas aledañas a estos para la construcción de
reservas de captación y enriquecimiento de aguas (como humedales,
parques hídricos y otros).
Unidades: Hectáreas / Año. (F)
93
41
- Destrucción de Humedales: es la tasa a la cual se disminuyen las hectáreas
en estado de humedal por causas específicas como la metropolización
urbana y el avance agrícola.
Unidades: Hectáreas / Año. (F)
- Fracción de Destrucción de Humedales: nos indica la proporción a la cual
se alimenta la tasa de destrucción de humedales con respecto al tiempo.
Unidades: 1 / Año. (I)
- Efectividad de los Planes del Gobierno: es la fracción de tiempo en que se
implementa completamente un plan de recuperación o mantenimiento de los
humedales por parte del gobierno y depende básicamente de los territorios
recuperados por año.
Unidades: 1 / Año. (I)
- Territorios Recuperados por Año: es el número de hectáreas rehabilitadas
para que cumplan su función productiva como hectárea en estado de
humedal. Este valor se calcula alrededor de 50 hectáreas por año54.
Unidades: Hectáreas. (I)
54 Secretaría de Gobierno, Alcaldía Mayor de Bogotá [AMB], Transformación social para elsiglo XXI: Medio Ambiente. Recuperado de:http://www.segobdis.gov.co/alcaldias/suba/AMBIENTAL.htm
93
42
- Disponibilidad Territorios: es el número total de hectáreas que pueden
llegar a formar de nuevo parte de algún humedal en la Sabana de Bogotá.
Esta variable es de aproximadamente 1.200 hectáreas según los estudios
realizados por las alcaldías menores respectivas y la EAAB55.
Unidades: Hectáreas. (I)
- Relación Humedales y Disponibilidad Territorios: es el cociente entre las
respectivas variables y nos demuestra la proporción existente de hectáreas
en estado de humedal.
Unidades: Sin dimensiones. (I)
- Hectáreas Actuales de la Sabana: número total de hectáreas que
conforman la Sabana de Bogotá. Esta variable es igual a 430.400 hectáreas
equivalentes a 4.304 kilómetros cuadrados56.
Unidades: Hectáreas. (I)
- Metropolización Urbana y Avance Agrícola: esta variable nos indica el
avance poblacional medido en hectáreas por año en lo que respecta a
construcciones, cinturones de pobreza y migración entre otros, al igual que la
55 [AMB], Transformación social para el siglo XXI: Medio Ambiente. Recuperado de:http://www.segobdis.gov.co/alcaldias/suba/AMBIENTAL.htm56 Estudio Regional de Niveles e Isopiezas de agua subterránea en la Sabana de Bogotá[ERNI].Doc. Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, División Científica, Medición de
93
43
conversión de suelos en territorios aptos para agricultura (hacia el páramo
destruyendo la vegetación, o dentro de los humedales). En la actualidad este
avance es de alrededor de 50 Hectáreas anuales57
Unidades: Hectáreas / Año. (I)
- Erosión del Suelo: nivel de erosión actual de la Sabana de Bogotá y ritmo
al que avanza sobre zonas no erosionadas. En la actualidad esta variable se
calcula que es alrededor de 5 Hectáreas por año en la Sabana de Bogotá58.
Unidades: Hectáreas / Año. (I)
Para comprender más el comportamiento del nivel freático se tiene que tener
en cuenta variables como:
- Nivel Freático: es el nivel de aguas subterráneas en el subsuelo de la
Sabana de Bogotá, se puede medir en metros a la superficie o en reservas
de metros cúbicos de agua. Según el informe de Ingeominas (1991) para la
Sabana de Bogotá se calcula que existen 8.000.000 Mm cúbicos de reservas
de aguas subterráneas almacenadas desde cuando la Sabana se
encontraba debajo del nivel del mar. De esta cantidad solo una cuarta parte,
es decir 2.000.000 Mm Cúbicos puede ser extraída económicamente con la
niveles Párr 1. Recuperado de:http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a62.html57 Radio WWF, Contaminación y política ambiental, Cap. 6. Recuperado de:http://www.vidasilvestre.org.ar/WWF/WWF-radio/Radio_diciembre.doc#_CITES:_Resultados_concretos_en favo58 Radio WWWF, Contaminación y política ambiental, Cap. 6.
93
44
tecnología presente 59 y este valor será el inicial para la simulación del
modelo.
Unidades: Millones de metros cúbicos. (N)
- Acumulación de Aguas Subterráneas: es la tasa a la cual el nivel freático
es recargado por aportes de filtración de los humedales y de las cuencas
adyacentes más la tasa de recarga proveniente de las agua lluvias.
Unidades: Millones de metros cúbicos / Año. (F)
- Disminución Ambiental de las Aguas Subterráneas: es la tasa a la cual se
disminuyen las reservas de aguas subterráneas por efectos de la
contaminación y ambientales e influenciado por el efecto de la
metropolización urbana.
Unidades: Millones de metros cúbicos / Año. (F)
- Consumo Aguas Subterráneas: es la tasa a la cual se disminuyen las
reservas de aguas subterráneas debido al consumo humano y a actividades
humanas como la agricultura.
Unidades: Millones de metros cúbicos / Año. (F)
- Contaminación: nos indica la proporción a la cual se contaminarían las
reservas de aguas subterráneas en función de la cantidad de desechos
59 [ERNI], Agua subterránea en el mundo, Párr. 2. Recuperado de:
93
45
tóxicos que todavía se vierten al río Bogotá y la contaminación (en salinidad
principalmente) de los pozos para extraer agua subterránea en la ciudad.
Unidades: 1 / Año. (I)
- Agua Contaminada Estimada: mide el número de metros cúbicos de agua
subterránea que se contamina anualmente por el uso indebido de los pozos
de extracción y por problemas ambientales debido zonas de riesgo como
cementerios e industrias. Se calcula que el porcentaje de contaminación es
alrededor del 6%60 del agua subterránea que se consumen anualmente.
Dado el consumo anual de las aguas subterráneas este valor es
aproximadamente 18 Millones de metros cúbicos al año.
Unidades: Millones de metros cúbicos / año. (I)
- Porcentaje Actual de Consumo de Unidad de Nivel Freático: esta variable
nos indica la proporción de consumo de la tasa de recarga anual del agua
subterránea que para una situación optimista del consumo actual se estima
en un 5%61.
Unidades: 1 / Año. (I)
http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a62.html60 El Siglo Digital, Internacionales – Millones morirán por contaminación del agua, Párr 3.Recuperado de: http://www.elsiglo.com/ediciones/17agosto02/internacionales.htm61 [ERNI], Situación actual, Párr. 2. Recuperado de:http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a62.html
93
46
- Fracción de Consumo de las Aguas Subterráneas: indica la proporción de
consumo de las reservas de acuerdo a la tasa de recarga del nivel freático
Unidades: 1 / Año. (I)
- Tasa de Filtración: fracción a la cual las aguas purificadas de los
humedales y de la precipitación se filtran en el suelo y disminuyen la
distancia de la superficie al nivel freático. Anualmente se filtran 100 Millones
de metros cúbicos (Mmc) de los 3.200 Mmc del nivel precipitación62, por tal
razón esta variable tiene un valor de 3.125%.
Unidades: 1 / Año. (I)
- Nivel de Precipitación: la cantidad de aguas lluvias totales depositadas en
la Sabana anualmente. Esta constante es de 3.200 Mmc anuales.
Unidades: Millones de metros cúbicos. (I)
- Tiempo de Recuperación: es el tiempo que llevaría recuperar los niveles
óptimos de recarga y descarga del nivel freático. Según los estudios
realizados de acuerdo a la utilización del recurso y a las condiciones
ambientales (años secos, influencia de humedales etc.) se estima que es de
100 años63.
Unidades: Años. (I)
62 [ERNI], Situación actual, Párr. 1. Recuperado de:http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a62.html
93
47
Para complementar y estructurar el comportamiento de las relaciones entre
las variables en el modelo se definieron las siguientes variables:
- Nivel Freático Deseado: dado que no se encuentra información específica
acerca del comportamiento del nivel freático se implementará en el modelo
una estructura llamada Hill – Climbing 64 la cual hace uso de esta variable
para optimizar la variable nivel freático y ajustarla a una respectiva meta.
Unidades: Hectáreas. (I)
- Efecto de los Humedales sobre el NF Deseado: esta es un variable de
normalización para definir la relación no-lineal entre los humedales y el nivel
freático. Para los humedales de la Sabana que no tienen una gran extensión
en comparación con pantanos en otras partes del mundo, se estima que en
su capacidad máxima pueden influir hasta en un 25% en la recarga del nivel
freático65. Se obtuvieron los siguientes datos:
63 [ERNI], Descripción del problema, Párr. 3 y 5. Recuperado de:http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a62.html64 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 13.2.12 – PG 53765 Ramsar, Convención sobre los Humedales, Notas informativas sobre los valores y lasfunciones de los humedales – Reposición de aguas subterráneas, Párr. 3, Recuperado de:http://www.ramsar.org/values_groundwater_s.htm
93
48
HumedalesEfecto sobre elNivel Freático
0 0.00
120 0.02
240 0.08
360 0.10
480 0.12
600 0.15
720 0.16
840 0.18
960 0.20
1080 0.22
1200 0.25
Unidades: Sin dimensión. (I)
- Efecto MU Y AA Sobre FC Aguas Subterráneas: esta variable normaliza la
relación no-lineal entre la metropolización urbana y el avance agrícola vs. el
consumo de las aguas subterráneas. Se obtuvieron los siguientes datos:
MU y AA
Efecto sobre laFracción de Consumode AguasSubterráneas
0 0.00
25 0.10
50 0.25
75 0.30
100 0.38
Unidades: sin dimensión. (I)
- Efecto MU y AA sobre Contaminación: esta variable normaliza la relación
no-lineal entre la metropolización urbana y el avance agrícola vs. la
93
49
contaminación, tomando como efecto el porcentaje de influencia de la MU y
AA para la contaminación. Se obtuvieron los siguientes datos:
MU Y AA Efecto sobre Contaminación
0 0
10 0.24
20 0.36
30 0.46
40 0.51
50 0.54
60 0.57
70 0.58
80 0.6
90 0.62
100 0.7
Unidades: Sin dimensión. (I)
Vemos que se seleccionaron muchas variables de interés y que unas se
relacionan con otras en forma lineal y no-lineal, por esto uno de los objetivos
del modelo es clarificar y optimizar las variables para así entender más
fácilmente el problema.
4.1.2 Modos de referencia. Los modos de referencia son información
disponible acerca del problema los cuales nos dan una idea del
comportamiento en el tiempo de las variables claves del problema66, para
que después de realizada la simulación del modelo se comparen los
resultados con estos y se tenga una conclusión acerca de las hipótesis y los
66 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 3.5.1- PG. 90.
93
50
supuestos que se abordaron para realizar el modelo. Según Molina (1997) el
comportamiento de los humedales ha sido el descrito por la siguiente
gráfica67:
Este comportamiento se supone que se debe al crecimiento de la población
que según las estadísticas y las proyecciones del DANE durante el periodo
que se esta analizando a presentado un crecimiento lineal y tenderá a
establecerse a mediados de este siglo 68:
67 Fuente: Molina P. Et al. DAMA 1997, PG 32.68 Fuente: Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas [DANE], Recuperado de:www.dane.gov.co/inf_est/poblacion
Humedales vs. Tiempo
5000045000
40000
30000
15000
8000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
1950 1960 1970 1980 1990 2000
Año
Hec
táre
as
93
51
Proyecciones crecimiento poblacional DANE
010.000.000
20.000.000
30.000.00040.000.000
50.000.000
60.000.000
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
2009
2012
2015
Año
Po
bla
ció
n
Sin embargo la destrucción de los humedales tiene su causa directa en la
metropolización urbana y el avance agrícola, variable que debido al
crecimiento de la población influyó en la destrucción de los humedales desde
la década de los 50. Las últimas estadísticas del DANE con respecto a la
construcción en la Sabana demuestran como esta cayó en la década pasada
debido a la situación política y económica del país y como ha comenzado a
crecer en el comienzo de este siglo. Este comportamiento fue favorable para
la existencia de los humedales y ya hoy en día estos se encuentran
protegidos por el gobierno, de manera que un crecimiento en los índices de
construcción ya no tendrá efectos negativos sobre los humedales. Las
estadísticas que se obtuvieron de los índices de construcción son las
siguientes69:
69 Fuente: [DANE], Recuperado de: www.dane.gov.co/inf_est/construccion
93
52
Construccion Urbana Estadísticas DANE
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
1997
-1
1997
-3
1998
-2
1998
-4
1999
-2
1999
-4
2000
-2
2000
-4
2001
-2
2001
-4
2002
-2
2002
-4
Año - Periodo
No. Culminadas
Total
Respecto al nivel freático se ha visto el uso indiscriminado desde la década
de los 70 de este recurso y las proyecciones que se tienen para los
siguientes años acerca del consumo de agua subterránea demuestran un
crecimiento exponencial de acuerdo a la siguiente gráfica70:
93
53
De igual forma las proyecciones de usuarios que harán uso de las redes
suministradas por la EAAB y sobre los cuales se basan los nuevos proyectos
para captación y abastecimiento del recurso hídrico nos muestran una
tendencia creciente en la siguiente gráfica71:
Según la información anterior se definirá el horizonte de tiempo a analizar
para el proyecto y el modelo, se propondrán las hipótesis acerca del
problema y de las relaciones de comportamiento entre sus variables y por
último, una vez realizado el modelo, se harán las respectivas simulaciones y
se compararán los resultados con esta información para aprobar o refutar las
hipótesis propuestas y aportar una posible solución al tema tratado en este
proyecto.
70 Fuente: [EAAB], Proyección consumo agua en Bogotá – Se nos acaba el agua. ¿Ahoraque?. Recuperado de: http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a623.html71 Fuente: [EAAB], Proyección consumo agua en Bogotá – Se nos acaba el agua. ¿Ahoraque?. Recuperado de: http://tecnologiaysociedad.uniandes.edu.co/html/agua/a622.html
93
54
4.1.3 Horizonte de tiempo. Dado que muchas de las variables se han
disparado debido al crecimiento poblacional, la situación política y económica
y otros (variables exógenas), las consecuencias se esperan ver al mediano
plazo, es decir en menos de 25 años ya se predicen situaciones muy graves
en cuanto al abastecimiento de agua, contaminación del medio ambiente y
de las aguas subterráneas, erosión del suelo etc. En lo que concierne a
nuestro problema, que es básicamente la captación del recurso hídrico para
Bogotá, los estudios realizados por la EAAB ya prevén escasez para los años
2010 – 201572 y por esto ya se han planeado proyectos para suplir esta
necesidad como son la Regadera II y las ampliaciones de Chingaza y la
planta Wiesner, pero ninguno de estos proyectos ha pensado en buscar una
solución de abastecimiento sostenible con las aguas subterráneas que son
una de las mayores fuentes de agua dulce en el mundo.
Variables como la tasa de filtración, el nivel de precipitación y la efectividad
de los planes del gobierno son variables que se han mantenido relativamente
constantes y no se han visto afectadas bruscamente por el crecimiento de la
población, la situación ambiental y otros factores exógenos, demostrando
comportamientos lineales los cuales no tienen influencia determinante en el
problema de acuerdo al horizonte de tiempo que se asuma. De acuerdo a
72 [EAAB], Mc Cormick & Gonzalez, Empresas de Acueducto y Alcantarillado de Bogota –ESP, Calificación Inicial, Septiembre de 2.002, PG 6, Recuperado de:http://200.31.69.114/ipdh003sg/brc.com.co/www/pdf_new/entidades_descentralizadas/acueducto/2002/DESC-ACUEDUCTO-1.pdf
93
55
estos antecedentes del problema el horizonte de tiempo total a examinar
sería desde 1.950 hasta el 2.025 aproximadamente, desde cuando factores
como el crecimiento urbano y la violencia ejercieron un efecto determinante
sobre las variables del modelo, hasta cuando se tienen los pronósticos para
el colapso del problema.
4.1.4 Hipótesis iniciales. Actualmente se piensa que el crecimiento en el
consumo de agua en Bogotá se debe lógicamente al crecimiento de la
población debida a factores como la violencia y la migración de los campos.
Este crecimiento ha causado que las fuentes de abastecimiento de la Sabana
no sean proporcionales y puedan soportar al consumo diario de la ciudad,
por esto se han visto efectos secundarios que son los que tratamos en este
proyecto: Debido a la cantidad de población que almacena, en Bogotá se ha
aumentado el crecimiento urbanístico y se han ocupado territorios propios de
los humedales. También se ocupan estos territorios debido a la posición
geográfica de la Sabana, la cual no deja que Bogotá se expanda por estar
rodeada de cordilleras, y es otra causa para que la ciudad se apropie de los
terrenos de humedales que ocupan una porción importante de la Sabana.
Además esta urbanización trae consigo problemas graves de contaminación,
dada la falta de educación ambiental de la población, ocasionando que los
humedales y las aguas subterráneas sean cada vez más propensos a sufrir
problemas como pérdidas de nutrientes, salinación, desecación y otros.
93
56
Al exceder su capacidad de abastecimiento hídrico, Bogotá se ha visto
forzada a extraer el agua del subsuelo pero sin antes contemplar formas de
hacerlo sosteniblemente. Las entidades ambientales de la Sabana conceden
licencias para construir pozos de extracción de agua los cuales son
monitoreados para controlar su sanidad y sus límites de extracción, pero
ilegalmente existen más pozos que no tienen ningún tipo de control. Además
sectores industriales muy fuertes, como el floricultor y agrario, se han visto
forzados a demandar el agua del subsuelo pero sin que haya alguna entidad
que controle y procure en cierta forma que este recurso se auto-regenere.
El problema de la disminución del recurso hídrico para Bogotá y la Sabana es
claro para las entidades encargadas del tema y además se ha planificado
para obtener nuevas fuentes de abastecimiento. El problema está en que se
buscan soluciones exógenas al sistema, cuando la solución puede estar
claramente aquí mismo. Los proyectos de abastecimiento para el futuro ya
mencionados son muy efectivos en cuanto a encontrar nuevas fuentes y en
cuanto a la construcción de nuevos sistemas de captación, pero una
consecuencia implícita de estos proyectos es que Bogotá se volverá una de
las ciudades donde la obtención de agua será más costosa gracias a que sus
fuentes de abastecimiento están cada vez más y más lejos, y por esto se
requerirán más costos en nuevas represas, en nuevos sistemas de tuberías y
alcantarillados, en seguridad y otros. Una posible solución, más evidente de
lo que parece, es aprovechar las aguas subterráneas de cierta forma que se
93
57
pueda volver a hacer uso de este recurso y este se pueda retroalimentar,
para que así la Sabana de Bogotá sea un sistema autorregulador y
regenerador de su capacidad de captación y de abastecimiento de aguas
subterráneas y no se tenga que recurrir a variables exógenas a la Sabana
como sistema.
4.2 ESTRUCTURACIÓN DEL PROBLEMA
4.2.1 Diagrama ciclos causales. En esta primera representación del
modelo se definirán las relaciones entre las variables y se identificarán los
ciclos de realimentación en el sistema representado por éstas73.
4.2.1.1 Ciclos relacionados al Nivel Freático
- Ciclo de balanceo 1: definido por la relación entre el Nivel Freático y la
Acumulación de Aguas Subterráneas, este ciclo es el encargado de ajustar al
Nivel Freático en el proceso de simulación.
- Ciclo de balanceo 2: definido por la relación entre el Nivel Freático y el flujo
de salida Disminución de las Aguas Subterráneas. Este ciclo generará un
decaimiento exponencial para el Nivel Freático.
73 Ver Anexo 1: Diagrama de Ciclos Causales.
93
58
- Ciclo de Balanceo 3: definido por la relación entre el Nivel Freático y el flujo
de salida Consumo de Aguas Subterráneas. Al igual que el ciclo de balanceo
2 generará un comportamiento de decaimiento exponencial.
- Ciclo de Refuerzo 1: definido por la relación entre el Nivel Freático, Nivel
Freático Deseado y el flujo de entrada Acumulación de Aguas Subterráneas.
Este ciclo generará un comportamiento de crecimiento exponencial y es el
encargado de revisar una meta para el Nivel Freático74 a partir del ajuste del
Nivel Freático Deseado definido por el ciclo de balanceo 1.
- Ciclo de refuerzo 2: definido por la relación entre el Nivel Freático,
Contaminación y el flujo de salida Disminución Ambiental de Aguas
Subterráneas, este ciclo acelera la disminución del Nivel Freático.
4.2.1.2 Ciclos relacionados al nivel Humedales
- Ciclo de balanceo 4: Definido por la relación entre el nivel Humedales y el
flujo de salida Destrucción de Humedales. Este ciclo generará un
decaimiento del nivel Humedales.
- Ciclo de balanceo 5: Definido por la relación entre el nivel Humedales, las
variables Relación Humedales y Disponibilidad Territorios y Fracción de
74 Sterman, Irwin/McGraw-Hill, 2.000. Modeling Search: Hill Climbing, Cap. 13.2.12 – PG 537
93
59
Destrucción de los Humedales, y el flujo de salida Destrucción de
Humedales. Contribuye al decaimiento del nivel Humedales junto con el ciclo
de balanceo 4.
- Ciclo de balanceo 6: Definido por la relación entre el nivel Humedales, las
variables Relación Humedales y Disponibilidad Territorios y Efectividad de los
planes del Gobierno, y el flujo de entrada Territorios Recuperados y
Adaptados. Este ciclo será el encargado de frenar el crecimiento del nivel
Humedales generado por el siguiente ciclo de refuerzo.
- Ciclo de refuerzo 3: definido por la relación entre el nivel Humedales y el
flujo de entrada Territorios Recuperados y Adaptados, este ciclo acelera el
crecimiento del nivel Humedales.
Las demás relaciones definidas en el diagrama corresponden a relaciones
directas o inversas entre las variables y los flujos del problema como por
ejemplo: la variable Tasa de Filtración influye directamente sobre el flujo de
entrada Acumulación de Aguas Subterráneas, o la variable Tiempo de
Recuperación NF influye inversamente sobre el mismo flujo.
Por último las variables de efecto (EJ: Efecto de los Humedales sobre el NF
Deseado) determinan, como se enunció en la formulación de las variables,
93
60
relaciones no-lineales las cuales son normalizadas mediante datos históricos
acerca de las dos variable que conecta la variable de efecto.
4.2.2 Diagrama niveles y flujos. Este diagrama es otra representación de la
estructura del problema que contiene todos los elementos necesarios para
hacer una simulación continua del problema como son los niveles, los flujos,
las variables y las relaciones entre los anteriores. Las relaciones en este
diagrama y el tipo de variable son más claras que en la representación
anterior del problema75.
4.2.3 Hipótesis dinámica. Respecto a la estructura que se definió para el
Nivel Freático se tienen tres ciclos (dos de balanceo y uno de refuerzo)
relacionados a los flujos de salida Disminución Ambiental de Aguas
Subterráneas y Consumo de Aguas Subterráneas, lo que implica un
decaimiento exponencial y además que la tendencia sea que domine el ciclo
de refuerzo 2 creando un comportamiento de disminución en el Nivel
Freático. La estructura definida para el flujo de entrada Acumulación de
Aguas Subterráneas implicaría un crecimiento exponencial relacionado al
ciclo de refuerzo 1 y una tendencia a una meta límite definida por el ciclo de
balanceo 1.
75 Ver Anexo 2: Diagrama de Niveles y Flujos.
93
61
Con respecto al nivel Humedales para el flujo de salida Destrucción de
Humedales se tienen los ciclos de balanceo 4 y 5 lo que implica una fuerte
tendencia a la existencia de un decaimiento exponencial, mientras que para
el flujo de entrada Territorios Recuperados y Adaptados se presentan el ciclo
de refuerzo 3 y el ciclo de balanceo 2 lo que implicaría, al igual que para el
caso del flujo Acumulación de Aguas Subterráneas, una tendencia al
crecimiento exponencial pero estableciéndose en el largo plazo hacia una
respectiva meta.
4.2.4 Relaciones de comportamiento. En todo modelo se deben identificar
claramente cuales son las variables claves que definen el comportamiento
del sistema y por ende del modelo. Se debe mirar en los diagramas causales
y en el de niveles y flujos que variables definen los ciclos de realimentación
positiva y negativa y que tanto influyen en el comportamiento del modelo, es
decir escalonar las variables de acuerdo a la importancia del ciclo de
realimentación que definen para luego centrar las políticas en esas variables
principalmente.
También se evalúa que tipo de comportamiento generan los ciclos de
realimentación, es decir si los comportamientos son lineales, exponenciales,
crecientes o decrecientes etc., lo cual es un punto muy importante para tener
en cuenta en el momento de hacer las pruebas de frontera y de análisis de
sensibilidad al modelo.
93
62
En este modelo según las variables definidas y los ciclos de realimentación
presentados se definieron las siguientes estructuras para suponer el
comportamiento de los niveles en el modelo:
- Hill–Climbing Optimization: este tipo de estructura se definió para la
relación existente entre el Nivel Freático y la Acumulación de Aguas
Subterráneas y se usa cuando no se tiene una idea clara, de acuerdo a la
información existente, del comportamiento que tendrá el nivel con respecto al
flujo de entrada creando una ayuda para identificar el punto óptimo, por esta
razón se creo la variable Nivel Freático Deseado en el ciclo de refuerzo 1
para que el modelo realice una revisión de la meta y luego el respectivo
ajuste76.
- Crecimiento en forma de S: esta estructura se definió para describir la
relación del nivel Humedales y los flujos y variables relacionados a este. Este
comportamiento es el descrito por una población y sus respectivas tasa de
natalidad y mortandad donde la capacidad del sistema esta restringida por el
alimento disponible para la población77. Para el problema que trata este
proyecto la población son las hectáreas en estado de humedal con sus
respectivas tasas de natalidad (Acumulación de Aguas subterráneas) y
76 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 13.2.12. Modeling search: hill-ClimbingOptimization, PG 537-538.77 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 4.2.1. S-shaped growth, PG. 118.
93
63
mortandad (Disminución ambiental de Aguas subterráneas y Consumo de
Aguas subterráneas), y la capacidad limite definida por la Disponibilidad de
Territorios. Es decir que se está asumiendo que el nivel Humedales tendrá un
crecimiento en forma de S hasta ajustarse a la meta definida por la variable
Disponibilidad de Territorios.
- Decrecimiento Exponencial (Goal Seeking): esta estructura esta definida
por los ciclos de balanceo definidos por un nivel y un flujo de salida78, como
en el caso de los ciclos de balanceo 2 y 3 del modelo, y genera un
decaimiento exponencial hasta determinado límite.
A partir de la simulación del modelo en el programa I-Think y de las
respectivas pruebas de condiciones extremas y análisis de sensibilidad, se
verá si estos son los comportamientos que se definieron mediante la relación
entre las variables descritas y se analizará cuales de las variables son las
más relevantes de acuerdo a la influencia del ciclo de realimentación al que
pertenezcan sobre los resultados del modelo.
4.2.5 Condiciones iniciales. Estas condiciones se encuentran en las
variables que tiene un solo conector y hacen de “cola del respectivo
conector”. La información que se ingresa en estas variables es la
correspondiente a las constantes actuales que se refieren al problema
93
64
(definidas en la sección 4.1.1) y las podemos ver claramente en la hoja de
ecuaciones del modelo 79. Eventualmente estas condiciones se cambiaran
para evaluar condiciones de robustez del modelo y para el análisis de
sensibilidad.
4.2.6 Análisis Dimensional. Antes de realizar cualquier tipo de información
se debe realizar esta prueba para demostrar que el modelo esta definido por
unas relaciones lógicas. Al revisar las ecuaciones del modelo mediante
verificar las unidades de las variables en cada ecuación y la igualdad
dimensional vemos que el modelo cumple con esta prueba.
78 Sterman, Irwin/McGraw-Hill 2.000. Cap 4.1.1. Exponential growth: Goal seeking, PG. 108-109.79 Ver anexo 3: Ecuaciones del Modelo.
93
65
5. ANÁLISIS RESULTADOS
5.1 RESULTADOS CONDICIONES ACTUALES
Una vez definidas las variables del modelo, sus relaciones y sus condiciones
iniciales (ver capítulo 4.1.1 y 4.2.4) se realizó la primera simulación para ver
el comportamiento de los niveles el problema en un periodo de 200 años80,
los resultados fueron los siguientes:
12:27 sáb, 17 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1
1
2 2 2 2
Graph 1 (Condiciones Actuales)
93
66
5.1.1 Comparación hipótesis dinámica. Con respecto al Nivel Freático
vemos que dominan en esta simulación los ciclos relacionados a este nivel y
sus flujos de salida Disminución Ambiental de Aguas Subterráneas y
Consumo de Aguas Subterráneas, describiendo un comportamiento muy
claro de decaimiento exponencial para el Nivel Freático. Este
comportamiento se debe básicamente a la existencia de dos flujos de salida
contrarrestando un solo flujo de entrada y, como vimos en el capítulo 4.2.1 y
4.2.3, la presencia de los ciclos de balanceo 2 y 3 los cuales generan este
tipo de decaimiento, más el ciclo de refuerzo 2 creando otra fuerza adicional
hacia la disminución del nivel.
Para el nivel Humedales el comportamiento supuesto y la estructura definida
para un comportamiento en S no evolucionó de tal manera, sino por el
contrario se definió un comportamiento de disminución lineal con una
pendiente negativa cercana a 0. Esta relación lineal nos daría a entender que
el comportamiento del nivel en la situación actual no se encuentra
influenciado en una forma agresiva por las variables de entrada que afectan
a la estructura como son la Efectividad del Gobierno, la Metropolización
Urbana y el Avance Agrícola y la Erosión del Suelo, nos da entender que el
comportamiento de los Humedales para las condiciones actuales se
encuentra en control o equilibrado básicamente para la relación entre las
variables que definen su estructura.
80 Ver Gráfica 1: Niveles Condiciones Actuales.
93
67
5.1.2 Comparación modos de referencia. Respecto al Nivel Freático
vemos que las proyecciones acerca del consumo de las aguas subterráneas
y de los usuarios potenciales de los recursos hídricos presentan una directa
relación con el comportamiento de este nivel. La primera proyección
demuestra un comportamiento de crecimiento exponencial y la segunda un
comportamiento de crecimiento lineal lo que implica una disminución del
recurso debido a la no existencia de medios regulatorios o regeneradores
que influyan como un efecto de contingencia hacia el consumo de este
recurso hídrico. La única variable que estaría actuando como freno para este
comportamiento sería la misma capacidad del nivel freático para abastecer
el consumo de la población, lo que demuestra que este decaimiento
exponencial eventualmente tienda a establecerse en un determinado valor. Si
observamos el comportamiento de la variable vemos que los efectos de la
sobre-utilización indiscriminada y sin un debido planeamiento de este recurso
llevará a que en un plazo de aproximadamente 34 años las reservas
extraíbles de aguas subterráneas se disminuyan a la mitad de la cantidad
presente hoy en día.
Respecto al nivel Humedales vemos que el comportamiento para el horizonte
de tiempo analizado es un comportamiento de decrecimiento lineal a un paso
bastante lento, en diferencia al comportamiento que tuvo la variable desde
93
68
hace 40 años cuando describió un decaimiento exponencial bien marcado.
Este cambio en la evolución de la variable significa que ya existe un equilibrio
o control entre las variables que componen la estructura y más aún en las
variables de información que influyen sobre la estructura. Gracias a los
planes del gobierno se detuvo la destrucción indiscriminada de las hectáreas
en estado de humedal, se protegieron legalmente los humedales, la
metropolización urbana y el avance agrícola ya no ejercen un efecto tan
relevante sobre los humedales. La posible disminución existente, hasta un
nivel de 799 hectáreas en 200 años, se debe a las condiciones iniciales y a
un efecto menor de las variables sobre el nivel.
De acuerdo a la variación de estas variables en un rango lógico determinado
se verá el efecto y la relevancia de esas variables para los niveles
analizados.
5.2 ANÁLISIS CONDICIONES EXTREMAS
Mediante el cambio de las condiciones del problema en un rango lógico para
las variables se determinarán dos escenarios, uno pesimista y otro optimista,
y se analizará si el modelo responde de una forma lógica y congruente a los
cambios realizados.
93
69
5.2.1 Ajuste condiciones iniciales
- Escenario pesimista81. Respecto a las condiciones iniciales para el nivel
Humedales se supuso que la Efectividad de los Planes del Gobierno se veía
afectada por una disminución de la variable Territorios Recuperados por Año
a la mitad (25), también se supuso que debido al crecimiento lineal de la
población, según el modo de referencia analizado previamente, la
Metropolización Urbana y el Avance Agrícola se incrementaba al doble (100)
del valor actual y para la variable Erosión del Suelo se supuso que debido a
condiciones ambientales drásticas se aumentaba en un 400% (20).
Para el Nivel Freático se supuso que la contaminación se veía influenciada
por un aumento de la variable Agua Contaminada Estimada del 50% (27),
También se supuso que debido al crecimiento lineal de la población, según el
modo de referencia analizado previamente, el Porcentaje Actual de Consumo
de Unidad de NF se incrementaba al doble (0.1) del valor actual y para la
variable Nivel de Precipitación se supuso que debido a condiciones
ambientales drásticas se disminuía en un 12.5 % (2800).
- Escenario optimista82. Respecto a las condiciones iniciales para el nivel
Humedales se supuso que la Efectividad de los Planes del Gobierno se veía
influenciada por un aumento en la variable Territorios Recuperados por Año
81 Ver anexo 4: Ecuaciones Escenario Pesimista.
93
70
al doble (100), también se supuso que se contrarrestara el efecto de la
Metropolización Urbana y el Avance Agrícola en una disminución del 50 %
(25) del valor actual y para la variable Erosión del Suelo se supuso que se
contrarrestaba el efecto ambiental hasta en un 50% (2.5).
Para el Nivel Freático se supuso que la contaminación se veía afectada por
una disminución en la variable Agua Contaminada Estimada del 50% (9),
también se supuso que se tomaban la medidas respectivas para sesgar el
Porcentaje Actual de Consumo de Unidad de NF hasta en una quinta parte
(0.01) del valor actual y para la variable Nivel de Precipitación se supuso que
debido a condiciones ambientales se aumentaba en un 12.5 % (3600).
5.2.2 Análisis de resultados
- Escenario pesimista. Al analizar la gráfica para este escenario83 vemos
que los resultados son lógicos y coherentes y la simulación nos hace notar
como para el Nivel Freático se mantiene el comportamiento de decaimiento
exponencial pero ahora a una tasa mayor y de igual forma el nivel
Humedales mantiene su comportamiento de decrecimiento lineal pero a una
pendiente absoluta mayor. Las reservas de Aguas subterráneas llegan a la
mitad en aproximadamente 16 años, con las condiciones actuales se llega a
82 Ver anexo 5: Ecuaciones escenario optimista.83 Ver Gráfica Escenario Pesimista.
93
71
esa cantidad en el doble de tiempo, y para los humedales vemos una
disminución hasta un nivel 777 hectáreas en 200 años.
6:16 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1 1
2 2 2 2
Graph 1 (Escenario Pesimista)
- Escenario optimista. Al analizar la gráfica para este escenario84 vemos que
los resultados, al igual que en el escenario anterior, son lógicos y coherentes
y la simulación nos hace notar como para el Nivel Freático se mantiene el
comportamiento de decaimiento exponencial pero ahora a una tasa menor
con respecto al tiempo. Al contrario del escenario pesimista en este caso el
nivel Humedales describe un comportamiento de crecimiento lineal. Las
reservas de Aguas subterráneas llegan a la mitad en aproximadamente 77
93
72
años, con las condiciones actuales se llega a esa cantidad en el mitad de
tiempo, y para los humedales vemos un aumento hasta un nivel 818
hectáreas en 200 años.
6:14 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1
1
2 2 2 2
Graph 1 (Escenario Optimista)
5.3 ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD
De acuerdo a las simulaciones anteriores se pensó como relevante el estudio
de las alteraciones realizadas en el comportamiento del problema por las
84 Ver Gráfica Escenario Optimista.
93
73
variables: Territorios Recuperados por Año, Metropolización Urbana y
Avance Agrícola y Porcentaje actuadle Consumo Unidad NF.
5.3.1 Territorios Recuperados por Año. Esta variable es la que define,
según la estructura del modelo, la Efectividad del Gobierno y nos da una idea
clara de la influencia que puede tener este factor sobre el desarrollo del
problema. Se tomarán valores opuestos dentro del rango posible y lógico
para esta variable para evaluar su comportamiento y además probar la
consistencia del modelo.
Territorios Recuperados Año = 5: Suponiendo que esta variable se
disminuyera hasta un 10% del valor actual el cambio en el comportamiento
del problema, y en especial del nivel Humedales, apenas sería la disminución
de 12 Hectáreas en el horizonte de tiempo analizado (200 años), logrando un
valor final de 788 Hectáreas para el nivel Humedales.
El comportamiento de los dos niveles en cuanto al tiempo no variaría
significativamente de acuerdo a la simulación con condiciones actuales como
lo demuestra la siguiente gráfica:
93
74
5:39 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
400
800
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1
1
2 2 2 2
Graph 1 (Territorios Recuperados Año = 5)
Territorios Recuperados Año = 200: Para el caso contrario en que la
Efectividad del Gobierno se incrementara notablemente gracias a una acción
sobre los Territorios Recuperados Año, el comportamiento del nivel
Humedales sería linealmente creciente y alcanzaría un valor de 837 en el
horizonte de tiempo examinado según lo demuestra la siguiente gráfica:
93
75
6:11 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1
1
2 2 2 2
Graph 1 (TRA = 200)
Se hicieron varias simulaciones más y se encontró que el punto de equilibrio
en el cual el nivel Humedales se mantenía constante (800 hectáreas) era
cuando los Territorio Recuperados Año tomaban un valor de 55. Por tal
razón vemos que para las condiciones actuales del problema el
comportamiento del nivel esta casi en su punto de equilibrio y una de las
variables que influencia directamente sobre este equilibrio y la cual es de
gran relevancia al problema como tal es Territorios Recuperados Año.
5.3.2 Metropolización Urbana y Avance Agrícola. Esta variable es de gran
importancia ya que según la estructura del modelo vemos que afecta
directamente a los dos flujos de salida del Nivel Freático además del flujo de
93
76
salida del nivel Humedales. Es de esperar que los cambios realizados sobre
el rango posible y lógico para esta variable tengan efectos sobre el
comportamiento de los dos niveles del problema, a diferencia de la variable
anteriormente analizada.
MU y AA = 5: con una disminución de hasta el 10% en esta variable vemos
como el nivel Humedales describe un crecimiento lineal hasta un valor de
810 hectáreas en 200 años y además el Nivel Freático disminuye la
aceleración de sui decaimiento exponencial de tal forma que las reservas de
aguas subterráneas llegan a la mitad en un lapso de 78 años, más del doble
de tiempo que en la simulación para las condiciones actuales. El Nivel
Freático alcanza sin embargo un nivel crítico a los 200 años de 325069 Mmc
como se ve a continuación:
93
77
5:57 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1
1
2 2 2 2
Graph 1 (MU y AA = 5)
MU y AA =400: Si se disparan las construcciones y el avance de la
agricultura en la Sabana debido a factores como el crecimiento poblacional
veríamos que el nivel Humedales caería linealmente a una pendiente
absoluta mayor que en la simulación de condiciones actuales y además el
Nivel freático alanzaría su nivel de reservas medio en apenas 25 años. Los
valores en el lapso de 200 años serían de 721 hectáreas de humedal y
11650 Mmc de reservas de aguas subterráneas, como vemos una situación
bastante crítica para la Sabana por lo cual esta variable debe ser la de más
atención para el diseño de políticas y para evaluar posibles soluciones al
problema planteado:
93
78
6:20 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
11
2 22 2
Graph 1 (MU y AA = 400 )
5.3.3 Porcentaje actual de Consumo Unidad NF. Según la estructura del
problema esta variable afecta directamente el flujo de salida Consumo de
Aguas Subterráneas para el Nivel Freático y nos da una idea de la influencia
que tienen los planes de las entidades suministradoras del recurso hídrico y
de la concientización de la población en la Sabana acerca de la utilización de
las aguas subterráneas.
Porcentaje Actual de Consumo Unidad NF = 0.5: en este caso extremo
vemos como el modelo responde a la prueba manteniendo el
comportamiento de sus variables y vemos como el Nivel Freático se ve
afectado por esta alteración alcanzando su nivel medio de reservas en solo
93
79
6 años y estabilizándose en un decrecimiento relativamente lineal a partir de
los 32 años, desde un valor aproximadamente de 9213 Mmc. El nivel
Humedales no se ve afectado por esta alteración tal como lo muestra la
gráfica:
6:31 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1 1 1
2 2 2 2
Graph 1 (PAC UNF = 0.5)
Porcentaje Actual de Consumo Unidad NF = 0.001: si se reduce esta variable
hasta un 0.1% podemos ver que el efecto sobre el Nivel Freático es que su
decaimiento exponencial ya no sea tan marcado, donde alcanzaría su nivel
medio de reservas a los 84 años demostrando resultados bastante opuestos
a la simulación anterior. En 200 años las condiciones serían 375081 Mmc
para el Nivel Freático y 799 hectáreas para los Humedales:
93
80
6:42 mar, 20 de may de 2003
1.00 50.75 100.50 150.25 200.00
Years
1:
1:
1:
2:
2:
2:
0
1000000
2000000
0
500
1000
1: Nivel Freático 2: Humedales
1
1
1
1
2 2 2 2
Graph 1 (PAC UNF = 0.001)
93
81
6. RESULTADO DE FORMULACIÓN Y ESTRUCTURACIÓN DEL
MODELO
6.1 ESPECIFICACIÓN DE ESCENARIO
De acuerdo a las simulaciones realizadas se debe concluir si la formulación y
estructuración de modelo nos dieron una idea clara del problema y del
comportamiento entre sus variables, si el nivel de desagregación fue el
adecuado y que nuevas situaciones pueden surgir:
- El comportamiento que describió el modelo para sus variables centrales
(Nivel Freático y Humedales) es coherente y lógico de acuerdo a la
información recolectada acerca del problema. Se hicieron supuestos acerca
del comportamiento de estas variables los cuales fueron confirmados (Nivel
Freático) y también aclarados (Humedales) con los resultados del modelo.
- El nivel de desagregación para el problema fue el apropiado de acuerdo a
la cantidad y a la calidad de información recolectada para la formulación del
problema. Con este modelo se busco un nivel de desagregación y un orden
del sistema menores para definir claramente las relaciones iniciales y
centrales del problema, para después usar el modelo descrito como un sub-
93
82
modelo para solucionar problemas de contexto mayor relacionados a este y
los cuales tienen entre sus variables componentes las excluidas de la
formulación por ser exógenas a este proyecto.
Las nuevas situaciones que pueden surgir son las acciones que se están
tomando para solucionar el problema. Estas acciones se pueden incluir en el
modelo a través de definir nuevas relaciones como por ejemplo: relacionar la
Efectividad de los planes del Gobierno con la Contaminación y el Porcentaje
Actual de consumo del Nivel Freático o definir una relación de reciprocidad
entre los Humedales y el Nivel Freático mediante la búsqueda de información
más especializada acerca de esta relación, y también se pueden incluir
mediante definir nuevas variables o sub-modelos para dar más complejidad
al modelo e incluir claramente efectos como el del crecimiento poblacional, la
influencia del sector floricultor, la inversión extranjera en proyectos
ambientales etc.
6.2 DISEÑO DE POLÍTICAS
Las políticas a diseñar para ofrecer soluciones al problema se deben efectuar
sobre las variables de decisión, que para modelos de dinámica son los flujos
del problema. En el caso específico de este proyecto vimos, por medio de
las simulaciones del modelo, que el nivel Humedales es una variable que
esta básicamente en equilibrio y no describió un comportamiento agresivo y
93
83
crítico para la situación ambiental de la Sabana, por esto las políticas a
diseñar se deberán centrar básicamente en los flujos que afectan al Nivel
Freático, en la forma de buscar un equilibrio y una recuperación para esta
variable, es decir las estrategias a tomar deben estar centradas por ejemplo:
en el control del consumo futuro de las aguas subterráneas, en las medidas
para evitar la contaminación de los pozos para así disminuir las perdidas de
aguas subterráneas por causas ambientales etc.
93
84
CONCLUSIONES
El problema planteado básicamente con respecto al nivel freático es crítico
para la Sabana de Bogotá, en la forma que se deben tomar medidas
drásticas y soluciones rápidas para recuperar este recurso, el cual ha sido
utilizado indiscriminadamente y sin una debida planeación ni económica, ni
ambiental.
Respecto a los humedales se vio que tuvieron una situación crítica en el siglo
pasado pero gracias a las acciones de las entidades del gobierno y a la
concientización generada alrededor de estos se ha logrado equilibrar el
problema.
Para pensar en estos recursos como una posibilidad de desarrollo sostenible
para la Sabana de Bogotá primero se debe pensar en su recuperación, la
cual es demorada, y en la planeación debida en todos los niveles para
respetar el uso de estos recursos. Es evidente que la obtención del agua
para la Sabana de Bogotá implicará más costos en el futuro debido primero,
a la obtención de agua superficial de fuentes más lejanas y segundo, si se va
a pensar en el desarrollo de la obtención de agua subterránea se debe
93
85
implementar la recuperación y luego la utilización, para cuando los nuevos
proyectos de abastecimiento no den a vasto.
Como aporte al problema descrito este modelo es una primera aproximación
a la descripción de los comportamientos de las relaciones existentes entre
las variables definidas para el problema a un nivel de desagregación menor.
Nos ayuda a validar y comprobar las relaciones y los comportamientos
supuestos además de darnos un punto de partida acerca de la situación del
problema y de las variables claves sobre las cuales se deben tomar
decisiones en el momento de buscar estrategias para la solución al
problema.
93
86
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