modelos de uso sustentable del agua para nuevos
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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
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
223 l/hab/d 27.45 m3/casa/mes
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
11
Tabla 3. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico B.
HIGIENE 42.31 17.57 24.74Baño diario 35.84 40 14.34 21.50Lavado de manos 3.47 50 1.73 1.73Lavado de dientes 1.50 50 0.75 0.75Lavado de cara 1.50 50 0.75 0.75
CONSUMO COCINA 8.21 2.43 5.78Cocinar 1.85 0 0.00 1.85Bebida 1.50 0 0.00 1.50Lavado de cocina 4.86 50 2.43 2.43
LIMPIEZAS INTERIORES 8.09 0.00 8.09Pisos 4.39 0 0.00 4.39Baño 2.31 0 0.00 2.31Ventanas 0.69 0 0.00 0.69Muebles 0.69 0 0.00 0.69
LAVANDERÍA 6.94 0.00 6.94Lavado de ropa 6.94 0 0.00 6.94
SUBTOTAL USOS POTABLES 65.55 20.00 45.5566.92%
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
SUBTOTAL USOS NO POTABLES 34.45 11.93 22.5233.08%
100.00 31.93 68.07
SUBTOTAL NO POTABLE
SUBTOTAL POTABLE
% Ahorro% Consumo
FinalUso Concepto % Consumo
% Red. Dispositivos
Dotación y Consumo Convencional SocioeconómicoB
210 l/hab/d 25.83 m3/casa/mes
Dotación y Consumo con DispositivosSocioeconómico B
143 l/hab/d 18.69 m3/casa/mes
TOTAL (%)
USOS N
O POTABLES
USOS POTABLES
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
12
Tabla 4. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato socioeconómico C.
HIGIENE 42.81 17.78 25.03Baño diario 36.26 40 14.50 21.75Lavado de manos 3.51 50 1.75 1.75Lavado de dientes 1.52 50 0.76 0.76Lavado de cara 1.52 50 0.76 0.76
CONSUMO COCINA 8.30 2.46 5.85Cocinar 1.87 0 0.00 1.87Bebida 1.52 0 0.00 1.52Lavado de cocina 4.91 50 2.46 2.46
LIMPIEZAS INTERIORES 8.19 0.00 8.19Pisos 4.44 0 0.00 4.44Baño 2.34 0 0.00 2.34Ventanas 0.70 0 0.00 0.70Muebles 0.70 0 0.00 0.70
LAVANDERÍA 7.02 0.00 7.02Lavado de ropa 7.02 0 0.00 7.02
SUBTOTAL USOS POTABLES 66.32 20.23 46.0868.07%
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
SUBTOTAL USOS NO POTABLES 33.68 12.07 21.6131.93%
100.00 32.30 67.70
Dotación y Consumo Convencional SocioeconómicoC
140 l/hab/d 17.22 m3/casa/mes
Dotación y Consumo con DispositivosSocioeconómico C
100 l/hab/d 12.30 m3/casa/mes
SUMA
USOS N
O POTABLES
USO
S POTABLES
% Ahorro % Consumo Final
Uso Concepto % Consumo% Red.
Dispositivos
SUBTOTAL NO POTABLE
SUBTOTAL POTABLE
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003.
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
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003.
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]:
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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)
Concentrada mm (m3/casa/mes) Repartida mm (m3/casa/mes)
Concentrada mm (m3/casa/mes) Repartida mm (m3/casa/mes)
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
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2004.
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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:
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
Fuente: Uriarte, 2002.
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
Fuente: Uriarte, 2002.
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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.
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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,
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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.
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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,
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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:
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
37
• 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 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
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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 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 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)
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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.
III. Conceptualización de los Modelos Propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
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
Concepto Cantidad P.U. ($) Importe ($)Cebolleta reductora de flujo 1 68 68Aireador lavamanos 1 11.65 12Aireador cocina 1 34.61 35Sistema dual sanitario 1 220 220
334Total
Total
Estrato socioeconómico A
Total
Estrato socioeconómico B
Estrato socioeconómico C
Fuente: CEA Querétaro, 2009.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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 N.L. 450 L (5000 L) / 47% (48%) / 5 años (8 años)Concentradas Qro. 450 L (5000 L) / 44% (46%) / 5 años (8 años)
Repartidas Q.R. 450 L (5000 L) / 51% (52%) / 5 años (7 años)Concentradas S.L.P. 450 L (5000 L) / 48% (49%) / 5 años (8 años)
Repartidas Coah. 450 L / 41% / 8 años Concentradas Son. 450 L (5000 L) / 40% (42%) / 8 años (14 años)
Repartidas N.L. 450 L (5000 L) / 46% (48%) / 7 años (11 años)Concentradas Qro. 450 L (5000 L) / 44% (46%) / 8 años (12 años)
Repartidas Q.R. 450 L (5000 L) / 50% (52%) / 7 años (11 años)Concentradas S.L.P. 450 L (5000 L) / 47% (49%) / 7 años (11 años)
Altura de Precipitación
Régimen Estado
Baja
Media
Alta
Altura de Precipitación
Altura de Precipitación
Régimen Estado
Régimen Estado
Baja
Media
Baja
Media
Alta
Estrato socioeconómico A
Estrato socioeconómico B
Estrato socioeconómico C
Cisterna / Ahorro agua / Retorno Inversión
Cisterna / Ahorro agua / Retorno Inversión
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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 ($)
A-C
A-R
M-C
M-R
B-C
B-R
A: Alta, M: Media, B: Baja ; C: Concentrada, R: Repartida Figura 14. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato B Fuente: Elaborada por el autor, 2009
IV Evaluación de los modelos propuestos
48
Modelo I (Estrato C)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Tamaño (No. casas)
Tmín ($)
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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:
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos 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
Estrato socioeconómico B
Estrato socioeconómico C
ConceptoCostos por tamaño de sector ($)
ConceptoCostos por tamaño de sector ($)
Costos por tamaño de sector ($)Concepto
Estrato socioeconómico A
Fuente: CEA Guanajuato, SAPAET Tabasco, Acuapro, 2007.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
Fuente: Elaborada por el autor, 2009.
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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:
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
Fuente: Elaborada por el autor, 2009.
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
100% 50% 25% 12.5% IndividualRepartidas-Alta 1049 1244 1182 590 2990Repartidas-Media 1420 1873 1874 942 5981Repartidas-Baja 1790 2501 2566 1293 8971Concentradas-Alta 1049 1244 1182 590 2990Concentradas-Media 2761 4092 5981 4604 14951Concentradas-Baja 1790 2501 2566 1293 8971
100% 50% 25% 12.5% IndividualRepartidas-Alta 1012 1123 838 484 2990Repartidas-Media 1012 1123 838 484 2990Repartidas-Baja 1345 1629 1185 729 5981Concentradas-Alta 1012 1123 838 484 2990Concentradas-Media 1345 1629 1185 729 5981Concentradas-Baja 1345 1629 1185 729 5981
PrecipitaciónCostos por casa para cada tamaño de sector ($)
Precipitación
Estrato socioeconómico A
Estrato socioeconómico B
PrecipitaciónCostos por casa para cada tamaño de sector ($)
Estrato socioeconómico C
Costos por casa para cada tamaño de sector ($)
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.
IV Evaluación de los modelos 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%
Sector 100% Sector 50% Sector 25% Sector 12.5% IndividualR-B 8/11años ; 55/90% 9/13años ; 55/90% 9/14años ; 55/90% 7/10años ; 55/90% 15/30años ; 55/90%
C-B 8/11años ; 55/88% 9/14años ; 55/88% 9/14años ; 55/88% 8/10años ; 55/88% 16/32años ; 55/88%
R-M 7/10años ; 55/95% 7/12años ; 55/95% 7/12años ; 55/95% 6/9años ; 55/95% 11/28años ; 55/95%
C-M 7/10años ; 55/92% 8/13años ; 55/92% 8/13años ; 55/92% 6/10años ; 55/92% 12/30años ; 55/92%
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%
Sector 100% Sector 50% Sector 25% Sector 12.5% IndividualR-B 10/14años ; 54/88% 11/17años ; 54/88% 10/14años ; 54/88% 9/12años ; 54/88% 17/40años ; 54/88%
C-B 11/15años ; 54/87% 11/17años ; 54/87% 10/15años ; 54/87% 10/13años ; 54/87% 18/40años ; 54/87%
R-M 9/13años ; 54/94% 9/13años ; 54/94% 8/13años ; 54/94% 8/11años ; 54/94% 12/37años ; 54/94%
C-M 10/14años ; 54/91% 10/16años ; 54/91% 9/14años ; 54/91% 9/12años ; 54/91% 16/38años ; 54/91%
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 A
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
(%)
Fuente: Elaborada por el autor, 2009.
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.
IV Evaluación de los modelos propuestos
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
V. Conclusiones y recomendaciones
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;
V. Conclusiones y recomendaciones
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
V. Conclusiones y recomendaciones
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
V. Conclusiones y recomendaciones
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
V. Conclusiones y recomendaciones
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.
V. Conclusiones y recomendaciones
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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México.
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
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Junio Julio
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0
5
10
15
20
25
30
35
40
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r
SONORA
Junio Julio
Agos
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Octu
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ZACATECAS
Junio Julio
Agos
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Octu
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80
0 20
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0 20
40 60
80 100
120En
ero
Febr
ero
Mar
zo
AbrilM
ayo
ANEXO DEL CAPÍTULO II
CHIHUAHUA
0
20
40
60
80
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120
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Junio Julio
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Octu
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0 20 40 60
80 100 120 140
Ener
oFe
brer
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Ab
rilM
ayo
DURANGO
140 140
ANEXO DEL CAPÍTULO II
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
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ptiem
bre
ANEXO DEL CAPÍTULO II
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
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Agos
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DISTRITO FEDERAL
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83
0
20
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120
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Junio Julio
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0 20 40 60 80 100 120 140 160
Ener
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Ab
r
ANEXO DEL CAPÍTULO II
QUERÉTARO
0
20
40
60
80
100
120
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80
100
120
140
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TLAXCALA
140 180
MICHOACÁN
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MORELOS
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ANEXO DEL CAPÍTULO II
SINALOA
0
50
100
150
200
250
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0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ener
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JALISCO
250
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ciem
bre
ESTADO DE MÉXICO
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
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bre
85
ANEXO DEL CAPÍTULO II
COLIMA
0
50
100
150
200
250
Ener
oFe
brer
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Ab
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Agos
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bre
Octu
ANEXO
A 1940-2005)
NUEVO LEÓN
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Agos
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bre
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HIDALGO
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0 20 40 60 80 100 120
Ener
oFe
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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
ANEXO DEL CAPÍTULO II
PRECIPITACIÓN ALTA-C UA 1940-2005)
Mes
NAYARIT
rilM
ayo
Junio Julio
Agos
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Octu
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Novie
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bre
EneroFebrero Marzo AbrilMayoJunioJulio
AgostoSeptiembre
OctubreNoviembreDiciembre
Media Anual
SAN LUIS POTOSÍ
0
50
100
150
200
250
Ener
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Junio Julio
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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
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CAMPECHE
0
50
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150
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88
0
50
100
150
200
250
300
350
Ener
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Octu
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ciem
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ANEXO DEL CAPÍTULO II
GUERRERO
0
50
100
150
200
250
300
Ener
oFe
brer
o M
arzo
Ab
rilM
ayo
Junio Julio
Agos
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bre
Octu
brN
OAXACA
ANEXO DEL CAPÍTULO II
PRECIPITACIÓN ALTA 1940-2005)
Y BEnero 9
3053
6 1 2 3 9
21
1 24
Mes
TANA ROO
unio
Julio
Agos
toSe
ptiem
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Octu
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Novie
mbr
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bre
Febrero Marzo AbrilMayoJunioJulio
AgostoSeptiembre
OctubreNoviembreDiciembre
Media Anual
YUCATÁN
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ener
oFe
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o M
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Ab
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ayo
Junio Julio
Agos
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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
ANEXO DEL CAPÍTULO II
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)
ANEXOS DEL CAPÍTULO IV
…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 ($):
Año
ANEXOS DEL CAPÍTULO IV
GUAS RESIDUALES TRATADAS
93
ANEXO 4.2: HOJA DE CÁLCULO DEL MODELO II (DISPOSITIVOS DE AHORRO Y APROVECHAMIENTO DE AESTRATO B)
ANEXOS DEL CAPÍTULO IV
…CONTINUACIÓN ANEXO 4.2
169
31054%69
77%Ahorro Global (considerando excedentes) Modelo I
Ahorro Total de Agua (m3/casa/año)
Demanda Convencional (m3/casa/año)
Excedentes de Agua Tratada (m3/casa/año)Ahorro de Agua dentro del Desarrollo Modelo I
Ahorro Anual de Agua Modelo II
94
3754.46
0 1859.76 1271.67 588.09 3166.381 1915.55 1309.82 605.73 2560.652 1973.02 1349.12 623.90 1936.75
3 2032.21 1389.59 642.62 1294.13
4 2093.18 1431.28 661.90 632.235 2155.97 1474.22 681.75 -49.526 2220.65 1518.44 702.21 -751.737 2287.27 1564.00 723.27 -1475.008 2355.89 1610.92 744.97 -2219.979 2426.56 1659.25 767.32 -2987.29
10 2499.36 1709.02 790.34 -3777.6311 2574.34 1760.29 814.05 -4591.6812 2651.57 1813.10 838.47 -5430.1513 2731.12 1867.50 863.62 -6293.7714 2813.05 1923.52 889.53 -7183.3115 2897.45 1981.23 916.22 -8099.5316 2984.37 2040.66 943.71 -9043.2317 3073.90 2101.88 972.02 -10015.2518 3166.12 2164.94 1001.18 -11016.4319 3261.10 2229.89 1031.21 -12047.64
Nota: Los saldos "negativos" por amortizar son ahorros directos para el usuarioPeríodo de retorno de la inversión
Inversión Modelo II ($):
AñoFacturación
Convencional ($)Factura Modelo II
($)Ahorro Generado
($)Saldo por
Amortizar ($)
E AGUAS RESIDUALES TRATADAS Y
ANEXOS DEL CAPÍTULO IV
95
ANEXO 4.3: HOJA DE CÁLCULO DEL MODELO III (DISPOSITIVOS DE AHORRO Y APROVECHAMIENTO DPLUVIALES, CASO N.L, ESTRATO B)
ANEXOS DEL CAPÍTULO IV
…CONTINUACIÓN ANEXO 4.3
169
31054%12795%
Ahorro de Agua dentro del Desarrollo Modelo I
Ahorro Anual de Agua Modelo III
Ahorro Total de Agua (m3/casa/año)
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
Nota: Los saldos "negativos" por amortizar son ahorros directos para el usuarioPeríodo de retorno de la inversión
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 ($) Sect.(%)
9.00 100 3.50 5.50 100 7.00 1008.00 100 3.50 5.50 100 6.50 1009.50 100 4.00 5.50 100 7.50 1009.50 100 3.50 5.50 100 7.50 1001.00 100 4.50 5.50 100 8.50 1001.00 100 4.00 5.50 100 8.50 1000.00 25 5.50 7.00 12.5 10.00 12.59.00 25 5.00 7.00 12.5 9.00 12.51.00 25 6.00 7.00 12.5 11.00 12.50.00 25 5.50 7.00 12.5 10.00 12.52.00 25 6.50 7.00 12.5 12.00 12.51.50 25 6.50 7.00 12.5 11.50 12.52.50 25 8.00 7.00 12.5 12.50 12.51.50 25 7.50 7.00 12.5 11.50 12.54.00 25 8.50 7.00 12.5 14.00 12.53.00 25 8.00 7.00 12.5 13.00 12.55.00 25 9.50 7.00 12.5 15.00 12.54.50 25 9.00 7.00 12.5 14.50 12.5
Mod. III1100 casas
Mod. IIITamaño de desarrollo: 2200 casas
Mod. II
ANEXOS DEL CAPÍTULO IV
97
ANEXO 4.4: RESUMEN DE TARIFAS MÍNIMAS Y TAMAÑOS DE SECTOR RECOMENDADOS PA
Mod. I Mod. I Mod. I Tmín ($) 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