MODELOS DE USO SUSTENTABLE DEL AGUA PARA NUEVOS

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

CAMPUS MONTERREY DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA

MODELOS DE USO SUSTENTABLE DEL AGUA PARA NUEVOS DESARROLLOS HABITACIONALES

TESIS

PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE:

MAESTRO EN CIENCIAS ESPECIALIDAD EN SISTEMAS AMBIENTALES

POR:

CARLOS ALBERTO CABALLERO GARCÍA

MONTERREY, N. L. DICIEMBRE DE 2009

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

CAMPUS MONTERREY

DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA

Los miembros del comité de tesis recomendamos que la presente tesis presentada por el

ING. CARLOS ALBERTO CABALLERO GARCÍA sea aceptada como requisito parcial

para obtener el grado académico de Maestro en Ciencias con especialidad en Sistemas

Ambientales.

Comité de tesis:

Dr. Enrique Cázares Rivera

Asesor

Dr. Miguel Ángel López Zavala

Sinodal

Dr. Carlos A. González Rodríguez

Sinodal

APROBADO

Dr. Alberto Mendoza Domínguez

Director del Programa de Maestría en Sistemas Ambientales

MONTERREY, N. L. DICIEMBRE DE 2009

AGRADECIMIENTO

Al Departamento de Becas CONACYT del ITESM por otorgarme el apoyo para cursar la

Maestría

Al Ing. Cutberto Calvillo por confiar en mí y hacer factible este paso

Al Dr. Enrique Cázares por su contribución a mi formación

Al Dr. Miguel Ángel López y al Dr. Carlos González por sus observaciones

A Arturo Reynoso, Lizeth Vergara, Dr. Hugo Matamoros, Dr. Román Miguel Moreno,

Antonio Azuela y al Ing. Urquiza (CEA Querétaro), por proporcionarme la información

necesaria para desarrollar mi tesis.

DEDICATORIA

A Dios y a la Virgen de Guadalupe, por Todo

A mi Nyree, de quien también es este logro

A mis padres Cuco y Lety, por haberme formado así

A mis padrinos y tíos Rubén y Charo, por marcarme positivamente

A mis compadritos Juancho y Lucy, y a los Compis: Ale, Maytor, MA, Fredy, Simón y

Alvarito, por haber hecho de esta etapa la más divertida y enriquecedora de mi vida

estudiantil.

v

RESUMEN

Se conceptualizaron tres modelos de uso sustentable del agua para nuevos desarrollos

habitacionales con base en la distribución de usos domiciliarios del agua, las características

de aguas pluviales y residuales municipales en México, y las estrategias de uso eficiente del

agua seguidas a nivel nacional e internacional. Una vez conceptualizados se evaluaron

dichos modelos considerando las condiciones de precipitación de seis estados del país, con

base en sus beneficios ambientales, a través del ahorro de agua, y su factibilidad económica

considerando períodos de retorno aceptables. Asimismo, se generaron herramientas gráficas

de selección de los modelos de uso sustentable propuestos con base en la tarifa de agua

potable, la altura-régimen de precipitación del lugar de interés, el tamaño del desarrollo

habitacional y el estrato socioeconómico para el que es proyectado, de tal manera que este

trabajo puede ser aplicable en cualquier estado de la República Mexicana.

vi

ÍNDICE

CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN.........................................................................................1

CAPÍTULO II. USOS DEL AGUA Y DISPONIBILIDAD-CARACTERIZACIÓN DE

AGUAS RESIDUALES Y PLUVIALES...............................................................................9

II.1. Distribución del uso del agua en casas habitación .....................................................9 II.2. Disponibilidad de aguas pluviales y residuales........................................................13 II.3. Caracterización de aguas pluviales y residuales .......................................................16

II.3.1 Caracterización de aguas pluviales .....................................................................16 II.3.2 Caracterización de aguas residuales....................................................................22

CAPÍTULO III. CONCEPTUALIZACIÓN DE LOS MODELOS PROPUESTOS ...........26

III.1. Modelos y estrategias seguidas a nivel mundial ......................................................26 III.2. Modelos y estrategias seguidas en México..............................................................30 III.3. Selección de estrategias y modelos propuestos .......................................................32

III.3.1 Modelo I, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial ...........................34 III.3.2 Modelo II, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas ..........................................................................................................................36 III.3.2 Modelo III, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial y de aguas residuales tratadas .........................................................................................................37

CAPÍTULO IV. EVALUACIÓN DE LOS MODELOS PROPUESTOS............................41

IV.1. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de agua pluvial (Modelo I) .........................................................................................................................41 IV.2. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas (Modelo II) .........................................................................................50 IV.3. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas y pluviales (Modelo III) .....................................................................56

CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................66

V.1. Conclusiones .............................................................................................................66 V.2. Recomendaciones .....................................................................................................72

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................73

ANEXOS ..............................................................................................................................78

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Contraste de disponibilidad natural media de agua en México..............................2 Figura 2. Disponibilidad natural media per cápita, 2003, en México....................................3 Figura 3. Disponibilidad natural media per cápita, 2025, en México....................................3 Figura 4. Reuso de agua en México por actividad.................................................................6 Figura 5. Sistemas de reuso cerrados (individuales)............................................................28 Figura 6. Sistemas de reuso cerrados (por bloques) ............................................................29 Figura 7. Sistemas de reuso abiertos....................................................................................29 Figura 8. Sistemas de reuso para incrementar flujo en corrientes. ......................................30 Figura 9. Sistema de reuso Fraccionamiento Las Pirámides, Querétaro, México, 2006. ....32 Figura 10. Modelo I: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial ...........................35 Figura 11. Modelo II: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales ......36 Figura 12. Modelo III: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial y de aguas residuales tratadas .................................................................................................................37 Figura 13. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato A ....................47 Figura 14. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato B ....................47 Figura 15. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato C ....................48 Figura 16. Gráfica de factibilidad económica del Modelo II...............................................56 Figura 17. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato A .................62 Figura 18. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato B..................62 Figura 19. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato C..................63

viii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Distribución de usos del agua en casa habitación en diferentes países. ..................9 Tabla 2. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico A. ........................................................................................10 Tabla 3. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico B. ........................................................................................11 Tabla 4. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico C. ........................................................................................12 Tabla 5. Áreas de oportunidad para aprovechamiento de aguas pluviales y residuales tratadas ..................................................................................................................................13 Tabla 6. Tamaños de techo por estrato ................................................................................14 Tabla 7. Coeficientes de escurrimiento por material ...........................................................14 Tabla 8. Disponibilidad de aguas pluviales .........................................................................15 Tabla 9. Disponibilidad de aguas residuales con dispositivos de ahorro.............................16 Tabla 10. Calidad del agua de lluvia, sistema 1, cisterna de plástico, (Querétaro, Qro.) ....18 Tabla 11. Calidad del agua de lluvia, sistema 2, cisterna de tabique-cemento, (Querétaro, Qro.). .....................................................................................................................................19 Tabla 12. Parámetros del agua pluvial que exceden la NOM-127-SSA-1994, (Querétaro, Qro.) ......................................................................................................................................20 Tabla 13. Parámetros comparativos entre Australia, Querétaro y México, D.F..................22 Tabla 14. Descarga másica anual de contaminantes por habitante, para diferentes países. 22 Tabla 15. Características de las aguas residuales domésticas en México............................23 Tabla 16. Contaminación relativa en aguas grises y negras (Estocolmo, Suecia). ..............25 Tabla 17. Carga promedio de contaminantes en aguas grises y negras (Estados Unidos 1968-1975)............................................................................................................................25 Tabla 18. Costos de dispositivos de ahorro por estrato socioeconómico ............................42 Tabla 19. Costos del aprovechamiento pluvial para todos los estratos socioeconómicos ...43 Tabla 20. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial.......................................................................................................45 Tabla 21. Análisis comparativo del aprovechamiento pluvial centralizado y descentralizado..............................................................................................................................................49 Tabla 22. Costos del aprovechamiento de aguas residuales tratadas...................................52 Tabla 23. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas......................................................................54 Tabla 24. Porcentaje de inversión proporcional del usuario con base en aguas tratadas aprovechadas.........................................................................................................................58 Tabla 25. Costos del aprovechamiento de aguas residuales proporcional al volumen utilizado en el desarrollo habitacional ..................................................................................59 Tabla 26. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas y pluviales ...................................................60 Tabla 27. Esquemas de participación del Organismo Operador para la factibilidad de los Modelos Propuestos en el caso del Estrato Socioeconómico C............................................64

I. Introducción

1

CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN

l agua es uno de los recursos más preciados de nuestro planeta. Lo es de tal forma,

que el hombre puede subsistir sin alimentos pero no lo logra sin el agua, y no solo

eso, gran parte de nuestras actividades, desde las más sencillas realizadas en nuestro hogar,

hasta los complejos procesos de manufactura de productos comerciales, requieren de ella.

Equivocadamente, se tiene la impresión de suficiencia de este recurso para la cobertura de

los diferentes usos donde es aprovechado, pero comenzando por revisar sus condiciones

naturales, podemos darnos cuenta de que la realidad es otra.

La cantidad de agua que hay en la Tierra alcanza los 1500 millones de km3 de los cuales

1455 millones están en mares y océanos, 30 millones de km3 en glaciares y zonas polares,

0.9 millones en ríos y lagos, 8.1 millones en aguas subterráneas, para un total de agua dulce

de 39 millones de km3, lo que muestra que la disponibilidad real del líquido vital presenta

evidentes características de escasez natural, acentuada por una desigual distribución

regional [CEPIS, 2004].

Aunada a las condiciones naturales del recurso, la acción del ser humano ha contribuido en

la agudización de los problemas asociados al vital líquido. Los procesos de contaminación

y explotación en conjunto con el desmedido crecimiento de la población, nos conducen a

un panorama nada alentador en lo que respecta a la situación del recurso en el futuro

próximo. Aun cuando la problemática del agua tiene a estos factores como común

denominador a nivel mundial, las características particulares de cada país y región implican

un impacto adicional en las condiciones del recurso.

En lo que respecta a México, la situación del agua es, desde sus mismas condiciones

naturales, nada favorable. En el país destacan dos grandes zonas de disponibilidad: la

conformada por el sureste, y la que comprenden el centro y norte del país. La

disponibilidad natural en la zona sureste es 7 veces mayor que en el resto del país. A pesar

de que en la zona norte solo se tiene el 31% de la disponibilidad natural media en ésta se

E

I. Introducción

2

asienta el 77% de la población y se genera el 85% del PIB, indicador de la actividad

económica, lo cual se ilustra en la Figura 1 presentada a continuación:

Figura 1. Contraste de disponibilidad natural media de agua en México. Fuente: CONAGUA, 2008.

En el país se utiliza en promedio el 15% del volumen de disponibilidad natural media de

agua; sin embargo en el norte del país se utiliza más del 40% de la disponibilidad natural

media del agua, lo que es considerado por la Organización de las Naciones Unidas como

fuerte presión sobre el recurso hídrico. Esto implica un alto grado de explotación del agua

con respecto al volumen disponible concesionado. Estas condiciones pueden ser aun más

críticas si se considera el crecimiento poblacional previsto para las zonas urbanas del país.

De acuerdo a estimaciones realizadas [CONAGUA, 2008], entre el 2003 y el 2025, la

población de nuestro país tendrá un incremento de 19.9 millones de personas, el 95% de las

cuales se asentará en localidades urbanas y prácticamente el 80% se asentará en la zona

centro y norte. El incremento en la población hará que la disponibilidad natural media de

agua por habitante a nivel nacional disminuya de 4547 m3/hab/año en el 2003, a 3822

m3/hab/año en el 2025. Las Figuras 2 y 3 ilustran respectivamente la situación actual y

futura, respectivamente, de la disponibilidad media per cápita en el país.

I. Introducción

3

Figura 2. Disponibilidad natural media per cápita, 2003, en México. Fuente: CONAGUA, 2004.

Figura 3. Disponibilidad natural media per cápita, 2025, en México. Fuente: CONAGUA, 2004.

I. Introducción

4

Las gráficas anteriores indican que de continuar los mismos patrones de consumo y manejo

del recurso, aunados al crecimiento poblacional previsto en las diferentes zonas de nuestro

país, la disponibilidad de agua por persona sería aun más crítica, lo que es más evidente en

las zonas norte y centro, como lo muestra el escenario previsto para el año 2025,

[CONAGUA, 2004].

Este panorama nada alentador en México, ha obligado a pensar en la implementación de

nuevas estrategias, para responder, en forma sustentable, tanto a las demandas actuales

como a las futuras. Mientras en este país el Gobierno apenas ha empezado a tener en cuenta

esta problemática durante los últimos años, en los países desarrollados, ya desde la década

de los setentas se había mostrado una real preocupación por el agotamiento y continua

degradación de los recursos hídricos, recomendando entre otros aspectos, adoptar enfoques

integrales para su administración y manejo, así como la aplicación de mecanismos

económicos para incidir en su aprovechamiento racional.

Algunas piezas fundamentales del manejo integral de los recursos hídricos en zonas

urbanas son el agua pluvial y el reuso de las aguas residuales, siendo la primera una

alternativa que en México ha visto limitado su aprovechamiento a zonas rurales y la

segunda una alternativa que ha demostrado en varias experiencias su viabilidad como parte

de una estrategia sustentable. Han sido tales los logros conseguidos en el campo del reuso

de agua, que actualmente es posible producir agua recuperada de cualquier calidad

requerida.

Existen evidencias que se remontan a 5000 años, en la experiencia del reuso de las aguas

residuales, particularmente en el riego agrícola [Angelakis y Spyridakis, 1996]. A mediados

del siglo 19, se dió la implementación de grandes sistemas para la conducción de las aguas

residuales y su descarga a los cuerpos de agua, los que a su vez eran fuente de suministro

de comunidades aledañas, ocasionando el consumo indirecto de los efluentes no tratados,

con fatales consecuencias, tales como las catastróficas epidemias de cólera asiático y

tifoidea, en la mitad del siglo 19. Por lo anterior, se implementaron soluciones técnicas

I. Introducción

5

como reubicar las tomas de los cuerpos de agua aguas arriba, y las descargas de aguas

residuales aguas abajo de las poblaciones servidas.

Por su parte, los avances en microbiología, alcanzados a finales del siglo 19, precipitaron

el llamado “Gran Despertar Sanitario”, junto con la llegada de los procesos de desinfección.

A su vez el desarrollo del proceso de lodos activados en 1904 consituyó un paso de vital

importancia para el mejoramiento del tratamiento de las aguas residuales y el control de la

contaminación, así como para el desarrollo de los sistemas de tratamiento biológico.

En el mismo sentido, los avances tecnológicos en los procesos físicos, químicos y

biológicos, a principios del siglo 20, sirvieron de base para que en la década de los setenta

se diera la llamada “Era del tratamiento y reuso de las aguas residuales”. En 1968, se

iniciaron intensas investigaciones sobre el reuso potable directo en Namibia. Durante los

setentas y en los ochentas, los riesgos a la salud y los requerimientos tecnológicos que

implican el reuso potable y no potable fueron estudiados intensivamente, lo que ha

permitido el progreso en la implementación de proyectos de este tipo [Angelakis y

Spyridakis, 1996].

Actualmente, tanto los tratamientos de las aguas residuales como los procesos de

purificación del agua han evolucionado a tal grado que han permitido librar diversas

barreras técnicas en los proyectos de reuso de agua. Las mejoras en la confiabilidad de los

procesos de tratamiento, la evaluación de riesgos y la confianza de la población en los

sistemas de reuso, han permitido la integración de esta alternativa dentro de las estrategias

de administración de los recursos hídricos en todo el mundo.

[Jiménez y Asano, 2004].

El reuso tiene como fundamento la imitación del ciclo natural del agua, a través de la

integración de procesos tecnológicos. El reuso de agua puede consistir en un sistema

totalmente automatizado, de los llamados “tubo a tubo”, donde se mezcla directamente el

agua potable con el agua residual tratada del sistema, o en reuso indirecto a través de la

mezcla del agua recuperada con las fuentes de abastecimiento de agua potable. El grado de

influencia de los sistemas de reuso en el ciclo hidrológico, depende primordialmente del

I. Introducción

6

grado de reuso directo o indirecto y el grado de utilización de esta fuente de abastecimiento

en los diferentes campos de aplicación, de los cuales destacan los siguientes: [Metcalf &

Eddy, 2003]: riego agrícola, riego de áreas verdes, reciclaje en la industria, recarga de

aguas subterráneas, usos recreativos y ambientales, usos urbanos no potables, y reuso

potable.

En nuestro país, de los 432 m3/s de agua residual generada, 207 m3/s son colectados, y son

reusados 150 m3/s, de estos solo 109 m3/s reciben tratamiento [CONAGUA, 2008] . El

volumen de agua de reuso es aplicado en 3 sectores: agrícola, público-urbano e industrial.

Figura 4. Reuso de agua en México por actividad. Fuente: CONAGUA, 2008. Es el primero, el agrícola, el sector donde el reuso ha ganado más terreno, como se puede

observar en la Figura 4. Por su parte, el uso público-urbano, con un volumen de 10 m3/s, y

el industrial con 8 m3/s, son los sectores con menor aprovechamiento proporcional del agua

de reuso, a pesar de ser estos usos donde mayor es el costo del suministro y disposición del

agua, además de ser los que más afectan a la mayoría de la población.

I. Introducción

7

En lo que respecta a los esfuerzos gubernamentales para impulsar esta estrategia de manejo

del recurso hídrico, en México se tiene el Programa Nacional de Regulación del Reuso del

Agua [CONAGUA, 2002], el cual parte de reconocer el potencial de los beneficios de esta

alternativa y la incipiente regulación en la materia que evita que estos sean alcanzados. De

dicho programa se desprende la jerarquización para el reuso de agua a nivel nacional,

donde la Región VIII Lerma-Santiago-Pacífico, la VI Río Bravo y la XIII Valle de México

ocupan los tres primeros lugares de prioridad para la implementación de proyectos de reuso

dada la demanda y disponibilidad que prevalecen en las mismas.

Aun cuando se tienen identificados tanto los problemas de distribución natural de la

precipitación, el desordenado crecimiento urbano el consecuente agotamiento de las fuentes

de abastecimiento de agua, son pocos los esfuerzos reales para subsanar el problema. Las

acciones gubernamentales a la fecha siguen centrándose en ampliar la cobertura e

incrementar la oferta de agua en el país pero no han girado los reflectores a la reducción y

optimización de la demanda, el cobro de tarifas reales y al aprovechamiento de aguas

residuales y pluviales como parte de la solución.

Ese indispensable nuevo enfoque sin duda ha sido frenado por intereses económico-

políticos enfocados a obras con mayores dividendos, las que explotan el agua a niveles cada

vez más profundos, las que la almacenan en grandes presas, las que conducen el agua desde

sitios cada vez más alejados, pero que rápidamente se ven rebasadas por la creciente

demanda, en un lamentable círculo vicioso. Particularmente en el tema de aprovechamiento

de aguas pluviales y residuales a nivel urbano donde se debe reconocer que a la fecha no se

han puesto sobre la mesa de los tomadores de decisiones, herramientas claras que

comprueben que esas estrategias con importantes beneficios ambientales son perfectamente

viables económicamente.

Por lo anterior es que en este trabajo se plantean los siguientes objetivos:

I. Introducción

8

Objetivos:

o Conceptualizar modelos descentralizados para nuevos desarrollos habitacionales que

permitan un uso eficiente del agua mediante el aprovechamiento pluvial y el reuso de

las aguas residuales, en un marco de factibilidad económica y buscando una buena

aceptación social en México

o Proporcionar una herramienta práctica para la selección de modelos sustentables en

México, acorde a la tarifa de agua potable, a las características socioeconómicas y

tamaño de los desarrollos habitacionales, y a las condiciones climatológicas del sitio de

interés

Es claro que propuestas como ésta, por sí solas, no resolverán la crisis del agua que enfrenta

el sector urbano, sino que será la adecuada integración de las voluntades de las entidades

gubernamentales por incentivar las estrategias, los sectores productivos de apostar por ellas

y del usuario doméstico por comprometerse con el uso eficiente del recurso, lo que

finalmente permitirá tener un escenario sustentable donde los beneficiados seremos todos.

II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales

9

CAPÍTULO II. USOS DEL AGUA Y DISPONIBILIDAD-

CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Y PLUVIALES

En este capítulo se revisa la distribución de usos del agua en casas habitación con la

finalidad de identificar áreas de oportunidad para el aprovechamiento de fuentes alternas

como el agua de lluvia y las aguas residuales tratadas. De estas fuentes se analiza tanto su

disponibilidad como su calidad, sirviendo de referencia para la selección en el siguiente

apartado de estrategias de uso sustentable del agua y para la estimación de volúmenes

captados y generados a utilizar en la evaluación de los modelos propuestos.

II.1. Distribución del uso del agua en casas habitación

Aunque son diversos los usos que se le da al agua a nivel domiciliario, por simplicidad se

han agrupado comúnmente en cinco grupos importantes: el uso del agua en las descargas

del sanitario, el uso en la cocina tanto para preparación de alimentos como para consumo

humano y limpieza de utensilios, el lavado de ropa, la higiene personal considerada en

regaderas y lavabos, y los usos varios generalmente asociados a usos exteriores como el

riego de jardines y algunas limpiezas. En la Tabla 1 puede observarse la distribución de

usos en Australia, Estados Unidos y México.

Tabla 1. Distribución de usos del agua en casa habitación en diferentes países.

Sanitario 25 28 40Cocina 15 3 11Lavandería 20 14 15Regaderas y lavabos 40 23 30Varios (Uso exterior) 0 32 4

Área de uso INEGI, 1999 (México)

% del Uso TotalMcFarlane, 1994

(Australia)EPA, 2008

(Estados Unidos)

Fuente: Adaptado de McFarlane, 1994, EPA, 2008, INEGI, 1999

En la Tabla 1 se puede observar que la distribución de usos depende estrechamente del

nivel y estilo de vida así como de las condiciones climáticas y de disponibilidad de agua del

sitio en cuestión. Así podemos ver , debido a su disponibilidad, un uso eficiente del agua en


10

lugares como Australia, dónde el agua es aprovechada en usos prioritarios como la higiene

y optimizada en el resto, o el caso de los Estados Unidos donde el estilo de vida y

condiciones climatológicas demandan un elevado porcentaje de agua para usos externos

como el riego de áreas verdes y el lavado de automóviles, mientras que en México,

producto de su nivel de vida aun se conservan sanitarios de alta demanda de agua (mayores

a 6 litros), y se tiene un relativo bajo consumo de agua para usos externos. En las Tabla 2, 3

y 4 presentadas a continuación, se muestra un panorama más preciso de las áreas de

oportunidad de optimización del agua, mediante el desglose detallado y su clasificación de

acuerdo a la calidad requerida, en usos potables y no potables.

Tabla 2. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico A.

HIGIENE 40.09 16.65 23.44Baño diario 33.95 40 13.58 20.37Lavado de manos 3.29 50 1.64 1.64Lavado de dientes 1.42 50 0.71 0.71Lavado de cara 1.42 50 0.71 0.71

CONSUMO COCINA 7.78 2.30 5.48Cocinar 1.75 0 0.00 1.75Bebida 1.42 0 0.00 1.42Lavado de cocina 4.60 50 2.30 2.30

LIMPIEZAS INTERIORES 7.67 0.00 7.67Pisos 4.16 0 0.00 4.16Baño 2.19 0 0.00 2.19Ventanas 0.66 0 0.00 0.66Muebles 0.66 0 0.00 0.66

LAVANDERÍA 6.57 0.00 6.57Lavado de ropa 6.57 0 0.00 6.57

SUBTOTAL USOS POTABLES 62.10 18.95 43.1561.87%

WC 28.26 40 11.30 16.96Sanitario 28.26 40 11.30 16.96

LIMP.EXT./RIEGO/VARIOS EXT. 9.64 0.00 9.64Carro 1.10 0 0.00 1.10Plantas 1.10 0 0.00 1.10Aire acondicionado 5.26 0 0.00 5.26Jardín 2.19 0 0.00 2.19

SUBTOTAL USOS NO POTABLES 37.90 11.30 26.5938.13%

100.00 30.25 69.75

Dotación y Consumo ConvencionalSocioeconómico A

320 l/hab/d 39.36 m3/casa/mes

Dotación y Consumo con DispositivosSocioeconómico A


TOTAL (%)

USOS N

O POTABLES

USOS POTABLES

SUBTOTAL NO POTABLE

% Red.Dispositivos

% ConsumoFinal

% Ahorro% ConsumoConceptoUso

SUBTOTAL POTABLE

Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003.


11

Tabla 3. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico B.






WC 29.83 40 11.93 17.90Sanitario 29.83 40 11.93 17.90

LIMP.EXT./RIEGO/VARIOS EXT. 4.62 0.00 4.62Carro 1.16 0 0.00 1.16Plantas 1.16 0 0.00 1.16Jardín 2.31 0 0.00 2.31


100.00 31.93 68.07

SUBTOTAL NO POTABLE

SUBTOTAL POTABLE

% Ahorro% Consumo

FinalUso Concepto % Consumo

% Red. Dispositivos

Dotación y Consumo Convencional SocioeconómicoB


Dotación y Consumo con DispositivosSocioeconómico B


TOTAL (%)

USOS N

O POTABLES

USOS POTABLES



12

Tabla 4. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico C.






WC 30.18 40 12.07 18.11Sanitario 30.18 40 12.07 18.11

LIMP.EXT./RIEGO/VARIOS EXT. 3.51 0.00 3.51Plantas 1.17 0 0.00 1.17Jardín 2.34 0 0.00 2.34


100.00 32.30 67.70

Dotación y Consumo Convencional SocioeconómicoC


Dotación y Consumo con DispositivosSocioeconómico C


SUMA

USOS N

O POTABLES

USO

S POTABLES

% Ahorro % Consumo Final

Uso Concepto % Consumo% Red.

Dispositivos

SUBTOTAL NO POTABLE

SUBTOTAL POTABLE


A manera de resumen, de la distribución de uso del agua para los diferentes estratos

mostrada en las tablas anteriores, a continuación, en la Tabla 5 se presenta la demanda


13

restante para uso potable y no potable, que puede ser cubierta con agua potable, y/o el

aprovechamiento de aguas pluviales y residuales.

Tabla 5. Áreas de oportunidad para aprovechamiento de aguas pluviales y residuales tratadas

Estrato A Estrato B Estrato CUsos potables por cubrir 16.98 ; (43.2%) 11.77 ; (45.6%) 7.93 ; (46.1%)

10.47 ; (26.6%) 5.82 ; (22.5%) 3.72 ; (21.6%)

27.45 ; (69.8%) 17.59 ; (68.1%) 11.65 ; (67.7%)

Usos no potables por cubrir

Demanda por cubrir m3/casa/mes ; % respecto a la demanda convencional

Total por cubrir

Concepto


Podemos observar que a pesar de que la magnitud el volumen por cubrir de cada estrato es

significativamente diferente (el mayor para el estrato A y el menor para el estrato C), el

porcentaje que representan los mismos, respecto a la demanda convencional del estrato en

cuestión, es muy similar. Esta magnitud de las demandas por cubrir, en conjunto con la

disponibilidad y caracterización de cada una de las posibles fuentes serán las herramientas

básicas para la definición de modelos sustentables del siguiente apartado.

II.2. Disponibilidad de aguas pluviales y residuales

La disponibilidad de aguas pluviales en un desarrollo habitacional dependerá del área de

captación y de las condiciones climatológicas del sitio. Las características del área de

captación con mayor influencia son el tamaño y tipo de material, donde la primera va a

determinar la capacidad de captación, mientras que el material determinará que porcentaje

del agua captada será factible de canalizar al aprovechamiento. Para los casos dónde las

áreas de captación son los techos de las casas, a continuación en las Tablas 6 y 7, se

presentan los tamaños de techo típicos por estrato socioeconómico [SEDUE, 1995] y los

coeficientes o porcentajes de aprovechamiento del agua captada de acuerdo al material

[DTU, 2005, CONAGUA, 2003]:


14

Tabla 6. Tamaños de techo por estrato

Tamaños de techo

Estrato A

Estrato B

Estrato C

140 m2

112 m2

63 m2

Fuente: SEDUE, 1995

Tabla 7. Coeficientes de escurrimiento por material

Acero Galvanizado >0.9Azulejo Esmaltado 0.6-0.9Tejas de Asbesto 0.8-0.9Concreto impermebilizado 0.8Orgánico (paja, etc) 0.2

Material techo Coeficiente de escurrimiento

Fuente: DTU, 2005, CONAGUA, 2003

Por otro lado, las condiciones climatológicas de interés son la altura y régimen de

precipitación, siendo la altura una medida de la magnitud del volumen precipitado y el

régimen un indicador de la distribución de dicho volumen en el año. En el Anexo 2, se

presentan las alturas y regímenes de precipitación medios, (período 1940-2005), de las 32

entidades de la República Mexicana, información básica para las estimaciones de

aprovechamiento pluvial realizadas en este trabajo.

El volumen de precipitación captado estará dado por la siguiente ecuación: Vc = P x A x Ce Donde: Vc= Volumen captado (litros/mes) P= Altura de Precipitación (mm/mes = litros/m2/mes), de Anexo 2 A= Área de captación (m2), de Tabla 6 Ce= Coeficiente de escurrimiento (adimensional), de Tabla 7


15

En la Tabla 8 presentada a continuación se muestra un estimado global de la disponibilidad

de agua pluvial por casa habitación de acuerdo a estrato y altura-régimen de precipitación,

con valores mínimos, máximos y medios calculados a partir de la información del Anexo 2.

En esta estimación se consideró un coeficiente de escurrimiento de 0.80, valor conservador

recomendado por CONAGUA, 2003.

Tabla 8. Disponibilidad de aguas pluviales

MIN MAX MEDIA MIN MAX MEDIA A 4 (0.45) 292 (32.70) 96.5 (10.81) 27 (3.02) 383 (42.90) 132 (14.78)B 4 (0.36) 292 (26.16) 96.5 (8.65) 27 (2.42) 383 (34.32) 132 (11.83)C 4 (0.20) 292 (14.72) 96.5 (4.86) 27 (1.36) 383 (19.30) 132 (6.65)

MIN MAX MEDIA MIN MAX MEDIA A 2 (0.22) 222 (24.86) 63.6 (7.12) 15 (1.68) 157 (17.58) 60.2 (6.74)B 2 (0.18) 222 (19.89) 63.6 (5.70) 15 (1.34) 157 (14.06) 60.2 (5.39)C 2 (0.10) 222 (11.19) 63.6 (3.21) 15 (0.76) 157 (7.91) 60.2 (3.03)

MIN MAX MEDIA MIN MAX MEDIA A 1 (0.11) 118 (13.22) 31 (3.47) 8 (0.90) 56 (6.27) 26.5 (2.97)B 1 (0.10) 118 (10.57) 31 (2.78) 8 (0.72) 56 (5.02) 26.5 (2.37)C 1 (0.10) 118 (11.19) 31 (3.21) 8 (0.40) 56 (2.82) 26.5 (1.34)

EstratoPrecipitación Baja (< 550 mm/año)

Concentrada mm (m3/casa/mes) Repartida mm (m3/casa/mes)

EstratoPrecipitación Media (550-950 mm/año)



Precipitación Alta (>950 mm/año)

Estrato

Fuente: Elaborado por el autor con base en información de CONAGUA, 2005

Aunque no es recomendable tomar valores generales como los presentados en esta tabla,

sino estimar los valores medios por mes para el sitio bajo análisis [TWDB, 2005], la

información presentada nos da un panorama de la relación entre el volumen de las áreas de

oportunidad para agua pluvial y el que finalmente puede ser captado, donde puede

observarse a priori que en general el volumen factible de captar (con base en precipitación

media) es semejante al volumen de usos no potables por cubrir.

Por su parte, para el caso de las aguas residuales, en la Tabla 9 se muestran los volumen de

descargas promedio generado por casa habitación al mes, para cada uno de los estratos


16

socioeconómicos. Dicha descarga corresponde a un 75%, [CONAGUA, 2004], de la

dotación, con dispositivos de ahorro, de las Tablas II.2, II.3 y II.4.

Tabla 9. Disponibilidad de aguas residuales con dispositivos de ahorro Agua Residual Generada

m3/casa/mes

A 20.59B 14.02C 9.23

Estrato


En este caso, el volumen disponible es mayor a la demanda señalada en la Tabla 5, para

usos potables y no potables, pudiendo cubrir completamente alguna de esas demandas o

bien aproximadamente el 75% de la demanda total. En los siguientes apartados se definirá

propiamente el destino(s), del agua pluvial y residual y con ello los volúmenes finalmente

aprovechados.

II.3. Caracterización de aguas pluviales y residuales

II.3.1 Caracterización de aguas pluviales

Estudios sobre calidad del agua pluvial captada en la superficie de techumbres, [Krishna,

2003], demuestran con certeza que el agua recolectada es relativamente limpia. La

percepción de que el agua captada en techos es una fuente de calidad aceptable, puede no

siempre ser verdadera cuando se consideran superficies de áreas industriales, sitios de

captación cercanos a fuentes de contaminantes, o bien cuando se utilizan materiales no

aptos para su captación.

La calidad del agua de lluvia puede ser influenciada por factores atmosféricos del lugar

donde cae, así como por emisiones industriales localizadas, bancos de grava, polvo de

cosechas y grandes concentraciones de emisiones vehiculares, entre otros factores locales

que afectan su pureza.


17

La contaminación del agua de lluvia también ocurre después de hacer contacto con la

superficie de captación, durante su conducción y almacenamiento. Una vez que la lluvia

hace contacto con la superficie del techo de captación, lava muchos tipos de bacterias,

moho, algas y otros contaminantes como polvo, ramas de árboles y excremento de pájaros,

así como también residuos, que son producto del material con el que está construido el

techo y el canal de conducción. Otro factor importante en la contaminación del agua de

lluvia colectada, es el almacenamiento de la misma ya que es allí donde existe el mayor

potencial de contaminación microbiológica. Algunos estudios revelan que la calidad del

agua de lluvia, comparada con los límites permisibles de E. coli y otros organismos

patógenos, se incrementan cuando es almacenada. Esto es debido a que el agua almacenada

en condiciones anaerobias, favorece la proliferación de bacterias.

En México fue llevado por la Autónoma de Querétaro [Uriarte, 2002], un estudio

exhaustivo de caracterización del agua de lluvia denominado “Contribución al estudio de

calidad del agua de lluvia”. Con base en dicho estudio, a continuación se muestran en las

Tablas 10 y 11 los resultados del análisis físico-químico del agua de lluvia de la ciudad de

Querétaro, donde se empleó, para el almacenamiento de la misma, una cisterna de plástico,

como sistema 1 y una cisterna de tabique-cemento como sistema 2. Primeramente, se

observan los resultados observados en el sistema 1:


18

Tabla 10. Calidad del agua de lluvia, sistema 1, cisterna de plástico, (Querétaro, Qro.)

Determinación Resultado Límites máximos permisibles Dentro de NormaArsénico <0.002 mg/L 0.05 mg/L SIAluminio 0.05 mg/L 0.2 mg/L SICadmio <0.00014 mg/L <0.005 mg/L SI

Mercurio 0.00028 mg/L 0.001 mg/L SIPlomo <0.025 mg/L 0.025 mg/L SIFierro 0.59 mg/L 0.3 mg/L NO

Manganeso <0.048 mg/L 0.15 mg/L SISodio 0.88 mg/L 200 mg/L SIZinc <0.033 mg/L 5.0 mg/L SI

Cobre <0.024 mg/L 2.0 mg/L SIBario <0.036 mg/L 0.70 mg/L SI

Cromo <0.024 mg/L 0.05 mg/L SICianuro 0.001 mg/L 0.07 mg/L SI

Nitrógeno amoniacal 0.65 mg/L 0.5 mg/L NOTurbiedad 8 FTU 5 FTU NO

Sabor Agradable Agradable SIOlor Agradable Agradable SIColor 28 UPtCo 20 UPtCo NO

Sólidos disueltos 44.75 mg/L 1000 mg/L SISulfatos 6 mg/L 400 mg/L SI

Fluoruros 0.12 mg/L 1.50 mg/L SIN-nitratos <0.066 mg/L 10 mg/L SIN-nitritos <0.0034 mg/L 0.05 mg/L SI

Saam 0.48 mg/L 0.5 mg/L SICloruros <0.16 mg/L 250 mg/L SI

pH 6.6 6.5-8.5 SIDureza total (como CaCO3) 14.75 mg/L 500 mg/L SI

Cloro libre residual 0.04 mg/L 0.2-1.5 mg/L SIFenoles 0.187 mg/L 0.001 mg/L NO

Aldrin/dieldrin <0.018 mg/L 0.03 mg/L SIClordano <0.0014 mg/L 0.3 mg/L SI

DDT <0.105 mg/L 1 mg/L SIHeptacloro y su epóxido <0.0012 mg/L 0.03 mg/L SI

Metoxicloro <0.0006 mg/L 20 mg/L SIHexaclorobenceno <0.001 mg/L 0.01 mg/L SI

Trihalometanos totales <0.0099 mg/L 0.2 mg/L SILindano <0.0011 mg/L 2 mg/L SI

24-d <0.0012 mg/L 50 mg/L SIColiformes totales 210 NMP/100 mL 2 NMP/100 mL NOColiformes fecales 23 NMP/100 mL No Detectable NO

Fuente: Uriarte, 2002.


19

Tabla 11. Calidad del agua de lluvia, sistema 2, cisterna de tabique-cemento, (Querétaro, Qro.). Determinación Resultado Límites máximos permisibles Dentro de Norma

Arsénico 0.00512 mg/L 0.05 mg/L SIAluminio 0.27 mg/L 0.2 mg/L NOCadmio <0.00014 mg/L <0.005 mg/L SI

Mercurio 0.00033 mg/L 0.001 mg/L SIPlomo <0.025 mg/L 0.025 mg/L SIFierro 0.11 mg/L 0.3 mg/L SI

Manganeso <0.048 mg/L 0.15 mg/L SISodio 1.38 mg/L 200 mg/L SIZinc <0.033 mg/L 5.0 mg/L SI

Cobre <0.024 mg/L 2.0 mg/L SIBario <0.036 mg/L 0.70 mg/L SI

Cromo <0.024 mg/L 0.05 mg/L SICianuro 0.007 mg/L 0.07 mg/L SI

Nitrógeno amoniacal <0.5 mg/L 0.5 mg/L SITurbiedad 1 FTU 5 FTU SI

Sabor Agradable Agradable SIOlor Agradable Agradable SIColor 25 UPtCo 20 UPtCo NO

Sólidos disueltos 135.91 mg/L 1000 mg/L SISulfatos 5.14 mg/L 400 mg/L SI

Fluoruros 0.08 mg/L 1.50 mg/L SIN-nitratos 0.37 mg/L 10 mg/L SIN-nitritos 0.052 mg/L 0.05 mg/L NO

Saam 0.42 mg/L 0.5 mg/L SICloruros <0.16 mg/L 250 mg/L SI

pH 8.2 6.5-8.5 SIDureza total (como CaCO3) 73 mg/L 500 mg/L SI

Cloro libre residual 0.07 mg/L 0.2-1.5 mg/L SIFenoles 0.48 mg/L 0.001 mg/L NO

Aldrin/dieldrin <0.018 mg/L 0.03 mg/L SIClordano <0.0014 mg/L 0.3 mg/L SI

DDT <0.105 mg/L 1 mg/L SIHeptacloro y su epoxido <0.0012 mg/L 0.03 mg/L SI

Metoxicloro <0.0006 mg/L 20 mg/L SIHexaclorobenceno <0.001 mg/L 0.01 mg/L SI

Trihalometanos totales <0.0099 mg/L 0.2 mg/L SILindano <0.0011 mg/L 2 mg/L SI

24-d <0.0012 mg/L 50 mg/L SIColiformes totales 430 NMP/100 mL 2 NMP/100 mL NOColiformes fecales 230 NMP/100 mL No Detectable NO


En este último caso, son seis los parámetros que rebasan los límites máximos establecidos

por la NOM-127-SSA-1994, y estos son; aluminio, color, fenoles y los coliformes fecales,

coliformes totales y nitritos. A continuación, en la Tabla 12, se presentan los parámetros

excedidos por los sistemas, así como su correspondiente límite máximo permisible,

sirviendo de base para que en el siguiente apartado se determine la forma en que será

aprovechada.


20

Tabla 12. Parámetros del agua pluvial que exceden la NOM-127-SSA-1994, (Querétaro, Qro.)

Plástico Tabique-cementoFierro 0.59 mg/L (0.11 mg/L) 0.3 mg/LAluminio (0.05 mg/L) 0.27 mg/L 0.2 mg/LNitrógeno amoniacal 0.65 mg/L (<0.5 mg/L) 0.5 mg/LColor 28 UPtCo 25 UPtCo 20 UPtCoFenoles 0.187 mg/L 0.48 mg/L 0.001 mg/LColiformes totales 210 NMP/100mL 430 NMP/100mL 2 NMP/100mLColiformes fecales 23 NMP/100 mL 230 NMP/100mL No DetectableTurbidez 8 FTU (1 FTU) 5FTUNitritos (0.0034 mg/l) 0.052 mg/l 0.05 mg/l

Tipo de CisternaParámetros Límites máximos permisibles


Si bien el parámetro de fluoruros no rebasa el límite máximo permisible, los valores

reportados se encuentran fuera de los rangos aconsejables para evitar caries en la población

infantil de 0.7 a 1.2 mg/L, [Jiménez B., 2001]. Este es un resultado previsible toda vez que,

por su naturaleza, el agua pluvial es desmineralizada, ya que el agua toma los minerales

hasta que entra en contacto con el suelo y las rocas que los contienen. En ambos casos, el

nivel de fluoruros está por debajo del rango inferior: 0.12 mg/L para el caso del sistema 1

(cisterna de plástico) y 0.08 mg/L para el caso del sistema 2 (cisterna de tabique-cemento).

En el caso del aluminio, podemos apreciar que el agua del sistema 2 rebasa el límite

máximo permisible de la norma. Esto se atribuye al recubrimiento de cemento en la

construcción de la cisterna, el cual presenta un alto contenido de alúmina. Por su parte, el

nivel de fierro por encima de la norma que presenta el agua del sistema 1, puede ser debido

a que la canaleta de conducción hacia la cisterna de plástico es de fierro, el cual es disuelto

por el nivel de acidez del agua captada. En el caso del nitrógeno amoniacal, el parámetro

sólo rebasó el límite, en el agua almacenada en la cisterna de tabique-cemento.

En lo referente al color, el agua de lluvia presenta generalmente un color con tendencia al

amarillo, lo que es un problema común y una de las razones por la cual este recurso no

resulta tan agradable para su consumo; sin embargo, los valores que se reportan están

apenas por encima de la norma.


21

En el caso de los fenoles, los valores rebasan significativamente los límites máximos

permisibles. Una primera hipótesis para dicho registro es que el nivel de fenoles proviene

del material impermeabilizante con el cual han sido recubiertas ambas superficies de

captación. La segunda hipótesis se refiere a la influencia que, por la ubicación del estudio,

cercano a una avenida muy transitada, tiene la contaminación provocada por las emisiones

a la atmósfera generadas por los vehículos.

Por otro lado, la presencia de coliformes totales y fecales, en el agua de lluvia fue atribuida

al polvo y a las defecaciones de pájaros, mismos que se acumulan con el paso del tiempo

sobre las superficies de captación. Ésta es muy probablemente la principal desventaja del

uso de estos sistemas de captación de agua para consumo humano. Para reducir la presencia

de dichos contaminantes en forma importante, es necesario emplear dispositivos de “primer

flujo”, los cuales tienen la función de desviar el agua captada al inicio de una precipitación,

por ser este primer volumen el que arrastra los contaminantes, (entre ellos los coliformes),

acumulados en los techos durante los períodos secos.

Cabe señalar que los valores reportados para este último parámetro, pudieron ser

ocasionados a causa de la multiplicación de los coliformes con que llegó el agua pluvial a la

cisterna, por el factor tiempo de almacenamiento. Las bacterias coliformes son anaerobios

facultativos y se multiplican a mayor rapidez a temperaturas entre 30 y 37ºC.

Para establecer un comparativo de algunos de los valores registrados, en el agua

almacenada durante 20 días del año 2001 en el estudio efectuado en la ciudad de Querétaro,

y así tener un mejor panorama de las condiciones del agua pluvial de esta localidad, la

Tabla 13 muestra los valores de nitrato, pH y calcio resultados de estudios realizados en

Australia y México, D.F, donde se puede observar que los valores de pH son muy

semejantes, al igual que en el caso de los valores de nitrato y calcio.


22

Tabla 13. Parámetros comparativos entre Australia, Querétaro y México, D.F.

Australia* Querétaro México** Norma

Nitrato (mg/L) 0.15 0.4 5.1 10pH 5.95 6.3 4.8 6.5-8.5Calcio (mg/L) 2 2.2 - 200

NOM-127-SSA-1994Parámetro

1999 2001 1997

Fuente: Uriarte, 2002 con datos de (*) Department of Civil, Surveying and Environmental Engineering, University Newcastle, Australia, (**) Centro de Información Ambiental (Ceina) D.F.

Como se mencionó antes, los estudios coinciden en algunos parámetros medidos, como es

el caso del pH y el calcio, lo cual es una buena referencia de los valores que podemos

encontrar en diferentes lugares, pero para fines de la selección del tratamiento, siempre se

deberán considerar los valores específicos del caso de estudio por la problemática que

puede tener cada caso en particular.

II.3.2 Caracterización de aguas residuales

Las características encontradas en las aguas residuales son producto de la combinación de

la carga de contaminantes y la cantidad de agua en la que éstos son mezclados. La

caracterización de estas aguas varía considerablemente de un lugar a otro debido a las

diferencias en estilos de vida y costumbres, que se ven reflejadas en la cantidad de agua

consumida, así como la carga másica de contaminantes, generando por consiguiente

diferencias en las concentraciones de contaminantes. Para ejemplificar lo anterior se

presenta la Tabla 14, donde se observan los rangos de descarga másica per cápita para

diferentes países:

Tabla 14. Descarga másica anual de contaminantes por habitante, para diferentes países.

Dinamarca Brasil Egipto Italia Suecia Turquía Estados UnidosDBO kg/(hab/año) 20-25 20-25 10-15 18-22 25-30 10-15 30-35SS kg/(hab/año) 30-35 20-25 15-25 20-30 30-35 15-25 30-35N-total kg/(hab/año) 5-7 3-5 3-5 3-5 4-6 3-5 5-7P-total kg/(hab/año) 1.5-2 0.6-1 0.4-0.6 0.6-1 0.8-1.2 0.4-0.6 1.5-2Detergentes kg/(hab/año) 0.8-1.2 0.5-1 0.3-0.5 0.5-1 0.7-1.0 0.3-0.5 0.8-1.2

Hg g/(hab/año) 0.1-0.2 - 0.01-0.2 0.02-0.04 0.1-0.2 0.01-0.02 -Pb g/(hab/año) 5-10 - 5-10 5-10 5-10 5-10 -

Zn g/(hab/año) 15-30 - 15-30 15-30 10-20 15-30 -Cd g/(hab/año) 0.2-0.4 - - - 0.5-0.7 - -

ParámetroPaíses

Unidades

Fuente: Lens, et al., 2001.


23

Podemos observar que los países con niveles de vida semejantes, coinciden en el nivel de

sus descargas másicas, como es el caso de Dinamarca y los Estados Unidos, cuyos registros

coinciden en los 5 primeros contaminantes mostrados en la tabla, así como también el caso

de Egipto y Turquía, donde coinciden las descargas másicas de todos los parámetros. Lo

anterior sugiere evitar la generalización de la caracterización de las aguas residuales, dados

los diferentes hábitos y costumbres, de allí que deba revisarse cada caso en particular.

Para nuestro país, no se tiene un estudio de descargas másicas, pero sí se cuenta con la

caracterización de las aguas residuales de dos de las ciudades más importantes, México

D.F. y Guadalajara, las cuales pueden tomarse como una base representativa de los hábitos

de consumo de agua y generación de contaminantes en zonas urbanas de México. A

continuación se presenta la Tabla 15 que condensa los resultados de dicho estudio, y donde

se muestran a manera de referencia los valores promedio correspondientes a Estados

Unidos.

Tabla 15. Características de las aguas residuales domésticas en México.

Estados Unidos (*) México, D.F. (**) Guadalajara (**)Sólidos Disueltos Totales 250-850 1447 931Sólidos Suspendidos Totales 100-350 252 364Sólidos Sedimentables (ml/L) 5-20 2 3.7DBO 110-400 219 282COT 80-290 SD SDDQO 250-1000 576 698Nitrógeno Total 20-85 35 52.8Fósforo Total 4-15 10 19Grasas y Aceites 50-150 58 156pH (unidades de pH) SD 7.88 7.3Conductividad eléctrica (µS/cm) SD 2052 1288

Coliformes totales (NMP/100ml) 106-109 8.60E+072.24E+07 (como fecales)

Huevos de Helminto (H/L) SD 161 58

Concentración (mg/L)Parámetro

Fuente: (*) Metcalf & Eddy, 1991, (**) CONAGUA, 2003.

Los datos mostrados para Estados Unidos se basan en un consumo de agua potable de 460

litros/habitante, y considera la aportación de contaminantes de fuentes industriales, y

comerciales. Cabe señalar que también en los casos de México, D.F. y Guadalajara, las

concentraciones medias reportadas en la tabla, del Gran Canal del Desagüe y del Emisor


24

Osorio, respectivamente, no están exentas de alguna influencia industrial. Puede observarse

que los valores registrados en las dos ciudades mexicanas, se encuentran en la mayoría de

los casos dentro del rango observado para los Estados Unidos.

La calidad de las descargas presentada corresponde a aguas residuales combinadas, es

decir, provenientes de diferentes usos, cada uno de ellos con calidades diferentes, por lo

que para algunas estrategias de reuso resulta útil conocer la aportación de contaminantes, si

bien no de cada uso, si al menos de cada grupo con características semejantes, como lo son

las aguas grises y negras.

De acuerdo al Código Administrativo de California, el agua gris es el agua residual

domiciliaria sin tratar, que no ha tenido contacto con los desechos de los sanitarios.

Específicamente, el agua gris incluye el volumen generado por las bañeras, regaderas,

lavabos de baños y el agua de la lavandería. La característica que diferencia mayormente a

las aguas grises del resto de las aguas residuales es la mayor velocidad con que ocurre la

degradación de sus contaminantes, al tratarse de compuestos orgánicos más fáciles de

descomponer por los microorganismos [Greywater.com, 2004]. Por consiguiente, el agua

negra es toda descarga residual no contemplada en las aguas grises ya mencionadas. A

manera de referencia, en la Tabla 16 se presenta la contribución de las agua grises a la

calidad del agua residual combinada, un indicador importante de que el agua gris no es

necesariamente de mucha mayor calidad que el agua negra, restringiendo

significativamente los usos en que puede aprovecharse.


25

Tabla 16. Contaminación relativa en aguas grises y negras (Estocolmo, Suecia). Análisis Agua gris Agua negra Gris+Negra A. Gris (% ) A. negra (% )DBO5 g/p.d 25 20 45 56 44DQO g/p.d 48 72 120 40 60Fósforo Total g/p.d 2.2 1.6 3.5 58 42TKN g/p.d 1.1 11 12.1 9 91SST g/p.d 77 53 130 58 41SS Fijos. g/p.d 33 14 47 70 30SS Volátiles g/p.d 44 39 83 53 47No filtrables g/p.d 18 20 48 38 62Fijos no filtrables g/p.d 3 5 8 38 62Volátiles no filtrables g/p.d 15 25 40 38 62Coli 35º 8.5x10e9 4.8x10e9 13x10e9 64 36Coli 44º 1.7x10e9 3.8x10e9 6x10e9 31 69Volumen efluente (litros) 121.5 8.5 130 93 7

Sanitario de flujo ultra bajo (0.473L por descarga)

g/pd=gramos por persona por día (24 hr)

Fuente: Greywater.com, 2004.

El relativamente alto contenido de bacterias observado, puede relacionarse probablemente a

la velocidad de crecimiento de las mismas dentro del propio sistema de conducción.

Aunque no es una regla, los microorganismos patógenos encuentran condiciones favorables

de crecimiento fuera del cuerpo humano, como es el caso del interior de las tuberías. Para el

caso de los Estados Unidos, Tabla 17 también se cuenta con un estudio similar, y que pone

en evidencia nuevamente la relación entre estilo de vida y distribución de usos y por ende

de la calidad de las aguas residuales.

Tabla 17. Carga promedio de contaminantes en aguas grises y negras (Estados Unidos 1968-1975).

Agua gris Agua negra Gris + negra A. Gris (%) A. Negra (%)DBO5 34 37 71 48 52SS 18 52 70 26 74Tot. N 1.6 11.6 13.2 12 88Tot. P 3.1 1.5 4.6 67 33Tot. P* 0.5 1.4 1.9 26 74

Descarga promedio de contaminantes (g/hab.d)Parámetro

Porcentaje de aportación

Fuente: Greywater.com, 2004.

En el caso de nuestro país no se tiene un estudio similar del impacto en la calidad de casa

uno de los usos de la casa habitación, por lo que sería recomendable tratar la información

anterior, (Tablas 16 y 17) como un primer acercamiento y no como valores de diseño para

un posible tratamiento requerido en alguna estrategia de aprovechamiento de las aguas

residuales, las cuáles serán abordadas propiamente en el siguiente apartado.

III. Conceptualización de los Modelos Propuestos

26

CAPÍTULO III. CONCEPTUALIZACIÓN DE LOS MODELOS

PROPUESTOS

En el presente capítulo serán revisadas las estrategias de optimización del uso del agua a

nivel urbano tanto a nivel internacional como nacional, con la finalidad de seleccionar e

integrar aquellas afines a la percepción y costumbres mexicanas, que signifiquen un ahorro

significativo de agua y que sean previsiblemente razonables en términos económicos, factor

que será propiamente cotejado a detalle en el siguiente apartado.

III.1. Modelos y estrategias seguidas a nivel mundial

Son diversas las estrategias que han sido empleadas para subsanar el problema de

disponibilidad del agua y de su saneamiento a nivel urbano, basadas en los avances

tecnológicos logrados en el campo de la ingeniería ambiental, y teniendo como principales

limitantes al costo y la aceptación social de las mismas, relacionada esta última con los

riesgos a la salud.

La estrategia básica para lograr la sustentabilidad en el uso del agua es la optimización de la

demanda. La optimización se logra a través de dispositivos y prácticas de conservación. En

el caso de los dispositivos, la gran ventaja es que no requieren cambios significativos en la

rutina a nivel casa habitación, de allí su gran aceptación en países como Estados Unidos

[TWDB, 2005], significándose en un ahorro importante, a un bajo costo. Los ahorros

alcanzables con este tipo de estrategias pueden observarse en las Tablas 2, 3 y 4 del

apartado anterior, con valores de ahorro promedio del 30%.

Otra de las estrategias con mayor aceptación para cubrir la demanda de agua, es el

aprovechamiento del agua tratada, el cual a su vez contribuye a la minimización de las

descargas residuales. Las experiencias a este respecto, dependiendo del grado de escasez y

fuentes disponibles del recurso van desde el reuso de las aguas residuales para usos

potables y no potables en Windhoek, Namibia, [Haarhoff y Van der Merwe, 1996] hasta las


27

más comunes en el medio urbano como el riego de áreas verdes, la protección contra-

incendio y su empleo como agua de proceso para fines industriales y comerciales [Asano

and Levine, 1996]. Aunado al problema de abastecimiento, a nivel mundial, cada vez es

más claro que no es posible proveer de instalaciones de saneamiento centralizadas,

suficientes para satisfacer a la demanda de tratamiento actual y futura, de allí la necesidad

de optar por el cambio en la estrategia, de los sistemas convencionales centrales, hacia los

sistemas descentralizados [Thobanoglous, 1996].

En California, E.U., es común el uso del agua tratada en el riego de áreas verdes,

particularmente en cementerios y campos de golf, donde el posible contacto con la gente se

reduce al mínimo. Ejemplo de esta alternativa en dicha localidad es el proyecto del Distrito

Sanitario de la Costa Central [CCCSD, 2007], que consiste en un sistema de abastecimiento

dual para uso urbano. A diferencia del sistema convencional, donde el suministro de agua

se realiza a través de una sola línea, en este caso, el abastecimiento ocurre a través de dos

redes de distribución, siendo una destinada para el agua potable, mientras que la otra es

empleada para suministrar agua de fuentes superficiales sin tratamiento, ésta última a un

costo 50% menor al del agua potable. El agua sin tratamiento es empleada para el riego de

áreas verdes, uso donde la demanda varía temporalmente. Como en este caso, aun cuando

técnicamente los tratamientos requeridos para alcanzar los estándares no son un problema,

son otros factores como la normatividad, la aceptación de la población y los costos

asociados con la alternativa, los que representan los mayores retos.

En China, uno de los países con mayor agotamiento de sus recursos hídricos, el reuso de

agua con fines no potables se ha convertido en una estrategia cada vez más empleada, en la

búsqueda de prevenir la contaminación del agua y minimizar los costos asociados con la

explotación de nuevas fuentes de abastecimiento. En este sentido podemos citar al riego de

áreas verdes, el lavado de automóviles, la red contraincendio, la construcción, y el

suministro de sanitarios, como los usos principales que se le da al agua de reuso en dicho

país. Las investigaciones desarrolladas con el fin de evaluar económicamente estas

estrategias, muestran como el reuso con fines no potables, ante la rápida urbanización, los

altos costos asociados a la explotación de nuevas fuentes y el saneamiento de los efluentes,


28

se convierte en una alternativa con una mejor relación costo-beneficio [He. Pinjing et al,

2001].

En países como Japón, se han desarrollado modelos de integración del agua tratada en los

sistemas municipales, [Ogoshi, et al., 2001], siendo los más importantes: sistemas de

reciclaje cerrados, sistemas de reciclaje abiertos, y el reuso de agua para incrementar el

flujo en corrientes. Dichos modelos de integración son detallados a continuación.

En el caso de los sistemas cerrados, pueden encontrarse 2 tipos de ellos, dependiendo de la

magnitud del área servida. Así, podemos distinguir los sistemas individuales, los cuales dan

servicio a una casa habitación o un edificio, y a los sistemas por bloques o sectores, que

suministran el agua y sanean las descargas de un conjunto de casas o una serie de edificios.

Los sistemas individuales, Figura 5, están conformados por una planta de tratamiento in

situ, cuya función principal es el acondicionamiento de las aguas residuales para

suministrar los sanitarios, ya sea de la casa habitación o del conjunto de apartamentos de un

edificio. De la misma forma, los sistemas por bloques, Figura 6, tienen también la finalidad

de suministrar el agua para los sanitarios, pero en este caso a una serie de edificios cuyos

sistemas de drenaje y redes de distribución se encuentran interconectados.

Figura 5. Sistemas de reuso cerrados (individuales) Fuente: Ogoshi, 2001


29

Figura 6. Sistemas de reuso cerrados (por bloques) Fuente: Ogoshi, 2001

Por otro lado, se tienen los sistemas de reuso abiertos, Figura 7, que contemplan la

posibilidad de aprovechar el agua recuperada en usos fuera de la demarcación donde fue

generada, como el riego agrícola, el uso ambiental, o industrial, cuyas descargas, a su vez,

son vertidas al medio ambiente o incluso pueden ser reintegradas al sistema de

recuperación, opción que implica un elevado costo dada la magnitud del sistema de

conducción requerido.

Figura 7. Sistemas de reuso abiertos Fuente: Ogoshi, 2001

Finalmente, se tienen los sistemas de reuso para incrementar el flujo en corrientes

superficiales, Figura 8, donde el agua tratada es bombeada y descargada en un punto

requerido para aumentar el caudal de una corriente superficial, generalmente donde los


30

aprovechamientos, aguas arriba de la misma, son de tal magnitud que reducen

significativamente el flujo disponible.

Figura 8. Sistemas de reuso para incrementar flujo en corrientes. Fuente: Ogoshi, 2001

Otra de las fuentes alternas de abastecimiento utilizadas internacionalmente es el agua de

lluvia. En Australia, la forma más simple de aprovechamiento de agua de lluvia es su

almacenamiento en tanques dentro de casas habitación para usos potables y no potables; en

el mismo país, un gran número de localidades están colectando escurrimientos de lluvia de

las calles como una fuente para usos no potables [Anderson, 1996]. En Estados Unidos,

particularmente en Texas, el aprovechamiento de agua pluvial es promovido como un

sinónimo de conservación del agua, impulsándolo a través de incentivos fiscales y

financieros. Se ha demostrado desde una perspectiva financiera que la instalación y

mantenimiento de un aprovechamiento pluvial con fines de uso potable no puede competir

con la suministrada por una instalación municipal, es decir a nivel urbano, pero sí puede

llegar a ser costeable en zonas rurales; el agua pluvial captada es mayormente destinada

entonces a usos como el riego de áreas verdes, el suministro de sanitarios en edificios y de

sanitarios de las propias casas habitación donde es captada.

III.2. Modelos y estrategias seguidas en México

En México, la cobertura de la demanda mediante la implementación de dispositivos

ahorradores, el reuso de aguas residuales y el aprovechamiento de aguas pluviales, aunque


31

incipientes, comienzan a cobrar relevancia ante la desfavorable distribución de la

precipitación y de la disponibilidad de agua, el crecimiento de los centros urbanos y los

cada vez más costosos proyectos de abastecimiento con fuentes convencionales

[CONAGUA, 2008]. En el caso de los dispositivos ahorradores, han sido los organismos

operadores de algunos estados como Guanajuato y Querétaro los principales promotores

entre la población al venderlos en sus oficinas comunicando los beneficios directos al

bolsillo del usuario y en el entendido del beneficio del mismo organismo operador con un

mayor control por sobre la demanda.

En el caso del reuso de las aguas residuales, un ejemplo es el Fraccionamiento Pirámides,

en la ciudad de Querétaro, donde se logra el ahorro de agua potable mediante la sustitución

de ésta por agua residual tratada en usos no potables, (Figura 9). En el proyecto anterior se

contempló el diseño y construcción de una línea de conducción doble, una de agua potable

y otra para agua residual tratada. El tren de tratamiento para el acondicionamiento de las

aguas residuales es muy similar al de un sistema centralizado convencional, dado que en

este caso, el agua residual de las casas no se separa de acuerdo a sus características, sino

que es descargada al drenaje del fraccionamiento en forma combinada, y posteriormente

tratada en un tren convencional, que si bien cumple con los requerimientos de calidad para

los usos previstos, conserva las desventajas de este tipo de sistemas con altos

requerimientos de espacio, energéticos y demandantes en la parte tanto operacional como

de mantenimiento. Los costos de inversión del sistema son absorbidos en partes iguales por

el organismo operador y por el usuario, mientras que los costos de operación y

mantenimiento son cubiertos directamente por el organismo operador a través de la tarifa

de agua tratada de $4.41/m3 que es cobrada a los usuarios de la misma.


32

Figura 9. Sistema de reuso Fraccionamiento Las Pirámides, Querétaro, México, 2006. Fuente: CEA Querétaro, 2006.

En el caso del agua pluvial, en México esta estrategia ha sido utilizada mayormente para

dar abasto a comunidades rurales, y en el medio urbano se ha limitado a iniciativas aisladas

sin un impacto significativo. En el caso de las zonas rurales, el agua de lluvia es

aprovechada tanto para consumo humano potable y no potable como para mantener sus

actividades productivas como las demandas de agua para agricultura y abrevaderos, como

el caso del Ejido San Felipe, en el estado de Nuevo León, [Velasco, 2000]. Se tienen casos

similares de aprovechamiento pluvial rural en pueblos de los estados de México y

Michoacán, con la intención de no solamente abastecer a tales comunidades, sino de crear

conciencia de que en México la atención está desviada hacia las corrientes superficiales y

subterráneas, pero no así al aprovechamiento directo del agua de lluvia [Anaya, 2006].

III.3. Selección de estrategias y modelos propuestos

Todas las estrategias expuestas hasta aquí, encaminadas a la reducción de la demanda, la

cobertura de la misma, y el manejo y aprovechamiento de las aguas residuales y pluviales,

son una base importante para delinear los modelos aplicables al objetivo planteado en este

trabajo, integrando aquellas que además de impactar ambientalmente en la conservación del

agua, sean aceptadas y adoptadas finalmente por el usuario en el medio mexicano,


33

aceptación que estará estrechamente ligada a la promoción de sus ventajas como el

incremento de la cobertura y continuidad del suministro, y por ende de la calidad de vida,

sin representar un incremento significativo en el costo de la vivienda.

Un criterio seguido en Estados Unidos para la selección y evaluación de este tipo de

estrategias fue desarrollado por el Proyecto Nacional de Recursos Hídricos

Descentralizados, [NDWRCDP, 2004]. Estos lineamientos de evaluación básica servirán

para corroborar la viabilidad de la(s) propuesta(s) que aquí se formulen, siendo algunos

puntos revisados en este apartado y el restante en el siguiente capítulo para dar fundamento

a la selección de las estrategias. El criterio mencionado, puede resumirse en tres puntos

principales que deberán ser asegurados:

a) Aspectos de interés para el usuario:

• protección de la salud pública

• mitigación de problemas de olores

• recuperación de la inversión inicial y de costos de operación y mantenimiento

• requerimientos de terreno

• estéticamente neutral

b) Bienestar de la comunidad y el medio ambiente:

• ahorro de agua

• amplio rango de aplicaciones del agua de reuso

c) Implementación:

• marco legal

• problemas constructivos.

En el marco de nuevos desarrollos habitacionales para el que es destinado este trabajo,

debemos partir de la base de implementación de dispositivos de ahorro para la

indispensable optimización de la demanda, y de drenaje pluvial para lograr el tratamiento


34

de menores volúmenes de aguas residuales y convertir directamente al agua pluvial drenada

en fuente de recarga de corrientes superficiales para fines ecológicos y productivos como el

riego agrícola [CONAGUA, 2003]. Dentro de este marco de demanda y saneamiento

sustentable, aun se tienen importantes áreas de oportunidad para la conservación del agua,

tal como puede observarse en la Tabla 5, donde la demanda restante por cubrir va de los 11

m3/mes del estrato socioeconómico C hasta los poco más de 27 m3/mes del estrato A.,

ambas compuestas aproximadamente de 66% por usos potables y 34% de no potables.

Si se buscara cubrir la demanda restante con fuentes alternas, el agua pluvial cubriría

parcialmente la demanda potable (Tabla 8), teniendo que recurrir entonces al agua tratada

para complementar la cobertura potable y la totalidad de la no potable. Estrategias de

cobertura de usos tanto no potables como potables con agua tratada sólo han comprobado

aceptación en regiones del mundo donde no se tiene una mejor alternativa de

abastecimiento tanto en cantidad y calidad, como el caso de Windhoek, Namibia; esta

estrategia implica las mayores restricciones tanto de interés del usuario: salud y

recuperación de la inversión, así como de implementación: marco legal.

Adicionalmente con base en la experiencia adquirida en Texas, en los Estados Unidos, el

aprovechamiento pluvial con fines de uso potable es más costoso que el suministro público,

y ha comprobado mejor relación costo beneficio en usos no potables por lo cual, la

cobertura de usos potables con fuentes alternas de abastecimiento es una estrategia que no

será utilizada en este trabajo. Siendo entonces el uso no potable el nicho con mayor

viabilidad para el aprovechamiento de aguas residuales y pluviales a continuación se

conforman tres modelos que integran dichas fuentes de abastecimiento, los primeros en

forma separada y el último modelo en forma conjunta con la finalidad de flexibilizar su

elección a la situación económica, social y ambiental de cada sitio en particular.

III.3.1 Modelo I, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial (Figura 10):

El modelo corresponde al sistema de reuso cerrado individual japonés (Figura 5), aunque en

este caso son las aguas pluviales y no las residuales las que se integran a las fuentes de


35

abastecimiento del usuario. El abastecimiento y manejo de las aguas residuales se realiza de

la siguiente forma:

Figura 10. Modelo I: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial Fuente: Elaborado por el autor

• Usos potables (Tablas 2, 3 y 4): cubiertos en su totalidad por el suministro municipal.

• Usos no potables interiores y exteriores (Tablas 2, 3 y 4): son cubiertos parcialmente

por el agua pluvial, la cual es almacenada en cada una de las casas donde ha sido captada

(aprovechamiento descentralizado). Ésta se compara con la opción donde el agua pluvial es

recolectada y conducida a un punto central del desarrollo habitacional y de allí suministrada

a las casas (aprovechamiento centralizado). Dada la distribución temporal de la

precipitación (Capítulo II y Anexo 2), el suministro pluvial es compensado y/o respaldado

directamente en la casa habitación por el suministro municipal, asegurando así la

continuidad en el suministro y la satisfacción del usuario. Lo anterior se logra empleando

un controlador de usos no potables que mientras se tenga un volumen almacenado de agua

pluvial, al ocurrir una demanda (como al momento de descargarse el tanque del sanitario),

el controlador acciona un equipo de bombeo y da paso entonces al agua pluvial almacenada

y no es hasta que dicha fuente de abastecimiento es agotada que el controlador


36

automáticamente permite el paso del agua potable del suministro municipal, sin la

necesidad de intervención alguna del usuario.

• Excedentes de agua pluvial y aguas residuales no tratadas: los excedentes de agua

pluvial son canalizados al drenaje pluvial del desarrollo habitacional, mientras las aguas

residuales de los usos potables y no potables son descargadas en forma combinada al

alcantarillado del desarrollo habitacional para posteriormente ser canalizadas a la red de

drenaje municipal.

III.3.2 Modelo II, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales

tratadas (Figura 11):

Figura 11. Modelo II: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales Fuente: Elaborado por el autor

El modelo corresponde al sistema de reuso abierto japonés (Figura 7), con la variante de

que el tratamiento de las aguas residuales se realiza de forma descentralizada en el

desarrollo habitacional, permitiendo su reuso tanto dentro del desarrollo como en la

industria y otros usos. El abastecimiento y manejo de las aguas residuales se realiza de la

siguiente forma:


37


• Usos no potables interiores y exteriores (Tablas 2, 3 y 4): son cubiertos por el agua

residual tratada del desarrollo habitacional. Aunque el volumen de aguas residuales tratadas

es mayor a la demanda no potable restante (Tablas 5, 8 y 9), el suministro no potable es

respaldado en el tanque de usos no potables por el suministro municipal, asegurando así la

continuidad en el suministro y la satisfacción del usuario.

• Aguas pluviales y excedentes de aguas residuales: las primeras son canalizadas al

drenaje pluvial mientras que los excedentes de aguas residuales tratadas son canalizados

por el organismo operador a usos públicos como el riego de áreas verdes entre otros, y para

abastecer demanda del sector industrial. Para asegurar el saneamiento del desarrollo

habitacional, cuando por motivos de mantenimiento la planta de tratamiento deba salir de

operación, el agua residual es canalizada al drenaje municipal.

III.3.2 Modelo III, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial y de aguas

residuales tratadas (Figura 12):

Figura 12. Modelo III: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial y de aguas residuales tratadas Fuente: Elaborado por el autor


38

Al igual que el modelo anterior, este modelo es similar al sistema de reuso abierto japonés

(Figura 7), con una variante adicional, que es el aprovechamiento pluvial a nivel individual.

El abastecimiento y manejo de las aguas residuales se realiza de la siguiente forma:


• Usos no potables interiores y exteriores (Tablas 2, 3 y 4): son cubiertos por el agua

pluvial complementada por el agua residual tratada. Aunque el volumen de aguas pluviales

y residuales tratadas es mayor a la demanda no potable restante (Tablas 5, 8 y 9), el

suministro no potable es respaldado en el tanque de usos no potables por el suministro

municipal, para asegurar la continuidad en el servicio para el usuario. Los excedentes de

aguas residuales tratadas son canalizados por el organismo operador a usos públicos como

el riego de áreas verdes entre otros, y para abastecer procesos en la industria.

• Aguas pluviales y excedentes de aguas residuales: las primeras son canalizadas al

drenaje pluvial mientras que los excedentes de aguas residuales tratadas son canalizados

por el organismo operador a usos públicos como el riego de áreas verdes entre otros, y para

abastecer demanda del sector industrial. Para asegurar el saneamiento del desarrollo

habitacional, cuando por motivos de mantenimiento la planta de tratamiento deba salir de

operación, el agua residual es canalizada al drenaje municipal.

Como puede observarse a continuación, a excepción de algunos puntos como la

recuperación de la inversión y la estimación más precisa de los volúmenes de agua

ahorrados, los puntos abordados en el criterio adoptado en este estudio son cubiertos

claramente por cada uno de los tres modelos propuestos:

a) Aspectos de interés para el usuario:

• protección de la salud pública: en el caso del agua pluvial se instala una válvula

automática que desvía el “primer flujo” donde se eliminan los contaminantes

acumulados en los techos de las casas (Tabla II.12), mientras que el agua residual

tratada con un proceso de reactor secuencial ha comprobado su efectividad y el

cumplimiento de la NOM-003-ECOL-1997 (reuso de agua)


39

• mitigación de problemas de olores: el proceso aeróbico al que es sometida el agua

tratada y el “lavado” del agua pluvial aseguran la eliminación de cualquier problema

de olor.

• recuperación de la inversión inicial y de costos de operación y mantenimiento:

existen esquemas de participación que han comprobado la sustentabilidad

económica. En el siguiente apartado se revisará de que forma esto es posible.

• requerimientos de terreno: los sistemas de tratamiento propuestos son plantas

paquete que bien pueden instalarse en forma subterránea minimizando los

requerimientos de terreno.

• estéticamente neutral: ver punto anterior.

b) Bienestar de la comunidad y el medio ambiente:

• ahorro de agua: con base en los volúmenes presentados en las Tablas 8 y 9 (aguas

residuales y pluviales disponibles), y las demandas de usos no potables de la Tabla

5 se espera que el ahorro de agua sea de 30% de dispositivos ahorradores y 25% de

aprovechamiento de fuentes alternas, con un atractivo ahorro global alrededor del

50%. Cada uno de los valores serán corroborados en el siguiente apartado.

• amplio rango de aplicaciones del agua de reuso: uso doméstico, riego de áreas

verdes, protección contraincendios, y suministro de espacios públicos, industria y la

agricultura.

c) Implementación:

• marco legal: el Plan Hídrico 2007-2012, [CONAGUA, 2008], y los programas que

de él emanan tiene como una de sus prioridades impulsar el saneamiento, el reuso

de aguas residuales y el aprovechamiento del agua pluvial para mejorar la cobertura

y abasto de la población.

• problemas constructivos: ninguno, se trata de tecnologías conocidas y fáciles de

instalar.


40

Resta entonces la tarea de estimar con mayor precisión los volúmenes de agua que

finalmente pueden ser ahorrados, así como los períodos de recuperación de la inversión

inicial y la forma en que serán absorbidos los costos de operación y mantenimiento, con lo

cual se cubrirán cada uno de los puntos del criterio de selección y será hasta entonces que

pueda emitirse un juicio sobre las condiciones que deberán darse para que cada uno de

dichos modelos pueda ser implementado asegurando los tres componentes de la

sustentabilidad: la aceptación social, el beneficio ambiental, y la factibilidad económica.

IV Evaluación de los modelos propuestos

41

CAPÍTULO IV. EVALUACIÓN DE LOS MODELOS PROPUESTOS

En este capítulo se evaluarán económicamente los modelos propuestos en el capítulo III,

para lo cuál será necesario efectuar un diseño básico, (dimensionamiento), de algunos de

sus componentes principales. Los parámetros a determinar serán para todos los casos el

ahorro de agua y el retorno de inversión además de algunos específicos al modelo en

cuestión. Esta evaluación permitirá identificar los modelos más recomendables para cada

una de las condiciones climatológicas-socioeconómicas prevalecientes en México.

IV.1. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de agua

pluvial (Modelo I)

En este caso los parámetros específicos a determinar serán retorno de inversión, el tamaño

óptimo de almacenamiento y el ahorro de agua. Como se mencionó en el capítulo anterior,

este modelo carece por sí mismo del saneamiento de las aguas residuales, por lo que este

parámetro es igual a cero. La determinación de los parámetros se realiza a través de una

hoja de cálculo, (ver Anexo 4.1), que requiere los siguientes datos de entrada:

• Número de casas: total de casas del desarrollo habitacional estudiado

• Área y coeficiente de captación: la primera depende del estrato socioeconómico del

desarrollo habitacional y se obtiene de la Tabla 6, mientras que el segundo depende del

material con el que están acabados los techos de las casas y puede consultarse en la

Tabla 7

• Promedios mensuales históricos de precipitación en la zona de estudio (mm): obtenidos

del Anexo 2.

• Demandas mensuales y ahorro de dispositivos:

o Demanda total convencional: Obtenida a partir de las Tablas 2, 3 y 4, para el

estrato socioeconómico respectivo.

o Ahorro de dispositivos: obtenidos a partir de las Tablas 2, 3 y 4, junto con las

consecuentes demandas totales y de usos no potables.


42

• Tarifa de agua potable ($/m3): la vigente para organismo operador de la zona estudiada

• Tasa de inflación (%): inflación proyectada por el Banco de México para 2009 (3%,

valor conservador), empleada para efectuar las proyecciones de las tarifas de agua

potable.

La estimación de los parámetros de evaluación del modelo de obtienen como sigue:

• Período de retorno de la inversión: En este trabajo se ha definido como un período de

retorno aceptable el igual o menor a 5 años. Se considera que se ha logrado el retorno

de la inversión inicial cuando ésta es igual a los ahorros acumulados. Dicha inversión

está integrada por los siguientes costos:

� Costo de dispositivos de ahorro: depende del estrato socioeconómico que

definirá el número necesario de cada uno de los dispositivos de ahorro y el

costo de acuerdo a la calidad que va a depender del poder adquisitivo (Tabla

18).

Tabla 18. Costos de dispositivos de ahorro por estrato socioeconómico

Concepto Cantidad P.U. ($) Importe ($)Cebolleta reductora de flujo 1 130 130Aireador lavamanos 2 11.65 23Aireador cocina 1 34.61 35Sistema dual sanitario 2 220 440

628


628


334Total

Total

Estrato socioeconómico A

Total

Estrato socioeconómico B

Estrato socioeconómico C

Fuente: CEA Querétaro, 2009.


43

� Costo del aprovechamiento pluvial: integrado por válvula de primer flujo,

controlador del suministro no potable y cisterna de almacenamiento, los

cuáles se presentan en la Tabla 19

Tabla 19. Costos del aprovechamiento pluvial para todos los estratos socioeconómicos

5000 l 2500 l 1100 l 750 l 600 l 450 lVálvula de primer flujo 1000 1000 1000 1000 1000 1000

Cisterna de almacnamiento 3450 1800 800 675 600 475

Total 6950 5300 4300 4175 4100 3975

ConceptoImporte ($)

2500 2500 2500Controlador del suministro

no potable2500 2500 2500

Fuente: Flo True, Aquaplas y Seuret, 2008.

Los ahorros generados se obtienen de la diferencia entre la factura anual convencional y la

factura del modelo sustentable. Este parámetro contabiliza el beneficio económico

sustentable del modelo y se obtiene para cada uno de los tamaños de almacenamiento

comerciales donde el menor período de retorno servirá para determinar el tamaño óptimo

de almacenamiento.

El ahorro volumétrico de agua, correspondiente al almacenamiento o cisterna óptima, se

obtiene sumando la diferencia entre el volumen captado (Columna D) y el excedente

(Columna F), y el ahorro producto de los dispositivos (dato de entrada). El ahorro

porcentual se obtiene dividiendo el ahorro volumétrico anterior entre la demanda total

convencional (dato de entrada). Este parámetro permite dimensionar el beneficio ambiental

sustentable del modelo propuesto.

La Tabla 20 que a continuación se presenta, muestra el resumen de los resultados de los

parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial

para cada uno de los estratos socioeconómicos. Para cada uno de los estratos se revisan seis

casos que resulta de combinar las alturas de precipitación baja-media-alta (ver Capítulo II),

con los 2 regímenes de precipitación: lluvias repartidas y concentradas. Cada una de estas


44

combinaciones se ejemplifica en forma real con estados de la República Mexicana con

dichas condiciones agrupados de acuerdo a su altura de precipitación, así por ejemplo

Coahuila y Sonora se agrupan en altura de precipitación baja, el primero con régimen de

lluvias repartidas y el segundo con régimen de lluvias concentradas.

Otro de los criterios considerados para la selección de los estados analizados es la tarifa,

que influye directamente en el período de retorno de la inversión, por lo que se cuidó que

los estados seleccionados tuviesen una misma tarifa promedio ($6/m3) permitiendo

identificar diferencias relativas en sus parámetros, atribuibles únicamente a la altura y

régimen de precipitación.


45

Tabla 20. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial

Repartidas Coah. 450 L / 39% / 4 años Concentradas Son. 450 L / 39% / 4 años

Repartidas N.L. 450 L (5000 L) / 45% (46%) / 3 años (5 años)Concentradas Qro. 450 L (5000 L) / 43% (44%) / 3 años (5 años)

Repartidas Q.R. 450 L (5000 L) / 51% (52%) / 3 años (5 años)Concentradas S.L.P. 450 L (5000 L) / 47% (48%) / 3 años (5 años)

Repartidas Coah. 450 L / 43% / 6 años Concentradas Son. 450 L (5000 L) / 41% (42%) / 6 años (9 años)



Repartidas Coah. 450 L / 41% / 8 años Concentradas Son. 450 L (5000 L) / 40% (42%) / 8 años (14 años)



Altura de Precipitación

Régimen Estado

Baja

Media

Alta



Régimen Estado

Régimen Estado

Baja

Media

Baja

Media

Alta




Cisterna / Ahorro agua / Retorno Inversión



Alta

Fuente: Elaborada por el autor, 2009.

Los ahorros de agua presentados son relativos, es decir, se trata de valores porcentuales

respecto a la demanda convencional del estrato socioeconómico en cuestión. De esta

manera puede observarse que los ahorros logrados para el aprovechamiento pluvial óptimo

de 450 L van de 39 al 51% respecto a la demanda convencional, de los cuáles el 30 a 32%

son atribuibles a los dispositivos ahorradores (ver Capítulo II).

Los mayores ahorros de agua se logran en los sitios con precipitación alta y de régimen

repartido, dado que esta combinación presenta la condición ideal de un mayor volumen

disponible de precipitación distribuido a lo largo del año. Por el contrario, los menores


46

ahorros de agua son resultado de una combinación de precipitación baja agudizada por un

régimen de lluvias concentradas no acorde con el carácter constante y distribuido en el año

de las demandas de agua para usos no potables.

Como puede observarse, el tamaño comercial óptimo de cisterna del aprovechamiento

pluvial es para todos los casos el de 450 L, ya que además de tener el menor período de

retorno el aprovechamiento de agua pluvial es apenas de 1 a 2 puntos porcentuales por

abajo del logrado con la cisterna comercial con menores excedentes (5000 L, parámetros en

paréntesis), que a su vez tiene períodos de retorno 2 a 6 años mayores.

En este modelo los períodos de retorno aceptables, es decir los menores a 5 años, se

alcanzan para los estratos socioeconómicos A en todas las condiciones altura-régimen de

precipitación, y en el estrato B en los casos con condiciones de media y alta precipitación.

Para el estrato C el tamaño del área de captación no permite maximizar la cobertura de la

demanda de usos no potables con agua pluvial ni por ende los ahorros económicos por

minimizar el consumo de agua con calidad potable, resultando en un mayor período

requerido (7 a 8 años), para recuperar la inversión inicial realizada.

Una de las restricciones más importantes para que éste y el resto de los modelos propuestos

puedan ser sustentables para un mayor número de regiones, es la tarifa. Con este

conocimiento, a partir de la Figuras 13, 14 y 15, generadas a partir del Anexo 4.4, se

presenta la tarifa mínima requerida para que el Modelo I, pueda ser aplicable para cada una

de las combinaciones posibles de tamaño de desarrollo habitacional, estrato

socioeconómico y precipitación en el país, con lo que puede determinarse la factibilidad

actual del modelo o por el contrario cuál es la tarifa mínima requerida para que fuera

sustentable.


47

Modelo I (Estrato A)

3

3.5

4

4.5

5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($)

A-C

A-R

M-C

M-R

B-C

B-R

A: Alta, M: Media, B: Baja ; C: Concentrada, R: Repartida Figura 13. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato A Fuente: Elaborada por el autor, 2009

Modelo I (Estrato B)

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($)

A-C

A-R

M-C

M-R

B-C

B-R

A: Alta, M: Media, B: Baja ; C: Concentrada, R: Repartida Figura 14. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato B Fuente: Elaborada por el autor, 2009


48

Modelo I (Estrato C)

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($)

A-C

A-R

M-C

M-R

B-C

B-R

A: Alta, M: Media, B: Baja ; C: Concentrada, R: Repartida Figura 15. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato C Fuente: Elaborada por el autor, 2009

Puede observarse que para hacer factible el Modelo I para el estrato B en regiones con

precipitación baja sería necesario incrementar la tarifa de los casos de estudio en $0.50,

mientras que para el estrato C, los incrementos requeridos oscilan entre $1.50 y $3.50 por

m3. Cabe señalar que varias zonas del país manejan ya tarifas en el orden de las mínimas

requeridas por lo que en esos casos el Modelo I sería factible actualmente siempre y cuando

se respete la recomendación de sectorización señalada para los casos de estudio. Una vez

revisado el aprovechamiento pluvial a nivel casa habitación, a continuación se presenta el

resumen de la evaluación del caso del aprovechamiento pluvial a nivel desarrollo

habitacional (centralizado).

Revisión del escenario: aprovechamiento pluvial centralizado

-Se seleccionaron los sitios con lluvias repartidas ya que en promedio ahorran 1% más de

agua que los sitios con lluvias concentradas.


49

-El análisis fue efectuado para los estratos socioeconómico A y C, los cuáles representan la

mayor y menor capacidad de captación de agua pluvial.

-Para determinar el tamaño de sector se efectuaron las corridas para los sitios anteriores

para los tamaños de sector del 50%, 25% y 12.5% (Tabla 21):

Tabla 21. Análisis comparativo del aprovechamiento pluvial centralizado y descentralizado

Período de retorno (años) Estado Estrato

Pluvial Descentralizado Pluvial Centralizado Quintana Roo SocA (50%) 3 4 Quintana Roo SocA (25%) 3 3 Quintana Roo SocA (12.5%) 3 3 Quintana Roo SocC (50%) 7 9 Quintana Roo SocC (25%) 7 8 Quintana Roo SocC (12.5%) 7 8 Nuevo León SocA (50%) 3 4 Nuevo León SocA (25%) 3 4 Nuevo León SocA (12.5%) 3 4 Nuevo León SocC (50%) 7 10 Nuevo León SocC (25%) 7 9 Nuevo León SocC (12.5%) 7 9 Coahuila SocA (50%) 4 5 Coahuila SocA (25%) 4 4 Coahuila SocA (12.5%) 4 4 Coahuila SocC (50%) 8 11 Coahuila SocC (25%) 8 10

Coahuila SocC (12.5%) 8 10 Fuente: Elaborada por el autor, 2009.

Como puede observarse, en todos los casos, el modelo de aprovechamiento pluvial

centralizado tiene períodos de retorno iguales o mayores a la opción de recolección y

aprovechamiento individual del agua pluvial.

Además del período de retorno, el sistema centralizado de aprovechamiento pluvial tiene

las siguientes desventajas:


50

- No se tiene control sobre la cantidad de agua a manejar. Por lo anterior se requiere

una red de recolección grande subutilizada gran parte del año y de cuyo volumen

conducido sólo una parte será aprovechado.

- Pérdidas de agua por fugas en la red de recolección.

- Requerimientos de terreno para la instalación de tanques de regularización para el

agua de lluvia.

- Pérdidas de agua por fugas en la red de distribución.

- De 3 a 4 tanques para regularización por sector: complejidad operativa

Por lo anterior es que en este trabajo se propone para el aprovechamiento pluvial que éste

se de en forma descentralizada, es decir, captada, almacenada y aprovechada en forma

independiente por casa habitación.

IV.2. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas

residuales tratadas (Modelo II)

Los parámetros específicos a determinar para evaluar el modelo propuesto serán: retorno de

inversión, ahorro de agua a nivel desarrollo habitacional y global, donde en éste último se

consideran los excedentes disponibles para exportaciones y tamaño óptimo de sectorización

para la recolección-tratamiento-regularización-distribución, en base a 1/8, 1/4, 1/2 ó el

tamaño total del desarrollo habitacional, e incluso el correspondiente al manejo

individualizado de las aguas residuales, es decir, en forma independiente por casa

habitación.

Como se señala en el Capítulo III, este modelo implica el 100% del saneamiento de sus

aguas residuales. Al igual que en el modelo anterior (Modelo I), la determinación de los

parámetros se realiza a través de una hoja de cálculo, (ver Anexo 4.2), la cuál requiere de

los siguientes datos de entrada:

• Número de casas: total de casas del desarrollo habitacional estudiado


51

• Demandas mensuales y ahorro de dispositivos:

o Demanda total convencional: Obtenida a partir de las Tablas 2, 3 y 4 de acuerdo

al estrato socioeconómico respectivo.

o Ahorro de dispositivos: obtenidos a partir de las Tablas 2, 3 y 4, junto con las

consecuentes demandas totales y de usos no potables.

• Tarifa de agua potable ($/m3): la correspondiente al organismo operador de la zona

estudiada

• Tarifa de agua tratada ($/m3): para todos los casos se considera de $4.41/m3, tarifa

empleada por la Comisión Estatal del Agua de Querétaro en desarrollos habitacionales

con sistemas de aprovechamiento de aguas residuales.

• Tasa de inflación (%): inflación proyectada por el Banco de México para 2009 (3%,

valor conservador).

La estimación de los parámetros de evaluación se obtiene de la siguiente forma:

• Período de retorno de la inversión: El período de retorno aceptable es el igual o menor a

5 años. La inversión inicial está integrada por los siguientes costos:

� Costo de dispositivos de ahorro: depende del estrato socioeconómico que

definirá el número necesario de cada uno de los dispositivos de ahorro y el

costo de acuerdo a la calidad que va a depender del poder adquisitivo, ver

Tabla 18).

� Costo del aprovechamiento de las aguas residuales tratadas: siguiendo el

caso de la CEA Querétaro, este costo será asumido en partes iguales por el

Organismo Operador y el Desarrollador quién finalmente lo transfiere al

usuario en el costo de la casa habitación. El costo del aprovechamiento está

integrado por tanque de igualación, planta de tratamiento, línea de

conducción planta-tanque, tanque de regularización y red de distribución de

agua tratada, los cuáles se presentan en la Tabla 22 para cada uno de los

tamaños de sector propuestos.


52

Al igual que en el modelo anterior, los ahorros económicos generados se obtienen de la

diferencia entre la factura convencional y la factura del modelo sustentable. En este caso, el

menor período de retorno servirá para determinar el tamaño óptimo de la sectorización del

desarrollo habitacional. En la Tabla 23 se presenta el período de retorno que resulta de la

inversión en partes iguales por organismo operador y usuario y también el correspondiente

a un escenario dónde no existiese la contribución del organismo operador.

Tabla 22. Costos del aprovechamiento de aguas residuales tratadas

100% 50% 25% 12.5% IndividualTanque de igualación 252,234 152,919 95,185 0 0Planta de Tratamiento 16,250,000 14,365,000 11,700,000 4,550,000 58,500Conducción Planta-Tanque 14,862 11,500 8,388 6,681 830Tanque de regularización 1,804,074 765,841 274,869 244,642 475Red de distribución 2,987,741 1,355,474 539,341 131,275 0

Total por casa 4,843 7,569 11,471 8,968 29,903

100% 50% 25% 12.5% IndividualTanque de igualación 190,431 117,214 73,966 0 0Planta de Tratamiento 15,210,000 13,390,000 7,280,000 1,690,000 58,500Conducción Planta-Tanque 14,610 10,120 8,331 6,681 830Tanque de regularización 881,861 304,735 247,000 237,000 475Red de distribución 2,987,741 1,355,474 539,341 131,275 0

Total por casa 4,383 6,899 7,408 3,754 29,903

100% 50% 25% 12.5% IndividualTanque de igualación 141,609 88,545 0 0 0Planta de Tratamiento 14,040,000 10,790,000 3,575,000 1,111,544 58,500Conducción Planta-Tanque 11,500 8,388 6,681 6,681 830Tanque de regularización 465,378 255,000 240,000 230,000 475Red de distribución 2,987,741 1,355,474 539,341 131,275 0

Total por casa 4,011 5,681 3,965 2,690 29,903



ConceptoCostos por tamaño de sector ($)

ConceptoCostos por tamaño de sector ($)

Costos por tamaño de sector ($)Concepto


Fuente: CEA Guanajuato, SAPAET Tabasco, Acuapro, 2007.


53

• Por su parte, el ahorro volumétrico de agua para cada uno de los tamaños de sector, se

obtiene sumando el volumen de aguas tratadas aprovechadas, que es igual a la demanda de

usos no potables con dispositivos (dato de entrada), más el ahorro generado por los

dispositivos (dato de entrada). El ahorro porcentual se obtiene dividiendo el ahorro

volumétrico anterior entre la demanda total convencional (dato de entrada). El excedente

disponible para exportaciones resulta de la diferencia del efluente tratado y el volumen

tratado destinado para cubrir la demanda de usos no potables del desarrollo habitacional.

Estos se calculan de la siguiente forma:

Efluente tratado = Aguas residuales producidas x 0.9

Volumen tratado para usos no potables = Demanda no potables con dispositivos / 0.85

Donde:

Aguas residuales producidas = Demanda total con dispositivos x 0.75 [CONAGUA, 2003].

El excedente disponible para exportaciones se convierte en una fuente de abastecimiento

alternativa para usos no potables en la industria, en áreas públicas, comerciales e incluso

otros desarrollos habitacionales, permitiendo conservar las fuentes de abastecimiento

convencionales como pozos y aguas superficiales para usos exclusivamente potables o

minimizar su consumo en usos que no requieren de agua con cierta calidad. El ahorro

global del modelo propuesto queda entonces de la siguiente forma:

Ahorro global= onalalConvenciDemandaTot

esxportacionExcedenteEarrollométricoDesAhorroVolu +

En la Tabla 23 se concentran los resultados de los parámetros de evaluación del modelo de

dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas para cada uno de los

estratos socioeconómicos y tamaños de sector propuestos. En este caso se considera que los

resultados responden únicamente a las demandas de cada estrato y a las tarifas ya señaladas

para los casos de estudio y no son afectados por variaciones de régimen ni altura de

precipitación.


54

Tabla 23. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas

Estrato socioeconómico A Estrato socioeconómico B Estrato socioeconómico C 100% 4/8 años ; 56.86/72.64% 6/12 años ; 54.47/76.80% 8/15 años ; 53.89/76.69% 50% 6/12 años ; 56.86/72.64% 10/18 años ; 54.47/76.80% 11/20 años ; 53.89/76.69% 25% 9/17 años ; 56.86/72.64% 10/19 años ; 54.47/76.80% 8/15 años ; 53.89/76.69%

12.50% 8/14 años ; 56.86/72.64% 5/10 años ; 54.47/76.80% 6/11 años ; 53.89/76.69% Individual 21/34 años ; 56.86/72.64% 31/47 años ; 54.47/76.80% 39/57 años ; 53.89/76.69%

R. Inversión Compartido / Independiente ; Ahorro en el desarrollo / Ahorro globalTamaño de sector


Para este modelo, el ahorro de agua en el desarrollo habitacional oscila entre el 54%,

alcanzable en el estrato C, y el 57% correspondiente al estrato A lo que, aunado al ahorro

global (considerando excedentes para exportaciones) de 72 a 76%, representa un beneficio

ambiental considerablemente atractivo para todos los estratos y que obliga a pensar en

estrategias económicas, (ej. tarifas reales y/o preferenciales y mayores aportaciones

gubernamentales y de organismos operadores), que permitan que este modelo sea factible

para el estrato socioeconómico C, considerando que además del importante ahorro de agua,

también se resuelve al 100% el problema de disposición de aguas residuales.

Como puede observarse el período de retorno de inversión en el escenario donde no existe

aportación del organismo operador resulta no aceptable para todos los estratos y tamaños de

sector propuestos. La aportación del 50% de la inversión inicial por parte del organismo

operador permite períodos de retorno aceptables para algunos sectores del estrato

socioeconómico A y B y en ninguno de los tamaños para el estrato C.

En este último caso, las tarifas actuales y la demanda de agua para usos no potables,

significativamente menor a los otros dos estratos, impiden amortizar la inversión inicial en

un período aceptable de tiempo. Una mayor aportación del organismo operador o de apoyos

gubernamentales para este sector con menor ingreso y/o la actualización de tarifas de agua

potable permitirían que éste modelo fuese factible para el estrato socioeconómico C.

Para el estrato socioeconómico B únicamente en la sectorización al 12.5% el modelo tiene

un período de retorno aceptable (5 años). Lo anterior se debe principalmente a que, , el


55

volumen de aguas residuales del sector no requiere un tanque de igualación previo al

tratamiento (ver Tabla 22), además de que el costo de los demás componentes es

relativamente menor a los correspondientes los otros tamaños, por lo que para el estrato B

el tamaño de sector óptimo del modelo es el de 12.5% (1/8 del tamaño de desarrollo

habitacional), es decir el menor de los tamaños propuestos.

Al igual que en el estrato B, en el estrato A sólo se tiene un tamaño de sector con período

de retorno aceptable (4 años). En este caso se trata de la “sectorización” al 100%, donde la

igualación, tratamiento, conducción y regularización de las aguas residuales se efectúa en

un solo punto del desarrollo habitacional. Lo anterior se explica principalmente por el

hecho de que los volúmenes de aguas residuales correspondientes al 50, 25 y 12.5% de un

desarrollo habitacional del estrato socioeconómico A son lo suficientemente importantes

para ubicarse en la franja de altos costos de tratamiento que a su vez son distribuidos entre

un menor número de habitantes.

Cabe subrayar que el llamado sector “individual” no es recomendable en ninguno de los

casos debido a que el retorno de la inversión ni siquiera se logra dentro de la vida útil del

sistema, debido al elevado costo de un sistema de tratamiento para una casa habitación

siendo entonces inadecuado para un desarrollo habitacional, pero si necesario para usuarios

de alto poder adquisitivo con casas aisladas sin la posibilidad de conectar sus descargas

residuales a un sistema de alcantarillado.

En la Figura 16, generada a partir del Anexo 4.4, se presenta la tarifa mínima requerida

para que el Modelo II pueda ser aplicable para cualquier combinación de tamaño de

desarrollo habitacional y estrato socioeconómico. En este caso, al no integrarse el agua

pluvial, el régimen de precipitación no influye en la tarifa requerida y la información para

la toma de decisiones se simplifica a una sola gráfica.


56

Modelo II

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($) Estrato A

Estrato B

Estrato C

Figura 16. Gráfica de factibilidad económica del Modelo II Fuente: Elaborada por el autor, 2009

Para la factibilidad del Modelo II en desarrollos habitacionales se requieren incrementos

tarifarios de $1.00 a $2.00 a excepción de los desarrollos habitacionales de más de 1900

casas donde la tarifa actual de $6.00 es suficiente para amortizar la inversión realizada; la

sectorización sería necesaria para desarrollos entre 500 y 750 de estrato A y para cualquier

tamaño de desarrollo en estratos B y C, todos en grupos de 250 casas. También en este

caso, tarifas iguales o mayores a las mínimas mostradas son ya aplicadas en varias regiones

del país por lo que en tales casos este modelo sería factible actualmente.

IV.3. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas

residuales tratadas y pluviales (Modelo III)

Al igual que en el modelo anterior, los parámetros específicos a determinar serán retorno de

inversión, ahorro de agua en el desarrollo habitacional y global (donde se consideran los

excedentes disponibles para exportaciones), y tamaño óptimo de sectorización para la

recolección-tratamiento-regularización-distribución.


57

De acuerdo al Capítulo III, este modelo también implica el saneamiento del 100% de sus

aguas residuales. Para la hoja de cálculo de este modelo, (ver Anexo 4.3), los datos de

entrada son los mismos que los mencionados para el modelo anterior.

La estimación de los parámetros de evaluación se obtiene de la siguiente forma:

• Período de retorno de la inversión: El período de retorno aceptable es el igual o menor a

5 años, donde el menor período servirá para determinar el mejor tamaño de sector. La

inversión inicial está integrada por los siguientes costos:

o Costo de dispositivos de ahorro: obtenidos de la Tabla 18

o Costo del aprovechamiento pluvial: el correspondiente al tamaño óptimo de

cisterna (450 L), obtenido de la Tabla 19

o Costo del aprovechamiento de las aguas residuales tratadas: el costo es asumido

en partes iguales por Organismo Operador y el Desarrollador y puede

observarse en la Tabla 22

En este caso, debido a que la demanda de agua tratada se reduce debido al aprovechamiento

del agua pluvial, se presenta un esquema adicional al escenario real de participación en la

inversión entre Organismo Operador y Usuario (50-50%), el cual es “proporcional” en base

al volumen de agua tratada que complementa al agua pluvial. Esto con la finalidad de

evaluar un escenario que pudiese dar mayor factibilidad a este modelo.

En la Tabla 24 se presenta para cada régimen-altura de precipitación y estrato

socioeconómico el porcentaje de aportación del usuario a la inversión inicial (%Iusuario), de

forma proporcional al volumen que aprovecha para complementar sus usos no potables:


58

Tabla 24. Porcentaje de inversión proporcional del usuario con base en aguas tratadas aprovechadas

Vanual (m3) % Iusuario Vanual (m

3) % I% Iusuario Vanual (m3) % I% Iusuario

Repartidas-Alta 30.05 10 10.45 5 7.98 5Concentradas-Alta 50.45 15 21.05 5 14.76 5Repartidas-Media 64.59 20 24.87 10 17.28 5

Concentradas-Media 73.47 25 34.61 10 23.44 10Repartidas-Baja 95.44 30 40.27 15 28.95 10

Concentradas-Baja 97.86 35 48.11 15 32.08 10

Socioeconómico A Socioeconómico B Socioeconómico CRégimen-Altura de

Precipitación


Los costos que resultan de una inversión proporcional al volumen de agua tratada utilizada

dentro del mismo desarrollo habitacional son mostrados en la Tabla 25.

• Para este modelo, el ahorro volumétrico de agua se obtiene sumando el volumen de

aguas pluviales y tratadas aprovechadas, que es igual a la demanda de usos no potables con

dispositivos (dato de entrada), más el ahorro generado por los dispositivos (dato de

entrada). El ahorro porcentual es el cociente que resulta de dividir el ahorro volumétrico

anterior entre la demanda convencional (dato de entrada). El excedente para exportaciones

resulta de la diferencia del efluente tratado total y el destinado para complementar al agua

pluvial en la cobertura de la demanda no potable. Finalmente, el ahorro global se obtiene al

igual que en el modelo anterior de dividir la suma del ahorro volumétrico y del excedente

para exportaciones entre la demanda total convencional.


59

Tabla 25. Costos del aprovechamiento de aguas residuales proporcional al volumen utilizado en el desarrollo habitacional

100% 50% 25% 12.5% IndividualRepartidas-Alta 1512 2007 2686 1985 5981Repartidas-Media 2345 3397 4882 3731 11961Repartidas-Baja 3177 4788 7079 5476 17942Concentradas-Alta 1928 2702 3784 2858 8971Concentradas-Media 2761 4092 5981 4604 14951Concentradas-Baja 3594 5483 8177 6349 20932



PrecipitaciónCostos por casa para cada tamaño de sector ($)

Precipitación



PrecipitaciónCostos por casa para cada tamaño de sector ($)


Costos por casa para cada tamaño de sector ($)

Fuente: Elaborada por el autor con información de CEA Guanajuato, CEA Tabasco, Acuapro, 2007.

En la Tabla 26 se muestra el resumen de resultados de los parámetros de evaluación del

modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas pluviales y residuales

tratadas para cada uno de los estratos socioeconómicos, regímenes-alturas de precipitación

y tamaños de sector propuestos.


60

Tabla 26. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas y pluviales

Sector 100% Sector 50% Sector 25% Sector 12.5% IndividualR-B 6/7años ; 57/84% 7/9años ; 57/84% 9/12años ; 57/84% 8/10años ; 57/84% 16/22años ; 57/84%

C-B 7/8años ; 57/83% 8/10años ; 57/83% 10/12años ; 57/83% 9/10años ; 57/83% 18/23años ; 57/83%

R-M 5/6años ; 57/90% 6/8años ; 57/90% 7/11años ; 57/90% 6/9años ; 57/90% 11/20años ; 57/90%

C-M 5/7años ; 57/88% 6/9años ; 57/88% 8/11años ; 57/88% 7/9años ; 57/88% 13/21años ; 57/88%

R-A 4/6años ; 57/98% 4/7años ; 57/98% 4/9años ; 57/98% 4/8años ; 57/98% 6/18años ; 57/98% C-A 4/6años ; 57/93% 5/8años ; 57/93% 5/10años ; 57/93% 5/9años ; 57/93% 9/19años ; 57/93%





R-A 6/9años ; 55/100% 6/11años ; 55/100% 6/11años ; 55/100% 5/8años ; 55/100% 7/26años ; 55/100%C-A 6/9años ; 55/97% 6/12años ; 55/97% 6/12años ; 55/97% 6/9años ; 55/97% 8/28años ; 55/97%





R-A 8/12años ; 54/99% 8/14años ; 54/99% 8/12años ; 54/99% 7/10años ; 54/99% 10/34años ; 54/99%

C-A 8/13años ; 54/95% 9/15años ; 54/95% 8/13años ; 54/95% 8/11años ; 54/95% 11/36años ; 54/95%

R. Inversión Proporcional / R. Inversión 50-50% ; Ahorro en el desarrollo / Ahorro globalRég.-

Alt.


Estrato socioeconómico BRég.-Alt.

R. Inversión Proporcional / R. Inversión 50-50% ; Ahorro en el desarrollo / Ahorro global

Estrato socioeconómico CRég.-Alt.

R. Inversión Proporcional / R. Inversión 50-50% ; Ahorro en el desarrollo / Ahorro global

Rég=Régimen: R(repartidas), C(concentradas) ; Alt=Altura de Precipitación: B(baja), M(media), A(alta) Fuente: Elaborada por el autor, 2009.

El ahorro de agua oscila al igual que en el caso anterior entre el 54% del estrato C y el 57%

para el estrato A, mientras que el ahorro global (considerando excedentes para

exportaciones) va del 84% del estrato C en zonas con precipitación baja hasta el 100% del

estrato A alcanzado en zonas con precipitación alta-repartida. Lo anterior significa que al

implementar este modelo se liberaría una fuente de abastecimiento de agua potable

suficiente para abastecer un desarrollo habitacional de la misma magnitud con demanda

convencional o incrementar la continuidad en el suministro de agua a varios desarrollos

habitacionales, además de que este modelo implica el saneamiento del 100% de las aguas

residuales, y una disminución de problemas por escurrimientos en las calles al ser


61

aprovechada el agua de lluvia, dimensionando así el beneficio ambiental y en la calidad de

vida de los usuarios.

Como se puede observar, no existe ningún caso donde el formato de participación en la

inversión, 50% Organismo Operador – 50% usuario, redunde en un período aceptable de

retorno de la inversión (menor o igual a 5 años). Mientras tanto, para el formato

proporcional propuesto (dependiente del volumen de aguas tratadas aprovechado dentro del

desarrollo habitacional que las genera), se tiene que para el estrato socioeconómico A el

mejor tamaño de sectorización es el del 100%, con un período de retorno de 4 años en

lluvias altas (aceptable), de 5 años en lluvias medias (aceptable), y de 6 y 7 años en lluvias

bajas-repartidas y bajas-concentradas respectivamente (no aceptable). Nuevamente para

este estrato, el rubro que más pesa para determinar la sectorización es el costo del

tratamiento de las aguas residuales ya que un menor tamaño de sector requiere de un

sistema de tratamiento cuyo costo no es proporcionalmente menor y debe ser repartido

entre un menor número de habitantes.

Para el estrato socioeconómico B, únicamente en un régimen de lluvias altas repartidas y

con tamaño de sector de 12.5% se tiene un período de retorno aceptable (5 años). Para

lluvias concentradas altas y el resto de regímenes de precipitación media y baja los períodos

de retorno van de 6-8 a pesar de que estos son resultado del formato de participación

proporcional de la inversión. Por su parte, para el estrato C, siguiendo con el formato

proporcional de participación en la inversión, para ninguna de sus combinaciones de

régimen-altura de precipitación se tiene un período de retorno aceptable, ya que estos van

de 7 a 10 años. Cabe señalar que al igual que para el estrato B, el sector que arroja un

menor período de retorno es el de 12.5%, nuevamente debido a que para este tamaño de

sector el volumen de agua residual generada no requiere de un tanque de igualación,

además de que el costo del tratamiento requerido es significativamente menor al del resto

de los tamaños de sector.

Como en los modelos anteriores, basada en el Anexo 4.4, en las Figura 17, 18 y 19 se

presentan las tarifas mínimas requeridas para que el Modelo III pueda ser aplicable para


62

cualquier combinación de tamaño de desarrollo habitacional, precipitación y estrato

socioeconómico, considerando el formato de participación en la inversión proporcional al

volumen de aguas aprovechado dentro del desarrollo habitacional.

Modelo III (Estrato A)

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($)

A-C

A-R

M-C

M-R

B-C

B-R

Figura 17. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato A Fuente: Elaborada por el autor, 2009

Modelo III (Estrato B)

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($)

A-C

A-R

M-C

M-R

B-C

B-R

Figura 18. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato B Fuente: Elaborada por el autor, 2009


63

Modelo III (Estrato C)

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

Tamaño (No. casas)

Tmín ($)

A-C

A-R

M-C

M-R

B-C

B-R

Figura 19. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato C Fuente: Elaborada por el autor, 2009

De acuerdo a las gráficas anteriores, en un formato de inversión proporcional al volumen

aprovechado, para que el Modelo III sea factible en el estrato A no se requieren

incrementos en la tarifa para zonas con alta precipitación, ni para desarrollos habitacionales

mayores a 1600 casas en zonas con precipitación media repartida, ó iguales o mayores a

2200 casas en zonas con precipitación media concentrada, mientras que para el resto de los

casos se requerirían incrementos en la tarifa de $1.00 a $4.00; la sectorización para este

estrato sería necesaria únicamente en desarrollos habitacionales de 500 a 750 casas en

grupos de 250 casas.

Para desarrollos del estrato B con precipitación alta-repartida sería actualmente factible, no

así para el resto de las alturas-régimen de precipitación donde se requerirían incrementos en

la tarifa de $0.50 a $2.50, y para el caso del estrato C donde las tarifas requeridas tendrían

que ser de $2.00 a $5.00 mayores a las actuales para los casos de estudio; tanto para el


64

estrato B y C es necesaria la sectorización de los desarrollos habitacionales en grupos de

250 casas.

Nuevamente es el estrato C el que presenta las condiciones más desfavorables para hacer

que los modelos propuestos sean factibles, por lo que a continuación se proponen esquemas

especiales para permitir que los beneficios de estos modelos sean alcanzables para este

estrato. En la Tabla 27 se presenta entonces las aportaciones del organismo operador para la

factibilidad de los Modelos I y II, y la que se requeriría en el caso de adoptar un esquema

básico con la sola instalación de dispositivos de ahorro de agua:

Tabla 27. Esquemas de participación del Organismo Operador para la factibilidad de los Modelos Propuestos en el caso del Estrato Socioeconómico C

Alta-Concentrada 50% 2155 65% 2801Alta-Repartida 50% 2155 60% 2586Media-Concentrada 55% 2370 65% 2801Media-Repartida 55% 2370 65% 2801Baja-Concentrada 60% 2586 70% 3017Baja-Repartida 60% 2586 70% 3017

- 75% 4285 85% 4857 53.9 / 76 100

- 0% 0 0% 0 32 0

FACTIBILIDAD MODELO I PARA EL ESTRATO C

FACTIBILIDAD MODELO II PARA EL ESTRATO C

PRECIPITACIÓNAPORTACIÓN DEL ORGANISMO OPERADOR (% / $) AHORRO AGUA

(%)

SANEAMIENTO

(%)TARIFA PROMEDIO TARIFA DIFERENCIADA

39-51 0

SANEAMIENTO

(%)

FACTIBILIDAD INSTALACIÓN DE DISPOSITIVOS PARA EL ESTRATO C

PRECIPITACIÓNAPORTACIÓN DEL ORGANISMO OPERADOR (% / $) AHORRO AGUA

(%)

SANEAMIENTO

(%)TARIFA PROMEDIO TARIFA DIFERENCIADA

TARIFA PROMEDIO TARIFA DIFERENCIADA PRECIPITACIÓN

APORTACIÓN DEL ORGANISMO OPERADOR (% / $) AHORRO AGUA

(%)


El caso del Modelo III no es recomendable para este estrato, ya que como se puede ver en

la tabla anterior, ya para el Modelo II, más económico, se requieren esquemas de

participación importante del organismo operador, además de que los ahorros o beneficios

ambientales del Modelo II son ya considerables.


65

Durante el presente análisis se ha podido observar que se tienen 2 restricciones importantes

para que los modelos propuestos sean aplicables para cualquier zona del país: la altura-

régimen de precipitación y la tarifa.

Para la primera, no controlable, se tiene un Modelo II independiente de ella y también con

considerables ahorros de agua. Para la segunda, no se tiene un modelo alterno, pero sí la

voluntad y responsabilidad de los administradores del agua para ser menos dependientes de

subsidios, más eficientes en su desempeño y por consiguiente más realistas en sus tarifas.

V. Conclusiones y recomendaciones

66

CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

V.1. Conclusiones

Los modelos propuestos permiten un uso eficiente del agua mediante la reducción de la

demanda y el aprovechamiento de fuentes alternas, con ahorros del 30 al 57%

Las gráficas generadas a partir de los modelos propuestos son una herramienta práctica para

identificar el modelo factible para cualquier sitio de México, además de ser un indicador de

la sustentabilidad de las tarifas actuales

Los modelos propuestos contribuyen a responder el cómo de los siguientes “retos a

superar” del objetivo específico 2 (PNH 2007-2012):

o Orientar el crecimiento de ciudades en función de la disponibilidad de agua, la

reducción de la demanda y el manejo adecuado de la oferta

o Que los municipios establezcan planes maestros de agua potable, drenaje y

saneamiento y se comprometan a su ejecución.

o Consolidar el reuso del agua residual tratada en el país, así como su intercambio

por agua de primer uso en aquellas actividades en que esta opción es factible.

Los modelos propuestos:

o Eliminan las externalidades de los nuevos desarrollos habitacionales en el

abastecimiento y saneamiento

o Evitan la importación de agua y la sobrexplotación de aguas subterráneas,

contribuyendo al ordenamiento en el uso del recurso

o Disminuyen los requerimientos de costosas Plantas de Tratamiento de Aguas

Residuales Municipales, incrementando la posibilidad de reuso y permitiendo

canalizar la inversión a rubros como la eficiencia física


67

o Aportan agua con calidad suficiente para diversos procesos industriales y la

agricultura, contribuyendo al abastecimiento del sector productivo

Para el Modelo I, “Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de agua pluvial”, los ahorros

de agua van de 39 a 51% respecto a la demanda convencional, de los cuáles el 30 a 32%

son atribuibles a los dispositivos ahorradores. Los mayores ahorros de agua se logran en los

sitios con precipitación alta y de régimen repartido, dado que esta combinación presenta un

mayor volumen disponible de precipitación distribuido a lo largo del año. Por el contrario,

los menores ahorros de agua son resultado de una combinación de precipitación baja

agudizada por un régimen de lluvias concentradas no acorde con el régimen constante

durante el año de las demandas de agua para usos no potables.

El tamaño comercial óptimo de cisterna del aprovechamiento pluvial es para todos los

casos el de 450 L, ya que además de tener el menor período de retorno el aprovechamiento

de agua pluvial es apenas de 1 a 2 puntos porcentuales por abajo del logrado con la cisterna

comercial con menores excedentes (5000 L), que a su vez tiene períodos de retorno 2 a 6

años mayores.

Los períodos de retorno aceptables (menores a 5 años, con la tarifa de $6.00/m3 de los sitios

revisados), se alcanzan para los estratos socioeconómicos A en todas las condiciones altura-

régimen de precipitación, y en el estrato B en casos con condiciones de precipitación

media y alta. Para el estrato C el tamaño del área de captación no permite maximizar la

cobertura de la demanda de usos no potables con agua pluvial resultando en un mayor

período requerido (7 a 8 años), para recuperar la inversión inicial realizada.

Las tarifas mínimas requeridas para que el Modelo I sea factible, dependen del régimen de

precipitación y del tamaño del desarrollo habitacional, para el sector socioeconómicoA son

de $4.00 a $5.50/m3 para lugares con precipitación alta, $5.50 a $7.50/m3 para lugares con

precipitación media y de $7.00 a $10.00 para lugares precipitación baja;


68

Para el sector socioeconómico B, éstas tarifas son de $6.00 a $6.50/m3 para sitios con

precipitación alta, $7.00 a $7.50/m3 para sitios con precipitación media y de $8.00 a $8.50

para sitios con precipitación baja. Finalmente para el sector socioeconómico C son de $8.00

a $8.50/m3 para lugares con precipitación alta, $9.00 a $10.00/m3 para lugares con

precipitación media y de $10.50 a $11.00 para lugares con precipitación baja. Se requiere

de una contribución del 50 al 70% de la inversión inicial por parte del Organismo Operador

para hacerlo factible para el Estrato C.

Para el Modelo II, “Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales

tratadas”, el ahorro de agua en el desarrollo habitacional oscila entre el 54% alcanzable en

el estrato C y el 57% correspondiente al estrato A, lo que aunado al ahorro global

(considerando excedentes para exportaciones) de 72 a 76%, representa un beneficio

ambiental considerablemente atractivo para todos los estratos y por tanto obliga a pensar en

estrategias económicas (aplicación de tarifas reales y/o preferenciales y mayores

aportaciones por parte del gobierno y de organismos operadores),para permitir que este

modelo sea factible para el estrato socioeconómico C, considerando que además del

importante ahorro de agua, también se resuelve al 100% el problema disposición deaguas

residuales.

El período de retorno de inversión del Modelo II con tarifa de $6.00/m3, en el escenario

donde no existe aportación del organismo operador resulta no aceptable para todos los

estratos y tamaños de sector propuestos. Sin embargo, la aportación del 50% de la inversión

inicial por parte del organismo operador permite períodos de retorno aceptables para

algunos sectores del estrato socioeconómico A y B aunque en ninguno de los tamaños de

sector para el estrato C.

Para el estrato C las tarifas actuales y el significativamente menor porcentaje de usos no

potables respecto a los otros dos estratos, impiden amortizar la inversión inicial en un

período aceptable de tiempo. Una mayor aportación del organismo operador o de apoyos

gubernamentales para este sector con menor ingreso y/o la actualización de tarifas de agua

potable permitirían que éste modelo fuese factible para el estrato socioeconómico C. La


69

tarifa mínima requerida para que el Modelo II sea factible para este estrato es de $7.00 /m3,

para cualquier tamaño de desarrollo habitacional comprendido entre 200 y 2200 casas,

siendo sectorizado en grupos de 250 casas. Se requiere de una contribución del 75 al 85%

de la inversión inicial por parte del Organismo Operador para hacerlo factible para el

Estrato C.

En el caso del estrato socioeconómico B únicamente en la sectorización al 12.5% el modelo

tiene un período de retorno aceptable (5 años). Lo anterior se debe principalmente a que el

volumen de aguas residuales de ese sector no requiere un tanque de igualación previo al

tratamiento, además de que el costo de los demás componentes es relativamente menor a

los correspondientes al resto de los tamaños de sector. La tarifa mínima requerida para que

el Modelo II sea factible para este estrato es de $7.00 /m3, para cualquier tamaño de

desarrollo habitacional comprendido entre 200 y 2200 casas, siendo sectorizado en grupos

de 250 casas.

Al igual que en el estrato B, en el estrato A sólo se tiene un tamaño de sector con período

de retorno aceptable (4 años). En este caso se trata de la “sectorización” al 100%, donde la

igualación, tratamiento, conducción y regularización de las aguas residuales se efectúa en

un solo punto del desarrollo habitacional. Lo anterior se explica principalmente por el

hecho de que los volúmenes de aguas residuales correspondientes al 50, 25 y 12.5% del

desarrollo habitacional para el estrato socioeconómico A son lo suficientemente

importantes para ubicarse en la franja de altos costos de tratamiento que a su vez son

distribuidos entre un menor número de habitantes. La tarifa mínima requerida para que el

Modelo II sea factible para el estrato A es de $8.00 /m3 a $5.00/m3 para desarrollos

habitacionales de 200 a 2200 casas respectivamente, sin requerir la sectorización del

desarrollo.

El llamado sector “individual”, es decir, el Modelo II llevado a nivel casa habitación no es

recomendable en ninguno de los casos debido a que el retorno de la inversión ni siquiera se

logra dentro de la vida útil del sistema, debido al elevado costo de un sistema de

tratamiento para una casa habitación siendo entonces inadecuado para un desarrollo


70

habitacional, aunque puede llegar a ser necesario para usuarios de alto poder adquisitivo

con casas aisladas sin la posibilidad de conectar sus descargas residuales a un sistema de

alcantarillado.

Para el Modelo III, “Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales tratadas

y pluviales”, el ahorro de agua oscila al igual que en el caso anterior entre el 54% del

estrato C y el 57% para el estrato A, mientras que el ahorro global (considerando

excedentes para exportaciones) va del 84% del estrato C en zonas con precipitación baja

hasta el 100% del estrato A alcanzado en zonas con precipitación alta-repartida. Lo anterior

significa que al implementar este modelo se liberaría una fuente de abastecimiento de agua

potable suficiente para abastecer un desarrollo habitacional de la misma magnitud con

demanda convencional o incrementar la continuidad en el suministro de agua a varios

desarrollos habitacionales, además de que este modelo implica el saneamiento del 100% de

las aguas residuales, y una disminución de problemas por escurrimientos en las calles al ser

aprovechada el agua de lluvia, dimensionando así el beneficio al medio ambiente y a la

calidad de vida de los usuarios.

Con la tarifa actual de $6.00/m3 de los sitios revisados en el Modelo III no existe ningún

caso donde el formato de participación en la inversión, 50% Organismo Operador – 50%

usuario, redunde en un período aceptable de retorno de la inversión (menor o igual a 5

años). Mientras tanto, para el formato proporcional propuesto (dependiente del volumen de

aguas tratadas aprovechado dentro del desarrollo habitacional que las genera), se tiene que

para el estrato socioeconómico A el mejor tamaño de sectorización es el del 100%, con un

período de retorno de 4 años en lluvias altas (aceptable), de 5 años en lluvias medias

(aceptable), y de 6 y 7 años en lluvias bajas-repartidas y bajas-concentradas

respectivamente (no aceptable).

Nuevamente para el estrato A, el rubro que más pesa para determinar la sectorización es el

costo del tratamiento de las aguas residuales ya que un menor tamaño de sector requiere de

un sistema de tratamiento cuyo costo no es proporcionalmente menor y debe ser repartido

entre un menor número de habitantes. Las tarifas mínimas requeridas para que el Modelo


71

III sea factible, dependiendo del régimen de precipitación y del tamaño del desarrollo

habitacional, son para el sector socioeconómico A de $4.50 a $5.50/m3 para precipitación

alta, $5.50 a $7.50/m3 para precipitación media y de $7.00 a $10.00 para precipitación baja.

Para el estrato socioeconómico B, únicamente en un régimen de lluvias altas repartidas y

con tamaño de sector de 12.5% se tiene un período de retorno aceptable (5 años). Para

lluvias concentradas altas y el resto de regímenes de precipitación media y baja los períodos

de retorno van de 6-8 a pesar de que estos son resultado del formato de participación

proporcional de la inversión. Las tarifas mínimas requeridas para que el Modelo III son

para el sector socioeconómico B de $6.00 a $6.50/m3 para precipitación alta, $7.00 a

$7.50/m3 para precipitación media y de $8.00 a $8.50 para precipitación baja, siendo la

sectorización del desarrollo en grupos de 250 casas.

Por su parte, para el estrato C, siguiendo con el formato proporcional de participación en la

inversión, para ninguna de sus combinaciones de régimen-altura de precipitación se tiene

un período de retorno aceptable, ya que estos van de 7 a 10 años. Cabe señalar que al igual

que para el estrato B, el sector que arroja un menor período de retorno es el de 12.5%,

nuevamente debido a que para este tamaño de sector el volumen de agua residual generada

no requiere de un tanque de igualación, además de que el costo del tratamiento requerido es

significativamente menor al del resto de los tamaños de sector. Las tarifas mínimas

requeridas para que el Modelo III sea factible para el sector socioeconómico C son de $8.00

a $8.50/m3 para precipitación alta, $9.00 a $10.00/m3 para precipitación media y de $10.50

a $11.00 para precipitación baja, con una sectorización al igual que para el estrato B en

grupos de 250 casas. Por razón del costo-beneficio, el Modelo III no es recomendable para

el estrato C.


72

V.2. Recomendaciones

Con base a los resultados arrojados por el presente análisis se recomienda:

• Generar un programa nacional de aprovechamiento pluvial y reuso de agua a nivel

urbano, que incluya las estrategias de integración recomendadas para cada región del

país, los esquemas de participación en la inversión y los apoyos financieros e

incentivos fiscales para impulsar el aprovechamiento de dichas fuentes de

abastecimiento

• Realizar estudios que permitan conocer la distribución de usos del agua a nivel casa

habitación para cada estado del país.

• Realizar estudios de caracterización de aguas residuales y pluviales para todas las

entidades del país.

• Realizar estudios comparativos de calidad del agua pluvial previo contacto con

superficie de captación, durante el lavado de la misma y posterior al lavado.

• Valoración económica, para los Organismos Operadores, de los ahorros en

inversiones futuras de abastecimiento y saneamiento

• Diseños arquitectónicos y de instalaciones hidrosanitarias acordes a los modelos

propuestos

• Realizar estudios de caracterización de agua pluvial previo contacto con superficies

de techos y caracterización del agua de lavado por entidad

• Documentar cuantitativamente beneficios y problemas del sistema de reuso de agua

del Fraccionamiento Pirámides de la ciudad de Querétaro

• Documentar la factibilidad de aceptación social del uso del agua pluvial en la

lavandería, que implicaría un ahorro adicional de agua de aproximadamente el 7%

• Modificar las dotaciones recomendadas en los Lineamientos Técnicos de la

CONAGUA a valores acordes al empleo de dispositivos ahorradores de agua

• Revisar la sustentabilidad de las tarifas utilizadas en cada estado del país

• Generar una base de datos estatal para la determinación de la inversión inicial de

proyectos de aprovechamiento pluvial y residual urbano

Bibliografía

73

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78

ANEXOS

A, 1940-2005)

83

6

BAJA CALIFORNIA NORTE

ilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

ANEXO DEL CAPÍTULO II

79

PRECIPITACIÓN BAJA-CONCENTRADA, EN MILÍMETROS (CONAGU

BCS BC CHIH SON DGO ZACEnero 13 37 16 23 20 15

Febrero 4 32 10 15 9 8Marzo 2 37 6 10 6 5Abril 1 16 8 4 5 7Mayo 1 4 10 3 11 19Junio 1 1 36 20 59 82Julio 18 1 109 116 113 11

Agosto 42 5 99 109 115 11Septiembre 54 6 68 57 90 84

Octubre 17 9 28 25 35 36Noviembre 7 21 10 14 13 13Diciembre 14 32 18 27 24 16

Media Anual 174 201 418 423 500 51

EstadoMes

BAJA CALIFORNIA SUR

0

10

20

30

40

50

60

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

r

SONORA

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

ZACATECAS

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

80

0 20

40 60

80 100

120

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20

40 60

80 100

120En

ero

Febr

ero

Mar

zo

AbrilM

ayo


CHIHUAHUA

0

20

40

60

80

100

120

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20 40 60

80 100 120 140

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

DURANGO

140 140


1940-2005)

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

81

PRECIPITACIÓN BAJA-REPARTIDA, EN MILÍMETROS (CONAGUA

EstadoCOAH

Enero 12Febrero 12Marzo 8Abril 19Mayo 36Junio 40Julio 34

Agosto 43Septiembre 56

Octubre 32Noviembre 14Diciembre 12

Media Anual 318

Mes

COAHUILA

0

10

20

30

40

50

60

Ener

o

Febr

ero

Mar

zo

Abril

May

o

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre


UA 1940-2005)

R COL MEX 21 13 7 6 4 9 2 24 8 61

3 113 1550 164 1826 203 1754 222 161

102 72 25 20 13 9

8 884 887

82

PRECIPITACIÓN MEDIA-CONCENTRADA, EN MILÍMETROS (CONAG

QRO GTO TXC DF SIN MICH JAL MOEnero 11 12 8 8 28 13 14 10

Febrero 6 7 6 5 13 4 8 3Marzo 8 8 12 9 12 4 7 4Abril 20 15 34 24 8 10 7 14Mayo 41 36 73 51 10 33 25 55Junio 101 106 130 124 57 138 144 18Julio 106 127 124 155 186 185 203 17

Agosto 100 124 128 145 193 171 182 16Septiembre 98 99 112 126 156 157 142 18

Octubre 43 41 55 54 58 65 61 70Noviembre 13 12 17 11 23 17 16 14Diciembre 7 10 8 7 32 9 12 5

Media Anual 554 597 707 719 776 806 821 87

MesEstado

GUANAJUATO

May

oJu

nio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

DISTRITO FEDERAL

ilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

83

0

20

40

60

80

100

120

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

r


QUERÉTARO

0

20

40

60

80

100

120

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0

20

40

60

80

100

120

140

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

ril

TLAXCALA

140 180

MICHOACÁN

May

oJu

nio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

MORELOS

May

oJu

nio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

84

0

50

100

150

200

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilMay

o

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

ril


SINALOA

0

50

100

150

200

250

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilMay

o

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

ril

JALISCO

250

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

ESTADO DE MÉXICO

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

85


COLIMA

0

50

100

150

200

250

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

ANEXO

A 1940-2005)

NUEVO LEÓN

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

HIDALGO

bril

May

oJu

nio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Ener

oFe

86

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 20 40 60 80 100 120

Ener

oFe

brer

o M

arzo

A

DEL CAPÍTULO II

PRECIPITACIÓN MEDIA-REPARTIDA, EN MILÍMETROS (CONAGU

NL TAM HGOEnero 20 19 20

Febrero 17 15 18Marzo 17 19 22Abril 36 35 40Mayo 59 66 65Junio 72 123 122Julio 54 101 116

Agosto 85 108 111Septiembre 130 154 157

Octubre 64 78 82Noviembre 20 28 36Diciembre 17 20 21

Media Anual 591 766 810

MesEstado

0

20

40

60

80

100

120

140

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

TAMAULIPAS

140 160 180


PRECIPITACIÓN ALTA-C UA 1940-2005)

Mes

NAYARIT

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

EneroFebrero Marzo AbrilMayoJunioJulio

AgostoSeptiembre

OctubreNoviembreDiciembre

Media Anual

SAN LUIS POTOSÍ

0

50

100

150

200

250

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

87

bre

0

50

100

150

200

250

300

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

ONCENTRADA, EN MILÍMETROS (CONAG

SLP NAY GRO CAMP OAX 19 18 10 29 30 17 9 3 23 26 17 5 3 18 22 35 4 9 16 31 66 8 48 63 87 148 137 198 163 255 142 280 221 190 268 148 274 218 204 257 203 218 257 217 292 96 75 107 132 152 36 16 26 59 64 24 17 6 37 37 951 1 061 1 106 1 151 1 521

Estado

eov

iembr

eDi

ciem

bre

CAMPECHE

0

50

100

150

200

250

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

88

0

50

100

150

200

250

300

350

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre


GUERRERO

0

50

100

150

200

250

300

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

brN

OAXACA


PRECIPITACIÓN ALTA 1940-2005)

Y BEnero 9

3053

6 1 2 3 9

21

1 24

Mes

TANA ROO

unio

Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

Febrero Marzo AbrilMayoJunioJulio

AgostoSeptiembre

OctubreNoviembreDiciembre

Media Anual

YUCATÁN

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

c

89

iembr

e

0

50

100

150

200

250En

ero

Febr

ero

Mar

zo

Abril

May

o

J

-REPARTIDA, EN MILÍMETROS (CONAGUA

UC QR PUE VER CHIS TA 34 65 30 42 77 17 34 40 26 34 59 12 30 32 27 34 46 8 31 33 45 45 57 7 79 99 83 78 134 12162 177 187 207 268 24166 120 199 239 270 21165 140 195 205 269 25186 209 234 290 344 38113 165 140 163 232 34 51 96 63 89 112 21 45 82 36 58 102 19 096 1 258 1 265 1 484 1 970 2 4

Estado

QUIN

VERACRUZ

bril

May

oJu

nio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

TABASCO

bril

May

oJu

nio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

90

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Ener

oFe

brer

o M

arzo

A


PUEBLA

0

50

100

150

200

250

Ener

oFe

brer

o M

arzo

Ab

rilM

ayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octu

bre

Novie

mbr

eDi

ciem

bre

0

50

100

150

200

250

300

350

Ener

oFe

brer

o M

arzo

A

CHIAPAS

AGUA PLUVIAL, CASO N.L., ESTRATO

ANEXOS DEL CAPÍTULO IV

91

ANEXO 4.1: HOJA DE CÁLCULO DEL MODELO I (DISPOSITIVOS DE AHORRO Y APROVECHAMIENTO DEB)


…CONTINUACIÓN ANEXO 4.1

148

31047%

Ahorro Total de Agua (m3/casa/año)

Demanda Convencional (m3/casa/año)Ahorro de Agua Modelo I

Ahorro Anual de Agua

)

92

4568.91

0 1859.76 1085.06 774.70 3794.211 1915.55 1117.61 797.94 2996.272 1973.02 1151.14 821.88 2174.403 2032.21 1185.68 846.53 1327.874 2093.18 1221.25 871.93 455.945 2155.97 1257.89 898.09 -442.156 2220.65 1295.62 925.03 -1367.187 2287.27 1334.49 952.78 -2319.968 2355.89 1374.53 981.36 -3301.329 2426.56 1415.76 1010.80 -4312.13

10 2499.36 1458.23 1041.13 -5353.2511 2574.34 1501.98 1072.36 -6425.6212 2651.57 1547.04 1104.53 -7530.1513 2731.12 1593.45 1137.67 -8667.8214 2813.05 1641.25 1171.80 -9839.6215 2897.45 1690.49 1206.95 -11046.5716 2984.37 1741.21 1243.16 -12289.7317 3073.90 1793.44 1280.46 -13570.1918 3166.12 1847.25 1318.87 -14889.0619 3261.10 1902.66 1358.44 -16247.49

Nota: Los saldos "negativos" por amortizar son ahorros directos para el usuarioPeríodo de retorno de la inversión

Facturación Convencional ($)

Factura Modelo I ($)

Ahorro Generado ($)

Saldo por Amortizar ($

Inversión Modelo I ($):

Año


GUAS RESIDUALES TRATADAS

93

ANEXO 4.2: HOJA DE CÁLCULO DEL MODELO II (DISPOSITIVOS DE AHORRO Y APROVECHAMIENTO DE AESTRATO B)



169

31054%69

77%Ahorro Global (considerando excedentes) Modelo I


Demanda Convencional (m3/casa/año)

Excedentes de Agua Tratada (m3/casa/año)Ahorro de Agua dentro del Desarrollo Modelo I

Ahorro Anual de Agua Modelo II

94

3754.46

0 1859.76 1271.67 588.09 3166.381 1915.55 1309.82 605.73 2560.652 1973.02 1349.12 623.90 1936.75

3 2032.21 1389.59 642.62 1294.13

4 2093.18 1431.28 661.90 632.235 2155.97 1474.22 681.75 -49.526 2220.65 1518.44 702.21 -751.737 2287.27 1564.00 723.27 -1475.008 2355.89 1610.92 744.97 -2219.979 2426.56 1659.25 767.32 -2987.29

10 2499.36 1709.02 790.34 -3777.6311 2574.34 1760.29 814.05 -4591.6812 2651.57 1813.10 838.47 -5430.1513 2731.12 1867.50 863.62 -6293.7714 2813.05 1923.52 889.53 -7183.3115 2897.45 1981.23 916.22 -8099.5316 2984.37 2040.66 943.71 -9043.2317 3073.90 2101.88 972.02 -10015.2518 3166.12 2164.94 1001.18 -11016.4319 3261.10 2229.89 1031.21 -12047.64


Inversión Modelo II ($):

AñoFacturación

Convencional ($)Factura Modelo II

($)Ahorro Generado

($)Saldo por

Amortizar ($)

E AGUAS RESIDUALES TRATADAS Y


95

ANEXO 4.3: HOJA DE CÁLCULO DEL MODELO III (DISPOSITIVOS DE AHORRO Y APROVECHAMIENTO DPLUVIALES, CASO N.L, ESTRATO B)



169

31054%12795%

Ahorro de Agua dentro del Desarrollo Modelo I

Ahorro Anual de Agua Modelo III


Demanda Convencional (m3/casa/año)

Excedentes de Agua Tratada (m3/casa/año)Ahorro Global (considerando excedentes) Modelo I

96

5510.75

0 1859.76 1050.45 809.31 4701.441 1915.55 1081.96 833.59 3867.842 1973.02 1114.42 858.60 3009.24

3 2032.21 1147.85 884.36 2124.89

4 2093.18 1182.29 910.89 1214.005 2155.97 1217.76 938.21 275.786 2220.65 1254.29 966.36 -690.587 2287.27 1291.92 995.35 -1685.938 2355.89 1330.68 1025.21 -2711.149 2426.56 1370.60 1055.97 -3767.11

10 2499.36 1411.71 1087.65 -4854.7611 2574.34 1454.07 1120.28 -5975.0412 2651.57 1497.69 1153.89 -7128.9213 2731.12 1542.62 1188.50 -8317.4314 2813.05 1588.90 1224.16 -9541.5815 2897.45 1636.56 1260.88 -10802.4716 2984.37 1685.66 1298.71 -12101.1817 3073.90 1736.23 1337.67 -13438.8518 3166.12 1788.32 1377.80 -14816.6519 3261.10 1841.97 1419.13 -16235.78


Inversión Modelo III ($):

AñoFacturación

Convencional ($)Factura Modelo

III ($)Ahorro Generado

($)Saldo por

Amortizar ($)

RA LOS MODELOS PROPUESTOS

Mod. I

mín ($) Sect.(%) Tmín ($) Tmín ($) Sect.(%) Tmín ($) Sect.(%)

9.00 100 3.50 5.50 100 7.00 1008.00 100 3.50 5.50 100 6.50 1009.50 100 4.00 5.50 100 7.50 1009.50 100 3.50 5.50 100 7.50 1001.00 100 4.50 5.50 100 8.50 1001.00 100 4.00 5.50 100 8.50 1000.00 25 5.50 7.00 12.5 10.00 12.59.00 25 5.00 7.00 12.5 9.00 12.51.00 25 6.00 7.00 12.5 11.00 12.50.00 25 5.50 7.00 12.5 10.00 12.52.00 25 6.50 7.00 12.5 12.00 12.51.50 25 6.50 7.00 12.5 11.50 12.52.50 25 8.00 7.00 12.5 12.50 12.51.50 25 7.50 7.00 12.5 11.50 12.54.00 25 8.50 7.00 12.5 14.00 12.53.00 25 8.00 7.00 12.5 13.00 12.55.00 25 9.50 7.00 12.5 15.00 12.54.50 25 9.00 7.00 12.5 14.50 12.5

Mod. III1100 casas

Mod. IIITamaño de desarrollo: 2200 casas

Mod. II


97

ANEXO 4.4: RESUMEN DE TARIFAS MÍNIMAS Y TAMAÑOS DE SECTOR RECOMENDADOS PA

Mod. I Mod. I Mod. I Tmín ($) Tmín ($) Sect.(%) Tmín ($) Sect.(%) Tmín ($) Tmín ($) Sect.(%) Tmín ($) Sect.(%) Tmín ($) Tmín ($) Sect.(%) T

C 3.50 8.00 100 10.00 100 3.50 8.00 50 10.00 50 3.50 7.50 100R 3.50 8.00 100 8.50 100 3.50 8.00 50 8.50 50 3.50 7.50 100C 4.00 8.00 100 11.00 100 4.00 8.00 50 11.00 50 4.00 7.50 100R 3.50 8.00 100 10.50 100 3.50 8.00 50 10.50 50 3.50 7.50 100C 4.50 8.00 100 12.00 100 4.50 8.00 50 12.00 50 4.50 7.50 100 1R 4.00 8.00 100 12.00 100 4.00 8.00 50 12.00 50 4.00 7.50 100 1C 5.50 7.00 100 10.00 100 5.50 7.00 50 10.00 50 5.50 7.00 25 1R 5.00 7.00 100 9.00 100 5.00 7.00 50 9.00 50 5.00 7.00 25C 6.00 7.00 100 11.00 100 6.00 7.00 50 11.00 50 6.00 7.00 25 1R 5.50 7.00 100 10.00 100 5.50 7.00 50 10.00 50 5.50 7.00 25 1C 6.50 7.00 100 12.00 100 6.50 7.00 50 12.00 50 6.50 7.00 25 1R 6.50 7.00 100 11.50 100 6.50 7.00 50 11.50 50 6.50 7.00 25 1C 8.00 7.00 100 12.50 100 8.00 7.00 50 12.50 50 8.00 7.00 25 1R 7.50 7.00 100 11.50 100 7.50 7.00 50 11.50 50 7.50 7.00 25 1C 8.50 7.00 100 14.00 100 8.50 7.00 50 14.00 50 8.50 7.00 25 1R 8.00 7.00 100 13.00 100 8.00 7.00 50 13.00 50 8.00 7.00 25 1C 9.50 7.00 100 15.00 100 9.50 7.00 50 15.00 50 9.50 7.00 25 1R 9.00 7.00 100 14.50 100 9.00 7.00 50 14.50 50 9.00 7.00 25 1

Rég.

Prec.

Baja

Alta

Media

Alta

Media

Baja

Alta

Alt.

Prec.

Baja

Media

Tamaño de desarrollo: Mod. II

Tamaño de desarrollo: 275 casasMod. II Mod. III

Tamaño de desarrollo: 550casasMod. II Mod. III

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