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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY 
CAMPUS MONTERREY 
DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MODELOS DE USO SUSTENTABLE DEL AGUA PARA NUEVOS 
DESARROLLOS HABITACIONALES 
 
 
 
 
TESIS 
 
PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL 
GRADO ACADÉMICO DE: 
 
 
 
MAESTRO EN CIENCIAS 
ESPECIALIDAD EN SISTEMAS AMBIENTALES 
 
 
 
POR: 
CARLOS ALBERTO CABALLERO GARCÍA 
 
 
MONTERREY, N. L. DICIEMBRE DE 2009
 INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY 
 
CAMPUS MONTERREY 
 
DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA 
 
Los miembros del comité de tesis recomendamos que la presente tesis presentada por el 
ING. CARLOS ALBERTO CABALLERO GARCÍA sea aceptada como requisito parcial 
para obtener el grado académico de Maestro en Ciencias con especialidad en Sistemas 
Ambientales. 
 
Comité de tesis: 
 
 
 
 
Dr. Enrique Cázares Rivera 
Asesor 
 
Dr. Miguel Ángel López Zavala 
Sinodal 
 
 
 
 
 
Dr. Carlos A. González Rodríguez 
Sinodal 
 
 
APROBADO 
 
 
Dr. Alberto Mendoza Domínguez 
Director del Programa de Maestría en Sistemas Ambientales 
 
MONTERREY, N. L. DICIEMBRE DE 2009
AGRADECIMIENTO 
 
Al Departamento de Becas CONACYT del ITESM por otorgarme el apoyo para cursar la 
Maestría 
 
Al Ing. Cutberto Calvillo por confiar en mí y hacer factible este paso 
 
Al Dr. Enrique Cázares por su contribución a mi formación 
 
Al Dr. Miguel Ángel López y al Dr. Carlos González por sus observaciones 
 
A Arturo Reynoso, Lizeth Vergara, Dr. Hugo Matamoros, Dr. Román Miguel Moreno, 
Antonio Azuela y al Ing. Urquiza (CEA Querétaro), por proporcionarme la información 
necesaria para desarrollar mi tesis. 
DEDICATORIA 
 
A Dios y a la Virgen de Guadalupe, por Todo 
 
A mi Nyree, de quien también es este logro 
 
A mis padres Cuco y Lety, por haberme formado así 
 
A mis padrinos y tíos Rubén y Charo, por marcarme positivamente 
 
A mis compadritos Juancho y Lucy, y a los Compis: Ale, Maytor, MA, Fredy, Simón y 
Alvarito, por haber hecho de esta etapa la más divertida y enriquecedora de mi vida 
estudiantil. 
 v 
 
 
 
 
 
 
RESUMEN 
 
Se conceptualizaron tres modelos de uso sustentable del agua para nuevos desarrollos 
habitacionales con base en la distribución de usos domiciliarios del agua, las características 
de aguas pluviales y residuales municipales en México, y las estrategias de uso eficiente del 
agua seguidas a nivel nacional e internacional. Una vez conceptualizados se evaluaron 
dichos modelos considerando las condiciones de precipitación de seis estados del país, con 
base en sus beneficios ambientales, a través del ahorro de agua, y su factibilidad económica 
considerando períodos de retorno aceptables. Asimismo, se generaron herramientas gráficas 
de selección de los modelos de uso sustentable propuestos con base en la tarifa de agua 
potable, la altura-régimen de precipitación del lugar de interés, el tamaño del desarrollo 
habitacional y el estrato socioeconómico para el que es proyectado, de tal manera que este 
trabajo puede ser aplicable en cualquier estado de la República Mexicana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 vi 
 
 
ÍNDICE 
CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN.........................................................................................1 
 
CAPÍTULO II. USOS DEL AGUA Y DISPONIBILIDAD-CARACTERIZACIÓN DE 
AGUAS RESIDUALES Y PLUVIALES...............................................................................9 
II.1. Distribución del uso del agua en casas habitación .....................................................9 
II.2. Disponibilidad de aguas pluviales y residuales........................................................13 
II.3. Caracterización de aguas pluviales y residuales .......................................................16 
II.3.1 Caracterización de aguas pluviales .....................................................................16 
II.3.2 Caracterización de aguas residuales....................................................................22 
 
CAPÍTULO III. CONCEPTUALIZACIÓN DE LOS MODELOS PROPUESTOS ...........26 
III.1. Modelos y estrategias seguidas a nivel mundial ......................................................26 
III.2. Modelos y estrategias seguidas en México..............................................................30 
III.3. Selección de estrategias y modelos propuestos .......................................................32 
III.3.1 Modelo I, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial ...........................34 
III.3.2 Modelo II, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales 
tratadas ..........................................................................................................................36 
III.3.2 Modelo III, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial y de aguas 
residuales tratadas .........................................................................................................37 
 
CAPÍTULO IV. EVALUACIÓN DE LOS MODELOS PROPUESTOS............................41 
IV.1. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de agua pluvial 
(Modelo I) .........................................................................................................................41 
IV.2. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas 
residuales tratadas (Modelo II) .........................................................................................50 
IV.3. Evaluación modelo de dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas 
residuales tratadas y pluviales (Modelo III) .....................................................................56 
 
CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................66 
V.1. Conclusiones .............................................................................................................66 
V.2. Recomendaciones .....................................................................................................72 
 
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................73 
 
ANEXOS ..............................................................................................................................78 
 vii
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1. Contraste de disponibilidad natural media de agua en México..............................2 
 
Figura 2. Disponibilidad natural media per cápita, 2003, en México....................................3 
 
Figura 3. Disponibilidad natural media per cápita, 2025, en México....................................3 
 
Figura 4. Reuso de agua en México por actividad.................................................................6 
 
Figura 5. Sistemas de reuso cerrados (individuales)............................................................28 
 
Figura 6. Sistemas de reuso cerrados (por bloques) ............................................................29 
 
Figura 7. Sistemas de reuso abiertos....................................................................................29 
 
Figura 8. Sistemas de reuso para incrementar flujo en corrientes. ......................................30 
 
Figura 9. Sistema de reuso Fraccionamiento Las Pirámides, Querétaro, México, 2006. ....32 
 
Figura 10. Modelo I: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial ...........................35 
 
Figura 11. Modelo II: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales ......36 
 
Figura 12. Modelo III: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial y de aguas 
residuales tratadas .................................................................................................................37 
 
Figura 13. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato A ....................47 
 
Figura14. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato B ....................47 
 
Figura 15. Gráfica de factibilidad económica del Modelo I para el Estrato C ....................48 
 
Figura 16. Gráfica de factibilidad económica del Modelo II...............................................56 
 
Figura 17. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato A .................62 
 
Figura 18. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato B..................62 
 
Figura 19. Gráfica de factibilidad económica del Modelo III para el Estrato C..................63 
 
 viii
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1. Distribución de usos del agua en casa habitación en diferentes países. ..................9 
Tabla 2. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, 
para el estrato socioeconómico A. ........................................................................................10 
Tabla 3. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, 
para el estrato socioeconómico B. ........................................................................................11 
Tabla 4. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, 
para el estrato socioeconómico C. ........................................................................................12 
Tabla 5. Áreas de oportunidad para aprovechamiento de aguas pluviales y residuales 
tratadas ..................................................................................................................................13 
Tabla 6. Tamaños de techo por estrato ................................................................................14 
Tabla 7. Coeficientes de escurrimiento por material ...........................................................14 
Tabla 8. Disponibilidad de aguas pluviales .........................................................................15 
Tabla 9. Disponibilidad de aguas residuales con dispositivos de ahorro.............................16 
Tabla 10. Calidad del agua de lluvia, sistema 1, cisterna de plástico, (Querétaro, Qro.) ....18 
Tabla 11. Calidad del agua de lluvia, sistema 2, cisterna de tabique-cemento, (Querétaro, 
Qro.). .....................................................................................................................................19 
Tabla 12. Parámetros del agua pluvial que exceden la NOM-127-SSA-1994, (Querétaro, 
Qro.) ......................................................................................................................................20 
Tabla 13. Parámetros comparativos entre Australia, Querétaro y México, D.F..................22 
Tabla 14. Descarga másica anual de contaminantes por habitante, para diferentes países. 22 
Tabla 15. Características de las aguas residuales domésticas en México............................23 
Tabla 16. Contaminación relativa en aguas grises y negras (Estocolmo, Suecia). ..............25 
Tabla 17. Carga promedio de contaminantes en aguas grises y negras (Estados Unidos 
1968-1975)............................................................................................................................25 
Tabla 18. Costos de dispositivos de ahorro por estrato socioeconómico ............................42 
Tabla 19. Costos del aprovechamiento pluvial para todos los estratos socioeconómicos ...43 
Tabla 20. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y 
aprovechamiento pluvial.......................................................................................................45 
Tabla 21. Análisis comparativo del aprovechamiento pluvial centralizado y descentralizado
..............................................................................................................................................49 
Tabla 22. Costos del aprovechamiento de aguas residuales tratadas...................................52 
Tabla 23. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y 
aprovechamiento de aguas residuales tratadas......................................................................54 
Tabla 24. Porcentaje de inversión proporcional del usuario con base en aguas tratadas 
aprovechadas.........................................................................................................................58 
Tabla 25. Costos del aprovechamiento de aguas residuales proporcional al volumen 
utilizado en el desarrollo habitacional ..................................................................................59 
Tabla 26. Resumen de parámetros de evaluación del modelo de dispositivos de ahorro y 
aprovechamiento de aguas residuales tratadas y pluviales ...................................................60 
Tabla 27. Esquemas de participación del Organismo Operador para la factibilidad de los 
Modelos Propuestos en el caso del Estrato Socioeconómico C............................................64 
 
 
 I. Introducción 
 
 1 
 
CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN 
 
l agua es uno de los recursos más preciados de nuestro planeta. Lo es de tal forma, 
que el hombre puede subsistir sin alimentos pero no lo logra sin el agua, y no solo 
eso, gran parte de nuestras actividades, desde las más sencillas realizadas en nuestro hogar, 
hasta los complejos procesos de manufactura de productos comerciales, requieren de ella. 
Equivocadamente, se tiene la impresión de suficiencia de este recurso para la cobertura de 
los diferentes usos donde es aprovechado, pero comenzando por revisar sus condiciones 
naturales, podemos darnos cuenta de que la realidad es otra. 
 
La cantidad de agua que hay en la Tierra alcanza los 1500 millones de km3 de los cuales 
1455 millones están en mares y océanos, 30 millones de km3 en glaciares y zonas polares, 
0.9 millones en ríos y lagos, 8.1 millones en aguas subterráneas, para un total de agua dulce 
de 39 millones de km3, lo que muestra que la disponibilidad real del líquido vital presenta 
evidentes características de escasez natural, acentuada por una desigual distribución 
regional [CEPIS, 2004]. 
 
Aunada a las condiciones naturales del recurso, la acción del ser humano ha contribuido en 
la agudización de los problemas asociados al vital líquido. Los procesos de contaminación 
y explotación en conjunto con el desmedido crecimiento de la población, nos conducen a 
un panorama nada alentador en lo que respecta a la situación del recurso en el futuro 
próximo. Aun cuando la problemática del agua tiene a estos factores como común 
denominador a nivel mundial, las características particulares de cada país y región implican 
un impacto adicional en las condiciones del recurso. 
 
En lo que respecta a México, la situación del agua es, desde sus mismas condiciones 
naturales, nada favorable. En el país destacan dos grandes zonas de disponibilidad: la 
conformada por el sureste, y la que comprenden el centro y norte del país. La 
disponibilidad natural en la zona sureste es 7 veces mayor que en el resto del país. A pesar 
de que en la zona norte solo se tiene el 31% de la disponibilidad natural media en ésta se 
E 
 
 I. Introducción 
 
 2 
asienta el 77% de la población y se genera el 85% del PIB, indicador de la actividad 
económica, lo cual se ilustra en la Figura 1 presentada a continuación: 
 
 
 Figura 1. Contraste de disponibilidad natural media de agua en México. 
 Fuente: CONAGUA, 2008. 
 
En el país se utiliza en promedio el 15% del volumen de disponibilidad natural media de 
agua; sin embargo en el norte del país se utiliza más del 40% de la disponibilidad natural 
media del agua, lo que es consideradopor la Organización de las Naciones Unidas como 
fuerte presión sobre el recurso hídrico. Esto implica un alto grado de explotación del agua 
con respecto al volumen disponible concesionado. Estas condiciones pueden ser aun más 
críticas si se considera el crecimiento poblacional previsto para las zonas urbanas del país. 
 
De acuerdo a estimaciones realizadas [CONAGUA, 2008], entre el 2003 y el 2025, la 
población de nuestro país tendrá un incremento de 19.9 millones de personas, el 95% de las 
cuales se asentará en localidades urbanas y prácticamente el 80% se asentará en la zona 
centro y norte. El incremento en la población hará que la disponibilidad natural media de 
agua por habitante a nivel nacional disminuya de 4547 m3/hab/año en el 2003, a 3822 
m3/hab/año en el 2025. Las Figuras 2 y 3 ilustran respectivamente la situación actual y 
futura, respectivamente, de la disponibilidad media per cápita en el país. 
 
 
 I. Introducción 
 
 3 
 
 
Figura 2. Disponibilidad natural media per cápita, 2003, en México. 
Fuente: CONAGUA, 2004. 
 
 
 
Figura 3. Disponibilidad natural media per cápita, 2025, en México. 
Fuente: CONAGUA, 2004. 
 
 I. Introducción 
 
 4 
 
Las gráficas anteriores indican que de continuar los mismos patrones de consumo y manejo 
del recurso, aunados al crecimiento poblacional previsto en las diferentes zonas de nuestro 
país, la disponibilidad de agua por persona sería aun más crítica, lo que es más evidente en 
las zonas norte y centro, como lo muestra el escenario previsto para el año 2025, 
[CONAGUA, 2004]. 
 
Este panorama nada alentador en México, ha obligado a pensar en la implementación de 
nuevas estrategias, para responder, en forma sustentable, tanto a las demandas actuales 
como a las futuras. Mientras en este país el Gobierno apenas ha empezado a tener en cuenta 
esta problemática durante los últimos años, en los países desarrollados, ya desde la década 
de los setentas se había mostrado una real preocupación por el agotamiento y continua 
degradación de los recursos hídricos, recomendando entre otros aspectos, adoptar enfoques 
integrales para su administración y manejo, así como la aplicación de mecanismos 
económicos para incidir en su aprovechamiento racional. 
 
Algunas piezas fundamentales del manejo integral de los recursos hídricos en zonas 
urbanas son el agua pluvial y el reuso de las aguas residuales, siendo la primera una 
alternativa que en México ha visto limitado su aprovechamiento a zonas rurales y la 
segunda una alternativa que ha demostrado en varias experiencias su viabilidad como parte 
de una estrategia sustentable. Han sido tales los logros conseguidos en el campo del reuso 
de agua, que actualmente es posible producir agua recuperada de cualquier calidad 
requerida. 
 
Existen evidencias que se remontan a 5000 años, en la experiencia del reuso de las aguas 
residuales, particularmente en el riego agrícola [Angelakis y Spyridakis, 1996]. A mediados 
del siglo 19, se dió la implementación de grandes sistemas para la conducción de las aguas 
residuales y su descarga a los cuerpos de agua, los que a su vez eran fuente de suministro 
de comunidades aledañas, ocasionando el consumo indirecto de los efluentes no tratados, 
con fatales consecuencias, tales como las catastróficas epidemias de cólera asiático y 
tifoidea, en la mitad del siglo 19. Por lo anterior, se implementaron soluciones técnicas 
 
 I. Introducción 
 
 5 
como reubicar las tomas de los cuerpos de agua aguas arriba, y las descargas de aguas 
residuales aguas abajo de las poblaciones servidas. 
 Por su parte, los avances en microbiología, alcanzados a finales del siglo 19, precipitaron 
el llamado “Gran Despertar Sanitario”, junto con la llegada de los procesos de desinfección. 
A su vez el desarrollo del proceso de lodos activados en 1904 consituyó un paso de vital 
importancia para el mejoramiento del tratamiento de las aguas residuales y el control de la 
contaminación, así como para el desarrollo de los sistemas de tratamiento biológico. 
 
En el mismo sentido, los avances tecnológicos en los procesos físicos, químicos y 
biológicos, a principios del siglo 20, sirvieron de base para que en la década de los setenta 
se diera la llamada “Era del tratamiento y reuso de las aguas residuales”. En 1968, se 
iniciaron intensas investigaciones sobre el reuso potable directo en Namibia. Durante los 
setentas y en los ochentas, los riesgos a la salud y los requerimientos tecnológicos que 
implican el reuso potable y no potable fueron estudiados intensivamente, lo que ha 
permitido el progreso en la implementación de proyectos de este tipo [Angelakis y 
Spyridakis, 1996]. 
 
Actualmente, tanto los tratamientos de las aguas residuales como los procesos de 
purificación del agua han evolucionado a tal grado que han permitido librar diversas 
barreras técnicas en los proyectos de reuso de agua. Las mejoras en la confiabilidad de los 
procesos de tratamiento, la evaluación de riesgos y la confianza de la población en los 
sistemas de reuso, han permitido la integración de esta alternativa dentro de las estrategias 
de administración de los recursos hídricos en todo el mundo. 
[Jiménez y Asano, 2004]. 
 
El reuso tiene como fundamento la imitación del ciclo natural del agua, a través de la 
integración de procesos tecnológicos. El reuso de agua puede consistir en un sistema 
totalmente automatizado, de los llamados “tubo a tubo”, donde se mezcla directamente el 
agua potable con el agua residual tratada del sistema, o en reuso indirecto a través de la 
mezcla del agua recuperada con las fuentes de abastecimiento de agua potable. El grado de 
influencia de los sistemas de reuso en el ciclo hidrológico, depende primordialmente del 
 
 I. Introducción 
 
 6 
grado de reuso directo o indirecto y el grado de utilización de esta fuente de abastecimiento 
en los diferentes campos de aplicación, de los cuales destacan los siguientes: [Metcalf & 
Eddy, 2003]: riego agrícola, riego de áreas verdes, reciclaje en la industria, recarga de 
aguas subterráneas, usos recreativos y ambientales, usos urbanos no potables, y reuso 
potable. 
 
En nuestro país, de los 432 m3/s de agua residual generada, 207 m3/s son colectados, y son 
reusados 150 m3/s, de estos solo 109 m3/s reciben tratamiento [CONAGUA, 2008] . El 
volumen de agua de reuso es aplicado en 3 sectores: agrícola, público-urbano e industrial. 
 
 
 
Figura 4. Reuso de agua en México por actividad. 
Fuente: CONAGUA, 2008. 
 
 
Es el primero, el agrícola, el sector donde el reuso ha ganado más terreno, como se puede 
observar en la Figura 4. Por su parte, el uso público-urbano, con un volumen de 10 m3/s, y 
el industrial con 8 m3/s, son los sectores con menor aprovechamiento proporcional del agua 
de reuso, a pesar de ser estos usos donde mayor es el costo del suministro y disposición del 
agua, además de ser los que más afectan a la mayoría de la población. 
 
 
 I. Introducción 
 
 7 
En lo que respecta a los esfuerzos gubernamentales para impulsar esta estrategia de manejo 
del recurso hídrico, en México se tiene el Programa Nacional de Regulación del Reuso del 
Agua [CONAGUA, 2002], el cual parte de reconocer el potencial de los beneficios de esta 
alternativa y la incipienteregulación en la materia que evita que estos sean alcanzados. De 
dicho programa se desprende la jerarquización para el reuso de agua a nivel nacional, 
donde la Región VIII Lerma-Santiago-Pacífico, la VI Río Bravo y la XIII Valle de México 
ocupan los tres primeros lugares de prioridad para la implementación de proyectos de reuso 
dada la demanda y disponibilidad que prevalecen en las mismas. 
 
Aun cuando se tienen identificados tanto los problemas de distribución natural de la 
precipitación, el desordenado crecimiento urbano el consecuente agotamiento de las fuentes 
de abastecimiento de agua, son pocos los esfuerzos reales para subsanar el problema. Las 
acciones gubernamentales a la fecha siguen centrándose en ampliar la cobertura e 
incrementar la oferta de agua en el país pero no han girado los reflectores a la reducción y 
optimización de la demanda, el cobro de tarifas reales y al aprovechamiento de aguas 
residuales y pluviales como parte de la solución. 
 
Ese indispensable nuevo enfoque sin duda ha sido frenado por intereses económico-
políticos enfocados a obras con mayores dividendos, las que explotan el agua a niveles cada 
vez más profundos, las que la almacenan en grandes presas, las que conducen el agua desde 
sitios cada vez más alejados, pero que rápidamente se ven rebasadas por la creciente 
demanda, en un lamentable círculo vicioso. Particularmente en el tema de aprovechamiento 
de aguas pluviales y residuales a nivel urbano donde se debe reconocer que a la fecha no se 
han puesto sobre la mesa de los tomadores de decisiones, herramientas claras que 
comprueben que esas estrategias con importantes beneficios ambientales son perfectamente 
viables económicamente. 
 
Por lo anterior es que en este trabajo se plantean los siguientes objetivos: 
 
 
 
 
 I. Introducción 
 
 8 
 
Objetivos: 
 
o Conceptualizar modelos descentralizados para nuevos desarrollos habitacionales que 
permitan un uso eficiente del agua mediante el aprovechamiento pluvial y el reuso de 
las aguas residuales, en un marco de factibilidad económica y buscando una buena 
aceptación social en México 
 
o Proporcionar una herramienta práctica para la selección de modelos sustentables en 
México, acorde a la tarifa de agua potable, a las características socioeconómicas y 
tamaño de los desarrollos habitacionales, y a las condiciones climatológicas del sitio de 
interés 
 
Es claro que propuestas como ésta, por sí solas, no resolverán la crisis del agua que enfrenta 
el sector urbano, sino que será la adecuada integración de las voluntades de las entidades 
gubernamentales por incentivar las estrategias, los sectores productivos de apostar por ellas 
y del usuario doméstico por comprometerse con el uso eficiente del recurso, lo que 
finalmente permitirá tener un escenario sustentable donde los beneficiados seremos todos. 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 9 
 
CAPÍTULO II. USOS DEL AGUA Y DISPONIBILIDAD-
CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Y PLUVIALES 
 
En este capítulo se revisa la distribución de usos del agua en casas habitación con la 
finalidad de identificar áreas de oportunidad para el aprovechamiento de fuentes alternas 
como el agua de lluvia y las aguas residuales tratadas. De estas fuentes se analiza tanto su 
disponibilidad como su calidad, sirviendo de referencia para la selección en el siguiente 
apartado de estrategias de uso sustentable del agua y para la estimación de volúmenes 
captados y generados a utilizar en la evaluación de los modelos propuestos. 
 
II.1. Distribución del uso del agua en casas habitación 
Aunque son diversos los usos que se le da al agua a nivel domiciliario, por simplicidad se 
han agrupado comúnmente en cinco grupos importantes: el uso del agua en las descargas 
del sanitario, el uso en la cocina tanto para preparación de alimentos como para consumo 
humano y limpieza de utensilios, el lavado de ropa, la higiene personal considerada en 
regaderas y lavabos, y los usos varios generalmente asociados a usos exteriores como el 
riego de jardines y algunas limpiezas. En la Tabla 1 puede observarse la distribución de 
usos en Australia, Estados Unidos y México. 
 
Tabla 1. Distribución de usos del agua en casa habitación en diferentes países. 
 
Sanitario 25 28 40
Cocina 15 3 11
Lavandería 20 14 15
Regaderas y lavabos 40 23 30
Varios (Uso exterior) 0 32 4
Área de uso INEGI, 1999 
(México)
% del Uso Total
McFarlane, 1994 
(Australia)
EPA, 2008 
(Estados Unidos)
 
Fuente: Adaptado de McFarlane, 1994, EPA, 2008, INEGI, 1999 
 
En la Tabla 1 se puede observar que la distribución de usos depende estrechamente del 
nivel y estilo de vida así como de las condiciones climáticas y de disponibilidad de agua del 
sitio en cuestión. Así podemos ver , debido a su disponibilidad, un uso eficiente del agua en 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 10 
lugares como Australia, dónde el agua es aprovechada en usos prioritarios como la higiene 
y optimizada en el resto, o el caso de los Estados Unidos donde el estilo de vida y 
condiciones climatológicas demandan un elevado porcentaje de agua para usos externos 
como el riego de áreas verdes y el lavado de automóviles, mientras que en México, 
producto de su nivel de vida aun se conservan sanitarios de alta demanda de agua (mayores 
a 6 litros), y se tiene un relativo bajo consumo de agua para usos externos. En las Tabla 2, 3 
y 4 presentadas a continuación, se muestra un panorama más preciso de las áreas de 
oportunidad de optimización del agua, mediante el desglose detallado y su clasificación de 
acuerdo a la calidad requerida, en usos potables y no potables. 
 
Tabla 2. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato 
socioeconómico A. 
HIGIENE 40.09 16.65 23.44
Baño diario 33.95 40 13.58 20.37
Lavado de manos 3.29 50 1.64 1.64
Lavado de dientes 1.42 50 0.71 0.71
Lavado de cara 1.42 50 0.71 0.71
CONSUMO COCINA 7.78 2.30 5.48
Cocinar 1.75 0 0.00 1.75
Bebida 1.42 0 0.00 1.42
Lavado de cocina 4.60 50 2.30 2.30
LIMPIEZAS INTERIORES 7.67 0.00 7.67
Pisos 4.16 0 0.00 4.16
Baño 2.19 0 0.00 2.19
Ventanas 0.66 0 0.00 0.66
Muebles 0.66 0 0.00 0.66
LAVANDERÍA 6.57 0.00 6.57
Lavado de ropa 6.57 0 0.00 6.57
SUBTOTAL USOS POTABLES 62.10 18.95 43.15
61.87%
WC 28.26 40 11.30 16.96
Sanitario 28.26 40 11.30 16.96
LIMP.EXT./RIEGO/VARIOS EXT. 9.64 0.00 9.64
Carro 1.10 0 0.00 1.10
Plantas 1.10 0 0.00 1.10
Aire acondicionado 5.26 0 0.00 5.26
Jardín 2.19 0 0.00 2.19
SUBTOTAL USOS NO POTABLES 37.90 11.30 26.59
38.13%
100.00 30.25 69.75
Dotación y Consumo Convencional
Socioeconómico A
320 l/hab/d 39.36 m3/casa/mes
Dotación y Consumo con Dispositivos
Socioeconómico A
223 l/hab/d 27.45 m3/casa/mes
TOTAL (%)
U
S
O
S
 N
O
 P
O
T
A
B
L
E
S
U
S
O
S
 P
O
T
A
B
L
E
S
SUBTOTAL NO POTABLE
% Red.
Dispositivos
% Consumo
Final
% Ahorro% ConsumoConceptoUso
SUBTOTAL POTABLE
 
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003.
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 11 
 
Tabla 3. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato 
socioeconómico B. 
HIGIENE 42.31 17.57 24.74
Baño diario 35.84 40 14.34 21.50
Lavado de manos 3.47 50 1.73 1.73
Lavado de dientes 1.50 50 0.75 0.75
Lavado de cara 1.50 50 0.75 0.75
CONSUMO COCINA 8.21 2.43 5.78
Cocinar 1.85 0 0.00 1.85
Bebida 1.50 0 0.00 1.50
Lavado de cocina 4.86 50 2.43 2.43
LIMPIEZAS INTERIORES 8.09 0.00 8.09
Pisos 4.39 0 0.00 4.39
Baño 2.31 0 0.00 2.31
Ventanas 0.69 0 0.00 0.69
Muebles 0.69 0 0.00 0.69
LAVANDERÍA 6.94 0.00 6.94
Lavado de ropa 6.94 0 0.00 6.94
SUBTOTAL USOS POTABLES65.55 20.00 45.55
66.92%
WC 29.83 40 11.93 17.90
Sanitario 29.83 40 11.93 17.90
LIMP.EXT./RIEGO/VARIOS EXT. 4.62 0.00 4.62
Carro 1.16 0 0.00 1.16
Plantas 1.16 0 0.00 1.16
Jardín 2.31 0 0.00 2.31
SUBTOTAL USOS NO POTABLES 34.45 11.93 22.52
33.08%
100.00 31.93 68.07
SUBTOTAL NO POTABLE
SUBTOTAL POTABLE
% Ahorro
% Consumo 
Final
Uso Concepto % Consumo
% Red. 
Dispositivos
Dotación y Consumo Convencional Socioeconómico
B
210 l/hab/d 25.83 m3/casa/mes
Dotación y Consumo con Dispositivos
Socioeconómico B
143 l/hab/d 18.69 m3/casa/mes
TOTAL (%)
U
S
O
S
 N
O
 P
O
T
A
B
L
E
S
U
S
O
S
 P
O
T
A
B
L
E
S
 
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003. 
 
 
 
 
 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 12 
 
 
Tabla 4. Distribución de usos convencional y con instalación de dispositivos ahorradores, para el estrato 
socioeconómico C. 
HIGIENE 42.81 17.78 25.03
Baño diario 36.26 40 14.50 21.75
Lavado de manos 3.51 50 1.75 1.75
Lavado de dientes 1.52 50 0.76 0.76
Lavado de cara 1.52 50 0.76 0.76
CONSUMO COCINA 8.30 2.46 5.85
Cocinar 1.87 0 0.00 1.87
Bebida 1.52 0 0.00 1.52
Lavado de cocina 4.91 50 2.46 2.46
LIMPIEZAS INTERIORES 8.19 0.00 8.19
Pisos 4.44 0 0.00 4.44
Baño 2.34 0 0.00 2.34
Ventanas 0.70 0 0.00 0.70
Muebles 0.70 0 0.00 0.70
LAVANDERÍA 7.02 0.00 7.02
Lavado de ropa 7.02 0 0.00 7.02
SUBTOTAL USOS POTABLES 66.32 20.23 46.08
68.07%
WC 30.18 40 12.07 18.11
Sanitario 30.18 40 12.07 18.11
LIMP.EXT./RIEGO/VARIOS EXT. 3.51 0.00 3.51
Plantas 1.17 0 0.00 1.17
Jardín 2.34 0 0.00 2.34
SUBTOTAL USOS NO POTABLES 33.68 12.07 21.61
31.93%
100.00 32.30 67.70
Dotación y Consumo Convencional Socioeconómico
C
140 l/hab/d 17.22 m3/casa/mes
Dotación y Consumo con Dispositivos
Socioeconómico C
100 l/hab/d 12.30 m3/casa/mes
SUMA
U
S
O
S
 N
O
 P
O
T
A
B
L
E
S
U
SO
S 
P
O
T
A
B
L
E
S
% Ahorro % Consumo 
Final
Uso Concepto % Consumo
% Red. 
Dispositivos
SUBTOTAL NO POTABLE
SUBTOTAL POTABLE
 
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003. 
 
 
A manera de resumen, de la distribución de uso del agua para los diferentes estratos 
mostrada en las tablas anteriores, a continuación, en la Tabla 5 se presenta la demanda 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 13 
restante para uso potable y no potable, que puede ser cubierta con agua potable, y/o el 
aprovechamiento de aguas pluviales y residuales. 
 
Tabla 5. Áreas de oportunidad para aprovechamiento de aguas pluviales y residuales tratadas 
Estrato A Estrato B Estrato C
Usos potables por cubrir 16.98 ; (43.2%) 11.77 ; (45.6%) 7.93 ; (46.1%)
10.47 ; (26.6%) 5.82 ; (22.5%) 3.72 ; (21.6%)
27.45 ; (69.8%) 17.59 ; (68.1%) 11.65 ; (67.7%)
Usos no potables por cubrir
Demanda por cubrir m3/casa/mes ; % respecto a la demanda convencional
Total por cubrir
Concepto
 
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2003. 
 
Podemos observar que a pesar de que la magnitud el volumen por cubrir de cada estrato es 
significativamente diferente (el mayor para el estrato A y el menor para el estrato C), el 
porcentaje que representan los mismos, respecto a la demanda convencional del estrato en 
cuestión, es muy similar. Esta magnitud de las demandas por cubrir, en conjunto con la 
disponibilidad y caracterización de cada una de las posibles fuentes serán las herramientas 
básicas para la definición de modelos sustentables del siguiente apartado. 
 
II.2. Disponibilidad de aguas pluviales y residuales 
La disponibilidad de aguas pluviales en un desarrollo habitacional dependerá del área de 
captación y de las condiciones climatológicas del sitio. Las características del área de 
captación con mayor influencia son el tamaño y tipo de material, donde la primera va a 
determinar la capacidad de captación, mientras que el material determinará que porcentaje 
del agua captada será factible de canalizar al aprovechamiento. Para los casos dónde las 
áreas de captación son los techos de las casas, a continuación en las Tablas 6 y 7, se 
presentan los tamaños de techo típicos por estrato socioeconómico [SEDUE, 1995] y los 
coeficientes o porcentajes de aprovechamiento del agua captada de acuerdo al material 
[DTU, 2005, CONAGUA, 2003]: 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 14 
 
Tabla 6. Tamaños de techo por estrato 
Tamaños de techo
Estrato A
Estrato B
Estrato C
140 m2
112 m2
63 m2
 
Fuente: SEDUE, 1995 
 
 
 
Tabla 7. Coeficientes de escurrimiento por material 
Acero Galvanizado >0.9
Azulejo Esmaltado 0.6-0.9
Tejas de Asbesto 0.8-0.9
Concreto impermebilizado 0.8
Orgánico (paja, etc) 0.2
Material techo Coeficiente de 
escurrimiento
 
Fuente: DTU, 2005, CONAGUA, 2003 
 
Por otro lado, las condiciones climatológicas de interés son la altura y régimen de 
precipitación, siendo la altura una medida de la magnitud del volumen precipitado y el 
régimen un indicador de la distribución de dicho volumen en el año. En el Anexo 2, se 
presentan las alturas y regímenes de precipitación medios, (período 1940-2005), de las 32 
entidades de la República Mexicana, información básica para las estimaciones de 
aprovechamiento pluvial realizadas en este trabajo. 
 
El volumen de precipitación captado estará dado por la siguiente ecuación: 
 
 
Vc = P x A x Ce 
 
 
Donde: 
 
Vc= Volumen captado (litros/mes) 
 
P= Altura de Precipitación (mm/mes = litros/m2/mes), de Anexo 2 
 
A= Área de captación (m2), de Tabla 6 
 
Ce= Coeficiente de escurrimiento (adimensional), de Tabla 7 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 15 
 
 
En la Tabla 8 presentada a continuación se muestra un estimado global de la disponibilidad 
de agua pluvial por casa habitación de acuerdo a estrato y altura-régimen de precipitación, 
con valores mínimos, máximos y medios calculados a partir de la información del Anexo 2. 
En esta estimación se consideró un coeficiente de escurrimiento de 0.80, valor conservador 
recomendado por CONAGUA, 2003. 
 
 
Tabla 8. Disponibilidad de aguas pluviales 
MIN MAX MEDIA MIN MAX MEDIA 
A 4 (0.45) 292 (32.70) 96.5 (10.81) 27 (3.02) 383 (42.90) 132 (14.78)
B 4 (0.36) 292 (26.16) 96.5 (8.65) 27 (2.42) 383 (34.32) 132 (11.83)
C 4 (0.20) 292 (14.72) 96.5 (4.86) 27 (1.36) 383 (19.30) 132 (6.65)
MIN MAX MEDIA MIN MAX MEDIA 
A 2 (0.22) 222 (24.86) 63.6 (7.12) 15 (1.68) 157 (17.58) 60.2 (6.74)
B 2 (0.18) 222 (19.89) 63.6 (5.70) 15 (1.34) 157 (14.06) 60.2 (5.39)
C 2 (0.10) 222 (11.19) 63.6 (3.21) 15 (0.76) 157 (7.91) 60.2 (3.03)
MIN MAX MEDIA MIN MAX MEDIA 
A 1 (0.11) 118 (13.22) 31 (3.47) 8 (0.90) 56 (6.27) 26.5 (2.97)
B 1 (0.10) 118 (10.57) 31 (2.78) 8 (0.72) 56 (5.02) 26.5 (2.37)
C 1 (0.10) 118 (11.19) 31 (3.21) 8 (0.40) 56 (2.82) 26.5 (1.34)
Estrato
Precipitación Baja (< 550 mm/año)
Concentrada mm (m3/casa/mes) Repartida mm (m3/casa/mes)
Estrato
Precipitación Media (550-950 mm/año)
Concentrada mm (m3/casa/mes) Repartida mm (m3/casa/mes)
Concentrada mm (m3/casa/mes) Repartida mm (m3/casa/mes)
Precipitación Alta (>950 mm/año)
Estrato
 
Fuente: Elaborado por el autor con base en información de CONAGUA, 2005 
 
Aunque no es recomendable tomar valores generales como los presentados en esta tabla, 
sino estimar los valores medios por mes para el sitio bajo análisis [TWDB, 2005], la 
información presentada nos da un panorama de la relación entre el volumen de las áreas de 
oportunidad para agua pluvial y el que finalmente puede ser captado, donde puede 
observarse a priori que en general el volumen factible de captar (con base en precipitación 
media) es semejante al volumen de usos no potables por cubrir. 
 
Por su parte, para el caso de las aguas residuales, en la Tabla 9 se muestran los volumen de 
descargas promedio generado por casa habitación al mes, para cada uno de los estratosII. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 16 
socioeconómicos. Dicha descarga corresponde a un 75%, [CONAGUA, 2004], de la 
dotación, con dispositivos de ahorro, de las Tablas II.2, II.3 y II.4. 
 
Tabla 9. Disponibilidad de aguas residuales con dispositivos de ahorro 
Agua Residual Generada
m3/casa/mes
A 20.59
B 14.02
C 9.23
Estrato
 
Fuente: Adaptado de Junta de Agua Local de Chihuahua, 2009 y CONAGUA, 2004. 
 
En este caso, el volumen disponible es mayor a la demanda señalada en la Tabla 5, para 
usos potables y no potables, pudiendo cubrir completamente alguna de esas demandas o 
bien aproximadamente el 75% de la demanda total. En los siguientes apartados se definirá 
propiamente el destino(s), del agua pluvial y residual y con ello los volúmenes finalmente 
aprovechados. 
 
II.3. Caracterización de aguas pluviales y residuales 
 
II.3.1 Caracterización de aguas pluviales 
Estudios sobre calidad del agua pluvial captada en la superficie de techumbres, [Krishna, 
2003], demuestran con certeza que el agua recolectada es relativamente limpia. La 
percepción de que el agua captada en techos es una fuente de calidad aceptable, puede no 
siempre ser verdadera cuando se consideran superficies de áreas industriales, sitios de 
captación cercanos a fuentes de contaminantes, o bien cuando se utilizan materiales no 
aptos para su captación. 
 
La calidad del agua de lluvia puede ser influenciada por factores atmosféricos del lugar 
donde cae, así como por emisiones industriales localizadas, bancos de grava, polvo de 
cosechas y grandes concentraciones de emisiones vehiculares, entre otros factores locales 
que afectan su pureza. 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 17 
La contaminación del agua de lluvia también ocurre después de hacer contacto con la 
superficie de captación, durante su conducción y almacenamiento. Una vez que la lluvia 
hace contacto con la superficie del techo de captación, lava muchos tipos de bacterias, 
moho, algas y otros contaminantes como polvo, ramas de árboles y excremento de pájaros, 
así como también residuos, que son producto del material con el que está construido el 
techo y el canal de conducción. Otro factor importante en la contaminación del agua de 
lluvia colectada, es el almacenamiento de la misma ya que es allí donde existe el mayor 
potencial de contaminación microbiológica. Algunos estudios revelan que la calidad del 
agua de lluvia, comparada con los límites permisibles de E. coli y otros organismos 
patógenos, se incrementan cuando es almacenada. Esto es debido a que el agua almacenada 
en condiciones anaerobias, favorece la proliferación de bacterias. 
 
En México fue llevado por la Autónoma de Querétaro [Uriarte, 2002], un estudio 
exhaustivo de caracterización del agua de lluvia denominado “Contribución al estudio de 
calidad del agua de lluvia”. Con base en dicho estudio, a continuación se muestran en las 
Tablas 10 y 11 los resultados del análisis físico-químico del agua de lluvia de la ciudad de 
Querétaro, donde se empleó, para el almacenamiento de la misma, una cisterna de plástico, 
como sistema 1 y una cisterna de tabique-cemento como sistema 2. Primeramente, se 
observan los resultados observados en el sistema 1: 
 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 18 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 10. Calidad del agua de lluvia, sistema 1, cisterna de plástico, (Querétaro, Qro.) 
Determinación Resultado Límites máximos permisibles Dentro de Norma
Arsénico <0.002 mg/L 0.05 mg/L SI
Aluminio 0.05 mg/L 0.2 mg/L SI
Cadmio <0.00014 mg/L <0.005 mg/L SI
Mercurio 0.00028 mg/L 0.001 mg/L SI
Plomo <0.025 mg/L 0.025 mg/L SI
Fierro 0.59 mg/L 0.3 mg/L NO
Manganeso <0.048 mg/L 0.15 mg/L SI
Sodio 0.88 mg/L 200 mg/L SI
Zinc <0.033 mg/L 5.0 mg/L SI
Cobre <0.024 mg/L 2.0 mg/L SI
Bario <0.036 mg/L 0.70 mg/L SI
Cromo <0.024 mg/L 0.05 mg/L SI
Cianuro 0.001 mg/L 0.07 mg/L SI
Nitrógeno amoniacal 0.65 mg/L 0.5 mg/L NO
Turbiedad 8 FTU 5 FTU NO
Sabor Agradable Agradable SI
Olor Agradable Agradable SI
Color 28 UPtCo 20 UPtCo NO
Sólidos disueltos 44.75 mg/L 1000 mg/L SI
Sulfatos 6 mg/L 400 mg/L SI
Fluoruros 0.12 mg/L 1.50 mg/L SI
N-nitratos <0.066 mg/L 10 mg/L SI
N-nitritos <0.0034 mg/L 0.05 mg/L SI
Saam 0.48 mg/L 0.5 mg/L SI
Cloruros <0.16 mg/L 250 mg/L SI
pH 6.6 6.5-8.5 SI
Dureza total (como CaCO3) 14.75 mg/L 500 mg/L SI
Cloro libre residual 0.04 mg/L 0.2-1.5 mg/L SI
Fenoles 0.187 mg/L 0.001 mg/L NO
Aldrin/dieldrin <0.018 mg/L 0.03 mg/L SI
Clordano <0.0014 mg/L 0.3 mg/L SI
DDT <0.105 mg/L 1 mg/L SI
Heptacloro y su epóxido <0.0012 mg/L 0.03 mg/L SI
Metoxicloro <0.0006 mg/L 20 mg/L SI
Hexaclorobenceno <0.001 mg/L 0.01 mg/L SI
Trihalometanos totales <0.0099 mg/L 0.2 mg/L SI
Lindano <0.0011 mg/L 2 mg/L SI
24-d <0.0012 mg/L 50 mg/L SI
Coliformes totales 210 NMP/100 mL 2 NMP/100 mL NO
Coliformes fecales 23 NMP/100 mL No Detectable NO 
 Fuente: Uriarte, 2002. 
 
 
 
 
 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 19 
Tabla 11. Calidad del agua de lluvia, sistema 2, cisterna de tabique-cemento, (Querétaro, Qro.). 
Determinación Resultado Límites máximos permisibles Dentro de Norma
Arsénico 0.00512 mg/L 0.05 mg/L SI
Aluminio 0.27 mg/L 0.2 mg/L NO
Cadmio <0.00014 mg/L <0.005 mg/L SI
Mercurio 0.00033 mg/L 0.001 mg/L SI
Plomo <0.025 mg/L 0.025 mg/L SI
Fierro 0.11 mg/L 0.3 mg/L SI
Manganeso <0.048 mg/L 0.15 mg/L SI
Sodio 1.38 mg/L 200 mg/L SI
Zinc <0.033 mg/L 5.0 mg/L SI
Cobre <0.024 mg/L 2.0 mg/L SI
Bario <0.036 mg/L 0.70 mg/L SI
Cromo <0.024 mg/L 0.05 mg/L SI
Cianuro 0.007 mg/L 0.07 mg/L SI
Nitrógeno amoniacal <0.5 mg/L 0.5 mg/L SI
Turbiedad 1 FTU 5 FTU SI
Sabor Agradable Agradable SI
Olor Agradable Agradable SI
Color 25 UPtCo 20 UPtCo NO
Sólidos disueltos 135.91 mg/L 1000 mg/L SI
Sulfatos 5.14 mg/L 400 mg/L SI
Fluoruros 0.08 mg/L 1.50 mg/L SI
N-nitratos 0.37 mg/L 10 mg/L SI
N-nitritos 0.052 mg/L 0.05 mg/L NO
Saam 0.42 mg/L 0.5 mg/L SI
Cloruros <0.16 mg/L 250 mg/L SI
pH 8.2 6.5-8.5 SI
Dureza total (como CaCO3) 73 mg/L 500 mg/L SI
Cloro libre residual 0.07 mg/L 0.2-1.5 mg/L SI
Fenoles 0.48 mg/L 0.001 mg/L NO
Aldrin/dieldrin <0.018 mg/L 0.03 mg/L SI
Clordano <0.0014 mg/L 0.3 mg/L SI
DDT <0.105 mg/L 1 mg/L SI
Heptacloro y su epoxido <0.0012 mg/L 0.03 mg/L SI
Metoxicloro <0.0006 mg/L 20 mg/L SI
Hexaclorobenceno <0.001 mg/L 0.01 mg/L SI
Trihalometanos totales <0.0099 mg/L 0.2 mg/L SI
Lindano <0.0011 mg/L 2 mg/L SI
24-d <0.0012 mg/L 50 mg/L SI
Coliformes totales 430 NMP/100 mL 2 NMP/100 mL NO
Coliformes fecales 230 NMP/100 mL No Detectable NO 
Fuente: Uriarte, 2002. 
 
 
En este último caso, son seis los parámetros que rebasan los límites máximos establecidos 
por la NOM-127-SSA-1994, y estos son; aluminio, color, fenoles y los coliformes fecales, 
coliformes totales y nitritos. A continuación, en la Tabla 12, se presentan los parámetros 
excedidos por los sistemas, así como su correspondiente límite máximo permisible, 
sirviendo de base para que en el siguiente apartado se determine la forma en que será 
aprovechada. 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 20 
 
Tabla 12. Parámetros del agua pluvial que exceden la NOM-127-SSA-1994, (Querétaro, Qro.) 
Plástico Tabique-cemento
Fierro 0.59 mg/L (0.11 mg/L) 0.3 mg/L
Aluminio (0.05 mg/L) 0.27 mg/L 0.2 mg/L
Nitrógeno amoniacal 0.65 mg/L (<0.5 mg/L) 0.5 mg/L
Color 28 UPtCo 25 UPtCo 20 UPtCo
Fenoles 0.187 mg/L 0.48 mg/L 0.001 mg/L
Coliformes totales 210 NMP/100mL 430 NMP/100mL 2 NMP/100mL
Coliformes fecales 23 NMP/100 mL 230 NMP/100mL No Detectable
Turbidez 8 FTU (1 FTU) 5FTU
Nitritos (0.0034 mg/l) 0.052 mg/l 0.05 mg/l
Tipo de Cisterna
Parámetros Límites máximos permisibles
 
Fuente: Uriarte, 2002. 
 
Si bien el parámetro de fluoruros no rebasa el límite máximo permisible, los valoresreportados se encuentran fuera de los rangos aconsejables para evitar caries en la población 
infantil de 0.7 a 1.2 mg/L, [Jiménez B., 2001]. Este es un resultado previsible toda vez que, 
por su naturaleza, el agua pluvial es desmineralizada, ya que el agua toma los minerales 
hasta que entra en contacto con el suelo y las rocas que los contienen. En ambos casos, el 
nivel de fluoruros está por debajo del rango inferior: 0.12 mg/L para el caso del sistema 1 
(cisterna de plástico) y 0.08 mg/L para el caso del sistema 2 (cisterna de tabique-cemento). 
 
En el caso del aluminio, podemos apreciar que el agua del sistema 2 rebasa el límite 
máximo permisible de la norma. Esto se atribuye al recubrimiento de cemento en la 
construcción de la cisterna, el cual presenta un alto contenido de alúmina. Por su parte, el 
nivel de fierro por encima de la norma que presenta el agua del sistema 1, puede ser debido 
a que la canaleta de conducción hacia la cisterna de plástico es de fierro, el cual es disuelto 
por el nivel de acidez del agua captada. En el caso del nitrógeno amoniacal, el parámetro 
sólo rebasó el límite, en el agua almacenada en la cisterna de tabique-cemento. 
 
En lo referente al color, el agua de lluvia presenta generalmente un color con tendencia al 
amarillo, lo que es un problema común y una de las razones por la cual este recurso no 
resulta tan agradable para su consumo; sin embargo, los valores que se reportan están 
apenas por encima de la norma. 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 21 
En el caso de los fenoles, los valores rebasan significativamente los límites máximos 
permisibles. Una primera hipótesis para dicho registro es que el nivel de fenoles proviene 
del material impermeabilizante con el cual han sido recubiertas ambas superficies de 
captación. La segunda hipótesis se refiere a la influencia que, por la ubicación del estudio, 
cercano a una avenida muy transitada, tiene la contaminación provocada por las emisiones 
a la atmósfera generadas por los vehículos. 
 
Por otro lado, la presencia de coliformes totales y fecales, en el agua de lluvia fue atribuida 
al polvo y a las defecaciones de pájaros, mismos que se acumulan con el paso del tiempo 
sobre las superficies de captación. Ésta es muy probablemente la principal desventaja del 
uso de estos sistemas de captación de agua para consumo humano. Para reducir la presencia 
de dichos contaminantes en forma importante, es necesario emplear dispositivos de “primer 
flujo”, los cuales tienen la función de desviar el agua captada al inicio de una precipitación, 
por ser este primer volumen el que arrastra los contaminantes, (entre ellos los coliformes), 
acumulados en los techos durante los períodos secos. 
 
Cabe señalar que los valores reportados para este último parámetro, pudieron ser 
ocasionados a causa de la multiplicación de los coliformes con que llegó el agua pluvial a la 
cisterna, por el factor tiempo de almacenamiento. Las bacterias coliformes son anaerobios 
facultativos y se multiplican a mayor rapidez a temperaturas entre 30 y 37ºC. 
 
Para establecer un comparativo de algunos de los valores registrados, en el agua 
almacenada durante 20 días del año 2001 en el estudio efectuado en la ciudad de Querétaro, 
y así tener un mejor panorama de las condiciones del agua pluvial de esta localidad, la 
Tabla 13 muestra los valores de nitrato, pH y calcio resultados de estudios realizados en 
Australia y México, D.F, donde se puede observar que los valores de pH son muy 
semejantes, al igual que en el caso de los valores de nitrato y calcio. 
 
 
 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 22 
 
Tabla 13. Parámetros comparativos entre Australia, Querétaro y México, D.F. 
Australia* Querétaro México** Norma
Nitrato (mg/L) 0.15 0.4 5.1 10
pH 5.95 6.3 4.8 6.5-8.5
Calcio (mg/L) 2 2.2 - 200
NOM-127-SSA-1994
Parámetro
1999 2001 1997
 
 Fuente: Uriarte, 2002 con datos de (*) Department of Civil, Surveying and Environmental Engineering, 
University Newcastle, Australia, (**) Centro de Información Ambiental (Ceina) D.F. 
 
 
Como se mencionó antes, los estudios coinciden en algunos parámetros medidos, como es 
el caso del pH y el calcio, lo cual es una buena referencia de los valores que podemos 
encontrar en diferentes lugares, pero para fines de la selección del tratamiento, siempre se 
deberán considerar los valores específicos del caso de estudio por la problemática que 
puede tener cada caso en particular. 
 
II.3.2 Caracterización de aguas residuales 
Las características encontradas en las aguas residuales son producto de la combinación de 
la carga de contaminantes y la cantidad de agua en la que éstos son mezclados. La 
caracterización de estas aguas varía considerablemente de un lugar a otro debido a las 
diferencias en estilos de vida y costumbres, que se ven reflejadas en la cantidad de agua 
consumida, así como la carga másica de contaminantes, generando por consiguiente 
diferencias en las concentraciones de contaminantes. Para ejemplificar lo anterior se 
presenta la Tabla 14, donde se observan los rangos de descarga másica per cápita para 
diferentes países: 
 
Tabla 14. Descarga másica anual de contaminantes por habitante, para diferentes países. 
Dinamarca Brasil Egipto Italia Suecia Turquía Estados Unidos
DBO kg/(hab/año) 20-25 20-25 10-15 18-22 25-30 10-15 30-35
SS kg/(hab/año) 30-35 20-25 15-25 20-30 30-35 15-25 30-35
N-total kg/(hab/año) 5-7 3-5 3-5 3-5 4-6 3-5 5-7
P-total kg/(hab/año) 1.5-2 0.6-1 0.4-0.6 0.6-1 0.8-1.2 0.4-0.6 1.5-2
Detergentes kg/(hab/año) 0.8-1.2 0.5-1 0.3-0.5 0.5-1 0.7-1.0 0.3-0.5 0.8-1.2
Hg g/(hab/año) 0.1-0.2 - 0.01-0.2 0.02-0.04 0.1-0.2 0.01-0.02 -
Pb g/(hab/año) 5-10 - 5-10 5-10 5-10 5-10 -
Zn g/(hab/año) 15-30 - 15-30 15-30 10-20 15-30 -
Cd g/(hab/año) 0.2-0.4 - - - 0.5-0.7 - -
Parámetro
Países
Unidades
 
Fuente: Lens, et al., 2001. 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 23 
Podemos observar que los países con niveles de vida semejantes, coinciden en el nivel de 
sus descargas másicas, como es el caso de Dinamarca y los Estados Unidos, cuyos registros 
coinciden en los 5 primeros contaminantes mostrados en la tabla, así como también el caso 
de Egipto y Turquía, donde coinciden las descargas másicas de todos los parámetros. Lo 
anterior sugiere evitar la generalización de la caracterización de las aguas residuales, dados 
los diferentes hábitos y costumbres, de allí que deba revisarse cada caso en particular. 
 
Para nuestro país, no se tiene un estudio de descargas másicas, pero sí se cuenta con la 
caracterización de las aguas residuales de dos de las ciudades más importantes, México 
D.F. y Guadalajara, las cuales pueden tomarse como una base representativa de los hábitos 
de consumo de agua y generación de contaminantes en zonas urbanas de México. A 
continuación se presenta la Tabla 15 que condensa los resultados de dicho estudio, y donde 
se muestran a manera de referencia los valores promedio correspondientes a Estados 
Unidos. 
 
Tabla 15. Características de las aguas residuales domésticas en México. 
Estados Unidos (*) México, D.F. (**) Guadalajara (**)
Sólidos Disueltos Totales 250-850 1447 931
Sólidos Suspendidos Totales 100-350 252 364
Sólidos Sedimentables (ml/L) 5-20 2 3.7
DBO 110-400 219 282
COT 80-290 SD SD
DQO 250-1000 576 698
Nitrógeno Total 20-85 35 52.8
Fósforo Total 4-15 10 19
Grasas y Aceites 50-150 58 156
pH (unidades de pH) SD 7.88 7.3
Conductividad eléctrica (µS/cm) SD 2052 1288
Coliformes totales (NMP/100ml) 106-109 8.60E+07
2.24E+07 (como fecales)
Huevos de Helminto (H/L) SD 161 58
Concentración (mg/L)
Parámetro
 
Fuente: (*) Metcalf & Eddy, 1991, (**) CONAGUA, 2003. 
 
Los datos mostrados para Estados Unidos se basan en un consumo de agua potable de 460 
litros/habitante, y considerala aportación de contaminantes de fuentes industriales, y 
comerciales. Cabe señalar que también en los casos de México, D.F. y Guadalajara, las 
concentraciones medias reportadas en la tabla, del Gran Canal del Desagüe y del Emisor 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 24 
Osorio, respectivamente, no están exentas de alguna influencia industrial. Puede observarse 
que los valores registrados en las dos ciudades mexicanas, se encuentran en la mayoría de 
los casos dentro del rango observado para los Estados Unidos. 
 
La calidad de las descargas presentada corresponde a aguas residuales combinadas, es 
decir, provenientes de diferentes usos, cada uno de ellos con calidades diferentes, por lo 
que para algunas estrategias de reuso resulta útil conocer la aportación de contaminantes, si 
bien no de cada uso, si al menos de cada grupo con características semejantes, como lo son 
las aguas grises y negras. 
 
De acuerdo al Código Administrativo de California, el agua gris es el agua residual 
domiciliaria sin tratar, que no ha tenido contacto con los desechos de los sanitarios. 
Específicamente, el agua gris incluye el volumen generado por las bañeras, regaderas, 
lavabos de baños y el agua de la lavandería. La característica que diferencia mayormente a 
las aguas grises del resto de las aguas residuales es la mayor velocidad con que ocurre la 
degradación de sus contaminantes, al tratarse de compuestos orgánicos más fáciles de 
descomponer por los microorganismos [Greywater.com, 2004]. Por consiguiente, el agua 
negra es toda descarga residual no contemplada en las aguas grises ya mencionadas. A 
manera de referencia, en la Tabla 16 se presenta la contribución de las agua grises a la 
calidad del agua residual combinada, un indicador importante de que el agua gris no es 
necesariamente de mucha mayor calidad que el agua negra, restringiendo 
significativamente los usos en que puede aprovecharse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II. Usos del agua y disponibilidad-caracterización de aguas residuales y pluviales 
 
 25 
Tabla 16. Contaminación relativa en aguas grises y negras (Estocolmo, Suecia). 
Análisis Agua gris Agua negra Gris+Negra A. Gris (% ) A. negra (% )
DBO5 g/p.d 25 20 45 56 44
DQO g/p.d 48 72 120 40 60
Fósforo Total g/p.d 2.2 1.6 3.5 58 42
TKN g/p.d 1.1 11 12.1 9 91
SST g/p.d 77 53 130 58 41
SS Fijos. g/p.d 33 14 47 70 30
SS Volátiles g/p.d 44 39 83 53 47
No filtrables g/p.d 18 20 48 38 62
Fijos no filtrables g/p.d 3 5 8 38 62
Volátiles no filtrables g/p.d 15 25 40 38 62
Coli 35º 8.5x10e9 4.8x10e9 13x10e9 64 36
Coli 44º 1.7x10e9 3.8x10e9 6x10e9 31 69
Volumen efluente (litros) 121.5 8.5 130 93 7
Sanitario de flujo ultra bajo 
(0.473L por descarga) 
g/pd=gramos por persona 
por día (24 hr) 
Fuente: Greywater.com, 2004. 
 
El relativamente alto contenido de bacterias observado, puede relacionarse probablemente a 
la velocidad de crecimiento de las mismas dentro del propio sistema de conducción. 
Aunque no es una regla, los microorganismos patógenos encuentran condiciones favorables 
de crecimiento fuera del cuerpo humano, como es el caso del interior de las tuberías. Para el 
caso de los Estados Unidos, Tabla 17 también se cuenta con un estudio similar, y que pone 
en evidencia nuevamente la relación entre estilo de vida y distribución de usos y por ende 
de la calidad de las aguas residuales. 
 
Tabla 17. Carga promedio de contaminantes en aguas grises y negras (Estados Unidos 1968-1975). 
Agua gris Agua negra Gris + negra A. Gris (%) A. Negra (%)
DBO5 34 37 71 48 52
SS 18 52 70 26 74
Tot. N 1.6 11.6 13.2 12 88
Tot. P 3.1 1.5 4.6 67 33
Tot. P* 0.5 1.4 1.9 26 74
Descarga promedio de contaminantes (g/hab.d)
Parámetro
Porcentaje de aportación
 
Fuente: Greywater.com, 2004. 
 
En el caso de nuestro país no se tiene un estudio similar del impacto en la calidad de casa 
uno de los usos de la casa habitación, por lo que sería recomendable tratar la información 
anterior, (Tablas 16 y 17) como un primer acercamiento y no como valores de diseño para 
un posible tratamiento requerido en alguna estrategia de aprovechamiento de las aguas 
residuales, las cuáles serán abordadas propiamente en el siguiente apartado. 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 26 
 
CAPÍTULO III. CONCEPTUALIZACIÓN DE LOS MODELOS 
PROPUESTOS 
 
En el presente capítulo serán revisadas las estrategias de optimización del uso del agua a 
nivel urbano tanto a nivel internacional como nacional, con la finalidad de seleccionar e 
integrar aquellas afines a la percepción y costumbres mexicanas, que signifiquen un ahorro 
significativo de agua y que sean previsiblemente razonables en términos económicos, factor 
que será propiamente cotejado a detalle en el siguiente apartado. 
 
III.1. Modelos y estrategias seguidas a nivel mundial 
Son diversas las estrategias que han sido empleadas para subsanar el problema de 
disponibilidad del agua y de su saneamiento a nivel urbano, basadas en los avances 
tecnológicos logrados en el campo de la ingeniería ambiental, y teniendo como principales 
limitantes al costo y la aceptación social de las mismas, relacionada esta última con los 
riesgos a la salud. 
 
La estrategia básica para lograr la sustentabilidad en el uso del agua es la optimización de la 
demanda. La optimización se logra a través de dispositivos y prácticas de conservación. En 
el caso de los dispositivos, la gran ventaja es que no requieren cambios significativos en la 
rutina a nivel casa habitación, de allí su gran aceptación en países como Estados Unidos 
[TWDB, 2005], significándose en un ahorro importante, a un bajo costo. Los ahorros 
alcanzables con este tipo de estrategias pueden observarse en las Tablas 2, 3 y 4 del 
apartado anterior, con valores de ahorro promedio del 30%. 
 
Otra de las estrategias con mayor aceptación para cubrir la demanda de agua, es el 
aprovechamiento del agua tratada, el cual a su vez contribuye a la minimización de las 
descargas residuales. Las experiencias a este respecto, dependiendo del grado de escasez y 
fuentes disponibles del recurso van desde el reuso de las aguas residuales para usos 
potables y no potables en Windhoek, Namibia, [Haarhoff y Van der Merwe, 1996] hasta las 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 27 
más comunes en el medio urbano como el riego de áreas verdes, la protección contra-
incendio y su empleo como agua de proceso para fines industriales y comerciales [Asano 
and Levine, 1996]. Aunado al problema de abastecimiento, a nivel mundial, cada vez es 
más claro que no es posible proveer de instalaciones de saneamiento centralizadas, 
suficientes para satisfacer a la demanda de tratamiento actual y futura, de allí la necesidad 
de optar por el cambio en la estrategia, de los sistemas convencionales centrales, hacia los 
sistemas descentralizados [Thobanoglous, 1996]. 
 
En California, E.U., es común el uso del agua tratada en el riego de áreas verdes, 
particularmente en cementerios y campos de golf, donde el posible contacto con la gente se 
reduce al mínimo. Ejemplo de esta alternativa en dicha localidad es el proyecto del Distrito 
Sanitario de la Costa Central [CCCSD, 2007], que consiste en un sistema de abastecimiento 
dual para uso urbano. A diferencia del sistema convencional, donde el suministro de agua 
se realiza a través de una sola línea, en este caso, el abastecimiento ocurre a través de dos 
redes de distribución, siendo una destinada para el agua potable, mientras que la otra es 
empleada para suministrar agua de fuentes superficiales sin tratamiento, ésta última a un 
costo 50% menor al del agua potable. El agua sin tratamiento es empleada para el riego de 
áreas verdes, uso donde la demanda varíatemporalmente. Como en este caso, aun cuando 
técnicamente los tratamientos requeridos para alcanzar los estándares no son un problema, 
son otros factores como la normatividad, la aceptación de la población y los costos 
asociados con la alternativa, los que representan los mayores retos. 
 
En China, uno de los países con mayor agotamiento de sus recursos hídricos, el reuso de 
agua con fines no potables se ha convertido en una estrategia cada vez más empleada, en la 
búsqueda de prevenir la contaminación del agua y minimizar los costos asociados con la 
explotación de nuevas fuentes de abastecimiento. En este sentido podemos citar al riego de 
áreas verdes, el lavado de automóviles, la red contraincendio, la construcción, y el 
suministro de sanitarios, como los usos principales que se le da al agua de reuso en dicho 
país. Las investigaciones desarrolladas con el fin de evaluar económicamente estas 
estrategias, muestran como el reuso con fines no potables, ante la rápida urbanización, los 
altos costos asociados a la explotación de nuevas fuentes y el saneamiento de los efluentes, 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 28 
se convierte en una alternativa con una mejor relación costo-beneficio [He. Pinjing et al, 
2001]. 
 
En países como Japón, se han desarrollado modelos de integración del agua tratada en los 
sistemas municipales, [Ogoshi, et al., 2001], siendo los más importantes: sistemas de 
reciclaje cerrados, sistemas de reciclaje abiertos, y el reuso de agua para incrementar el 
flujo en corrientes. Dichos modelos de integración son detallados a continuación. 
 
En el caso de los sistemas cerrados, pueden encontrarse 2 tipos de ellos, dependiendo de la 
magnitud del área servida. Así, podemos distinguir los sistemas individuales, los cuales dan 
servicio a una casa habitación o un edificio, y a los sistemas por bloques o sectores, que 
suministran el agua y sanean las descargas de un conjunto de casas o una serie de edificios. 
Los sistemas individuales, Figura 5, están conformados por una planta de tratamiento in 
situ, cuya función principal es el acondicionamiento de las aguas residuales para 
suministrar los sanitarios, ya sea de la casa habitación o del conjunto de apartamentos de un 
edificio. De la misma forma, los sistemas por bloques, Figura 6, tienen también la finalidad 
de suministrar el agua para los sanitarios, pero en este caso a una serie de edificios cuyos 
sistemas de drenaje y redes de distribución se encuentran interconectados. 
 
 
Figura 5. Sistemas de reuso cerrados (individuales) 
Fuente: Ogoshi, 2001 
 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 29 
 
Figura 6. Sistemas de reuso cerrados (por bloques) 
Fuente: Ogoshi, 2001 
 
Por otro lado, se tienen los sistemas de reuso abiertos, Figura 7, que contemplan la 
posibilidad de aprovechar el agua recuperada en usos fuera de la demarcación donde fue 
generada, como el riego agrícola, el uso ambiental, o industrial, cuyas descargas, a su vez, 
son vertidas al medio ambiente o incluso pueden ser reintegradas al sistema de 
recuperación, opción que implica un elevado costo dada la magnitud del sistema de 
conducción requerido. 
 
 
Figura 7. Sistemas de reuso abiertos 
Fuente: Ogoshi, 2001 
 
Finalmente, se tienen los sistemas de reuso para incrementar el flujo en corrientes 
superficiales, Figura 8, donde el agua tratada es bombeada y descargada en un punto 
requerido para aumentar el caudal de una corriente superficial, generalmente donde los 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 30 
aprovechamientos, aguas arriba de la misma, son de tal magnitud que reducen 
significativamente el flujo disponible. 
 
 
Figura 8. Sistemas de reuso para incrementar flujo en corrientes. 
Fuente: Ogoshi, 2001 
 
 
Otra de las fuentes alternas de abastecimiento utilizadas internacionalmente es el agua de 
lluvia. En Australia, la forma más simple de aprovechamiento de agua de lluvia es su 
almacenamiento en tanques dentro de casas habitación para usos potables y no potables; en 
el mismo país, un gran número de localidades están colectando escurrimientos de lluvia de 
las calles como una fuente para usos no potables [Anderson, 1996]. En Estados Unidos, 
particularmente en Texas, el aprovechamiento de agua pluvial es promovido como un 
sinónimo de conservación del agua, impulsándolo a través de incentivos fiscales y 
financieros. Se ha demostrado desde una perspectiva financiera que la instalación y 
mantenimiento de un aprovechamiento pluvial con fines de uso potable no puede competir 
con la suministrada por una instalación municipal, es decir a nivel urbano, pero sí puede 
llegar a ser costeable en zonas rurales; el agua pluvial captada es mayormente destinada 
entonces a usos como el riego de áreas verdes, el suministro de sanitarios en edificios y de 
sanitarios de las propias casas habitación donde es captada. 
 
III.2. Modelos y estrategias seguidas en México 
En México, la cobertura de la demanda mediante la implementación de dispositivos 
ahorradores, el reuso de aguas residuales y el aprovechamiento de aguas pluviales, aunque 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 31 
incipientes, comienzan a cobrar relevancia ante la desfavorable distribución de la 
precipitación y de la disponibilidad de agua, el crecimiento de los centros urbanos y los 
cada vez más costosos proyectos de abastecimiento con fuentes convencionales 
[CONAGUA, 2008]. En el caso de los dispositivos ahorradores, han sido los organismos 
operadores de algunos estados como Guanajuato y Querétaro los principales promotores 
entre la población al venderlos en sus oficinas comunicando los beneficios directos al 
bolsillo del usuario y en el entendido del beneficio del mismo organismo operador con un 
mayor control por sobre la demanda. 
 
En el caso del reuso de las aguas residuales, un ejemplo es el Fraccionamiento Pirámides, 
en la ciudad de Querétaro, donde se logra el ahorro de agua potable mediante la sustitución 
de ésta por agua residual tratada en usos no potables, (Figura 9). En el proyecto anterior se 
contempló el diseño y construcción de una línea de conducción doble, una de agua potable 
y otra para agua residual tratada. El tren de tratamiento para el acondicionamiento de las 
aguas residuales es muy similar al de un sistema centralizado convencional, dado que en 
este caso, el agua residual de las casas no se separa de acuerdo a sus características, sino 
que es descargada al drenaje del fraccionamiento en forma combinada, y posteriormente 
tratada en un tren convencional, que si bien cumple con los requerimientos de calidad para 
los usos previstos, conserva las desventajas de este tipo de sistemas con altos 
requerimientos de espacio, energéticos y demandantes en la parte tanto operacional como 
de mantenimiento. Los costos de inversión del sistema son absorbidos en partes iguales por 
el organismo operador y por el usuario, mientras que los costos de operación y 
mantenimiento son cubiertos directamente por el organismo operador a través de la tarifa 
de agua tratada de $4.41/m3 que es cobrada a los usuarios de la misma. 
 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 32 
 
Figura 9. Sistema de reuso Fraccionamiento Las Pirámides, Querétaro, México, 2006. 
Fuente: CEA Querétaro, 2006. 
 
En el caso del agua pluvial, en México esta estrategia ha sido utilizada mayormente para 
dar abasto a comunidades rurales, y en el medio urbano se ha limitado a iniciativas aisladassin un impacto significativo. En el caso de las zonas rurales, el agua de lluvia es 
aprovechada tanto para consumo humano potable y no potable como para mantener sus 
actividades productivas como las demandas de agua para agricultura y abrevaderos, como 
el caso del Ejido San Felipe, en el estado de Nuevo León, [Velasco, 2000]. Se tienen casos 
similares de aprovechamiento pluvial rural en pueblos de los estados de México y 
Michoacán, con la intención de no solamente abastecer a tales comunidades, sino de crear 
conciencia de que en México la atención está desviada hacia las corrientes superficiales y 
subterráneas, pero no así al aprovechamiento directo del agua de lluvia [Anaya, 2006]. 
 
III.3. Selección de estrategias y modelos propuestos 
Todas las estrategias expuestas hasta aquí, encaminadas a la reducción de la demanda, la 
cobertura de la misma, y el manejo y aprovechamiento de las aguas residuales y pluviales, 
son una base importante para delinear los modelos aplicables al objetivo planteado en este 
trabajo, integrando aquellas que además de impactar ambientalmente en la conservación del 
agua, sean aceptadas y adoptadas finalmente por el usuario en el medio mexicano, 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 33 
aceptación que estará estrechamente ligada a la promoción de sus ventajas como el 
incremento de la cobertura y continuidad del suministro, y por ende de la calidad de vida, 
sin representar un incremento significativo en el costo de la vivienda. 
 
Un criterio seguido en Estados Unidos para la selección y evaluación de este tipo de 
estrategias fue desarrollado por el Proyecto Nacional de Recursos Hídricos 
Descentralizados, [NDWRCDP, 2004]. Estos lineamientos de evaluación básica servirán 
para corroborar la viabilidad de la(s) propuesta(s) que aquí se formulen, siendo algunos 
puntos revisados en este apartado y el restante en el siguiente capítulo para dar fundamento 
a la selección de las estrategias. El criterio mencionado, puede resumirse en tres puntos 
principales que deberán ser asegurados: 
 
a) Aspectos de interés para el usuario: 
• protección de la salud pública 
• mitigación de problemas de olores 
• recuperación de la inversión inicial y de costos de operación y mantenimiento 
• requerimientos de terreno 
• estéticamente neutral 
 
b) Bienestar de la comunidad y el medio ambiente: 
• ahorro de agua 
• amplio rango de aplicaciones del agua de reuso 
 
 
c) Implementación: 
• marco legal 
• problemas constructivos. 
 
En el marco de nuevos desarrollos habitacionales para el que es destinado este trabajo, 
debemos partir de la base de implementación de dispositivos de ahorro para la 
indispensable optimización de la demanda, y de drenaje pluvial para lograr el tratamiento 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 34 
de menores volúmenes de aguas residuales y convertir directamente al agua pluvial drenada 
en fuente de recarga de corrientes superficiales para fines ecológicos y productivos como el 
riego agrícola [CONAGUA, 2003]. Dentro de este marco de demanda y saneamiento 
sustentable, aun se tienen importantes áreas de oportunidad para la conservación del agua, 
tal como puede observarse en la Tabla 5, donde la demanda restante por cubrir va de los 11 
m3/mes del estrato socioeconómico C hasta los poco más de 27 m3/mes del estrato A., 
ambas compuestas aproximadamente de 66% por usos potables y 34% de no potables. 
 
Si se buscara cubrir la demanda restante con fuentes alternas, el agua pluvial cubriría 
parcialmente la demanda potable (Tabla 8), teniendo que recurrir entonces al agua tratada 
para complementar la cobertura potable y la totalidad de la no potable. Estrategias de 
cobertura de usos tanto no potables como potables con agua tratada sólo han comprobado 
aceptación en regiones del mundo donde no se tiene una mejor alternativa de 
abastecimiento tanto en cantidad y calidad, como el caso de Windhoek, Namibia; esta 
estrategia implica las mayores restricciones tanto de interés del usuario: salud y 
recuperación de la inversión, así como de implementación: marco legal. 
 
Adicionalmente con base en la experiencia adquirida en Texas, en los Estados Unidos, el 
aprovechamiento pluvial con fines de uso potable es más costoso que el suministro público, 
y ha comprobado mejor relación costo beneficio en usos no potables por lo cual, la 
cobertura de usos potables con fuentes alternas de abastecimiento es una estrategia que no 
será utilizada en este trabajo. Siendo entonces el uso no potable el nicho con mayor 
viabilidad para el aprovechamiento de aguas residuales y pluviales a continuación se 
conforman tres modelos que integran dichas fuentes de abastecimiento, los primeros en 
forma separada y el último modelo en forma conjunta con la finalidad de flexibilizar su 
elección a la situación económica, social y ambiental de cada sitio en particular. 
 
III.3.1 Modelo I, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial (Figura 10): 
 
El modelo corresponde al sistema de reuso cerrado individual japonés (Figura 5), aunque en 
este caso son las aguas pluviales y no las residuales las que se integran a las fuentes de 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 35 
abastecimiento del usuario. El abastecimiento y manejo de las aguas residuales se realiza de 
la siguiente forma: 
 
 
Figura 10. Modelo I: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento pluvial 
Fuente: Elaborado por el autor 
 
• Usos potables (Tablas 2, 3 y 4): cubiertos en su totalidad por el suministro municipal. 
• Usos no potables interiores y exteriores (Tablas 2, 3 y 4): son cubiertos parcialmente 
por el agua pluvial, la cual es almacenada en cada una de las casas donde ha sido captada 
(aprovechamiento descentralizado). Ésta se compara con la opción donde el agua pluvial es 
recolectada y conducida a un punto central del desarrollo habitacional y de allí suministrada 
a las casas (aprovechamiento centralizado). Dada la distribución temporal de la 
precipitación (Capítulo II y Anexo 2), el suministro pluvial es compensado y/o respaldado 
directamente en la casa habitación por el suministro municipal, asegurando así la 
continuidad en el suministro y la satisfacción del usuario. Lo anterior se logra empleando 
un controlador de usos no potables que mientras se tenga un volumen almacenado de agua 
pluvial, al ocurrir una demanda (como al momento de descargarse el tanque del sanitario), 
el controlador acciona un equipo de bombeo y da paso entonces al agua pluvial almacenada 
y no es hasta que dicha fuente de abastecimiento es agotada que el controlador 
 
 III. Conceptualización de los Modelos Propuestos 
 
 36 
automáticamente permite el paso del agua potable del suministro municipal, sin la 
necesidad de intervención alguna del usuario. 
• Excedentes de agua pluvial y aguas residuales no tratadas: los excedentes de agua 
pluvial son canalizados al drenaje pluvial del desarrollo habitacional, mientras las aguas 
residuales de los usos potables y no potables son descargadas en forma combinada al 
alcantarillado del desarrollo habitacional para posteriormente ser canalizadas a la red de 
drenaje municipal. 
 
 
III.3.2 Modelo II, Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales 
tratadas (Figura 11): 
 
 
 
Figura 11. Modelo II: Dispositivos de ahorro y aprovechamiento de aguas residuales 
Fuente: Elaborado por el autor 
 
 
El modelo corresponde al sistema de reuso abierto japonés (Figura 7), con la variante de 
que el tratamiento de las aguas residuales se realiza de forma descentralizada en el 
desarrollo