Tecnologías sustentables para

mitigar los impactos del

cambio climático: retos para la gobernanza ambiental

Laura C. Ruelas

Monjardín y

Sergio Angón Rodríguez

Sede Regional: Istmo-

Golfo

Fecha: 24 octubre, 2014

Puntos a desarrollar:

•Escasez de agua y gas: contexto de cambio climático

•Medidas de mitigación y adaptación: tecnologías de uso eficiente de agua y energía solar

•Evaluación de su factibilidad: estudio de caso Xalapa, Ver.

• Los retos para la gobernanza ambiental

Escasez Competencia

GOBERNANZA

Urbanización

Mala distribución

Grandes sectores

Un mismo grupo

Ecosistemas

Políticas contradictorias

Traslape de funciones

Debilidad

“Vacío en el ápice y confusión

en la base” (Abu-Zeid, 1998, p.12)

conflictos

Percepciones

Contaminación

AGUA

CAMBIO CLIMATICO

Mal-distribución y urbanización Población

(millones)

TCPA Gdo. Urb

1ª fase

1900-1940

13.6-19.7 0.9% 10.6-20.1%

2ª fase

1940-1980

19.7-66.8 3.1% 20.1-51.8%

3ª fase

1980-2010

66.8-112.3 1.7% 51.8-62.5%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Dis

trib

ució

n d

e la p

recip

itació

nCómo la precipitación se distribuye con base en los

usos del suelo

evapotransp.

Esc. Sup.

F. Sub-super

A. subterránea

Calentamiento del sistema climático (IPCC, 2013)

• Energía: hilo conductor en la historia del progreso

• Crecimiento en la demanda, EL rasgo dominante del XX

• CME: próx 20 años, consumo aumentará aprox. 50%, a 4000 millones de usuarios más.

PROBLEMAS

1) 80% producción mundial de energía primaria

procede de carbón, petróleo y gas natural. Fuentes no renovables y con reservas limitadas

2) La producción y el consumo, impacto conservación del medio ambiente

3) No debe contribuir al cambio climático (UNCDS)

4) Capital restringido para aumentar la oferta

5) Repunte de hidroeléctricas para compensar termoeléctricas

Impacto de las presas

1960-1980: Boom presas y

reservorios, fuente de

energía

172 ( 5163) almacenan el

80% del agua represada

(Conagua, 2013) Efectos

hidrológicos

Efectos en la calidad

del agua

Efectos

geomorfológicos

Efectos climáticos

en la tierra

Control flujos de

las corrientes

Cambios en la calidad

del agua

Altera régimen de

sedimentos

Cambios en el

micro-clima

Aumenta

evaporación

Cambios en la

temperatura del agua

Reduce descargas

del rio

Expone línea de

costa a erosión por

viento

Cambios en los

flujos de agua

subterránea

Reduce nutrientes,

particularmente

fósforo

Cambios en la

morfología de las

corrientes

Modifica la

temperatura de la

corriente

Desvía

corrientes

Disminuye contenido

de oxígeno

Corta el canal

descendente

Fuerte inversión en energías limpias y renovables, eje central de una solución múltiples problemas

Metodología: Estudio de caso, Cd. de Xalapa, Veracruz

Evaluar factibilidad de dos tecnologías sustentables:

1) Sistema de captación de agua pluvial

2) Sistemas de calentamiento solar de agua

Xalapa: Problemas de las ciudades medias, Dispersión

430 colonias regulares; 600 irregulares

• Consumo y emisiones de energía

• Aumento en las distancias de viaje

• Pérdida de tierras agrícolas, áreas ambientalmente valiosas

• Mayor consumo de agua

• mayor inversión en obras públicas que no son recuperadas a través de impuestos prediales, lo cual indica un elevado índice de subsidios

Categoría ton de CO2

equivalente

% Año base

Energía 1,406,870 8 5.59 2010

Agropecuario 2,452 0.15 2007

Residuos 234,333 14.26 2010

Total 1,643,655.46 100 Fuente: PACMUN Xalapa (2013).

Xalapa, la ciudad de los autos, 1 por

cada 4 hab. (2009)

Tasas de crecimiento de la población de

Xalapa en el periodo 1950-2010 Periodo Xalapa

(%)

Edo. de Veracruz

(%)

México (%)

1950-1960 2.8 2.9 3.1

1960-1970 5.6 3.4 3.3

1970-1980 5.3 3.5 5.4

1980-1990 3.2 1.5 1.2

1990-2000 2.9 1.0 0.7

2000-2010 3.9 1.0 1.4

promedio 3.95 2.21 2.51

Fuente: Ruelas, 2011, con datos de Inegi, Ayto. Xalapa

Metropolización de Xalapa

Etapa Crecimiento (ha)

Prehispánica 35

1906 203

2000 7 257

2100 X 70 veces

Fuente: J.A. Ochoa, com.per.

74% capital

Fuentes de suministro de Agua a la Cd. Xalapa

Fuentes de agua

superficial

Capacid

ad

(lps)

Fuentes de agua

subterránea

Capacid

ad

(lps)

Río

Huitzilapan

1000 Manantiales del Cofre

de Perote

250

Río Medio

Pixquiac

250 Manantial de El Castillo 60

Río

Zocoyolapan

100 Manantial de Agua

Santa

12

Río Cinco Palos 100 Manantial Agua Fría 26

Manantial Techacapa 5 Fuente: Ruelas, 2011

La evaluación de factibilidad de tecnologías:

sociopolíticas, ambientales y económicos Viabilidad ambiental:

1) Escenarios de crecimiento poblacional, disponibilidad de agua y

captación

2) Demanda de construcción de vivienda.

Viabilidad económica:

1) Investigación de mercado para determinar los costos de los

equipos y su instalación.

2) Con los costos, se realizaron simulaciones financieras de TIR,

3) Valoración contingente de las distintas opciones de

aprovisionamiento de agua potable.

Viabilidad socio política:

a) Encuesta, a solicitantes de permisos de construcción de

vivienda b) Entrevistas a informantes clave

Precipitación: 1400 mm

Año 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2080

Población 130 213 288 391 457 514 538 578 619 664

Dinámica poblacional Cd. Xalapa, Ver. (miles/habitantes)

Viabilidad ambiental

300 l/m2/día, en promedio en el año y 130 l/m2/día. Usan 250 l/hab/día (-consumo de 50 l/hab/día), la captación, podría cubrir el 65% de la demanda diaria.

Calentamiento solar del agua: análisis climático

Rango de operación de un

colector plano: 65 y 90ºC

Ducha: 32ºC, rango de

eficiencia de 40-60%, proveer

agua caliente, sin la ayuda de

un calentador a gas para 2

personas. Hogar urbano: 3.4

personas (INEGI), estaría

cubriendo 59% de la demanda

de agua caliente por vivienda.

Análisis del potencial de aprovechamiento de la energía solar para

el calentamiento de agua

El umbral mínimo de radiación solar difusa para Mpio de Xalapa es 200Wh/m2, (López-Velázques y Tejeda-Martínez, 2013), colectores solares para calentamiento de agua tienen una eficiencia térmica mínima de 40%, el colector puede aprovechar 80Wh/m2.

La energía necesaria para aumentar la temperatura de un litro de agua en un grado centígrado es 4186W (US Geological Survey, 2014), y que el intercambio de temperatura depende de la velocidad con la que se proporciona la energía, es decir si proporcionamos la energía a razón de 1W, el agua demoraría 4186 segundos en aumentar su temperatura. Considérese entonces que se proporcionan 80Wh/m2, por lo que un litro de agua podría incrementar su temperatura en 68.8ºC en una hora.

No son costos onerosos. Familia promedio gasta $250/mes de agua ($3000/año), en un periodo de retorno de la inversión de alrededor de 2 años, para el año 5, el ahorro comienza a ser significativo, si se comparan ambos esquemas (46% de ahorro). En 20 años, se obtiene un total de ahorro de 65.6%.

Valoración contingente de las distintas opciones de

aprovisionamiento de agua potable para viviendas

Análisis económico de uso de calentadores solares de agua

Ahorran 60% del combustible en el calentamiento de agua.

Ahorro significativo hasta el año 20, donde los ahorros acumulados pueden ser de hasta $60,000.00

El clima ha cambiado tanto, que no pueden

distinguirse las estaciones 71%

Ya no llueve tanto como antes 25%

Hay mayor cantidad de periodos cálidos en la ciudad 50%

Han tenido necesidad de comprar ventiladores o aire

acondicionado 18%

Percepción del clima en el municipio Viabilidad social

Y todos esos cambios son atribuidos

Al crecimiento de la población en la ciudad 54%

Al aumento de vehículos y calles pavimentadas 46%

Al cambio climático 57%

A la quema de combustibles fósiles 29%

Los encuestados estarían dispuestos a:

Tomar baños cortos (5min) 46% Lavado de automóvil con cubeta 21% Almacenar y utilizar el agua de lluvia para lavar el patio,

regar las plantas, etc. 50% Utilizar lámparas o focos ahorradores de energía 61% Utilizar la energía del sol para calentar el agua con que me

baño 11%

Captación de agua de lluvia 57%

Instalar un calentador solar para calentar el agua 75%

instalar lámparas ahorradoras de energía 39%

Cambiar el aire acondicionado por uno más

eficiente y que ahorre energía 11%

Si tuvieran las posibilidades realizarían:

Retos para la gobernanza

Escenarios de sistemas de captación de agua pluvial

Escenarios de sistemas de calentamiento solar de agua

Retos para la gobernanza

Los informantes clave:

1) Se deben aplicar incentivos, previo a la

obligatoriedad de la implementación de estas

tecnologías en las nuevas construcciones.

2) La actual regulación en materia de construcción,

sobre todo en materia de impacto ambiental, no te da

elementos para obligar a los constructores y hacer

exigible el uso de la tecnología

3) Actualmente no se regula el uso de este tipo de

tecnologías en los reglamentos de desarrollo urbano

ni en el de medio ambiente

4) Coordinación de los tres niveles de gobierno.

5) Estrategias de comunicación social innovadoras, que

permitan cambiar la percepción de que la energía solar

no permite generar calor suficiente para calentar el agua.

6) Apertura de mercados a empresas para promover y

colocar productos de tecnología en estos rubros.

7) Creación de capacidades en las autoridades municipales

en materia de aprovechamiento de los recursos y gestión

de financiamiento para implementar la tecnología.

8) Incluir en la normatividad vigente la obligatoriedad

sobre el uso de tecnología.

La regulación es uno de los retos en la gobernanza

ambiental que se presentan en las sociedades que

pretenden circular hacia las economías bajas en carbono

(Suzuki et al., 2007; Mironiuc, 2011). La mejor forma de reducir la brecha de energía entre

los pobres y ricos, es mediante la transferencia de

energía.

La transferencia de tecnología por sí sola es

insuficiente para promover enfoques sustentables, a

menos que haya un control local sobre su uso y

desarrollo.

Gobernanza local sea un componente necesario de

un enfoque sustentable.