soluciones sustentables para captar y usar agua en zonas urbanas
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TESIS
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERIA DE SISTEMAS
PRESENTA:
ING. NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ
Director de Tesis: Elvira Avalos Villarreal.
MEXICO, D.F. DICIEMBRE DE 2012
AGRADECIMIENTOS
A Cristo Jesús, mi Dios Salvador y Amigo fiel.
A mis padres, José Ramón Hernández y María Teresa Pérez, por su apoyo en cada etapa de mi vida.
A mi amada esposa Lea Carrillo, por su paciencia y comprensión.
Y especialmente a la Doctora Elvira Ávalos quien supo dirigir éste trabajo.
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS
IPN
ESIME |NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA I
RESUMEN
Este trabajo de investigación se realiza con el propósito de encontrar alternativas de solución a la
problemática hídrica que existe en México, considerando fenómenos actuales como la
globalización, el Cambio Climático, una posible reducción en las cantidades de petróleo, y el
aumento de las zonas urbanas en México y el mundo.
Las soluciones se enfocan en la ciudad de México, la zona urbana más representativa del país, en
donde se integran los procesos de captación, uso, tratamiento, reuso e infiltración del agua a nivel
local, para ayudar a manejar más sustentablemente el recurso hídrico, asimismo, empleando
tecnología que esté disponible en el país, sea accesible económicamente, además de efectiva,
requiriendo la menor cantidad de energía eléctrica mientras se encuentre en operación.
Con ayuda de la metodología Breakthrough Thinking, este trabajo se desarrolla en dos secciones,
siendo la primera, el análisis de tres niveles de contexto: internacional, nacional y local; y el
segundo, el establecimiento de soluciones vivientes a nivel local.
En esta segunda sección, se establece un modelo de manejo integral del recurso hídrico que
incorpora las soluciones vivientes primero planteadas. El modelo es aplicado parcialmente en una
vivienda, mostrando resultados positivos en relación al manejo del recurso hídrico, disminuyendo la
cantidad de agua de primera calidad utilizada, infiltrando agua pluvial y tratada, además de
producir agua tratada apta para su reuso en diversas actividades, realizándose los procesos
necesarios dentro del mismo lugar de aplicación del modelo.
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA II
ABSTRACT
This research work is made with the purpose to find alternatives to the nowadays water solutions in
Mexico, considering present situations like globalization, Climatic Change, a possible oil reduction,
and the increase of urban zones in Mexico.
The solutions are focused in Mexico’s city, the most representative urban zone in the country,
where we include the process of capture, use, treatment, reuse and infiltration of water locally,
helping to achieve a more sustainable water management, also, using technology available in the
country, accessible, and effective, using a minimum of electrical energy during his use.
Using the Breakthrough Thinking Methodology, this work is develops through two sections, being
the first one the analysis of levels of context: international, national and local; and the second, the
establishment of living solutions locally.
In the second section is established a model for an integral water management that incorporates
the living solutions before made. The model is applied partially in a dwelling, showing positive
results, decreasing the volume of first quality water used, infiltrating rainwater and treated water,
and also producing treated water. All the required processes area performed in the same place.
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS
ESIME |NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA III
Resumen I Abstract II Índice III Índice de Figuras V Índice de Tablas VII Glosario de términos VIII Nomenclatura XIV Introducción XV Antecedentes XVII Justificación XVIII Objetivo General XIX Objetivos particulares XIX
1 LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN EL PANORAMA MUNDIAL 1 1.1 HISTORIA Y DESARROLLO DEL CONCEPTO DE SUSTENTABILIDAD 1 1.1.1 Tesis de límites físicos y la propuesta de crecimiento cero 3 1.1.2 Ambientalismo moderado de la Declaración de Estocolmo 4 1.1.3 El humanismo crítico expresado en la propuesta de Ecodesarrollo 5 1.1.4 La propuesta Brundtland de desarrollo sustentable 7 1.2 PARADIGMA ACTUAL DE SUSTENTABILIDAD 8 1.2.1 Paradigma Hídrico 12 1.2.2 Paradigma Energético 16 1.2.3 Paradigma Político 19 1.3 TECNOLOGÍAS RELEVANTES QUE APOYAN LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA 20 1.3.1 Captación, Potabilización y Uso 21 1.3.2 Captación y Uso 23 1.3.3 Uso y ahorro 25 1.3.4 Depuración 28 1.3.4.1 Sistemas naturales para depuración de aguas de desecho 28 1.3.5 Captación e infiltración 30 1.3.6 Reuso 34 1.4 ALGUNOS PROYECTOS PARA IMPLEMENTAR LA SUSTENTABILIDAD 36 1.4.1 Canadá. Water Sustainability Project, Polis Project on Ecological Governance 37 1.4.2 Francia-Unión Europea. Procesos extensivos de depuración de las Aguas residuales
adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente) 39
1.4.3 Israel. Proyecto de reutilización de agua de la región de Dan 42 1.4.4 México. Repensar la cuenca: La gestión del ciclo del agua en el Valle de México 45 2 LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA A NIVEL NACIONAL 47 2.1 EXPERIENCIA Y EVOLUCIÓN DE LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN MÉXICO 47 2.2 INFRAESTRUCTURA ACTUAL DEL SISTEMA HÍDRICO 52 2.2.1 Presas y bordos 52 2.2.2 Infraestructura de agua potable y saneamiento 53 2.2.3 Acueductos 54 2.2.4 Tratamiento de agua residual 55 3 MARCO METODOLÓGICO Y CONCEPTUAL 57 3.1 TEORIA GENERAL DE SISTEMAS 57 3.2 METODOLOGÍA SUAVE DE SISTEMAS: BREAKTHROUGH THINKING 61 4 ANALISIS DEL SISTEMA HÍDRICO ACTUAL EN LA CIUDAD DE MÉXICO 67 4.1 PARADIGMA Y SOLUCIONES EN EL VALLE DE MÉXICO 67 4.2 CARACTERISTICAS GENERALES Y SITUACIÓN DE LA REGIÓN HIDROLÓGICO
ADMINISTRATIVA (RHA) XIII QUE ALBERGA A LA CIUDAD DE MÉXICO 68
4.3 RHA XIII: LA SUBREGIÓN VALLE DE MÉXICO Y LA ZONA METROPOLITANA DEL VALLE DE MÉXICO (ZMVM)
72
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4.4 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE LA ZMVM 75 4.5 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO: EXTERNAS E INTERNAS 78 4.6 SISTEMA CUTZAMALA 81 4.7 EL GASTO ENERGÉTICO EN EL MODELO HÍDRICO ACTUAL DE LA CIUDAD DE
MÉXICO 85
5 GENERACIÓN DE SOLUCIONES PARCIALES QUE PROPICIEN LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN LA CIUDAD DE MÉXICO
86
5.1 Exposición de principios para la generación de soluciones hídricas 86 5.2 Generación de soluciones a nivel vivienda 90 5.2.1 Áreas verdes dentro del hogar 95 5.3 Diseño de esquemas de infiltración 99 5.3.1 Cambio de funciones de las áreas verdes de la ciudad de México y su zona
conurbada 100
5.4 Listado de tecnologías requeridas 104 6 INTEGRACIÓN SISTÉMICA DE LAS SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA EL
MANEJO DEL RECURSO HÍDRICO EN ZONAS URBANAS 106
6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL AGUA 106 6.2 APLICACIÓN PARCIAL DEL MODELO 108 6.2.1 Aplicación parcial del esquema de infiltración 115 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 117 7.1 RESULTADOS 117 7.2 CONCLUSIONES 117 7.3 RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 118 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 121 ANEXO A A ANEXO B A ANEXO C C ANEXO D D
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ÍNDICE DE FIGURAS
No. De Fig.
Título Pág.
1.1 FUENTES DE SUMINISTRO DE ENERGÍA 18
1.2 CICLO URBANO DEL AGUA 21
1.3 GENERADOR ATMOSFÉRICO DE AGUA 22
1.4 GENERADOR ATMOSFÉRICO DE AGUA DE TURBINA EÓLICA 23
1.5 INSERCIÓN DE LA PLANTA EN LA WATERBOXXX 24
1.6 BAÑO SECO PARA ZONAS URBANAS 25
1.7 PARTES QUE COMPONEN UN MINGITORIO 26
1.8 TIPOS DE HUMEDALES SEGÚN SU CIRCULACIÓN DE AGUA 29
1.9 CAPAS DE UN TECHO VERDE 31
1.10 SISTEMA TRADICIONAL DE CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL 33
1.11 SISTEMA MODIFICADO DE CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL 33
1.12 TÉCNICA AEROPÓNICA DE CULTIVO 35
1.13 TÉCNICA EGS DE CULTIVO 35
1.14 DISEÑO BÁSICO DE ACUAPONIA 36
1.15 ARREGLO DEL SISTEMA HÍBRIDO DE FILTROS PLANTADOS 41
1.16 FILTRACIÓN DE AGUAS EMPLEANDO UN SAT (SOIL AQUIFER TREATMENT)
44
2.1 POBLACIÓN URBANA Y RURAL CON COBERTURA DE AGUA POTABLE HASTA 2005
54
2.2 PRINCIPALES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES, 2009
55
3.1 MEJORA CONTINUA DE LA SOLUCIÓN VIVIENTE CREADA BAJO LA METODOLOGÍA BREAKTHROUGH THINKING
63
4.1 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL RECURSO HÍDRICO, POR RHA, 2009 70
4.2 APORTACIÓN AL PIB POR RHA, 2008 74
4.3 COMPONENTES DEL CICLO HIDROLÓGICO REGIONAL 75
4.4 USOS CONSUNTIVOS DEL AGUA Y SUS FUENTES DE SUMINISTRO PARA LA RHA XIII (hm
3/AÑO)
77
4.5 PRINCIPALES SUBREGIONES Y CUENCAS DE LA RHA IV BALSAS 81
4.6 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL RECURSO HÍDRICO EN LA RHA IV, VII Y XIII
82
4.7 DISPONIBILIDAD DE AGUAS SUPERFICIALES DE LA RHA IV BALSAS 82
4.8 GRADO DE ALTERACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS CUENCAS Y NIVEL DE PRESIÓN ESPERADO
83
5.1 TECHOS PLANOS EN LA CIUDAD DE MÉXICO 90
5.2 FLUJO DE ENTRADA Y SALIDA 91
5.3 HUMEDAL EN CONJUNTO CON UN TECHO VERDE 93
5.4 MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE 96
5.5 DISEÑO INICIAL DE CANAL PARA CAPTAR AGUA PLUVIAL 99
5.6 CAMELLON EN LA ZMVM 100
5.7 CAMBIO DE FUNCIONES EN ÁREAS VERDES PÚBLICAS 100
5.8 APROVECHAMIENTO DE ZONAS URBANAS PARA INFILTRACIÓN DE AGUA PLUVIAL EN CERROS
101
5.9 RED DE INFILTRACIÓN: CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL E INFILTRACIÓN EN ÁREAS VERDES
102
6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL RECURSO HÍDRICO EN VIVIENDAS
106
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA VI
6.2 USO INICIAL DEL AGUA, EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO
108
6.3 GRÁFICO COMPARATIVO AL FINAL DE LA PRIMERA ETAPA DE APLICACIÓN DEL MODELO
110
6.4 NUEVO BAÑO DE DOBLE DESCARGA 111
6.5 APLICACIÓN INICIAL DEL MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE 113
6.6 BENEFICIOS EXTRA DEL JARDÍN SUSTENTABLE 114
6.7 PRIMER JARDINERA QUE AYUDA A INFILTRAR EL AGUA PLUVIAL 115
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA VII
ÍNDICE DE TABLAS No. De
Fig. Título Pág.
1.1 EVOLUCIÓN DE LOS PARADIGMAS HÍDRICOS URBANOS 12
1.2 COMPARACIÓN ENTRE EL PARADIGMA HÍDRICO ANTIGUO Y EL EMERGENTE
15
1.3 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN HUMEDAL SUBSUPERFICIAL 30
1.4 RENDIMIENTO DEL SISTEMA DE FILTROS PLANTADOS 41
1.5 APORTACIÓN AL PIB NACIONAL POR RHA 67
1.6 AGUA RENOVABLE PER CÁPITA Y ACUÍFEROS SOBREEXPLOTADOS POR RHA
69
1.7 POBLACIÓN RURAL Y URBANA DE LOS ESTADOS QUE CONFORMAN LA ZMVM
72
1.8 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE MÉXICO, 2008
79
1.9 PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN DE LA REGIÓN IV BALSAS, POR SUBREGIÓN DE PLANEACIÓN, 2007-2030, HABITANTES
82
1.10 TECNOLOGÍAS Y TÉCNICAS REQUERIDAS PARA APLICAR LAS SOLUCIONES PARCIALES
103
1.11 PRIMER CLASIFICACIÓN DE LOS EFLUENTES EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO
109
1.12 PRIMER CLASIFICACIÓN EN REQUERIMIENTOS DE AGUA POTABLE 109
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GLOSARIO DE TÉRMINOS
Acuífero. Formación geológica o conjunto de formaciones geológicas hidráulicamente conectados
entre si, por las que circulan o se almacenan aguas del subsuelo que pueden ser extraídas para su
explotación, uso o aprovechamiento y cuyos límites laterales y verticales se definen
convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales del
subsuelo.
Agua renovable. Cantidad máxima de agua que es factible explotar anualmente. El agua
renovable se calcula como el escurrimiento superficial virgen anual, más la recarga media anual de
los acuíferos, más las importaciones de agua de otras regiones o países, menos las exportaciones
de agua a otras regiones o países.
Aguas residuales. Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos
público urbano, doméstico, industrial, comercial, de servicios, agrícola, pecuario, de las plantas de
tratamiento y en general de cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas.
Asignación. Título que otorga el Ejecutivo Federal para realizar la explotación, uso o
aprovechamiento de las aguas nacionales, a los municipios, a los estados o al Distrito Federal,
destinadas a los servicios de agua con carácter público urbano o doméstico.
Capacidad total de una presa. Volumen que puede almacenar una presa al Nivel de Aguas
Máximas Ordinarias o de Operación (NAMO).
Cobertura de agua potable. Porcentaje de la población que habita en viviendas particulares que
cuenta con agua entubada dentro de la vivienda, dentro del terreno o de una llave pública o
hidrante. Determinado por medio de los Censos y Conteos que realiza el INEGI y estimaciones de
la Conagua para años intermedios.
Cobertura de alcantarillado. Porcentaje de la población que habita en viviendas particulares, cuya
vivienda cuenta con un desagüe conectado a la red pública de alcantarillado, a una fosa séptica, a
un río, lago o mar, o a una barranca o grieta. Determinado por medio de los Censos y Conteos
que realiza el INEGI y estimaciones de la Conagua para años intermedios.
Cultura del Agua. Conjunto de costumbres, valores, actitudes y hábitos que un individuo o una
sociedad tienen con respecto a la importancia del agua para el desarrollo de todo ser vivo, la
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disponibilidad del recurso en su entorno y las acciones necesarias para obtenerla, distribuirla,
desalojarla, limpiarla y reutilizarla.
Cuerpo receptor. La corriente o depósito natural de agua, presas, cauces, zonas marinas o bienes
nacionales donde se descargan aguas residuales, así como los terrenos en donde se infiltran o
inyectan dichas aguas, cuando puedan contaminar los suelos, subsuelo o los acuíferos.
Disponibilidad natural media. Volumen total de agua renovable superficial y subterránea que
ocurre en forma natural en una región.
Distrito de Riego. Área geográfica donde se proporciona el servicio de riego mediante obras de
infraestructura hidroagrícola.
Escurrimiento natural medio superficial. Parte de la precipitación media histórica que se
presenta en forma de flujo en un curso de agua.
Explotación. Aplicación del agua en actividades encaminadas a extraer elementos químicos u
orgánicos disueltos en la misma, después de las cuales es retornada a su fuente original sin
consumo significativo.
Extracción de agua subterránea. Volumen de agua que se extrae artificialmente de una unidad
hidrogeológica para los diversos usos.
Extracción de agua superficial. Volumen de agua que se extrae artificialmente de los cauces y
embalses superficiales para los diversos usos.
Grado de presión sobre el recurso hídrico. Un indicador porcentual de la presión a la que se
encuentra sometida el recurso agua y se obtiene del cociente entre el volumen total de agua
concesionada y el agua
renovable.
Huella hídrica. La suma de la cantidad de agua que utiliza cada persona para sus diversas
actividades y la que es necesaria para producir los bienes y servicios que consume. Incluye agua
azul y agua verde.
Humedales. Las zonas de transición entre los sistemas acuáticos y terrestres que constituyen
áreas de inundación temporal o permanente, sujetas o no a la influencia de mareas, como
pantanos, ciénagas y marismas, cuyos límites los constituyen el tipo de vegetación hidrófila de
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presencia permanente o estacional; las áreas en donde el suelo es predominantemente hídrico; y
las áreas lacustres o de suelos permanentemente húmedos por la descarga natural de acuíferos.
Humedal construido. Sistemas de depuración constituidos por lagunas o canales poco profundos,
de menos de 1 metro, plantados con vegetales propios de las zonas húmedas y en los que los
procesos de descontaminación tienen lugar mediante las interacciones entre el agua, el sustrato
sólido, los microorganismos, la vegetación e incluso la fauna.
Localidad rural. Localidad con población menor a 2,500 habitantes, y que no es cabecera
municipal.
Localidad urbana. Localidad con población igual o mayor a 2,500 habitantes, o que es cabecera
municipal, independientemente del número de habitantes.
Nivel de Aguas Máximas Ordinarias (NAMO). Para las presas, coincide con la elevación de la
cresta del vertedor en el caso de una estructura que derrama libremente; si se tienen compuertas,
es el nivel superior de éstas.
Organismo operador. Entidad encargada del suministro de agua potable y saneamiento en una
localidad.
Paradigma. 1) Un arquetipo o ejemplo sobresalientemente claro o típico (Webster) 2) El patrón
total de percepción, conceptualización, acto, validación, y evaluación asociado con una imagen
particular de la realidad que prevalece en la ciencia o una rama de ella. (Kuhn) 3) Un modelo
teórico que explica un tipo de conducta social (Diccionario de Antropología) 4) El patrón que
permanece debajo del proceso de construcción de teorías y explicaciones y que afectan la forma
del cuerpo de conocimiento dentro de un dominio social.
Precipitación. Agua en forma líquida o sólida, procedente de la atmósfera, que se deposita sobre
la superficie de la tierra; incluye el rocío, la llovizna, la lluvia, el granizo, el aguanieve y la nieve.
Producto Interno Bruto. El valor total de los bienes y servicios producidos en el territorio de un
país en un periodo determinado, libre de duplicidades.
Recarga artificial. Conjunto de técnicas hidrogeológicas aplicadas para introducir agua a un
acuífero, a través de obras construidas con ese fin.
Recarga media. El volumen medio anual de agua que ingresa a un acuífero.
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Recarga natural. La generada por infiltración directa de la precipitación pluvial, de escurrimientos
superficiales en cauces o del agua almacenada en cuerpos de agua.
Recarga total. Volumen de agua que recibe una unidad hidrogeológica, en un intervalo de tiempo
específico.
Región hidrológica. Área territorial conformada en función de sus características morfológicas,
orográficas e hidrológicas, en la cual se considera a la cuenca hidrológica como la unidad básica
para la gestión de los recursos hídricos.
Reúso. La explotación, uso o aprovechamiento de aguas residuales con o sin tratamiento previo.
Riego. Aplicación del agua a cultivos mediante infraestructura, en contraposición a los cultivos que
reciben únicamente precipitación. Estos últimos son conocidos como cultivos de temporal.
Saneamiento. Recogida y transporte del agua residual y el tratamiento tanto de ésta como de los
subproductos generados en el curso de esas actividades, de forma que su evacuación produzca el
mínimo impacto en el medio ambiente.
Sistema de agua potable y alcantarillado. Conjunto de obras y acciones que permiten la
prestación de servicios públicos de agua potable y alcantarillado, incluyendo el saneamiento,
entendiendo como tal la conducción, tratamiento, alejamiento y descarga de las aguas residuales.
Sustentabilidad. 1. Brundtland (1987): el desarrollo que satisface las necesidades de las
generaciones presentes sin comprometer la capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus
propias necesidades. 2. Harwood (1990): La agricultura sustentable es un sistema que puede
evolucionar indefinidamente para lograr una utilidad, eficiencia de recursos, y balance ambiental
mejores, en beneficio del hombre y la mayoría de especies. 3. Pearce, Makandia & Barbier (1989):
El desarrollo sustentable involucra diseñar un sistema social y económico, el cual asegure que sus
propósitos pueden mantenerse en el tiempo. 4. Conway & Barbier (1990): Definimos la
sustentabilidad en agricultura como la habilidad de mantener la productividad, ya sea como campo
o granja o nación. 5. Daly (1991): La falta de una defición precisa del término “desarrollo
sustentable” no es del todo malo. Ha permitido un consenso considerable para que evolucione en
el apoyo a la idea de que es moral y económicamente incorrecto tratar el mundo como un negocio
en remate. 6. UNEP (1991): El desarrollo sustentable, crecimiento sostenible, y uso sustentable
han sido empleados de manera intercambiable, como si sus significados fueran los mismos. No lo
son. El crecimiento sostenible es una contradicción en cuanto a términos: nada físico puede crecer
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS IPN
ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XII
indefinidamente. El uso sustentable es solamente aplicable a los recursos renovables. El desarrollo
sostenible es usado en esta estrategia con el propósito de: mejorar la calidad de la vida humana
mientras se vive dentro de la capacidad de los ecosistemas. 8. World Wide Fund for Nature WWF:
Vivir dentro de los límites del ambiente natural sin comprometer las necesidades de futuras
generaciones. Pearce (1993): Desarrollo sustentable esta relacionado con el desarrollo de una
sociedad donde los costos de desarrollo no son transferidos a las generaciones futuras, o al
menos, un intento es hecho para compensar tales costos.
Vivienda. Espacio delimitado normalmente por paredes y techos de cualquier material, con
entrada independiente, que se utiliza para vivir, esto es, dormir, preparar los alimentos, comer y
protegerse del ambiente. (Se considera como entrada independiente al acceso que tiene la
vivienda por el que las personas pueden entrar o salir de ella sin pasar por el interior de los cuartos
de otra). Cabe mencionar que cualquier espacio delimitado que en el momento del Censo se utilice
para alojamiento, aunque haya sido construido para un fin distinto al de habitación (faros, escuelas,
cuevas, bodegas, tiendas, fábricas o talleres), se considera como vivienda; sin embargo, los
locales que hayan sido construidos para habitación pero que en el momento del Censo se destinan
para usos distintos no se consideran como vivienda. Para el XII Censo General de Población y
Vivienda 2000, las viviendas se diferencian en particulares y colectivas.
Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). SEDESOL, INEGI, CONAPO (2004): El
conjunto de dos o más municipios donde se localiza una ciudad de 50 mil o más habitantes, cuya
área urbana, funciones y actividades rebasan el límite del municipio que originalmente la contenía,
incorporando como parte de sí misma o de su área de influencia directa a municipios vecinos,
predominantemente urbanos, con los que mantiene un alto grado de integración socioeconómica;
en esta definición se incluye además a aquellos municipios que por sus características particulares
son relevantes para la planeación y política urbanas. Adicionalmente, se definen como zonas
metropolitanas todos aquellos municipios y delegaciones que contienen una ciudad de un millón o
más habitantes, así como aquéllos con ciudades de 250 mil o más habitantes que comparten
procesos de conurbación con ciudades de Estados Unidos de América.
El anterior glosario de términos ha sido sacado de las siguientes fuentes:
1. CONAGUA, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
2. CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del
Valle de México, SEMARNAT, México, 2011
3. INEGI, (2011), Glosario completo,
http://www.inegi.org.mx/est/contenidos/espanol/rutinas/glogen/default.aspx?t=cp&s=est&c=
10249, (02-09-2012)
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XIII
4. Francois, C., Diccionario de teoría general de sistemas y cibernetica: conceptos y términos,
International Society for the Systems Sciences, Argentina, 1992
5. Joan G., Angélica C., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño,
Construcción y Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España,
2008.
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS IPN
ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XIV
NOMENCLATURA
UICN Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza
PNUMA Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente
WWF World Wide Fund for Nature
ONU Organización de Naciones Unidas
SEMARNAT Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales
CONAGUA Comisión Nacional del Agua
CMMAD Comisión Mundial para el Medio Ambiente y el Desarrollo
RHA Región Hidrológico Administrativa
SUDS Sustainable Urban Dainage Systems
BMP Best Management Practices
SAT Soil Aquifer Treatment
SCAPT Sistema de Captación de Agua Pluvial en Techos
CO2 Dióxido de carbono
CH4 Gas Metano
N2O Óxido nitroso
IPCC Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático
ZMVM Zona Metropolitana del Valle de México
cm Centímetro
m3/habitante/año Metro cúbico por habitante por año
hm3 Hectómetro cúbico
hm3/año Hectómetro cúbico por año
kg Kilogramo
km3 Kilómetro cúbico
l Litro
l/s Litro por segundo
m Metro
m3 Metro cúbico
W Watt
DQ Demanda Química
NO2 Dióxido de Nitrógeno
NH4 Amonio
Ulog Unidad logarítmica
SSP Sólidos Suspendidos Totales
DBOn Demanda Bioquímica de Oxígeno
K/año Kelvin por año
l/24hrs Litros por 24 horas
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS IPN
ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XV
INTRODUCCIÓN
Con el nacimiento de la primera Revolución Industrial, el crecimiento de las zonas urbanas se
aceleró gracias al desarrollo de nueva tecnología que permitió explotar y transformar más
rápidamente los recursos del planeta, contaminando parte de los mismos. Pero en nuestros días,
conforme es más intensiva la extracción y uso de estos últimos, se ha hecho necesario replantear
la forma en cómo se realiza el proceso de expansión humana en la tierra, analizando sus
repercusiones negativas sobre los recursos naturales, comenzando por el recurso hídrico, el cual
es de vital importancia para su existencia.
Con el desarrollo del concepto de sustentabilidad, el aumento de la globalización, el crecimiento de
las zonas urbanas, el Cambio Climático mundial y el desarrollo de nuevas tecnologías, los
problemas relacionados al recurso hídrico, como son el gasto energético y la seguridad alimentaria,
se han diversificado y hecho más próximos, generando de ésta forma una problemática que no
puede ser abatida con los modelos típicos de solución basados en el tecnocentrismo.
Por lo anterior, en este trabajo se abordan diversos paradigmas o modelos relacionados a la
gestión del recurso hídrico en el mundo, para ayudar a tener una visión más clara sobre por qué se
eligen ciertas soluciones para abatir la problemática hídrica, y cómo es que esta última se identifica
bajo un contexto determinado, teniendo el propósito de obtener las bases para descartar o
reafirmar la elección de algunas soluciones que ayuden a lograr el manejo integral y sustentable
del recurso hídrico en México.
Finalmente, se realiza un primer modelo para la gestión del recurso hídrico a nivel local, que
considera la captación, uso, reuso, e infiltración del agua, por medio de la integración de pequeñas
soluciones que, en su conjunto, ayuden a cerrar el ciclo hidrológico en zonas urbanas,
considerando las características propias de la región. Para lograrlo se hace uso de la metodología
sistémica Breakthrough Thinking a lo largo de ésta investigación.
A continuación se hace una breve descripción del documento de la Tesis:
Capítulo 1. Este apartado busca entender el paradigma actual de la sustentabilidad así como sus
diversas vertientes. Como parte de lo anterior, se hace una revisión del contexto temporal y
espacial que le dieron origen al concepto, así como sus diversas formas de aplicación actual en
forma de tecnologías y proyectos, para, de ésta forma, tener una visión amplia de la
sustentabilidad. El propósito es adquirir bases a partir de las cuales se planteen soluciones
sustentables al final de este trabajo.
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XVI
Capítulo 2. El objetivo de este capítulo es conocer los antecedentes de la sustentabilidad hídrica en
México, así como algunas de las soluciones planteadas a lo largo de la historia, para ayudar a
comprender el enfoque actual bajo el cual se plantean problemáticas y soluciones hídricas en el
país.
Capítulo 3. En este capítulo se da una breve explicación de la Teoría General de Sistemas,
además se listan una serie de conceptos que forman parte de la base para el desarrollo de este
trabajo de investigación, así como para plantear un esquema general de aprovechamiento de
recursos en materia hídrica. Finalmente, se hace una descripción de la metodología Breakthrough
Thinking empleada en el desarrollo de este trabajo y para obtener modelos que ayuden a
aprovechar mejor el recurso hídrico.
Capítulo 4. Dentro de este apartado se analiza la situación actual por la que atraviesa la Región
Hidrológico Administrativa XIII, dentro de la cual se encuentra la Zona Metropolitana del Valle de
México, que incluye al Distrito Federal, la cual es la zona urbana más importante del país que, al
mismo tiempo, consume recursos hídricos intensivamente. De manera general, se analiza el
sistema de abastecimiento hídrico del D.F., siendo un ejemplo representativo de las soluciones
planteadas en la actualidad dentro del país.
Capítulo 5. Dentro de este capítulo se plantean principios para el desarrollo de soluciones hídricas
de zonas urbanas de México, que después puedan integrarse para que, en conjunto, se maneje
más integralmente el recurso hídrico.
Capítulo 6. Este capítulo integra las soluciones desarrolladas en el capítulo 5, dentro de un modelo
integral de manejo del recurso hídrico que incluye su uso, reuso, tratamiento, infiltración y
captación.
Capítulo 7. En este último capítulo se plantean los resultados, conclusiones y recomendaciones
desprendidas de este trabajo de investigación.
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ANTECEDENTES
Desde que los centros urbanos aceleraron su crecimiento, concentrando una mayor población y
consumiendo recursos más intensivamente, comenzaron a surgir pensamientos que reflexionaban
sobre los daños a la sociedad y al ambiente, cuestiones que irían evolucionando junto con el
desarrollo tecnológico. Estas primeras preocupaciones se verían reflejadas en movimientos
ambientalistas que, en conjunto con sucesos históricos, derivarían en el concepto de
sustentabilidad propuesto por Gro Harlem Brundtland, el cual pondría bajo el mismo techo a las
áreas política, ambiental, social y económica, a nivel internacional. Desde entonces, diversos
países se han comprometido para poner en práctica la sustentabilidad, aunque no todos lo
interpretan de la misma manera, de tal forma que destacan cuatro corrientes: sustentabilidad débil,
sustentabilidad fuerte, ecología social y el socialismo sustentable.
Actualmente, el crecimiento de la población y de las zonas urbanas en el mundo, ha obligado a
replantear el manejo de aquellos elementos necesarios para el hombre que se encuentran en
cantidades reducidas, comenzando por el recurso hídrico, ya que su demanda aumenta, así como
las exigencias en calidad. Por lo anterior, y en conjunto con el paradigma de la sustentabilidad, se
han desarrollado tecnologías, proyectos, y modelos, entre otras cuestiones, que ayudan a utilizarlo
eficiente y eficazmente, destacándose diversos países como Francia, Estados Unidos, Israel y
Canadá.
En el caso de México, y en especial del Distrito Federal, capital y sede del país, la problemática
hídrica que incluye sobreexplotación de mantos acuíferos, contaminación de aguas superficiales,
gasto excesivo de energía en la importación y desecho del agua, cambio de uso de suelos, así
como un bajo nivel de coordinación y cooperación entre sociedad y gobierno, entre otras
cuestiones, ha llevado a reconsiderar el modelo de manejo del recurso hídrico que actualmente se
emplea, para adoptar uno que contribuya a lograr un uso más sustentable del recurso.
El cambio de paradigma hídrico, así como el establecimiento de soluciones que permitan ser
aplicadas por la mayoría de la población, forman parte de un conjunto de elementos que
promoverían la participación de los usuarios para manejar más eficientemente el recurso,
ayudando a solucionar la problemática hídrica de cierta región.
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JUSTIFICACIÓN
El crecimiento de las zonas urbanas en nuestro país, así como en el resto del mundo, se ha
acelerado de tal forma que, durante la década de los 50’s, alrededor del 43% de la población en
México vivía en ellas, mientras que durante el 2010 esta cifra aumentó a casi el 78%. Aquí el agua
usada genera más riqueza, pero las zonas rurales consumen la mayor parte del recurso hídrico,
teniendo que la agricultura y la ganadería, dos de sus actividades más importantes, ocupan
alrededor del 77% del agua a nivel nacional. Esta competencia en la repartición del recurso, y bajo
el contexto de México como una nación en crecimiento, obliga a encontrar soluciones alternativas
al modelo hídrico lineal que se ocupa actualmente, para ayudar a reducir esta tensión. Asimismo,
bajo los efectos del Cambio Climático, se pronostica una redistribución del agua, de tal forma que
pueden aumentar las sequías, pero también la intensidad de las lluvias. Por los dos aspectos
anteriores, tanto el económico como el climático, siendo algunos de los más sobresalientes, se
requieren establecer formas de gestionar el recurso hídrico integralmente, promoviendo una mayor
eficiencia y eficacia en los procesos relacionados al manejo del agua, comenzando nosotros por el
manejo en las zonas urbanas.
De estas últimas, la más importante en nuestro país es la Ciudad de México, que se encuentra
dentro de la Región Hidrológico Administrativa XIII, la cual se cataloga, de acuerdo con
CONAGUA, como tipo 1 o Muy Alta, por su aporte al PIB nacional, siendo de alrededor del 20.72%
durante el año 2009. Aquí también se presentan características representativas de las zonas
urbanas, como son la sobreexplotación del recurso hídrico, así como la contaminación del mismo,
además de gastar grandes cantidades en energía en sus procesos de suministro, uso, desecho y
tratamiento. De encontrar alternativas para manejar eficientemente el agua en estas zonas, que
ayuden a reducir el desgaste hídrico y energético que existe en la región, y que incluyan a los
usuarios, se beneficiaría a su población, al contribuir a asegurar a que en el corto, mediano y largo
plazo, se tenga un aporte constante y de calidad del recurso, y así mantener las actividades
económicas que ahí se desarrollan, y que son tan importantes para el crecimiento del país,
además de ahorrar recursos que se pueden invertir en otras áreas.
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XIX
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVO GENERAL: Definir un conjunto de soluciones sustentables y construir un modelo
integral que abarque desde la captación del agua de lluvia, su uso parcial, su tratamiento parcial y
reuso del agua en diferentes calidades, hasta llegar a la recarga de los mantos freáticos con los
volúmenes remanentes; todo ello apoyado en proyectos estratégicos que sean aceptados por la
comunidad por una cultura del agua en las zonas urbanas.
OBJETIVOS PARTICULARES
1. Analizar el estado del arte de la captación, distribución, tratamiento e infiltración del agua
de lluvia.
2. Diagnosticar la problemática del agua en el Distrito Federal.
3. Definir estrategias y proyectos estratégicos para la captación y aprovechamiento de la
lluvia en zonas urbanas del Distrito Federal.
4. Proponer estrategias para aprovechar el cambio gradual de la cultura en torno al agua en
el Distrito Federal y en las zonas urbanas de la Ciudad de México.
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 1
1. LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN EL
PANORAMA MUNDIAL
1.1 HISTORIA Y DESARROLLO DEL CONCEPTO DE SUSTENTABILIDAD
Durante las últimas décadas del siglo XX y comienzos del XXI el rápido crecimiento del interés de
la gente hacia el ambiente ha dado lugar a la generación de un concepto conocido a nivel global
como sustentabilidad o sostenibilidad, que parte de la idea de que los recursos del planeta son
limitados, y por lo tanto, no deben demandarse más bienes de los que la naturaleza puede ofertar,
ni tampoco generar más contaminantes de los que el planeta puede procesar dentro de periodos
convenientes para el hombre. Este concepto tiene sus antecedentes en la expansión de la
revolución industrial al traer, esta última, consecuencias negativas a la naturaleza y a la sociedad
que resultaron en diversos pensamientos críticos, los cuales contribuyeron a forjar la
sustentabilidad como actualmente la conocemos. Dichos pensamientos surgieron en el siglo XIX, y
a grandes rasgos, se caracterizaban por realizar, por un lado, una crítica naturalista en contra de la
destrucción de la naturaleza, y por otro, una crítica social, por los efectos sociales nocivos de la
industrialización y la colonización [Foladori et al., 2005]. Lo anterior, sumado a la idea de una
profunda transformación social, fue evolucionando y ganando influencia hasta convertirse en el
movimiento de sostenibilidad [Interciencia, 1997].
Entre estos primeros movimientos y los que ocurrieron hasta el día de hoy, existen cambios
económicos, sociales y ecológicos que forjaron la conciencia ambientalista actual. Destacan la
transformación de una producción a nivel local, a una producción y consumo en masa por medio
de la generalización del taylorismo-fordismo que se extendió hasta finales de los años sesenta y
detonó un desarrollo económico sin precedentes [Coriat, 2001]; otro cambio fue la transición del
uso del carbón y la máquina de vapor al empleo del petróleo y la electricidad como principales
fuentes de energía, lo que generó un cambio radical en el empleo de los recursos naturales y sus
efectos sobre la naturaleza. Bajo este marco un momento clave fue en 1945 con la detonación de
las dos bombas atómicas, que mostraron ser una amenaza planetaria inédita generada por la
misma humanidad, abriendo un nuevo panorama acerca de los alcances de las acciones del
hombre en la tierra [Environment Canada, 2004].
Entre 1949 y 1972 los temas ecológicos fueron tratados en la UNESCO que auspició un programa
de estudios interdisciplinarios sobre las consecuencias de las actividades humanas, el cual culminó
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 2
en la Conferencia Internacional de la Biosfera, celebrada en París en 1968, en donde se planteó la
idea de promover un encuentro mundial sobre el medio ambiente.
Todos esos esfuerzos fueron parciales ya que tenían metas y alcances diversos, sin una visión
integrada a nivel mundial, hasta que en 1972 en la Conferencia Mundial sobre el Medio Humano,
en Estocolmo, Suecia, representantes de 113 países se reunieron y plantearon, por vez primera, el
problema ambiental dentro del área política internacional, tratando de hacer posible el crecimiento
económico tradicional junto con la protección a la naturaleza dentro de una planeación integrada
[UNEP, 2012]. Por otro lado, producto de esta reunión, se creó el Programa para las Naciones
Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) con sede en Nairobi.
Dentro de estas conferencias iniciales se hicieron notar distintas visiones entre los países, ya que
los más prósperos ponían énfasis en los problemas causados por la acelerada industrialización y
urbanización, así como en el agotamiento de los recursos naturales, mientras que los menos
desarrollados se mostraban indiferentes ante estos asuntos [Foladori et al., 2005]. Producto de
estas reuniones resultaron propuestas como la de aplicar tecnologías limpias para reducir la
contaminación, así como limitar el crecimiento poblacional para aminorar la tensión sobre los
recursos naturales, ideas que dejarían un precedente para servir, más tarde, como herramientas
en el esquema de desarrollo sustentable.
Pero las preocupaciones ambientales, al igual que sus respectivas soluciones tenían también otros
propósitos, ya que las naciones avanzadas alegaban que los recursos naturales debían ser
tratados como “patrimonio de la humanidad” [Foladori et al., 2005], quitándoles el derecho a los
países en desarrollo de manejar sus propios bienes para ser gestionados por el “mundo”. Desde
esta visión se permitiría la entrada a las naciones ricas de administrar tales bienes naturales para
que “todas la personas pudieran compartir los beneficios de tal empleo”. Por otro lado, las naciones
prósperas ya vislumbraban una disminución en sus tasas de natalidad, pronosticando una
reducción de poder económico e influencia a nivel mundial, pero además, la mayor parte de
habitantes en el mundo se concentraba en países subdesarrollados, como hasta la fecha continúa
siéndolo, lo que daba como resultado que las medidas que se proponían deberían ser aplicadas
principalmente para limitar el crecimiento poblacional de países en desarrollo, lo que al mismo
tiempo permitiría reducir la amenaza de que alguna nación emergente alcanzara y rebasara
económicamente a una nación desarrollada.
Más tarde a finales de los 70 el tema ambiental comenzó a tomar mayor seriedad y con ello
surgieron distintas corrientes de pensamiento y propuestas de solución para los problemas
ecológicos, las cuales estaban influenciadas por los movimientos ecologistas de los 60, estudios
ambientales más detallados y, finalmente, por la política internacional que ahora estaba
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involucrada de manera más profunda en temas ambientales. De aquí es que surgen tres vertientes
ambientales importantes; una corriente ecologista conservacionista que se ve reflejada en trabajos
hechos por biólogos y ecólogos y que resultan en la tesis de los límites físicos y la tesis de
crecimiento cero formulada en el Primer Informe al Club de Roma; una corriente desarrollista o de
ambientalismo moderado, que se expresa en la Declaración sobre el Medio Humano de la ONU, en
Estocolmo; y una corriente crítica humanista que plantea una alternativa al orden económico
dominante, mostrada en la propuesta de ecodesarrollo [Foladori et al., 2005]
La importancia de cada una de estas corrientes está en su contribución histórica hecha para
acuñar el término de sustentabilidad, y por otro lado, en la influencia que tienen en la actualidad al
momento de interpretarla, y la manera en que se lleva a la práctica. A continuación explicaremos
cada una de estas corrientes.
1.1.1 Tesis de límites físicos y la propuesta de crecimiento cero
La tesis de límites físicos fue referida en un reporte encargado al MIT por parte del Club de Roma,
en el año de 1972 [CR, 2009], y menciona que la tierra tiene recursos finitos, por lo que “…si el
actual incremento de la población mundial, la industrialización, la contaminación, la producción de
alimentos y la explotación de los recursos naturales se mantiene sin variación, alcanzará los límites
absolutos de crecimiento en la tierra durante los próximos cien años” [Donella et al., 1972].
Ya anteriormente se tenía la idea que al ser el planeta un sistema con recursos finitos se debía
tomar como medida principal la de frenar el crecimiento poblacional. Nosotros podemos encontrar
antecedentes de esta propuesta en la teoría económica clásica con representantes como Thomas
Robert Malthus y David Ricardo, donde ambos llegaron a la conclusión que era debido controlar y
reducir la población.
Más recientemente, planteamientos destacados de la necesidad de crecimiento cero fueron
expresadas en El manifiesto por la superviviencia, de Goldsmith, el planteamiento de Los límites
del crecimiento, de Meadows, y The Population Bomb, de 1968, y Population, Resources,
Environment que junto con Anne H. Ehlrich publicó Paul Ehlrich en 1970.
Finalmente en el año de 1972 se da a conocer el informe del Club de Roma, Limits to Growth, el
cual tuvo la mayor difusión y repercusión en la conciencia actual, contribuyendo de manera clave a
que la problemática ambiental fuera tomada más seriamente dentro del área política, al mismo
tiempo que se viera desde un enfoque distinto al tradicional. Este informe fue el resultado de
analizar qué sucedía con el planeta tierra suponiendo dos escenarios diferentes, a los cuales les
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llamaron World-2 y World-3, y que fueron manejados por medio de un modelo global presentado
por Jay Forrester y Dennis Meadows, que incluía muchos de los elementos de la problemática que
les preocupaba. En el primero, los recursos naturales se terminaban y no se podían regenerar
debido a la cantidad de contaminantes en el ambiente; y en el segundo, también resultaba un
exceso de contaminación pero además escaseaban los alimentos, llegando a la conclusión de que
“…la aplicación de soluciones tecnológicas únicamente prolonga el periodo de crecimiento de la
población y de la industria, pero no eliminando los límites mismos de dicho crecimiento.” [Foladori
et al., 2005].
Es así que cada uno de los estudios antes realizados desde Malthus hasta Forrester y Meadows
concluyen que la mejor solución, en combinación con otras medidas, es la del crecimiento cero o
decrecimiento poblacional.
1.1.2 Ambientalismo moderado de la Declaración de Estocolmo
El ambientalismo moderado es una corriente que reconoce que existen conflictos en la forma como
se desempeña el modelo económico actual en relación a los procesos naturales, pero indica que
se pueden corregir aplicando las políticas correspondientes. Su representación histórica más clara
se encuentra en la declaración de Estocolmo aprobada por la ONU, la cual es el primer
antecedente de la formulación del objetivo de desarrollo sustentable que la ONU reafirmará en
1987 [Foladori et al., 2005].
El documento base de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente, reunida en
Estocolmo del 5 al 16 de junio de 1972, llamado “Only One Earth: the Care and Maintainance of a
Small Planet” es considerado el informe que hasta ese momento logró analizar con mayor precisión
los problemas ambientales a nivel mundial, para después emitir la conocida Declaración de
Estocolmo, que es un intento de carta magna sobre ecología y desarrollo, donde se definen tres
puntos esenciales que ayudarán a aliviar el conflicto inicial de las principales áreas involucradas
[Foladori et al., 2005], la ambiental, la política y la económica, impulsando un entendimiento
integral de la problemática para que fuera abordada y resuelta en foros de discusión entre líderes
mundiales.
El primer punto fue especificar que, aunque el problema ambiental se planteó desde un enfoque
ecocentrista, la ONU le dio un enfoque antropocentrista, donde el hombre es lo más importante;
en segundo lugar, no se menciona el crecimiento cero como forma de atacar la crisis ambiental,
por el contrario, especifica que el crecimiento es necesario para superar la pobreza; Y finalmente,
marca que los países pobres tienen derecho a decidir sobre sus recursos naturales, y no como
planteaban los países ricos, que dichos recursos fueran manejados como “patrimonio de la
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humanidad” con el fin de conservarlos. En el principio 21 la declaración dice: “De conformidad con
la Carta de las Naciones Unidas y con los principios del derecho internacional, los estados tienen el
derecho soberano de explotar sus propios recursos en aplicación de su propia política ambiental…”
En resumen la ONU como figura relevante a nivel internacional muestra su postura dejando en
claro que acepta los límites físicos sin llegar a ser alarmistas y plantea que el crecimiento puede
ser compatible con el cuidado ambiental, además de reconocer el derecho de todos los países de
usar sus propios recursos como aspecto de soberanía.
1.1.3 El humanismo crítico expresado en la propuesta de ecodesarrollo
Comencemos por explicar que el humanismo crítico es un movimiento en contra de las filosofías
con orientación científica, reusando los puntos de vista determinísticos de la naturaleza humana.
En esta corriente se argumenta que los seres humanos son únicos entre los seres de la naturaleza;
la esencia de la experiencia es fundamentalmente moral y ética; y el destino del hombre, aunque
sujeto a las leyes de la genética y moldeado por el ambiente, es esencialmente libre
[Encyclopaedia Britannica, 2012].
Este pensamiento se ve reflejado en el tema ambiental con la introducción de la propuesta de
ecodesarrollo, la cual surge como reacción a la tesis de los límites del crecimiento, divulgada por el
Club de Roma, y dentro del contexto de la Guerra fría, que enfrentaba a dos potencias
económicas; la Unión Soviética con un sistema comunista; y los Estados Unidos con un sistema
capitalista.
Habiendo explicado anteriormente la tesis de los límites físicos, ahora comentaremos brevemente
el contexto de la Guerra Fría y sus implicaciones con el ecodesarrollo. Este enfrentamiento
geopolítico e ideológico se desarrolló durante un periodo de tiempo muy largo desde 1945 hasta
1991 en el que se confrontaron dos ideologías económicas distintas: el comunismo y el
capitalismo. Durante esa época se propició la reflexión sobre las alternativas económicas que
tenían las naciones, principalmente las pobres, para desarrollarse, es aquí que el Movimiento de
Países no Alineados (MPNA), un grupo de Estados neutral a las dos superpotencias antes
mencionadas, se manifestó a favor de una tercer propuesta económica: el ecodesarrollo.
El término ecodesarrollo fue acuñado en 1973 [Varcárcel, 2006] durante la primera reunión del
consejo de administración del programa PNUMA por la secretario general de la conferencia
Maurice Strong con la idea de compatibilizar la economía con la ecología, centrándose en
“modelos” o “estilos” de desarrollo alternativos, autodeterminados y autocentrados. Esto significa
que, desde el punto de vista de los que, hasta ese momento, no tenían voz en el ámbito
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internacional, se establecerían estrategias políticas y económicas distintas a las realizadas por las
dos superpotencias, según cada nación lo considerara pertinente, y sin que hubiera intervención
externa principalmente de las potencias mundiales.
Los objetivos esenciales del ecodesarrollo son [Foladori et al., 2005]:
1. Satisfacción de las necesidades básicas;
2. Participación de la población implicada;
3. Preservación de recursos naturales y medio ambiente en general;
4. Elaboración de un sistema social garantizando empleo, seguridad social y respeto a otras
culturas;
5. Programa de educación;
6. Defensa de la separación de los países centrales y periféricos para garantizar el desarrollo
de los últimos.
Y sus principales características son:
1. Es una respuesta que justifica el crecimiento para el desarrollo y va en contra de las
visiones catastrofistas que planteaban la necesidad de detener el crecimiento económico y
poblacional.
2. Critica los patrones de consumo dominantes.
3. Critica los sistemas y escalas de producción
4. Critica los estilos tecnológicos
5. Incorpora ideas en boga como la autodeterminación (self-reliance)
6. Propone escalas de producción reducidas (Small is Beautiful)
7. Tiene una preferencia por los recursos renovables sobre los no renovables
8. Está a favor de tecnologías adecuadas o blandas.
Este modelo de desarrollo se divulgó en diversas reuniones internacionales en la que sus
delegados eran mayormente de países pobres que fueron, el seminario Founex (Suiza, 1971), la
Conferencia de Cocoyoc (México, 1974) y el seminario organizado por la Fundación Dag
Hmmarskjöld en 1975 [Foladori et al., 2005].
Sin embargo, después de la reunión de Cocoyoc en México, el jefe de la diplomacia
estadounidense Henry Kissinger manifestó su desaprobación en un telegrama enviado al
presidente del Programa de las Naciones Humanas para el Medio Ambiente, mencionando que
había que “retocar” dicho término junto con los textos productos de dicha reunión, mostrando
intereses y puntos de vista diferentes y radicalizados durante ese periodo en especial [Latouche,
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2009]. De esta manera, el ecodesarrollo no se mencionó más en estos foros, siendo sustituido
años más tarde por el término de sustentabilidad.
El ecodesarrollo, a pesar de su amplia difusión, no pudo convencer de su viabilidad como modelo,
debido, en gran parte, a que las propuestas de solución hechas no vinculaban las áreas ambiental,
económica y política dentro de un plan estratégico para llevarlo a la práctica [Foladori et al., 2005],
sino que, en el mejor de los casos, era un método para encontrar la solución o soluciones de forma
“individual” según las circunstancias de cada país. Aunque el obstáculo principal como se
mencionaba anteriormente fue la falta de postura hacia una de las dos superpotencias en conflicto,
lo que dificultó su aprobación en el área internacional, siendo ésto, el factor más relevante que
provocó fuera relegado.
Sin embargo, la trascendencia de esta propuesta está en que fue un planteamiento con una visión
diferente a aquella de las potencias mundiales, siendo considerado por diversos autores como el
antecesor más próximo del esquema de sustentabilidad actual.
1.1.4 La propuesta Brundtland de desarrollo sustentable
En esta última parte hemos explicado cómo el área de la política internacional quiso, en una
primera etapa, conciliar los objetivos económicos con los ambientales por medio de una serie de
propuestas basadas en tres corrientes de pensamiento; la propuesta del crecimiento cero; la
propuesta de la Declaración sobre el Medio Humano de la ONU en Estocolmo; y la propuesta que
los países no alineados formulan como ecodesarrollo. No obstante, ningún modelo de los ya
mencionados mostró preeminencia, ni se aplicó de forma generalizada para llegar a la
compatibilidad económico-ecológica que se deseaba. Entonces, en una segunda etapa, se llega a
un acuerdo común que deriva en la propuesta Brundtland y el concepto moderno de
sustentabilidad.
En 1980, se publica la Estrategia Mundial para la Conservación (UICN/PNUMA/WWF), subtitulada
“La conservación de los Recursos Vivos para el Logro de un Desarrollo Sostenible”, en la que se
afirma que el desarrollo es condición indispensable para la conservación, haciéndose especial
hincapié en la interdependencia entre ambos conceptos y acuñándose el término de desarrollo
sostenible.
Tiempo después en 1983 la Asamblea General de las Naciones Unidas crea la Comisión Mundial
para el Medio Ambiente y el Desarrollo (CMMAD) durante la XXXVIII Sesión de la ONU. Esta
Comisión se desempeñó como un órgano independiente en el sentido que sus miembros
trabajaban a nivel individual y no como representantes de sus gobiernos, teniendo como función
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 8
analizar el medio ambiente y el desarrollo a nivel mundial para posteriormente buscar estrategias
de desarrollo sostenible.
Bajo la presidencia de Gro Harlem Brundtland la CMMAD comenzó sus trabajos en 1984 y en
otoño de 1987 surgió el documento conocido como Nuestro Futuro Común o Informe Brundtland
que después de ser examinado por el Consejo Directivo del PNUMA, fue aprobado por la
Asamblea General de la ONU, en su XLII Sesión en 1987. En este documento se formaliza por
primera vez el desarrollo sustentable el cual es planteado como el desarrollo que satisface las
necesidades de las generaciones presentes sin comprometer la capacidad de futuras
generaciones de satisfacer sus propias necesidades.
El informe Brundtland adopta el planteamiento hecho en la Estrategia Mundial para la
Conservación de que desarrollo y medio ambiente no pueden verse de forma separada,
manejándolo como idea central en su informe [Foladori et al., 2005]. Al mismo tiempo, deja claro
que su objetivo no es cuidar el medio ambiente en sí mismo, sino proteger los intereses de la
sociedad por medio de la conservación de la naturaleza, diciendo que hay que preocuparse por
evitar que ese deterioro ambiental limite el desarrollo económico. Atenuar la pobreza y la
desigualdad son medios alcanzables por medio de una mayor participación social en la toma de
decisiones.
Si bien el desarrollo sustentable no establece un esquema concreto de solución, cuestión que fue
muy criticada en el ecodesarrollo, lo que sí logra es conciliar e integrar dentro de sus objetivos las
áreas política, económica, social y ambiental para, a partir de ello, conseguir que la propuesta se
acepte en el área de la política internacional, desde las organizaciones, los gobiernos y las
empresas, hasta la población en general.
Su aceptación universal no supuso la desaparición de diferentes intereses e interpretaciones, pero
sentó las bases para un cambio de enfoque que se continúa desarrollando hasta nuestros días.
1.2 PARADIGMA ACTUAL DE SUSTENTABILIDAD
Ya se ha explicado que el término “sustentable” llegó a conformarse después de reflexionar la
relación entre el hombre y la naturaleza donde parecía, por momentos, una lucha del ser humano
por dominar su ambiente, y que llegó a acentuarse con la llegada de la primera y segunda
revolución industrial, pero luego con la aparición de diversos sucesos a nivel global se alentó,
primero, la generación de una conciencia ambientalista en la sociedad, después, se logró que se
aceptara la idea, dentro del área política y económica, de que el cuidado a la naturaleza tenía que
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 9
ser tomado en consideración si se deseaba mantener un nivel de vida digno, y, finalmente, se
produjo un esquema que fue aceptado por la comunidad internacional: el desarrollo sustentable.
Sin embargo, la generación de este esquema, no es mas que el primer paso dentro de la
conciliación entre la sociedad humana y su medio ambiente, viniendo a continuación, una segunda
fase: la implementación. Los países que aceptan y están comprometidos con la sustentabilidad
están tomando acciones para poner en funcionamiento el esquema de desarrollo sustentable,
empero, esto se hace conforme la interpretación que ellos le den a la sustentabilidad, y es que, una
cosa es aceptar una idea, y otra es, que entre la diversidad de culturas, se conciba de la misma
manera.
La forma de pensamiento con la cual se interpreta la sustentabilidad da lugar, por un lado, al perfil
de la solución, sus objetivos y alcances, y por otro, plantea el rumbo y futuro de la sustentabilidad
como paradigma. Por esta razón es necesario conocer las corrientes de pensamiento
predominantes así como el enfoque más representativo de ellas. Estas son: 1) el ambientalismo
moderado con la sustentabilidad débil; 2) el ecologismo conservacionista con la sustentabilidad
fuerte; 3) el humanismo crítico con la ecología social y 4) el marxismo o socialismo sustentable
[Foladori et al., 2005].
1. El ambientalismo moderado representado por la sustentabilidad débil.
Esta forma de interpretación parte del punto de vista económico, y tiene como objetivo el
crecimiento de la región donde se implemente. Plantea que los productos y servicios
generados por la naturaleza denominados “stock de capital natural” son perfectamente
sustituibles por productos y servicios generados por el hombre, conocidos como “stock de
capital manufacturado”. Establece que es posible continuar indefinidamente el crecimiento
económico gracias a este “intercambio” de bienes y servicios pero considerando los
recursos naturales como escasos, lo que hace incluir y comenzar a valuar elementos
naturales antes ignorados dentro del área económica. En cuanto a temas sociales como la
pobreza, los toma en consideración sólo en la medida en que estos sean un problema para
el crecimiento económico teniendo como premisa atenuar sus efectos negativos sin atacar
el problema de fondo. Este tipo de sustentabilidad no cuestiona el modelo económico
actual sino solamente hace pequeñas modificaciones para “adaptarse” al objetivo de
mantener un “stock total” intacto (stock natural + manufacturado) por medio de la aplicación
de medidas y políticas reguladoras apoyado principalmente en la tecnología.
2. El ecologismo conservacionista representado por la sustentabilidad fuerte.
Esta interpretación también parte de la visión económica, pero tiene como objetivo la
protección a la naturaleza. A diferencia de la sustentabilidad débil, considera que no es
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posible el intercambio perfecto de productos y servicios entre naturaleza y hombre, debido
a que la materia prima para reemplazarlos se encuentra en la naturaleza misma, razón por
la cual la generación de productos por parte del hombre está limitada, resultando en un
crecimiento económico limitado. Por lo anterior se dice que el capital natural y
manufacturado no es intercambiable sino complementario. Como ilustración se menciona
que el factor limitador de las capturas pesqueras será la capacidad de reproducción de las
poblaciones de peces, y no el número de pesqueros. Se considera que la población y la
economía deben limitar su crecimiento, de manera que los países pobres crezcan solo
hasta compensarse con los países ricos, y que estos últimos decrezcan y transfieran
tecnología a los primeros. Propone un crecimiento cualitativo y no cuantitativo. Al tener un
objetivo de tipo ecológico, los temas sociales tampoco son su prioridad, aunque son
tomados con mayor consideración para mantener una estabilidad integral. Tampoco
propone un sistema económico alternativo, solamente establece medidas correctivas para
darle una nueva dirección al capitalismo.
3. La corriente humanista crítica en la ecología social.
Esta corriente se centra en la sustentabilidad social y no en la económica ni ecológica
como las dos anteriores. Su primer representante, fue el llamado ecodesarrollo, que dejó
un legado que ha dado lugar a otras propuestas, destacando entre ellas, la ecología social.
El planteamiento de ésta última según Murray Bookchin, uno de sus principales teóricos,
no es ni ecocentrista ni antropocentrista, es decir, no toma extremos en sus enfoques, aún
así retoma ciertos aspectos del fundamentalismo naturalista, defendiendo la
interdependencia entre especies en lugar del dominio del hombre sobre la naturaleza, y la
heterarquía en lugar de la jerarquía, fungiendo como principal reguladora de las relaciones
en el sistema social. Por otro lado, critica el crecimiento económico adjudicándolo a la
sociedad de mercado donde la competencia genera la necesidad de crecer y donde la
demanda es creada por el productor y no por el consumidor, generando productos como
los bienes suntuarios, por lo que propone límites para el mercado. Establece también que
la crisis ambiental no está directamente relacionada con el crecimiento poblacional al no
estar comprobada la correspondencia entre los países con alta tasa de natalidad y los que
consumen mayores cantidades de energía, materia prima y alimentos, refiriéndose
principalmente a las proporciones de consumo por persona en cada nación. Por último,
propone un cambio de sociedad, de una capitalista a una “sociedad ecológica” usando
como herramienta la educación.
4. El marxismo o socialismo ecológico.
Esta visión prioriza al hombre y a la sustentabilidad social. Hace una crítica al capitalismo
por usar recursos de producción con el menor costo posible para obtener la máxima
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ganancia en el menor tiempo. Debido a esto se provoca, por un lado, un ritmo acelerado en
el uso de recursos y de generación de desechos, que no le permiten a la naturaleza
renovarse efectivamente, y por otro, generan desempleo y pobreza extrema debido a la
sustitución de hombres por máquinas para tener el mayor rendimiento, por lo que los
límites no son tanto físicos sino sociales por la forma en que el hombre usa los recursos.
Además, considera que como el capitalismo genera un excedente de población, el
desempleo y la pobreza no pueden ser erradicados ya que forman parte de su
funcionamiento normal. En cuanto a la naturaleza considera que aunque el capital pueda
resolver los problemas ambientales físicos no implica que lo haga de manera general y
homogénea. Lo que propone como alternativa es un socialismo sustentable que permita un
nivel de vida semejante entre los individuos, y que termine con el consumismo. Al tener un
objetivo final de tipo antropocentrista, el ataque a la pobreza y desigualdad toman una gran
relevancia, considerando las áreas económica, política y ambiental como medios para
lograrlo.
De las vertientes anteriores, que no son las únicas, pero sí las más representativas, las que están
ganando mayor relevancia en el debate actual son la sustentabilidad débil y la sustentabilidad
fuerte, donde ninguna de las dos representa un planteamiento nuevo respecto a la forma como se
maneja la economía moderna, siendo, mas bien, formas de regular sus “excesos”.
Ahora, debemos destacar que la política ambientalista llevada a cabo por la mayoría de los
gobiernos está dentro del marco de la sustentabilidad débil [Foladori et al., 2005], la mayor parte de
ellos son tecnocentristas, es decir, la dan a la tecnología un gran protagonismo cuando se trata de
resolver los problemas. Sus medidas políticas son de dos tipos; de comando y control, que regulan
la utilización de recursos o el desecho de residuos a partir de normas; y de instrumentos de
mercado, para incorporar al mercado elementos ambientales que antes no se habían tomado en
consideración y a los cuales se les desea asigna un valor, o bien, se trata de incidir sobre sus
precios [González, 2012].
A continuación, y para comprender mejor el desenvolvimiento de las dinámicas globales que
moldean el presente y futuro del esquema de desarrollo sustentable, realizaremos una revisión
panorámica de los diversos paradigmas que a nuestro criterio, interactúan, se retroalimentan, e
influyen directamente sobre la evolución del paradigma de la sustentabilidad hídrica, paradigmas
que se modifican y evolucionan bajo un contexto de innovación tecnológica, de apertura de
nuevos canales de comunicación, y de un mundo globalizado, que además, está atravesando
una crisis económica y energética, que afecta, principalmente, a los países desarrollados.
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1.2.1 Paradigma Hídrico
En la historia de las sociedades humanas, el manejo del recurso hídrico ha estado estrechamente
ligado a prácticas y actitudes que han constituido paradigmas [Hassan, 2011], forjando relaciones
entre el hombre y el agua con las cuales las sociedades se han desarrollado. Al inicio, se hizo
notar la predominancia de un único paradigma, el espiritual-religioso, pero que, debido en gran
parte al cambio en la percepción de necesidades, y en la tecnología adquirida, se modificaron
estas relaciones de forma que, no solamente surgieron nuevos paradigmas, sino además,
comenzaron a interactuar varios en un mismo momento. Es notable la duración cada vez menor de
éstos en el tiempo (Anexo A). Como resultado, se derivaron en las zonas urbanas manejos
específicos del agua, ya fuera residual y/o pluvial. En la tabla 1.1 se muestra la evolución de los
paradigmas hídricos urbanos.
TABLA 1.1 EVOLUCIÓN DE LOS PARADIGMAS HÍDRICOS URBANOS
PARADIGMA ÉPOCA CARACTERIZACIÓN CALIDAD DE LAS
AGUAS RECIBIDAS
I. Suministro
básico de
agua.
aC hasta la Edad
Media; todavía se
puede encontrar
en países en
desarrollo
Pozos y aguas superficiales para el suministro de agua y lavado; calles y drenajes de calles para el agua de lluvia y aguas de desecho; materia fecal humana y animales muertos desechados en calles y en drenaje superficial; letrinas y exteriores de casas para desechos; la mayor parte de las calles eran permeables o semipermeables; techos de paja o cubiertos de césped.
Excelente en ríos
grandes; en corrientes
pequeñas y medianas
era pobre durante
grandes lluvias, y buena
entre lluvias.
Contaminantes de
importancia: patógenos
debido a la materia fecal
de animales sobre las
calles.
II. Transporte
ingenieril
de aguas
de
escorrentía
y de
suministro
Antigüa Creta,
Grecia y Roma;
ciudades
europeas en la
Edad Media hasta
la Revolución
Industrial en el
siglo XIX
Pozos y grandes acueductos
para fuentes públicas, baños
y algunos castillos y villas;
algún tratamiento al agua
potable; uso extendido de la
captura de lluvia en cisternas
subterráneas;
impermeabilidad media,
adoquines; varios techos
cubiertos con azulejos;
Excelente a buena en
ríos grandes, pobre y
muy pobre en pequeñas
y medianas corrientes
urbanas que recibieran
efluentes de cañerías;
expansión de epidemias
surgidas del agua y de
otras enfermedades
derivadas.
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coladeras y drenaje
superficial para agua de
lluvia; algunos inodoros en
lugares públicos y hogares
de aristócratas que
descargaban en alcantarillas
o en letrinas y exteriores de
casas para desechos negros;
a veces se desechaba
materia fecal y de animales
muertos sobre las calles y
sobre drenajes superficiales;
sin tratamiento de aguas de
desecho.
Contaminantes de
importancia: Patogenos,
plomo, usado en
ciudades romanas, y
BOD de escorrentía.
III. Transporte
rápido sin
un mínimo
de
tratamiento
.
Desde la segunda
mitad del siglo 19
en Europa y
Estados Unidos,
después en las
Ciudades
Asiaticas, hasta la
segunda mitad
del siglo 20 en
países
avanzados,
todavía
persistente en
varios países.
Pozos y grandes acueductos para el suministro de agua;agua potable mayormente de fuentes superficiales tratadas por sedimentación y filtración con una amplia implementación de alcantarillas mixtas en Europa y Norteamerica; se comienza a extender el uso de retretes; se transforman los drenajes superficiales en conductos subterráneos; inicialmente se tiene un tratamiento primario para el agua de desecho, y en algunas ciudades grandes de Alemania y Estados Unidos se instalan procesos secundarios de depuración después de 1920; después de 1960 algunas pequeñas comunidades se equipan con depuradores secundarios de baja eficiencia; pavimentación de superficies con elementos impermeables, concreto y asfalto; nadar en ríos es peligroso o imposible.
Pobre o muy pobre en
todos los ríos que
reciben aguas sin tratar
o parcialmente tratadas
descargadas desde
alcantarillas,
escorrentías, ríos se
vuelven anaerobios con
consecuencias
destrozas para la biota;
disminución de
epidemias derivadas del
manejo y consumo de
agua debido al
tratamiento de ésta.
Contaminantes de
importancia: BOD, DO,
depósitos de lodo y
patógenos.
IV. Transporte
rápido con
Desde la
aprobación de la
Implementación gradual de
restricciones ambientales
Una mejorada calidad
del agua en lugares
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tratamiento
al final de
la tubería.
Ley de Aguas
Limpias en los
Estados Unidos
en 1972 hasta
hoy.
resultando en tratamientos
secundarios obligatorios de
organicos biodegradables;
regionalización de sistemas
de drenaje; remoción de
nitrógeno obligatorio en la
Comunidad Europea; se
reconoce la contaminación
difusa o por fuentes no
puntuales como el problema
restante de mayor
importancia; incremento en
la preocupación de
contaminación por
escorrentía urbana y de
avenidas como fuentes de
sedimentos, tóxicos y
patógenos; mayor enfoque
en la implementación de
mejores prácticas de manejo
para el control de la
contaminación y la
escorrentía; énfasis en la
remoción de nutrientes
desde fuentes puntuales y no
puntuales; el comienzo de
esfuerzos de restauración y
flujo de luz de día.
donde los puntos de
control de
contaminación fueron
instalados; debido a la
regionalización, varias
corrientes urbanas de
agua pierden su flujo
natural y se vuelven
efluentes dominados;
los principales
problemas de calidad
del agua se enfocan a
los efectos de la
sedimentación,
nutrientes, elementos
tóxicos, sales de
compuestos de
deshielo, y patógenos;
biota y diversas
corrientes se recuperan,
pero emergen nuevos
problemas con la
eutroficación y
explosiones de
cianobacterias (algas
verdeazules).
Fuente: Vladimir N., Jack A., Paul B., Water Centric Sustainable Communities, planning retrofitting, and building the next urban environment, John Wiley & Sons, Estados Unidos, 2010.
En el ámbito global actual apreciamos 5 paradigmas predominantes que están interactuando al
mismo tiempo: Legal-ético, ingeniero hidráulico, económico-financiero, ecológico, y gerencial
[Hassan, 2011]. Resultado de la interacción de cada uno de los paradigmas antes mencionados, e
integrados bajo el esquema de la sustentabilidad, se dio un proceso a inicios de los 90’s donde
diversos expertos a nivel mundial discutieron el desarrollo urbano presente y futuro, concluyendo
que el paradigma actual para el manejo del agua urbana y de su ambiente, denominado
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“transporte rápido con tratamiento al final de la tubería”, no es ni sustentable, ni lo
suficientemente resiliente para lidiar con cambios climáticos extremos y riesgos crecientes de
eventos meteorológicos extremos [Novotny, 2010]. También se reconoció que el nuevo desarrollo
urbano no podría ser sostenible a menos que se optara por una estrategia integrada para el
manejo del total de agua de todas las fuentes disponibles. Y es que cabe destacar que el
paradigma hídrico actual funciona bajo la premisa de cantidades ilimitadas de agua, no toma en
cuenta el calentamiento global y se generó cuando las reservas de petróleo aún eran abundantes
[Novotny, 2010].
El planteamiento anterior, ha comenzado a dar forma a un paradigma emergente que se ha
conformado en el denominado Manejo Integral de Recursos o Integrated Resource
Management (IRM) [Novotny, 2010], el cual al ser más complejo y dinámico, requiere de un alto
nivel de cooperación, principalmente política, ya que es en ésta área donde se coordinan las
demás. Las características de este nuevo paradigma se muestran en la tabla 1.2.
Tabla 1.2 COMPARACIÓN ENTRE EL PARADIGMA HÍDRICO ANTIGUO Y EL EMERGENTE
El paradigma antiguo El paradigma emergente
Los desechos humanos son una molestia y
deben ser eliminados después de tratarlos.
Los desechos humanos son un recurso.
Estos deben ser capturados y procesados
efectivamente, usados para alimentar tierra y
cultivos
El agua de lluvia es una molestia.
Transportar aguas pluviales tan lejos y rápido
de la ciudad como sea posible.
El agua de lluvia es un recurso, su cosecha
como suministro de agua, e infiltrarla o
mantenerla para apoyar la recarga de
acuíferos, cursos de agua y la vegetación.
La demanda es un asunto de cantidad. La
cantidad de agua requerida o producida por
diferentes usuarios finales es el único
parámetro relevante para escoger
infraestructura. Tratar todos los suministros
de agua hasta llegar al grado de calidad
potable y recolectar todas las aguas para su
posterior tratamiento.
La demanda es multifacética. La opción de
infraestructura debe concordar con las
características diversas del agua requerida o
producida por diferentes usuarios finales en
términos de cantidad, calidad, nivel de
confiabilidad, etc.
Un uso, un rendimiento. El agua sigue un solo
camino desde el suministro, un solo uso, el
tratamiento y desecho al ambiente
Reuso y recuperación. El agua puede ser
usada en múltiples ocasiones, priorizando
según necesidades en “cascada” desde la
que requiere de una alta calidad hasta la
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menor, y su tratamiento de recuperación para el
retorno a la infraestructura de suministro.
Infraestructura gris o dura. La infraestructura
es hecha de concreto, metal o plástico.
Infraestructura verde. Infraestructura que
incluye no solamente tuberías y plantas de
tratamiento, hechas de concreto, metal y
plásico, sino además suelos y vegetación.
Mientras más Grande/centralizado es mejor
para el sistema de recolección y plantas de
tratamiento.
Lo pequeño y descentralizado es posible,
además de ser deseable para un sistema de
recolección y plantas de tratamiento.
Limita la complejidad y emplea soluciones
estándar. Un pequeño número de tecnologías
hechas por profesionales del agua urbana
define la infraestructura.
Permite soluciones diversas. Los tomadores
de decisión son multidisciplinarios. Permiten
nuevas estrategias de manejo y tecnologías.
Integración por accidente. El suministro hídrico,
desechos y lluvias pueden manejados por la
misma agencia como materia de la casualidad
histórica.
Integración física e institucional por diseño.
Los enlaces deben ser hechos entre el
suministro, el desecho y la escorrentía de lluvia,
lo que requiere un manejo con gran
coordinación.
Fuente: Water Centric Sustainable Communities, planning retrofitting, and building the next urban environment, Vladimir
Novotny, Jack Ahern, Paul Brown, John Wiley & Sons, 2010, United States
Como se ha mencionado este paradigma se encuentra en su fase inicial, con el cual se están
comenzando a plantear soluciones y estrategias, que repercutirán significativamente en la
estructura y organización futura de las zonas urbanas.
1.2.2 Paradigma Energético
El cambio de paradigma que se está produciendo actualmente se explica conociendo la situación
por la cual atraviesa el combustible más importante de la sociedad moderna: el petróleo.
Desde la primera crisis del petróleo, en 1973, que frenó dramáticamente el desarrollo económico
de países desarrollados como Estados Unidos, se buscaron alternativas para reducir la
dependencia en este recurso, y aunque no sucedieron transformaciones mayúsculas, fue la semilla
de un cambio en la visión y en el modo como se emplean los recursos energéticos. Actualmente,
los aumentos en los precios del petróleo han sido constantes, especialmente en los últimos diez
años, junto con una mayor volatilidad, como se vio en el 2008 y más recientemente en enero del
2011 donde el crudo Brent, crudo de referencia europea, sobrepasó los $100 dólares [FMI, 2011],
siendo que su precio siempre ha oscilado entre los 25 y 60 dólares [Hormaeche, 2008], tendencias
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que han hecho pensar que las reservas se están agotando [FMI, 2011], y que se agravaría con un
aumento en la demanda de hidrocarburos por parte de las economías emergentes, principalmente
del BRIC. En relación a lo anterior, el informe del Fondo Monetario Internacional titulado
Perspectivas de la Economía Mundial de Abril del 2011, muestra especial interés en la muy posible
escasez del recurso, preocupados en los efectos negativos a mediano y largo plazo que afecten el
crecimiento económico, por lo que han recomendando establecer políticas precautorias, y así
aumentar la flexibilidad del sistema ante una disminución en la oferta de petróleo, ya sea que esta
situación suceda antes de lo esperado o repentinamente. Y es que si consideramos que el
consumo global de energía en 1973 fue de 4606 Mtoe (millones de toneladas de equivalente de
petróleo) y en el 2003 fue de 7287 Mtoe [Resistencia, 2006] se hace más notoria la importancia de
tomar medidas.
Los lineamientos anteriores se traducen, en términos generales, en medidas de ahorro y eficiencia
en los cuales, bajo el esquema de la sustentabilidad, se acentúa el requisito de causar un mínimo
de daño ambiental y social. Estas medidas se ven cada vez más diversificadas e integradas, como
lo muestran ferias y congresos internacionales, p. ej., La 35th World Energy Engineering Congress
en Atlanta, EU, la Egética-Expoenergética 2012 en Valencia, España, así como la Light+Building
2012, Alemania, en donde se muestra lo último en tendencias energéticas mundiales que abarcan
temas industriales, económicos, tecnológicos y regulatorios. Algunos de los temas tratados están
[WEEC, 2012]:
a. Eficiencia energética y administración de energía
b. Energía alternativa, verde y renovable.
En el caso del primer punto, la eficiencia y el ahorro van ligados al uso del agua, debido a que ésta
consume energía durante la extracción, pero si agregamos también el desecho y el tratamiento, el
gasto energético se eleva todavía más, como sucede en los países desarrollados, donde dichos
procesos suman casi el 5% de toda la energía usada [Novotny, 2010]. En el caso de los Estados
Unidos, el gasto energético para bombear, calentar y tratar agua, equivale al 13% de la electricidad
total utilizada en dicha nación, siendo el doble de lo que todas las presas hidroeléctricas generan
en un año promedio.
Si se ahorrara energía a través de la conservación, eficiencia y reuso del agua, el efecto positivo
sería doble, pero no está siendo considerada como una de las principales estrategias para aliviar
dicho problema, incluido el cambio climático. Y es que a nivel mundial se tiene que para generar
energía se usa principalmente petróleo, representando en el 2008 el 33.2% del total [CNA, 2011],
como se puede ver en la figura 1.1, y sabiendo que dicho proceso genera principalmente CO2. Por
otro lado, entre el 2 y 3 % de la energía que se consume en el mundo se utiliza para el bombeo y
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tratamiento de agua de las poblaciones urbanas y del sector industrial. La energía consumida
mundialmente para suministrar agua es aproximadamente de 27, 473 Petajoules, siendo 4.5 veces
la energía consumida anualmente en México, y ascendiendo al 7% del consumo mundial de
energía total.
FIGURA 1.1 FUENTES DE SUMINISTRO DE ENERGÍA
La energía hidroeléctrica está considerada como una fuente de energía renovable, junto con la
geotérmica, solar y eólica.
Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
En el caso del segundo punto, el tema energético es un aspecto clave, debido a que no todos los
países consumen la misma cantidad de energía, además de que se promueve el calentamiento
global al usar masivamente combustibles fósiles. Bajo dicho contexto, y con el aumento en los
costos de la gasolina y la incertidumbre del abastecimiento futuro, se hace más atractiva la idea de
emplear suministros de energía no convencional, como el gas natural, el sol y el viento, al
equipararse el costo-beneficio, haciéndoles ganar mayor competitividad en el mercado, y siendo
más limpias y seguras durante el proceso de creación de energía eléctrica. Ya existen congresos
exclusivos para el uso de energías renovables como el World Renewable Energy Congress en
Suiza que tuvo lugar en Mayo del 2011. Es así que el apogeo petrolero y el clímax del modelo
capitalista parecen haber llegado a sus límites.
33,20%
27%
21,10%
10%
5,80% 2,20%
0,70%
Fuentes de suministro de energía
Petróleo
Carbón
Gas
Renovables combustibles yresiduos
Nuclear
Hidráulica
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1.2.3 Paradigma Político
Ya desde finales de los 80, los gobiernos de naciones desarrolladas habían alcanzado altos niveles
de dinamismo a nivel local e internacional gracias al progreso de la ciencia, la tecnología, y de
forma especial, a las redes de comunicación y transporte, las cuales impulsaron una mayor
interacción entre personas, instituciones, países, etc. Resultando en formas de organización
inéditas, lo que llevó a una transformación del Estado, pasando de la administración a la gerencia y
de la gerencia a la gobernanza o gobernance en inglés. Ésta última, promueve una mayor
coordinación y comunicación entre los diversos componentes que integran al Estado, cambiando el
paradigma existente en las relaciones de poder, pasando de un modo jerárquico de gobierno a uno
más asociativo [Aguilar, 2006].
La gobernanza tiene tres objetivos fundamentales; 1) tener una flexibilidad organizacional que
haga más ágiles a los gobiernos; 2) montar una red de relaciones más democráticas entre la
prestación de los servicios públicos y los ciudadanos-consumidores; e 3) implantar un modelo
contractual y competitivo de acción estatal a partir del cual se pueda aumentar la eficiencia y la
efectividad de las políticas.
A nivel global se tienen acuerdos sobre los elementos que se deben poseer para lograr una
gobernanza efectiva [OIT, 2004]:
a) Debe estar basada en un sistema político democrático, el respeto de los derechos
humanos, el imperio de la ley y la justicia social;
b) Un Estado eficaz, que garantice un crecimiento económico alto y estable, proporcione
bienes públicos y protección social, potencie las capacidades de las personas
mediante el acceso universal a la educación y a otros servicios sociales, y promueva
la igualdad de género;
c) Una sociedad civil dinámica, que disponga de libertad de asociación y de expresión, y
que refleje y exprese toda la diversidad de opiniones e intereses. También resulta
fundamental la existencia de organizaciones que representen los intereses públicos, a
los pobres y a otros grupos desfavorecidos, para garantizar así una gobernanza
participativa y socialmente justa, y;
d) La existencia de sólidas organizaciones, representativas de los trabajadores y de los
empleadores, para que se establezca un dialogo social fructífero.
Cabe hacer la aclaración que la gobernanza no debe ser confundida con los términos
‘gobernabilidad’ y ‘nueva gestión pública’, ya que; la gobernabilidad solo muestra el nivel de
capacidad de gobernar y administrar una nación, o dicho de otra manera, qué tan posible o viable
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es gobernar dentro de un país; mientras que nueva gestión pública se refiere a los enfoques
emergentes de gobierno. Tales elementos interactúan junto con la gobernanza, para lograr una
aplicación perdurable y efectiva de ésta, pero son elementos distintos e independientes.
La gobernanza es relativamente nueva en América Latina, incluido México, no así en naciones
como Estados Unidos y Canadá, con el cual, incluso, ya promueven políticas hídricas integradas, a
nivel de ciudad, de país y de cuenca, reconociendo que el tratamiento y cuidado del recurso tiene
una complejidad e influencia fuera de los límites territoriales de cualquier división política, dejando
atrás perspectivas segregadas de administración.
The Water Polis Project en Canadá, o la Clean Water America Alliance (CWA), en Estados Unidos
son ejemplos de instituciones y organizaciones que reconocen la complejidad del problema hídrico,
el cual abarca desde la concientización de la gente hasta el vertido de las aguas y la calidad de
éstas, derivando en retos que no están desligados en causas y consecuencias, y que necesitan
verdaderamente la participación de las principales áreas involucradas, para encontrar una solución
perdurable y efectiva. Como muestra tenemos la premiación hecha en el 2012 U.S. Water Prize por
la CWA, hecha a las personas con enfoques innovadores en la promoción de la sustentabilidad
hídrica, que en palabras de su Presidente Ben Grumbles, indica que “estos seis ganadores
muestran a America cómo innovar, integrar y educar para la sustentabilidad hídrica y el éxito
económico”. Ahí se premió entre otros proyectos el Milwake Metropolitan Sewerage District, el cual
está siendo reconocido por su programa piloto watershed-based permitting (WBP) donde recaen
varios de sus enfoques de vanguardia. El WBP se extiende a los límites naturales de los
vertederos de los ríos Menomonee y Kinninckinnic, en lugar de confinarlo a las jurisdicciones
políticas o industriales [Cleanwater, 2012]. Esta estrategia tiene un potencial de ser más efectivo y
eficiente que las utilizadas con enfoques tradicionales, al reducir la contaminación del agua a un
solo vertedero. En materia hídrica, en México, este enfoque está siendo promovido por
instituciones como el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA).
1.3 TECNOLOGÍAS RELEVANTES QUE APOYAN LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA
Los pronósticos de una población creciente y una mayor conciencia ambiental han promovido
cambios en la forma como el mundo lidia con la decreciente disponibilidad hídrica. De acuerdo con
Maude Barlow, presidente del Consejo de los Canadienses, el grupo de defensa pública más
grande de Canadá, los recursos finitos de agua fresca, menos del 0.5% del stock de agua mundial
total, están siendo desviados, agotados y/o contaminados tan rápido, que para el año 2025 dos
tercios de la población mundial tendrá que vivir en un grave estado de privación del agua. Mientras
tanto, WaterMicron Technologies, productor de generadores de agua atmosférica señaló: “La
investigación ha mostrado que la venta de agua en el mercado abierto solamente está ofertada
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 21
para ciudades e individuos adinerados”; “Los conflictos relacionados con el recurso hídrico están
aflorando alrededor del mundo. Malasia, por ejemplo, mantiene la mitad del agua de Singapur, y en
1997, amenazó con cortar sus suministros después de que Singapur criticó las políticas de
gobierno de Malasia” [WaterTech, 2012].
El planteamiento anterior ha descrito, de forma muy breve, una situación que permite observar los
tres principales retos a superar por parte de la sustentabilidad hídrica, que son: una mayor
demanda del recurso, una mala gestión, y una tecnología hídrica de alto precio. En este último
aspecto es en donde haremos énfasis dentro de ésta sección, donde para visualizar mejor el
empleo de estas tecnologías, las categorizaremos según su función o funciones, considerando el
esquema básico del ciclo urbano del agua, el cual comprende la captación, potabilización,
distribución, uso, recogida, depuración, reutilización, medio ambiente, y desecho o disposición.
1.2 CICLO URBANO DEL AGUA
Fuente: Angel G., (2010), Guia práctica para el ahorro de agua y energía en el hogar,
http://www.elblogalternativo.com/2010/07/01/guia-practica-para-el-ahorro-de-agua-y-energia-en-el-hogar-libro-gratuito-en-
pdf/, (12-02-2012)
1.3.1 Captación, Potabilización y Uso
El suministro de agua potable es todavía un problema a resolver en naciones en desarrollo, porque
en muchas ocasiones no es posible que llegue el sistema de distribución de agua a ciertos lugares,
o el agua llega con una mala calidad. Para ayudar a resolver estos problemas se han desarrollado
diversos sistemas alternativos que no dependen de los medios tradicionales de obtención de agua,
como son las aguas superficiales y los pozos, aprovechando el agua atmosférica por medio de
condensadores.
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Dentro de esta categoría se encuentran los generadores atmosféricos de agua que funcionan
con energía solar y eólica.
Generador atmosférico de agua de panel solar. Generador activo. Condensadores
autosuficientes que producen energía eléctrica por medio de paneles solares. Este generador
aprovecha el aire cálido y húmedo que existe en el ambiente para hacerlo pasar a través de un
condensador que recolecta el agua captada, atravesando, posteriormente, filtros de carbón, y
finalmente, esterilizándola por medio de rayos ultravioleta que eliminan microorganismos
patógenos para dejar un agua potable. Se muestra uno en la figura 1.3
FIGURA 1.3 GENERADOR ATMOSFERICO DE AGUA
Fuente: eolewater, 2012, www.eolewater.com, (01-04-2012)
Idealmente el nivel de humedad debe ser por lo menos del 55% o superior con una temperatura de
18.33°C para que funcione de la mejor manera, siendo que en lugares con niveles menores se
producirá agua a una velocidad más baja. Pequeños generadores tienen una capacidad promedio
de 10 litros/24 horas, mientras que otros para fines industriales tienen capacidades de 5000
litros/24 horas o más.
Generador atmosférico de agua de turbina eólica. Generador activo. Una turbina aprovecha la
energía del viento y generar electricidad que será utilizándola para producir agua. El proceso
comienza por aspirar el aire del ambiente para condensar la humedad ambiental y producir agua
que será filtrada y puesta a disposición para su consumo. La producción de energía eléctrica es de
alrededor de los 30kW.
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De acuerdo con Thibault Janin, director de mercadotecnia de Eolewater, la capacidad máxima de
captura de agua de la turbina es de mil litros, dependiendo del nivel de humedad, velocidad del aire
y temperatura, llegando a proveer agua a dos o tres mil personas.
FIGURA 1.4 GENERADOR ATMOSFÉRICO DE AGUA DE TURBINA EÓLICA
Fuente: eolewater, 2012, www.eolewater.com, (04-04-2012)
1.3.2 Captación y Uso
La evaporación del agua superficial o la infiltración de ésta ha sido por mucho tiempo la causante
de que la mayor parte del agua de lluvia no pueda ser aprovechada por las plantas eficientemente,
ya sea que estas se marchiten por un exceso de ella, al no obtener una suficiente aireación en sus
raíces, o que simplemente se queden sin una gota después de un par de días de haber caído la
lluvia. Por estas razones, se han ideado diversos productos cuya finalidad es la de aprovechar
cada gota de agua pluvial o de riego, si fuera el caso, para que ésta no se desperdicie, dosificando
al mismo tiempo la cantidad de agua que la planta necesita, sin tener excesos ni escasez. Dentro
de ésta categoría se encuentran los Groasis Waterboxx e hidrogeles.
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Groasis Waterboxx – Recipiente para plantar. Uno de los nuevos productos que han llegado al
mercado es el realizado por el inventor holándes Pieter Hoff que ideó la Groasis Waterboxx, la cual
fue galardonada con el premio “Lo mejor de lo nuevo” 2010, de la revista Popular Science. Este
artefacto recolecta la lluvia y el rocío dentro de un depósito de almacenamiento pasando a través
de los orificios en la tapa. La innovación fue agregar el tanque de almacenamiento de agua donde
puede regularse la cantidad de líquido que provee a la planta de agua por medio de tubos que
conectan la tapa a un tanque profundo dentro de la waterboxx. Los tubos funcionan como sifones,
separando el agua dentro de la caja del aire de afuera, lo que significa que el agua no se puede
evaporar ni dejar el recipiente. La cuerda o mecha que ocupa esta hecha de polipropileno que
absorbe más agua fuera del recipiente cuando la tierra está seca para asegurar que la planta
pueda sobrevivir
El porcentaje de sobrevivencia de árboles que utilizaron este artefacto en el Desierto del Sahara
fue del 90% siendo que, por el contrario, en árboles plantados de forma tradicional, sólo el 1%
logró sobrevivir. Las últimas versiones de la Waterboxx son biodegradables, y las primeras pruebas
han sido llevadas a España donde cerca de 32, 000 waterboxx serán usadas.
El cordón de polipropileno dosifica líquido desde el tanque almacén.
Fuente: Aquapro FIGURA 1.5 INSERCIÓN DE LA PLANTA EN LA WATERBOXX
Fuente: Jennie Hills, 2012, http://www.sciencemuseum.org.uk/, (15-03-2012)
Hidrogel. Un gel es una forma de materia entre un sólido y un líquido. Consiste de polímeros
entrecruzados formando una red tridimensional, y ésta red se encuentra sumergida en un líquido.
El líquido impide que la red polimérica se colapse, mientras que la red impide que el líquido fluya
libremente. En el caso de que el líquido, parte del gel, sea agua, entonces se denomina a este
material hidrogel. Según la unión de red de un hidrogel, se puede clasificar en:
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1. Geles físicos: Presentan uniones del tipo de van der Waals, que son más débiles que las
uniones covalentes y que resultan en mallas no entrecruzadas.
2. Geles químicos: Su red está unida a través de enlaces covalentes, haciéndolos muy
resistentes, y resultando en mallas entrecruzadas.
La duración promedio de estos geles en agricultura va de 3 a 4 años promedio. En estudios
realizados, al usar hidrogeles, se redujo en un 40% la mortalidad en arboles, durante su primer año
de vida, tiempo durante el cual son más vulnerables.
1.3.3 Ahorro
Actualmente existen formas de utilizar eficientemente el recurso hídrico por medio de muebles y
dispositivos ahorradores, entre los que se encuentran retretes, regaderas ahorradoras, mingitorios,
fluxómetros y reductores de flujo, los cuales serán descritos a continuación.
Baños ahorradores. En el caso de los retretes, para que estos puedan ser considerados
ahorradores, es necesario que cuenten con un sistema de retención de descarga, o que incluso, no
requieran de agua:
1) Cisternas con doble pulsador o de descarga dual: Permiten dos niveles de descarga de
agua, cada uno de los pulsadores descarga un volumen determinado de agua, siendo las
combinaciones más comunes las de 3 y 6 litros. Si se requiere desaguar residuos líquidos
puede descargar 3 litros de agua y si son sólidos, 6 litros.
2) Tasas sin cisterna o baño seco: Estos excusados no requieren de agua; separan sólidos y
líquidos para que los primeros sean deshidratados usando cal, permitiendo que la materia
orgánica quede libre de patógenos y sirva como composta, mientras que la orina puede ser
drenada junto con las demás aguas grises, ser llevada a un pozo de absorción o a un
tanque-depósito. Según el modelo puede incluir tubería de ventilación que dirija los olores
al exterior, o requerir de energía, si es que utiliza algún elemento eléctrico como un
ventilador. Uno de los modelos que ha llamado la atención en concursos internacionales,
es el creado por dos estudiantes Cristian Corcuera y Oscar Gonzales de la UNAM, cuya
innovación fue adaptar el modelo a las zonas urbanas [APDM, 2011] como se aprecia en la
figura 1.6.
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La innovación consistió en adaptar un modelo de baño seco a las zonas urbanas de forma que fuera aceptado en dicho contexto. Aquí se muestran las partes que componen un baño seco:
Cajones composteros, baño que diferencia entre solidos y liquidos y el sistema de engranes que facilitan sacar la caja con composta.
FIGURA 1.6 BAÑO SECO PARA ZONAS URBANAS
Fuente: Áreas protegidas de México, (2008), www.apdm.com.mx, (18-02-2012)
Mingitorios. Los mingitorios ecológicos son aquellos que no ocupan agua para trabajar, por lo
tanto, no requieren de una tubería de suministro. Funcionan al hacer fluir la orina por sus paredes,
dirigiéndola hacia una trampa especial que se encuentra instalada en la parte baja, donde la orina
desborda hacia el tubo central de la trampa y drena al desagüe común. En ocasiones, la trampa
contiene en su interior un líquido especial desodorante y aromatizante, el cual es biodegradable en
más del 95%, este líquido es más ligero que la orina y por lo tanto flota dentro de la trampa,
evitando que se despida mal olor. En la figura 1.7 se muestran las partes básicas de un mingitorio.
FIGURA 1.7 PARTES QUE COMPONEN UN MINGITORIO
Fuente: Baños inteligentes, http://www.asisibi.com/page5/page9/page9.html, (02-03-2012)
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Fluxómetros. Los fluxómetros son válvulas automáticas, sin necesidad de cisterna, que dosifican y
controlan en una sola operación el agua usada por la taza, el mingitorio o el grifo de lavabo que
cuenten con el fluxómetro y que estén diseñadas para llevar dicho dispositivo. Para que su
funcionamiento sea el correcto, la red debe tener un caudal mayor al habitual, con una presión
estática mínima de 1 kg/cm2 hasta 3 kg/cm
2
Todos los muebles con fluxómetro deben protegerse con cámaras de aire, o cualquier otro
dispositivo amortiguador para el golpe ariete provocado por el agua, haciendo estas cámaras con
un tubo del mismo diámetro que el tubo de alimentación de la taza y tener una altura mínima de 60
cms después de la conexión que alimenta al mueble. En la figura 1.15 aparecen los componentes
del fluxómetro.
Regaderas. El ahorro de agua de las regaderas eficientes se consigue a través de diferentes
mecanismos, que incluyen:
1) Mezcla con aire: Mezcla de aire con agua de manera que el chorro proporciona la misma
sensación de mojado, consumiendo aproximadamente la mitad de agua.
2) Reducción de caudal: Reducción del caudal a 10 litros por minuto (a 3 bar de presión). Este
caudal garantiza un servicio adecuado y se aleja bastante de los 20 litros que, a esta misma
presión, ofrecen muchos cabezales de regaderas tradicionales.
Llaves. Llaves monomando: La instalación de llaves monomando en usos de tipo doméstico y
residencial se ha generalizado debido a su sencillez de manejo. La comodidad de manejo en un
mismo mando permite regular caudal y temperatura reduciendo el gasto de agua en operaciones
tales como el ajuste de la temperatura de agua mezclada.
Regulador de caudal: La función de estos mecanismos es, simplemente, limitar internamente el
paso del agua, de manera que al abrir al tope el monomando, no dispongamos del caudal máximo.
La apertura se realiza en dos fases con un tope intermedio en el recorrido de la palanca del
monomando. Este se sitúa en una posición que proporciona un caudal suficiente para los usos
habituales (entre 6 y 8 litros/minuto).
Llave con sensor: El cuerpo de la llave tiene un sensor electrónico que a través de la detección de
movimiento se activa una válvula de control de paso de agua. En la mayoría de los casos requiere
de pilas para su funcionamiento.
Reductores o economizadores de flujo. Las llaves actuales pueden ahorrar agua al integrarles
boquillas reguladoras. Existe una gama amplia adaptables a llaves mezcladoras y regaderas de
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agua potable, a un precio económico, de fácil instalación y bajo mantenimiento. Estas boquillas son
cilindros con una o varias perforaciones longitudinales, que reducen el caudal saliente del extremo
final de la llave, el cual, es proporcional al tamaño de las perforaciones y de la presión de la
columna de agua. Cada boquilla puede reducir hasta un 50% el gasto de agua sin disminuir la
aparente intensidad de la corriente.
1. Aireador-perlizador. Funciona al mezclar aire con agua, sin importar si hay baja presión,
provocando que las gotas de agua salgan en forma de perlas. Se ponen en sustitución a
los filtros comunes de las llaves. Ahorran aproximadamente 40% de agua y energía en las
llaves tradicionales.
2. Interruptor de caudal: Generalmente empleados en las regaderas, bloquean el agua sin
tener que volver a regular la salida de agua durante el enjabonado. Un sistema útil en
especial para los sistemas de doble mando de agua fría-agua caliente. El ahorro de agua y
energía está entre el 20% y el 30%.
1.3.4 Depuración
El tratamiento del agua es el proceso de remoción de contaminantes químicos y biológicos
indeseables, de acuerdo a la clase de impurezas que contenga y a los propósitos específicos de
uso. El proceso de tratamiento del agua puede reducir la concentración de alguna materia en
particular incluyendo partículas suspendidas, parásitos, bacterias, algas, virus, hongos y otros
materiales y partículas disueltas derivadas de los minerales con los que el agua tuvo contacto
durante su empleo a nivel domestico o industrial.
En general, el proceso de tratamiento puede incluir todas o algunas de las siguientes etapas:
preliminar, primaria, secundaria, proceso físico-químico, proceso avanzado y desinfección. A
nosotros nos interesan, de manera particular, los procesos secundarios con tratamiento naturales,
que no requieren energía ni emplean químicos, explicando algunos de ellos a continuación.
1.3.4.1 Sistemas naturales para la depuración de aguas de desecho
Los sistemas naturales son aquellos que logran la eliminación de las sustancias contaminantes de
las aguas residuales a través de mecanismos y procesos naturales, los cuales no requieren de
energía externa ni de aditivos químicos. En estos sistemas la sinergia de diferentes comunidades
de organismos descontamina el agua. Las dos diferencias principales de los sistemas naturales
respecto a los convencionales son un nulo consumo energético para descontaminar y una mayor
superficie de tratamiento. Dentro de estos procesos se encuentran los humedales construidos.
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Humedal construido subsuperficial. Tratamiento secundario Los humedales son superficies
cubiertas temporal o permanentemente de agua dulce o salada, que pueden ser hechos por el
hombre o encontrarse de forma natural, y cuya profundidad no excede los seis metros. Las
marismas, pantanos, turberas y zonas costeras son ejemplos de éstos.
Los humedales artificiales o construidos son sistemas naturales de depuración de aguas residuales
donde los procesos de descontaminación tienen lugar mediante interacciones entre el agua, el
sustrato sólido, los microorganismos, la vegetación e incluso la fauna que se desarrolla ahí. Se
encuentran constituidos por lagunas o canales poco profundos de menos de 1 metro, con
vegetación principalmente palustre, los cuales se pueden realizar en ubicaciones donde no existen
naturalmente; utilizándose en el manejo ambiental de aguas impuras. Según el flujo de agua a
través del medio granular, el humedal puede ser de tipo vertical u horizontal, además, si la
circulación es sobre el medio granular se dice que es de tipo superficial, y si se produce debajo del
medio granular, entonces se considera de tipo subsuperficial.
FIGURA 1.8 TIPOS DE HUMEDALES SEGÚN SU CIRCULACIÓN DE AGUA
De acuerdo al tipo de circulación del agua, los humedales pueden ser superficiales (A) o
subsuperficiales (B)
Fuente: Joan G., Angélica C., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño,
Construcción y Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España, 2008.
Las principales características de un humedal subsuperficial se muestran en la tabla 1.4 [García,
2008]
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TABLA 1.3 PRINCIAPLES CARACTERÍSTICAS DE UN HUMEDAL SUBSUPERFICIAL
Mínima emanación de olores
Uso de vegetación correspondiente a macrófitas emergentes típicas de zonas húmedas
Se tiene un mínimo de insectos dañinos como los mosquitos
Se tiene una mayor eficiencia para el tratamiento de aguas negras respecto a los humedales
superficiales
Riesgo mínimo de que las personas entren en contacto con el agua residual bajo tratamiento
Menor área necesaria para el tratamiento del agua respecto a los humedales superficiales
Horizontal Vertical
Predominantemente anaerobios Predominantemente aerobios
Permanentemente inundados Inundado temporalmente
Profundidad entre 0.3 y 0.9 m Profundidad entre 0.5 y 0.8 m
El agua circula entre 0.05 y 0.1 m por debajo de
la superficie
Cargas promedio de 6 g DBO/m2*día Cargas promedio de 20 g DBO/m
2*día
Requieren de una mayor superficie por carga
orgánica
Requieren de una menor superficie para tratar
una determinada carga orgánica
Menor susceptibilidad a la colmatación Más susceptibles a la colmatación
Fuente: Joan G., Angélica C., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño, Construcción y
Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España, 2008.
Debido a las características antes mencionadas los humedales subsuperficiales son
recomendados para el tratamiento de aguas negras, ya que se puede obtener un aumento en la
eficiencia sobre humedales construidos con flujo en la superficie, además de estar lejos del
contacto humano.
1.3.5 Captación e infiltración
Jardines de lluvia - Rain Gardens. Los aspectos que distinguen a un jardín de lluvia es su
capacidad de recoger y almacenar agua, al mismo tiempo que remueve los nutrientes como
nitrógeno y fósforo. Este es un tipo de jardín, especialmente diseñado para captar el agua pluvial e
infiltrarla en el suelo; está conformado por una depresión, no muy profunda, donde se incluyen
plantas nativas de la región, que deben poseer raíces profundas para promover la infiltración del
agua. Los jardines deben estar posicionados cerca de una fuente de escorrentía de agua de lluvia
como una bajada, para que la capte antes de que llegue a la coladera, evitando, de esta forma,
que se produzcan inundaciones y erosiones del suelo.
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Cunetas verdes- grassy swales. Las cunetas verdes son canales que son usados para filtrar e
infiltrar la escorrentía de lluvia proveniente de cualquier área impermeable y corresponden un
grupo conocido como SUDS. Pueden estar cubiertas con pasto o con plantas típicas de la zona
que resistan la temperatura y cambios naturales característicos del lugar.
Estas zanjas son diseñadas para tener una pendiente entre 0.5 % y 5%. Un desagüe subterráneo
puede ser necesario para pendientes menores a 1.5%, si se cree que existirán cantidades
remanentes considerables dentro de la zanja después de una lluvia. Las paredes de la zanja no
deben exceder 4 horizontal a 1 vertical en proporciones, y deben ser reducidas hasta donde sea
posible. La pendiente del piso alrededor de la zanja debe tener un máximo del 10% para que la
velocidad del agua entrante no sea excesiva. La longitud mínima para las zanjas es de 20 pies.
Techos verdes-Green Roofs. Desde el avance del movimiento ambientalista en Alemania, hace
cincuenta años, los techos verdes han sido una tecnología que ha avanzado significativamente.
Alemania ha sido el líder hasta ahora en la tecnología de techos verdes, así como en la
manufacturación de sistemas y materiales. Esta tendencia ha llegado a los Estados Unidos donde,
desde hace cinco años, edificios públicos y privados han adoptado tal tecnología.
Los techos verdes o techos vegetados son cultivos en la parte superior de los edificios que tienen
en su base varias capas a prueba de agua para evitar infiltraciones de líquido en el techo, las
cuales incluyen de abajo hacia arriba, la losa del techo o en su caso una cubierta de madera
contrachapada, una capa de control de humedad, una capa que aísla los niveles con mayor
humedad en los niveles superiores de aquellos que se pretenden conservar secos, una capa a
prueba de agua, una capa que protege el nivel anterior, una capa de drenado de agua, un capa
filtro que evita que las raíces penetren hacia los niveles inferiores, y el substrato que contendrá las
plantaciones.
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FIGURA 1.9 CAPAS DE UN TECHO VERDE. El número de capas que contiene el recubrimiento
impermeable de un techo verde así como los materiales empleados en cada capa pueden variar de fabricante a
fabricante. Fuente: ExperimentoArquitectura, techos verdes,
http://experimentourbano.blogspot.mx/2011/12/techos-verdes-green-roof-chile.html, (12-06-2012)
Pared de cultivo o muro verde. Bajo la misma dinámica de integrar el medio natural a las
estructuras urbanas se encuentran los muros verdes, también conocidos como muros vivos, los
cuales tienen los mismos beneficios de los techos verdes. Sin embargo, éstos se presentan bajo
un concepto relativamente nuevo, que son los jardines verticales, tendencia que ha ido ganando
relevancia debido a la falta de espacios donde se puedan cultivar plantas en las ciudades
altamente pobladas, por lo que se recurre al crecimiento en vertical. El muro verde consiste de 5
componentes generales:
1. Estructura: Funciona como bastidor y soporte principal del muro verde, además de brindar
un espacio entre éste y la pared, evitando traspaso de humedad por contacto directo. Los
materiales comunes son aluminio o acero.
2. Láminas aislantes: Soportan el peso de las plantas y del geotextil, funcionando como una
segunda barrera contra la humedad.
3. Sustrato: Membrana geotextil ligera, permeable y no degradable, que distribuye el agua por
medio de la capilaridad y permite la aireación de las raíces.
4. Riego controlado: Sistema que tiene un canalón o tanque de almacenamiento que contiene
agua con nutrientes la cual es llevada a las plantas por medio de líneas de irrigación por
goteo, una bomba y un temporizador que regula la cantidad de agua por día. Al ser un
sistema cerrado únicamente se repone el agua evaporada, o se renueva cada cierto
tiempo.
5. Paleta vegetal: Son las plantas que recubren el muro y que son escogidas según el clima,
cantidad de luz y la orientación del lugar.
Cosecha de agua - Rainwater Harvesting. Una definición sobre la cosecha del agua de lluvia
considera un proceso donde primero se requiere de un método de “sembrado” de nubes para
inducir la precipitación del agua contenida en ellas, aunque para términos prácticos usaremos la
definición donde se omite tal procedimiento, y donde el propósito de la cosecha será concentrar la
escorrentía y recolectarla en cuencas o cisternas que sean usadas en el futuro [Kinkade, 2007].
Existen dos modelos básicos para la conducción del agua pluvial, el primero es de drenaje sifónico,
el cual no requiere de un desnivel; y el segundo es por gravedad, el cual utiliza mayor tubería para
transportar el líquido a almacenes. En cualquiera de los dos, el esquema general se divide en seis
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componentes principales que incluyen; el área de captación, constituido por todas aquellas
superficies donde la lluvia cae, las cuales deben permitir se produzca escorrentía; el transporte,
que consiste en todos aquellos canales y tuberías que llevan el agua pluvial al área de almacenaje;
el filtrado, que elimina todos los contaminantes que la escorrentía atrapa durante su recorrido,
siendo éstos principalmente polvos; el almacenamiento, que es todo aquel contenedor que
mantendrá el agua hasta que se disponga de ella; la distribución que envíe el agua a sus destinos
por gravedad o bombeo; y la purificación, que es usada cuando se desea hacer potable dicha agua
[Kinkade, 2007]
FIGURA 1.10 SISTEMA TRADICIONAL DE
CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL
FIGURA 1.11 SISTEMA MODIFICADO DE
CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL
Aquí un sistema de captación de agua pluvial
tradicional con su techo captador, canales y
tubería transportadora, filtro de lluvia y tanque de
almacenamiento.
Aquí un sistema de recolección de agua
pluvial que aprovecha el líquido para crear un
estanque cuya función es doble, al servir
como almacén y brindar mayor esteticidad al
sistema. Los excedentes se infiltran en la
tierra.
Fuente: All things rainwater, Custom designed rainwater
collection systems, www.allthingsrainwater.com, (01-07-2012)
Fuente: RAINXCHANGE, Why rainwater harvesting,
www.rainxchange.com, (01-07-2012)
Entre los beneficios se encuentran [Kinkade, 2007]:
1. Proveen una cantidad considerable de agua cerca del usuario.
2. Reduce la necesidad y el costo de bombear agua del subsuelo
3. Provee de un agua de alta calidad que es baja en sales minerales
4. Aumenta el suministro y mejora la calidad del agua subterránea cuando alcanza los
acuíferos después de que han sido aplicados sobre el paisaje o los cultivos.
5. Mitiga la escorrentía urbana reduciendo la erosión
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6. Generalmente ésta técnica resulta más barata que otras fuentes de agua
7. Son fáciles de construir, operar y mantener
1.3.6 Reuso
Debido a que el agua es un recurso muy valioso como para desperdiciarlo, el reuso es una opción
que va teniendo más preferencia conforme la demanda aumenta y la disponibilidad de agua fresca
disminuye. Además, de acuerdo con estudios hechos por Beaumont en el Medio Oriente [Mara,
2003], se encontró que cada metro cúbico de agua usado en la industria o el sector servicio
generaba al menos 200 veces más riqueza que cuando se usaba en la agricultura, por lo que
menciona que “mientras la escasez de agua aumenta, diversos países serán mejor atendidos por
la reasignación del agua de irrigación para satisfacer las necesidades crecientes de las regiones
urbanas”. Ese hecho económico acentúa que el líquido con una mayor calidad se brinde a las
zonas urbanas y las aguas tratadas y de desecho se utilicen para la irrigación.
La redistribución del agua, que promoverá la competencia, y quizás conflictos, debe alentar
también la búsqueda de soluciones en zonas agrícolas, pero también en zonas urbanas para
encontrar soluciones que contribuyan a disminuir dicha tensión, por lo cual, consideraremos, para
los propósitos de esta tesis, tres técnicas de reuso del agua que implican la producción de
alimentos y el enriquecimiento del medio natural, las cuales son: Hidroponia, acuaponia, y
biotopos.
Hidroponia. La palabra hidroponía fue acuñada por el Dr. W.F. Gericke en 1936 para describir el
cultivo de plantas comestibles y ornamentales dentro de una solución de agua y nutrientes
disueltos [Keith, 2003]. Actualmente este es un proceso intensivo de cultivo que puede o no
requerir de sustrato y que es aplicable en sustitución de suelos que no son productivos para la
agricultura, como son los desiertos y las zonas pavimentadas. A continuación se listan 2 de las
principales variantes de tecnologías hidropónicas [Keith, 2003]:
1. Ein Gedi System (EGS): Sistema israelí que se compone de cámaras de crecimiento
adjuntas. Dentro de cada contenedor una solución nutritiva circula unas 5 a 6 pulgadas
debajo de mallas uniformemente espaciadas que contienen las plantas. El espacio de aire
entre las canastas y la solución es nebulizado por pulverizadores que se encuentran a lo
largo de la parte interna superior de la cámara. Las raíces que crecen en la zona de niebla
son sujetas a oxigenación intensa resultando en un crecimiento vigoroso. Una vez que las
raíces crecen a través de la zona de niebla son bañadas dentro de una solución nutritiva
que elimina el problema común de estancamiento asociado a los NFT
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2. Aeroponia: La tecnología más reciente en agricultura en el que las plantas crecen con las
raíces suspendidas en el aire. Generalmente las plantas se introducen en un canasto que
va dentro de un cilindro en posición vertical. Es en el cilindro donde se protege de la luz
solar y la deshidratación a las raíces de las plantas mientras se mantienen suspendidas en
el aire, lo que les provee la máxima cantidad de oxigeno disponible, al tiempo que son
alimentadas con una solución nutritiva vía nebulización. Este método es el más efectivo al
reciclar y aprovechar al máximo los nutrientes y brindar condiciones idóneas a la planta
para un óptimo crecimiento.
FIGURA 1.12 TÉCNICA AEROPÓNICA DE
CULTIVO
FIGURA 1.13 TÉCNICA EGS DE CULTIVO
Técnica aeropónica que brinda la mayor
producción de alimentos. El color de las raíces
así como su densidad son indicadores de
plantas muy saludables.
Albahaca cultivada dentro de un EGS que
utiliza tubería de PVC de 4 pulgadas orientada
horizontalmente.
Fuente: Keith Roberto, How to hydroponics, The futuregarden Press, Estados Unidos, 2003
Ventajas:
1. Usa un mínimo de agua, fertilizantes y control de plagas
2. No requiere deshierbe o excavar, mínimo espacio requerido, cosechas continuas, sabor
mejorado.
3. Evita que las plantas gasten energía en defenderse de microorganismos en la tierra,
además de brindar una mayor oxigenación a las raíces por lo que crecen mejor.
4. Usado en tierras no productivas como por ejemplo los desiertos o las zonas urbanas.
5. Los costos de mantenimiento y operación son menores al de los jardines convencionales
Acuaponia. Ésta es una técnica que combina la acuacultura y la hidroponía para la producción de
peces y plantas. Su sistema permite la recirculación del agua de forma indefinida, donde los
nutrientes que generan los peces son transportados al área de cultivo, para que las plantas se
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alimenten y depuren el agua al mismo tiempo. En dicho sistema ambos subsistemas salen
beneficiados durante su crecimiento. La acuaponia se considera sustentable, el único detalle que
se debe cuidar es que utilice una fuente de energía renovable. Este sistema maneja un concepto
muy provechoso para los sistemas de tratamiento de aguas, ya que no desperdicia nutrientes, al
tiempo que limpia el agua y genera productos.
FIGURA 1.14 DISEÑO BÁSICO DE SISTEMA ACUAPONICO
Aquí un sistema acuapónico donde se pueden diferenciar dos niveles, el nivel superior es el medio
de crecimiento de las plantas por donde pasa el agua con nutrientes provenientes del tanque de
peces, y el nivel inferior es el tanque de peces a donde llega el agua filtrada por las plantas. Los
accesorios son la bomba de recirculación, el sistema de panel solar que cuenta con una bateria de
12 Volts, un controlador de carga, fusibles, tubería generalmente de pvc, grava y un sifón.
Fuente: Csoeder, 2012, The ArkFab earthship breaks ground, http://arkfab.org/?tag=aquaponics, (03-07-2012)
Biotopos. Los biotopos son espacios acondicionados para que puedan habitar especies animales
y vegetales apropiadamente, son utilizados para enriquecer el ambiente teniendo beneficios
parecidos a la de los techos verdes, con la diferencia que los biotopos contienen vida animal
específica y no solamente plantas e insectos.
1.4 ALGUNOS PROYECTOS PARA IMPLEMENTAR LA SUSTENTABILIDAD
Se estima que para el año 2050 cerca del 80% de la población mundial residirá en centros
urbanos. En el intermedio, 3000, 000, 000 de habitantes se sumarían a la población mundial. Ese
aumento poblacional y urbano, y dentro del esquema holístico de la sustentabilidad, obliga a
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buscar enfoques nuevos para resolver problemas emergentes y más complejos en zonas urbanas,
principalmente en lo que respecta al recurso hídrico, ya que por su relevancia, forma parte incluso
de la seguridad nacional de un país. Las soluciones deben abarcar aspectos culturales, sociales,
económicos y políticos, considerando diversas opciones que continuarán en constante evolución
dentro del contexto de un mundo cada vez más globalizado.
En esa búsqueda de opciones, vamos a retomar diversos proyectos innovadores alrededor del
mundo para contrastar formas de aplicar la sustentabilidad hídrica que, como ya se mencionó
anteriormente, tiene formas variadas de interpretarse según su contexto. Veremos proyectos
situados al norte del continente Americano con climas principalmente fríos y húmedos, pasando
por Asia con regiones desérticas, donde el agua es escasa, y retomando enfoques de la
comunidad europea, para llegar, finalmente, al caso de México.
1.4.1 CANADÁ. WATER SUSTAINABILITY PROJECT, POLIS PROJECT ON ECOLOGICAL
GOVERNANCE
El POLIS Project on Ecological Governance es un centro transdisciplinario de investigación que
hace estudios sobre sustentabilidad. Este centro fue fundado en el año 2000 por la Eco-Research
Chair of Environmental Law and Policy de la Universidad de Victoria en Canadá. Entre sus
divisiones de investigación se encuentra el Proyecto de Sustentabilidad Hídrica o Water
Sustainability Project (WSP), que tiene como objetivo establecer un nuevo paradigma a nivel
nacional para un mejor manejo del recurso hídrico, por medio del estudio de temas clave que
parten del pensamiento administrativo de la gobernanza. Su estrategia reside en hacer énfasis en
las personas responsables de tomar decisiones, principalmente a nivel político, para poder
promover y establecer cambios efectivos y duraderos a favor del buen manejo del recurso hídrico.
El WSP ha publicado diversos reportes que abarcan desde el diagnóstico del sector hídrico en
Canadá hasta la descripción de soluciones para tener una ciudad hídricamente sustentable. De
manera particular, nos interesa el documento titulado Peeling Back the Pavement, que trata sobre
las soluciones hídricas sustentables planteadas para zonas urbanas, en donde se describe cómo
aplicar un nuevo paradigma que generen infraestructura y políticas que permitan un mejor
aprovechamiento del agua pluvial. Por si se desea profundizar en el cambio de paradigma que se
plantea, la publicación Re-inventing rainwater management trata más sobre el tema.
De acuerdo con los estudios del WSP, Canadá ha pasado por tres modelos de gestión hídrica
importantes: era de alcantarillado pluvial (1880-1950), era de la gestión del agua pluvial (1950-
1980), y era de las prácticas para el mejor manejo del agua de lluvia en áreas urbanas (1980-hasta
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hoy) [Porter et al., 2011]. Derivados de los paradigmas anteriores, en las ciudades de Canadá se
visualizan tres problemas esenciales: zonas impermeables que crean escorrentía; el desecho de
agua pluvial a las coladeras; y una estructura legal de gobierno que maneja el agua como una
amenaza para la infraestructura. Las cuestiones mencionadas son características de lo que en este
documento se denomina Stormwater City, y que es un modelo de ciudad que no maneja
correctamente el agua pluvial, por lo que se plantea, para cada situación, su correspondiente
alternativa, que permita lograr una transición favorable para el buen manejo del recurso. Es
entonces que, a partir del tercer y actual modelo de gestión del agua pluvial, se desea lograr la
transición de una ciudad que desaprovecha y mira la lluvia como algo indeseable, hacia una
urbanidad que la valore como un elemento que es gratis, útil y que llega a domicilio. Se
fundamenta en una planeación urbana que considere los ciclos y sistemas naturales dentro de ella,
tomando el recurso hídrico como punto de referencia, así como factor limitante de los procesos
dentro del sistema urbano, y no priorizando los beneficios económicos, como actualmente sucede.
Dentro de sus estrategias están la aplicación de tecnologías verdes para evitar la escorrentía, la
utilización de sistemas que cosechen agua para su aprovechamiento in situ, la promoción de tarifas
diferenciadas para drenaje y suministro, la renovación del antiguo sistema de drenaje para utilizarlo
como respaldo en caso de lluvias severas, y el establecimiento de normas y políticas que
promuevan el desarrollo de una urbanidad hidrocéntrica. En forma alternativa, también se plantea
el cobro proporcional a la cantidad de suelo impermeable que se tenga, y a la cantidad de lluvia
que deje correrse hacia las alcantarillas, como forma de motivar a habitantes y constructores, a
dejar áreas de infiltración de agua pluvial y aprovechar in situ este recurso, evitando la producción
de escorrentía.
Existen tres directrices básicas para lograr tales estrategias: Constrúyelo mejor, deja que la
lluvia haga el trabajo, y nueva gobernanza.
Constrúyelo mejor. Se refiere a la construcción o reconstrucción de la ciudad para asemejarla lo
más posible al ciclo hidrológico natural, mejorando la infraestructura de drenaje vieja o dañada, y
reemplazando zonas impermeables por infraestructura verde [Porter et al., 2011] que emplee tierra,
plantas, árboles, biozanjas, jardines de lluvia, adocreto, techos verdes, entre otros. Para incorporar
esta infraestructura se recomienda aprovechar cuando se hagan grandes proyectos de
remodelación en la ciudad, para que la inversión sea rentable, evitando hacerlos como trabajos
pequeños individuales. También se proponen incentivos a desarrolladores y propietarios para
implementar extensivamente la infraestructura verde, diferenciando perfectamente entre las zonas
que serán impermeables y las que no, así como los puntos de referencia para que futuros
desarrollos puedan ser limitados o medidos. Finalmente menciona que la infraestructura verde
puede parecer más cara si los beneficios ecológicos no son tomados en consideración.
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Deja que la lluvia haga el trabajo. Es considerar el agua no como un problema sino como un
recurso que llega, literalmente, a domicilio para ser aprovechado. Se indica que las técnicas de
cosecha de agua pluvial son la mejor manera de hacerlo, recolectándola in situ, almacenándola, y
utilizándola para usos dentro y fuera del hogar para actividades que no incluyan su consumo, y así,
la lluvia realizaría el trabajo de proporcionar agua a los pobladores de ciertas regiones.
Nueva gobernanza. Se refiere a plantear la solución al problema hídrico, viéndolo holística,
integral, y multidisciplinariamente, además de establecer su manejo por cuencas ya que cuando se
toman decisiones en la administración tradicional, no se consideran los impactos acumulativos y la
función entera de una cuenca. La jurisdicción fragmentada que se tiene al administrar la
escorrentía del agua pluvial dentro y entre municipalidades que comparten una cuenca, significa
una falta de coordinación entre los gobiernos locales dentro de la misma, induciendo a un uso
ineficiente de recursos públicos, y a un acercamiento sin conexiones entre planeación del uso de
suelo e impactos sobre el ecosistema.
De manera final el documento de la WSP especifica que la solución no está en hacerle mejoras al
antiguo paradigma o modelo de gestión hídrica, el cual solamente perpetúa el problema creado por
la cada vez más creciente impermeabilización de las zonas urbanas y el aumento de la escorrentía,
en lugar de ello, la solución está en cambiar el diseño de la ciudad y sus patrones de crecimiento
urbano, para evitar la escorrentía tanto como sea posible.
1.4.2 Francia-Unión Europea. Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales
adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 Habitante Equivalente)
A finales de los años 80 el desarrollo sustentable en Europa comenzó a tomar impulso, bajo este
esquema, la sostenibilidad hídrica como área estratégica fue de las primeras en ser tomadas en
consideración, y en donde se fueron aplicando medidas para reducir el deterioro ambiental
generados por aguas residuales. Regular la calidad de vertidos urbanos en áreas sensibles como
ríos y subsuelos fueron parte de sus planes, lo que se vio reflejado en la Directiva 91/271/CFE del
Consejo, de 21 de mayo de 1991, y donde se aborda la recogida, tratamiento y vertido de aguas
residuales urbanas y de sectores industriales.
Las disposiciones planteadas por la Directiva abarcaban, incluso, a pequeñas localidades urbanas,
las cuales estaban obligadas a que antes del 31 de diciembre del 2005, las aguas
residuales de todas las poblaciones de menos de 2,000 Habitantes Equivalentes vertidas en
aguas dulces, recibieran un tratamiento previo.
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Estas pequeñas aglomeraciones tenían recursos limitados tanto económicos como de personal,
por lo que los proyectos de plantas de tratamiento debían ser, en términos generales, accesibles,
requiriendo un mínimo en inversión, costos de operación, mantenimiento, así como en tamaño de
sus instalaciones.
Por el motivo anterior, y para lograr la sustentabilidad en dicha área, la Dirección General del
Medio Ambiente de la Comisión Europea, durante la presidencia francesa y con asesoramiento de
Francia, por medio de la Dirección del agua del Ministerio de la Ecología y Desarrollo Sostenible y
las Agencias del Agua, propusieron diversos modelos para la depuración de aguas residuales de
zonas urbanas con efluentes de hasta 5000 habitante equivalente (HE)* usando técnicas
extensivas y naturales que consumieran el mínimo de energía, resultando en la guía titulada
Procesos Extensivos de Depuración de las Aguas Residuales Adaptadas a las Pequeñas y
Medias Colectividades (500-5000 Habitante Equivalente).
Dentro de este documento retomaremos el caso de estudio de Gloucestershire, Reino Unido con
su sistema híbrido de filtros plantados de flujo vertical y horizontal [CE, 2001].
Gloucestershire, Reino Unido y su sistema híbrido de filtros plantados de flujo vertical y
filtros plantados de flujo horizontal. El proyecto de Glocestershire es un sistema de humedales
de flujo vertical y de flujo horizontal construido en Oaklands Park, en julio de 1989.
El sistema con capacidad de 98 h.e. trata actualmente 65 h.e., el cual consta de dos pisos de
humedales verticales y dos pisos de humedales horizontales. Los primeros dos ocupan una
superficie de 63 m2, siendo alimentado cada uno por intervalos de tiempo generalmente de dos
días y después dejados reposar por 10 días, para que no permanezca inundado, permitiendo la
infiltración del líquido en el sistema, al tiempo que se seca la materia orgánica retenida; los
siguientes dos filtros tienen una superficie de 28 m2 y son alimentados continuamente para que el
sistema permanezca inundado. La superficie total utilizada por habitante equivalente corresponde a
1.4 m2, requiriendo poco espacio para su operación.
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FIGURA 1.15 ARREGLO DEL SISTEMA HÍBRIDO DE FILTROS PLANTADOS
Esquema en corte del sistema mixto de Oakland Park; se tiene un pretratamiento en la fosa séptica para después pasar por:
Piso 1: 6 filtros verticales utilizados con intermitencia (rotación => 1 en servicio 5 en reposo)
Piso 2: 3 filtros verticales utilizados con intermitencia (rotación => 1 en servicio 3 en reposo)
Piso 3: 1 filtro horizontal
Piso 4: 1 filtro horizontal
Piso 5: Estanque de estabilización
Fuente: Motter F., Brissaud P., Alamy Z., Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente), Comisión
Europea, Francia, 2001.
En cuanto a los rendimientos, y como producto de 47 mediciones realizadas en agosto de 1989 y
marzo de 1990 se muestran en la siguiente tabla los rendimientos del sistema mixto.
TABLA 1.4 RENDIMIENTO DEL SISTEMA DE FILTROS PLANTADOS
Parámetros,
mg/litro
Afluente Piso 1. H.
V.
Piso 2
H. V.
Piso 3
H. H.
Piso 4
H.H.
Piso 5
Laguna.
DBO5 285 57 14 15 7 11
Materias en
suspensión
169 53 17 11 9 21
NH4N 50.5 29.2 14 15.4 11.1 8.1
NO3N+NO2N 1.7 10.2 22.5 10 7.2 2.3
Ortofosfato 22.7 22.7 16.9 14.5 11.9 11.2
Fuente: Comission Europea, Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente), Comisión Europea, Francia, 2001.
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La eliminación de DBO5 cumple con las normas de vertido de la directiva “aguas residuales
urbanas”. A nivel de la laguna, el DBO5 aumenta debido a la acumulación de algas que producen
materia en suspensión, y se tiene una reducción pobre de ortofosfatos y NH4N.
Los humedales verticales, predominantemente aerobios, cumplen con un fuerte proceso de
nitrificación, reduciendo NH4N y aumentando NO3N + NO2N pero sin alcanzar una nitrificación
completa, para luego reducirse en los pisos 3 y 4, aunque existe poco DBO5 en relación a la
cantidad de compuestos. Lo anterior parece deberse a los mecanismos de desnitrificación, bajo
condiciones anaerobias, que aumentan gracias a los largos tiempos de retención en los humedales
horizontales. La desnitrificación que se produce en los filtros verticales, tiene como resultado que
los compuestos de NH4N + NO3N + NO2N suman 36.5 mgN/litro, siendo menores a la cantidad de
NH4N de 50 mgN/litro, al final del segundo piso.
En resumen se tiene que el uso combinado de filtros horizontales y de filtros verticales permite
reducir la DBO5 a 20mg/l, las materias en suspensión a 30 mg/l y conseguir una substancial
nitrificación así como una desnitrificación.
1.4.3 ISRAEL. PROYECTO DE REUTILIZACIÓN DE AGUA DE LA REGIÓN DE DAN
Desde el año de 1948 en que Israel proclama su independencia, la visión de sus gobernantes fue
muy clara: cultivar la tierra y hacer florecer el desierto. En un país donde 300 días al año no se
tienen lluvias, se cuenta con 2 acuíferos y un lago de agua fresca, se comparten las pocas aguas
superficiales con sus vecinos, y se dispone con un promedio de 276m3/hab per capita, se priorizó
el desarrollo de tecnología para el uso eficiente de este recurso.
Las técnicas utilizadas incluyen el riego por goteo y el reciclado, haciendo que Israel ocupe el
primer lugar a nivel mundial en reciclaje de aguas residuales, tratando el 90%, de las cuales el 75%
se destinan a la agricultura, ocupando España el segundo lugar a nivel mundial, con el 35% de
aguas tratadas [Verde, 2011]
Sus fuentes principales de abastecimiento de agua fresca provienen del mar, por desalación, y de
los acuíferos, por extracción. El aprovechamiento del agua pluvial es más difícil debido a que el
70% de la poca lluvia que cae regresa casi inmediatamente a la atmosfera por evaporación y solo
el 30% ingresa a aguas subterráneas [Verde, 2011]
Debido a los aspectos anteriores la recarga de acuíferos, el reciclaje de aguas residuales y la
desalación del agua de mar, se han vuelto primordiales, estimando que para el año 2013 tan solo
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la depuración y la desalación proporcionarán cerca del 50% del agua de consumo. En cuanto a la
recarga de acuíferos según Gal Shoham, responsable de una planta de tratamiento de Mekorot, la
empresa líder en ese sector en Israel, “desde el principio de la operación del proyecto, en 1977,
hasta finales de 2010, la cantidad total de agua con la que se recargaron los acuíferos fue la
misma que habíamos bombeado fuera” [Verde, 2011]
Bajo este esquema y como parte de los continuos esfuerzos por emplear adecuadamente el
recurso hídrico, el país ha implementado un plan de aprovechamiento de aguas residuales, el cual
cuenta con diversos proyectos de reuso del agua, destacando el proyecto de la región de Dan.
Esta región cuenta con alrededor de 1.5 millones de habitantes que producen 270,000 metros
cúbicos de aguas residuales por día. El proyecto que ahí se desarrolla tiene como finalidad la
depuración de aguas de desecho, por medio de un pretratamiento en lagunas artificiales y un
tratamiento de pulimiento usando el método conocido como Soil-Aquifer Treatment (SAT), para
finalmente, recargar y almacenar el efluente depurado en un acuífero y reutilizarlo inmediatamente
en la agricultura de la región del Neguev. Este proyecto es considerado como el más grande del
mundo en su tipo. Las características más sobresalientes son que aprovecha las características de
su terreno, así como sus condiciones climáticas para depurar las aguas por medios naturales de
forma eficiente.
El método especial de recarga y recuperación desarrollado y practicado exitosamente en el
Proyecto de la Región de Dan, como ya se mencionó, es un SAT, donde el suelo y el acuífero son
usados como medios de depuración naturales, y que se aplica en lugares cuyas condiciones del
suelo y de mantos acuíferos son favorables para recargar artificialmente el agua subterránea a
través de cuencas de infiltración, logrando un alto nivel de depuración, y permitiendo que el agua
de desecho parcialmente tratada se infiltre en el suelo y se mueva a través de éste hacia el
subsuelo.
En el momento del vertido sobre el suelo, existe una zona sin saturar o vadosa, la cual actúa como
filtro natural que puede remover, en esencia, todos los sólidos suspendidos, materiales
biodegradables, bacterias, virus, y otros microorganismos, logrando reducciones significativas de
nitrógeno, fósforo, y metales pesados. Los principales procesos que ocurren durante su vertido en
estas cuencas son: la precipitación química, absorción, intercambio de iones, degradación
biológica, nitrificación, desnitrificación y desinfección.
Después de que el agua ha pasado la zona de vadosa y alcanza el agua subterránea, usualmente
se permite que fluya una cierta distancia junto con ésta. El movimiento adicional a través del
acuífero puede producir una purificación adicional, removiendo microorganismos, precipitando
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fosfatos, absorbiendo orgánicos sintéticos, etc. Básicamente es un sistema de tratamiento de
aguas residuales de avanzada usando baja tecnología.
FIGURA 1.16 FILTRACIÓN DE AGUAS EMPLEANDO UN SAT (SOIL AQUIFER TREATMENT)
Fuente: Santibañez C., Manejo sustentable de recursos hídricos en zonas áridas: experiencia Israel, CIMM, 2011
La trascendencia de éste método consiste en el aprovechamiento de sus ambiente para depurar
las aguas residuales, evitando el gasto excesivo de energía, además de aprovechar eficiente y
eficazmente sus recursos naturales.
Otros datos de importancia en el manejo del recurso hídrico en Israel son que el manejo del agua,
en esta nación, no está basado únicamente en el desarrollo de tecnología, además, los ciudadanos
son educados desde pequeños para cuidar el recurso hídrico, haciéndoles entender que este es un
producto ‘commodity’ como el petróleo o el cobre, forjando una cultura sólida en el cuidado del
agua. La tarifa aumenta cuando se sobrepasa un cierto límite en el uso del agua, haciendo
conscientes a las personas de su cuidado, uso y pago [Verde, 2011].
Su sistema de abastecimiento por medio del acueducto nacional, es considerado como uno de los
más desarrollados y versátiles a nivel global. Las fugas y rupturas son controladas por medio de un
sistema de sectorización que mide la cantidad de agua que entra y se consume en un mismo
sector. Cuando existen diferencias entre estas dos cantidades, se consideran como pérdidas, las
cuales, deben ser abatidas por medio del cambio de tubería y control de la presión en el servicio de
abastecimiento.
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1.4.4 México. Repensar la cuenca: La gestión del ciclo del agua del Valle de México
El Distrito Federal es la capital y sede de los Estados Unidos Mexicanos, que junto con sus áreas
conurbadas, conforma la ZMVM, la cual se ubica sobre un antiguo sistema de lagos en lo que fuera
una cuenca endorreica en el Valle de México. Estos lagos fueron desecados por considerarse
insalubres y peligrosos, ya que ahí se vertían las aguas residuales de la ciudad, después, al no
tener fuentes superficiales de líquido, se utilizaron pozos de extracción de agua que, al ser
insuficientes, se complementaron con los acueductos Lerma y Cutzamala, que en conjunto,
cuentan con una de las infraestructuras más grandes en su tipo, las cuales surten un promedio de
14 m3/s de un total de 32.16 m
3/s consumidos en la Ciudad de México.
Actualmente, debido al crecimiento de las zonas urbanas de esta región, los pozos de extracción,
así como los sistemas Lerma y Cutzamala, se presentan como insuficientes, lo que aunado a una
sobreexplotación de los mantos freáticos y al casi nulo tratamiento de las aguas de desecho han
motivado la búsqueda de soluciones que aseguren la calidad y cantidad de agua para la población
de la Ciudad, resultando en una variedad de propuestas y obras que tocan esta problemática,
plasmándose en trabajos como el titulado “Repensar la cuenca: La gestión del ciclo del agua en
el Valle de México.”
Repensar la cuenca es un trabajo que muestra la situación hídrica actual en el Valle de México,
desde su diagnóstico, hasta las propuestas de solución a los principales problemas, con el
propósito de generar una mayor eficiencia y eficacia en el manejo del recurso hídrico. El capítulo 2
titulado “Tratar y reusar las aguas residuales” es de especial interés, ya que entre sus
propuestas describe cómo tratar y reutilizar las aguas residuales aprovechando la infraestructura
de las P.T.A.R., que actualmente están abandonadas por tener costos de operación muy altos, y
se reincorporen al proceso de tratamiento cambiando su modo de operación de aerobio, con lodos
activados, a reactores anaerobios.
Las plantas de tratamiento consumen grandes cantidades de energía, además de requerir cierta
habilidad y experiencia de parte de sus operadores, por lo que en la ciudad se han dejado la mitad
de las P.T.A.R. sin funcionamiento alguno, por lo que, de una capacidad instalada de 10 m3/s,
solamente se están tratando 5.2 m3/s. El efluente tratado de estas plantas se utiliza para el riego
agrícola y de áreas verdes, llenado de canales, lagos recreativos, y para uso comercial, aunque en
ocasiones regresa al drenaje. En base a lo anterior y para aprovechar al máximo la capacidad
instalada de las P.T.A.R., considerando la realidad de México como una nación en desarrollo, se
realizó la propuesta de aprovechar la infraestructura empleando métodos de depuración
anaerobios, ya que tienen las ventajas de requerir una menor inversión al momento de su
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construcción; reducir costos de operación; tener un menor gasto energético; generar menos lodos;
y ser más fáciles de manejar para los operarios, ya que requieren menos habilidad y experiencia.
Como comparativo se retomó la megaplanta de tratamiento en Atotonilco, Hidalgo, que
actualmente está en proceso de construcción, y es considerada la obra más grande en su tipo en
México y América Latina, pero que, durante la elaboración y publicación de dicho libro, todavía era
un proyecto en proceso de ser aprobado. Dentro de los puntos a resaltar destacan que se
considera mucho más práctico tener plantas de tratamiento dentro de la ciudad para evitar el gasto
energético en transporte, menor gasto energético en el tratamiento del agua y una mayor
efectividad del mismo, debido a que se tienen afluentes típicos.
Las ideas más interesantes de este trabajo son: 1) El aprovechamiento de infraestructura
disponible, 2) la descentralización del tratamiento por medio de la reducción y multiplicación de las
dimensiones de las P.T.A.R., 3) la adaptación del proceso de tratamiento de acuerdo a nuestras
condiciones económicas, en éste caso, una planta de tratamiento anaerobia, 4) el tratamiento local
de las aguas residuales en lugar de gastar energía para su transporte a zonas alejadas, 5) el
almacenamiento de las aguas tratadas en cuerpos de agua naturales o “almacenes naturales” y 6)
la administración por cuencas. Las ideas anteriores significan una complejificación del sistema
hídrico, así como un aumento en la resiliencia, no solo de este último, sino de todo el sistema
social de la región.
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2 LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA A NIVEL
NACIONAL
2.1 EXPERIENCIA Y EVOLUCIÓN DE LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN MÉXICO
México durante el siglo XVI formaba parte de una región definida por su cultura, denominada
Mesoamérica, y que abarcaba el centro y el sur de México y gran parte de Centroamérica [CNA,
2009]. De esta época se conoce infraestructura hidráulica entre la que se encuentra la destinada a
la captación, conducción, almacenamiento y distribución de aguas perennes superficiales y
subterráneas; la de conducción, control y drenaje de aguas pluviales para evitar inundaciones; la
de irrigación agrícola; y la de control, aprovechamiento y desagüe de zonas lacustres y
pantanosas, entre otras [CNA, 2009]. Si bien parte del funcionamiento y propósitos de cada una de
estas estructuras es conocido, no se tienen evidencias directas, como manuscritos, que indiquen
acerca de la cultura y relación que mantenía la población indígena con el agua, como pudieron ser
la forma en que se abastecían y repartían el recurso al interior de sus comunidades, el grado de
conocimiento que tenían del ciclo hidrológico, la medición de la precipitación, infiltración y
escurrimiento o si tenían instrumentos legales y económicos para administrar el agua [Olivares et
al., 2008].
Debido a lo anterior no se puede decir con claridad el tipo de paradigma que manejaban los
antiguos pobladores, es decir, las actitudes y prácticas que mantenían en relación al agua, aunque
los indicios derivados de estudios tecnológicos, etnográficos y arqueológicos, entre otros, muestran
que los sistemas hidráulicos penetraron todos los aspectos de las sociedades mesoamericanas,
teniendo el agua un significado espiritual más allá de tan solo satisfacer las necesidades básicas
de sus consumidores, pudiendo discernir un manejo complejo dentro de sus sociedades [Olivares
et al., 2008], por lo que el paradigma espiritual-religioso sería de los más apropiados para explicar
las interacciones hombre-recurso, ya que la religión era la que regulaba y estaba por encima de los
aspectos políticos, económicos y sociales de las culturas prehispánicas de forma similar a las
“sociedades hidráulicas orientales” [Olivares et al., 2008]. De esta manera existen también
estudiosos como el Arquitecto Jorge Legorreta, los cuales mencionan que durante la época
precolonial las sociedades mantenían estrechas relaciones con el agua, resaltando a los mexicas
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en Tenochtitlán y Tlatelolco, que integraron dicho recurso a su entorno, y a áreas de su sociedad
como economía, transporte, religión, guerra, etc. [Cohen, s/f]
Por ese vínculo espiritual, podemos mencionar que hasta cierto punto los antecedentes de la
sustentabilidad hídrica en México se encuentran representados a través de los antiguos pobladores
cuyo respeto y uso del recurso trascendía más allá del empleo y desecho, tratando de convivir
con la naturaleza dentro de un paradigma religioso. Pero fue tras la conquista de los españoles,
en la época colonia o virreinato comprendido entre 1521 a 1821, que México adoptó una forma
contrastante de manejo del agua, lo que se debió en gran parte justamente al choque de
pensamientos religiosos. Los conquistadores trataron de destruir, en un principio, todo lo que
tuviera que ver con las antiguas creencias en Mesoamerica, incluyendo la relación espiritual que
sus pobladores mantenían con los cuerpos de agua, su consigna fue dominar a los pobladores de
la región, sus pensamientos y costumbres así como al nuevo ambiente que se presentaba ante
ellos, y no es que en las regiones de Mesoamérica no existiera la idea de dominio, pero tal
pensamiento era regulado por el paradigma religioso que le brindaba un cierto respeto a la
naturaleza.
Debido a esos conflictos entre culturas, David Groenfeldt sugirió entender explícitamente el sistema
de valores indígenas, y su conexión al agua, que así como formaron en el pasado parte de los
conflictos con agentes occidentales de desarrollo, ayuden a quitar la presión sobre las sociedades
indígenas en el presente, sirviendo tal comprensión como base para el desarrollo sustentable de la
humanidad. [Hassan, s/f]
Ya durante el inicio de la era colonial llegaron a México técnicas y tecnologías nuevas, vistas en
materiales principalmente metálicos, y en la introducción de artefactos desconocidos, como la
rueda, el torno, la polea y la rueda hidráulica, entre otros [CNA, 2009]. Sin embargo, a partir de
entonces las innovaciones tecnológicas no se desarrollaron a la par de las sucedidas en Europa,
quedando rezagada el área agrícola, principalmente, la cual utilizó casi los mismos métodos y
sistemas durante el periodo del virreinato y hasta la primera mitad del siglo XIX. Aunque se pueden
mencionar excepciones como el entarquinamiento en cajas de agua, el cual todavía se emplea en
diversas regiones del país que, en conjunto con otras técnicas, es considerada de manejo
sustentable [CNA, 2009].
Para el abastecimiento del sector urbano las innovaciones estuvieron presentes en los acueductos
que sirvieron a las principales ciudades de la Nueva España, así como las pilas y fuentes de
ladrillo, lavaderos colectivos, acueductos subterráneos, entre otras, aunque no existieron cambios
significativos en cuanto al avance del viejo continente, empleándose el mismo sistema clásico de
suministro de agua potable, sin mayores modificaciones, hasta el siglo XIX [CNA, 2009].
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Las ciudades que no contaron con acueductos o cuya necesidad hídrica no fue satisfecha del todo,
emplearon el agua de lluvia y el servicio de los aguadores, formas de abastecimiento que
perduraron hasta mediados del siglo XX. Otra forma importante de abastecimiento para zonas
urbanas y agrícolas por igual fueron las acequias o canales por donde se conducía el agua
necesaria [CNA, 2009].
Otras técnicas usadas fueron las de lagunajes, que ya se utilizaban en Mesoamérica, y también las
de desecación. Una de las muestras más representativas de ésta técnica se encuentra en la
cuenca de México, donde se situaba la antigua capital tenochca en medio de cinco lagos, y donde
Hernán Cortez decidió fundar la ciudad de México. El desecamiento se dio de manera gradual y
comenzó debido a las constantes inundaciones que se presentaban, teniendo como ejemplo la
inundación de 1604 que duró aproximadamente un año. Estos hechos aunados a la incomprensión
del sistema lacustre prehispánico y a la concepción urbana europea de la época de tener “ciudades
secas”, terminó por consolidar el destino de tales cuerpos de agua [CNA, 2009].
En el periodo del virreinato, el hecho de tener una población reducida y el poco acceso a
tecnología de avanzada, permitió que el ambiente se conservara sin mayores modificaciones, sin
embargo, la verdadera revolución tecnológica que acompañó a la llegada de los españoles fue en
el sentido de que vinieron junto con un nuevo sistema sociopolítico y cultural que dio sentido a
dichos artefactos [CNA, 2009] y desencadenó nuevos fenómenos sociales, políticos y económicos.
Durante la época colonial los países europeos impulsados por un capitalismo mercante mejoraron,
a costa de sus colonias, sus tecnologías hídricas así como las ciencias relacionadas a éstas,
resultando en la primera Revolución Industrial que tuvo lugar durante la segunda mitad del siglo
XVIII y principios del XIX.
Pero este suceso no tuvo mayor repercusión fuera del continente europeo por lo que, como ya se
mencionó anteriormente, los avances tecnológicos no llegaron a México, sin embargo, los avances
logrados llevaron a una segunda Revolución Industrial iniciada en 1850 y que influenciaría el
continente Americano y de forma especial a México durante el periodo conocido como el porfiriato.
Después de la independencia de México en el año de 1821, hubo un periodo en que los avances
tecnológicos se mantuvieron sin mayores cambios, debido a que se vivió un proceso complicado
para consolidarse como nación, pasando por guerras civiles e intervenciones extranjeras que
retrasaron el desarrollo del país. Fue hasta la llegada del General Porfirio Díaz al poder, que dio
inicio a una época de estabilidad nacional bajo una visión de renovación tecnológica y económica.
El porfiriato, comprendido de 1876 a 1915, manejó un paradigma de nación conocido como “el
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proyecto modernizador” teniendo como fin último lograr un óptimo desarrollo económico para
llevar a la nación a una era de progreso [AHA, s/f], siendo influenciado por ideas europeas
desarrolladas en el contexto de un apogeo tecnológico. La primera etapa de este periodo tuvo la
consigna de lograr la pacificación y el orden del país, para después impulsar el crecimiento
económico y el desarrollo material [SEDENA, s/f].
Fue durante la época del porfiriato cuando se agudizó la forma de administración donde se
consideraban cantidades infinitas de recursos, procurando, esencialmente, tener la tecnología
necesaria para explotarlos. Bajo esta perspectiva todo podía ser resuelto con ayuda de la
tecnología, siendo en esas fechas cuando el gobierno inició la promoción del uso de bombas para
extraer agua del subsuelo de manera intensiva. Tiempo después estas mismas bombas serían
utilizadas para conducir agua a la Ciudad de México con ayuda de acueductos.
La estabilidad política y social, la renovación económica, así como la continuidad en el poder,
permitió al gobierno del General Díaz desarrollar obras hidráulicas sin precedentes, como lo fue el
desagüe del Valle de México, siendo uno de los proyectos más representativos del porfiriato, que
en palabras del mismo presidente, fue la “máxima realización de su gobierno”. Es así que comenzó
un modelo de administración hídrica que duraría hasta nuestros días donde, conforme se tenían
mayores innovaciones tecnológicas, la idea fue, ya no solo explotar la naturaleza, sino además,
“domarla”.
Al ser un proyecto representativo podemos tomar en consideración los objetivos de su creación,
permitiéndonos conocer parte de la visión que manejaban las elites sociales y su gobierno para
establecer “problemas” y sus respectivas “soluciones”, los cuales fueron:
1. Salvaguardar a la capital del país de las terribles inundaciones que afectaban la economía
de la región, dañaban la infraestructura y promovían la dispersión enfermedades.
2. Lograr el saneamiento urbano permitiendo la salida de aguas negras que se estancaban o
se anegaban en la ciudad.
3. Finalmente se pretendía “gobernar las aguas del valle”, mediante el control de las
caudalosas y peligrosas avenidas que se formaban en épocas de lluvia, nivelando el
volumen de agua que recibían los lagos próximos.
Ya dentro del México contemporáneo, 1940-2000, los primeros antecedentes de una política
ambiental en México surgieron en los años 40 con la Ley de Conservación de Suelo y Agua, pero
no fue sino hasta inicios de los 70’s, época en que los grupos ambientalistas, principalmente en
Estados Unidos, comenzaron a ganar adeptos y presionar más fuerte a sus gobiernos, que
comenzó a adentrarse en la política internacional el tema de la protección a la naturaleza, vista
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como elemento necesario para mantener el bienestar social. Parte de este contexto internacional
influyó en el entonces presidente Luis Echeverría (1970-1976) el cual, al tener una política de
industrialización, con su consecuente producción de contaminantes, tuvo temor que los problemas
ambientales crecieran tanto que afectaran la confianza de los inversionistas extranjeros, dañando
política y económicamente al país [Simonian, 2007].
Durante 30 años la política del Partido Revolucionario Institucional (PRI), partido a la que
pertenecía el presidente, fue la de industrializar al país, por lo que la solución planteada a la
degradación ambiental, era la aplicación de tecnología anticontaminante para proteger al ambiente,
al tiempo que continuaban con su mismo modelo de desarrollo [Simonian, 2007].
En el año de 1971, se promulgó la Ley para la Prevención y el Control de la Contaminación, siendo
la primera en su tipo, la cual proponía remedios tecnológicos para los males del país, de manera
ventajosa no se tenía que limitar el crecimiento industrial ni tampoco cambiar el estilo de vida de la
gente [Simonian, 2007]. De ahí en adelante se formularían en México otras leyes más, todas
enfocadas a la protección de la salud del hombre, y no tanto a la protección integral de la
naturaleza. Las iniciativas ambientales de Echeverría se limitaban al control de la contaminación,
sin prever la protección al ambiente y la conservación de recursos naturales de manera simultánea.
Fue al final del mandato del siguiente presidente, José López Portillo (1976-1982), cuando se logró
la aprobación de la Ley Federal de Protección al Ambiente en 1982, dando la facultad al gobierno
de cerrar aquellas empresas y encarcelando a los ejecutivos que no cumplieran con lo establecido
por ésta.
Conforme iban evolucionando los movimientos ambientalistas durante la década de los 80’s los
Estados Unidos fueron promoviendo leyes para el control de la contaminación en diferentes rubros,
de manera similar México hizo su parte, aunque no tenía los recursos económicos ni humanos para
hacer valer las leyes, debido a que el presupuesto no daba para contratar funcionarios que
inspeccionaran el cumplimiento de éstas. Otra cuestión era la organización, ya que varias
Secretarías debían coordinarse para hacerlas cumplir, lo que dificultó todavía más dicha labor.
Con el nacimiento del concepto de desarrollo sustentable a partir de la década de los 80’s,
impulsado por las políticas liberalizadoras impuestas por organismos financieros internacionales, la
protección al ambiente se comenzó a tomar como un elemento integrado a las demás áreas
sociales, para mantener el crecimiento económico, y de ésta forma, dándole la relevancia
pertinente [Simonian, 1998].
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Mientras que en al ámbito internacional el tema ambiental ahora se involucraba en temas
económicos, en México durante el mandato de Miguel de la Madrid (1982-1988), ya no se tomó tan
a la ligera el tema de la protección a la naturaleza, repercutiendo en la política ambiental mexicana
que comenzó a tomar un enfoque integral, siendo que en el año de 1982 se crea la Secretaría de
Desarrollo Urbano y Ecología (SEDUE) que tenía como finalidad la protección al ambiente pero
con una visión más allá de solamente proteger la salud humana.
Pero el mayor logró fue en el año de 1988 cuando se creó la Ley General del Equilibrio Ecológico y
la Protección al Ambiente (LGEEPA), que fue pionera en América Latina, siendo la base de la
política ambiental del país, incluso, países latinoamericanos tomaron como base esta ley para
elaborar su propia legislación ambiental. [IIEc, 2001]
2.2 INFRAESTRUCTURA ACTUAL DEL SISTEMA HÍDRICO
Parte de la realidad de México se ve por medio de su infraestructura hídrica, que deja ver la
capacidad de México en invertir en este tipo de obras; las estrategias que se están planteando
para resolver la problemática actual y; la efectividad de aplicar este tipo de sistemas. La revisión de
tales asuntos también nos dará a conocer parte del perfil de las soluciones planteadas en México.
Con lo anterior podremos tener conocimiento más profundo del enfoque de sustentabilidad hídrica
que se maneja en México.
La actual infraestructura hidráulica a nivel nacional, y de acuerdo como lo concibe la Comisión
Nacional del Agua para su manejo, está catalogada en tres rubros: Para su aprovechamiento, para
la descarga de aguas y para proteger a la población y a las áreas productivas. Nosotros trataremos
las primeras dos que incluyen presas y bordos, abastecimiento de agua potable, alcantarillado,
tratamiento y reuso de agua.
2.2.1 PRESAS Y BORDOS
Las presas son barreras que retienen y desvían el agua superficial o de corrientes subterráneas
para eventualmente aprovecharla en un primer lugar en la agricultura, enseguida, para
abastecimiento de agua a las comunidades y producción de energía eléctrica, y finalmente, como
mitigadores de daños provocados por sequías e inundaciones, pero también sirven en la
navegación fluvial, laminación de avenidas, actividades recreativas y turismo. La capacidad de
almacenamiento de agua para su aprovechamiento en diversos usos y el control de avenidas para
evitar inundaciones, son directamente proporcionales al grado de desarrollo hidráulico de los
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países [CNA, 2011], teniendo que México ocupa el lugar número 19 a nivel mundial en capacidad
de almacenamiento per cápita.
México tiene más de 4,462 presas y bordos, con una capacidad de 150 mil millones de m3
clasificándose 667 como grandes presas, pero donde solo 100 de ellas concentran el 79% de la
capacidad total del país [CNA, 2011]. Dentro de la infraestructura hídrica con la que se dispone
actualmente, las presas son fundamentales para el almacenaje de agua de lluvia, ya que, a nivel
nacional, éstas son densas y de corta de duración, presentándose el 67% durante los meses de
junio a septiembre [CNA, 2011], por lo que proveen de grandes caudales fluviales que, bajo el
paradigma actual, requieren de gran infraestructura para su almacenamiento.
La gran mayoría de las principales presas de almacenamiento se encuentran en la parte norte y
sur del país, que son, al mismo tiempo, las regiones que albergan la menor cantidad de población
urbana. Otro elemento importante es la distribución desigual del agua pluvial en el territorio, ya que
cae el 69% en la zona sureste, que cuenta tan solo con el 23% de la población, y el restante 31%
sobre el centro y norte del país, el cual cuenta con el 77% de la población, en donde se ha
desarrollado el crecimiento económico. Bajo este contexto, y usando el paradigma actual, las
presas ganan mayor relevancia, al realizar la función de almacenar líquido y facilitar su repartición
entre zonas.
2.2.2 INFRAESTRUCTURA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO
De acuerdo con la definición de cobertura de agua potable de la Conagua, que es el organismo
encargado de administrar y preservar las aguas nacionales [SMN, 2012], las personas que
cuenten con agua entubada dentro de la vivienda; fuera de la vivienda, pero dentro del terreno; de
la llave pública; o bien de otra vivienda [CNA, 2011] se considera que tienen cobertura, aunque el
hecho de que cuenten con ella, no significa que les brinde un agua de calidad. [CNA, 2011]
Actualmente, en base el Conteo de Población y Vivienda del 2005, y la definición antes dada, el
89.2% de la población en México tenía cobertura de agua potable, estimando la Conagua que
crecería para finales del 2009 a 90.7%. Para ese mismo periodo se considera que el 94.3% de las
zonas urbanas estarán cubiertas así como 78.6% de las zonas rurales.
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FIGURA 2.1 POBLACIÓN URBANA Y RURAL CON COBERTURA DE AGUA POTABLE
HASTA 2005
Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
La figura anterior muestra los rubros de población urbana y rural, en millones, que contaban con
agua potable durante el año 2005. Durante ese año, de la población urbana total se tenía un 91.5%
cubierta, mientras que de la población rural total se tenía una cobertura del 69.5%. Esa mayor
oferta del recurso en zonas urbanas es uno de los elementos que promueven la concentración de
gente en las mismas, debido a que emigran de zonas rurales para encontrar una mejor calidad de
vida.
De acuerdo con la definición de Conagua [CNA, 2011], se considera que cuentan con alcantarillado
a todas aquellas personas que tienen conexión a la red de alcantarillado o fosa septica, a un
desagüe, una barranca, grieta, lago o mar.
Con los datos del Conteo de Población y Vivienda del 2005, al 17 de octubre de ese año se
estimaba que el 85.6% de la población tenía alcantarillado. En ese mismo periodo la cobertura en
zonas urbanas fue de 93.9% y 63.2% en zonas rurales según estimaciones de la Conagua.
2.2.3 ACUEDUCTOS
Los acueductos son túneles artificiales que llevan agua de un lugar a otro. Ellos son utilizados para
repartir agua a las zonas que lo requieren. En México existen más de 3 mil kilómetros de
acueductos que reparten a zonas urbanas y rurales con una capacidad total de 112 m3/s. [CNA,
2011]
Dentro de la infraestructura actual los acueductos son parte fundamental para la
redistribución de líquido.
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Dentro de este rubro destacan los sistemas Lerma y Cutzamala, ya que forma parte de los
sistemas de abastecimiento más grandes del mundo, suministrando 485 millones de m3/anuales,
venciendo una elevación de 1,100m, consumiendo casi el 0.6% de la energía producida por el
país, y aportando el 6 y 18% respectivamente en el aporte de agua potable a la Cuenca del Valle
de México. [CNA, 2011]
2.2.4 TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL
Las aguas residuales para su tratamiento se dividen en dos grandes grupos; en municipales, que
son aquellas que se manejan dentro del sistema de alcantarillados municipales, ya sean urbanos o
rurales; e industriales que son aquellas que se descargan directamente a los cuerpos receptores
de propiedad nacional [CNA, 2011].
El tratamiento total de aguas residuales durante el 2009 fue del 42% de un total de 209.1 m3/s para
aguas municipales y de 19.3% de un total de 36.7m3/s de aguas no municipales, incluyendo a la
industria. En la figura 2.2 se muestran, en porcentajes, los principales procesos usados en el país
para el tratamiento de agua residual [CNA, 2011].
FIGURA 2.2 PRINCIPALES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
MUNICIPALES, 2009
Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
46,43%
15,59%
11,14%
8,11%
5,37%
4,74% 8,63%
Lodos activados
Lagunas de estabilización
Primario avanzado
Lagunas aireadas
Filtros biológicos
Dual
Otros
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Se puede ver que en México el principal proceso de tratamiento de aguas residuales es el de lodos
activados, el cual, durante el año 2009, abarcaba casi la mitad del total tratado, situación que
aumentará considerablemente al completarse el Programa de Sustentabilidad Hídrica del Valle de
México, que incluyen plantas de tratamiento de lodos activados, siendo la más destacada la de
Atotonilco en Tula, Hidalgo. Este proceso aeróbico en suspensión es el más usado en el mundo, y
México lo ha adoptado sin considerar primero el desarrollo de tecnología que aproveche nuestro
clima y situación económica. Y es que el proceso de lodos activados fue desarrollado a inicios del
siglo XX, en Gran Bretaña, después fue incorporado a otros países europeos y a Estados unidos,
todos ellos países con climas fríos, donde los tratamientos biológicos se retrasaban por el casi
congelamiento del agua, razón por la cual incorporaron los lodos activados tan ampliamente. Pero
México tiene un clima cálido en la mayor parte de su territorio, bajo el cual se promueve el
crecimiento de microorganismos, tanto aerobios como anaerobios, que tratan efectivamente el
agua, sin necesidad de usar electricidad. Y es que el alto consumo energético de los lodos
activados, por la obligada inyección de oxígeno las 24 horas, hacen poco recomendable su uso en
países como el nuestro.
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3 MARCO METODOLÓGICO Y CONCEPTUAL
“El cerebro no es un vaso por llenar, sino una lámpara por encender” Plutarco.
3.1 TEORIA GENERAL DE SISTEMAS
Después de las dos revoluciones industriales, y en especial, después de las dos guerras
mundiales, las ciencias clásicas se superespecializaron y categorizaron, haciéndolas muy buenas
para optimizar aspectos específicos de un sistema, por ejemplo, mejorando el diseño de un troquel
para facilitar el proceso de troquelado de una industria metalmecánica; creando dispositivos para
hacer rendir la gasolina de un automóvil; o sensores que permitieran el uso eficiente de energía
eléctrica en una casa. Pero cuando los problemas comenzaron a ser más complejos, las
dificultades para explicar y dar solución a ciertos fenómenos se acrecentaron, y sin entender que el
todo es mayor que la suma de sus partes, los científicos armaron conocimientos aislados
generando infinidad de datos sin conexión. Sin embargo, la interacción de las variables de un
sistema están tan interconectadas una con otra, que una variable puede ser tanto causa como
efecto. Actualmente, intentar reducir la complejidad a sus componentes, y construir un
entendimiento del todo a través del conocimiento de sus partes, ya no es válido. Fue entonces que,
para poder resolver problemas cada vez más complejos, se desarrolló la Teoría General de
Sistemas (TGS).
La TGS nació en respuesta a los problemas que surgieron durante la Segunda Guerra Mundial,
especialmente los relacionados a la logística, y que no se podían resolver satisfactoriamente
aislando las ciencias una de la otra. La colaboración interdisciplinaria fue requerida, haciéndose
entonces evidente la necesidad de un lenguaje común que facilitara la labor de integración de
conocimientos. Estos tres términos de interdisciplinariedad, lenguaje común e integración, son
parte de la base de la TGS, y se traducen en sus objetivos, los cuales, se listan a continuación
[Arnold et al., 2000]:
Impulsar el desarrollo de una terminología general que permita describir las características,
funciones y comportamientos sistémicos.
Desarrollar un conjunto de leyes aplicables a todos estos comportamientos y, por último,
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Promover una formalización (matemática) de estas leyes.
En nuestro trabajo de tesis, realizamos una investigación y análisis con enfoque sistémico para
poder comprender el contexto en materia hídrica, tanto de los problemas como de las soluciones
actuales, así como para elaborar alternativas de solución. Se siguió, entonces, un proceso que
incluye los siguientes elementos:
1. El análisis del contexto temporal y espacial del sistema en cuestión, considerando
diferentes niveles de realidad, para poder visualizar, en nuestro caso, el problema de
fondo, o al menos, lo más cercano a éste, para que, una vez llegado a un diagnóstico
veraz, se pudieran comenzar a plantear alternativas de solución para el problema en
cuestión.
2. Nexos. Un nexo es una relación por la cual están unidas distintas problemáticas
aparentemente aisladas una de la otra en causa y/o efecto, pero que, al ser estudiadas y
analizadas bajo la visión de un paradigma diferente al convencional, se descubre que ese
conjunto de problemas tienen elementos en común que las afectan y retroalimentan en una
proporción específica. Significa que al entender dichos vínculos, los esfuerzos
encaminados a atacar problemáticas grandes y complejas se hacen más eficientes. En
nuestro caso: Energía, Alimentos y Agua.
3. El pensamiento filosófico y científico que le brinda una flexibilidad especial a la ciencia de
sistemas, debido a que no requiere, en un principio, de una rigurosa comprobación
científica para incorporar conocimiento y tratar alternativas de solución, lo que no descarta
que al final de cada procedimiento sistémico se tenga que comprobar científicamente una
hipótesis o planteamiento hecho.
4. El cambio de paradigma que permite visualizar otros aspectos de la realidad, evitando lo
que se conoce dentro del área de sistemas como “ceguera sistémica”.
5. El empleo de una metodología que nos permitiera tener un esquema para la construcción
de este trabajo de investigación, así como para el establecimiento de soluciones hídricas
acorde a nuestro contexto. En nuestro caso empleamos la metodología de Breakthrough
Thinking, variante de las metodologías suaves, que tiene como fin encontrar soluciones
innovadoras a problemas complejos.
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Por otro lado, algunos de los conceptos que consideramos para la elaboración de esta tesis fueron:
Ceguera sistémica: Imposibilidad de visualizar ciertos elementos presentes en el ambiente,
debido al empleo de un paradigma específico.
Complejificación: Proceso del incremento de la complejidad.
Especialización: En un sistema que consiste de elementos con capacidades de canal (capacidad
de procesamiento de información) aproximadamente iguales y constantes, un incremento en la
capacidad de canal del sistema requiere una especialización de las tareas desempeñadas por
cada elemento.
Integración: Es la interconexión de componentes, subsistemas o sistemas diversos y altamente
especializados, dentro de un sistema mayor que provee de funciones complejas, las cuales
requieren de interacciones estrechas entre sus componentes. Por lo anterior la integración va un
paso adelante que otros conceptos al momento de conectar sistemas.
Resiliencia: 1) La medida en que un sistema es capaz de permanecer dentro de un dominio de
estabilidad en respuesta a fluctuaciones del sistema por una perturbación, y la habilidad del
sistema para regresar a dicha estabilidad una vez dejado. 2) La habilidad de un sistema para
realizar una transición tranquila a un nuevo estado de estabilidad en respuesta a cambios en las
condiciones externas. Mientras más amplio el rango de fluctuaciones externas en las cuales el
sistema puede obtener un estado estable, mayor será la resiliencia del sistema. 3) Una medida de
la habilidad de un sistema para absorber cambios y todavía permanecer.
Paradigma: 1) Un arquetipo o ejemplo sobresalientemente claro o típico 2)El patrón total de
percepción, conceptualización, acto, validación, y evaluación asociado con una imagen particular
de la realidad que prevalece en la ciencia o una rama de ella. 3) Un modelo teórico que explica un
tipo de conducta social 4) El patrón que permanece debajo del proceso de construcción de teorías
y explicaciones y que afectan la forma del cuerpo de conocimiento dentro de un dominio social.
Los paradigmas conllevan su propia fuente de justificación y por lo tanto casi no son
relacionados de manera obvia o retados por evidencia empírica
Sistema: 1) Un conjunto de variables escogidos por un observador 2) Usualmente tres distinciones
son hechas: 1. Un objeto observado. 2 Una percepción de un objeto observado. Este será diferente
para diversos observadores. 3. Un modelo o representación de un objeto percibido. Un solo
observador puede construir más de un modelo o representación de un solo objeto. Algunas
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personas asumen que 1 y 2 son lo mismo. Asumir lo anterior puede llevar a dificultades en la
comunicación. Usualmente el término sistema es usado para referirse a 1 o 2. El modelo
usualmente se refiere a 3. Ashby empleó los términos máquina, sistema y modelo en dicho orden
para las tres distinciones. 3) Un conjunto o arreglo de entidades tan relacionadas o conectadas
que forman una unidad o todo orgánico. 4) Cualquier conjunto de componentes definibles. 5)
Cualquier porción del universo material que escojamos separar del resto del universo para el
propósito de considerar y discutir los diversos cambios que pueden ocurrir dentro de éste bajo
distintas condiciones. 6) 1 Un conjunto de variables elegidas por un observador junto con limitantes
para cada una de las variables que descubre, hipotetiza o prefiere. Tanto como las variables de un
sistema pueden representar los componentes de una maquina compleja, un organismo o
institución social y una limitante es el complemento lógico de una relación, una definición
equivalente de sistema es que este representa un conjunto de componentes junto con las
relaciones conectándolos para formar una unidad como un todo.
Subsistema: Es aquel sistema que forma parte de un sistema más grande y definido dentro de un
subconjunto de variables de ese sistema más grande. Los subsistemas pueden ser delineados por
un observador pero ellos pueden además mantener su propia identidad y limites
independientemente de las distinciones dibujados por un observador. Los subsistemas pueden ser
superpuestos en alguna variable y dar lugar a una estructura representando interdependencias, por
ejemplo, entre los sistemas educacionales, económicos, y el gobierno como tres subsistemas de la
sociedad.
Sistema sociotécnico: Es un sistema compuesto por subsistemas técnicos y sociales. Un ejemplo
de esto es una empresa o un hospital donde las personas están organizadas en sistemas sociales
como equipos, departamentos, para realizar el trabajo para el cual emplean sistemas técnicos,
como computadoras o maquinas de rayos x.
3.2 METODOLOGÍA SUAVE DE SISTEMAS: BREAKTHROUGH THINKING
“En los límites del desempeño, la diferencia entre ganar y perder no está solamente en la
fuerza física y mental, sino en cambiar las reglas y adoptar una estrategia diferente…”
Extensor, (2006), Breakthrough Thinking, http://www.extensor.co.uk/articles/breakthrough_thinking/breakthrough_thinking.html
, (15-03-2012)
Creada por Shozo Hibino y Gerald Nadler, al analizar cómo diversos líderes resolvían problemas
de forma efectiva y creativa, esta metodología fue introducida en 1990 en un libro del mismo
nombre, concibiéndose como una nueva variante de la metodología de sistemas suaves. Sus
procedimientos combinan elementos visionarios y pragmáticos, para solucionar problemas actuales
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pero anticipando situaciones futuras. Su objetivo es aplicar adelantadamente las medidas que
promuevan la mejora continua, al tiempo que se forja una mentalidad visionaria.
Esta metodología se diferencia de las demás en que no parte del problema, sino de los objetivos
que tienen las personas u organizaciones, usándolos como guías para dirigir esfuerzos y recursos
disponibles eficientemente, así como para visualizar lo más exactamente posible aquello que se
desea. Para detallar, visualizar y encausar los esfuerzos, se analizan los objetivos de los objetivos,
o dicho de otra manera, el propósito de alcanzar una meta, y así estimular el análisis de cuestiones
como por qué, cómo, cuándo se va a realizar, y de ser necesario, reformularlo. Su desarrollo se
encuentra enmarcado dentro de siete principios de resolución de problemas, los cuales no se
siguen en un orden específico, pero sí de manera coordinada. El propósito es poder generar
información oportunamente para retroalimentar, lo antes posible, el proceso de donde surgirá la
solución. Dichos principios son:
El principio de singularidad. No existen dos problemas iguales en los cuales se pueda replicar la
misma solución. El contexto de cada problema es siempre diferente. Tratar de empatar las
características ideales de un sistema a otro pudiera desbocar en consecuencias negativas porque
no se adhiere a sus características únicas.
El principio de objetivos. Enfocarse en los objetivos planteados y expandir sus alcances, ayuda a
eliminar los aspectos no esenciales que generan trabajar en problemas erróneos. Las personas
que resuelven problemas más inteligentemente enfatizan el ataque frontal para resolver el
problema y así operar más eficientemente cuando tengan que detallarlo. Evitan la típica urgencia
de comenzar a recolectar información y analizar la situación. * libro GST intro características
adicionales.
El principio de la solución-siguiente. SAN por sus siglas en inglés, menciona que la innovación
puede ser estimulada y las soluciones pueden ser más efectivas trabajando en reversa desde el
objetivo de una solución ideal brindando directivas para encontrar soluciones de corto y mediano
plazo y les infunde propósitos de largo plazo. Pensadores innovadores usan el conocimiento para
estimular nuevas concepción de soluciones ideales. *libro GST intro características adicionales.
El principio de sistemas. Cada problema forma parte de un sistema más grande de problemas, y
resolver un problema deja al descubierto otro más. Se deben tener claros los elementos y
dimensiones de un sistema-solución para determinar por adelantado las complejidades que se
deben incorporar en la implementación de la solución y así asegurar su funcionalidad e
implementación efectiva.
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El principio de recolección limitada de información. Conocer demasiado de un problema en un
inicio puede crear expertos en problemáticas pero también puede evitar ver algunas alternativas
de solución idóneas. Este principio sirve para concentrarse en la información que es
particularmente útil y relevante para otros principios de la metodología BT. Los líderes exitosos
saben que es imposible que los datos sean precisos, de tal forma que no existen los “datos duros”
y saben cómo lidiar con los “datos suaves”, además saben que no es posible recolectar todos los
datos necesarios, su consejo es enfocarse en los propósitos de la información que crees necesitar
y limitar su recolección.
El principio del diseño de la gente. La gente que va a llevar a cabo la solución y los usuarios
deben trabajar de forma conjunta, continuamente, para desarrollar la solución con la metodología
BT. La solución propuesta debe incluir el mínimo de detalles críticos para que los usuarios de la
solución puedan tener flexibilidad al aplicarla, en otras palabras, la solución debe contener
principios o características generales de funcionamiento para que satisfaga las necesidades
primordiales de los usuarios, pero al mismo tiempo, pueda adaptarse a situaciones particulares.
Este principio no es nuevo pero un estudio en estados unidos mostró que solo el 5% de las
compañías dieron a sus empleados algún tipo de formación para tomar decisiones en grupo o
resolver problemas.
El principio de mejora del tiempo. Una secuencia de soluciones bajo la guía de propósitos es un
puente para un mejor futuro. La única forma de mantener la vitalidad de alguna solución es incluir y
monitorear un programa para el cambio continuo. Los líderes exitosos procuran moverse tan
rápido como sea posible hacia su visión última, promoviendo el cambio constante a través de todos
sus esfuerzos, y por medio de iteraciones de los principios del método BT.
Para agilizar la evolución del proceso así como su mejora continua, se realizan una serie de
preguntas, que al mismo tiempo que realizan un análisis de los resultados, se cuestiona
constantemente si se está yendo por la dirección correcta, en caso contrario, se identifica el paso
desde el cual se debe replantear el proceso de investigación como se muestra en la figura 3.2.
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FIGURA 3.1 MEJORA CONTINUA DE LA SOLUCIÓN VIVIENTE CREADA BAJO LA
METODOLOGÍA BREAKTHROUGH THINKING Fuente: http://www.breakthroughthinking.com/ProductsAndServices_Methodology.html
Dentro de este trabajo, la metodología se aplicó de la siguiente manera:
Fase 1. Involucrar a la gente. Si bien el rango de gente involucrada en la problemática hídrica es
muy amplio, en nuestro caso, debido a limitantes como el tiempo, y para fines de esta tesis,
hicimos referencia a tres grupos de personas que tenían conocimiento del tema hídrico:
académicos, técnicos y usuarios. Los tres grupos, necesarios para el buen desarrollo de
soluciones, de acuerdo a la metodología, sirvieron para incorporar diversos puntos de vista, tanto
de la problemática, así como de las soluciones, respetando las opiniones de cada uno de ellos, e
incorporándolas dentro de lo que sería el objetivo de éste trabajo de investigación de encontrar
alternativas de solución a los problemas hídricos actuales en zonas urbanas.
Dentro de ésta fase se realizaron preguntas clave siendo algunas de éstas las siguientes:
A. ¿Qué hay de único en éstas personas? Cada grupo tenía experiencias, y conocimientos
distintos en relación al recurso hídrico. A nivel académico era el teórico-científico, y a nivel técnico
y de usuario era la experiencia práctica. Asimismo, la creatividad para resolver el problema hídrico
difería de un grupo a otro, ya que por citar un ejemplo, los usuarios no se limitaban al momento de
proponer soluciones en diversas maneras, mientras que los académicos y técnicos lo hacían un
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 64
poco, debido, en parte, al conocimiento que tenían sobre las alternativas de solución que
consideraban podían aplicarse o no, como tecnología o infraestructura requerida, y que les hacía
reducir su rango de opciones posibles.
B. ¿Qué información útil tiene la gente? Como ya se mencionó, la información se dividía en teórica
y práctica, donde un grupo tenía más conocimiento de alguna, pero en ocasiones existía
información que era del conocimiento de los tres grupos, resaltando el hecho que difería la forma
en que se interpretaba, y enriqueciendo el proceso con la sabiduría de cada grupo, contrastando,
al final, opiniones y razones.
C. ¿Qué roles puede tomar la gente en el desarrollo de la solución? A lo largo de este trabajo el
grupo de académicos jugó los roles de consejero, analista y evaluador, mientras que el grupo
técnico y de usuarios jugó los de consulta de expertos y grupos afectados.
Finalmente se realizó el proceso de Listar, Organizar y Decidir (LOD) para definir un plan de
acción, y así establecer quienes estarían involucrados. En cada paso del LOD, se realizaron las
preguntas de ¿qué cualidades únicas posee la gente?, ¿qué información útil posee?, y ¿qué
sistema se debe de crear?
Fase 2. Selección de un objetivo. El objetivo planteaba el desarrollo de un sistema que fuera útil
en el manejo integral del recurso hídrico, quedando de la siguiente manera: “Definir un conjunto de
soluciones sustentables y construir un modelo integral que abarque desde la captación del agua de
lluvia, su uso parcial, su tratamiento parcial y reuso del agua en diferentes calidades hasta llegar a
la recarga de los mantos freáticos de los volúmenes remanentes, todo ello apoyado en proyectos
estratégicos que sean aceptados por la comunidad por una cultura del agua en las zonas urbanas.”
Fase 3. Creación de una solución futura ideal. Durante esta fase, el cambio de paradigma fue
trascendental para salir de los límites que comúnmente se adoptan de manera personal, y así
establecer soluciones hídricas ideales, que si bien no se pueden lograr en un primer intento serán
la razón de tener una mejora continua en los procesos de manejo integral del recurso hídrico así
como en la innovación de alternativas de solución. Por lo anterior, se planteó que la solución ideal
debía cumplir los siguientes requisitos:
a. Cero uso de energía eléctrica generada por medios convencionales.
b. Uso de técnicas y tecnologías disponibles y accesibles para la población urbana en
México.
c. Uso de técnicas y tecnologías efectivas y eficientes en la captación, uso, tratamiento, y
ahorro del agua.
d. Incorporación infraestructura verde.
e. Aprovechamiento de la infraestructura con la cual se dispone.
f. Aplicación dentro de un periodo de tiempo conveniente para este trabajo de tesis
g. Consideración de las tendencias a nivel internacional y nacional en relación al manejo del
recurso hídrico
Fase 4. Construcción de una solución viviente para el presente y para el futuro. Con la ayuda
de la información adquirida en las fases anteriores, se planteó un cambio en el manejo del recurso
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 65
hídrico, que se pudo materializar a través de las propuestas de solución que se establecen en el
capítulo 6, las cuales se pudieron implementar de manera casi inmediata, destacando tres puntos
importantes:
a. Se realizo una descripción, lo más detallada posible, de los cambios y elementos
requeridos para la implementación de las soluciones
b. Se describieron una serie de principios para poder continuar el desarrollo del modelo en
etapas sucesivas, así como trabajos futuros recomendados para lograr llegar a la solución
ideal que se desea.
c. La implantación parcial de las soluciones para comenzar a determinar futuros cambios
incluidos dentro de un plan de cambio gradual.
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 66
4. ANALISIS DEL SISTEMA HÍDRICO ACTUAL EN LA CIUDAD DE MÉXICO
“No es la cantidad, sino la calidad y accesibilidad del agua lo que plantea un problema de
escasez económica. Las técnicas disponibles permiten fabricar el agua con la calidad
deseada y llevarla al lugar requerido, pero ello entraña costos físicos y monetarios que
pueden hacer la operación económica y ecológicamente poco recomendable.” [CNA, 2011]
4.1 PARADIGMA Y SOLUCIONES EN EL VALLE DE MÉXICO
Como se ha podido observar a lo largo de este trabajo, es importante el cambio de paradigma y su
correcto empleo para establecer soluciones integrales y efectivas ante problemas complejos y
emergentes. En lo que respecta al Valle de México, el manejo del recurso hídrico dentro de la
región se basa en un modelo o paradigma que tuvo sus antecedentes en el pensamiento de
dominio a la naturaleza, traído por los españoles y acentuado con las dos revoluciones industriales,
en combinación con el paradigma nacional conocido como el proyecto modernizador, empleado
durante la época del porfiriato, resultando en el paradigma conocido como importación y desagüe
del Valle de México, el cual es un modelo lineal de gestión del agua, donde ésta se extrae o
importa para utilizarse una única vez y después desecharse. Dicho modelo basa su desempeño
únicamente en la construcción de estructuras duras como son pozos, tuberías, plantas de bombeo
y túneles [Hermosillo, 2009], y evita tomar seriamente aspectos cruciales que optimizarían el
sistema hídrico como son el cambio en la cultura hídrica, la aplicación de nuevas medidas
tarifarias, la incorporación de estructuras verdes, así como la integración de nuevos elementos de
otros subsistemas involucrados, además de considerar cantidades ilimitadas de recursos. Esta falta
de apercibimiento de nuevos elementos se puede explicar, en términos generales, por dos
aspectos cruciales; la confianza y/o dependencia en la tecnología disponible como única
herramienta práctica para dar solución a las problemáticas del momento, por parte de los
gobiernos o administradores hídricos, evitando ampliar la visualización de elementos involucrados
y disponibles para el buen manejo de la problemática; y, por otra parte, la absorción, por parte
del estado, de la mayor porción de las responsabilidades durante la planeación y toma de
decisiones en relación al recurso hídrico, aislándose de tener una mayor participación de otros
sistemas sociales. Sin embargo, estas problemáticas principalmente en el Valle de México han
llegado a un punto en que ya no es posible administrarlas “al momento” con una sola herramienta,
ni con un solo organismo o grupo de personas, haciendo cada vez más urgente la búsqueda de
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alternativas, la integración de nuevos elementos, y la descentralización real de responsabilidades,
no solamente dejándolas plasmadas en una ley, sino brindando las herramientas para alimentar la
participación ciudadana, debiéndose incorporar dentro de soluciones estratégicas para garantizar
que las problemáticas actuales no crezcan desmesuradamente, permitiéndoles ser manejables, y
donde finalmente, como resultado de la presión del momento, resulten en la aplicación de
soluciones tecnológicas o enorme infraestructura que beneficia en el corto y mediano plazo, pero
crea problemas más complejos en el largo plazo.
4.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA REGIÓN HIDROLÓGICO
ADMINISTRATIVA (RHA) XIII QUE ALBERGA A LA CIUDAD DE MÉXICO
De acuerdo con la CONAGUA una región hidrológica es el “área territorial conformada en función
de sus características morfológicas, orográficas e hidrológicas, en la cual se considera a la cuenca
hidrológica como la unidad básica para la gestión de los recursos hídricos”. Para delimitar una
región la CONAGUA identificó las principales cuencas del país, para después agruparlas por
rasgos comunes como vecindad, tamaño, interconexión, drenaje, nivel de escurrimiento, etc.
La CONAGUA agrupó, para su mejor control, estas regiones hidrológicas dentro de trece regiones
hidrológico-administrativas (RHA), las cuales incluyen municipios enteros, de forma que los
usuarios no tienen que realizar sus gestiones hídricas en diversos sitios. Cada región cuenta con
una Gerencia Regional [SEMARNAT, s/f]
La RHA que nos concierne es la no. XIII Aguas del Valle de México, ya que ésta incluye las 16
delegaciones del Distrito Federal, 56 municipios del Estado de México, 39 del estado de Hidalgo y
4 de Tlaxcala [SEMARNAT, 2010]. Esta es la región de más alta densidad poblacional de las trece
regiones al contar con la menor extensión territorial y el más alto número de habitantes,
correspondientes a 16, 426 km2 y 21, 258, 911 habitantes, respectivamente, durante el año 2008.
La mayor aportación al PIB nacional se produce aquí pero presenta un inconveniente muy grande:
la baja disponibilidad hídrica con la que cuenta de forma natural.
Con ayuda de las tablas 1.5 y 1.6, mostraremos la importancia de la región hidrológico-
administrativa XIII en el desarrollo económico del país, así como diversos aspectos en cuanto al
suministro y disponibilidad de líquido.
TABLA 1.5 APORTACIÓN AL PIB NACIONAL POR RHA
Aportación por RHA al PIB
nacional
Superficie Continental Aportación al PIB nacional,
2009 (%)
Agrupación
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I Península de Baja California 145,385 3.36 Tipo III (Mediana)
II Noroeste 205,218 2.44 Tipo III (Mediana)
III Pacífico Norte 152,013 3.10 Tipo III (Mediana)
IV Balsas 119,248 10.78 Tipo II (Alta)
V Pacífico Sur 77,525 1.79 Tipo III (Mediana)
VI Río Bravo 379,552 14.29 Tipo II (Alta)
VII Cuencas Centrales del
Norte
202,562 2.59 Tipo III (Mediana)
VIII Lerma-Santiago-Pacífico 190,367 14.29 Tipo II (Alta)
IX Golfo Norte 127,166 6.87 Tipo III (Mediana)
X Golfo Centro 104,790 4.72 Tipo III (Mediana)
XI Frontera Sur 101,231 5.51 Tipo III (Mediana)
XII Península de Yucatán 137,753 9.55 Tipo II (Alta)
XIII Aguas del Valle de México 16,438 20.72 Tipo I (Muy Alta)
Total 1959248 100
Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
En la tabla anterior se aprecia que la RHA XIII es la única considerada de tipo I por su contribución
al PIB, con un 20.72%, y eso se debe a que, entre otras cuestiones, alberga a la ciudad de México,
la más importante del país, así como a la zona conurbada más poblada, resultando en una
prioridad mayor, para dicha región, al momento de suministrarle agua, ya que de no mantenerlo se
verían afectadas sus actividades, principalmente comerciales, repercutiendo en el crecimiento
económico del país.
A continuación notamos que 2 de las 4 RHA consideradas tipo II o de importancia alta, por su
aportación al PIB, son regiones que justamente albergan cuencas de donde se importa agua a la
región XIII, en especial a la subregión Valle de México, siendo éstas la RHA IV Balsas (tipo II, alta,
10.78% del PIB) y la VIII Lerma-Santiago-Pacifico (tipo II, alta, 14.29%). Por lo que, si se
considerara únicamente la aportación al PIB para priorizar el suministro de líquido, notaríamos que
la región XIII se vería afectada por problemas futuros al competir con las demás RHA por el
suministro de líquido, siendo esto otra razón para diversificar las estrategias para la gestión del
recurso hídrico dentro de la RHA y no quedar vulnerables en un futuro próximo.
En la actualidad, se tiene entendido que el 97.5% del agua en la Tierra es salada, lo que significa
que no se puede emplear para consumo o actividades humanas sin antes quitarle las sales
contenidas. Sin embargo, el restante 2.5% es agua dulce, siendo apta para utilizarse directamente
en diversas actividades. Debido a que esta última es una cantidad relativamente baja, se debe
renovar constantemente, tanto en cantidad como en calidad, y es en donde la precipitación pluvial
juega un papel importante al producir la mayor parte de la llamada “agua renovable”. Ésta se
produce cuando la precipitación pluvial se almacena en cuerpos de agua superficiales y acuíferos,
renovándolos dentro de un periodo de tiempo específico; cuando ciertos acuíferos tienen periodos
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 69
de renovación, entendidos como la razón de su almacenamiento estimado entre su recarga natural,
muy largos, se les conoce como acuíferos que almacenan aguas no renovables, siendo un ejemplo
de éstas las aguas fósiles. [CNA, 2011]
A continuación mostraremos tanto las cantidades de agua renovable que poseen las diversas RHA,
así como el grado de sobreexplotación que están sufriendo sus acuíferos.
TABLA 1.6 AGUA RENOVABLE PER CÁPITA Y ACUIFEROS SOBREEXPLOTADOS POR RHA (2009)
Región
Hidrológico-
Administrativa
Población
a
diciembre
del 2009
(Millones
de
habitantes)
Agua
renovable
(hm3/año)
Agua
Renovable per
cápita 2009
(m3/hab/año)
Escurrimiento
natural medio
superficial total
(hm3/año)
Total de
acuíferos
Recarga
media total
de
acuíferos
(hm3/año)
Número de
acuiferos
sobreexplotados
I Península
de Baja
California
3.78 4,667 1,234 3,367 87 1,300 8
II Noroeste 2.62 8,499 3,250 5,074 63 3,426 13
III Pacífico
Norte
3.96 25,630 6,473 22,364 24 3,267 2
IV Balsas 10.62 21,680 2,040 17,057 46 4,623 2
V Pacífico
Sur
4.13 32,824 7,952 30,800 35 2,024 0
VI Río Bravo 10.98 12,163 1107 6,857 100 5,306 15
VII Cuencas
Centrales del
Norte
4.19 7,898 1,887 5,506 68 2,392 24
VIII Lerma-
Santiago-
Pacífico
20.97 34,533 1,646 26,431 127 8,102 30
IX Golfo
Norte
4.97 25,564 5,145 24,227 40 1,338 2
X Golfo
Centro
9.65 95,866 9937 91,606 22 4,260 0
XI Frontera
Sur
6.62 157,754 23,835 139,739 23 18,015 0
XII Península
de Yucatán
4.06 29,645 7,294 4,330 4 25,316 0
XIII Aguas del
Valle de
México
21.42 3,513 164 1,174 14 2,339 4
Total
Nacional
107.97 460,237 4,263 378,530 14 81,707 0
Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadisticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
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Notamos que aunque el agua renovable dentro de la RHA XIII es de 3,513 hm3/año, siendo la
menor en comparación a las demás RHA, su cantidad no es necesariamente baja, sino que debido
a su alta densidad poblacional, esta disponibilidad disminuye, llegando a los 164m3/hab/año, y a
los 74m3/hab/año en su subregión Valle de México, que es la más poblada, significando que para
este último caso se tiene una disposición natural promedio de 203 litros/hab/día.
Ahora, vemos dentro de esta misma tabla dos elementos fundamentales para el suministro de
agua: las fuentes superficiales y subterráneas. En el primer caso se tiene que el promedio de
aguas que escurren recargando fuentes superficiales de agua es el más bajo de todas las RHA,
además, se suman los hechos de que casi un 68% de las aguas superficiales en ésta región se
encuentran dentro del rango de contaminada a altamente contaminada [CNA, 2011], y que los
desagües son mixtos, lo que resulta en el aumento del caudal de aguas sucias. Si le agregamos
que casi el 46% del agua consumida es destinada al abastecimiento público [CONAGUA, 2009], la
utilidad de esta agua de escurrimiento, que debiera ser renovable, se ve reducida a los distritos de
riego de dicha RHA, cuando ésta se tiene al alcance, ya que no cumple con los estándares de
calidad para el suministro público urbano. Para el segundo caso tenemos que de los 14 acuíferos
existentes en la RHA, 4 se encuentran en condición de sobreexplotados, ubicándose todos éstos
en la subregión Valle de México, los cuales son: Cuautitlán-Pachuca, Texcoco, Zona Metropolitana
de la Ciudad de México y Chalco-Amecameca. [CONAGUA, 2009].
Por las cuestiones antes mencionadas se tiene que la RHA XIII está clasificada dentro de un grado
de presión Muy Alto, ya que el porcentaje que representa el agua empleada en usos consuntivos
respecto al agua renovable supera por mucho el límite del 40%, llegando al 132% [CONAGUA,
2009], siendo la única región en México que se encuentra dentro de ésta clasificación. En la
siguiente figura se muestran los tres niveles básicos para clasificar el grado de presión sobre el
recurso hídrico: Sin presión, medio y muy alto.
FIGURA 4.1 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL RECURSO HÍDRICO, POR RHA, 2009
Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadisticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
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Ahora bien, si en México se tiene que la presión sobre el recurso hídrico es del 17.5%, apenas por
debajo del nivel medio, y significa que la importación de agua de otras cuencas es factible debido a
que se puede repartir la carga de una RHA entre diversas cuencas, no quiere decir que dicha
gestión se esté haciendo de forma sustentable, y menos de forma estratégica, ya que, por
mencionar algunos ejemplos, los niveles tan altos de energía gastados para importar agua son por
mucho enormes, por otro lado, el plan de satisfacer la demanda aumentando la oferta sin
considerar consecuencias ambientales, sociales, políticas y económicas a largo plazo, es otro
problema que se complejifica al tomar en consideración el cambio climático, el cual afecta desde la
misma megainfraestructura, principalmente para el trasvase de agua (Sistema Lerma y
Cutzamala), pasando por la cantidad de agua disponible, hasta el proceso de tratamiento (P.T.A.R.
Atotonilco).
Por todo lo anterior, si diversificáramos los usos desde el nivel local al regional, si se limpiaran
aguas superficiales, se reutilizara líquido, y se infiltrara lluvia, para la recarga de acuíferos, la
cantidad de agua renovable aumentaría significativamente para la región, al tiempo que
aumentaría su resiliencia ante crisis de diversa procedencia. Aunque en términos generales toda la
RHA XIII presenta problemas de abastecimiento de agua de calidad, los problemas más
importantes se encuentran en la subregión Valle de México, y de forma especial en la conocida
Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM).
4.3 RHA XIII: LA SUBREGIÓN VALLE DE MÉXICO Y LA ZONA
METROPOLITANA DEL VALLE DE MEXICO (ZMVM)
Para fines de comprensión y diagnóstico de una situación específica, debe verse el contexto
general de la problemática a tratar, que puede abarcar diversos niveles, pero para fines de
generación y aplicación de soluciones, bajo el paradigma de la sustentabilidad, se recomienda
conocer la situación lo más localmente posible. Es por lo anterior que nosotros haremos un análisis
en la conocida Zona Metropolitana del Valle de México, ya que es ahí en donde se hacen más
profundos y característicos los problemas antes mencionados, debido, en gran medida, al
crecimiento de las zonas urbanas, la densidad poblacional y la falta de agua renovable en la
región.
La RHA XIII alberga la subregión Valle de México, que es de especial interés debido a su
influencia económica, caracterizándose por conformarse mayormente de regiones urbanas
entre las que destacan la Ciudad de México y su zona conurbada. Debido a que ésta última,
conocida anteriormente como Zona Metropolitana de la Ciudad de México, ha crecido de forma
importante, se le cambió su denominación a Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM)
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[CONAGUA, 2009], demostrando que para fines de planeación y administración hídrica ya no era
solamente la Ciudad de México la zona a considerar, sino toda la región del Valle de México.
Sentado lo anterior, debemos mencionar que el número de municipios que integre la ZMVM puede
variar de acuerdo al criterio y objetivos del organismo u organismos que la delimiten, teniendo que,
en el caso de la Comisión Ejecutiva de Coordinación Metropolitana, ésta integra 16 delegaciones
del D.F., 59 municipios del Edo. De México, y 29 municipios del Edo. De Hidalgo [CAM, 2010];
mientras que el grupo interinstitucional conformado por la Secretaria de Desarrollo Social
(Sedesol), el instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), y el Consejo
Nacional de Población (Conapo) considera las 16 delegaciones del D.F., 59 municipios del
Edo. De México y 1 del Edo. De Hidalgo [CNA, 2011]. Será bajo la delimitación hecha por este
último grupo que nosotros realizaremos el análisis pertinente.
Como ya mencionamos, la ZMVM se caracteriza, entre otras cosas, por el nivel de urbanización
que ha generado, lo que se puede ver en la tabla 1.9, donde se muestra el porcentaje de
poblaciones rurales y urbanas durante el año 2008, para cada una de las entidades federativas que
la conforman.
TABLA 1.7 POBLACIÓN RURAL Y URBANA DE LOS ESTADOS QUE CONFORMAN LA ZMVM
Entidad Federativa Población por
Entidad Federativa
(Hab)
Población en la ZMVM
(Hab)
Población de cada
entidad federativa
que habita en la
ZMVM (%)
Urbana(%) Rural(%) Urbana(%) Rural(%) Urbana(%) Rural(%)
Distrito Federal 8,838,981 8,838,981 100
99.63 .37 99.63 .37 100 100
Hidalgo 2,409,162 63,622 2.64
52 48 82.68 17.31 4.199 .87
México 14,638,436 11,001,757 75.15
87 13 96.64 3.35 83.48 19.41
PROMEDIO 79.54 20.45 92.98 7.01 62.55 40.09
Elaboración propia con datos de: a)CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del
Valle de México, SEMARNAT, México, 2011; b)INEGI
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Se puede apreciar la cantidad de población urbana y rural a través de tres niveles: 1) Entidad
Federativa, 2) ZMVM y 3) participación de cada Entidad en la ZMVM.
En el primer caso vemos que de las tres entidades federativas, se tiene que casi el 100% del D.F.
está habitado por poblaciones urbanas, le sigue el Estado de México con un 87% y finalmente
Hidalgo con un 52%. Como vemos, el proceso de urbanización se origina dentro de la Ciudad de
México y se extiende a sus alrededores, teniendo que en promedio los tres estados tienen un
porcentaje de población urbana del 79.6%. Al centrarnos en la ZMVM, tenemos que ésta cifra
aumenta a un 92.98%. Por último, tenemos que casi el 66% de la población urbana de los estados
que conforman la ZMVM se encuentra dentro de esta última, pero si excluyéramos el único
municipio del Edo. De Hidalgo, encontraríamos que en promedio más del 86% de ésta se
encuentran dentro de la ZMVM. Por lo anterior y debido a que cerca del 85% (51 municipios de 60)
del territorio de la ZMVM se encuentra dentro de la subregión Valle de México, nosotros nos
referiremos en mayor medida a datos de esta última subregión para una visión de conjunto.
Ya sea que se delimite por estado o por zona, en ambos casos se presentan altos niveles de
urbanización, encontrándose la relevancia en que dichas zonas urbanas generan cambios
profundos a su ambiente, así como consumen recursos intensivamente por medio de actividades
secundarias y terciarias, pero teniendo además que las entidades federativas tienen sus áreas
urbanas prácticamente juntas dentro de una sola región, lo que multiplica los efectos en el área
social, ambiental y económica.
En éste último rubro se tiene que mencionar que dentro de las regiones urbanas las actividades
secundarias y terciarias generan mayores ganancias en comparación a las actividades primarias,
efecto que se multiplica en la ZMVM. Ahora, como ya habíamos mencionado, la prioridad en el
suministro hídrico se da esencialmente por la aportación al PIB que la región o entidad federativa
genera para el crecimiento económico del país. Bajo esta misma visión la ZMVM adquiere
relevancia ya que como mostraremos en la siguiente gráfica, gran parte del aporte de la RHA XIII
se genera aquí.
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FIGURA 4.2 APORTACIÓN AL PIB POR RHA, 2008
Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México,
SEMARNAT, México, 2011.
Actualmente la ZMVM se encuentra, casi en su totalidad, dentro de la subregión Valle de México,
ahora, de acuerdo a la gráfica anterior, la RHA XIII genera alrededor del 25.5% del PIB nacional,
teniendo que el 97% de ese PIB se produce en la subregión Valle de México y el 3% restante en la
subregión Tula.
Es en base a este aporte que toma relevancia el suministro de agua a la ZMVM, para garantizar el
crecimiento económico de México, lo que se magnifica dentro del contexto de una nación en
crecimiento. Pero al darle mayor relevancia al factor económico, tenemos que tomar en
consideración la importancia de las otras regiones en la aportación al PIB, la cantidad de líquido
que éstas exportan a la RHA XIII, al mismo tiempo que deben satisfacer sus propias necesidades
hídricas. Por lo anterior, haremos un análisis de las principales fuentes de abastecimiento de la
ZMVM.
4.4 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE LA ZMVM
Como se ha mencionado en la tesis, las zonas urbanas consumen altas cantidades de recursos, al
tiempo que degradan rápidamente su ambiente, y es lo que ha sucedido en la ZMVM, ya que el
361.497 234.020
184.572 633.776
239.364
182.049
1.783.420
345.043 1.748.523
450.158
901.168
1.347.927
2.658.047
80.125
APORTACIÓN AL PIB, 2008 I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
XIII S. V.M.
XIII S. T.
RH
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recurso hídrico es suministrado en proporciones cada vez mayores, desde regiones más lejanas, al
tiempo que los recursos internos son sobreexplotados y contaminados. Este proceso Lo anterior
plantea un problema de suministro de agua en la calidad y cantidad requerida según el modelo de
gestión hídrica que esté empleándose, siendo en nuestro caso un modelo que consume casi
exclusivamente agua de primera calidad para todos los usos, lo que se traduce en calidad y
cantidad de agua muy alta.
El mismo modelo ha desvalorado la naturaleza que tiene la función de “fabricar” el agua que
requerimos, lo que se ha visto en el cambio de uso de suelo, debido a que las antiguas tierras
forestales y de cultivo ahora han sido revestidas con pavimento y concreto para la construcción de
viviendas y vías de transporte, provocando que el actual ciclo hidrológico se encuentre
interrumpido, debido a que las aguas pluviales, que anteriormente se almacenaban en la superficie
y subsuelos de la cuenca del Valle de México, son, hoy en día, interceptadas por los nuevos suelos
impermeables y redirigidas por medio del sistema de drenaje hacia fuera de la cuenca. Esta
alteración del ciclo hidrológico en el Valle de México resultó en una mayor evaporación y una
menor infiltración de líquido al subsuelo como se muestra en la figura 4.3.
FIGURA 4.3 COMPONENTES DEL CICLO HIDROLÓGICO REGIONAL
La acelerada impermeabilización que se produjo a partir de la década de los 80 generó alteraciones al
ciclo hidrológico del Valle de México, aumentando la evaporación y disminuyendo la recarga de los
acuíferos, teniendo que del total de la precipitación media histórica (1980-2004) el 72.2% regresa la
atmósfera en forma de vapor (evapotranspiración) mientras que el 11.31% se escurre a través de
fuentes superficiales de agua y finalmente sólo el 16.48% se infiltra para recargar los acuíferos locales.
Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadisticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011
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En el Valle de México se tiene que durante los últimos años no ha variado considerablemente la
cantidad total de precipitación en el Valle de México, lo que significa que se dispone de una
cantidad constante y confiable de agua renovable, si esta es aprovechada, pero debido a la
urbanización se han generado tres problemas importantes: 1) Alta evaporación, 2) baja infiltración
y 3) una mínima renovación de agua.
Al quedar expuesta una mayor superficie de agua a los rayos del sol, al tiempo que se impide que
se infiltre en el suelo, esta tiende a evaporarse más rápidamente, proceso que se intensifica debido
al aumento en las temperaturas de regiones urbanas por la absorción de radiación solar,
generando las conocidas islas de calor, lo que se hace evidente cuando se observa que durante el
periodo 1961-1985 la temperatura mínima de las áreas rurales aumentó 0.08°K/año mientras que
en la urbana fue de 0.15°K/año, es decir, casi el doble [Escolero et al., 2009]. Es así que, como se
puede ver en el esquema anterior, tenemos que más del 72% del agua regresa a la atmosfera por
medio de la evapotranspiración.
Aunque la precipitación total no ha variado de manera significativa a través de los años, la
intensidad de las lluvias si ha aumentado, teniendo que el 78% de la precipitación anual se
produce durante los meses de junio a septiembre en un intervalo promedio de 82 días, explicando
algunos autores [Escolero et al., 2009] que las lluvias torrenciales se producen en primer lugar al
movimiento convectivo en el pie de monte al suroeste y centro de la ciudad y en segundo lugar a
las islas de calor. Fenómenos que se intensificarían con el CC, produciendo lluvias torrenciales en
tiempos más cortos.
Por otro lado, cuando llueve, y al ser los suelos impermeables, se produce una mayor escorrentía
que va a dar a cuerpos de agua superficiales y que por su baja cantidad de contaminantes, debiera
sumarse a las aguas renovables de la región, pero que únicamente pasa a aumentar los caudales
de aguas negras debido a que más del 68% [CNA, 2011] de las aguas superficiales están dentro
del rango de mediana a altamente contaminadas, especialmente en la subregión Valle de México,
por lo que la utilidad del agua de lluvia termina por ser casi nula. En resumen se tiene que del total
de agua de pluvial, principal fuente de agua renovable, el 72% se evapotranspira, gran parte del
11.31% de escorrentía pasa a aumentar los caudales de aguas negras, y solo el 16.48% se infiltra
para recargar los acuíferos locales. Estos porcentajes de alta evaporación y poca infiltración del
agua de lluvia se pueden comparar a países como Israel, donde el alto índice de radiación provoca
que el 70% de la lluvia que cae regrese casi de inmediato a la atmosfera y solo el 30% ingrese a
aguas subterráneas [RPP, 2011]
Producto de lo anterior se tiene que el agua renovable es casi inexistente en la subregión Valle de
México, lo que aunado a la alta densidad poblacional y a la contaminación de fuentes superficiales,
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resulta en una sobreexplotación de los recursos subterráneos, cuestiones que podemos ver a
través de la figura 4.4.
FIGURA 4.4 USOS CONSUNTIVOS DEL AGUA Y SUS FUENTES DE SUMINISTRO PARA LA
RHA XIII (hm3/año)
Elaborado con datos de: a) Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011; b) CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México.
Edición 2009, SEMARNAT, México, 2009
Aunque el mayor consumo de agua superficial dentro de la RHA XIII se da en el ámbito agrícola,
debemos aclarar que solamente el 6% de los distritos de riego se encuentran dentro de la
subregión Valle de México, por lo que los principales empleos del agua para la subregión quedan
dentro de las tres categorías restantes, y debido a que el 90% de la población de la RHA XIII se
encuentra dentro de la subregión Valle de México [CCVM, 2006], podemos considerar los datos de
la tabla como descriptivos de la subregión como bien lo constatan datos de CONAGUA donde se
muestra que entre la extracción subterránea, importación de agua de otras cuencas, y uso
superficial, la subregión Valle de México ocupa alrededor de 2392 hm3/año [OCVM, 2009], dato
casi idéntico, sin tomar en cuenta el uso agrícola, a los 2359hm3/año que ocupa la RHA XIII en
ésta gráfica. Es así que el empleo del agua en la subregión Valle de México es esencialmente para
el abastecimiento público que representa, el 89.31% del uso en la subregión. Para estos fines más
del 83% proviene de fuentes subterráneas y el restante 17% de fuentes superficiales, lo que
corresponde a 55.74m3/s y 11.066m
3/s, respectivamente. Lo anterior se explica por la
contaminación de aguas superficiales antes referida, teniendo que los únicos 11.066 m3/s
corresponden a aguas importadas por el sistema Lerma-Cutzamala.
1916
349
44 22
383
1758
118 68
0
500
1000
1500
2000
2500
Agricola Abastecimientopúblico
Industriaautoabastecida
Termoelectricas
Subterránea
Superficial
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4.5 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO: EXTERNAS E INTERNAS
De esta manera, el sistema de abastecimiento hídrico de la subregión Valle de México se ha
llegado a conformar de 4 fuentes esenciales: 1) Sistema Cutzamala, 2) sistema Lerma, 3) sistema
de pozos Plan de Acción Inmediata (PAI), y 4) los pozos y manantiales del sistema de Aguas de la
Ciudad de México [Escolero et al., 2009].
De las fuentes antes mencionadas 2 corresponden a fuentes externas, siendo éstas las
provenientes del sistema Cutzamala y el sistema Lerma, y las 2 restantes pertenecen a las fuentes
internas siendo los pozos PAI, y los pozos y manantiales del sistema de Aguas de la Ciudad de
México [Escolero et al., 2009]. Debido a ese trasvase de aguas de otras cuencas, el área de
captación para el abastecimiento de agua potable de la subregión se compone de tres cuencas
hidrológicas: la Cuenca del Valle de México en la RHA XIII, la Cuenca del Río Cutzamala en la
RHA IV, y la Cuenca del Alto Lerma en la RHA VIII.
Debido a que la Ciudad de México es el corazón económico de la ZMVM y de la subregión Valle de
México, terminaremos por enfocarnos en ella, para destacar la vulnerabilidad que está propiciando
al depender cada vez más de fuentes externas. A continuación mostraremos las cantidades y
estatus de las fuentes de agua del Distrito Federal, tanto las que se importan, así como las
provenientes de los pozos.
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TABAL 1.8 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA
CIUDAD DE MÉXICO 2008
FUENTES EXTERNAS FUENTES INTERNAS
CUTZAMALA LERMA POZOS PAI
NORTE Y SUR
POZOS SACM
APORTACIÓN
(m3/s)
9.6 4.4 2.83 15.33
TOTAL (m3/s) 14 18.16
DEPENDENCIA % 44 56
BALANCE
HÍDRICO
Cuenca del río
Cutzamala
Toluca Iztlahuac
a
226Hm3/año
(52%),
abatimiento 1 a
2 metros/año
150-
230Hm3/año
abatimiento 1.4
metros/año
-407.5
Hm3/año
(18%) déficit
estacional
sujeto a
sequias
-
140Hm3/a
ño
-
4.2Hm3/
año
Fuente: Oscar A., Sandra E., Stefanie K., Maria P., Vulnerabilidad de las fuentes de agua potable de la Ciudad de México
en el contexto del Cambio Climático, Centro Virtual de Cambio Climático-UNAM-ICyTDF, México, 2009.
Como se aprecia en la tabla anterior tenemos que la Ciudad de México se abastece en un 56% de
fuentes internas y está dependiendo en un 44% de fuentes externas, significando que para fines de
gestión efectiva del recurso hídrico, se tiene casi la mitad de las fuentes de abastecimiento fuera
de su control directo, por otro lado vemos que tanto fuentes internas como externas presentan un
déficit importante, principalmente en los pozos PAI, debido a que se encuentran a la mitad de su
capacidad.
A lo largo de los años la dependencia en fuentes externas ha ido incrementándose, encontrándose
la relevancia en que la Ciudad y el crecimiento entero de la RHA XIII se encuentra en un alto grado
de vulnerabilidad, ya que está consumiendo recursos que pueden estar o no disponibles en un
tiempo futuro, ante posibles crisis ambientales, sociales o aún económicas. Por lo anterior,
nosotros analizaremos a grandes rasgos el sistema Cutzamala ya que ésta es la fuente externa
más importante, y que ya presenta un déficit del 18%, que si bien no es importante en el corto o
mediano plazo, sí lo es en el largo plazo.
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Referente a este último punto, muy importante en el ámbito de la sustentabilidad, se requiere que
el Valle de México sea autosuficiente en sus necesidades hídricas debido a que se perfilan futuros
problemas ambientales ante los efectos del Cambio Climático, los cuales pudieran modificar las
cantidades de agua que se producen en cuencas externas, principalmente en la cuenca del Río
Balsas, ya que esta última contribuye con el 74% del agua importada. También se estima que
emigren una mayor cantidad de personas de zonas rurales a centros de población urbanas, con lo
se intensificaría el consumo de recursos hídricos. Finalmente, se tiene que el consumo energético
del sistema Lerma-Cutzamala actualmente es muy alto, de alrededor del 0.6% de la generación
total de energía del país [CNA, 2011], esperando que con la escasez de petróleo que se aproxima,
se incrementen considerablemente los costos energéticos llegando a poner en peligro el suministro
de líquido a todos los usuarios de la red, ya sea por el aumento en los costos del recurso hídrico o
por falta de recursos para suministrar agua a todos los usuarios por el aumento en los costos de
energía.
En este apartado nosotros trataremos más a detalle el sistema Cutzamala ya que es un suministro
hídrico que presenta características que lo hacen vulnerable a cambios en el ambiente, ya sean de
origen social, político, ambiental o económico.
4.6 SISTEMA CUTZAMALA
Comenzaremos por retomar la época de máximo auge del paradigma de importación-desagüe del
Valle de México, la cual llegó con la construcción de los sistemas Cutzamala y Lerma, además del
drenaje profundo, durante una época en que abundaba la energía barata y se tenía un rápido
crecimiento económico, además de la confianza en la tecnología para satisfacer las demandas del
hombre [Hermosillo, 2009]. Estos sistemas resolvieron en su momento el problema de suministro y
saneamiento, sin embargo, las consecuencias a largo plazo se hicieron evidentes cuando el costo
financiero, social y ambiental de dichas obras gigantescas, junto con una mayor complejidad
política, hicieron inviables la construcción de nuevos proyectos de tal envergadura durante un largo
tiempo.
Diseñado, construido y operado por el Gobierno Federal, el sistema Cutzamala es uno de los
sistemas de abastecimiento de agua más grandes del mundo, tanto por la cantidad de agua que
suministra así como por la cantidad de recursos energéticos que consume [CNA, 2011]; inició
como un proyecto hidroeléctrico cuya inversión para la construcción y equipamiento fue de $1300
millones de pesos, rebasando lo que se invirtió en el país para el sector público en 1996. Desde su
inauguración hasta el año de 1994 el sistema Cutzamala triplicó por sí solo el gasto anual en
infraestructura de la Secretaría del Ambiente, Recursos Naturales y Pesca (SEMARNAP) y para
1996 superó los $470 millones [Ávila, 2002].
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Este sistema provee agua del río Cutzamala, cuya cuenca del mismo nombre se ubica dentro de la
RHA IV Balsas, específicamente en la subregión del Medio Balsas, entre los límites del estado de
Michoacán y México como se muestra en la figura 4.5.
FIGURA 4.5 PRINCIPALES SUBREGIONES Y CUENCAS DE LA RHA IV BALSAS La región se divide en 3 subregiones de
planeación: Bajo balsas, medio balsas y alto balsas. El medio balsas alberga las cuencas hidrológicas río Cutzamala y Medio Balsas.
La región cuenta con 15 cuencas de las cuales destacan la del Río Amacuzac, Río Nexapa y Río
Cutzamala, ya que las dos primeras son consideradas para futuros proyectos para
suministrar agua a la ZMVM junto con la actual cuenca del Río Cutzamala.
Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua en la cuenca del río Balsas, SEMARNAT, México, 2010.
Fuente: Diario oficial de la federación, Acuerdo por el que se dan a conocer los estudios técnicos de aguas nacionales
superficiales de la Región Hidrológica No.18 Balsas, http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5175730&fec
ha=26/01/2011, (03-09-2012)
La cuenca del río Cutzamala está delimitada al norte por la región hidrológica 12 Lerma-Santiago,
al sur por la cuenca hidrológica Río Medio Balsas, al este por la cuenca hidrológica Río Amacuzac,
y al oeste por la cuenca hidrológica Río Tacámbaro. Se desarrolla en los estados de México,
Guerrero y Michoacán [Escolero et al., 2009].
De acuerdo con mediciones hechas por CONAGUA en donde toman en consideración factores
como la extracción de agua superficial, la exportación de líquido hacia otras cuencas, y la
evaporación y variación del almacenamiento de embalses, tenemos que se tiene un déficit de -
407.5hm3/año, como se muestra en la tabla de fuentes de abastecimiento de agua potable, lo cual
indica que se tiene una disponibilidad cero del recurso, además de una alta presión y una
disminución del agua almacenada en sus principales presas [Escolero et al., 2009], como se
muestra en la figura 4.6 y 4.7.
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FIGURA 4.6 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL
RECURSO HÍDRICO EN LAS RHA IV, VII, y XIII. FIGURA 4.7 DISPONIBILIDAD DE AGUAS
SUPERFICIALES DE LA RHA IV BALSAS, 2007 Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua de la región
hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México, SEMARNAT, México, 2011
Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua en la cuenca del río Balsas, SEMARNAT, México, 2010.
Debido a que en la RHA IV Balsas alrededor del 83% de la precipitación regresa a la atmosfera por
la evapotranspiración [CONAGUA, 2010], y a que han aumentado las temperaturas durante la
epoca de secas, existe un déficit reflejado en el balance hecho por CONAGUA, para el caso
especial de la cuenca del Río Cutzamala; sin embargo, los dos esquemas anteriores muestran que
el problema no es solo a nivel de cuenca sino a nivel regional, ya que de los 21,680 hm3/año de
agua renovable existente, se esta explotando más de la mitad, debido a la creciente demanda para
usos consuntivos, principalmente para la generación de energía eléctrica, por lo que se tiene que la
RHA. La problemática de escasez de agua en la región se genera en gran parte por el rápido
crecimiento poblacional, que requiere de mayores volumenes de agua, empenzando a surgir una
competencia entre dos grandes rubros de consumo: el público y el agrícola.
Es así que la oferta y demanda del recurso, así como las estrategias para su manejo sustentable,
dependen en gran medida de las actividades a las que se destinen. A continuación veremos el
crecimiento poblacional de la RHA IV Balsas.
TABLA 1.9 PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN DE LA REGIÓN IV BALSAS, POR SUBREGIÓN
DE PLANEACIÓN, 2007-2030, (HABITANTES)
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Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua en la cuenca del río Balsas, SEMARNAT, México, 2010.
En la tabla anterior, vemos datos interesantes al notar que se espera un crecimiento poblacional en
el Alto Balsas, mientras que en las dos subregiones restantes se pronóstica una disminución de
población, esto es importante ya que al seguir las tendencias nacionales y mundiales, donde se
espera una mayor emigración de personas en zonas rurales a zonas urbanas, se explicaría la
disminución de la población. Por lo anterior, es posible que dicho desplazamiento se realice a
estados como Michoacán, Puebla, Estado de México o el D.F. ya que son algunas de las regiones
más cercanas y desarrolladas económicamente, significando que en lugar de disminuir la
explotación de las aguas regionales ésta aumentaría, debido a que las zonas urbanas consumen y
contaminan aguas intensivamente, al tiempo que continuan con la tendencia de importar el recurso
de otras cuencas, como es el caso del Distrito Federal y su zona conurbada.
Como resultado se pronostica que dentro de unos años exista un muy alto grado de alteración, así
como un nivel de presión medio para la RHA IV Balsas, como se muestra en la figura 4.8.
FIGURA 4.8 GRADO DE ALTERACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS CUENCAS Y NIVEL
DE PRESIÓN ESPERADO Fuente: Helena Cotler, Arturo Garrido, Veronica Bunge, Maria luisa cuevas, Las cuencas hidrográficas de México:
Priorización y toma de decisiones.
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Por otro lado, uno de los aspectos relevantes de la infraestructura del sistema Cutzamala, es que
tiene un solo conducto por el cual se conduce el agua a la Ciudad, lo que genera que el sistema
sea vulnerable ante posibles fallas en alguno de sus tramos, dejando sin un importante suministro
a ésta región [Aguirre, 2012].
Finalmente, cabe destacar que algunos de los proyectos hídricos más destacados, propuestos
como alternativas para abastecer a la RHA XIII, se encuentran dentro de la RHA IV, como son los
trasvases de las cuencas de los ríos Temascaltepec, Amacuzac y Atoyac.
4.7 EL GASTO ENERGÉTICO EN EL MODELO HÍDRICO ACTUAL DE LA
CIUDAD DE MÉXICO
Debido a que el sistema Cutzamala, debe vencer una altura mayor a los 1,100 m, el gasto
energético es enorme, empleando 1,290 GWh durante el año 2008, lo que representó el 0.6% de la
generación total de energía eléctrica del país de ese periodo [CNA, 2011] o el 9.7% de la energía
consumida por la ciudad de México durante el año 2006 [Primer informe, 2007]. El gasto energético
representó para Conagua el 6.4% del presupuesto en el año 2008 [CNA, 2011]. En otra referencia,
el Centro Mario Molina [CMM, 2011] considera que los principales procesos involucrados en el
manejo del recurso hídrico, que incluyen el abastecimiento, drenado, tratamiento y expulsión de
agua de la cuenca, generan un gasto energético que se eleva a los 2,113 GWh anuales, lo que, de
acuerdo con su estudio, equivale al 16% del total de energía eléctrica consumida por el Gobierno
del Distrito Federal durante el 2010, estimando que ese consumo energético continuará creciendo.
De manera particular, el Centro Mario Molina [CMM, 2011] concuerda con los estudios de otras
instituciones como la UNAM [Escolero et al., 2009], en que el mayor gasto energético se produce
por la importación de agua proveniente de los sistemas Lerma y Cutzamala. Por otra parte,
menciona que la ciudad desperdicia alrededor de 21m3/s de agua pluvial que se expulsa de la
cuenca, ya sea por escurrimientos o por drenajes. También expone que para solucionar los
problemas de inundaciones y escasez en la ciudad, se propone “transitar de un enfoque de
políticas basado en infraestructura hidráulica hacia uno focalizado en la perspectiva sistémica de
gestión hídrica”.
Finalmente, el Centro Mario Molina expone una propuesta de sistema alterno y sustentable que
recupere zonas donde existían cuerpos de agua superficiales en diferentes zonas de la ciudad
para recuperar parte del antiguo ciclo hidrológico natural.
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5 GENERACIÓN DE SOLUCIONES PARCIALES
QUE PROPICIEN LA SUSTENTABILIDAD
HÍDRICA
“Hasta hoy, en el tema de agua y ciudad ha habido, en gran medida, desencuentros: no se ha
resuelto bien el cómo darle a la ciudad, a su desarrollo urbano, a su crecimiento, el agua en la
cantidad y la calidad que se requiere. No hay una buena integración entre políticas de desarrollo
urbano y política hídrica; entonces se resuelve mal, pues de todos modos nos plantamos aquí, de
todos modos construimos, en fin, no hay una buena integración en esos campos y tendríamos que
desarrollarla” [Aguirre, 2012]
5.1 EXPOSICIÓN DE PRINCIPIOS PARA LA GENERACIÓN DE SOLUCIONES HÍDRICAS
Durante este trabajo de investigación se realizó una revisión de paradigmas, proyectos, y
fenómenos, como la reducción de petróleo y el Cambio Climático, involucrados en la dinámica de la
sustentabilidad hídrica. También se realizó, más concretamente, un análisis de la situación hídrica
actual en el Valle de México, así como de su ZMVM, cuya región es la más poblada y urbanizada
del país. La visualización de contextos a diversos niveles, y su análisis, permitió reconocer
aspectos necesarios para ayudar a establecer soluciones hídricas sustentables en zonas urbanas
de México, los cuales resultaron en un listado de elementos que, para fines de esta tesis, serán la
base para establecer soluciones parciales, eligiendo posteriormente su respectiva tecnología, e
incorporándolas dentro de un primer modelo de manejo integral del agua. Los elementos se
mencionan a continuación:
1. CAMBIO DE PARADIGMA PARA LA INNOVACIÓN EN SOLUCIONES. Bajo un modelo hídrico
que ha agotado sus posibles soluciones, es necesario cambiar a otro que trate más dinámica y
efectivamente problemas hídricos complejos y emergentes, considerando efectos a largo plazo. Y
es que durante este trabajo de tesis se indicó cómo el paradigma hídrico antiguo formó y forma
soluciones inadecuadas, debido a que no se percibe como viable otro modelo de gestión del agua,
sin embargo, se mostró que las tendencias mundiales actuales en relación al esquema de la
sustentabilidad hídrica funcionan justamente en el cambio de paradigma, sin ser éste un mero
término teórico.
En el caso de México, algunas de las características más sobresalientes del paradigma usado para
el manejo del recurso hídrico son:
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1. Uso predominante de la tecnología e infraestructura dura como herramientas prácticas de
solución a problemas hídricos.
2. Para problemas grandes, grandes soluciones (megainfraestructura).
3. Aporte al PIB nacional para mantener el crecimiento económico del país, como criterio
sobresaliente, para elegir y aplicar soluciones hídricas en ciertas regiones.
4. La infraestructura hídrica está altamente centralizada.
5. Poca o nula distinción entre las calidades de agua durante los procesos de
almacenamiento, conducción, uso, reuso o tratamiento del agua.
6. Bajo nivel de adaptación del sistema hídrico actual ante situaciones nuevas y adversas
como resultado de las características anteriores.
Al hacer un cambio en el paradigma o modelo de gestión hídrico, se pretenden visualizar aquellos
elementos que ya se encontraban presentes durante el modelo anterior, pero que simplemente
eran ignorados, al no ver su uso potencial y la ayuda que pueden brindar en la solución de la
problemática hídrica.
2. PLANTEAR SOLUCIONES DE ACUERDO A NUESTRA REALIDAD COMO NACIÓN EN
DESARROLLO. En la actualidad existen tecnologías y técnicas hídricas que son realmente
efectivas, sin embargo, no se pueden aplicar de manera generalizada ante problemas como los de
la ciudad de México ya que sería demasiado costoso. Por otro lado, el crecimiento urbano está
ligado al crecimiento económico, por lo que continuará la impermeabilización del territorio nacional.
En consecuencia, hay que reconsiderar las estructuras urbanas para reaprovecharlas en el manejo
del recurso hídrico y ayudar a cerrar el ciclo del agua urbano. Para lograrlo, es recomendable
incorporar los procesos urbanos a los procesos naturales, y no al revés, con ayuda de dicha
infraestructura.
3. PRINCIPIO DE SUSTENTABILIDAD SEGÚN BRUNDTLAND. La sustentabilidad
antropocéntrica, según lo define Gro Harlem Brundtland, con sus objetivos más sobresalientes: 1)
Reactivar el crecimiento, 2) Modificar la calidad del crecimiento, 3) Atender a las necesidades
humanas, 4) Asegurar niveles sustentables de población, 5) Conservar y mejorar la base de los
recursos, 6) Reorientar la tecnología y gerenciar el riesgo, 7) Incorporar el ambiente y la economía
en los procesos de decisión.
4. INTEGRACIÓN DE TENDENCIAS MUNDIALES. Es necesario considerar las tendencias que se
están produciendo a nivel mundial para adaptarnos rápidamente al entorno, aplicando las medidas
correspondientes para anticiparnos a los fenómenos mundiales, y de esta manera, que las
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soluciones no queden únicamente a nivel local o regional sino que, dentro de una visión a futuro,
puedan integrarse al contexto mundial, y así ser mucho más dinámicas y competitivas.
Algunos ejemplos de éstas dinámicas son:
a. Tendencias energéticas: Al disminuir el suministro de petróleo, el gas natural ganara gran
relevancia, pudiendo llegar a ser el segundo recurso más empleado a nivel global. En
cuanto a recursos renovables, resaltan la energía solar y eólica.
b. Tendencias económicas: El modelo económico capitalista, que es el paradigma económico
predominante, no se espera que cambie de fondo sino que adaptará parámetros de
sustentabilidad para volverse “verde”.
c. Tendencias políticas: Los modelos políticos más avanzados actuales están buscando
generar soluciones a problemáticas complejas bajo el paradigma de la gobernanza,
aumentando de esta forma su dinámica.
d. Tendencias urbanas: Debido a que los espacios son cada vez más reducidos, las áreas
urbanas tienden a crecer en vertical, influyendo considerablemente en la forma como se
capta, trata y reusa el agua pluvial. Un ejemplo es que actualmente la captación de lluvia
se plantea empleando los techos, sin embargo, conforme crezca la ciudad en vertical, no
serán sino las paredes, las que capten más líquido.
5. CAMBIO DE FUNCIONES DE LAS ACTUALES ESTRUCTURAS URBANAS PARA
PROPICIAR EL CIERRE DEL CICLO HIDROLÓGICO. Las funciones que desempeñan diversas
estructuras urbanas bajo el paradigma antiguo se conciben bajo un esquema pasivo en relación al
ciclo hidrológico, es decir, que reciben el efecto de una acción natural sin intervenir en ella, además
de que tienen una serie limitada de funciones; con el cambio de paradigma las estructuras deben
tener una participación más dinámica en torno al ciclo hidrológico, para lo cual deben cambiar sus
funciones y promover directa, intencionada y organizadamente el ciclo hidrológico urbano de
manera que pueda cerrarse.
Para lograr lo anterior se proponen cuatro pasos básicos: 1) Identificar funciones y capacidades
actuales, 2) identificar funciones y capacidades potenciales, 3) reasignar funciones de acuerdo al
nuevo paradigma, y 4) especializar las nuevas funciones para que puedan manejar procesos
específicos.
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6. DIFERENCIAR ENTRE LAS DIVERSAS CALIDADES DE AGUA. Durante los procesos de
captar, usar, reusar, tratar e infiltrar agua, se deben considerar los diversos grados de
contaminación del agua para que puedan satisfacer necesidades específicas más eficientemente, y
que los procesos involucrados sean más efectivos.
Si bien, no es apropiado depurar el agua negra hasta una calidad de potable para después
desecharla en el baño, así tampoco es útil mezclar aguas pluviales y negras en drenajes mixtos,
para después tratarlas e infiltrarlas en el suelo, siendo esto un ejemplo de lo que sucede hoy en día
en los diversos procesos hídricos urbanos.
7. INCORPORACIÓN DE TECNOLOGÍA ASEQUIBLE POR LA MAYORÍA DE LA POBLACIÓN.
La tecnología debe contar con características como disponibilidad, accesibilidad y efectividad para
que pueda aplicarse por aquellos que lo soliciten, tratando de aportar soluciones que sean
aplicables para cualquiera.
9. APROVECHAMIENTO DE PEQUEÑOS Y GRANDES VOLÚMENES DE AGUA POR IGUAL.
Bajo el paradigma antiguo se consideran únicamente los grandes volúmenes de agua como
fuentes de abastecimiento, bajo el nuevo paradigma, las pequeñas cantidades son tan importantes
como las grandes cantidades, ya que al ir sumando fuentes de suministro alternas, así como
estrategias de ahorro y reuso, se puede llegar, incluso, a superar en confiabilidad, calidad y
volumen a los sistemas tradicionales de abastecimiento de agua.
10. AHORRO Y GENERACIÓN DE ENERGÍA Y ALIMENTOS. Derivado de la visión por nexos, y
relativo a la visión sistémica, se busca atacar la problemática hídrica en sus vínculos críticos. Los
dos mayores retos involucrados al uso del recurso hídrico se encuentran en el uso de energía en
sus diversos procesos, principalmente abastecimiento, así como en la repartición de ésta para su
uso en la agricultura o en zonas urbanas. Por lo anterior, las soluciones que se generen deben
tomar en cuenta la reducción del gasto energético así como el alivio en la producción de alimentos.
11. ALMACENAMIENTO DIFERIDO. Aunque este concepto originalmente se ocupa en
informática, nosotros lo hemos tomado prestado para indicar aquel lapso de tiempo que existe
entre la caída de agua, su almacenamiento temporal en estructuras urbanas diversas, y su
descarga final en el drenaje. Se refiere a elementos que pueden o no tener la función específica de
almacenamiento pero que son utilizados para retener el agua durante un tiempo limitado, hasta
llegar al punto de almacenamiento final, uso, reuso o descarga a coladeras, para lo cual se puede
requerir la adaptación de dichas zonas. Un ejemplo sería la caída de lluvia que después de ser
captada por zonas impermeables, pasaría de forma directa a los drenajes, sin embargo, usando el
almacenamiento diferido, el agua pluvial llegaría a un techo, área verde, o alguna otra estructura
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 89
donde sería retenido de forma temporal para después ser descargada en el drenaje de tal forma
que un volumen parcial de la lluvia se entregue en diferido al drenaje, evitando su sobrecarga.
12. CAPTAR, USAR, REUSAR Y TRATAR IN SITU. Los procesos mencionados deben estar lo
más cercanos uno del otro, en otras palabras, el efluente de un proceso debe estar lo más cercano
posible a los puntos donde se requiere, evitando traslados y su consecuente consumo energético.
13. DEPURACIÓN DURANTE EL PROCESO DE USO. El último punto resulta de los
planteamientos antes generados, y como producto de este trabajo de investigación. En el
paradigma antiguo se tiene el concepto de que el agua debe ensuciarse mientras se usa; en
este nuevo enfoque se plantea que el agua sea depurada mientras se usa, diferenciando
entre uso de degradación y uso de depuración.
La diferencia radica en que actualmente se ocupa un sistema específico de tratamiento que
requiere de recursos extra para depurar el agua, y solo al final de dicho proceso, se tiene la
posibilidad de emplearla nuevamente o desecharla, si fuese el caso. Sin embargo, bajo el
nuevo enfoque, no se requiere de un sistema de tratamiento en sí mismo, sino que los
procesos de uso se encargarán de limpiar el agua, al tiempo que generan recursos, para que
sea autosuficiente, o para satisfacer otras actividades, disminuyendo la cantidad total de
recursos requeridos para depurar y reusar el agua. Un ejemplo inicial de estos procesos es
el conocido como acuaponia, que ha sido antes descrito, y que funciona como un bucle
cerrado.
Si bien, es éste el concepto último, derivado del trabajo de tesis, con el cual se pretenden
establecer futuros sistemas, nosotros no realizaremos, por lo menos durante éste trabajo,
un sistema que funcione de esta manera, debido a que se reserva a futuras investigaciones,
pero haremos las primeras aproximaciones y sentaremos las bases para realizarlo.
5.2 GENERACIÓN DE SOLUCIONES A NIVEL VIVIENDA
Basándonos en los principios anteriores, para generar soluciones en zonas urbanas, ahora se
describirán aquellas estructuras y tecnologías que por sus características, podrán ser
aprovechadas para captar, usar, tratar, reusar, e infiltrar agua. Nos centraremos en la Ciudad de
México, la cual es la zona urbana más representativa del país, con más del 99% de población
urbana.
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Nosotros consideraremos la edificación más común en la ciudad, que es la vivienda, cuya
organización interna, delimitación de fronteras, e identidad, permite que sirva, para fines de esta
tesis, como la unidad capaz de cambiar y especializar sus funciones para manejar integralmente el
recurso hídrico en su interior, y es a partir de la integración de viviendas que se planea reusar e
infiltrar agua pluvial y tratada a nivel comunidad.
Toda vivienda cuenta con elementos necesarios en sus estructuras, y por tanto, comunes a
cualquiera de ellas, los cuales son: 1) techos, 2) paredes, 3) pisos y 4) áreas verdes. Este último se
incluye aunque no es un elemento estructural de la vivienda. A continuación describimos por qué y
cómo se emplearán para el manejo del recurso hídrico.
1. Techos. En la Ciudad de México la mayoría de los techos son del tipo plano, con una inclinación
menor a los 10° respecto a la horizontal, y una superficie apta para soportar objetos con facilidad.
Sus superficies reciben durante la mayor parte del año, entre 6 y 10 puntos de radiación solar que,
de acuerdo con el Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de México (SIMAT), está en la
categoría de Alta a Muy Alta [SMA, 2012], con temperaturas que llegan a los 30°C, y un clima
mayormente subhúmedo. Por lo anterior, los techos tienen áreas propicias para usar, tratar, y
almacenar gran parte de las aguas grises, así como para captar, y/o almacenar el agua pluvial.
5.1 TECHOS PLANOS EN LA CIUDAD DE MÉXICO
Aquí una imagen de la delegación Azcapotzalco en el Distrito Federal, donde se aprecia que la
gran mayoría de los techos se encuentran libres. Abundan los techos planos de formas
rectangulares.
Fuente: google, maps.google.com.mx, (02-10-2012)
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Para aprovechar el área en el uso, tratamiento y almacenamiento de agua, se plantea reubicar ahí,
al electrodoméstico que, después del baño, ocupa el segundo lugar en consumo de agua: la
lavadora. Por costumbre, este aparato se ubica en la zona inferior de la casa para tener acceso
pronto a las coladeras, mientras que el secado de la ropa se realiza en las azoteas. Lo anterior,
requiere bombear agua a depósitos elevados, que funcionan como distribuidores generales de
agua para actividades domésticas. Tener la lavadora en la azotea, con su debida protección,
ahorrará parte de ese gasto energético aprovechando el agua de desecho producida en la etapa
de lavado, y no de enjuague, conduciéndola a un sistema de tratamiento por humedales, que se
encontrará ahí mismo, finalmente, se almacenará el efluente de éste proceso en depósitos
exclusivos para el agua de reuso. El hecho de que las actividades de uso, tratamiento y
almacenamiento se realicen a la misma altura, representará un ahorro energético, al requerir el
mínimo de energía para su traslado entre etapas, y un aumento en la eficiencia del sistema de
tratamiento como se explicará a continuación.
El tratamiento completo de agua consta de almacenamiento, pretratamiento, tratamiento primario
por humedal subsuperficial, tratamiento secundario por humedal superficial y tratamiento de
pulimento en filtro de arena. El movimiento del agua entre etapas se propone sea por gravedad y
presión atmosférica, usando el principio de los vasos comunicantes, y teniendo una diferencia de
altura entre el filtro de arena y el almacén de aguas tratadas, como se muestra en la siguiente
figura.
FIGURA 5.2 FLUJO DE ENTRADA Y SALIDA DEL AGUA DE LAVADO
De acuerdo con la experiencia tenida en el tratamiento de aguas grises de lavadora, cambiando el proceso
de depuración al techo, este se puede acelerar, considerando que puede generar el doble de efluente del
que se produciría en zonas bajas o enterradas. Aquí el esquema general con las fases de a)almacenamiento
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inicial, b)pretatamiento, c)tratamiento, d)tratamiento de pulimiento y e)almacenamiento final.
Fuente: Propia
El sistema de tratamiento, de forma general, emplea elementos biológicos para la depuración del
agua, los cuales dependen de dos factores esenciales para su desempeño: temperatura y Ph.
Aunque este último influirá más en el tipo de bacterias que se desarrollarán que en el desempeño
de éstas. La temperatura, por otro lado, afecta directamente el metabolismo de las bacterias, con
más calor, éstas se desarrollan más rápido, mientras que con más frio disminuyen su desempeño.
Por lo anterior, al tener el sistema de tratamiento en la azotea se pretende influir de manera
determinante en la eficiencia del sistema, además, al estar en contacto con los rayos del sol, se
propician bacterias fotosintéticas entre otro tipo de bacterias anaerobias que modifican el pH del
agua, lo que produce la muerte de microorganismos dañinos al hombre y la disminución de la
cantidad de olores que se emiten al ambiente, siendo éstos casi imperceptibles. Finalmente, dentro
del espectro electromagnético del sol se encuentran los rayos infrarrojos y UV que tienen entre sus
diversas aplicaciones las de inactivar bacterias y virus dañinos al hombre, debido a que dañan el
ADN de éstas, evitando que se puedan reproducir. En consecuencia se emplearán contenedores
transparentes que tengan la función de permitir la entrada de los rayos del sol y la transmisión de
calor durante todo el proceso de tratamiento.
En el primer paso del pre tratamiento se removerán sólidos relativamente grandes como son
restos de hilos, tela, cabellos, polvos, etc. Usando una malla ubicada al inicio del almacén de
aguas residuales. El segundo paso consiste en la exposición al sol dentro de un recipiente
transparente, para que, además de generar los beneficios ya explicados, ayudar a nivelar el pH y
generar bacterias benéficas a nuestro proceso de tratamiento, como las conocidas bacterias
purpuras fotosintéticas, que entre otras funciones, absorben olores producidos al descomponerse
el agua.
Los siguientes pasos de tratamiento ocuparán humedales con diseños tradicionales [García, 2008],
con la única diferencia que su contenedor será transparente. La sección superficial será plantada
con macrófitas y cubierta con una tela tipo mosquitero para evitar la generación de insectos
indeseables como los mosquitos.
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FIGURA 5.3 HUMEDAL EN CONJUNTO CON UN TECHO VERDE
De contar con un techo verde, el humedal subsuperficial puede asemejarse a la imagen aquí
presentada.
Fuente: Proyecto humedales artificiales, 2008, Definición de humedal artificial o humedal construido,
http://proyectohumedalesartificiales.blogspot.mx/2008/12/definicin-de-humedal-artificial-o.html, (10-10-2012)
La última etapa de filtrado por arena tendrá la función de remover las algas y pequeñas bacterias
que se hayan generado durante el proceso de tratamiento, para, finalmente, almacenar el efluente
en un depósito ubicado por debajo del nivel del sistema de tratamiento. Si se desea eliminar por
completo los microorganismos dependiendo el uso que se le vaya a dar al agua tratada, se puede
añadir una pastilla de cloro de segunda generación, las cuales reducen los efectos dañinos al
hombre.
En relación al agua pluvial, consideramos que el techo es todavía uno de los principales
captadores, por lo que se recomienda el uso del sistema de captación de agua pluvial por techos
(SCAPT), antes descrito y sin mayores modificaciones.
Como medida auxiliar, se recomienda brindar un tratamiento de impermeabilización o usar
geomembranas para evitar que se infiltre el agua en caso de derrames o fugas del sistema,
aunque cabe aclarar que este último será cerrado y no usará la superficie de los techos de forma
directa, para ninguna de sus etapas.
En resumen, el techo es considerado como elemento esencial para una mejor gestión del recurso
hídrico urbano debido a que:
a. El mayor espacio libre se encuentra en las azoteas de las casas.
b. No es necesario hacer grandes remodelaciones.
c. El espacio requerido es menor por el aumento en la eficiencia del sistema implantado,
como resultado de una mayor temperatura y los efectos de los rayos del sol.
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d. Los sistemas de tratamiento convencionales requieren estar enterrados, lo que en la
ciudad resulta en remodelaciones que requieren de una mayor inversión, debido a que las
superficies están ocupadas o recubiertas con diversos elementos como madera, azulejo,
muros, columnas, objetos, etc. o se encuentra en el interior de la casa (cuartos, sala,
cocina, etc.).
e. Y porque todavía permanece como el principal captador de agua pluvial
.2. Paredes. Debido a que el espacio es cada vez más reducido en la ciudad, esta tiende a crecer
en vertical desde hace algunos años, por lo que la superficie de las paredes aumenta. Su área
puede ser aprovechada de forma inicial empleando los muros verdes antes descritos, pero con la
variante que en lugar de alimentar el sistema con agua de primera calidad, se empleará el efluente
del sistema de humedales, para que se integre al proceso de uso y tratamiento en el hogar,
además de utilizar paneles solares para suministrar la energía necesaria para el bombeo.
5.2.1 Áreas verdes dentro del hogar
Si la casa cuenta con un espacio verde, y tomando en consideración el punto 4 sobre el cambio de
funciones, éste puede ser aprovechado para el tratamiento y/o uso y/o producción de agua. En
nuestro caso nos referiremos al típico jardín ubicado en el suelo, ya que actualmente existen
jardines verticales y techos verdes que, aunque también pueden adaptarse para la producción de
agua, no serán incluidos para dicho propósito dentro de esta tesis, sino que serán dejados para
investigaciones futuras. Se propone entonces que el actual jardín cambie de funciones, utilizando
sus capacidades potenciales de reuso, tratamiento, infiltración, y captación de agua, para llegar a
tener un jardín sustentable.
A continuación describimos las características principales que tiene un jardín bajo el paradigma
actual:
1. Consume agua de primera calidad. Para mantenerlo siempre verde se suministra
constantemente agua de primera calidad, que podría aprovecharse para otros usos.
2. Capacidades reducidas para captar e infiltrar agua de lluvia. Las áreas verdes en la
ciudad solo logran captar e infiltrar la cantidad de agua que caiga en sus limitadas
dimensiones, lo que puede sumarse a cuestiones como sustratos con baja capacidad de
infiltración, erosión, o un exceso de lluvia que no pueda manejar en periodos cortos, lo que
termina por reducir sus capacidades.
3. Uso único. Después de un primer uso ya no es posible recuperar el líquido vertido, ya sea
porque se evapora y/o se infiltra.
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4. Aumenta el gasto energético y económico. Al consumir agua de primera calidad, se
incrementa la cantidad de agua que se tiene que bombear a almacenes elevados. El gasto
hídrico y energético se ve reflejado en un mayor costo de operación.
El área verde propuesta, que se denominará jardín sustentable, pretende tener las siguientes
funciones:
1. Productor de agua. El jardín tendrá la capacidad de tratar las aguas residuales por medio
de humedales, además de producir agua condensando la humedad atmosférica. Por lo
anterior, se creará una zona donde la temperatura sea baja y la cantidad de humedad
atmosférica sea alta, para que los condensadores de humedad sean más eficientes.
2. Captador e infiltrador activo. Si no se deseara reusar el agua tratada o de lluvia, o se
produjeran excedentes de dichas aguas, entonces, se tendrá la opción de infiltrar parte de
ésta al subsuelo, para ayudar a recargar el manto freático. Esta sección empleará el diseño
de los jardines de lluvia antes descritos, y únicamente cuando se agoten los espacios
destinados al almacenaje, infiltración o reuso, el agua irá a drenajes.
3. Usos múltiples. Se propone una sección denominada “jardín con retorno” que tendrá la
función de hacer retornar el agua que se riegue, y que puede provenir de tratamientos
secundarios, terciarios o de la evapotranspiración captada, teniendo el doble objetivo de
depurar las aguas y reaprovechar el efluente para un posterior uso.
4. Uso mínimo de energía eléctrica y agua de primera calidad. Este jardín usará aguas
grises para su depuración y posterior reuso o infiltración, además se incorporarán celdas
solares para producir energía, en el caso del condensador, y en el resto de sus procesos
no requerirá de electricidad.
Para lograr las funciones antes descritas, se dividirá el jardín sustentable en cuatro secciones:
Humedal subsuperficial, humedal superficial, jardín de lluvia y biotopo o sección de producción.
Como ya hemos descrito anteriormente cada uno de estos elementos, ahora explicaremos la
manera en que se pretende funcionen de manera conjunta.
Inicialmente, el perímetro del área destinada al jardín sustentable será cercado con una malla,
junto a la cual, se sembrarán enredaderas, teniendo la función de cubrir todo el contorno, de tal
forma que contribuyan a regular la temperatura y absorban emisiones de CO2. Además, se cubrirá
el jardín entero con una cubierta transparente a manera de invernadero, para asegurar que se
acumule la mayor cantidad de humedad dentro del jardín, y se conserve parte del calor para un
mejor desempeño de los sistemas biológicos ahí presentes. Finalmente se ubicará un condensador
de humedad dentro del jardín para captar la mayor cantidad de agua atmosférica.
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Las dimensiones de cada una de las secciones dependerán de diversos factores. La sección de
tratamiento dependerá de la cantidad de aguas residuales que se generen, del número de
sistemas de tratamiento que se tengan anteriormente y de su eficiencia, y del nivel de
diversificación en el reuso de agua gris. El jardín de lluvia dependerá de la cantidad de lluvia que
se tenga en el área, de si se cuenta o no con sistemas de captación y reuso de agua pluvial, y de
la cantidad de agua tratada y pluvial que se desee infiltrar. La sección de biotopo o de producción
dependerá de si se desea una zona recreativa y de monitoreo del agua, o una destinada a generar
una producción para autoconsumo o venta de productos, como por ejemplo peces de ornato,
plantas, frutas, etc. Y de la técnica usada.
El área que quede entre secciones o en el perímetro del jardín será considerada como parte de
una sección especial denominada jardín con retorno, no mayor a los 30cm de profundidad, la cual
estará cubierta con vegetación como pasto u otras, nunca arboles o plantas de raíz profunda, que
tendrá en su base una capa de geomembrana, u otro material impermeable y resistente, que
permita la recuperación del líquido vertido. Se recomienda una pendiente aproximada del 1% hacia
un canal de recuperación. Esta zona en especial servirá como tratamiento de pulimiento para
aguas tratadas. Hay que aclarar que el jardín con retorno no es propiamente un humedal ya que no
se encontrará inundado en ningún momento, sino será un espacio de jardín relativamente normal,
con la diferencia que se podrá reaprovechar el efluente infiltrado anteriormente, para su posterior
reuso. En la siguiente figura se muestra el modelo de jardín sustentable planteado como parte de
las soluciones para un mejor manejo del recurso hídrico.
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(1)
(2)
El jardín sustentable (1) cuenta
con cuatro secciones esenciales
para su buen funcionamiento:
Sección de humedal
subsuperficial, sección humedal
superficial, jardín de lluvia, y
biotopo. Para una mayor
eficiencia del sistema se debe
cubrir total o parcialmente a
forma de invernadero para
mantener la temperatura. El área
restante, que puede incluir el
espacio entre secciones, será
usado para la sección
denominada jardín con retorno
(2).
FIGURA 5.4 MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE
Fuente: Propia
Existen también otras áreas verdes que se pueden encontrar en macetas o se tienen afuera de las
casas, que aunque de manera estricta son públicas, se consideran como propias de la vivienda. En
cualquier caso se puede tomar la medida inicial de adicionar hidrogeles al sustrato para que se
permita una mayor retención y distribución de líquido en las raíces de la capa vegetal.
En el caso especial de las áreas verdes públicas que se encuentren enseguida de las viviendas,
éstas pueden adaptarse para almacenar e infiltrar una mayor cantidad de agua pluvial, por medio
del cambio de sustrato, a uno que permita una infiltración y almacenamiento temporal más ágil,
como lo es la gravilla, o por medio de zanjas, para almacenar temporalmente una mayor cantidad
de líquido.
Razones por las que se propone el cambio de funciones de las áreas verdes actuales dentro y
fuera del hogar:
1. Aumentarían el volumen de agua infiltrada al subsuelo
2. Ayudarían a evitar futuros hundimientos
3. Son medidas correctivas fáciles de aplicar ya que se cuenta con la infraestructura
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4. Se tendrían áreas verdes durante un tiempo más prolongado, con los beneficios que esto
conlleva.
5. Se disminuiría la presión sobre la red de drenaje, al tiempo que colaboraría a evitar
inundaciones en la ciudad, y sobrecargas en la futura P.T.A.R. Atotonilco con su
consecuente ahorro energético.
6. Ayudaría a generar un almacenamiento diferido entre las áreas verdes y el alcantarillado,
alternando descargas de agua residual en el drenaje.
5.3 DISEÑO DE ESQUEMAS DE INFILTRACIÓN Actualmente, se infiltra parte del agua tratada o de lluvia a los mantos acuíferos como forma de
darle un último tratamiento de pulimiento a éstas, y para aprovechar un almacén naturalmente
disponible, sin embargo, no hay un esquema generalizado para infiltrar la gran cantidad de agua
pluvial que cae en ella, y que se acumula naturalmente en la cuenca del Valle de México; existen
proyectos como el Programa para la Recarga del Acuífero puesto en marcha por el GDF que, como
parte de sus planes, ha construido, hasta la fecha, 47 pozos de absorción, teniendo el objetivo de
llegar a los 600 en la zona sur de la ciudad, y costando alrededor de 1 millón de pesos cada uno.
Los cálculos se han hecho para elegir aquellas pequeñas cuencas que acumulan la mayor
cantidad de agua relativa a su área, siendo ahí donde se construyen los pozos.
Hay que aclarar que estos proyectos de construcción de pozos se veían anteriormente como
inviables, y más, durante la época de apogeo del sistema Cutzamala, debido en parte a que debían
realizárseles procesos de mantenimiento constantemente, lo que significaba un mayor gasto, si
bien no muy grande, sí “molesto”, ya que requería de una mayor organización para planear y
repartir presupuesto en obras hídricas que no eran “muy lucidoras” ante la sociedad, ni atractivas
políticamente hablando, pero conforme ha ido aumentando la presión social, producida por la
creciente demanda del recurso hídrico, ahora estos proyectos se ven, más que viables, plausibles
por los mismos políticos, al ayudar a revertir el proceso de sobreexplotación de los mantos
acuíferos.
Si bien, el programa es un primer paso para la infiltración y recarga del agua de lluvia en la región
del Valle de México, no es eficiente, al estar reducido su espacio de captación a una pequeña
zona, desaprovechando todas aquellas estructuras impermeables que tienen la capacidad de
contribuir a la captación y conducción del agua de lluvia hasta los pozos de absorción, y que están
mucho más allá de la pequeña región considerada originalmente. Por lo anterior, se propone que
las casas, calles, avenidas, puentes, y otras estructuras se aprovechen, en un primer paso, para
redirigir el agua que captan hacia zonas de infiltración, evitando que llegue a las coladeras. Para
lograr este re direccionamiento, se propone utilizar un canal a un lado de las avenidas y calles, que
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conduzca el agua a pozos de absorción, o de ser pertinente, a almacenes que sirvan para
bombearla a donde se requiera. Debemos decir que los canales a los que nos referimos no son
ajenos a la infraestructura de la ciudad, pero al tener la función de conducir agua a coladeras, y al
encontrarse en una cantidad tan reducida, de hecho pasan totalmente inadvertidos. Lo anterior se
debe a que, al igual que en el caso de los pozos, se ven todavía como un elemento sin mayor
utilidad o productividad. A continuación se presenta un diseño inicial del canal mencionado.
FIGURA 5.5 DISEÑO INICIAL DE CANAL PARA CAPTAR AGUA PLUVIAL
Fuente: Propia
5.3.1 Cambio de funciones de las áreas verdes de la Ciudad de México y su zona
conurbada
Actualmente, las áreas públicas con vegetación, al igual que las áreas verdes a pequeña escala de
las casas, presentan inconvenientes casi idénticos, destacando en ambos la mínima capacidad de
infiltración, debido a problemas como la erosión, la poca vegetación, y/o los espacios reducidos,
entre los aspectos más relevantes. Por tal razón, es necesario que las áreas verdes públicas pasen
a tomar funciones más dinámicas para infiltrar el máximo de agua pluvial al subsuelo, utilizando
desde camellones y pequeños parques, hasta bosques que aún permanecen en la ciudad,
trabajando en conjunto con áreas impermeables. Por lo anterior, se propone el empleo de los
canales mencionados, para que redirijan el agua pluvial hacia las áreas verdes, las cuales,
utilizando técnicas de infiltración como las cunetas verdes, jardines de lluvia, incluso adopastos y/o
adocretos, pueden aliviar de presión al sistema de drenaje por medio del almacenamiento temporal
del agua pluvial y su infiltración gradual al subsuelo, además de ayudar a evitar el hundimiento de
las antiguas zonas lacustres.
Rejas de protección para
evitar la infiltración de
basura
Salidas conectadas a
coladeras para desagüe
de excedentes.
Pared de concreto.
Posible uso de firme
permeable de ser
necesario
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5.6 CAMELLÓN EN LA ZMVM
Las actuales áreas verdes e impermeables de la Ciudad de México se encuentran inconexas una de la otra,
además de estar muy reducidas, tanto en área como en capacidad de infiltración, por lo que se plantea hacer
una integración por medio de canales que las comuniquen. Aquí podemos ver dos camellones a lo largo de
una avenida, los cuales pueden emplearse de forma efectiva para infiltración, al desviar las aguas captadas
en áreas impermeables hacia las áreas verdes.
Fuente: google, maps.google.com.mx, (05-10-2012)
Al aplicarse un esquema generalizado de infiltración de agua en el suelo, se contribuiría a evitar el
hundimiento de las antiguas zonas lacustres, debido a que son las capas superficiales, que se
encuentran entre 35 y 50 metros de profundidad, las que requieren rehidratarse para que su suelos
arcillosos no continúen compactándose. Algunos cálculos indican que con 4 l/s se puede cubrir una
zona de 500 metros de radio [Aguirre, 2012]. En el siguiente modelo se muestra la forma en que se
planean utilizar las áreas verdes en conjunto con las áreas impermeables para una mayor
infiltración de agua pluvial.
FIGURA 5.7 CAMBIO DE FUNCIONES EN ÁREAS VERDES PÚBLICAS
DESVIACIÓN A
ZONAS VERDES
POR MEDIO DE
CANALES PARA SU
INFILTRACIÓN
USO DE TÉCNICAS COMO LAS
CUNETAS VERDES, JARDÍNES DE
LLUVIA, ETC. PARA MEJORAR LA
INFILTRACIÓN AL SUBSUELO
ESCORRENTÍA
CAPTADA POR CALLES
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Aquí un modelo de camellón que integra áreas impermeables y verdes, por medio de canales que
redireccionan el agua de las primeras a las segundas, y empleando técnicas de zanjas y jardines de lluvia
para propiciar un mayor almacenamiento e infiltración.
Fuente: Propia
Otra opción es conducir el agua pluvial captada por cerros a pozos de absorción, como se muestra
en la figura 5.9.
FIGURA 5.8 APROVECHAMIENTO DE ZONAS URBANAS PARA INFILTRACIÓN DE AGUA
PLUVIAL EN CERROS
Aquí una imagen de la ZMVM ubicada en los límites del Estado de México y el Distrito Federal (1)
donde se pueden apreciar poblaciones urbanas alrededor de un área elevada. Las áreas
impermeables de zonas urbanas pueden emplearse para captar, conducir e infiltrar agua pluvial en
terreno altamente propicio, como son los cerros, por medio de canales que la conduzcan a pozos
de absorción (2).
Fuente: Propia.
Entre algunos de los objetivos que se buscan, además de una mayor infiltración del agua así como
una menor compactación del suelo, es el crecimiento de las áreas verdes de la ciudad y su mayor
duración a lo largo del año, lo cual contribuiría a aliviar problemas como cambios extremos de
temperatura, mayor escorrentía en época de lluvias, y poca diversificación de flora y fauna, entre
otros.
POZO DE
ABSORCIÓN
CANAL EN EL
PERÍMETRO DE
CERROS
CAIDA DE AGUA PLUVIAL
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En el caso de las comunidades, se puede utilizar este mismo canal para redirigir el agua pluvial
captada en techos de hogares, e infiltrarla en áreas verdes de la comunidad, por ejemplo, los
techos de las casas pueden conducir sus aguas pluviales a las calles, de tal forma que sean
conducidas por los canales a las áreas verdes como camellones, jardineras, parques, etc. Como se
muestra en el siguiente diseño:
FIGURA 5.9 RED DE INFILTRACIÓN: CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL E INFILTRACIÓN EN
ÁREAS VERDES.
Aquí se muestra un esquema donde la captación de agua pluvial la realizan casas y calles, para
después ser conducida a las áreas verdes vecinas para su posterior infiltración. Los excedentes
salen a coladeras donde son conducidos de forma normal en el drenaje. Las casas que están a
los alrededores se pueden incorporar a una red de infiltración a nivel comunidad.
Fuente: Propia
Algunas de las razones más importantes para utilizar estos canales que se pretenden formen una
red de conducción e infiltración de agua pluvial son:
1. Comenzar a hacer un cambio de funciones de las actuales estructuras para que sirvan
como ejemplo para futuros proyectos en la ciudad.
2. Contribuya a evitar el hundimiento de la ciudad, lo cual es diferente a recargar los mantos
acuíferos.
3. Requiere de un mínimo de remodelaciones, evitando grandes molestias a los ciudadanos,
y los problemas que éstas conllevan, como retrasos en la obra por desacuerdos con la
comunidad.
Agua pluvial captada
en techos
Redireccionamiento hacia las
jardineras o áreas verdes
locales, por medio de canales.
Infiltración en
áreas verdes
1
2 3
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4. Se aprovecharía infraestructura con la que ya se cuenta, evitando inversiones y gastos
innecesarios.
5. El mantenimiento es mínimo
6. Aumentaría considerablemente la cantidad de agua pluvial captada para la infiltración
5.4 LISTADO DE TECNOLOGÍAS REQUERIDAS
Ahora, habiendo descrito las propuestas de solución parciales, realizaremos un listado de aquellas
tecnologías que se ocuparán para realizar las labores de usar, tratar, y reusar agua de desecho,
así como para captar agua atmosférica. Con ayuda de dichas tecnologías se pretende que primero
la unidad, que en este caso es la vivienda, logre la autosuficiencia hídrica, lo que en otras palabras
significa que no dependa de fuentes externas a la entidad a la que se hace referencia,
exceptuando el caso de la lluvia y el agua atmosférica. Además se pretende infiltrar la mayor
cantidad de agua de lluvia a nivel comunidad integrando diversas unidades dentro de una red de
infiltración.
TABLA 1.10 TECNOLOGÍAS Y TÉCNICAS REQUERIDAS PARA APLICAR LAS SOLUCIONES PARCIALES
SELECCIÓN FORMA DE INTEGRACIÓN
FUNCION ESPECÍFICA
NIVEL DE INTEGRACIÓN
1 ZANJA DE INFILTRACIÓN
RED DE INFILTRACIÓN
Infiltración de agua pluvial
2,3. COMUNIDAD
2 POZO DE INFILTRACIÓN
RED DE INFILTRACIÓN
Infiltración de agua pluvial
3. COMUNIDAD
3 RAIN GARDEN JARDÍN SUSTENTABLE, RED DE INFILTRACIÓN
Infiltración de agua pluvial
1,2,3. LOCAL- COMUNIDAD
4 OLLA DE AGUA PLUVIAL
RED DE INFILTRACIÓN
Accesorio 2, COMUNIDAD
5 JARDÍN VERTICAL JARDÍN SUSTENTABLE
Depuración de agua degradada, aumento de la humedad ambiental, aumento en la producción de agua, mejoramiento del micro clima
1. LOCAL
8 RIEGO POR GOTEO
JARDIN SUSTENTABLE
Accesorio, ahorro de agua
1. LOCAL
9 HUMEDAL HORIZONTAL SUBSUPERFICIAL
JARDÍN SUSTENTABLE
Depuración del agua degradada, aumento de la humedad ambiental, aumento en la producción de agua,
1,2. LOCAL-COMUNIDAD
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mejoramiento del microclima,
14 ACUAPONIA JARDÍN SUSTENTABLE
Aprovechamiento de nutrientes en el agua
1.
15 HIDROGEL JARDÍN SUSTENTABLE, JARDINERAS,
Mayor eficiencia en el uso del agua
1,2.
16 WATERBOXX JARDÍN SUSTENTABLE, JARDINERAS, BARRANCAS, CERROS Y REFOSTERACIÓN EN GENERAL
Aumento de las áreas verdes
1,2.
17 DISPOSITIVOS AHORRADORES
HOGAR SUSTENTABLE
Reducción de volúmenes de agua durante el uso
1.
18 CONDENSADOR DE HUMEDAD
HOGAR SUSTENTABLE, JARDÍN SUSTENTABLE
Fuente alternativa de agua
1.
22 BOMBA SOLAR HOGAR SUSTENTABLE, ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS DE AHORRO DE AGUA INDIRECTA
Reducción de uso de energía eléctrica producida por medios convencionales
1.
23 TRATAMIENTO ANAEROBIO
JARDÍN SUSTENTABLE
Reducción del uso de energía eléctrica producida por medios convencionales
1.
24 RED DE INFILTRACIÓN
CASAS,CALLES, Y AVENIDAS.
Aumento en la eficiencia de captación, conducción e infiltración de agua pluvial
25 GEOMEMBRANA HUMEDAL RETENCIÓN DE AGUA
1,2.
26 PASTILLA DE CLORO
TRATAMIENTO DE POTABILIZACIÓN
Potabilizar el agua eliminando microorganismos.
1.
Fuente: Propia
Existen tres niveles bajo los cuales pretendemos hacer funcional el sistema que se propone:
vivienda (1), comunidad por secciones (2), regional o integración de comunidades (3). Se puede
notar entonces el alcance de la integración. La vivienda es la unidad bajo la cual se pretende hacer
funcional el modelo; el segundo es la integración de una pequeña sección de viviendas dentro de
una comunidad; finalmente, el regional pretende abarcar más allá de la comunidad o comunidades.
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6 INTEGRACIÓN SISTÉMICA DE LAS
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA EL
MANEJO DEL RECURSO HÍDRICO EN ZONAS
URBANAS
“EL CAMBIO ES LA CONSTANTE Y LA INNOVACIÓN, ÚNICO CAMINO” [Maram, 2011]
6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL AGUA
El ciclo hídrico urbano involucra tres tipos de agua que se tomarán en consideración dentro del
manejo integral del agua, en primer lugar se encuentra el agua potable que actualmente es
brindada por la red de abastecimiento de la Ciudad de México; la segunda es el agua de desecho,
que se produce después de ser usada en los hogares, la cual contiene nutrientes que pueden ser
aprovechados para la generación de productos útiles al hombre; finalmente el agua de lluvia, así
como la humedad ambiental, serán tomadas como fuentes renovables de apoyo en el suministro
hídrico. El modelo que a continuación se muestra, incorpora las soluciones descritas en el capítulo
anterior, para manejar más integral y sustentablemente el recurso hídrico.
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FIGURA 6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL RECURSO HÍDRICO EN VIVIENDAS
. Las operaciones marcadas JN indican que el proceso se realizará en el jardín sustentable
. Las operaciones marcadas TO indican que el proceso se realizará en el techo
. Los usos inmediatos son almacenes de los cuales se dispondrá el agua tratada
SODIS. Solar Water Desinfection
. Los números dentro de los círculos indican la continuación del proceso en la ruta marcada.
Véase Anexo B para ver el costo aproximado de los elementos que integran el modelo.
6.2 APLICACIÓN INICIAL DEL MODELO
Se realizó un proyecto, el cual tuvo por duración 6 meses, desde el inicio de la planeación hasta la
puesta en marcha y monitoreo inicial del sistema, donde nosotros pudimos comenzar a aplicar una
parte del modelo antes planteado, el cual se describe dentro de esta parte final de la tesis. El
proyecto desarrollado se realizó en una vivienda de alrededor de 264m2, con 7 personas habitando
en ella, y gastando un promedio de 1387.2 litros/día, ó 198.17 l/hab/día, con una distribución del
líquido de acuerdo con la siguiente tabla:
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FIGURA 6.2 USO INICIAL DEL AGUA EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO
Aquí se muestra como se reparte el uso de líquido dentro del hogar bajo estudio, empleandose de
la siguiente manera: 346.8 l/d/inodoro, 360.6 l/día/regadera, 277.4 l/día/lavadora, 208.08
l/día/llaves, 138.72 l/día/jardín, 55.48 l/día/otros usos
Fuente: Propia
Esta primera etapa consistió en: 1) la incorporación de artefactos que propiciaran el ahorro dentro
del hogar, 2) la construcción de la primera etapa del jardín sustentable, 3) la incorporación de
pequeños almacenes para guardar y posteriormente usar los efluentes.
La primera etapa del jardín sustentable incluye el humedal subsuperficial, el humedal superficial
(Anexo C), la sección de biotopo y el cercado y plantado de enredaderas. La incorporación de
artefactos ahorradores incluyó un cambio de tasa de baño, de una que ocupaba 12 litros por
descarga, a otra que diferencia entre descarga de sólidos y líquidos, gastando un máximo de 6
litros por descarga, además de la incorporación de 4 aireadores perlizadores en las llaves, e
hidrogeles en las macetas con un total de 2 kilos usados. Los almacenes fueron tambos con los
que ya contaban y que fueron utilizados para éste propósito del proyecto. El traslado del agua se
hizo por medio del uso de sifones.
Para la aplicación de éste primer proyecto, se hizo necesario conocer los tipos de efluentes que se
producían, pero al no contar con referencias que nos brindaran la clasificación oficial de las aguas
grises, nos dimos a la tarea de hacerla por nuestra propia cuenta; nosotros no contábamos con los
medios, en esos momentos, para poder hacer exámenes al agua y determinar parámetros que nos
indicaran la calidad de ésta, como son la DBO5, DQO, conductividad, nitrógeno, amoniaco, fósforo,
entre otros, y debido a que se realizó a nivel doméstico, en muy pocas ocasiones sus habitantes
tienen los recursos o la disposición para hacer dicho tipo de exámenes al agua, por lo que se
decidió que se realizaría un biomonitoreo en la salida del humedal superficial, por lo que se
construyó un biotopo acuático para facilitar dicha tarea. Un biomonitoreo consiste en determinar la
cantidad de organismos que habitan en un cuerpo de agua, mientras más diversidad exista,
25%
26% 20%
15%
10%
4%
Inodoro
Regadera
Lavadora
Llaves
Jardín
Otros usos
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significa que la calidad del agua aumenta, de forma similar, cuando la flora y fauna disminuyen, la
calidad del agua disminuye. Esta forma de medición tiene buenos resultados, incluso diferentes
organismos a nivel nacional como la CONAGUA, e internacional, se apoyan en este tipo de
parámetros naturales cuando se dificulta el realizar estudios al agua. Es así que basándonos en
macroinvertebrados, macrofitas y peces, nosotros nos dispusimos a evaluar la calidad del agua*.
Enseguida para el tratamiento y reuso del agua en el domicilio, nos dispusimos a realizar una
clasificación de las aguas, que debe aclararse que, principalmente a la limitante del tiempo para la
entrega de éste trabajo de tesis, se debió reducir la clasificación a una diferenciación sencilla entre
calidades del agua apoyados en bioindicadores (Anexo C).
El siguiente paso consistió en saber cuáles eran los tipos de agua que se producían en el hogar
según su uso, los cuales se presentan en la siguiente tabla:
TABLA 1.11 PRIMER CLASIFICACIÓN DE LOS EFLUENTES EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO
Efluente/Calidad Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 5
Lavadora enjuague X
Lavadora lavado X
Baño tasa convencional
X
Baño regadera X
Baño Lavabo X
Lavado de pisos X X
Agua de lluvia X
Agua de fregadero X
Lavadero X
Riego de jardín X
Las clasificaciones anteriores se hacen considerando que ocupan agua de primera calidad en sus procesos.
A continuación se diferenció entre aquellos sistemas que requieren de agua potable y aquellos que
no, donde, una vez acordado con los habitantes, quedó de la siguiente forma.
TABLA 1.12 PRIMER CLASIFICACIÓN EN
REQUERIMIENTOS DE AGUA POTABLE
Requieren agua potable No requieren agua potable
Ducha W.C.
Lavadora - lavado Lavadora - enjuague
Limpieza en la cocina Limpieza del hogar – excepto
cocina
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Lavado de trastes Áreas verdes
Beber y cocinar
Fuente: Propia
La clasificación se hizo con el propósito de saber cómo sería el posible intercambio de agua. Los
tratamientos considerados fueron los siguientes:
1. Pre tratamiento. Tamizado, almacenamiento general (200lts), trampa de grasas.
2. Tratamiento primario. Neutralización, sedimentación, almacenamiento general (200lts)
3. Tratamiento secundario. Humedal subsuperficial, humedal superficial, jardín con retorno.
4. Tratamiento terciario. Inyección de aire, procesos fotosintéticos con algas, y filtrado con
arena o sustratos similares.
5. Purificación. Cloración, rayos uv, carbón activado, filtro.
La mayor cantidad de agua que se emplea en el hogar va a dar a la regadera, siguiendo el inodoro
y en tercer lugar la lavadora, el restante se divide en las llaves abiertas, el jardín y la limpieza del
hogar. Fueron los primeros tres rubros los que se tomaron en consideración durante la primera
etapa de la puesta en marcha del modelo, pero además se hizo un cambio de funciones de la
primer área verde.
FIGURA 6.3 GRÁFICO COMPARATIVO AL FINAL DE LA PRIMERA ETAPA DE APLICACIÓN
DEL MODELO
-346,8 -360,6
-277,4
-208,08
-138,72
-55,48
0
-360,6
-215,4
-166,46
210
-25,48
0 0
277,4
0
210
55,48
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
Baño Regadera Lavadora Llaves Jardín Otros usos
INICIAL
FINAL
REUSO
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Al inicio de la primer etapa del proyecto se estimó un consumo promedio en el hogar de 1387.2
l/día de agua potable. Al final de la primera etapa se tiene un consumo promedio de 557.94 l/día,
lo que representa una disminución del 43.3% en los requerimientos de agua potable. Por otro
lado, el consumo de energía eléctrica, proveniente de la red, para fines de tratamiento, es de cero.
Fuente: Propia
En la tabla anterior, se muestra en rojo el consumo de agua potable al inicio de la primera etapa de
este proyecto, en verde el consumo de agua potable al final, y en azul los volúmenes reutilizados
también al final de la primera etapa. Los signos negativos significan pérdidas, es decir, que de los
1387.2 litros de agua potable disponibles al inicio del día, hay volúmenes que terminan en la
coladera, y son irrecuperables, por lo que se tienen que sustituir con agua fresca procedente del
sistema de abastecimiento. Los volúmenes positivos en verde, indican la producción de agua tipo
1. Por ejemplo, en el caso del agua del jardín, tenemos que al inicio se ocupaban 138.72 litros/día
de agua potable para su funcionamiento, mientras que al final no ocupa agua potable, y al
contrario, produce 210 l/día de agua tratada, de la cual se reutilizan 210 l/día.
Inicialmente se tenía un baño que funcionaba con 12 litros por descarga, actualmente se cuenta
con uno que hace diferencia entre desechos sólidos y líquidos, gastando 6 litros como máximo por
descarga. Significa que de las 29 descargas diarias que se producían se requerían en inicio los
346.8 l/día, con el cambio, y si consideramos la descarga máxima de 6 litros, tenemos que se
requieren 174 l/día, lo que significa un ahorro de 172.8 l/día, finalmente, de éste consumo, casi en
su totalidad, emplea agua tratada proveniente del jardín sustentable, teniendo finalmente que el
requerimiento de agua potable para el baño es prácticamente de cero. De éste efluente no se
reusa ningún volumen, ya que va directamente al drenaje.
Durante esta primera etapa, la conducción de agua tratada hacia el baño se hizo con ayuda de una
bomba eléctrica, que la lleva a un pequeño depósito en el techo, pero en una segunda etapa se
pretende eliminar el depósito, la bomba, y el conducto.
FIGURA 6.4 NUEVO BAÑO DE DOBLE DESCARGA
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Del lado izquierdo se aprecia el antiguo baño que empleaba 12 litros por descarga, y del derecho
el nuevo baño que diferencía entre sólidos y líquidos, con una descarga máxima de 6 litros.
Fuente: Propia.
El siguiente rubro perteneciente a la regadera quedó prácticamente igual, ya que contaba con
sistemas de ahorro desde el inicio, además, su efluente todavía no es aprovechado, al no contar
con una manera cómoda para sus habitantes de captar y conducir su efluente a procesos de uso o
tratamiento.
En el caso de la lavadora, disminuyó ligeramente su consumo de agua potable, debido a que
actualmente ocupa parte del efluente del jardín sustentable para lavados especiales como tenis,
calcetines, jergas, entre otros, ya que, aunque el efluente muestra una calidad adecuada para
ocuparse en el lavado general de la ropa, se ha llegado al consenso de que ésta no sea empleada
para tales fines, hasta haber completado la fase experimental, en la que se incluyen exámenes al
agua, para determinar con precisión su confiabilidad. En cuanto al reuso, de los 277.4 l/día que se
producen durante el lavado, se reusan 200 l/día en el riego de áreas verdes públicas, previo
tratamiento de tamizado y radiación solar.
En el caso de las llaves, se incorporaron aireadores-perlizadores en 4 de 6 llaves, para disminuir
los consumos de agua potable, llegando a tener un promedio 20% menor al final.
En el caso especial del jardín, la diferencia primordial no fue en la disminución de los volúmenes
empleados, sino en el cambio de funciones, ya que al principio éste era un elemento consumidor
de agua potable, mientras que al final de la primera etapa, no solamente dejó de consumirla, sino
que además, comenzó a producir un recurso hídrico tipo 1, para emplearse en usos diversos. Para
su funcionamiento, se alimentó la sección de humedales con agua proveniente de la lavadora, la
cual es, después del agua del retrete, el agua más difícil de depurar a nivel vivienda, ya que
contiene químicos como cloro, detergentes, suavizantes de ropa, jabones, entre otros
contaminantes; materia orgánica; y sólidos suspendidos que, en conjunto, hacen de su tratamiento
uno de los más demandantes. Posteriormente, con el efluente proveniente de la sección de
humedales se alimentó un biotopo acuático, donde se introdujeron seres vivos para que lo
habitaran y sirvieran como bioindicadores de la calidad del agua, entre los que se encuentran
invertebrados, macrófitas, y peces (Anexo D). Los peces y demás vida acuática, que ahí habita, se
han mantenido sin mayor problema durante un periodo de 4 meses a la fecha.
El jardín se mantiene siempre verde, propicia un clima templado, regulando la temperatura, y ha
ofrecido un espacio de descanso a seres vivos como son las mariposas monarca durante el mes
de octubre. Las dimensiones del humedal son de 1m X 4 m X .5m, con una capacidad de
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almacenamiento de 2000 litros, el cual se divide longitudinalmente en dos secciones:
subsuperficial, y superficial. La capacidad máxima de tratamiento del sistema de humedales es de
200 lts/24hrs. Las dimensiones del biotopo son de 2m x 2m x .35m con una capacidad de
almacenamiento de 1400 litros, para sumar una capacidad máxima de almacenamiento de 3400
litros.
(A)
(1)
(2)
(3)
FIGURA 6.5 APLICACIÓN INICIAL DEL MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE©
El jardín sustentable está compuesto por tres secciones necesarias para su
funcionamiento: tratamiento, infiltración y producción de agua. La sección de
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tratamiento se compone de un humedal subsuperficial (1), un humedal
superficial (2)(3) y un biotopo (A), que brinda un tratamiento cuaternario, y al
mismo tiempo, sirve como indicador de la calidad del agua.
Fuente: Propia.
El jardín sustentable ha traído beneficios diversos como se muestran en la figura 6.6
(a) El biotopo alberga
insectos,
caracoles, peces,
anfibios y otros
tipos de seres
vivos que sirven
como indicadores
naturales de la
calidad del agua.
(b) El jardín trae
beneficios extras
como la regulación
de la temperatura
local, formación de
puentes para
insectos y aves
migratorias, una
mejor calidad del
aire y la
diversificación de
flora y fauna.
c) El efluente obtenido de la
sección de tratamiento puede
usarse en diversas
actividades productivas como
la cría de peces y/o el riego
de cultivos para
autoconsumo.
FIGURA 6.6 BENEFICIOS EXTRA DEL JARDÍN SUSTENTABLE©
Fuente: Propia.
6.2.1 Aplicación inicial del esquema de infiltración
Al inicio se tenían dos problemas en relación al agua pluvial: 1) no se contaba con un sistema de
captación, conducción y almacenaje, y 2) ésta era una inversión que no tenían contemplada. La
idea entonces fue, que si no se tiene un sistema propio de almacenaje de agua pluvial, entonces
hay que usar los almacenes naturales. La forma de realizarlo fue sencilla al incorporar un tubo de
pvc que redirigiera el agua pluvial a una de las maceteras que se encontraban afuera de la
vivienda. Como era muy posible que se llegara a inundar temporalmente, se optó por introducir
plantas de tipo palustre que soportaran tanto estar en tierra firme como en suelos saturados.
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Finalmente, se redujo el nivel de tierra en la macetera para que soportara una mayor cantidad de
agua pluvial y se cambió parte del sustrato por tezontle.
FIGURA 6.7 PRIMER JARDINERA QUE AYUDA A INFILTRAR EL AGUA PLUVIAL
Aquí la primera jardinera que infiltra parte del agua pluvial captada en techos.
Fuente: Propia
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7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 RESULTADOS
Durante este trabajo de investigación, relacionado al manejo del recurso hídrico, se llegaron
a los siguientes resultados:
1. El crecimiento de poblaciones urbanas en México se aceleró a mediados del siglo
XX, teniendo que durante el 2010 el 78% de la población se ubicaba en zonas
urbanas.
2. El empleo del recurso hídrico, principalmente en zonas urbanas, sigue un modelo
lineal, a través de tres pasos básicos: suministro, uso, y desecho.
3. A nivel país se tiene un nivel medio de tratamiento de aguas residuales, siendo
aproximadamente del 38%
4. México ha adoptado los lodos activados como principal sistema de tratamiento
hídrico, aunque es un sistema que consume altas cantidades de energía.
5. El sistema hídrico está altamente centralizado, lo que limita sus funciones y
desempeño, además de aumentar su vulnerabilidad ante fenómenos adversos.
6. El modelo hídrico actual no hace distinción de las diferentes calidades de agua al
momento de emplearse en sus diversos procesos.
7. México ha adoptado tecnología desarrollada en otros países, que aunque es efectiva,
no aprovecha las características de nuestra región, reduciendo su eficiencia.
8. La aplicación inicial del modelo demostró ser efectivo para tratar, reusar e infiltrar
agua, reduciendo el empleo de volúmenes totales de agua de primera calidad.
9. Consume menos agua un jardín acuático con geomembrana que un jardín terrestre,
debido a que en el primero, las únicas pérdidas son por evapotranspiración,
mientras que en el segundo las pérdidas son por infiltración, evaporación y
escurrimiento.
7.2 CONCLUSIONES
Para el manejo del recurso hídrico en México, se llegaron a las siguientes conclusiones:
1. México desarrolla soluciones hídricas bajo un enfoque de sustentabilidad débil.
2. México utiliza el paradigma de dominio a la naturaleza, adoptado desde la llegada de
los españoles, y acentuado con las dos revoluciones industriales, haciendo ligeras
modificaciones para adaptarlo al esquema de la sustentabilidad débil.
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3. Debido a que en la práctica, el paradigma de la sustentabilidad está subordinado al
área económica, de llegar a un consenso, a nivel internacional y nacional, sobre
cómo aplicar el desarrollo sustentable dentro de dicha área, se tendrán bases que
permitan establecer y generalizar su esquema.
4. Las instituciones encargadas de administrar el recurso hídrico en México, no
desconocen la problemática hídrica que se desarrolla y que requiere de soluciones
holísticas, aún así, la mayoría de las soluciones hídricas actuales están basadas en
tecnología, debido a que se desconfía de otras alternativas y no se tiene continuidad
en las planeaciones.
5. Se pueden mejorar los planes de manejo del recurso hídrico al considerar las
tendencias mundiales relacionadas. Tales tendencias permitirán visualizar sucesos
actuales y futuros, que contribuyan a definir estrategias con capacidad de
incorporarse al contexto internacional, pero respetando los objetivos regionales de
manejo del recurso hídrico.
6. Debido a que México ha ocupado, desde la época de los españoles, un mismo
paradigma, con el cual se plantean y resuelven problemas hídricos, es conveniente
adoptar uno nuevo que considere el manejo integral del recurso hídrico así como
sus problemas emergentes.
7. Debido a que el conjunto de problemas hídricos actuales están muchas veces
relacionados, pueden hacerse más eficientes los esfuerzos de atacarlos, teniendo en
cuenta aquellos elementos en común, que influyan considerablemente en varios de
ellos. Se concluyó en nuestro caso que el gasto energético y la producción de
alimentos son dos de ellos.
8. Para apreciar los rendimientos reales de un plan y programa hídrico se necesita que
tengan continuidad entre periodos de gobierno.
9. Como gran parte de la infraestructura hídrica está altamente centralizada, de
plantear y aplicar soluciones hídricas descentralizadas y redundantes, se dependería
menos de estos sistemas monolíticos y aumentarían la resiliencia del sistema social.
10. Para generar soluciones hídricas que aprovechen las áreas impermeables urbanas y
contribuyan a generar un balance positivo en los volúmenes de agua, hay que
cambiar el enfoque negativo que actualmente se tiene hacia ellas.
11. Es aconsejable que las estructuras urbanas pasen a tomar un rol más dinámico,
participando activamente a cerrar el ciclo hidrológico.
12. Bajo el enfoque de la sustentabilidad y del paradigma hídrico emergente aquí
mencionado, es necesario considerar tanto grandes como pequeños volúmenes de
agua para hacer un manejo integral de ésta, y no solo grandes volúmenes, como
actualmente se hace.
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13. Desde el punto de vista de la sustentabilidad se deben recuperar los cuerpos
superficiales de agua, pero a pequeña escala y en forma multiplicada, para que en su
conjunto, rehabiliten las funciones ambientales que proveía el antiguo sistema
lacustre.
14. Ya que los procesos de captación, uso, tratamiento, reuso, e infiltración, en su
conjunto requieren de grandes cantidades de energía, es conveniente que se
realicen lo más localmente posible.
15. Se disminuiría la dependencia en energía eléctrica, al incorporar procesos, para el
tratamiento del agua residual, que aprovechen la energía del sol, así como su clima
cálido, traduciéndose en sistemas fotosintéticos y anaerobios.
16. La ZMVM no carece de agua, como es la percepción actual, de hecho, se tiene un
exceso de agua, siendo los problemas esenciales la falta de reuso y la expulsión de
ésta, originados del modelo lineal actual.
17. La ZMVM, y en especial la Ciudad de México se están ubicando en un alto grado de
vulnerabilidad, al importar agua de cuencas externas, y no procurar mantener en
cantidad y calidad sus fuentes internas de agua. Los costos económicos y
energéticos aumentan, y las probabilidades de conflictos políticos, sociales o
ambientales también. Aunado a lo anterior se tienen megainfraestructuras en los
procesos captación, desecho y tratamiento que propician la centralización. Por lo
anterior, los costos y posibles conflictos por mantener un suministro constante a la
Ciudad y ZMVM pueden afectar, de tal forma, que no convenga seguir invirtiendo en
ésta región en el largo plazo, afectando sus actividades económicas.
18. La implantación de humedales para el tratamiento de las aguas grises a nivel
vivienda e incluso a nivel comunidad, serían una forma de reconectar los cuerpos de
agua superficiales con la población urbana del Valle de México, de manera que se
aprecien sus beneficios.
19. Es posible realizar un proceso de depuración del agua que no requiere de un
sistema de tratamiento exclusivo para tal fin, sino que, de acuerdo a los nutrientes
contenidos en el efluente de cada sección de la casa, pueden dársele ciertos usos,
que al tiempo que aprovechan sus nutrientes y generan productos, también limpian
el agua, resultando en un proceso con triple función: tratamiento, uso, y producción.
7.3 RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS
.1. Realizar un estudio para clasificar el tipo de aguas producidas en un hogar, según
parámetros de contaminación como materia oxidable (DQO), sólidos en suspensión (SST),
niveles de nitrógeno y fósforo, materias inhibidoras o tóxicas, sales y contenido de grasas,
entre otros, para posteriormente determinar su uso potencial.
SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS IPN
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.2. Realizar un estudio para determinar cómo incorporar el uso del agua residual y su
tratamiento, de forma que se completen los ciclos de sus componentes.
.3. Continuar la aplicación del modelo planteado.
.4. Incorporar la producción de energía y alimentos.
.5. Promover la aplicación del modelo a nivel comunidad.
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REFERENCIAS
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Foladori G., Pierri N.,¿Sustentabilidad? Desacuerdos sobre el desarrollo sustentable, Miguel Ángel Porrua, UAZ, México, 2005.
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Interciencia, Revista de ciencia y tecnología de América, Caracas, Vol. 22. No. 3, mayo-junio 1997.
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA A
ANEXO A.
PARADIGMAS HÍDRICOS EN LA HISTORIA
La intensidad del sombreado indica el grado de dominancia de un paradigma respecto a los demás.
Epoca/paradigma Paradigma
espiritual -
religioso
Paradigma
recreacional -
estetico.
Paradigma
ético -
legal
Paradigma
ingeniero
hidraulico
Paradigma
cientifico
Paradigma
financiero -
económico
Paradigma
ecológico
Paradigma
gerencial
Caza y recolección
Agricultura temprana
Sociedades estado
tempranas
Sociedades
protoindustriales
comerciales
Sociedades cientifo-
industriales
tempranas
Estados industriales
avanzados
Sistemas financieros
globales
Fuente: Traducido de Fekri H., Water history for our times, IHP essays on water history, Francia, 2011
ANEXO B
COSTO PROMEDIO DE LOS ELEMENTOS QUE INTEGRAN EL MODELO
CATEGORÍA ELEMENTOS UNIDAD COSTO PROMEDIO. 2012
Jardín sustentable geomembrana M2 73
pasto m 20
tezontle M3 350
malla ciclónica M 50
Lombriz roja californiana
kg 100
Tierra negra M3 340
enredaderas Pza 30
Plantas acuaticas pza 20
Plantas emergentes pza 60
Condensador o generador solar de agua atmosférica
pza 10,000
peces pza Variable; 10-100
Fosa séptica prefabricada .76 x 2.44m (capacidad de almacenamiento 1106 lts; capacidad de tratamiento 600 lts
unidad 10,250
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA B
/día)
Sistema de captación de agua pluvial por techos
Canalón pvc simétrico con dos volutas
Tramos de 4 mts 165
Canalón semicircular cobre
Tramos de 1 m 343.9
Bajante de pvc 3” Tramos de 6mts 60
Sumidero para cubierta con babero
pza 521.8
Filtro bajante pza 363.44
Anfora depóstio 300lts pza 225
Pintura impermeabilizante
Cubeta 15 lts 850
Columna depósito 500 lts
pza 300
Grifo metálico para ánfora o columna
pza 13.50
Tinaco 1000 lts pza 1,150
Conexión pvc 3” pza 10
Baño seco Instalación de baño seco sin fosa séptica
10,330
Baño con doble descarga
pza 3,120
Mingitorio seco Mingitorio seco pza 2,400
Paneles solares 100watts pza 3,100
Almacenes Tinaco 1000 lts pza 1,200
Tinaco 2800 lts Pza 5,600
Firme filtrante Adopasto
Adocreto
Accesorio Hidrogel kg 250
Filtro aireador perlizador
Pza Variable; 15-42
Manguera transparente, 3/16” x 100 mts
Rollo 210
Mangueras transparente ¼” x 100 mts
rollo 240
Manguera transparente 5/16” x 100
rollo 410
Manguera transparente 3/8” x 100 mts
rollo 550
Manguera transparente ½” x 100 mts
rollo 780
Manguera transparente 5/8” x 100 mts
rollo 980
Manguera transparente ¾” x 100 mts
rollo 1,200
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA C
Manguera transparente 1” x 100 mts
rollo 2,800
Manguera transparente 1 ¼” x 50 mts
rollo 1,800
Maguera transparente 1 ½” x 50 mts
rollo 2,500
Manguera transparente 1 ¾” x 50 mts
rollo 3,500
Manguera 2” x 25 mts Rollo 2,500
Bombas Bomba solar , 12 volts, 50 watts, (Altura max. 15 mts, 1000l/24hrs)
1,299
Bomba solar capacidad 150 l/hora
350
ANEXO C
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ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA D
ANEXO D
ALGUNOS DE LOS SERES VIVOS HABITANDO EN EL BIOTOPO
Tanichthys albonubes
Cyprinus Karpio
Coridora paleatus
Cyprinella lutrensis
Perico enano
Pez dragón
enano
Ciclido amarillo
Corydora albina
Gurami albino
Daphnia
Rana perezi Cambarellus
zempoalensis
Vallisneria Americana
Elodea Densa
Echinodorus Amazonicus