Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ECONOMÍA PROYECTO DE INVERSIÓN SOCIAL SUSTENTABLE: Instalación de captadoras de agua de lluvia en los techos de las casas del Municipio de Contla de Juan Cuamatzi, Estado de Tlaxcala. TESINA Que para obtener el título de Licenciado en Economía PRESENTA Teresa Flores Bautista DIRECTOR DE TESINA Lic. Luis Rodrigo Jacuinde Olvera usuario Texto escrito a máquina CIUDAD UNIVERSITARIA, CDMX 2017 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Página 2 ÍNDICE DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ...............................................................................................................................7 1. CAPITULO I. RESUMEN EJECUTIVO ......................................................................................9 1.1. Objetivo del proyecto ........................................................................................... 9 1.2. Problemática identificada ..................................................................................... 9 1.3. Breve descripción del proyecto ............................................................................ 9 1.4. Horizonte de evaluación..................................................................................... 10 1.5. Identificación y descripción de los principales costos del proyecto .................. 10 1.6. Identificación y descripción de los principales beneficios del proyecto ............ 10 1.7. Identificación y descripción de los principales riesgos del proyecto ................. 12 1.8. Indicadores de rentabilidad del proyecto ........................................................... 12 1.9. Conclusiones de rentabilidad del proyecto ........................................................ 13 2. CAPITULO II. SITUACIÓN ACTUAL .......................................................................................14 2.1. Diagnóstico de la situación actual ..................................................................... 14 2.2. Descripción general del municipio ..................................................................... 14 2.3. Problemática a resolver ..................................................................................... 15 2.4. Análisis de la oferta actual ................................................................................. 16 2.5. Análisis de la demanda actual ........................................................................... 18 2.6. Interacción oferta-demanda en situación actual ................................................ 19 3. CAPITULO III. SITUACIÓN SIN PROYECTO Y POSIBLES SOLUCIONES ..........................22 3.1. Optimizaciones ................................................................................................... 22 3.2. Análisis de la oferta en caso de no realizar el proyecto .................................... 22 3.3. Análisis de la demanda en caso de no realizar el proyecto .............................. 23 3.4. Interacción oferta-demanda con optimizaciones ............................................... 24 3.5. Posible alternativa de solución .......................................................................... 26 3.6. Nombre de la alternativa .................................................................................... 26 3.7. Descripción de alternativa de solución .............................................................. 26 3.8. Costo de la alternativa de solución .................................................................... 28 4. CAPITULO IV. SITUACIÓN CON PROYECTO .......................................................................29 4.1. Descripción general del proyecto ...................................................................... 29 4.2. Alineación estratégica del proyecto ................................................................... 42 4.3. Localización geográfica del proyecto................................................................. 43 4.4. Calendario de actividades para la ejecución del proyecto ................................ 44 Página 3 4.5. Monto total de inversión requerido para el proyecto ......................................... 44 4.6. Fuente de financiamiento para desarrollar el proyecto ..................................... 45 4.7. Capacidad instalada con el proyecto ................................................................. 45 4.8. Metas anuales y totales de producción con el proyecto ................................... 46 4.9. Vida útil del proyecto .......................................................................................... 48 4.10. Descripción de los aspectos más relevantes: Aspectos Técnicos, Legales y Ambientales del Proyecto ............................................................................................. 48 4.11. Análisis de la oferta con proyecto ...................................................................... 48 4.12. Análisis de la demanda con proyecto ................................................................ 49 4.13. Interacción oferta-demanda con proyecto ......................................................... 50 5. CAPITULO V. EVALUACIÓN DEL PROYECTO .....................................................................54 5.1. Identificación, cuantificación y valoración de costos ......................................... 54 5.2. Identificación, cuantificación y valoración de los beneficios ............................. 54 5.3. Cálculo de indicadores de rentabilidad .............................................................. 56 5.4. Análisis de sensibilidad ...................................................................................... 58 5.5. Análisis de riesgos ............................................................................................. 59 6. CAPITULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................60 7. CAPITULO VII. BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................61 8. CAPITULO VIII. ANEXOS ........................................................................................................63 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Identificación de los costos de inversión del proyecto. ______________________________ 10 Tabla 2. Identificación de los costos de mantenimiento del proyecto. _________________________ 10 Tabla 3. Análisis de riesgos del proyecto. _________________________________________________ 12 Tabla 4. Comparativo proyecto vs alternativa. _____________________________________________ 13 Tabla 5. Volumen de aprovechamiento subterráneo (m3/año). Municipio Contla de Juan Cuamatzi. ______________________________________________________________________________________ 16 Tabla 6. Oferta actual de agua potable en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ___________ 17 Tabla 7. Proyección de oferta de acuerdo a crecimiento poblacional. _________________________ 18 Tabla 8. Uso promedio diario del agua potable por persona. _________________________________ 18 Tabla 9. Demanda de agua potable en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ______________ 19 Tabla 10. Interacción oferta-demandade agua potable en situación actual en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi._______________________________________________________________ 20 Tabla 11. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación actual a lo largo del horizonte de evaluación en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. _________________________________ 20 Tabla 12. Oferta optimizada de agua potable en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ______ 23 Tabla 13. Proyección de oferta optimizada de acuerdo a crecimiento poblacional. ______________ 23 Página 4 Tabla 14. Demanda de agua potable en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. _____________ 24 Tabla 15. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación optimizada en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi._______________________________________________________________ 24 Tabla 16. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación optimizada a lo largo del horizonte de evaluación en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ________________________ 25 Tabla 17. Costos unitarios de la alternativa de solución. ____________________________________ 28 Tabla 18. Costos totales de la alternativa de solución. ______________________________________ 28 Tabla 19. Costo de operación y mantenimiento anual de la alternativa de solución. _____________ 28 Tabla 20. Porcentaje de Escurrimiento (rural, 2003). _______________________________________ 31 Tabla 21. Determinación de la precipitación promedio mensual. _____________________________ 36 Tabla 22. Material de recolección y conducción. ___________________________________________ 38 Tabla 23. Material para construcción del interceptor de primeras aguas. ______________________ 39 Tabla 24. Oferta de agua pluvial mensual. ________________________________________________ 40 Tabla 25. Calculo del volumen del tanque de almacenamiento. ______________________________ 42 Tabla 26. Cronograma de ejecución del proyecto. __________________________________________ 44 Tabla 27. Monto total de la inversión. _____________________________________________________ 45 Tabla 28. Costos de mantenimiento anual para el sistema. __________________________________ 45 Tabla 29. Suministro diario esperado con el proyecto. ______________________________________ 46 Tabla 30. Metas de producción bajo los tres escenarios. ____________________________________ 47 Tabla 31. Oferta de agua potable con proyecto en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ____ 48 Tabla 32. Oferta de agua potable con proyecto a lo largo del horizonte de evaluación en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ___________________________________________________ 49 Tabla 33. Demanda de agua potable con proyecto en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. _ 50 Tabla 34. Demanda de agua potable con proyecto a lo largo del horizonte de evaluación en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ___________________________________________________ 50 Tabla 35. Interacción oferta-demanda de agua potable con proyecto en el horizonte de evaluación en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ______________________________________________ 51 Tabla 36. Identificación de los costos de inversión del proyecto. _____________________________ 54 Tabla 37. Identificación de los costos de mantenimiento del proyecto. ________________________ 54 Tabla 38. Costo anual equivalente del proyecto. ___________________________________________ 57 Tabla 39. Costo anual equivalente de la alternativa de solución. _____________________________ 57 Tabla 40. Comparativo proyecto vs alternativa. ____________________________________________ 58 Tabla 41. Análisis de sensibilidad del proyecto. ____________________________________________ 58 Tabla 42. Análisis de riesgos del proyecto. ________________________________________________ 59 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Mapa del Municipio de Contla de Juan Cuamatzi (MAPS, 2016). _________________ 15 Ilustración 2. Gráfico de oferta de agua potable por pozo. ___________________________________ 17 Ilustración 3. Gráfico de uso promedio diario del agua potable por persona. ___________________ 19 Ilustración 4. Gráfico de interacción oferta-demanda de agua potable en situación actual en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ___________________________________________________ 21 Ilustración 5. Gráfico de interacción oferta-demanda de agua potable en situación optimizada en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ___________________________________________________ 25 Ilustración 6. Tratamiento y re-usó de aguas jabonosas. ____________________________________ 27 Ilustración 7. Tratamiento y re-usó de aguas negras. _______________________________________ 27 Página 5 Ilustración 8. Sistema de Captación Urbano (A.C., 2016). ___________________________________ 30 Ilustración 9. Tubos de Recolección. _____________________________________________________ 31 Ilustración 10. Filtros para bajantes. ______________________________________________________ 32 Ilustración 11. Filtros para cisterna. ______________________________________________________ 32 Ilustración 12. Filtros para instalación individual. ___________________________________________ 33 Ilustración 13. Dispositivo de descarga de primeras aguas. __________________________________ 34 Ilustración 14. Gráfico de la precipitación mensual de Tlaxcala en relación con el Nacional. _____ 37 Ilustración 15. Filtro de bajada. __________________________________________________________ 38 Ilustración 16. Localización de la zona urbana del municipio de Contla de Juan Cuamatzi. ______ 44 Ilustración 17. Gráfico de interacción oferta-demanda de agua potable con proyecto en el horizonte de evaluación. _________________________________________________________________________ 52 Ilustración 18. Gráfico de interacción oferta-demanda de agua potable bajo las 3 situaciones del proyecto en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi. Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. __________________________________________________________________ 53 Página 6 AGRADECIMIENTOS Gracias: A Dios por haberme permitido llegar hasta este momento. A mis padres Micaela y Tiburcio, que son mi fortaleza y mi guía, por sus consejos y apoyo, gracias por darme la vida, por cuidarme y apoyarme, por estar conmigo en los momentos más importantes de mi vida. Son una muestra de lucha y entrega, un gran ejemplo a seguir. Este logro es de ustedes. Los amo. A mis hermanos, Pati, Bari, Gabi, por su incondicional apoyo y confidencia, que me hicieron no rendirme, retándome a demostrar que puedo con esto y más. A mis sobrinos Eve, Abi, Rafa, por alegrarme la vida. A mis cuñados, Ale, Alex y Julio, les agradezco de todo corazón el apoyo que me han otorgado desde el momento que se integraron a esta familia. A mi asesor, Licenciado Luis Rodrigo Jacuinde Olvera, por haberme guiado y aconsejado en este proyecto final de mi formación profesional, gracias por su tiempo y sus consejos. Sin su apoyo este es un logro que no habría podido alcanza. “Por mi raza hablara el espíritu” Página 7 PROYECTO DE INVERSIÓN SOCIAL SUSTENTABLE INTRODUCCIÓN Actualmente existe un problema de desabasto de agua, gran parte de esta problemática está relacionada a su mala gestión y al desbalance entre la demanda y oferta de recursos naturales, al tomar más de lo que la naturaleza puede reponer. Situación que afecta al municipio de Contla de Juan Cuamatzi, perteneciente al Estado de Tlaxcala, donde además existe una mala distribución de agua potable; tomando en cuenta que parte de la población solo recibe el servicio un día por semana y en ocasiones un servicio cada quince días o cada mes , bajo esta situación la población se ve en la necesidad de invertir en la compra de agua para consumo y uso doméstico, a través de la renta de camiones cisternas (pipas) y agua embotellada, con impacto negativoen la economía. Problemática que se complica aún más por el crecimiento acelerado de la población y el desarrollo urbano mal planeado. Por lo anterior, es evidente que estamos frente a una situación, que no podemos seguir ignorando. Un reto para las generaciones presentes consiste en lograr y mantener un desarrollo sustentable, cuya definición más conocida y acuñada se encuentra en el informe “Nuestro Futuro Común” realizado por la Comisión Mundial del Medio Ambiente y del Desarrollo (CMMDA) de las Naciones Unidas en el año 1987, definiéndolo como, “Desarrollo sustentable es el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”. Esto se lograra por medio de sistemas alternativos que aprovechen los recursos que la naturaleza nos brinda; por ejemplo, uno de los recursos con potencial para enfrentar la problemática es la utilización de agua de lluvia. Actualmente el agua proveniente de la lluvia, es desperdiciada al ser vertida a coladeras, donde se mezcla con aguas de desecho y diferentes sustancias químicas y orgánicas que la contaminan, limitando aún más su uso y contribuyendo al deterioro ambiental. Los sistemas de captación de agua de lluvia, pueden ser una alternativa para el aprovechamiento del recurso, evitar la sobre exploración de los mantos acuíferos, además de limitar el daño ambiental al evitar su contaminación. Estos sistemas generalmente son fáciles de instalar, son menos costosos que los Página 8 sistemas de agua potable municipales tradicionales, existe un alto potencial para municipios con alta o muy alta marginación económica y social. Considerando lo anterior, el objetivo que se plantea, es dar a conocer la evaluación de un proyecto de desarrollo sustentable, que cumple con los “lineamientos para la elaboración y presentación de los análisis costo y beneficio de los programas y proyectos de inversión” publicados por la UISHCP en el Diario Oficial de la Federación el 30 de diciembre del 2013(lineamentos) (Proyectos, 2015). A través de la instalación de captadoras de agua de lluvia en techos de casas, en el municipio referido; como alternativa para enfrentar la problemática de desabasto que se vive, contribuyendo al mejor aprovechamiento de los recursos naturales y limitación de daño ambiental. Página 8 1. CAPITULO I. RESUMEN EJECUTIVO 1.1. Objetivo del proyecto Contar con un sistema de abastecimiento sustentable, que ayude a complementar el servicio de agua que es suministrado mediante la red de agua potable del municipio de Contla de Juan Cuamatzi, evitando la sobreexplotación de los mantos acuíferos, que ocasionaría problemas de abastecimiento en años futuros, propiciando con el proyecto, su recarga natural. 1.2. Problemática identificada En el municipio de Contla de Juan Cuamatzi, Tlaxcala, existe actualmente desabasto y mala distribución de agua potable, que afecta en gran medida la economía y la calidad de vida de sus habitantes, problemática en aumento si se considera el crecimiento acelerado de la población y el desarrollo urbano mal paneado, sin dejar a un lado el problema ecológico a generar con la sobreexplotación de los mantos acuíferos si no se toman medidas a corto y mediano plazo. Debido al incremento en la proyección poblacional del municipio, se generará una mayor demanda del servicio de agua potable, ocasionando un desabasto en el municipio referido, lo cual afecta la calidad de vida y la economía de sus habitantes, al igual que un problema ecológico al sobreexplotar los mantos acuíferos derivado de la mayor extracción del vital líquido, produciendo un efecto desleal a la naturaleza al no permitir que sus mantos acuíferos se regeneren de manera natural. 1.3. Breve descripción del proyecto El sistema de captación de agua de lluvia está conformado principalmente por los siguientes elementos: Área de captación. Conducción. Prefiltro. Interceptor de primeras aguas. Almacenaje. Potabilización. En primera instancia, con este sistema se captará el agua de lluvia, que podrá ser utilizada en diferentes actividades domésticas, abastecidas actualmente por el sistema de agua potable. Sin embargo, cabe aclarar que con un tratamiento Página 10 adecuado de purificación, el agua de lluvia puede utilizarse, incluso para consumo humano. 1.4. Horizonte de evaluación El proyecto contempla un horizonte de evaluación de 12 años, la vida útil del proyecto es de 11 años, duración máxima del material utilizado (PVC) a la intemperie, más un año de inversión requerido. 1.5. Identificación y descripción de los principales costos del proyecto El monto de inversión requerido para llevar a cabo la instalación del sistema de captación de agua de lluvia en todos los hogares del municipio referido es del orden de $156, 431,040.46 con IVA incluido. El costo anual de operación y mantenimiento del sistema de todos los hogares asciende $7, 356,381.31 con IVA incluido. En la tabla 1 se desglosan los costos de manera particular. Tabla 1. Identificación de los costos de inversión del proyecto Concepto de obra Monto sin IVA ($) Monto con IVA ($) Captación y Conducción $ 695.84 $ 807.18 Filtración $ 301.72 $ 350.00 Almacenamiento $ 8,613.22 $ 9,991.33 Potabilización y Distribución $ 4,137.93 $ 4,800.00 TOTAL CASA= $ 13,748.71 $ 15,948.50 TOTAL PROYECTO= $ 134,854,345.22 $ 156,431,040.46 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Para que los sistemas captadores de lluvia tengan un funcionamiento eficiente, se debe contemplar un costo anual de mantenimiento, el cual consiste en el cambio de filtros utilizados en el sistema de purificación. Tabla 2. Identificación de los costos de mantenimiento del proyecto Concepto Monto sin IVA ($) Monto con IVA ($) Mantenimiento anual a filtros de purificación $ 646.55 $ 750.00 TOTAL= $ 646.55 $ 750.00 TOTAL PROYECTO ANUAL= $ 6,341,708.03 $ 7,356,381.31 TOTAL PROYECTO = $ 69,758,788.31 $ 80,920,194.44 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. 1.6. Identificación y descripción de los principales beneficios del proyecto Los sistemas de captación de agua de lluvia tienen sin lugar a dudas muchos beneficios, así como ventajas comparativas contra el sistema tradicional urbano. Al ser un proyecto social autosustentable, se pretende evaluar la rentabilidad del Página 11 mismo desde el punto de vista social y no privado. Por lo cual se observarán beneficios cualitativos y no cuantitativos. Beneficios del agua de lluvia: Por su poca dureza es decir su baja concentración de compuestos minerales (calcio, magnesio y hierro) que no afectan la capacidad de formación de espuma de detergentes en contacto con el agua, al igual que no generan problemas en las tuberías y tanques de las instalaciones domésticas, hace que aumente su escala en aplicaciones y se extienda su uso. Elimina la necesidad de un suavizador de aguas y sales que le añaden durante el proceso. Está libre de sodio, importante para la población que tiene que consumir una dieta baja en sodio. El agua de lluvia es "pura" (aunque no las primeras lluvias que limpian la atmosfera) y su uso para el riego es altamente beneficioso. Esta agua viene libre de cloro y está altamente oxigenada y no incorpora ningún material agresivo para las plantas. Es una fuente importante de abastecimiento cuando es temporada de estiajes y la dotación se reduce fuertemente, o cuando hay escasez del agua subterránea. Su utilización no impacta al subsuelo, con la extracción acelerada, ni a losríos y sus ecosistemas (con el desvío y entubamiento de estos), con lo que se permite la recarga natural de los mantos acuíferos. Beneficios del sistema de captación: El agua de lluvia no genera costo, la única inversión que hay que realizar es en la captación y en el tratamiento. Con el sistema, se generar menor costo en el servicio de agua potable, con impacto positivo en la economía de la población. Los sistemas son de fácil mantenimiento. El agua de lluvia se recolecta y almacena cerca de la casa donde se consume, lo cual elimina la necesidad de sistemas de distribución costosos y complejos. Propicia ahorro de energía, limitando el proceso de extracción, entubamiento, distribución y bombeo de agua potable para su distribución. Tiene un costo mucho menor, que el de las redes hidráulicas públicas, tanto en la inversión primaria como en el costo de mantenimiento, reparación y ampliación. Página 12 Puede aplicarse prácticamente de inmediato a todas las comunidades urbanas que no cuenten con redes de agua potable. Con el proyecto, se liberan recursos públicos y se permite a los mantos acuíferos su recarga natural, aprovechando el agua de lluvia para el desarrollo de actividades básicas y cotidianas que usualmente se llevan a cabo con agua potable que es abastecida a través de la red de agua potable del municipio. 1.7. Identificación y descripción de los principales riesgos del proyecto Tabla 3. Análisis de riesgos del proyecto Riesgo Descripción Ocurrencia Impacto Mitigación Precipitación Variación de precipitación en el municipio. Bajo Afectará la capacidad de captación. Se contempló un tanque de almacenamiento de gran capacidad para prever el desabasto. Espacio de captación y almacenamiento Que los hogares no cuenten con el suficiente espacio. Bajo Reduciría el volumen de captación y almacenamiento. Se ajustaría el área de captación y almacenamiento a lo disponible. Inversión Que la inversión no se ejecute de manera generalizada. Alto El desabasto en la dotación de agua potable aumentaría. Implementar programas informativos y educativos, que fomenten la cultura social y ambiental Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. 1.8. Indicadores de rentabilidad del proyecto Al ser un proyecto social sustentable1 en el cual se tienen beneficios de difícil cuantificación y valoración, se incluye el indicador del Costo Anual Equivalente (CAE), que se define como el costo por año de llevar a cabo y operar un proyecto durante su horizonte de evaluación; implica la comparación de los flujos de costos actualizados a un año común utilizando una tasa social de descuento (10%)2. La alternativa sistema integral de abasto y saneamiento de aguas (grises y negras) será descrito posteriormente en el apartado 3.7 de este proyecto. 1 Son ideas que abordan las problemáticas del desarrollo sustentable, es decir, que tienen como objetivo la prosperidad económica, la integridad del medio ambiente y la equidad social. 2 Para el caso de México, la Tasa Social de Descuento establecida por la Secretaría de Hacienda y Crédito Público es del 10%. Página 13 Tabla 4. Comparativo proyecto vs alternativa Concepto Proyecto Alternativa Horizonte de evaluación (años) 12 12 Vida útil (años) 11 11 Costo total de inversión s/IVA ($) $ 134,854,345.22 $ 369,645,477.55 Costo total de operación y mantenimiento s/IVA ($) $ 69,758,788.31 $ 377,627,574.05 Valor presente de los costos ($) $ 176,044,125.74 $ 592,619,489.43 Costo anual equivalente ($) $ 27,104,306.73 $ 91,241,558.62 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. 1.9. Conclusiones de rentabilidad del proyecto Al ser un proyecto social sustentable y acorde al análisis del Costo Anual Equivalente, se concluye que dicho proyecto tiene un menor costo evaluado a valor presente, que contribuirá a mejorar la calidad de vida de las personas, así como un beneficio ecológico. Página 14 2. CAPITULO II. SITUACIÓN ACTUAL 2.1. Diagnóstico de la situación actual La problemática actual en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi, tiene su origen en el desarrollo urbano y el crecimiento desordenado de la población, que genera entre otras cosas, mayor demanda de los servicios públicos, uno de los servicios prioritarios corresponde al servicio de agua potable; generalmente cuando se contempla la creación de sistemas de abastecimiento del servicio, no se toma en cuenta la tasa de crecimiento poblacional, lo que contribuye al desabasto, afectando aproximadamente a 3,496 habitantes, correspondiente al 9.24% del total de la población. La dotación mínima requerida de agua potable, en el municipio es de 150 litros/habitante/día, actualmente se extraen de los 11 pozos existentes 4, 753,288 litros/día, lo que representa una dotación por persona de 122.74 litros/habitante/día, es decir existe un déficit de 27.36 litros/habitante/día.3 No hay que dejar a un lado, el impacto ambiental que genera la demanda del servicio, esto debido a la sobreexplotación de los mantos acuíferos, de los cuales se extrae el agua que se consume diariamente, problema que de igual forma es generado y agravado por la mala planeación de desarrollo, al utilizar las zonas de reserva natural para la construcción de desarrollos habitacionales, limitando con esto la función que se tenía como captadores naturales y la recarga de los mantos acuíferos. 2.2. Descripción general del municipio Se propone aplicar el proyecto en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi, localizado en las faldas del volcán la Malintzi, aproximadamente a 12.4 kilómetros (23 minutos) de la capital de estado; limita al norte con los municipios de Amaxac de Guerrero y Santa Cruz Tlaxcala, al sur con el municipio de Chiautempan, al oriente con San José Teacalco y por último al poniente con Apetatitlán de Antonio Carvajal.(inafed, 2016). Cuenta con una extensión territorial de 26.27 kilómetros cuadrados, de los cuales 13.22 kilómetros cuadrados son utilizado para uso agrícola, 11.79 kilómetros cuadrados de área urbana y 1.26 kilómetros cuadrados de bosque. (INEGI, 2016). 3Consumo diario promedio de agua por habitante recomendado para las grandes ciudades: 150 litros, según lo establece la organización del agua en su centro virtual de información del agua, www.agua.org.mx/el-agua- en-mexico/cuanthay2. http://www.agua.org.mx/el-agua-en-mexico/cuanthay2 http://www.agua.org.mx/el-agua-en-mexico/cuanthay2 Página 15 Ilustración 1. Mapa del Municipio de Contla de Juan Cuamatzi (MAPS, 2016). Fuente: Google Mapas Su clima es templado subhúmedo, con lluvias en verano y una temperatura promedio anual de 25.4 grados centígrados, registrando variaciones que van desde los 1.1 grados centígrados como mínimo, hasta los 27.6 grados centígrados como máximo. Con una precipitación anual promedio de 860.75 milímetros. No cuenta con ríos ni lagos, solamente con arroyos de caudal que se forman en la temporada de lluvia. (INEGI, 2016) Es uno de los municipios más poblados del Estado con 37,828 habitantes según datos del Consejo Nacional de Población (CONAPO), que habitan en 8,656 viviendas, con un promedio de 4 habitantes por casa, de las cuales solo 7,843 cuentan con el servicio de agua potable. (CONAPO, www.conapo.gob.mx, 2016) 2.3. Problemática a resolver En la población antes descrita, existe desde hace algún tiempo desabasto y mala distribución de agua potable, existen áreas donde el servicio es proporcionado un solo día por semana y en ocasiones más de una semana es suspendido totalmente, bajo esta situación la población se ve en la necesidad de invertir en la compra de agua para consumo y uso doméstico, a través de la renta de pipas y agua embotellada, con impactonegativo en la economía. Problemática que se complica aún más por el crecimiento acelerado de la población y el desarrollo urbano mal planeado. Es por ello que es necesaria una propuesta de desarrollo urbano ordenado y sustentable, que contemple la puesta en marcha de técnicas y materiales que Página 16 causen el mínimo impacto económico, ambiental y que contribuyan a mejorar la calidad de vida de la población, en aspectos de suma importancia como lo es el suministro de agua para consumo diario. 2.4. Análisis de la oferta actual Infraestructura existente: Actualmente el municipio referido cuenta con un 81.8% de cobertura del servicio de agua potable, para cubrir el servicio de distribución cuenta con tuberías de red primaria y red secundaria las cuales se abastecen a partir de la extracción de agua de los 11 pozos profundos que suministran un total de 1, 734, 950,000 litros/año, ubicados en las distintas secciones del municipio. Agua que proviene del acuífero Alto Atoyac que cubre la mayor parte del Estado de Tlaxcala. (AGUA, 2016) Tabla 5. Volumen de aprovechamiento subterráneo (m3/año). Municipio referido Total Pozos Nombre Volúmenes Región hidrológica Municipio Estado Latitud Longitud m3/año litros/año 1 Ixtlahuaca 61,023.00 61,023,000.00 18- BALSAS 18- CONTLA DE JUAN CUAMATZI 29- TLAXCALA 19.324108 -98.144330 2 Zacatepanco 14,942.00 14,942,000.00 3 La luz 142,578.00 142,578,000.00 4 Capula 35,645.00 35,645,000.00 5 Hueyicuentla 30,284.00 30,284,000.00 6 San Felipe Cuahutenco 435,434.00 435,434,000.00 7 Contla 578,012.00 578,012,000.00 8 Santa Maria Aquiahuac 96,155.00 96,155,000.00 9 Atlapechco 79,388.00 79,388,000.00 10 San Jose Aztatla 26,748.00 26,748,000.00 11 Ocotlan 234,741.00 234,741,000.00 TOTAL 1,734,950.00 1,734,950,000.00 Fuente: elaboración propia con datos de CONAGUA (Registro Público de Derechos del Agua. Junio 2016). Página 17 Ilustración 2. Gráfico de oferta de agua potable por pozo Fuente: elaboración propia con datos de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA. Registro Público de Derechos del Agua. Junio 2016. En cuanto a la oferta de agua potable al día, de acuerdo a la población existente, se suministra un total de 4, 753,288 litros/día, lo que representa una dotación por persona de 122.74 litros/habitante/día, que está por debajo del mínimo recomendado por persona de 150 litros/habitante/día. A continuación se presenta la oferta actual de agua potable para el municipio referido. Tabla 6. Oferta actual de agua potable en el municipio referido OFERTA ACTUAL Población Suministro m3/año Suministro litros/año Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día 38,728 1,734,950.00 1,734,950,000.00 4,753,287.67 122.74 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Aunado a lo anterior, y manteniendo la oferta actual sin proyecto a lo largo del horizonte de evaluación (12 años) la dotación por habitante se reducirá, hasta llegar a 108.34 litros/habitante/día. Página 18 Tabla 7. Proyección de oferta de acuerdo a crecimiento poblacional HE Año Población Oferta litros/día Oferta Dotación litros/habitante/día 0 2016 38,727.65 4,753,287.67 122.74 1 2017 39,234.03 4,753,287.67 121.15 2 2018 39,733.71 4,753,287.67 119.63 3 2019 40,225.44 4,753,287.67 118.17 4 2020 40,708.99 4,753,287.67 116.76 5 2021 41,184.79 4,753,287.67 115.41 6 2022 41,653.33 4,753,287.67 114.12 7 2023 42,114.05 4,753,287.67 112.87 8 2024 42,566.64 4,753,287.67 111.67 9 2025 43,010.66 4,753,287.67 110.51 10 2026 43,446.41 4,753,287.67 109.41 11 2027 43,874.36 4,753,287.67 108.34 TOTAL 496,480.06 57,039,452.05 1,380.77 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida sobre las proyecciones poblacionales de Conapo. 2.5. Análisis de la demanda actual La demanda actual de agua potable para los 37,828 habitantes del municipio referido, es de 5, 809,147.17 litros/día, tomando en cuenta que la dotación mínima para cubrir todas las necesidades es de 150 litros/habitante/día, distribuidos como se muestra en la tabla siguiente: Tabla 8. Uso promedio diario del agua potable por persona Concepto de uso Litros mínimos Porcentaje REGADERA 47.00 31.33% DESCARGA DE HECES FECALES Y ORINA 44.00 29.33% LIMPIEZA DE TRASTES 15.00 10.00% LIMPIEZA DE ROPA 14.00 9.33% LAVAMANOS Y LAVADO DE DIENTES 9.00 6.00% AUTO, PLANTAS Y OTROS 8.00 5.33% ASEO DE LA CASA 6.00 4.00% COMIDA 5.00 3.33% CONSUMO PERSONAL 2.00 1.33% TOTAL 150.00 100.00% Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 19 Ilustración 3. Gráfico de uso promedio diario del agua potable por persona Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Tabla 9. Demanda de agua potable en el municipio referido DEMANDA ACTUAL Población Suministro m3/año Suministro litros/año Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día 38,728 2,120,338.72 2,120,338,716.59 5,809,147.17 150.00 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. 2.6. Interacción oferta-demanda en situación actual Actualmente, a los 37,828 habitantes del municipio les son suministrados 122.74 litros/habitante/día de agua potable a través de la red de distribución, lo que representa una oferta total de 4,753,287.67 litros/día, sin embargo la demanda total es de 5,809,147.17 litros/día, una dotación por habitante de 150 litros/habitante/día, lo que nos indica que en este momento en el municipio existe un déficit en el suministro de agua, que haciende a 1,055,912.00 litros diarios (27.26 litros/habitante/día). 47.00 44.00 15.00 14.00 9.00 8.00 6.00 5.00 2.00 150.00 REGADERA DESCARGA DE HECES FECALES Y ORINA LIMPIEZA DE TRASTES LIMPIEZA DE ROPA LAVAMANOS Y LAVADO DE DIENTES AUTO, PLANTAS Y OTROS ASEO DE LA CASA COMIDA CONSUMO PERSONAL TOTAL - 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 AC TI VI DA D LITROS MÍNIMOS REQUERIDOS Página 20 Tabla 10. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación actual en el municipio referido INTERACCIÓN OFERTA-DEMANDA ACTUAL Población Oferta Demanda Déficit Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día 38,728 4,753,287.67 122.74 5,809,147.17 150.00 -1,055,859.50 -27.26 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Con datos tomados del Consejo Nacional de Población (CONAPO), sobre el horizonte de evaluación se construyó una estimación de la demanda de agua potable con la finalidad de observar la interacción de la oferta y demanda en caso de que no se lleve a cabo el proyecto, con lo que se observa que año con año se incrementará la demanda de agua potable a consecuencia del incremento poblacional,por lo que al mantener la oferta constante partiendo del supuesto de que se sigan suministrando los 4,753,288 litros diarios provenientes de los 11 pozos, el déficit de agua potable presentado para el año 2017 será 1,827,865.98 litros/día. Tabla 11. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación actual a lo largo del horizonte de evaluación en el municipio referido HE Año Población Demanda litros/día Oferta litros/día Déficit litros/día Oferta Dotación litros/habitante/día Demanda Dotación litros/habitante/día Déficit Dotación litros/habitante/día 0 2016 38,727.65 5,809,147.17 4,753,287.67 -1,055,859.50 122.74 150.00 -27.26 1 2017 39,234.03 5,885,105.05 4,753,287.67 -1,131,817.38 121.15 150.00 -28.85 2 2018 39,733.71 5,960,055.98 4,753,287.67 -1,206,768.31 119.63 150.00 -30.37 3 2019 40,225.44 6,033,816.38 4,753,287.67 -1,280,528.70 118.17 150.00 -31.83 4 2020 40,708.99 6,106,348.41 4,753,287.67 -1,353,060.74 116.76 150.00 -33.24 5 2021 41,184.79 6,177,718.72 4,753,287.67 -1,424,431.05 115.41 150.00 -34.59 6 2022 41,653.33 6,247,999.76 4,753,287.67 -1,494,712.09 114.12 150.00 -35.88 7 2023 42,114.05 6,317,106.84 4,753,287.67 -1,563,819.17 112.87 150.00 -37.13 8 2024 42,566.64 6,384,996.47 4,753,287.67 -1,631,708.80 111.67 150.00 -38.33 9 2025 43,010.66 6,451,599.43 4,753,287.67 -1,698,311.76 110.51 150.00 -39.49 10 2026 43,446.41 6,516,961.52 4,753,287.67 -1,763,673.85 109.41 150.00 -40.59 11 2027 43,874.36 6,581,153.65 4,753,287.67 -1,827,865.98 108.34 150.00 -41.66 TOTAL 496,480.06 74,472,009.36 57,039,452.05 -17,432,557.31 1,380.77 1,800.00 -419.23 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 21 Ilustración 4. Gráfico de interacción oferta-demanda de agua potable en situación actual en el municipio referido Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Como se puede apreciar en la gráfica desde este momento la demanda de agua potable es mayor que su oferta, aumentando el déficit conforme pasan los años, situación que agravará el problema para la población que requiere el mínimo de dotación de agua para realizar sus actividades básicas, ocasionado que la calidad de vida se deteriore. Página 22 3. CAPITULO III. SITUACIÓN SIN PROYECTO Y POSIBLES SOLUCIONES 3.1. Optimizaciones Por medio de la distribución gratuita de agua potable, utilizando camiones cisternas (pipas), se puede optimizar el servicio de agua potable y contrarrestar el desabasto que existe en áreas donde el suministro se encuentra por debajo del mínimo necesario. Considerando un periodo de evaluación de 5 años4, para el suministro diario de agua, la comisión municipal, tendría en servicio un total de 30 camiones cisterna, cada uno con capacidad de 10 mil litros, debiendo tomar en cuenta el precio por camión según lo establece el artículo 173 del Código Fiscal del D.F, como sigue: “cuando se surta en camiones cisternas para su comercialización incluyendo transporte en el Distrito Federal la tarifa será de $92.71 M.N. por m3 de agua potable” La optimización tendrá un costo anual de $10, 151,745.00 M.N. con lo que se podrá suministrar 30 pipas al día durante 5 años. Lo que equivale a una erogación total de $50, 758,725.00, equivalentes a un total de 109, 500,000.00 litros de agua al año (547, 500,000.00 en los cinco años de su ejecución). Pese a implementar la medida de optimización, aun no se soluciona el déficit de abastecimiento de agua potable en el municipio, ya que aun por medio de pipas no se suministra lo mínimo necesario, aunque efectivamente, el déficit disminuye marginalmente. Cabe aclarar, que la erogación de los recursos por medio de los cuales se ejecutaría la optimización, corresponde a recursos públicos, los cuales destinaría el municipio para su ejecución. 3.2. Análisis de la oferta en caso de no realizar el proyecto Actualmente el suministro de agua potable que se obtiene de los pozos en el municipio es de 4, 753,288.00 litros/día, adicionalmente con la optimización se suministraran por medio de las 30 pipas un total de 300,000.00 litros diarios, equivalentes a 7.75 litros/habitante/día, por lo que la oferta total aumentara a 5, 053,288.00 litros durante los 5 años de su aplicación. De esta manera, cada 4 De conformidad con el lineamiento para elaborar evaluaciones sociales, una optimización es una medida administrativa de bajo impacto y evaluación a corto plazo para tratar de hacer frente a la problemática, es por esto que se proponen solo 5 años y 30 camiones cisterna diarios. Página 23 habitante aumentará su dotación de 122.74 litros/habitante/día a 130.48 litros/habitante/día, durante los 5 años propuestos. Tabla 12. Oferta optimizada de agua potable en el municipio referido. OFERTA OPTIMIZADA Población Fuente de abastecimiento Suministro m3/año Suministro litros/año Suministro litros/año Dotación litros/habitante/día 38,728 Pozos/red 1,734,950.00 1,734,950,000.00 4,753,287.67 122.74 Carros tanque 109,500.00 109,500,000.00 300,000.00 7.7464 TOTAL 1,844,450.00 1,844,450,000.00 5,053,287.67 130.48 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. La oferta adicional por medio de pipas es de 300,000 litros al día, (7.5 litros/habitante/día), es importante mencionar que en el caso de dotar agua por medio de pipas, la oferta con esta optimización solamente podrá ser viable por 5 años, y a partir del año 2022 se regresaría a la proyección de la situación actual a lo largo del horizonte de evacuación. Tabla 13. Proyección de oferta optimizada de acuerdo a crecimiento poblacional. HE Año Población Oferta litros/día Oferta Dotación litros/habitante/día 0 2016 38,728 4,753,287.67 122.74 1 2017 39,234 5,053,287.67 128.80 2 2018 39,734 5,053,287.67 127.18 3 2019 40,225 5,053,287.67 125.62 4 2020 40,709 5,053,287.67 124.13 5 2021 41,185 5,053,287.67 122.70 6 2022 41,653 4,753,287.67 114.12 7 2023 42,114 4,753,287.67 112.87 8 2024 42,567 4,753,287.67 111.67 9 2025 43,011 4,753,287.67 110.51 10 2026 43,446 4,753,287.67 109.41 11 2027 43,874 4,753,287.67 108.34 TOTAL 496,480.06 58,539,452.05 1,418.08 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. 3.3. Análisis de la demanda en caso de no realizar el proyecto La dotación mínima de agua potable para el municipio referido seguirá siendo el suministro mínimo de 150 litros/habitante/día, es decir 5, 809,147.17 litros diarios. Pero se debe considerar que la tasa de crecimiento poblacional aumentara para los siguientes años, según datos que arroja el Consejo Nacional de Población (CONAPO), ocasionando que la demanda de agua potable se incremente; si a esta situación agregamos que actualmente se tiene un déficit de 1, 055,859.50 litros/día y que la dotación de litros por persona disminuirá, la oferta de agua potable será cada vez más deficitaria. Página 24 Tabla 14. Demanda de agua potable en el municipio referido DEMANDA ACTUAL Población Suministro m3/año Suministro litros/año Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día 38,7282,120,338.72 2,120,338,716.59 5,809,147.17 150.00 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. 3.4. Interacción oferta-demanda con optimizaciones Tomando en consideración la proyección de crecimiento poblacional y teniendo como base una oferta de litros por persona que disminuirá a través de los años, la brecha deficitaria aumentará a lo largo del horizonte de evaluación, por lo que será cada vez más difícil satisfacer la demanda mínima de 150 litros diarios. En la situación con optimización se ofertará un total de 5, 053,288.00 litros al día que equivalen a 130.48 litros/habitante/día y aunque se logra reducir el déficit, la reducción se considera marginal ya que la cantidad de agua que se suministrará a la población únicamente representará el 87% del requerimiento diario. Como resultado de esta situación se tiene que el problema de suministro de agua potable a la población del municipio referido a lo largo del horizonte de evaluación permanecerá, ya que para el año 2017 se estará suministrando únicamente el 128.80 de los 150 litros/habitante/día mínimos requeridos. A continuación se presenta la interacción de la oferta y demanda con optimización a lo largo del horizonte de evaluación, en donde se puede observar que aunque se reduce el déficit, aún no se cubre la demanda de agua potable y a lo largo del horizonte de evaluación, se abre la brecha del déficit. Tabla 15. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación optimizada en el municipio referido INTERACCIÓN OFERTA-DEMANDA OPTIMIZADA Población Oferta Demanda Déficit Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día Suministro litros/día Dotación litros/habitante/día 38,728 5,053,287.67 130.48 5,809,147.17 150.00 -755,859.50 -19.52 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 25 Tabla 16. Interacción oferta-demanda de agua potable en situación optimizada a lo largo del horizonte de evaluación en el municipio referido HE Año Población Demanda litros/día Oferta litros/día Déficit litros/día Oferta Dotación litros/habitante/día Demanda Dotación litros/habitante/día Déficit Dotación litros/habitante/día 0 2016 38,727.65 5,809,147.17 4,753,287.67 -1,055,859.50 122.74 150.00 -27.26 1 2017 39,234.03 5,885,105.05 5,053,287.67 -831,817.38 128.80 150.00 -21.20 2 2018 39,733.71 5,960,055.98 5,053,287.67 -906,768.31 127.18 150.00 -22.82 3 2019 40,225.44 6,033,816.38 5,053,287.67 -980,528.70 125.62 150.00 -24.38 4 2020 40,708.99 6,106,348.41 5,053,287.67 -1,053,060.74 124.13 150.00 -25.87 5 2021 41,184.79 6,177,718.72 5,053,287.67 -1,124,431.05 122.70 150.00 -27.30 6 2022 41,653.33 6,247,999.76 4,753,287.67 -1,494,712.09 114.12 150.00 -35.88 7 2023 42,114.05 6,317,106.84 4,753,287.67 -1,563,819.17 112.87 150.00 -37.13 8 2024 42,566.64 6,384,996.47 4,753,287.67 -1,631,708.80 111.67 150.00 -38.33 9 2025 43,010.66 6,451,599.43 4,753,287.67 -1,698,311.76 110.51 150.00 -39.49 10 2026 43,446.41 6,516,961.52 4,753,287.67 -1,763,673.85 109.41 150.00 - 40.59 11 2027 43,874.36 6,581,153.65 4,753,287.67 -1,827,865.98 108.34 150.00 -41.66 TOTAL 496,480.06 74,472,009.36 58,539,452.05 -15,932,557.31 1,418.08 1,800.00 -381.92 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Ilustración 5. Gráfico de interacción oferta-demanda de agua potable en situación optimizada en el municipio referido Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 26 3.5. Posible alternativa de solución Como posible alternativa de solución a la problemática actual, la cual difiere del proyecto, se considera la utilización del sistema integral de abasto y saneamiento de aguas, el cual consiste en separar los drenajes de aguas grises y de aguas negras para su filtración, tratamiento y utilización. Con la instalación del sistema se reutilizaran las aguas grises y negras que se generan en una casa, ahorrando hasta unos 50 litros por persona al día. Esto supone (en una familia promedio de cuatro personas) un ahorro promedio de unos 200 litros por día, es decir, entre un 24 y un 27% del consumo diario de la vivienda. La idea es alargar el ciclo de vida del agua todo lo posible al re utilizarla. Con esto lamentablemente la oferta no se verá afectada ya que la dotación seguirá siendo la que hasta el momento se tiene, pero con esta reutilización se cubrirán actividades diarias que no necesitan la calidad del agua potable y en las cuales se utiliza una fuerte cantidad diaria, en cuanto al tratamiento de aguas negras, estaremos ayudando al medio ambiente regresando agua más limpia que facilitara su filtración y purificación. 3.6. Nombre de la alternativa Instalación de un sistema integral de abasto y saneamiento de aguas (grises y negras) en las casas de Contla de Juan Cuamatzi. 3.7. Descripción de alternativa de solución El uso racional del agua en la vivienda distingue calidad y cantidad por tipo de servicio. El agua para el primer uso, proviene de la red de agua potable, que generalmente deriva en aguas jabonosas, las cuales provienen de los servicios de higiene personal como bañarse y lavarse las manos, así como de los objetos personales; lavado de ropa y utensilios de cocina, cuyos contaminantes son de baja concentración. Una vez usada el agua (primer uso) se conduce al sistema de tratamiento de aguas jabonosas, en donde se pasa por un tanque sedimentador y desnatador, se le inyecta aire y ozono para desinfectar y clarificar, para después bombearla a un tinaco de agua tratada. Este segundo tinaco distribuye agua para los tanques de los inodoros (W.C.) y la toma de agua de servicio en el cuarto de lavado y patios, para ser usada en lavado de coches, aseo de pisos y limpieza en general. Página 27 Ilustración 6. Tratamiento y re-usó de aguas jabonosas Fuente: Descarga cero, Agua y Saneamiento para todos “Vivienda con Descarga cero” (Garza, 2006) Después de su segundo uso, el agua se dirige a una cisterna de aguas negras. El tratamiento de las aguas negras implica una trampa de sólidos, un biodigestor y una cisterna de agua de servicio. Esta agua tiene su tercer uso al servir para el riego de las áreas verdes de las casas, en donde se re infiltra o evapora. Ilustración 7. Tratamiento y re-usó de aguas negras5 Fuente: www.rotoplas.com.mx/productos/saneamiento/biodigestor-autolimpiable/. 5 La cotización de los precios de los materiales se realizó en negocios de plomería del municipio. Página 28 3.8. Costo de la alternativa de solución A continuación se muestra el costo de inversión por instalación del sistema integral de abasto y saneamiento de aguas (grises y negras) en una vivienda. Tabla 17. Costos unitarios de la alternativa de solución Aguas jabonosas y negras: TRATAMIENTO Y REUSO DE AGUAS JABONOSAS (AGUAS GRISES) Concepto Unidad Cantidad C.U. ($) Monto sin IVA ($) Monto con IVA ($) Tanque descarga de aguas residuales PZA. 1.00 $646.55 $646.55 $750.00 Atrapa Grasa PZA. 1.00 $2,155.17 $2,155.17 $2,500.00 Cisterna de agua de jabón tratada PZA. 1.00 $646.55 $646.55 $750.00 Bombas de inyección de aire y ozono PZA. 1.00 $2,586.21 $2,586.21 $3,000.00 Inyectores de aire y ozono PZA. 3.00 $3,879.31 $11,637.93 $13,500.00 Generador de ozono PZA. 1.00 $5,905.17 $5,905.17 $6,850.00 Tanque de contacto PZA. 2.00 $862.07 $1,724.14 $2,000.00 Instalación del sistema SISTEMA 1.00 $3,000.00 $3,000.00 $3,480.00 TOTAL= $28,301.72 $32,830.00 TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS Concepto Unidad Cantidad C.U. ($) Monto sin IVA ($) Monto con IVA ($) Biodigestor600 litros PZA. 1.00 $4,856.90 $4,856.90 $5,634.00 Registro de lodos 60 x 40 PZA. 1.00 $881.03 $881.03 $1,022.00 Tanque de almacenamiento PZA. 1.00 $646.55 $646.55 $750.00 Instalación del sistema SISTEMA 1.00 $3,000.00 $3,000.00 $3,480.00 TOTAL= $9,384.48 $10,886.00 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Tabla 18. Costos totales de la alternativa de solución Concepto de obra Monto sin IVA ($) Monto con IVA ($) Aguas jabonosas $ 28,301.72 $ 32,830.00 Aguas negras $ 9,384.48 $ 10,886.00 TOTAL CASA= $ 37,686.21 $ 43,716.00 TOTAL PROYECTO= $ 369,645,477.55 $ 428,788,753.96 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Los costos del mantenimiento de todo el sistema se limita a una revisión anual de los filtros, la salida de lodos y el sistema de cloración. El monto total anual asciende a $4,060.00 con IVA incluido. Tabla 19. Costo de operación y mantenimiento anual de la alternativa de solución Concepto Monto sin IVA ($) Monto con IVA ($) Mantenimiento anual a los sistemas $ 3,500.00 $ 4,060.00 TOTAL= $ 3,500.00 $ 4,060.00 TOTAL PROYECTO ANUAL= $ 34,329,779.46 $ 39,822,544.17 TOTAL PROYECTO= $ 377,627,574.05 $ 438,047,985.90 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 29 4. CAPITULO IV. SITUACIÓN CON PROYECTO 4.1. Descripción general del proyecto ¿Qué es la captación de agua de lluvia? La captación de agua de lluvia, incluye la recolección, transporte y almacenamiento del agua proveniente de la lluvia, que cae sobre una superficie de manera natural o hecha por el hombre. Las superficies que captan el agua en las ciudades pueden ser techos de casa y edificios, techumbres de almacenes y de tiendas, explanadas, etc. El agua almacenada puede ser usada para cualquier fin, siempre y cuando utilicemos los filtros apropiados para cada uso; con el uso de filtro sencillo, el agua puede usarse en las diferentes actividades domésticas, como limpieza de ropa, pisos, sanitarios y riego; se debe usar un sistema de filtros más complejo si se pretende usar el agua para consumo humano y aseo personal.6 Componentes de un sistema de captación de agua de lluvia Existen muchos elementos que pueden integrarse a un sistema de captación y aprovechamiento pero los básicos están en función de la captación, conducción, filtrado y almacenamiento del líquido. 6 Ídem. Manual de captación de agua de lluvia para centros urbanos pág. 4 Página 30 Ilustración 8. Sistema de Captación Urbano (A.C., 2016). Fuente: (A.C., Captación de Agua de Lluvia , 2016) Área de Captación: El área de captación está conformado por el techo de la casas, el mismo que debe tener la superficie y pendientes adecuadas no menores al cinco por ciento según lo establece el manual de “captación de agua de lluvia para consumo humano” que facilite el escurrimiento del agua de lluvia hacia el sistema de almacenaje. Los materiales empleados para la construcción de techos pueden ser: Cemento. Lámina metálica, plástica, fibra de vidrio o vidrio. Tejas de arcilla, madera o plásticas. Palma y hojas de alguna otra planta. Cada uno de esto materiales cuenta con un porcentaje de pérdida por escurrimiento como se muestra en la tabla siguiente: Página 31 Tabla 20. Porcentaje de Escurrimiento (rural, 2003) PORCENTAJE DE ESCURRIMIENTO Material Porcentaje Lámina Metálica 90% Teja 80% a 90 % Madera 80% a 90 % Concreto 80% a 90 % Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida (Rural, 2003). Es importante tomar en cuenta que la cantidad de agua captada está en relación directa con la dimensión del área de captación, un metro cuadrado es igual a tener un litro de agua, así como el material utilizado y el porcentaje de escurrimiento. Recolección y conducción: Este componente es una parte esencial ya que conducirá el agua recolectada por los techos al tanque de almacenamiento. Está conformado por los tubos de desagüe en los cuales se acumulara el agua y se direccionara al tanque de almacenamiento. Ilustración 9. Tubos de Recolección Fuente: Guía técnica de aprovechamiento de aguas pluviales en edificios (Aguas, 2011) El material para los desagües debe ser liviano, resistente al agua y fácil de unir entre sí, a fin de reducir las fugas de agua, se pueden emplear materiales, como el bambú, madera, metal o PVC. Prefiltro: Previo a la entrada en los depósitos de almacenamiento, el agua de lluvia debe ser filtrada para evitar la entrada de suciedad en los depósitos de almacenaje que puedan causar averías de funcionamiento del sistema y/o empeorar la calidad del agua almacenada.(AGUAS, 2011) Página 32 Existen algunos filtros especiales para el agua de lluvia los cuales incluyen un sistema de separación de sólidos, unos son externos y otros de menor capacidad están integrados al sistema. Se pueden distinguir entre tres tipos de filtros en función de su ubicación: Filtro para la instalación en bajantes, con expulsión de la suciedad auto limpiantes. Ilustración 10. Filtros para bajantes Fuente: Guía técnica de aprovechamiento de aguas pluviales en edificios (Aguas, 2011) Filtro para la instalación en las cisternas con acumulación de la suciedad. Ilustración 11. Filtros para cisterna Fuente: Guía técnica de aprovechamiento de aguas pluviales en edificios (Aguas, 2011) Página 33 Filtro para la instalación individual (en arquetas, enterradas o en superficie), auto limpiante. Ilustración 12. Filtros para instalación individual Fuente: Guía técnica de aprovechamiento de aguas pluviales en edificios (Aguas, 2011) Filtros de purificación El objetivo de este paso es eliminar partículas pequeñas, sólidos y sustancias químicas disueltas o metales pesados que pudieran ser nocivos. Si el agua se va a destinar a usos potables, también se deberá eliminar (o reducir) en esta fase el color, olor y sabor de agua, así como la presencia de sales y minerales en caso necesario. Los filtros de purificación de agua para consumo humano son más complejos en cuanto a su elaboración ya que debe garantizar agua de calidad para evitar enfermedades. Los filtros purificadores de agua que se comercializan en el mercado son principalmente cuatro. Filtros de purificación de ozono: emplean este agente oxidante que además clarifica y desinfecta, elimina los hongos y las bacterias aún mejor que el cloro, las desventajas son que el mantenimiento es elevado, requiere mantenimiento constante, una instalación especial y demás consumo energía eléctrica. Filtro purificador de cerámica: el costo es bajo y el mantenimiento sencillo la desventaja es que retiene únicamente materia en suspensión, como sedimentos o basura, dejan pasar los gérmenes y bacterias ya que no cuentan con ningún tipo de esterilizante. Filtros purificados de luz ultravioleta: purifican el agua en varias etapas, el mantenimiento de estos filtros es elevado ya que es indispensable cambiar los filtros y la lámpara UV lo cual se traduce en un consumo adicional de electricidad. Página 34 Filtros purificadores de capsula: son bacteriológicos, retienen sedimentos y químicos diluidos, así como la materia orgánica, olores y sabores. Son económicos, requieren mínimo mantenimiento, necesitan retro lavarse cada tres meses, son desechables y deben de ser cambiados cuando su vida útil haya terminado. (consumidor, 2000) Los filtros son los elementos más complejos utilizados para la limpieza del agua. Estos se determinan segúnel consumo que se vaya a realizar con el agua captada. Y deberán cumplirse las normas de mantenimiento y reposición de los elementos con caducidad de los filtros. Receptor de primeras aguas Conocido también como dispositivo de descarga de primeras aguas, su función principal es almacenar el agua de las primeras lluvias con las que se lava el área de captación (techo) y las más contaminadas, el volumen de interceptor (tinaco) se debe calcular a razón de un litro de agua de lluvia por metro cuadrado de área de techo drenado, después de llenarse, el agua más limpia se direccionara al tanque de almacenamiento. El sistema de primeras aguas se elabora con una serie de tubos como se muestra en la Ilustración, su sistema de funcionamiento es sencillo cuanto más suba el agua, la bola de jebe sube junto con el nivel y al llenarse el recipiente la bola tapa la tubería sellando la entrada y desviándola a la tubería que la lleva al tanque de almacenamiento. Ilustración 13. Dispositivo de descarga de primeras aguas Página 35 Fuente: Guía técnica de aprovechamiento de aguas pluviales en edificios (Aguas, 2011) Almacenamiento Es la obra destinada a almacenar el volumen de agua de lluvia necesaria para el consumo diario de las personas que se benefician con este sistema, el cual debe cumplir con las siguientes especificaciones7: Impermeable para evitar la pérdida de agua por goteo o transpiración. De no más de 2 metros de altura para minimizar la sobre presión. Dotado de tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y de la luz solar. Disponer de una escotilla con tapa sanitaria lo suficientemente grande como para que permita el ingreso de una persona para la limpieza y reparación necesarias. La entrada y el rebose deben contar con mallas para evitar el ingreso de insectos y animales. Dotado de dispositivos para el retiro de agua y el drenaje. De manera comercial se pueden adquirir cisternas de platico que ofrecen una mejor calidad de agua por no contribuir con sólidos, olor, color, sabor y evitar el crecimiento microbiológico, pero tiene la desventaja de no neutralizar el pH (en caso de acidez). 7 Ídem. Guía de diseño para captación del agua de lluvia, Unidad de Apoyo Técnico en Saneamiento Básico Rural (UNATSABAR) pág. 9 Página 36 Sistema de Captación de agua de lluvia para el Municipio de Contla de Juan Cuamatzi Oferta de agua pluvial en el municipio Para el proyecto de captación de agua de lluvia un dato indispensable es conocer la precipitación promedio mensual de cuánto llueve en el municipio, información que se obtiene del sistema meteorológico nacional, del análisis climatológico del Estado de Tlaxcala de los años 2012 al 2015, por medio de la siguiente fórmula: Donde: n: número de años evaluados. pi: valor de precipitación mensual del mes “i” (mm). Ppi: precipitación promedio mensual de mes “i” de todos los años evaluados (mm). Tabla 21. Determinación de la precipitación promedio mensual DETERMINACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN PROMEDIO MENSUAL Año Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Anual 2012 4.20 30.50 27.70 22.40 32.50 202.30 197.10 174.70 111.70 36.20 6.60 3.30 849.20 2013 4.10 7.50 8.00 16.30 69.10 117.70 161.00 96.20 202.80 81.30 42.40 17.40 823.80 2014 3.50 1.20 19.10 20.10 119.80 211.30 125.10 113.90 138.70 101.30 9.80 21.20 885.00 2015 3.50 1.20 19.10 20.10 119.80 211.30 125.10 113.90 138.70 101.30 9.80 21.20 885.00 PROMEDIO 3.83 10.10 18.48 19.73 85.30 185.65 152.08 124.68 147.98 80.03 17.15 15.78 860.75 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida del Sistema Meteorológico Nacional para el Estado de Tlaxcala. De acuerdo al análisis de los datos se obtiene un promedio de precipitación para el municipio de 860.75 mm anuales, siendo los meses de mayo a octubre los de mayor precipitación, es decir los meses en los cuales se obtendrá una mayor captación de agua de lluvia. Página 37 Ilustración 14. Gráfico de la precipitación mensual de Tlaxcala en relación con el Nacional Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida del Sistema Meteorológico Nacional para el Estado de Tlaxcala. Área de captación El área de captación que se contemplara será el techo de las casas de municipio referido, las cuales en su mayoría están construidas de cemento, el cual tiene un porcentaje de escurrimiento de .80, la mayoría cuentan con sistemas de desagüe directos al drenaje, en esos casos se tendrá que amoldar el sistema y tratándose de nuevas construcciones se solicitara la contemplación de este sistema desde su planeación, Las medidas de la superficie de los techos son variadas, pero en promedio se contemplara una superficie de 90 m2, es decir 2 recamaras, un baño completo, una cocina y una sala comedor. Recolección y conducción Para este proyecto el material que se contempla serán tubos de poli cloruro de vinilo (PVC), el cual cumple con todas las características antes mencionadas, es económico y fácil de conseguir, además de contar con un amplio catálogo de formas que podrán facilitar su unión y se amoldaran fácilmente a las distintas formas de los techos. Página 38 La medida de los tubos debe ser proporcional a la cantidad de lluvia y el tamaño de la superficie. Tabla 22. Material de recolección y conducción Concepto Unidad Cantidad Tubería DE 3" MTRO. 38.00 Codo de 3" PZA. 11.00 Pegamento para PVC LITRO 0.50 Fuente: elaboración propia. Filtro de primeras aguas Se utilizará un filtro de bajante, con expulsión de la suciedad auto limpiante. Ilustración 15. Filtro de bajada Fuente: www.alquienvas.com/productos/16-pre-filtro_separador_de_hojas-808-101.html Filtros de purificación Los filtros que se recomiendan utilizar para este sistema serán: Filtro de Carbón Activado Los filtros de carbón activado son la mejor opción para tratar el agua. Estos equipos están especialmente diseñados para poder remover el cloro y la materia orgánica que es la causante del mal olor, color y sabor en el agua. También remueve orgánicos como fenoles, muchos pesticidas y herbicidas del agua. La activación del carbón produce una excelente superficie de filtración y le permite al carbón activado tener una gran capacidad de absorción de impurezas del agua. La Página 39 absorción es el proceso mediante el cual la materia se adhiere a la superficie de un absorbente, en este caso el carbón activado. La absorción ocurre porque las moléculas tienen fuerzas de atracción, estás moléculas están buscando otras a las cuales adherirse. El agua es conocida como un solvente polar, eso significa que el agua tiene moléculas positivas y negativas. El carbón activado es no polar, por lo tanto, no tiene fuerza ni positiva ni negativa. La mayoría de los contaminantes orgánicos también son no polares, como la superficie del carbón activado y debido a eso, por no ser disueltos en el agua, se acercan a la superficie del carbón y quedan absorbidos (adheridos) a ésta en lugar de ser disueltos por el agua. Gracias a esta absorción es que el carbón activado llega a tener una gran capacidad de retención. (Agua S. p., 2016) Filtro de sedimentos Sedimentos es cualquier materia que puede ser transportada por un fluido y que se deposita como una capa de partículas sólidas en el fondo del agua o líquido. Un filtro de sedimentos actúa como pantalla para remover estas partículas. Es importante tener en cuenta que los filtros de sedimentos reducen sedimentos exclusivamente, y por lo tanto no reducen la cantidad de químicos o metales pesados ni tampoco sirven para tratar el olor o sabor del agua. En general, los filtros de sedimentos se clasifican según un número de micras, esto es el tamaño de partícula capazde ser retenido por el filtro. Se clasifican como "nominal" o "absoluto". Así, un filtro de 5 micras nominal puede atrapar un 85% de partículas de tamaño de cinco micras y mayor; mientras un filtro de 5 micras absoluto puede atrapar 99.9% de partículas de 5 micras o más.(www.lenntech.es, 2016) Receptor de primeras aguas Para el receptor de primeras aguas se utilizara el siguiente material: Tabla 23. Material para construcción del interceptor de primeras aguas. Concepto Unidad Cantidad TEE de 3" PZA. 1.00 Tubería de 3" METRO 1.00 Reducción de 3 A 2" PZA. 1.00 Niple de 2" PZA. 1.00 Reducción 4 A 2" PZA. 2.00 Tubería de 4" METRO 0.50 Codo de 2" PZA. 1.00 Tubo de 2" METRO 0.50 Tanque de plástico PZA. 1.00 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 40 Almacenamiento Por medio del método conocido como: “Cálculo del Volumen del Tanque de Almacenamiento” se determinará la cantidad de agua que es capaz de recolectarse y la capacidad necesaria del tanque de almacenamiento para un techo de 90 m2. En este caso se tomarán los siguientes datos complementarios: Número de usuarios: 4 habitantes Coeficiente de escorrentía: 0.80 (cemento) Precipitación promedio mensual Teniendo en cuenta los promedios mensuales de precipitación de todos los años evaluados, el material del techo y el coeficiente de escorrentía, se procede a determinar la cantidad de agua que se captara cada mes, con la siguiente fórmula: Dónde: Ppi: precipitación promedio mensual (litros/m2). Ce: coeficiente de escorrentía. Ac: área de captación (m2). Ai: abastecimiento correspondiente al mes “i” (m3). Tabla 24. Oferta de agua pluvial mensual DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DEL TANQUE DE ABASTECIMIENTO Mes Precipitación mm Abastecimiento (m3) Parcial Acumulado Julio 152.08 10.9494 10.9494 Agosto 124.68 8.9766 19.9260 Setiembre 147.98 10.6542 30.5802 Octubre 80.03 5.7618 36.3420 Noviembre 17.15 1.2348 37.5768 Diciembre 15.78 1.1358 38.7126 Enero 3.83 0.2754 38.9880 Febrero 10.10 0.7272 39.7152 Marzo 18.48 1.3302 41.0454 Abril 19.73 1.4202 42.4656 Mayo 85.30 6.1416 48.6072 Junio 185.65 13.3668 61.9740 Fuente: elaboración propia con base en la información obtenida. Página 41 En la tabla se puede observar que la oferta de agua que brinda el techo de 90 m2 a lo largo del año es de 61.97 m3 lo que equivale a 61,970 litros de agua de lluvia al año. Considerando una reserva de 1 m3 de agua, se tiene que la dotación diaria esperada por concepto de precipitación pluvial que cada persona que habite en la vivienda recibirá será de 41.76 litros/día. A partir de la dotación diaria de 41.76 litros/habitante/día se procede a determinar la demanda mensual de agua pluvial con la siguiente fórmula: Donde: Nu: número de usuarios que se beneficia del sistema. Nd: número de días del mes analizado. Dot: dotación /l/hab/día). Di: demanda mensual (m3). Di = 4 habitantes x 30 días x 41.76 lts 1000 = 5.01 m3 Aplicando la formula obtenemos una demanda mensual por vivienda de 5.01 m3 de agua de lluvia, que equivale a 5,010 litros/mes. Teniendo la oferta y demanda de agua se procede al cálculo del tanque de almacenamiento con la siguiente fórmula: Dónde: Vi: volumen del tanque de almacenamiento necesario para el mes “i”. Ai: volumen de agua que se captó en el mes “i”. Página 42 Di: volumen de agua demandada por el usuario para el mes “i”. Obteniendo los siguientes resultados: Tabla 25. Calculo del volumen del tanque de almacenamiento Determinación del volumen del tanque de abastecimiento Determinación de la demanda RESULTADOS Mes Precipitación mm Abastecimiento (m3) Demanda (m3) Diferencia Parcial Acumulado Parcial Acumulado m3 litros Julio 152.08 10.9494 10.9494 5.1782 5.1782 5.77 5,771.16 Agosto 124.68 8.9766 19.9260 5.0112 10.1894 9.74 9,736.56 Setiembre 147.98 10.6542 30.5802 5.0112 15.2006 15.38 15,379.56 Octubre 80.03 5.7618 36.3420 5.0112 20.2118 16.13 16,130.16 Noviembre 17.15 1.2348 37.5768 5.0112 25.2230 12.35 12,353.76 Diciembre 15.78 1.1358 38.7126 5.0112 30.2342 8.48 8,478.36 Enero 3.83 0.2754 38.9880 5.0112 35.2454 3.74 3,742.56 Febrero 10.10 0.7272 39.7152 5.0112 40.2566 -0.54 -541.44 Marzo 18.48 1.3302 41.0454 5.0112 45.2678 -4.22 -4,222.44 Abril 19.73 1.4202 42.4656 5.0112 50.2790 -7.81 -7,813.44 Mayo 85.30 6.1416 48.6072 5.0112 55.2902 -6.68 -6,683.04 Junio 185.65 13.3668 61.9740 5.0112 60.3014 1.67 1,672.56 Volumen aproximado del tanque de almacenamiento= 4.50 4,500.36 Fuente: elaboración propia con base en la información y metodología obtenida. Por tal motivo se concluye que el tanque de almacenamiento que se debe contempla para una superficie de captación de 90 m2 será una cisterna de la marca “Rotoplas” de 5,000 litros. 4.2. Alineación estratégica del proyecto Este proyecto se alinea y contribuye con el Eje Rector 4 “México Prospero” del Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018; Objetivo 4.4. “Impulsar y orientar un crecimiento verde incluyente y facilitador que preserve nuestro patrimonio natural al mismo tiempo que genera riqueza, competitividad y empleo”, en específico, Estrategia 4.4.2 “Implementar un manejo sustentable del agua, haciendo posible que todos los mexicanos tengan acceso a ese recurso”. Línea de Acción; “Asegurar agua suficiente y de calidad adecuada para garantizar el consumo humano y la seguridad alimentaria”.(GOBERNACION, 2016) Página 43 También, se alinea con el Plan Estatal de desarrollo 2011-2016, del Estado de Tlaxcala Eje II. “Desarrollo y Crecimiento Sustentable”; Área de oportunidad 3. Infraestructura para impulsar el crecimiento. 3.4. Ampliación y modernización de los sistemas de agua. 3.4.3. Cultura del Uso Racional y Conservación del Agua. Objetivo: “Fomentar entre los gobiernos, autoridades, empresas, comunidades, asociaciones urbanas y población en general, una nueva cultura para el tratamiento, uso y conservación del agua, que permita combatir con eficiencia los síntomas de estrés hídrico que se presenta en la entidad”. Estrategia: “Promover campañas, acuerdos y convenios que permitan arraigar entre la sociedad una nueva cultura que nos permita incrementar los índices de dotación de agua para sus distintos usos, sin atentar contra los mantos acuíferos e hidrológicos”.(ZARUR, 2011) Y con la Ley de Aguas para el Estado de Tlaxcala, Título Segundo, Capítulo único, Artículo 16; “El Programa Estatal de Captación de Agua Pluvial comprenderá la planeación, evaluación y construcción de mecanismos aptos para la captación, conducción, almacenamiento y aprovechamiento del agua de lluvia, la Comisión Estatal normará la instalación de dichos mecanismos, en las infraestructuras existentes, así como en los desarrollos próximos a construirse”. 4.3. Localización geográfica del proyecto El proyecto se realizara en el municipio de Contla de Juan Cuamatzi en los 11.79 kilómetros cuadrados de área urbana, en donde vive la población. Sus coordenadas decimales son: LATITUD: 19.325294 LONGITUD: -98.152847. Página 44 Se incluye un mapa ilustrativo donde se aprecia, de manera
Compartir