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Revista UNIMAR 34(2)- rev. UNIMAR.- 221-238.
ISSN: 0120-4327, ISSN Electrónico: 2216-0116,
Universidad Mariana, San Juan de Pasto, Nariño, Colombia, 2016.
Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
RESUMEN
ABSTRACT
ISSN: 0120-4327, ISSN Electrónico: 2216-0116,
Universidad Mariana, San Juan de Pasto, Nariño, Colombia, 2016.
Estrategias de la planificación del recurso hídrico con fines
de abastecimiento para consumo humano*
Francisco Maa Chamorro**
Paola Sofía Paz Enríquez***
David Ricardo Javier Realpe Cabrera****
Gloria Lucía Cárdenas Calvachi*****
Cómo citar este artículo / To reference this article / Para citar este artigo: Maa, F., Paz, P., Realpe, D.,
y Cárdenas, G. (2016). Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para
consumo humano. Revista UNIMAR, 34(2), 221-238.
Fecha de recepción: 14 de enero de 2016
Fecha de revisión: 08 de abril de 2016
Fecha de aprobación: 29 de agosto de 2016
El artículo fue realizado a partir del proyecto de investigación denominado: Evaluación de fuentes
alternativas de agua para el abastecimiento de San Juan de Pasto en Colombia bajo escenarios de sequía. Para su
elaboración se realiuna revisión bibliográca a nivel regional, nacional y mundial relacionada con
el recurso hídrico, su distribución, uso, manejo e impacto de los fenómenos de variabilidad y cambio
climático, con el n de conocer las bondades y desaciertos de las soluciones que se ha planteado a nivel
mundial, principalmente en el fenómeno de sequía, para poder contextualizar las herramientas de apoyo
enfocadas a la planicación local.
La revisión realizada permitió concluir que en la actualidad, la oferta y demanda hídricas varían alrededor del
mundo, razón por la cual, el manejo del recurso hídrico se encuentra ligado a las características especas y a
las diferentes condiciones (meteorológicas, geográcas, demográcas, etc.) de cada zona, imposibilitando que se
pueda realizar una gestión igual a nivel global.
Palabras clave: recurso hídrico, planicación, abastecimiento de agua, sequía.
Strategies for water resource planning for supply of human
consumption
The article was based on a research project entitled: Evaluation of alternative sources of water for the supply of
San Juan de Pasto in Colombia under drought scenarios. A bibliographic review was carried out at the regional,
national and global levels related to water resources, their distribution, use, management and impact of the
phenomena of variability and climate change, in order to know the benets and failures of the solutions which
has been raised globally, mainly in the drought phenomenon, in order to be able to contextualize the support
tools focused on local planning.
*Artículo de Revisión. Elaborado a partir de la investigación titulada: Evaluación de fuentes alternativas de agua para el abastecimiento de San
Juan de Pasto bajo escenarios de sequía, 2015 – 2016.
**
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, mención Recursos Hídricos; Ingeniero Sanitario. Docente tiempo completo Universidad Maria-
na, San Juan de Pasto, Nariño, Colombia. Correo electrónico: fmaa@yahoo.com.ar / fmaa@umariana.edu.co
***Ingeniera Ambiental. Joven investigadora Universidad Mariana, San Juan de Pasto, Nariño, Colombia. Correo electrónico: sopaz@
hotmail.com / paopaz@umariana.edu.co
****Ingeniero Ambiental. Joven Investigador, Universidad Mariana, San Juan de Pasto, Nariño, Colombia. Correo electrónico: david-realpe@
hotmail.com / davrealpe@umariana.edu.co
*****Magíster en Ingeniería Ambiental; Especialista en Alta Gerencia; Especialista en Docencia Universitaria; Ingeniera Química. Decana
Facultad de Ingeniería Universidad Mariana; Correo electrónico personal: glucardenas@gmail.com; correo electrónico institucional:
glucárdenas@umariana.edu.co
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
RESUMO
The review concluded that current water supply and demand varies around the world, which is why water
resource management is linked to specic characteristics and dierent conditions (meteorological, geographic,
demographic, etc.) of each zone, making it impossible to achieve equal management at a global level.
Key words: water resource, planning, water supply, drought.
Estratégias para o planeamento de recursos hídricos para o
abastecimento de consumo humano
O artigo foi baseado em um projeto de pesquisa intitulado: Avaliação de fontes alternativas de água para o
abastecimento de San Juan de Pasto na Colômbia em cenários de seca. Realizou-se uma revisão bibliográca nos
níveis regional, nacional e global, relacionada aos recursos hídricos, sua distribuição, uso, manejo e impacto
dos fenômenos de variabilidade e mudança climática, para conhecer os benefícios e falhas das soluções
levantadas globalmente, principalmente no fenômeno da seca, a m de poder contextualizar as ferramentas
de apoio focadas no planejamento local.
A revisão concluiu que a oferta e a demanda atuais de água variam em todo o mundo, razão pela qual a
gestão dos recursos hídricos está ligada a características especas e condições diferentes (meteorológicas,
geográcas, demográcas, etc.) de cada zona, impossibilitando fazer uma mesma gestão a nível global.
Palavras-chave: Recursos hídricos, planejamento, abastecimento de água, seca.
1. Introducción
El recurso hídrico es de vital importancia para
el ambiente, debido a que esté presta diferentes
servicios ambientales; uno de los más importantes es
el de abastecimiento, tanto para la dinámica natural
como para el sustento de la vida. Sin embargo, el
ser humano ha utilizado dicho recurso de manera
insostenible, alterando el balance hídrico en los
ecosistemas a nivel mundial y por ende, limitando
la oferta de agua dulce en las fuentes. Sumado a esto
en la actualidad existen otros factores que alteran
la disponibilidad del agua como: la contaminación
de las fuentes hídricas, el cambio y variabilidad
climática (Niño y Niña), la sobreexplotación de
recursos, la deforestación, etc., que han ido generando
la formulación de estrategias de planicación de
este valioso recurso, mediante el uso de diferentes
herramientas que permiten contemplar, estudiar y
diseñar planes de uso y manejo del agua. Entre las
herramientas que se emplean se encuentran múltiples
métodos y metodologías como modelos matemáticos
(AQUATOOL, WEAP, SWMM, HEC, FAO, WEPP,
SWAT, WaterGAP, MODFLOW, QUAL2K, etc.),
todos de análisis multicriterio o multiobjetivo,
desarrollo de planes de gestión, etc.
El presente artículo pretende revisar el estado actual
del recurso hídrico y su manejo en las diferentes
regiones, enfocado principalmente a las soluciones
ante la problemática de escasez a nivel global, los
planes a futuro, los modelos que permiten evaluar
soluciones alternativas y las acciones desarrolladas
para alcanzar un aprovechamiento equilibrado del
recurso y una mayor cobertura.
2. Método
Para la elaboración de este artículo de revisión, se
realizó la recopilación de la información mediante
la búsqueda automatizada en línea obteniendo
documentos, artículos, libros, informes, tesis de
grado y otros trabajos relacionados con el tema del
recurso hídrico, enfatizando en el abastecimiento de
agua en relación con la escasez y en las estrategias
de su planicación en el ámbito mundial, nacional
y regional. De cada fuente se extrajo la información
más relevante que permite un análisis pertinente de
la situación global de la temática de estudio.
3. El recurso hídrico
El agua, uno de los recursos más importantes para
el desarrollo de la vida, se ha visto vulnerado puesto
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Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
que la humanidad lo ha utilizado para diversos usos,
excediendo la capacidad de suministro de agua sin
contemplar las necesidades de las generaciones
futuras. En la actualidad el ser humano es más
consciente de las consecuencias que el mal uso de
este recurso puede causar, además comprende que
la distribución del agua no es homogénea en todas
partes del mundo. Es por ello que, a nivel mundial se
han establecido diferentes lineamientos y políticas
sobre la Gestión Integrada del Recurso Hídrico
(GIRH) como los propuestos en los Principios de
Dublín sobre GIRH, la Directiva Marco europea del
Agua (DMA), ONU, PNUD, UNESCO, WWF, GWP,
entre otros.
En los últimos años la cantidad de agua en muchos
países, se ha visto disminuida debido a actividades
humanas como la deforestación, la contaminación o
el uso inadecuado del recurso. Dichas actividades,
han generado la pérdida de grandes áreas
productivas a nivel mundial. El desabastecimiento
es uno de los problemas s importantes debido
a que el crecimiento de la población global ha
aumentado la demanda, lo cual es más notable en las
épocas de sequía, fenómeno natural que se presenta
por la ausencia o disminución de la precipitación
en épocas normales de lluvias, reduciendo su
disponibilidad para diferentes usos, entre ellos el
abastecimiento, generando diferentes problemas y
conictos sociales (Esparza, María y Mora, 2013).
Adicionalmente, la contaminación ha llevado a
miles de personas en el mundo a consumir agua
en malas condiciones, generando enfermedades
gastrointestinales y pérdida de vidas humanas
(Kalonji y Erdelen, 2012). Actualmente, cerca de
dos mil millones de personas son afectadas por la
escasez de agua dulce, motivo por el cual uno de
los objetivos del milenio está encaminado al manejo
de los recursos, especialmente a reducir en un 50%
el número de personas que no tienen suministro
de agua potable (United Nations Environment
Programme, 2006).
El objetivo propuesto por la ONU en el 2000 fue
la continuación, lo cual tiene concordancia con lo
acordado en 1972 en la conferencia de las Naciones
Unidas sobre el medio humano, donde el tema
ambiental tomó gran importancia, estipulando
la planicación de la utilización de los recursos
naturales en cada una de las regiones, razón por
la cual cada país del mundo posee sus propias
regulaciones y normativas ambientales, como es
el caso de Estados Unidos, que cuenta con la EPA
(Environmental Protection Agency), entidad que
regula el cumplimiento de las leyes y normativas
ambientales (EPA, 2015).
Sin embargo, también existen organizaciones
internacionales que velan por la protección y
conservación tanto de los recursos naturales como
de la biodiversidad del planeta, brindando guías
de gestión y manejo de los recursos. Una de las
organizaciones de mayor importancia en el tema
ambiental es la UNESCO, cuyas estrategias y
actividades se encuentran basadas en los objetivos
del milenio. Esta organización ha elaborado y puesto
en marcha diferentes programas como el programa
hidrológico internacional creado en 1994 (UNESCO,
1994). Otra organización que juega un papel
importante en cuanto al manejo de los recursos
naturales es la WWF (World Wildlife Fund , en
español Fondo Mundial para la Naturaleza), creada
en 1961, con el objetivo de detener la degradación
del planeta (WWF, 2015b).
Estas dos organizaciones han jugado un papel
importante en todo el mundo, puesto que han
establecido lineamientos generales para el
manejo del recurso hídrico. Entre los documentos
elaborados por estas organizaciones se encuentra
la guía para el manejo integral del recurso hídrico
(UNESCO, 2009), donde se establecen unas pautas
generales para el manejo de las cuencas, las cuales
han sido tenidas en cuenta por los países alrededor
del mundo, amismo la WWF establece criterios
para su manejo, mencionando entre sus temas
principales un enfoque hostico, casos de estudio,
lecciones para el manejo de grandes ríos, etc.
(WWF, 2015a).
El manejo de cuencas hidrográcas tiene una
metodología usada en todo el mundo, la cual ha sido
adaptada y complementada con otras metodologías;
cada país hace sus ajustes, debido a que cada uno
cuenta con una problemática diferente a resolver.
En Áfr ica a pesa r de elaborar est rategias de ma nejo, las
épocas de sequía dicultan la distribución de agua, y
estudios muestran que aunque exista gestión del agua
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
no es suciente para satisfacer su demanda, por lo
que se busca reasignar su distribución para mitigar el
problema de desabastecimiento (Lévite, Sally y Cour,
2003). A pesar de ello, África continúa realizando
planes para el manejo en cuencas importantes como
la del río Congo, que abastece a cinco países: Angola,
Camerún, Republica Central Africana, República del
Congo y República Democrática del Congo (Ladel,
Nguinda y Pandi, 2008).
Así mismo en el continente Asiático se lleva a
cabo la elaboración de diferentes planes de manejo
de cuencas como el realizado en la cuenca del río
Yange, que corre a lo largo de la Republica China,
el cual tiene una longitud de aproximadamente 6.300
km y abastece a más de 400 millones de personas
(Te Boekhorst et al., 2010). En India el manejo de
cuencas también es similar, como el elaborado para
la cuenca del río Yamuna (Ramakrishna, 2011).
En Oceanía, países como Australia tienen
establecido el manejo de cuencas desde la parte
gubernamental, manejado por el departamento de
Ambiente (Australian Goverment: Department of
Environment, 2004). Por otro lado, la WWF elaboró
el manejo integral del río Sepik, uno de los ríos más
importantes en el continente (WWF, 2008).
Por otra parte, Europa cuenta con la Directiva marco
del agua, la cual orienta políticas del recurso hídrico
para los estados miembros de la Unión Europea y
existen lineamientos establecidos por el parlamento
Europeo en relación a la actuación en la política de
las aguas donde se da gran relevancia a la protección
y conservación del recurso (European Community,
2000), además de resaltar la participación de la
comunidad en los planes a establecerse. Uno de los
planes de manejo de cuencas realizados dentro del
continente es el enfocado al río Danubio, en el cual los
19 países involucrados colaboraron en el desarrollo
del mismo, puesto que éste abastece a s de 80.5
millones de habitantes (ICPDR, 2009). Otro estudio
utiliza un método de la huella hídrica proyectada
al año 2050 en el cual se plantearon tres escenarios,
el primero con la rutina normal de producción,
comercio y consumo, el segundo con producción
limitada y el tercero con comercio limitado, una vez
realizado el estudio se tuvo como resultado que para
los escenarios se incrementará la escasez en 18%,
6% y 1% respectivamente con respecto al año 2000
(Haemeijer, 2012). Razón por la cual, la gestión
integral de cuencas en la Unión Europea ha tomado
gran relevancia, ya que genera un conocimiento
mayor del recurso hídrico, ecosistemas y usos,
manejo de los recursos y gestión integral de calidad
y cantidad de agua (Eleni y Panayotis, 2001). Con lo
cual se pueden generar estrategias de gestión, que
mitiguen el impacto de la escasez.
En el caso del continente americano los problemas son
variados. En Estados Unidos se presenta un problema
grave de escasez en estados como: California, Arizona,
Colorado, Nevada y Nuevo México (Jiménez-Cisneros
y Galizia-Tundisi, 2013). Es por eso que, el manejo de
cuencas como la del río Colorado ha sido fundamental
para la gestión del recurso con el n de que ciudades,
familias, negocios y granjeros tengan suciente agua y
a la vez, se asegure el bienestar del río (Environmental
Defense Fund, 2015).
En Latinoamérica se ha optado por el desarrollo
de planes de manejo de cuencas con el n de
integrar los sistemas: social, económico, político
y ecológico. Para lograr dicho objetivo, en países
como Colombia se han desarrollado documentos
conocidos como Planes de Ordenamiento y Manejo
de Cuencas Hidrográcas (POMCAS), estos planes
no solo se enfocan en la cantidad del recurso
hídrico, sino que también permiten establecer la
ubicación de la población cercana a la fuente, zonas
de captación, vertimiento, áreas de protección, etc.
(Ospina et al., 2014).
Ahora bien, los países que cuentan con abundancia
de este recurso como es el caso de algunos
latinoamericanos, tienen el reto de determinar
su futuro y su nivel de desarrollo (Nieto, 2011),
además, cada uno de ellos posee diferentes
condiciones climáticas, físicas, económicas, sociales,
ambientales, legales e institucionales, lo que hace
que un solo paradigma no sea aplicable o válido
para todos los países (Mijares y Contreras, 2006). Por
ejemplo en Bolivia, ciudades como la Paz y El Alto,
ubicadas al occidente del país sufren problemas de
abastecimiento hídrico debido a que éste depende
de pequeñas cuencas glaciares de la Cordillera Real,
y sumado a esto se teme por los impactos negativos
que lleguen a ser causados por el cambio climático
(Escobar, Lima, Purkey y Yates, 2014).
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Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
Un estudio realizado con el modelo WEAP en
Bolivia, contempló un horizonte de tiempo entre
los años 2010 y 2050, y mostró la desaparición
total de los glaciares, lo cual puede llegar a afectar
en especial la población de El Alto, llevando a
contemplar una alternativa de almacenamiento
de agua como medida de adaptación al cambio
climático (Escobar et al., 2014), o asumir otras
alternativas de abastecimiento, como las que se
han adoptado en el Ecuador, donde se contemplan:
acuíferos profundos, acuíferos superciales, aguas
manantiales, aguas lluvias y aguas superciales
(Rodríguez, 2011).
En México, poblaciones como Jalisco, sufren de
escasez y no por falta del recurso sino por los existentes
desperdicios de agua que superan el 50% en todas las
actividades humanas. Lo cual lleva a armar que la
única alternativa para el abastecimiento hídrico, es
el uso eciente de este recurso, tomando diferentes
medidas como: reducir las fugas, aumentar las
tarifas para evitar desperdicios, implementar una
reglamentación sobre el uso eciente del agua y
realizar campañas de concienciación (Universidad
de Guadalajara, 2009).
Así mismo en Colombia también se ha optado por
la búsqueda de alternativas de abastecimiento,
puesto que se conoce que el 4% de la población
total sufre de un índice de escasez alto, el 7%
medio alto y el 30% medio, y se estima que en el
2025 el porcentaje de la población afectada por la
escasez en el país ascenderá al 39%, por lo cual se
pretende un fortalecimiento de la gestión integral
del recurso, especialmente en las estrategias de
protección de oferta y de reducción de la demanda
(Domínguez, Rivera, Vanegas y Moreno, 2008).
Apoyado en investigaciones como la realizada en
Cali, una de las ciudades s importantes en el país
que ha sufrido problemas por desabastecimiento en
algunos periodos de tiempo, y la cual según estudios
técnicos, se podría contar con aproximadamente 35
fuentes alternativas de abastecimiento (Contraloría
general de Santiago de Cali, 2012); esto demuestra que
en muchos países de América Latina el problema de
abastamiento se presenta por falta de conocimiento,
recursos económicos e inadecuado manejo, mas no
por falta del recurso hídrico. Además, las mayores
problemáticas en general se pueden asociar a las
presentadas en la microcuenca alta del río Pasto
donde la sobreexplotación de recursos, deforestación,
sobrepastoreo, monocultivos, labranza intensa y
uso de abonos tanto químicos como orgánicos,
deterioran la calidad de la fuente, disminuyen su
caudal y alteran la biodiversidad del ecosistema,
perjudicando a la población que se abastece de la
cuenca (Jurado y Portillo, 2007).
Actualmente, en los planes de gestión se incluye
el cambio climático debido a que ha generado
aumento en la temperatura del mar, causando
inundaciones y desastres, disminución de
lluvias, erosión de suelos, incremento de la
desertificación, entre otros. Todo esto afecta
la producción alimentaria e incrementa a su
vez, el índice de hambre a nivel mundial y,
altera la calidad del agua por el aumento de la
temperatura, aumento de sedimentos, nutrientes,
carbono orgánico disuelto, agentes patógenos
plaguicidas y sales, produciendo enfermedades
y muertes por su consumo en todo el mundo
(Nieto, 2011).
El consumo de agua en cada región es diferente, la
dotación básica diaria está entre 20 y 40 litros y se
aumenta en 50 litros cuando se tiene la necesidad
de asearse y cocinar. Estados Unidos presenta un
consumo muy alto de 500 litros por día, seguido por
Reino Unido con 200 litros por día, en contraste con
países africanos como Malí y Somalia que apenas
llegan a 8,4 litros por día (Nieto, 2011).
América Latina, a pesar de tener abundantes
recursos no ha sido ajena a presentar problemas de
escasez, en estos países el mal manejo de los recursos
es notable, y varias poblaciones ni siquiera tienen
acceso al agua potable, todo esto debido al mal
manejo del recurso por falta de políticas de gestión,
tecnología insuciente, conictos y corrupción
(Nieto, 2011). Sin embargo, en algunos países como
en Colombia se ha comenzado a realizar estudios
e investigaciones en relación al consumo de agua
urbano, debido al pido crecimiento demográco
y la disminución del abastecimiento, utilizando
la herramienta Análisis de Flujo de Materiales
(AFM), la cual permite el alisis de los ujos de
entrada (caudal, precipitación), ujos intermedios
(consumo, suministro y producción de agua), y los
ujos de salida (vertimientos, escorrentía, pérdidas,
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
inltración y evapotranspiración), con el n de facilitar
la implementación de un mejor manejo de aguas,
asegurando la disponibilidad y calidad de agua (Serna,
Isabel, Erazo y Urbano, 2014). Junto a investigaciones
de este tipo se encuentran las enfocadas en el costo del
recurso, ya que el valor económico puede generar un
uso moderado de los recursos, como se evidenció en
un estudio realizado en San Juan de Pasto, enfocado
en valorar los costos económicos de calidad y cantidad
del recurso hídrico, puesto que la población no hace
uso razonable del recurso hídrico por la falta de cobro
en los servicios de acueducto, por ello, el estudio se
enfocó en lograr una sensibilización sobre el uso
correcto del agua a través del costo (Enriquez, Bastidas,
Duque y Miramag, 2009).
En otros países como en la India, se han realizado
estudios de variación de los caudales ambientales a
futuro, pese a que existen limitantes hidrológicos.
El método permite estimar los caudales por medio
de curvas de duración de ujo al igual que en
Colombia, donde se usa el método del Q95 (IDEAM,
2004), que mediante la aplicación y validación de
estos métodos, puede realizar otros estudios en
distintas cuencas (Smakhtin y Anputhas, 2006).
Gran cantidad de investigaciones realizadas en
países como Estados Unidos, Canadá, China,
Inglaterra, Francia, Australia, Brasil y Alemania, se
han enfocado en métodos para establecer el ujo de
agua con base en el denominado Caudal Ecológico
Ambiental, destacando a Estados Unidos que entre
los años de 1995 hasta 2012, domila producción
cientíca en investigaciones de caudales ecológicos
(Tonkin, Jähnig y Haase, 2014). El caudal ecológico
ambiental se dene como la cantidad de agua
que mantiene el funcionamiento, composición y
estructura del ecosistema, preservando los valores
ecológicos, hábitat natural y funciones ambientales
(Castro y Carvajal, 2006).
En la mayoría de los planes de manejo del recurso
hídrico se tiene en cuenta la cantidad de captación
para abastecimiento, por lo tanto, para extraer agua
de una fuente hídrica, se debe realizar un estudio del
caudal ambiental, a n de garantizar la cantidad de
agua mínima que la fuente debe tener y la cantidad
máxima que se puede extraer para abastecimiento,
sin perjudicar las funciones del ecosistema, puesto
que este caudal va relacionado con los procesos
físicos, químicos, geomorfológicos y biológicos que
se presentan en el sistema (Parra y Carvajal, 2012).
Dentro de los planes de cuencas, es de vital
importancia determinar las causas de contaminación
en los cuerpos de agua; para esto, se realizan
análisis de los parámetros físicos, químicos y
microbiológicos, además de un estudio de impacto
ambiental para prevenir riesgos tanto ambientales
como sanitarios. Una vez se tienen los resultados
del análisis, se plantean alternativas de prevención
de la contaminación como ordenamiento de
cuencas, reducción de agroqmicos, reducción de
actividades humanas que se encuentran sobre la
distancia mínima al cuerpo de agua, se implementa
un tratamiento de aguas antes del vertimiento y
una ubicación adecuada de los residuos sólidos
(Guerrero, 2007).
En los últ i mos años se ha n rea lizado est udios a nivel
mundial del comportamiento de las descargas de
agua dulce en los océanos, debido al crecimiento
demográco; se ha pensado que las actividades
antrópicas han disminuido los caudales que
conducen a los océanos, por tal razón se esperaba
que los caudales se vieran alterados en el periodo
de 1948-2004, no obstante, se evidenció que la
inuencia humana es muy pequeña, mientras que
la precipitación es la base para que existan las
variaciones interanuales de descarga, ya que este
parámetro es alterado por los fenómenos Niño y
Niña (Dai, Qian, Trenberth y Milliman, 2009).
El manejo del recurso hídrico, se torna complejo
debido a que el agua continental es depositada en
distintos cuerpos de agua, dependiendo del tipo
de cuenca y es transportada por las corrientes
hasta llegar al mar, lagos, lagunas, humedales y
en algunas ocasiones, el agua se evapora o inltra
totalmente (Visión Mundial Canadá, 2004), lo que
hace que la planicación no sea igual en todas las
regiones. Sin embargo, la mayoría de las aguas
continentales son descargadas en el océano, por lo
tanto, el 90% de la contaminación que reciben los
ríos es llevada al océano (Escobar, 2002).
3.1 Impacto de los fenómenos de variabilidad y
cambio climático en el recurso hídrico
El cambio climático es un proceso natural donde el
clima se modica con respecto a datos históricos en
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Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
una escala regional o global. Los cambios se pueden
evidenciar en los parámetros meteorogicos como
la temperatura, presión atmosférica, precipitación,
nubosidad, entre otros. Aunque en la actualidad
este concepto suele usarse comúnmente para
referirse por cambio climático al cambio de clima
ocasionado por la actividad humana que altera la
composición de la atmósfera mundial y que se
suma a la variabilidad natural del clima observada
durante periodos de tiempo comparables” (Naciones
Unidas, 1992).
El calentamiento global se asocia a los constantes
cambios de los componentes del ciclo hidrológico
como cambios en la intensidad de precipitación,
humedad del suelo, escorrentía, derretimiento de la
nieve y el hielo, aumento de evaporación y vapor de
agua en la atmosfera, entre otros (IPCC, 2008).
En estudios recientes a nivel mundial se ha
comprobado mediante modelos matemáticos que el
incremento de la temperaturas y la variabilidad en las
precipitaciones, llevan a un aumento en la demanda
de agua para riego (Alcamo et al., 2003). El incremento
de la demanda de agua de uso doméstico e industrial
debido al cambio climático puede que no tenga tanta
relevancia, puesto que se estima que este aumente
menos del 5% (IPCC, 2008); sin embargo, los impactos
que tiene este fenómeno sobre los cuerpos de agua en
las diferentes partes del mundo pueden ser fatales.
En China en los últimos 50 años se ha observado que
aunque la precipitación anual varía dependiendo de
la zona del país, hay alteraciones en los parámetros
meteorológicos debido a que las temperaturas
promedio aumentaron al igual que el nivel del mar;
en el norte y noreste, la precipitación se redujo a
diferencia del sur y noroeste, donde se incrementó
signicativamente, razón por la cual las sequías
se tornan más frecuentes en el norte y noreste, a
como las inundaciones s críticas en el rio Yangé
y el sureste de China (Tanner, Jun y Holman, 2008).
Diferentes consecuencias del cambio climático
se evidencian no solo en China; investigaciones
en otros países del continente asiático como
en India, presentan que algunas cuencas como
la Kosasthaliyar estiman un incremento de la
temperatura de 3° centígrados para el 2100, junto
con una reducción del 10% en la precipitación
(Mudgal, 2014).
Así como en Asia también en América Latina se
ha evidenciado alteraciones de las condiciones
meteorológicas principalmente en la precipitación
y temperatura, agravado por cambios signicativos
en el uso del suelo. Se estima que para nales del
siglo en América Latina, el calentamiento será de
1° a 4° centígrados para escenarios de emisiones
B2 (población mundial crece continuamente menos
que A2, se promueven las políticas ambientales,
desarrollo económico medio y cambios tecnogicos
(Universidad de Oviedo, 2001)) y de a 6° centígrados
para el escenario A2 (Aumento continuo y constante
de la población, prima el desarrollo económico
nacional, rápido y regionalizado con pocos cambios
tecnológicos (Universidad de Oviedo, 2001)).
En el 2020 en América Latina la población afectada
por el estrés hídrico será entre 7 y 11 millones de
habitantes (Conde y Saldaña-Zorrilla, 2007), lo cual
se ha venido observando más especícamente en
planes o estudios de cada país.
En Chile se han impulsado investigaciones,
adoptando herramientas de modelación, con el n
de conocer el estado actual y futuro de sus cuencas
en relación al fenómeno de cambio climático,
evaluando periodos de tiempo donde el caudal de
oferta al igual que la precipitación disminuyen (Mena,
2009). Una de estas investigaciones fue realizada en la
cuenca del río Tinguiririca, evaluando escenarios del
cambio climático A2 y A1B (crecimiento económico
y poblacional rápido en un mundo globalizado,
tecnologías ecientes y uso balanceado de los recursos
(Universidad de Oviedo, 2001)), encontrando que a
pesar de que el escenario A2 (aumento continuo
y constante de la población, prima el desarrollo
económico nacional, pido y regionalizado con
pocos cambios tecnológicos (Universidad de
Oviedo, 2001)) suele ser considerado el más agresivo
para las condiciones atmosféricas, resul que el
escenario A1B es el que puede llegar a presentar
consecuencias negativas aún s críticas para esta
cuenca (Reyes, 2012), lo cual es un llamado a la
investigación del cambio climático para cada una
de las diferentes zonas.
En Colombia, estudios de índices de escasez arrojan
resultados de importancia como el realizado en
la cuenca del río Pamplonita, donde cuatro de los
nueve municipios presentan un alto índice de
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
escasez (Posada, Domínguez y Rivera, 2005). Así
como también en un estudio realizado en la cuenca
del río Pasto en el departamento de Nariño, donde
se encont un índice de escasez alto en la parte
alta de la cuenca (Corponariño, 2008). Por esta y
otras razones, países como Colombia han optado
por plantear lineamientos y estrategias para el
cambio climático, las cuales han impulsado al país
a ser el cuarto en Latinoamérica en proyectos MDL
(Mecanismos de Desarrollo Limpio) registrados, y
el onceavo en el mundo (Yepes, 2012).
Uno de los i mpac to s esp erable s del c a mbio cl i mát ico
sobre diferentes zonas del mundo es la sequía,
la cual se entiende como la disminución de la
precipitación en un periodo de tiempo prolongado,
sin embargo, se ha encontrado que esta no es su
única denición, y que por el contrario, posee una
clasicación clara dependiendo de la disciplina de
donde se analice (Valiente, 2001).
En Europa se presentan zonas semiáridas en su parte
sur, lo que amenaza no solo el abastecimiento hídrico
sino también el abastecimiento alimenticio, además se
estima que en la parte central y oriental del continente,
la precipitación en época de verano disminuirá y se
evidenciará una presión ambiental en cuanto al paisaje,
degradación del suelo y forestal, riesgos naturales y el
manejo del agua (IPCC, 2008), en la zona occidental del
continente, para países como España, en el año 2030
se espera una disminución de aportaciones hídricas
en escenarios de aumento en la temperatura media
anual de 1°C y otro con disminución de un 5% en la
precipitación media anual (Iglesias, Estrela y Gallart,
2007). Lo que es fundamental para la planicación
futura del recurso hídrico, adoptando planes de
manejo y adaptación al cambio climático, no solo en
Europa sino a nivel mundial.
Norteamérica se encuentra en un contexto de
sobreasignación de los recursos hídricos como
resultado de la aceleración del cambio climático,
aumentando la competencia entre los diferentes
usos de este recurso (agrícola, industrial, ecológico,
etc.), además se estima una disminución en la
precipitación media anual, a diferencia de Canadá en
donde se podrá incrementar en un 20% (IPCC, 2008).
En México se han realizado investigaciones de este
tipo de impacto considerando su estado actual y
estimando el futuro, el cual puede presentar varios
retos en cuanto al abastecimiento de la población, lo
que lleva a considerar la desalinización como una
solución alternativa al problema de escasez hídrica
(Esparza et al., 2013).
Enfoques de planicación de recursos hídricos
A través del tiempo el ser humano ha sido
protagonista del incremento en la demanda del
recurso hídrico con el n de suplir las necesidades
internas, industriales y de agricultura, pasando
por alto que la demanda de este recurso implica la
alteración de la dimica de los ecosistemas (Loucks
y Van Beek, 2005).
Esta problemática obliga a que cada región
tenga un conocimiento básico de las cuencas
hidrológicas, que permita establecer lineamientos
a seguir para su protección, considerando su uso
y disponibilidad, tanto en la actualidad como en
el futuro (Ordoñez, 2011). Dicho conocimiento se
ha plasmado en diferentes manuales de manejo de
los sistemas hídricos, documentos que pretenden
ser una herramienta de toma de decisiones para
los planicadores (Visión Mundial Canadá, 2004).
Puede que a simple vista el manejo de una cuenca
hidrográca no sea tan importante como otras
alternativas de solución, sin embargo, el manejo
integral de una cuenca debe ser prioridad en la
administración del gobierno, por los benecios
regionales y globales que puede generar para toda
la sociedad (López, 2014).
El Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) desde
el año 2004 ha venido trabajando en el desarrollo de
nuevos modelos para el manejo sostenible del agua,
enfocando su análisis en el caudal ecológico, llegando
a brindar una guía rápida para la determinación del
mismo, herramienta que mediante la aproximación
hidrológica, ilustra los procedimientos a seguir para
la determinación del régimen del caudal ecológico
en cuencas hidrológicas (Salinas, 2011).
La planicación del recurso hídrico, cada vez,
toma mayor importancia en los temas generales
relacionados con el ambiente, debido a que, la
humanidad no conforme con transgredir tres de
las nueve fronteras (cambio climático, pérdida de
biodiversidad y ciclo del nitrógeno), está vulnerando
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Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
la cuarta, que corresponde a la utilización del agua
potable (Kalonji y Erdelen, 2012); lo cual ha llevado
a países en desarrollo a tomar medidas y estrategias
de planicación con el propósito de disminuir el
consumo de agua potable, meta que fue alcanzada
según la UNESCO (2014), cuyos reportes maniestan
una disminución de consumo de agua potable en
estos países.
En países latinoamericanos como Chile, conscientes
de que el 73% del agua es consumido por el
sector agrícola, el 21% por la minería y otros
usos industriales, se han formulado estrategias
nacionales de los recursos hídricos, enfocados en
cinco ejes principales entre los que se encuentra:
gestión eciente y sustentable, mejoramiento
institucional, enfrentamiento de la escasez,
equidad social y ciudadanía informada (Ministerio
de Obras Públicas de Chile, 2012). Además de
realizar diferentes investigaciones en búsqueda de
alternativas de abastecimiento como la realizada en
relación a la captación de agua de las nieblas costeras
(Soto, 2000), en otros países de América Latina como
Brasil, se han realizado estudios en relación a la
calidad del agua de sus cuencas mediante modelos
de elevación digital, donde se incluyen red de
drenaje, contornos y punto de elevación con ayuda
de un software (ArcMap versión 9.1), importante
herramienta que apoya la gestión de los recursos
hídricos (Ferreira, 2007).
Colombia no se ha quedado atrás en cuanto a
estudios en relación al tema de la planicación
del recurso hídrico, y por el contrario, ha venido
realizando investigaciones enfocadas en los
diferentes fenómenos y temas correspondientes
al agua, como los fenómenos niño y niña y su
inuencia en la oferta hídrica de una cuenca
hidrográca (Ávila, Carvajal y Gutiérrez, 2014),
además de planes y estrategias, vigiladas y exigidas
por autoridades ambientales en el país dependiendo
de la zona, por ejemplo, en la zona sur se cuenta con
planes de manejo del recurso hídrico y estrategias
de gestión de los principales cuerpos de agua y
microcuencas, entre ellos, el corredor Andino
Amazónico Páramo de Bordoncillo (Corponariño,
Ministerio del Medio Ambiente y Corpoamazonía,
2002), la microcuenca Mijitayo (Madroñero, 2006),
la microcuenca Las Minas (Corponariño, Secretaría
de Gestión Ambiental - Alcaldía de Pasto y Grupo
de Estudios y Acciones Ambientales [GREDA],
2008), la quebrada Miraores (Corponariño, 2009),
el Humedal RAMSAR Laguna de la Cocha 2011
(Ministerio del Medio Ambiente y Corponariño,
2011). Y así como en el sur, el país cuenta con
diferentes planes de manejo y ordenamiento para el
resto de las regiones.
Herramientas de apoyo a la planicación
La planicación del recurso hídrico es la base para
el aprovechamiento de cualquier fuente de agua,
por lo tanto, la implementación de herramientas es
fundamental en el desarrollo de la gestión de este
recurso, puesto que permiten estudiar, caracterizar
y contemplar las diferentes alternativas, tanto de
uso como de manejo actual y futuro.
Una de las herramientas para la toma de
decisiones y a la que muchas veces se le ha
restado importancia, es el ordenamiento de
cuencas hidrográcas, cuyo enfoque sistémico
es un instrumento útil para la planicación de
proyectos estratégicos en cada territorio (López,
2014), brindando de esta manera, información
básica y fundamental para la toma de decisiones.
Entendiendo que, las decisiones que se toman son
de vital importancia, la planicación del manejo
del recurso debe contemplar la probabilidad
de ocurrencia de los eventos relacionados con
fenómenos de variabilidad climática como los
fenómenos del Niño y Na, debido a que estos
tienen una inuencia en el comportamiento de
la oferta de las cuencas abastecedoras (Ávila
et al., 2014), a como también se debe tener en
cuenta escenarios que muestren el crecimiento
demográco, una reducción en demanda per
cápita, y deben considerarse variables de
incertidumbre.
Esta incertidumbre se basa principalmente en que
al planicar el recurso hídrico se tiene en cuenta la
demanda para el consumo humano, proyectándola
en un periodo de tiempo determinado, sin
contemplar que el ser humano cada día aumenta
sus necesidades”, y al aumentarlas incrementa el
consumo de los recursos que lo rodean, entre ellos
el agua; se ha llegado a estimar que el costo para
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
satisfacer las necesidades futuras en infraestructura
para el agua es de aproximadamente de 180 mil
millones de dólares para el 2025, esta cifra fue
calculada estimando que la demanda futura de agua
alcanza el nivel de los países industrializados,
pero si el lculo se centrara en la demanda solo para
satisfacer las necesidades básicas del ser humano, se
estima un costo en el rango de 10 a 20 mil millones
de dólares (Gleick, 2003).
Además de contemplar diferentes circunstancias
o condiciones propias de la cuenca hidrográca,
es necesario considerar la metodología con la
que se desarrollará su estudio y manejo. Uno de
los métodos para la elección de alternativas es el
análisis multicriterio, el cual permite asignarle
valor a diferentes parámetros y objetivos, que
posteriormente son evaluados con la nalidad de
seleccionar la mejor alternativa mediante diferentes
criterios, en el caso de las fuentes, se analiza la
cantidad, calidad, distancia, acceso, etc. (Romero,
1996). Uno de los países que ha optado por el uso
de esta metodología es Brasil, y para asegurar la
veracidad de cada una de las metodologías, se
realizó un estudio de la cuenca baja Cotia, donde
se plantearon 20 criterios y 9 alternativas evaluados
por cinco métodos diferentes, encontrando que
cuatro de los cinco métodos arrojan los mismos
resultados (Zuo, 2002).
Otro país que está contemplando este tipo
de herramienta para toma de decisiones es
Colombia, donde se realizó un estudio del análisis
multiobjetivo, enfocado en la gestión de la demanda
de agua. En dicho estudio se plantearon distintas
alternativas para su aprovechamiento, ahorro y uso.
Mediante el uso del software SIAM, que consiste en
la aplicación de los diferentes métodos de alisis
multiobjetivo que permite calicar cada alternativa
(Perpiñan, 2013) y facilita la selección de la mejor de
ellas en el manejo del recurso.
En la actualidad los modelos matemáticos se han
convertido en una herramienta importante para la
toma de decisiones, puesto que estos pueden llegar
a aproximar el comportamiento del fenómeno a
estudiar, como es el caso de la sequía. La simulación
a gran escala de este fenómeno puede ser muy
cercana a la realidad aunque tiene limitantes
en cuanto al comportamiento de las variables
meteorológicas, como se comprobó mediante
la utilización del modelo WATCH (WaterMIP)
en Europa, en el que tuvo en cuenta el número
de sequías, duración, gravedad, atenuación,
alargamiento y tipo de sequía. Los episodios de
sequía se dieron cuando la precipitación pasaba
del suelo a las aguas subterráneas, no obstante se
presentaron en periodos de tiempo relativamente
cortos debido a la pida saturación del suelo (Van
Loon, Van Huijgevoort y Van Lanen, 2012).
En Europa el uso de modelos matemáticos para la
simulación de los diferentes escenarios climáticos
esperables se ha visto impulsado en zonas como
España en donde se ha llevado a cabo estudios con
base en leyes regionales y el modelo Hadley center
(UK), estimando un aumento en la temperatura de
2.5°C para el año de 2060 (Iglesias et al., 2007).
Otro de los modelos que permiten simular el
comportamiento hidrogico en una cuenca con
mayor aplicación a nivel mundial es el HEC-HMS,
que tiene como nalidad predecir la escorrentía
en una cuenca, teniendo en cuenta la cartografía
y datos meteorogicos como la precipitación
(Anderson, Chen, Kavvas y Feldman, 2002).
Estos estudios casi no han sido realizados en países
en desarrollo, sin embargo en la última década
países como la India, han optado por el uso de
modelos matemáticos como el HEC-HMS y WEPP,
con el n de contrastar el funcionamiento de ambos,
se analizó el comportamiento del caudal para años
anteriores y futuros y se concluyó que el modelo
HEC-HMS tiene mayor precisión en la simulación
diaria de la escorrentía que el modelo WEPP (Verma,
Jha y Mahana, 2010).
El modelo HEC-HMS, no solo ha sido utilizado y/o
estudiado para comportamiento general de una
cuenca, sino también ha sido empleado para estimar
fenómenos especícos como las inundaciones con
el n de predecir su amplitud y duración, lo que
es de gran relevancia puesto que la expansión
demográca ha reducido la inltración del agua,
debido a la impermeabilización de los suelos,
provocando alas inundaciones. Un estudio de este
tipo fue realizado en Texas donde se calibraron los
datos para simular las inundaciones provocadas por
una tormenta utilizando datos del satélite Landsat
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Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
TM. La calibración del modelo se realizó utilizando
hidrogramas para estimar crecidas, coecientes de
inltración, tiempo de concentración y ujo de base.
El resultado de este trabajo permite contemplar los
modelos matemáticos como una herramienta vital
para el desarrollo de estudios hidrológicos a nivel
regional (Knebl, Yang, Hutchison y Maidmen, 2005).
Una extensión del software HEC (Hydrologic
Engineering Centers) es el modelo HEC-RAS, el
cual es de gran utilidad para poder analizar el
comportamiento hidráulico del ujo a supercie
libre y la calidad del agua. En este modelo se
introducen variables de caudales (máximo, mínimo,
promedio), puntos de vertimiento, parámetros
de calidad, entre otros, apoyados en escenarios
proyectados a futuro que facilitan el estudio del
comportamiento de adaptación de la cuenca con
nes de uso y manejo adecuado del recurso hídrico
(Luna y Santander, 2013).
Otros modelos como el WaterGAP 2, permiten
calcular el uso y disponibilidad del agua en una
cuenca, utilizado no solo para encontrar la escorrentía
supercial sino también la recarga de aguas
subterráneas. Además, tiene un método que permite
llenar los vacíos por ausencia de datos relacionados
con el recurso hídrico (Alcamo et al., 2003).
La planicación del recurso hídrico no solo
abarca el comportamiento de sectores naturales
y rurales sino también el comportamiento en
sectores urbanos, razón por la cual modelos
como el SWMM están programados para simular
el comportamiento de lluvia y escorrentía en
un evento continuo especialmente en zonas
urbanas (Pathak y Chaudhari, 2015), a diferencia
de otros que tienen mejor aplicación en ujos
naturales (HEC-HMS/RAS). El modelo SWMM
se utiliza con datos meteorogicos (lluvia neta y
precipitación máxima) en un periodo de 24 horas,
junto con análisis estadísticos que ayudan en la
precisión del modelo. Tras este modelo se pueden
plantear escenarios futuros que sean base para la
planicación (Benavides y Jurado, 2009).
Uno de los modelos que une la simulación de agua
supercial con la subterránea es el AQUATOOL, el
que ha sido aplicado en estudios como el realizado
en el departamento del Valle del Cauca, Colombia,
donde se plantearon distintos escenarios para
encontrar satisfacer la demanda actual y futura,
incorporando al sistema actual de agua supercial,
un sistema de bombeo de agua subterránea
(Gutiérrez, 2007).
Un modelo similar al AQUATOOL es el modelo WEAP,
estudiado en países como Italia donde las frecuentes
sequias en las últimas dos décadas han impulsado el
alisis preliminar de estos dos modelos, con el n de
evaluar planes alternativos y políticas de operación
del recurso hídrico (Sechi, 2013).
El modelo WEAP sirve como un instrumento útil a la
hora de tomar decisiones, porque permite contemplar
una amplia gama de problemas en cada escenario
que se desee plantear, teniendo en cuenta: la
variabilidad del clima, las condiciones de las cuencas
a estudiar, las demandas previstas, la necesidades
ecosistémicas, los objetivos operativos, etc. (Yates,
Sieber, Purkey y Huber-Lee, 2005). Además, trabaja
con una interfaz SIG que permite trazar la cuenca
con su respectivo esquema, para así poder estimar el
comportamiento de oferta y demanda en diferentes
escenarios (Vicuña, Coello y Cisneros 2009).
Este tipo de modelo puede ser aplicado en proyectos
relacionados con el recurso hídrico, teniendo en
cuenta la oferta, demanda, impactos que alteren
el curso del agua, condiciones meteorogicas,
relieve, entre otros. La ventaja principal del modelo
WEAP, es que facilita la generación de diferentes
escenarios, permitiendo así al planicador, elegir la
complejidad según la información con la que cuente
(Villafañe y Rada, 2011). En un estudio realizado en
Jordania se utilizó este modelo para simular tres
escenarios alternos, con el n de optimizar la oferta
y ampliar la cobertura de la demanda de agua en la
cuenca del Valle del Jordán, puesto que, por ser esta
una zona industrializada presenta un alto consumo
de agua y por ende, un alto índice de escasez. En
el primer escenario se contempló el abastecimiento
con únicamente agua dulce, en el segundo con agua
mezclada (agua dulce y residual tratada) y el tercero
con solo agua residual tratada. Con base en un valor
económico para cada una de las tres alternativas, se
encont que la mejor opción para abastecimiento
es la estimada en el primer escenario (Hussein y
Weshah, 2009).
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
El modelo WEAP también ha sido empleado para
el análisis en los recursos hídricos en relación al
cambio climático. En países latinoamericanos como
en Colombia, se han realizado estudios en cuencas
de los ríos La Vieja (Figueroa y Escobar, 2015b), río
Otún (Figueroa y Escobar, 2015a) y Alto Magdalena
(Escobar et al., 2014); a como también se ha
estudiado la relevancia y utilidad del procedo ADR
y del sistema WEAP para formulación de planes
de ordenamiento y planes de manejo de cuencas
(Purkey y Mendoza, 2015).
Y no solo en Colombia se han realizado estudios
con el modelo WEAP sino también en Chile, donde
se planteó un escenario a futuro para predecir los
caudales en los periodos 2036-2065 y 2071-2100,
además de calcular el estrés hídrico presente y
futuro. Para realizar dicho estudio, se utilizaron
las temperaturas mensuales de 5 estaciones desde
1976 a 2007, demanda de agua, precipitación media
anual, caudal promedio (simulado y observado) e
información proyectada de escenarios climáticos
para las regiones de Chile para el periodo 2071-2100,
donde se tuvo como resultado una disminución en los
caudales del 30% y 40% para los periodos 2036-2065 y
2071-2100 respectivamente (Mena, 2009). Lo que hace
que este tipo de modelos sean de gran utilidad para
la formulación de estrategias de gestión del recurso
hídrico frente al calentamiento global.
Una de las ventajas del uso del modelo WEAP,
frente a otros modelos, es que permite manejar
niveles de incertidumbre en cuanto a los datos
necesarios, a diferencia de otro tipo de modelos, que
demandan mayor cantidad de información como es
el caso del modelo SWAT (Castro, 2014). Además,
puede ser desarrollado en cualquier escala, desde
pequeños cuerpos de agua hasta grandes cuencas;
este software es de fácil acceso y permite al usuario
utilizar mapas creados en ArcGis para los límites de
la cuenca y su esquema (Centro de Cambio Global
Universidad de Chile, 2009).
El software WEAP también puede ser aplicado
junto con otro tipo de métodos y modelos como
el método FAO para simular la precipitación
escorrentía, encontrando la oferta (escorrentía) y la
demanda. En Kenia fue utilizada esta metodología
mencionada con el n de estabilizar el ujo y
mejorar la cobertura de la demanda entre un 60% y
100%, mediante la construcción de dos represas. A
pesar de contemplar esta alternativa, en aguas abajo
la cobertura de demanda disminuyó entre un 45% y
100% (Akivaga, 2010).
Existen otros modelos enfocadas a cuerpos de agua
subterráneas en los que se encuentra: Modow y
AQUATOOL (Gutiérrez, 2007), siendo el segundo
similar a WEAP, otros modelos para el escurrimiento
urbano como el SWMM (Benavides y Jurado, 2009),
modelos que caracterizan el ujo subterráneo como
MODFLOW y modelos que permiten analizar
la calidad del agua como es el caso de QUAL2k
(Centro de Cambio Global Universidad de Chile,
2009) tienen una inter-fase con WEAP.
4. Discusión
El recurso hídrico se ha visto afectado a través de los
años por distintos factores naturales (meteorológicos
y fenómenos climáticos) y antrópicos (crecimiento
poblacional, uso inadecuado de los recursos,
deforestación etc.), lo cual ha ido disminuyendo
su disponibilidad, calidad y distribución. Esta
problemática ha generado conictos sociales alrededor
del mundo (Esparza et al., 2013, y se han aumentado
las enfermedades y pérdidas de vidas por el consumo
de agua contaminada (Kalonji y Erdelen, 2012).
Para mitigar los problemas relacionados con el
recurso hídrico algunas organizaciones a nivel
mundial como UNESCO, WWF y ONU, han
desarrollado estrategias de manejo sostenible del
recurso, adaptadas a las características de cada
región puesto que no todas las cuencas tienen el
mismo comportamiento. El manejo adecuado de
cuencas favorece a las poblaciones aledañas con el
suministro de agua, bienes y servicios ambientales
que estas prestan.
Los países latinoamericanos tienen, debido a su
topografía y al tener el mayor porcentaje de páramos
en el mundo, las cuencas como grandes reservorios
de agua almacenada en el suelo y el subsuelo; sin
embargo, a pesar de tener abundancia del recurso
no son manejadas adecuadamente, porque no se
puede aplicar el mismo plan de gestión y manejo
para todas las regiones debido a la complejidad que
cada una presenta, por lo tanto, se deben adaptar a
cada región como lo arman varios autores (Nieto,
2011; Escobar et al., 2014).
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Estrategias de la planicación del recurso hídrico con nes de abastecimiento para consumo humano
Para tener un manejo óptimo de cuencas en
Latinoamérica, se ha ido desarrollando diferentes
planes que integran los sistemas político, social,
ecológico y económico, con el propósito de
asegurar la cantidad de agua para las generaciones
futuras, sin afectar los ecosistemas (Ospina et al.,
2014). Este manejo es completamente diferente al
de países de otras regiones, donde aunque tengan
adecuadas estrategias de manejo no cuentan con
el recurso, esto se ve reejado en el continente
Africano cuya problemática se basa en que el
recurso no puede ser distribuido constantemente
debido a los largos periodos de sequía y la falta de
políticas e infraestructura.
La disponibilidad de recurso, infraestructuras, planes,
de gestión y estrategias enfocadas a la distribución para
consumo humano, inuye en la cantidad de agua de
diferentes países; mientras que en los países africanos
la población sobrevive con menos de 10 litros de agua
al día, otros como Estados Unidos consumen cerca de
500 litros. En Colombia la dotación va desde los 100
hasta los 150 litros por habitante al día (Ministerio
de Desarrollo Económico de Colombia, 2000). Una
dotación adecuada de agua involucra muchos factores
y debe acoplarse a las necesidades de cada país,
teniendo en cuenta las necesidades básicas de cada
región. Así mismo, se deben aplicar restricciones para
quienes no aprovechen moderadamente el recurso, y
así optimizarlo para mantener la oferta de las cuencas
y asegurar la dotación equitativa a la población actual
y futura.
Uno de los problemas que presentan varias cuencas
al abastecer a una población es el no contar con
un adecuado estudio del caudal ecológico o en
algunos casos es ignorado, este caudal permite a la
cuenca mantener la cantidad mínima de agua para
realizar los procesos físicos, químicos, biológicos
y morfológicos cuando se extrae agua para
abastecimiento tal como lo mencionan los autores
Parra y Carvajal (2012).
Los planes de manejo de cuencas han sido
des a r rol l ado s e n d i fer e nte s pa í s es t a nt o e n c u encas
dentro de un país como en multifronterizas y, su
aplicación ha permitido tener un mejor manejo
del agua. Los mejores resultados se han dado
cuando se han incluido variables afectadas por el
cambio clitico.
El cambio climático está asociado con los cambios
en los parámetros meteorogicos que ocasionan
mayor evaporación, lluvias más intensas, deshielo,
inundaciones, seguías prolongadas, etc. En el
caso del aumento de temperatura ha generado
reducción de agua en las fuentes abastecedoras, por
lo tanto, este ha sido un factor para que el índice
de escasez esté incrementando. Las soluciones se
han enfocado en la realización de prácticas que
generen menos impactos negativos en relación al
cambio climático, por ejemplo, la reducción de los
gases de efecto invernadero aplicando mecanismos
de desarrollo limpio (Yepes, 2012).
Cuando las fuentes de agua no tienen la suciente
oferta, se ha optado por buscar alternativas que
permitan satisfacer la demanda sin alterar los
procesos internos de cada una de las cuencas, entre
estas alternativas se cuentan la desalinización
(Esparza et al., 2013), la captación de agua de las
nieblas costeras, agua lluvia (Soto, 2000), agua
subterránea (Gutiérrez, 2007) y aguas superciales
(Rodríguez, 2011).
Los modelos matemáticos de recurso hídrico
se han convertido en una herramienta útil en
el estudio, el escalamiento de estrategias, la
afectación de diferentes variables, el pronóstico
de comportamientos a lo largo del tiempo, las
demandas futuras, las problemáticas más relevantes,
y todos aquellos aspectos que puedan incidir sobre
la planicación adecuada de la cuenca.
El éxito en la utilización de los modelos que la
información ingresada sea de calidad y suciente
para que se logre obtener un comportamiento
similar al real de las cuencas (Anderson et al., 2002)
además de predecir fenómenos naturales de manera
adecuada (Knebl et al., 2005).
Hoy en día se ha llegado a contar con modelos
como el WaterGAP y WEAP capaces de completar
datos faltantes mediante distintos métodos como:
interpolar, reemplazar, repetir o interpolar con
el método de año agua, en aquellos casos donde
la información hidrometeorológica se encuentra
incompleta (Alcamo et al., 2003).
En el momento en que se esté buscando alternativas
de agua para abastecimiento, cuando se haya
realizado un plan de manejo de cuencas y los
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Francisco Maa Chamorro, Paola Sofía Paz Enríquez, David Ricardo Javier Realpe Cabrera, Gloria Lucía Cárdenas Calvachi
estudios de cada uno de los cuerpos de agua, se
tendrán opciones de las fuentes como alternativas,
de las cuales se pueden seleccionar las mejores
opciones mediante un alisis multicriterio, en
el cual se tiene en cuenta distintos aspectos que
son evaluados con valores numéricos, ndole un
ponderado mayor a las mejores opciones para así
tomar una decisión correcta.
5. Conclusiones
La planicación del recurso hídrico es un tema
complejo debido a que la distribución y las condi-
ciones en las que se encuentra este recurso, varían
en todas las regiones del mundo, necesitándose de
un manejo diferenciado dependiendo de caracterís-
ticas especícas, imposibilitando un modelo de pla-
nicación que se pueda aplicar de manera general.
Para el desarrollo de la planicación y manejo
del recurso hídrico es de vital importancia tener
en cuenta fenómenos de variabilidad y cambio
climáticos y la determinación de caudales ecológicos
cuando se requiera realizar extracción de agua, esto
permitirá que se adopten estrategias que tengan en
cuenta condiciones propias y las dimicas de los
sistemas: sociocultural, económico y cultural de
cada zona.
El uso de herramientas es de gran utilidad en la
planicación del recurso hídrico, debido a que
apoyan y facilitan la toma de decisiones, puesto
que son múltiples y pueden ser usadas en casos
especícos en cada región. Entre los instrumentos
más utilizados en la actualidad están los modelos
matemáticos, sin embargo, el uso de cada una de
las herramientas complementa la formulación de
otra, y de igual forma, los resultados de un modelo
complementan las estrategias planteadas en un plan
de manejo del recurso hídrico.
6. Conicto de intereses
Los autores de este artículo declaran no tener
ningún tipo de conicto de intereses sobre el trabajo
presentado.
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