soluciones sustentables para captar y usar agua en zonas urbanas

IIINNNSSSTTTIIITTTUUUTTTOOO PPPOOOLLLIIITTTÉÉÉCCCNNNIIICCCOOO NNNAAACCCIIIOOONNNAAALLL

EESSCCUUEELLAA SSUUPPEERRIIOORR DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍAA MMEECCÁÁNNIICCAA YY EELLÉÉCCTTRRIICCAA

UUNNIIDDAADD ZZAACCAATTEENNCCOO

SSEECCCCIIÓÓNN DDEE EESSTTUUDDIIOOSS DDEE PPOOSSGGRRAADDOO EE IINNVVEESSTTIIGGAACCIIÓÓNN

SSoolluucciioonneess SSuusstteennttaabblleess ppaarraa CCaappttaarr yy

UUssaarr AAgguuaa eenn ZZoonnaass UUrrbbaannaass

TESIS

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERIA DE SISTEMAS

PRESENTA:

ING. NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ

Director de Tesis: Elvira Avalos Villarreal.

MEXICO, D.F. DICIEMBRE DE 2012

AGRADECIMIENTOS

A Cristo Jesús, mi Dios Salvador y Amigo fiel.

A mis padres, José Ramón Hernández y María Teresa Pérez, por su apoyo en cada etapa de mi vida.

A mi amada esposa Lea Carrillo, por su paciencia y comprensión.

Y especialmente a la Doctora Elvira Ávalos quien supo dirigir éste trabajo.

SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS

IPN

ESIME |NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA I

RESUMEN

Este trabajo de investigación se realiza con el propósito de encontrar alternativas de solución a la

problemática hídrica que existe en México, considerando fenómenos actuales como la

globalización, el Cambio Climático, una posible reducción en las cantidades de petróleo, y el

aumento de las zonas urbanas en México y el mundo.

Las soluciones se enfocan en la ciudad de México, la zona urbana más representativa del país, en

donde se integran los procesos de captación, uso, tratamiento, reuso e infiltración del agua a nivel

local, para ayudar a manejar más sustentablemente el recurso hídrico, asimismo, empleando

tecnología que esté disponible en el país, sea accesible económicamente, además de efectiva,

requiriendo la menor cantidad de energía eléctrica mientras se encuentre en operación.

Con ayuda de la metodología Breakthrough Thinking, este trabajo se desarrolla en dos secciones,

siendo la primera, el análisis de tres niveles de contexto: internacional, nacional y local; y el

segundo, el establecimiento de soluciones vivientes a nivel local.

En esta segunda sección, se establece un modelo de manejo integral del recurso hídrico que

incorpora las soluciones vivientes primero planteadas. El modelo es aplicado parcialmente en una

vivienda, mostrando resultados positivos en relación al manejo del recurso hídrico, disminuyendo la

cantidad de agua de primera calidad utilizada, infiltrando agua pluvial y tratada, además de

producir agua tratada apta para su reuso en diversas actividades, realizándose los procesos

necesarios dentro del mismo lugar de aplicación del modelo.

SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS IPN

ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA II

ABSTRACT

This research work is made with the purpose to find alternatives to the nowadays water solutions in

Mexico, considering present situations like globalization, Climatic Change, a possible oil reduction,

and the increase of urban zones in Mexico.

The solutions are focused in Mexico’s city, the most representative urban zone in the country,

where we include the process of capture, use, treatment, reuse and infiltration of water locally,

helping to achieve a more sustainable water management, also, using technology available in the

country, accessible, and effective, using a minimum of electrical energy during his use.

Using the Breakthrough Thinking Methodology, this work is develops through two sections, being

the first one the analysis of levels of context: international, national and local; and the second, the

establishment of living solutions locally.

In the second section is established a model for an integral water management that incorporates

the living solutions before made. The model is applied partially in a dwelling, showing positive

results, decreasing the volume of first quality water used, infiltrating rainwater and treated water,

and also producing treated water. All the required processes area performed in the same place.

SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA CAPTAR Y USAR AGUA EN ZONAS URBANAS

ESIME |NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA III

Resumen I Abstract II Índice III Índice de Figuras V Índice de Tablas VII Glosario de términos VIII Nomenclatura XIV Introducción XV Antecedentes XVII Justificación XVIII Objetivo General XIX Objetivos particulares XIX

1 LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN EL PANORAMA MUNDIAL 1 1.1 HISTORIA Y DESARROLLO DEL CONCEPTO DE SUSTENTABILIDAD 1 1.1.1 Tesis de límites físicos y la propuesta de crecimiento cero 3 1.1.2 Ambientalismo moderado de la Declaración de Estocolmo 4 1.1.3 El humanismo crítico expresado en la propuesta de Ecodesarrollo 5 1.1.4 La propuesta Brundtland de desarrollo sustentable 7 1.2 PARADIGMA ACTUAL DE SUSTENTABILIDAD 8 1.2.1 Paradigma Hídrico 12 1.2.2 Paradigma Energético 16 1.2.3 Paradigma Político 19 1.3 TECNOLOGÍAS RELEVANTES QUE APOYAN LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA 20 1.3.1 Captación, Potabilización y Uso 21 1.3.2 Captación y Uso 23 1.3.3 Uso y ahorro 25 1.3.4 Depuración 28 1.3.4.1 Sistemas naturales para depuración de aguas de desecho 28 1.3.5 Captación e infiltración 30 1.3.6 Reuso 34 1.4 ALGUNOS PROYECTOS PARA IMPLEMENTAR LA SUSTENTABILIDAD 36 1.4.1 Canadá. Water Sustainability Project, Polis Project on Ecological Governance 37 1.4.2 Francia-Unión Europea. Procesos extensivos de depuración de las Aguas residuales

adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente) 39

1.4.3 Israel. Proyecto de reutilización de agua de la región de Dan 42 1.4.4 México. Repensar la cuenca: La gestión del ciclo del agua en el Valle de México 45 2 LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA A NIVEL NACIONAL 47 2.1 EXPERIENCIA Y EVOLUCIÓN DE LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN MÉXICO 47 2.2 INFRAESTRUCTURA ACTUAL DEL SISTEMA HÍDRICO 52 2.2.1 Presas y bordos 52 2.2.2 Infraestructura de agua potable y saneamiento 53 2.2.3 Acueductos 54 2.2.4 Tratamiento de agua residual 55 3 MARCO METODOLÓGICO Y CONCEPTUAL 57 3.1 TEORIA GENERAL DE SISTEMAS 57 3.2 METODOLOGÍA SUAVE DE SISTEMAS: BREAKTHROUGH THINKING 61 4 ANALISIS DEL SISTEMA HÍDRICO ACTUAL EN LA CIUDAD DE MÉXICO 67 4.1 PARADIGMA Y SOLUCIONES EN EL VALLE DE MÉXICO 67 4.2 CARACTERISTICAS GENERALES Y SITUACIÓN DE LA REGIÓN HIDROLÓGICO

ADMINISTRATIVA (RHA) XIII QUE ALBERGA A LA CIUDAD DE MÉXICO 68

4.3 RHA XIII: LA SUBREGIÓN VALLE DE MÉXICO Y LA ZONA METROPOLITANA DEL VALLE DE MÉXICO (ZMVM)

72


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA IV

4.4 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE LA ZMVM 75 4.5 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO: EXTERNAS E INTERNAS 78 4.6 SISTEMA CUTZAMALA 81 4.7 EL GASTO ENERGÉTICO EN EL MODELO HÍDRICO ACTUAL DE LA CIUDAD DE

MÉXICO 85

5 GENERACIÓN DE SOLUCIONES PARCIALES QUE PROPICIEN LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN LA CIUDAD DE MÉXICO

86

5.1 Exposición de principios para la generación de soluciones hídricas 86 5.2 Generación de soluciones a nivel vivienda 90 5.2.1 Áreas verdes dentro del hogar 95 5.3 Diseño de esquemas de infiltración 99 5.3.1 Cambio de funciones de las áreas verdes de la ciudad de México y su zona

conurbada 100

5.4 Listado de tecnologías requeridas 104 6 INTEGRACIÓN SISTÉMICA DE LAS SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA EL

MANEJO DEL RECURSO HÍDRICO EN ZONAS URBANAS 106

6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL AGUA 106 6.2 APLICACIÓN PARCIAL DEL MODELO 108 6.2.1 Aplicación parcial del esquema de infiltración 115 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 117 7.1 RESULTADOS 117 7.2 CONCLUSIONES 117 7.3 RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS 118 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 121 ANEXO A A ANEXO B A ANEXO C C ANEXO D D


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA V

ÍNDICE DE FIGURAS

No. De Fig.

Título Pág.

1.1 FUENTES DE SUMINISTRO DE ENERGÍA 18

1.2 CICLO URBANO DEL AGUA 21

1.3 GENERADOR ATMOSFÉRICO DE AGUA 22

1.4 GENERADOR ATMOSFÉRICO DE AGUA DE TURBINA EÓLICA 23

1.5 INSERCIÓN DE LA PLANTA EN LA WATERBOXXX 24

1.6 BAÑO SECO PARA ZONAS URBANAS 25

1.7 PARTES QUE COMPONEN UN MINGITORIO 26

1.8 TIPOS DE HUMEDALES SEGÚN SU CIRCULACIÓN DE AGUA 29

1.9 CAPAS DE UN TECHO VERDE 31

1.10 SISTEMA TRADICIONAL DE CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL 33

1.11 SISTEMA MODIFICADO DE CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL 33

1.12 TÉCNICA AEROPÓNICA DE CULTIVO 35

1.13 TÉCNICA EGS DE CULTIVO 35

1.14 DISEÑO BÁSICO DE ACUAPONIA 36

1.15 ARREGLO DEL SISTEMA HÍBRIDO DE FILTROS PLANTADOS 41

1.16 FILTRACIÓN DE AGUAS EMPLEANDO UN SAT (SOIL AQUIFER TREATMENT)

44

2.1 POBLACIÓN URBANA Y RURAL CON COBERTURA DE AGUA POTABLE HASTA 2005

54

2.2 PRINCIPALES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES, 2009

55

3.1 MEJORA CONTINUA DE LA SOLUCIÓN VIVIENTE CREADA BAJO LA METODOLOGÍA BREAKTHROUGH THINKING

63

4.1 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL RECURSO HÍDRICO, POR RHA, 2009 70

4.2 APORTACIÓN AL PIB POR RHA, 2008 74

4.3 COMPONENTES DEL CICLO HIDROLÓGICO REGIONAL 75

4.4 USOS CONSUNTIVOS DEL AGUA Y SUS FUENTES DE SUMINISTRO PARA LA RHA XIII (hm

3/AÑO)

77

4.5 PRINCIPALES SUBREGIONES Y CUENCAS DE LA RHA IV BALSAS 81

4.6 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL RECURSO HÍDRICO EN LA RHA IV, VII Y XIII

82

4.7 DISPONIBILIDAD DE AGUAS SUPERFICIALES DE LA RHA IV BALSAS 82

4.8 GRADO DE ALTERACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS CUENCAS Y NIVEL DE PRESIÓN ESPERADO

83

5.1 TECHOS PLANOS EN LA CIUDAD DE MÉXICO 90

5.2 FLUJO DE ENTRADA Y SALIDA 91

5.3 HUMEDAL EN CONJUNTO CON UN TECHO VERDE 93

5.4 MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE 96

5.5 DISEÑO INICIAL DE CANAL PARA CAPTAR AGUA PLUVIAL 99

5.6 CAMELLON EN LA ZMVM 100

5.7 CAMBIO DE FUNCIONES EN ÁREAS VERDES PÚBLICAS 100

5.8 APROVECHAMIENTO DE ZONAS URBANAS PARA INFILTRACIÓN DE AGUA PLUVIAL EN CERROS

101

5.9 RED DE INFILTRACIÓN: CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL E INFILTRACIÓN EN ÁREAS VERDES

102

6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL RECURSO HÍDRICO EN VIVIENDAS

106


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA VI

6.2 USO INICIAL DEL AGUA, EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO

108

6.3 GRÁFICO COMPARATIVO AL FINAL DE LA PRIMERA ETAPA DE APLICACIÓN DEL MODELO

110

6.4 NUEVO BAÑO DE DOBLE DESCARGA 111

6.5 APLICACIÓN INICIAL DEL MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE 113

6.6 BENEFICIOS EXTRA DEL JARDÍN SUSTENTABLE 114

6.7 PRIMER JARDINERA QUE AYUDA A INFILTRAR EL AGUA PLUVIAL 115


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA VII

ÍNDICE DE TABLAS No. De

Fig. Título Pág.

1.1 EVOLUCIÓN DE LOS PARADIGMAS HÍDRICOS URBANOS 12

1.2 COMPARACIÓN ENTRE EL PARADIGMA HÍDRICO ANTIGUO Y EL EMERGENTE

15

1.3 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN HUMEDAL SUBSUPERFICIAL 30

1.4 RENDIMIENTO DEL SISTEMA DE FILTROS PLANTADOS 41

1.5 APORTACIÓN AL PIB NACIONAL POR RHA 67

1.6 AGUA RENOVABLE PER CÁPITA Y ACUÍFEROS SOBREEXPLOTADOS POR RHA

69

1.7 POBLACIÓN RURAL Y URBANA DE LOS ESTADOS QUE CONFORMAN LA ZMVM

72

1.8 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE MÉXICO, 2008

79

1.9 PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN DE LA REGIÓN IV BALSAS, POR SUBREGIÓN DE PLANEACIÓN, 2007-2030, HABITANTES

82

1.10 TECNOLOGÍAS Y TÉCNICAS REQUERIDAS PARA APLICAR LAS SOLUCIONES PARCIALES

103

1.11 PRIMER CLASIFICACIÓN DE LOS EFLUENTES EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO

109

1.12 PRIMER CLASIFICACIÓN EN REQUERIMIENTOS DE AGUA POTABLE 109


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA VIII

GLOSARIO DE TÉRMINOS

Acuífero. Formación geológica o conjunto de formaciones geológicas hidráulicamente conectados

entre si, por las que circulan o se almacenan aguas del subsuelo que pueden ser extraídas para su

explotación, uso o aprovechamiento y cuyos límites laterales y verticales se definen

convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales del

subsuelo.

Agua renovable. Cantidad máxima de agua que es factible explotar anualmente. El agua

renovable se calcula como el escurrimiento superficial virgen anual, más la recarga media anual de

los acuíferos, más las importaciones de agua de otras regiones o países, menos las exportaciones

de agua a otras regiones o países.

Aguas residuales. Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos

público urbano, doméstico, industrial, comercial, de servicios, agrícola, pecuario, de las plantas de

tratamiento y en general de cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas.

Asignación. Título que otorga el Ejecutivo Federal para realizar la explotación, uso o

aprovechamiento de las aguas nacionales, a los municipios, a los estados o al Distrito Federal,

destinadas a los servicios de agua con carácter público urbano o doméstico.

Capacidad total de una presa. Volumen que puede almacenar una presa al Nivel de Aguas

Máximas Ordinarias o de Operación (NAMO).

Cobertura de agua potable. Porcentaje de la población que habita en viviendas particulares que

cuenta con agua entubada dentro de la vivienda, dentro del terreno o de una llave pública o

hidrante. Determinado por medio de los Censos y Conteos que realiza el INEGI y estimaciones de

la Conagua para años intermedios.

Cobertura de alcantarillado. Porcentaje de la población que habita en viviendas particulares, cuya

vivienda cuenta con un desagüe conectado a la red pública de alcantarillado, a una fosa séptica, a

un río, lago o mar, o a una barranca o grieta. Determinado por medio de los Censos y Conteos

que realiza el INEGI y estimaciones de la Conagua para años intermedios.

Cultura del Agua. Conjunto de costumbres, valores, actitudes y hábitos que un individuo o una

sociedad tienen con respecto a la importancia del agua para el desarrollo de todo ser vivo, la


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA IX

disponibilidad del recurso en su entorno y las acciones necesarias para obtenerla, distribuirla,

desalojarla, limpiarla y reutilizarla.

Cuerpo receptor. La corriente o depósito natural de agua, presas, cauces, zonas marinas o bienes

nacionales donde se descargan aguas residuales, así como los terrenos en donde se infiltran o

inyectan dichas aguas, cuando puedan contaminar los suelos, subsuelo o los acuíferos.

Disponibilidad natural media. Volumen total de agua renovable superficial y subterránea que

ocurre en forma natural en una región.

Distrito de Riego. Área geográfica donde se proporciona el servicio de riego mediante obras de

infraestructura hidroagrícola.

Escurrimiento natural medio superficial. Parte de la precipitación media histórica que se

presenta en forma de flujo en un curso de agua.

Explotación. Aplicación del agua en actividades encaminadas a extraer elementos químicos u

orgánicos disueltos en la misma, después de las cuales es retornada a su fuente original sin

consumo significativo.

Extracción de agua subterránea. Volumen de agua que se extrae artificialmente de una unidad

hidrogeológica para los diversos usos.

Extracción de agua superficial. Volumen de agua que se extrae artificialmente de los cauces y

embalses superficiales para los diversos usos.

Grado de presión sobre el recurso hídrico. Un indicador porcentual de la presión a la que se

encuentra sometida el recurso agua y se obtiene del cociente entre el volumen total de agua

concesionada y el agua

renovable.

Huella hídrica. La suma de la cantidad de agua que utiliza cada persona para sus diversas

actividades y la que es necesaria para producir los bienes y servicios que consume. Incluye agua

azul y agua verde.

Humedales. Las zonas de transición entre los sistemas acuáticos y terrestres que constituyen

áreas de inundación temporal o permanente, sujetas o no a la influencia de mareas, como

pantanos, ciénagas y marismas, cuyos límites los constituyen el tipo de vegetación hidrófila de


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA X

presencia permanente o estacional; las áreas en donde el suelo es predominantemente hídrico; y

las áreas lacustres o de suelos permanentemente húmedos por la descarga natural de acuíferos.

Humedal construido. Sistemas de depuración constituidos por lagunas o canales poco profundos,

de menos de 1 metro, plantados con vegetales propios de las zonas húmedas y en los que los

procesos de descontaminación tienen lugar mediante las interacciones entre el agua, el sustrato

sólido, los microorganismos, la vegetación e incluso la fauna.

Localidad rural. Localidad con población menor a 2,500 habitantes, y que no es cabecera

municipal.

Localidad urbana. Localidad con población igual o mayor a 2,500 habitantes, o que es cabecera

municipal, independientemente del número de habitantes.

Nivel de Aguas Máximas Ordinarias (NAMO). Para las presas, coincide con la elevación de la

cresta del vertedor en el caso de una estructura que derrama libremente; si se tienen compuertas,

es el nivel superior de éstas.

Organismo operador. Entidad encargada del suministro de agua potable y saneamiento en una

localidad.

Paradigma. 1) Un arquetipo o ejemplo sobresalientemente claro o típico (Webster) 2) El patrón

total de percepción, conceptualización, acto, validación, y evaluación asociado con una imagen

particular de la realidad que prevalece en la ciencia o una rama de ella. (Kuhn) 3) Un modelo

teórico que explica un tipo de conducta social (Diccionario de Antropología) 4) El patrón que

permanece debajo del proceso de construcción de teorías y explicaciones y que afectan la forma

del cuerpo de conocimiento dentro de un dominio social.

Precipitación. Agua en forma líquida o sólida, procedente de la atmósfera, que se deposita sobre

la superficie de la tierra; incluye el rocío, la llovizna, la lluvia, el granizo, el aguanieve y la nieve.

Producto Interno Bruto. El valor total de los bienes y servicios producidos en el territorio de un

país en un periodo determinado, libre de duplicidades.

Recarga artificial. Conjunto de técnicas hidrogeológicas aplicadas para introducir agua a un

acuífero, a través de obras construidas con ese fin.

Recarga media. El volumen medio anual de agua que ingresa a un acuífero.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XI

Recarga natural. La generada por infiltración directa de la precipitación pluvial, de escurrimientos

superficiales en cauces o del agua almacenada en cuerpos de agua.

Recarga total. Volumen de agua que recibe una unidad hidrogeológica, en un intervalo de tiempo

específico.

Región hidrológica. Área territorial conformada en función de sus características morfológicas,

orográficas e hidrológicas, en la cual se considera a la cuenca hidrológica como la unidad básica

para la gestión de los recursos hídricos.

Reúso. La explotación, uso o aprovechamiento de aguas residuales con o sin tratamiento previo.

Riego. Aplicación del agua a cultivos mediante infraestructura, en contraposición a los cultivos que

reciben únicamente precipitación. Estos últimos son conocidos como cultivos de temporal.

Saneamiento. Recogida y transporte del agua residual y el tratamiento tanto de ésta como de los

subproductos generados en el curso de esas actividades, de forma que su evacuación produzca el

mínimo impacto en el medio ambiente.

Sistema de agua potable y alcantarillado. Conjunto de obras y acciones que permiten la

prestación de servicios públicos de agua potable y alcantarillado, incluyendo el saneamiento,

entendiendo como tal la conducción, tratamiento, alejamiento y descarga de las aguas residuales.

Sustentabilidad. 1. Brundtland (1987): el desarrollo que satisface las necesidades de las

generaciones presentes sin comprometer la capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus

propias necesidades. 2. Harwood (1990): La agricultura sustentable es un sistema que puede

evolucionar indefinidamente para lograr una utilidad, eficiencia de recursos, y balance ambiental

mejores, en beneficio del hombre y la mayoría de especies. 3. Pearce, Makandia & Barbier (1989):

El desarrollo sustentable involucra diseñar un sistema social y económico, el cual asegure que sus

propósitos pueden mantenerse en el tiempo. 4. Conway & Barbier (1990): Definimos la

sustentabilidad en agricultura como la habilidad de mantener la productividad, ya sea como campo

o granja o nación. 5. Daly (1991): La falta de una defición precisa del término “desarrollo

sustentable” no es del todo malo. Ha permitido un consenso considerable para que evolucione en

el apoyo a la idea de que es moral y económicamente incorrecto tratar el mundo como un negocio

en remate. 6. UNEP (1991): El desarrollo sustentable, crecimiento sostenible, y uso sustentable

han sido empleados de manera intercambiable, como si sus significados fueran los mismos. No lo

son. El crecimiento sostenible es una contradicción en cuanto a términos: nada físico puede crecer


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XII

indefinidamente. El uso sustentable es solamente aplicable a los recursos renovables. El desarrollo

sostenible es usado en esta estrategia con el propósito de: mejorar la calidad de la vida humana

mientras se vive dentro de la capacidad de los ecosistemas. 8. World Wide Fund for Nature WWF:

Vivir dentro de los límites del ambiente natural sin comprometer las necesidades de futuras

generaciones. Pearce (1993): Desarrollo sustentable esta relacionado con el desarrollo de una

sociedad donde los costos de desarrollo no son transferidos a las generaciones futuras, o al

menos, un intento es hecho para compensar tales costos.

Vivienda. Espacio delimitado normalmente por paredes y techos de cualquier material, con

entrada independiente, que se utiliza para vivir, esto es, dormir, preparar los alimentos, comer y

protegerse del ambiente. (Se considera como entrada independiente al acceso que tiene la

vivienda por el que las personas pueden entrar o salir de ella sin pasar por el interior de los cuartos

de otra). Cabe mencionar que cualquier espacio delimitado que en el momento del Censo se utilice

para alojamiento, aunque haya sido construido para un fin distinto al de habitación (faros, escuelas,

cuevas, bodegas, tiendas, fábricas o talleres), se considera como vivienda; sin embargo, los

locales que hayan sido construidos para habitación pero que en el momento del Censo se destinan

para usos distintos no se consideran como vivienda. Para el XII Censo General de Población y

Vivienda 2000, las viviendas se diferencian en particulares y colectivas.

Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). SEDESOL, INEGI, CONAPO (2004): El

conjunto de dos o más municipios donde se localiza una ciudad de 50 mil o más habitantes, cuya

área urbana, funciones y actividades rebasan el límite del municipio que originalmente la contenía,

incorporando como parte de sí misma o de su área de influencia directa a municipios vecinos,

predominantemente urbanos, con los que mantiene un alto grado de integración socioeconómica;

en esta definición se incluye además a aquellos municipios que por sus características particulares

son relevantes para la planeación y política urbanas. Adicionalmente, se definen como zonas

metropolitanas todos aquellos municipios y delegaciones que contienen una ciudad de un millón o

más habitantes, así como aquéllos con ciudades de 250 mil o más habitantes que comparten

procesos de conurbación con ciudades de Estados Unidos de América.

El anterior glosario de términos ha sido sacado de las siguientes fuentes:

1. CONAGUA, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011

2. CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del

Valle de México, SEMARNAT, México, 2011

3. INEGI, (2011), Glosario completo,

http://www.inegi.org.mx/est/contenidos/espanol/rutinas/glogen/default.aspx?t=cp&s=est&c=

10249, (02-09-2012)

http://www.inegi.org.mx/est/contenidos/espanol/rutinas/glogen/default.aspx?t=cp&s=est&c=10249

http://www.inegi.org.mx/est/contenidos/espanol/rutinas/glogen/default.aspx?t=cp&s=est&c=10249


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XIII

4. Francois, C., Diccionario de teoría general de sistemas y cibernetica: conceptos y términos,

International Society for the Systems Sciences, Argentina, 1992

5. Joan G., Angélica C., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño,

Construcción y Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España,

2008.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XIV

NOMENCLATURA

UICN Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza

PNUMA Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente

WWF World Wide Fund for Nature

ONU Organización de Naciones Unidas

SEMARNAT Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales

CONAGUA Comisión Nacional del Agua

CMMAD Comisión Mundial para el Medio Ambiente y el Desarrollo

RHA Región Hidrológico Administrativa

SUDS Sustainable Urban Dainage Systems

BMP Best Management Practices

SAT Soil Aquifer Treatment

SCAPT Sistema de Captación de Agua Pluvial en Techos

CO2 Dióxido de carbono

CH4 Gas Metano

N2O Óxido nitroso

IPCC Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático

ZMVM Zona Metropolitana del Valle de México

cm Centímetro

m3/habitante/año Metro cúbico por habitante por año

hm3 Hectómetro cúbico

hm3/año Hectómetro cúbico por año

kg Kilogramo

km3 Kilómetro cúbico

l Litro

l/s Litro por segundo

m Metro

m3 Metro cúbico

W Watt

DQ Demanda Química

NO2 Dióxido de Nitrógeno

NH4 Amonio

Ulog Unidad logarítmica

SSP Sólidos Suspendidos Totales

DBOn Demanda Bioquímica de Oxígeno

K/año Kelvin por año

l/24hrs Litros por 24 horas


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XV

INTRODUCCIÓN

Con el nacimiento de la primera Revolución Industrial, el crecimiento de las zonas urbanas se

aceleró gracias al desarrollo de nueva tecnología que permitió explotar y transformar más

rápidamente los recursos del planeta, contaminando parte de los mismos. Pero en nuestros días,

conforme es más intensiva la extracción y uso de estos últimos, se ha hecho necesario replantear

la forma en cómo se realiza el proceso de expansión humana en la tierra, analizando sus

repercusiones negativas sobre los recursos naturales, comenzando por el recurso hídrico, el cual

es de vital importancia para su existencia.

Con el desarrollo del concepto de sustentabilidad, el aumento de la globalización, el crecimiento de

las zonas urbanas, el Cambio Climático mundial y el desarrollo de nuevas tecnologías, los

problemas relacionados al recurso hídrico, como son el gasto energético y la seguridad alimentaria,

se han diversificado y hecho más próximos, generando de ésta forma una problemática que no

puede ser abatida con los modelos típicos de solución basados en el tecnocentrismo.

Por lo anterior, en este trabajo se abordan diversos paradigmas o modelos relacionados a la

gestión del recurso hídrico en el mundo, para ayudar a tener una visión más clara sobre por qué se

eligen ciertas soluciones para abatir la problemática hídrica, y cómo es que esta última se identifica

bajo un contexto determinado, teniendo el propósito de obtener las bases para descartar o

reafirmar la elección de algunas soluciones que ayuden a lograr el manejo integral y sustentable

del recurso hídrico en México.

Finalmente, se realiza un primer modelo para la gestión del recurso hídrico a nivel local, que

considera la captación, uso, reuso, e infiltración del agua, por medio de la integración de pequeñas

soluciones que, en su conjunto, ayuden a cerrar el ciclo hidrológico en zonas urbanas,

considerando las características propias de la región. Para lograrlo se hace uso de la metodología

sistémica Breakthrough Thinking a lo largo de ésta investigación.

A continuación se hace una breve descripción del documento de la Tesis:

Capítulo 1. Este apartado busca entender el paradigma actual de la sustentabilidad así como sus

diversas vertientes. Como parte de lo anterior, se hace una revisión del contexto temporal y

espacial que le dieron origen al concepto, así como sus diversas formas de aplicación actual en

forma de tecnologías y proyectos, para, de ésta forma, tener una visión amplia de la

sustentabilidad. El propósito es adquirir bases a partir de las cuales se planteen soluciones

sustentables al final de este trabajo.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XVI

Capítulo 2. El objetivo de este capítulo es conocer los antecedentes de la sustentabilidad hídrica en

México, así como algunas de las soluciones planteadas a lo largo de la historia, para ayudar a

comprender el enfoque actual bajo el cual se plantean problemáticas y soluciones hídricas en el

país.

Capítulo 3. En este capítulo se da una breve explicación de la Teoría General de Sistemas,

además se listan una serie de conceptos que forman parte de la base para el desarrollo de este

trabajo de investigación, así como para plantear un esquema general de aprovechamiento de

recursos en materia hídrica. Finalmente, se hace una descripción de la metodología Breakthrough

Thinking empleada en el desarrollo de este trabajo y para obtener modelos que ayuden a

aprovechar mejor el recurso hídrico.

Capítulo 4. Dentro de este apartado se analiza la situación actual por la que atraviesa la Región

Hidrológico Administrativa XIII, dentro de la cual se encuentra la Zona Metropolitana del Valle de

México, que incluye al Distrito Federal, la cual es la zona urbana más importante del país que, al

mismo tiempo, consume recursos hídricos intensivamente. De manera general, se analiza el

sistema de abastecimiento hídrico del D.F., siendo un ejemplo representativo de las soluciones

planteadas en la actualidad dentro del país.

Capítulo 5. Dentro de este capítulo se plantean principios para el desarrollo de soluciones hídricas

de zonas urbanas de México, que después puedan integrarse para que, en conjunto, se maneje

más integralmente el recurso hídrico.

Capítulo 6. Este capítulo integra las soluciones desarrolladas en el capítulo 5, dentro de un modelo

integral de manejo del recurso hídrico que incluye su uso, reuso, tratamiento, infiltración y

captación.

Capítulo 7. En este último capítulo se plantean los resultados, conclusiones y recomendaciones

desprendidas de este trabajo de investigación.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XVII

ANTECEDENTES

Desde que los centros urbanos aceleraron su crecimiento, concentrando una mayor población y

consumiendo recursos más intensivamente, comenzaron a surgir pensamientos que reflexionaban

sobre los daños a la sociedad y al ambiente, cuestiones que irían evolucionando junto con el

desarrollo tecnológico. Estas primeras preocupaciones se verían reflejadas en movimientos

ambientalistas que, en conjunto con sucesos históricos, derivarían en el concepto de

sustentabilidad propuesto por Gro Harlem Brundtland, el cual pondría bajo el mismo techo a las

áreas política, ambiental, social y económica, a nivel internacional. Desde entonces, diversos

países se han comprometido para poner en práctica la sustentabilidad, aunque no todos lo

interpretan de la misma manera, de tal forma que destacan cuatro corrientes: sustentabilidad débil,

sustentabilidad fuerte, ecología social y el socialismo sustentable.

Actualmente, el crecimiento de la población y de las zonas urbanas en el mundo, ha obligado a

replantear el manejo de aquellos elementos necesarios para el hombre que se encuentran en

cantidades reducidas, comenzando por el recurso hídrico, ya que su demanda aumenta, así como

las exigencias en calidad. Por lo anterior, y en conjunto con el paradigma de la sustentabilidad, se

han desarrollado tecnologías, proyectos, y modelos, entre otras cuestiones, que ayudan a utilizarlo

eficiente y eficazmente, destacándose diversos países como Francia, Estados Unidos, Israel y

Canadá.

En el caso de México, y en especial del Distrito Federal, capital y sede del país, la problemática

hídrica que incluye sobreexplotación de mantos acuíferos, contaminación de aguas superficiales,

gasto excesivo de energía en la importación y desecho del agua, cambio de uso de suelos, así

como un bajo nivel de coordinación y cooperación entre sociedad y gobierno, entre otras

cuestiones, ha llevado a reconsiderar el modelo de manejo del recurso hídrico que actualmente se

emplea, para adoptar uno que contribuya a lograr un uso más sustentable del recurso.

El cambio de paradigma hídrico, así como el establecimiento de soluciones que permitan ser

aplicadas por la mayoría de la población, forman parte de un conjunto de elementos que

promoverían la participación de los usuarios para manejar más eficientemente el recurso,

ayudando a solucionar la problemática hídrica de cierta región.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XVIII

JUSTIFICACIÓN

El crecimiento de las zonas urbanas en nuestro país, así como en el resto del mundo, se ha

acelerado de tal forma que, durante la década de los 50’s, alrededor del 43% de la población en

México vivía en ellas, mientras que durante el 2010 esta cifra aumentó a casi el 78%. Aquí el agua

usada genera más riqueza, pero las zonas rurales consumen la mayor parte del recurso hídrico,

teniendo que la agricultura y la ganadería, dos de sus actividades más importantes, ocupan

alrededor del 77% del agua a nivel nacional. Esta competencia en la repartición del recurso, y bajo

el contexto de México como una nación en crecimiento, obliga a encontrar soluciones alternativas

al modelo hídrico lineal que se ocupa actualmente, para ayudar a reducir esta tensión. Asimismo,

bajo los efectos del Cambio Climático, se pronostica una redistribución del agua, de tal forma que

pueden aumentar las sequías, pero también la intensidad de las lluvias. Por los dos aspectos

anteriores, tanto el económico como el climático, siendo algunos de los más sobresalientes, se

requieren establecer formas de gestionar el recurso hídrico integralmente, promoviendo una mayor

eficiencia y eficacia en los procesos relacionados al manejo del agua, comenzando nosotros por el

manejo en las zonas urbanas.

De estas últimas, la más importante en nuestro país es la Ciudad de México, que se encuentra

dentro de la Región Hidrológico Administrativa XIII, la cual se cataloga, de acuerdo con

CONAGUA, como tipo 1 o Muy Alta, por su aporte al PIB nacional, siendo de alrededor del 20.72%

durante el año 2009. Aquí también se presentan características representativas de las zonas

urbanas, como son la sobreexplotación del recurso hídrico, así como la contaminación del mismo,

además de gastar grandes cantidades en energía en sus procesos de suministro, uso, desecho y

tratamiento. De encontrar alternativas para manejar eficientemente el agua en estas zonas, que

ayuden a reducir el desgaste hídrico y energético que existe en la región, y que incluyan a los

usuarios, se beneficiaría a su población, al contribuir a asegurar a que en el corto, mediano y largo

plazo, se tenga un aporte constante y de calidad del recurso, y así mantener las actividades

económicas que ahí se desarrollan, y que son tan importantes para el crecimiento del país,

además de ahorrar recursos que se pueden invertir en otras áreas.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA XIX

OBJETIVO GENERAL

OBJETIVO GENERAL: Definir un conjunto de soluciones sustentables y construir un modelo

integral que abarque desde la captación del agua de lluvia, su uso parcial, su tratamiento parcial y

reuso del agua en diferentes calidades, hasta llegar a la recarga de los mantos freáticos con los

volúmenes remanentes; todo ello apoyado en proyectos estratégicos que sean aceptados por la

comunidad por una cultura del agua en las zonas urbanas.

OBJETIVOS PARTICULARES

1. Analizar el estado del arte de la captación, distribución, tratamiento e infiltración del agua

de lluvia.

2. Diagnosticar la problemática del agua en el Distrito Federal.

3. Definir estrategias y proyectos estratégicos para la captación y aprovechamiento de la

lluvia en zonas urbanas del Distrito Federal.

4. Proponer estrategias para aprovechar el cambio gradual de la cultura en torno al agua en

el Distrito Federal y en las zonas urbanas de la Ciudad de México.


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA 1

1. LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN EL

PANORAMA MUNDIAL

1.1 HISTORIA Y DESARROLLO DEL CONCEPTO DE SUSTENTABILIDAD

Durante las últimas décadas del siglo XX y comienzos del XXI el rápido crecimiento del interés de

la gente hacia el ambiente ha dado lugar a la generación de un concepto conocido a nivel global

como sustentabilidad o sostenibilidad, que parte de la idea de que los recursos del planeta son

limitados, y por lo tanto, no deben demandarse más bienes de los que la naturaleza puede ofertar,

ni tampoco generar más contaminantes de los que el planeta puede procesar dentro de periodos

convenientes para el hombre. Este concepto tiene sus antecedentes en la expansión de la

revolución industrial al traer, esta última, consecuencias negativas a la naturaleza y a la sociedad

que resultaron en diversos pensamientos críticos, los cuales contribuyeron a forjar la

sustentabilidad como actualmente la conocemos. Dichos pensamientos surgieron en el siglo XIX, y

a grandes rasgos, se caracterizaban por realizar, por un lado, una crítica naturalista en contra de la

destrucción de la naturaleza, y por otro, una crítica social, por los efectos sociales nocivos de la

industrialización y la colonización [Foladori et al., 2005]. Lo anterior, sumado a la idea de una

profunda transformación social, fue evolucionando y ganando influencia hasta convertirse en el

movimiento de sostenibilidad [Interciencia, 1997].

Entre estos primeros movimientos y los que ocurrieron hasta el día de hoy, existen cambios

económicos, sociales y ecológicos que forjaron la conciencia ambientalista actual. Destacan la

transformación de una producción a nivel local, a una producción y consumo en masa por medio

de la generalización del taylorismo-fordismo que se extendió hasta finales de los años sesenta y

detonó un desarrollo económico sin precedentes [Coriat, 2001]; otro cambio fue la transición del

uso del carbón y la máquina de vapor al empleo del petróleo y la electricidad como principales

fuentes de energía, lo que generó un cambio radical en el empleo de los recursos naturales y sus

efectos sobre la naturaleza. Bajo este marco un momento clave fue en 1945 con la detonación de

las dos bombas atómicas, que mostraron ser una amenaza planetaria inédita generada por la

misma humanidad, abriendo un nuevo panorama acerca de los alcances de las acciones del

hombre en la tierra [Environment Canada, 2004].

Entre 1949 y 1972 los temas ecológicos fueron tratados en la UNESCO que auspició un programa

de estudios interdisciplinarios sobre las consecuencias de las actividades humanas, el cual culminó



en la Conferencia Internacional de la Biosfera, celebrada en París en 1968, en donde se planteó la

idea de promover un encuentro mundial sobre el medio ambiente.

Todos esos esfuerzos fueron parciales ya que tenían metas y alcances diversos, sin una visión

integrada a nivel mundial, hasta que en 1972 en la Conferencia Mundial sobre el Medio Humano,

en Estocolmo, Suecia, representantes de 113 países se reunieron y plantearon, por vez primera, el

problema ambiental dentro del área política internacional, tratando de hacer posible el crecimiento

económico tradicional junto con la protección a la naturaleza dentro de una planeación integrada

[UNEP, 2012]. Por otro lado, producto de esta reunión, se creó el Programa para las Naciones

Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) con sede en Nairobi.

Dentro de estas conferencias iniciales se hicieron notar distintas visiones entre los países, ya que

los más prósperos ponían énfasis en los problemas causados por la acelerada industrialización y

urbanización, así como en el agotamiento de los recursos naturales, mientras que los menos

desarrollados se mostraban indiferentes ante estos asuntos [Foladori et al., 2005]. Producto de

estas reuniones resultaron propuestas como la de aplicar tecnologías limpias para reducir la

contaminación, así como limitar el crecimiento poblacional para aminorar la tensión sobre los

recursos naturales, ideas que dejarían un precedente para servir, más tarde, como herramientas

en el esquema de desarrollo sustentable.

Pero las preocupaciones ambientales, al igual que sus respectivas soluciones tenían también otros

propósitos, ya que las naciones avanzadas alegaban que los recursos naturales debían ser

tratados como “patrimonio de la humanidad” [Foladori et al., 2005], quitándoles el derecho a los

países en desarrollo de manejar sus propios bienes para ser gestionados por el “mundo”. Desde

esta visión se permitiría la entrada a las naciones ricas de administrar tales bienes naturales para

que “todas la personas pudieran compartir los beneficios de tal empleo”. Por otro lado, las naciones

prósperas ya vislumbraban una disminución en sus tasas de natalidad, pronosticando una

reducción de poder económico e influencia a nivel mundial, pero además, la mayor parte de

habitantes en el mundo se concentraba en países subdesarrollados, como hasta la fecha continúa

siéndolo, lo que daba como resultado que las medidas que se proponían deberían ser aplicadas

principalmente para limitar el crecimiento poblacional de países en desarrollo, lo que al mismo

tiempo permitiría reducir la amenaza de que alguna nación emergente alcanzara y rebasara

económicamente a una nación desarrollada.

Más tarde a finales de los 70 el tema ambiental comenzó a tomar mayor seriedad y con ello

surgieron distintas corrientes de pensamiento y propuestas de solución para los problemas

ecológicos, las cuales estaban influenciadas por los movimientos ecologistas de los 60, estudios

ambientales más detallados y, finalmente, por la política internacional que ahora estaba



involucrada de manera más profunda en temas ambientales. De aquí es que surgen tres vertientes

ambientales importantes; una corriente ecologista conservacionista que se ve reflejada en trabajos

hechos por biólogos y ecólogos y que resultan en la tesis de los límites físicos y la tesis de

crecimiento cero formulada en el Primer Informe al Club de Roma; una corriente desarrollista o de

ambientalismo moderado, que se expresa en la Declaración sobre el Medio Humano de la ONU, en

Estocolmo; y una corriente crítica humanista que plantea una alternativa al orden económico

dominante, mostrada en la propuesta de ecodesarrollo [Foladori et al., 2005]

La importancia de cada una de estas corrientes está en su contribución histórica hecha para

acuñar el término de sustentabilidad, y por otro lado, en la influencia que tienen en la actualidad al

momento de interpretarla, y la manera en que se lleva a la práctica. A continuación explicaremos

cada una de estas corrientes.

1.1.1 Tesis de límites físicos y la propuesta de crecimiento cero

La tesis de límites físicos fue referida en un reporte encargado al MIT por parte del Club de Roma,

en el año de 1972 [CR, 2009], y menciona que la tierra tiene recursos finitos, por lo que “…si el

actual incremento de la población mundial, la industrialización, la contaminación, la producción de

alimentos y la explotación de los recursos naturales se mantiene sin variación, alcanzará los límites

absolutos de crecimiento en la tierra durante los próximos cien años” [Donella et al., 1972].

Ya anteriormente se tenía la idea que al ser el planeta un sistema con recursos finitos se debía

tomar como medida principal la de frenar el crecimiento poblacional. Nosotros podemos encontrar

antecedentes de esta propuesta en la teoría económica clásica con representantes como Thomas

Robert Malthus y David Ricardo, donde ambos llegaron a la conclusión que era debido controlar y

reducir la población.

Más recientemente, planteamientos destacados de la necesidad de crecimiento cero fueron

expresadas en El manifiesto por la superviviencia, de Goldsmith, el planteamiento de Los límites

del crecimiento, de Meadows, y The Population Bomb, de 1968, y Population, Resources,

Environment que junto con Anne H. Ehlrich publicó Paul Ehlrich en 1970.

Finalmente en el año de 1972 se da a conocer el informe del Club de Roma, Limits to Growth, el

cual tuvo la mayor difusión y repercusión en la conciencia actual, contribuyendo de manera clave a

que la problemática ambiental fuera tomada más seriamente dentro del área política, al mismo

tiempo que se viera desde un enfoque distinto al tradicional. Este informe fue el resultado de

analizar qué sucedía con el planeta tierra suponiendo dos escenarios diferentes, a los cuales les



llamaron World-2 y World-3, y que fueron manejados por medio de un modelo global presentado

por Jay Forrester y Dennis Meadows, que incluía muchos de los elementos de la problemática que

les preocupaba. En el primero, los recursos naturales se terminaban y no se podían regenerar

debido a la cantidad de contaminantes en el ambiente; y en el segundo, también resultaba un

exceso de contaminación pero además escaseaban los alimentos, llegando a la conclusión de que

“…la aplicación de soluciones tecnológicas únicamente prolonga el periodo de crecimiento de la

población y de la industria, pero no eliminando los límites mismos de dicho crecimiento.” [Foladori

et al., 2005].

Es así que cada uno de los estudios antes realizados desde Malthus hasta Forrester y Meadows

concluyen que la mejor solución, en combinación con otras medidas, es la del crecimiento cero o

decrecimiento poblacional.

1.1.2 Ambientalismo moderado de la Declaración de Estocolmo

El ambientalismo moderado es una corriente que reconoce que existen conflictos en la forma como

se desempeña el modelo económico actual en relación a los procesos naturales, pero indica que

se pueden corregir aplicando las políticas correspondientes. Su representación histórica más clara

se encuentra en la declaración de Estocolmo aprobada por la ONU, la cual es el primer

antecedente de la formulación del objetivo de desarrollo sustentable que la ONU reafirmará en

1987 [Foladori et al., 2005].

El documento base de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente, reunida en

Estocolmo del 5 al 16 de junio de 1972, llamado “Only One Earth: the Care and Maintainance of a

Small Planet” es considerado el informe que hasta ese momento logró analizar con mayor precisión

los problemas ambientales a nivel mundial, para después emitir la conocida Declaración de

Estocolmo, que es un intento de carta magna sobre ecología y desarrollo, donde se definen tres

puntos esenciales que ayudarán a aliviar el conflicto inicial de las principales áreas involucradas

[Foladori et al., 2005], la ambiental, la política y la económica, impulsando un entendimiento

integral de la problemática para que fuera abordada y resuelta en foros de discusión entre líderes

mundiales.

El primer punto fue especificar que, aunque el problema ambiental se planteó desde un enfoque

ecocentrista, la ONU le dio un enfoque antropocentrista, donde el hombre es lo más importante;

en segundo lugar, no se menciona el crecimiento cero como forma de atacar la crisis ambiental,

por el contrario, especifica que el crecimiento es necesario para superar la pobreza; Y finalmente,

marca que los países pobres tienen derecho a decidir sobre sus recursos naturales, y no como

planteaban los países ricos, que dichos recursos fueran manejados como “patrimonio de la



humanidad” con el fin de conservarlos. En el principio 21 la declaración dice: “De conformidad con

la Carta de las Naciones Unidas y con los principios del derecho internacional, los estados tienen el

derecho soberano de explotar sus propios recursos en aplicación de su propia política ambiental…”

En resumen la ONU como figura relevante a nivel internacional muestra su postura dejando en

claro que acepta los límites físicos sin llegar a ser alarmistas y plantea que el crecimiento puede

ser compatible con el cuidado ambiental, además de reconocer el derecho de todos los países de

usar sus propios recursos como aspecto de soberanía.

1.1.3 El humanismo crítico expresado en la propuesta de ecodesarrollo

Comencemos por explicar que el humanismo crítico es un movimiento en contra de las filosofías

con orientación científica, reusando los puntos de vista determinísticos de la naturaleza humana.

En esta corriente se argumenta que los seres humanos son únicos entre los seres de la naturaleza;

la esencia de la experiencia es fundamentalmente moral y ética; y el destino del hombre, aunque

sujeto a las leyes de la genética y moldeado por el ambiente, es esencialmente libre

[Encyclopaedia Britannica, 2012].

Este pensamiento se ve reflejado en el tema ambiental con la introducción de la propuesta de

ecodesarrollo, la cual surge como reacción a la tesis de los límites del crecimiento, divulgada por el

Club de Roma, y dentro del contexto de la Guerra fría, que enfrentaba a dos potencias

económicas; la Unión Soviética con un sistema comunista; y los Estados Unidos con un sistema

capitalista.

Habiendo explicado anteriormente la tesis de los límites físicos, ahora comentaremos brevemente

el contexto de la Guerra Fría y sus implicaciones con el ecodesarrollo. Este enfrentamiento

geopolítico e ideológico se desarrolló durante un periodo de tiempo muy largo desde 1945 hasta

1991 en el que se confrontaron dos ideologías económicas distintas: el comunismo y el

capitalismo. Durante esa época se propició la reflexión sobre las alternativas económicas que

tenían las naciones, principalmente las pobres, para desarrollarse, es aquí que el Movimiento de

Países no Alineados (MPNA), un grupo de Estados neutral a las dos superpotencias antes

mencionadas, se manifestó a favor de una tercer propuesta económica: el ecodesarrollo.

El término ecodesarrollo fue acuñado en 1973 [Varcárcel, 2006] durante la primera reunión del

consejo de administración del programa PNUMA por la secretario general de la conferencia

Maurice Strong con la idea de compatibilizar la economía con la ecología, centrándose en

“modelos” o “estilos” de desarrollo alternativos, autodeterminados y autocentrados. Esto significa

que, desde el punto de vista de los que, hasta ese momento, no tenían voz en el ámbito



internacional, se establecerían estrategias políticas y económicas distintas a las realizadas por las

dos superpotencias, según cada nación lo considerara pertinente, y sin que hubiera intervención

externa principalmente de las potencias mundiales.

Los objetivos esenciales del ecodesarrollo son [Foladori et al., 2005]:

1. Satisfacción de las necesidades básicas;

2. Participación de la población implicada;

3. Preservación de recursos naturales y medio ambiente en general;

4. Elaboración de un sistema social garantizando empleo, seguridad social y respeto a otras

culturas;

5. Programa de educación;

6. Defensa de la separación de los países centrales y periféricos para garantizar el desarrollo

de los últimos.

Y sus principales características son:

1. Es una respuesta que justifica el crecimiento para el desarrollo y va en contra de las

visiones catastrofistas que planteaban la necesidad de detener el crecimiento económico y

poblacional.

2. Critica los patrones de consumo dominantes.

3. Critica los sistemas y escalas de producción

4. Critica los estilos tecnológicos

5. Incorpora ideas en boga como la autodeterminación (self-reliance)

6. Propone escalas de producción reducidas (Small is Beautiful)

7. Tiene una preferencia por los recursos renovables sobre los no renovables

8. Está a favor de tecnologías adecuadas o blandas.

Este modelo de desarrollo se divulgó en diversas reuniones internacionales en la que sus

delegados eran mayormente de países pobres que fueron, el seminario Founex (Suiza, 1971), la

Conferencia de Cocoyoc (México, 1974) y el seminario organizado por la Fundación Dag

Hmmarskjöld en 1975 [Foladori et al., 2005].

Sin embargo, después de la reunión de Cocoyoc en México, el jefe de la diplomacia

estadounidense Henry Kissinger manifestó su desaprobación en un telegrama enviado al

presidente del Programa de las Naciones Humanas para el Medio Ambiente, mencionando que

había que “retocar” dicho término junto con los textos productos de dicha reunión, mostrando

intereses y puntos de vista diferentes y radicalizados durante ese periodo en especial [Latouche,



2009]. De esta manera, el ecodesarrollo no se mencionó más en estos foros, siendo sustituido

años más tarde por el término de sustentabilidad.

El ecodesarrollo, a pesar de su amplia difusión, no pudo convencer de su viabilidad como modelo,

debido, en gran parte, a que las propuestas de solución hechas no vinculaban las áreas ambiental,

económica y política dentro de un plan estratégico para llevarlo a la práctica [Foladori et al., 2005],

sino que, en el mejor de los casos, era un método para encontrar la solución o soluciones de forma

“individual” según las circunstancias de cada país. Aunque el obstáculo principal como se

mencionaba anteriormente fue la falta de postura hacia una de las dos superpotencias en conflicto,

lo que dificultó su aprobación en el área internacional, siendo ésto, el factor más relevante que

provocó fuera relegado.

Sin embargo, la trascendencia de esta propuesta está en que fue un planteamiento con una visión

diferente a aquella de las potencias mundiales, siendo considerado por diversos autores como el

antecesor más próximo del esquema de sustentabilidad actual.

1.1.4 La propuesta Brundtland de desarrollo sustentable

En esta última parte hemos explicado cómo el área de la política internacional quiso, en una

primera etapa, conciliar los objetivos económicos con los ambientales por medio de una serie de

propuestas basadas en tres corrientes de pensamiento; la propuesta del crecimiento cero; la

propuesta de la Declaración sobre el Medio Humano de la ONU en Estocolmo; y la propuesta que

los países no alineados formulan como ecodesarrollo. No obstante, ningún modelo de los ya

mencionados mostró preeminencia, ni se aplicó de forma generalizada para llegar a la

compatibilidad económico-ecológica que se deseaba. Entonces, en una segunda etapa, se llega a

un acuerdo común que deriva en la propuesta Brundtland y el concepto moderno de

sustentabilidad.

En 1980, se publica la Estrategia Mundial para la Conservación (UICN/PNUMA/WWF), subtitulada

“La conservación de los Recursos Vivos para el Logro de un Desarrollo Sostenible”, en la que se

afirma que el desarrollo es condición indispensable para la conservación, haciéndose especial

hincapié en la interdependencia entre ambos conceptos y acuñándose el término de desarrollo

sostenible.

Tiempo después en 1983 la Asamblea General de las Naciones Unidas crea la Comisión Mundial

para el Medio Ambiente y el Desarrollo (CMMAD) durante la XXXVIII Sesión de la ONU. Esta

Comisión se desempeñó como un órgano independiente en el sentido que sus miembros

trabajaban a nivel individual y no como representantes de sus gobiernos, teniendo como función



analizar el medio ambiente y el desarrollo a nivel mundial para posteriormente buscar estrategias

de desarrollo sostenible.

Bajo la presidencia de Gro Harlem Brundtland la CMMAD comenzó sus trabajos en 1984 y en

otoño de 1987 surgió el documento conocido como Nuestro Futuro Común o Informe Brundtland

que después de ser examinado por el Consejo Directivo del PNUMA, fue aprobado por la

Asamblea General de la ONU, en su XLII Sesión en 1987. En este documento se formaliza por

primera vez el desarrollo sustentable el cual es planteado como el desarrollo que satisface las

necesidades de las generaciones presentes sin comprometer la capacidad de futuras

generaciones de satisfacer sus propias necesidades.

El informe Brundtland adopta el planteamiento hecho en la Estrategia Mundial para la

Conservación de que desarrollo y medio ambiente no pueden verse de forma separada,

manejándolo como idea central en su informe [Foladori et al., 2005]. Al mismo tiempo, deja claro

que su objetivo no es cuidar el medio ambiente en sí mismo, sino proteger los intereses de la

sociedad por medio de la conservación de la naturaleza, diciendo que hay que preocuparse por

evitar que ese deterioro ambiental limite el desarrollo económico. Atenuar la pobreza y la

desigualdad son medios alcanzables por medio de una mayor participación social en la toma de

decisiones.

Si bien el desarrollo sustentable no establece un esquema concreto de solución, cuestión que fue

muy criticada en el ecodesarrollo, lo que sí logra es conciliar e integrar dentro de sus objetivos las

áreas política, económica, social y ambiental para, a partir de ello, conseguir que la propuesta se

acepte en el área de la política internacional, desde las organizaciones, los gobiernos y las

empresas, hasta la población en general.

Su aceptación universal no supuso la desaparición de diferentes intereses e interpretaciones, pero

sentó las bases para un cambio de enfoque que se continúa desarrollando hasta nuestros días.

1.2 PARADIGMA ACTUAL DE SUSTENTABILIDAD

Ya se ha explicado que el término “sustentable” llegó a conformarse después de reflexionar la

relación entre el hombre y la naturaleza donde parecía, por momentos, una lucha del ser humano

por dominar su ambiente, y que llegó a acentuarse con la llegada de la primera y segunda

revolución industrial, pero luego con la aparición de diversos sucesos a nivel global se alentó,

primero, la generación de una conciencia ambientalista en la sociedad, después, se logró que se

aceptara la idea, dentro del área política y económica, de que el cuidado a la naturaleza tenía que



ser tomado en consideración si se deseaba mantener un nivel de vida digno, y, finalmente, se

produjo un esquema que fue aceptado por la comunidad internacional: el desarrollo sustentable.

Sin embargo, la generación de este esquema, no es mas que el primer paso dentro de la

conciliación entre la sociedad humana y su medio ambiente, viniendo a continuación, una segunda

fase: la implementación. Los países que aceptan y están comprometidos con la sustentabilidad

están tomando acciones para poner en funcionamiento el esquema de desarrollo sustentable,

empero, esto se hace conforme la interpretación que ellos le den a la sustentabilidad, y es que, una

cosa es aceptar una idea, y otra es, que entre la diversidad de culturas, se conciba de la misma

manera.

La forma de pensamiento con la cual se interpreta la sustentabilidad da lugar, por un lado, al perfil

de la solución, sus objetivos y alcances, y por otro, plantea el rumbo y futuro de la sustentabilidad

como paradigma. Por esta razón es necesario conocer las corrientes de pensamiento

predominantes así como el enfoque más representativo de ellas. Estas son: 1) el ambientalismo

moderado con la sustentabilidad débil; 2) el ecologismo conservacionista con la sustentabilidad

fuerte; 3) el humanismo crítico con la ecología social y 4) el marxismo o socialismo sustentable

[Foladori et al., 2005].

1. El ambientalismo moderado representado por la sustentabilidad débil.

Esta forma de interpretación parte del punto de vista económico, y tiene como objetivo el

crecimiento de la región donde se implemente. Plantea que los productos y servicios

generados por la naturaleza denominados “stock de capital natural” son perfectamente

sustituibles por productos y servicios generados por el hombre, conocidos como “stock de

capital manufacturado”. Establece que es posible continuar indefinidamente el crecimiento

económico gracias a este “intercambio” de bienes y servicios pero considerando los

recursos naturales como escasos, lo que hace incluir y comenzar a valuar elementos

naturales antes ignorados dentro del área económica. En cuanto a temas sociales como la

pobreza, los toma en consideración sólo en la medida en que estos sean un problema para

el crecimiento económico teniendo como premisa atenuar sus efectos negativos sin atacar

el problema de fondo. Este tipo de sustentabilidad no cuestiona el modelo económico

actual sino solamente hace pequeñas modificaciones para “adaptarse” al objetivo de

mantener un “stock total” intacto (stock natural + manufacturado) por medio de la aplicación

de medidas y políticas reguladoras apoyado principalmente en la tecnología.

2. El ecologismo conservacionista representado por la sustentabilidad fuerte.

Esta interpretación también parte de la visión económica, pero tiene como objetivo la

protección a la naturaleza. A diferencia de la sustentabilidad débil, considera que no es



posible el intercambio perfecto de productos y servicios entre naturaleza y hombre, debido

a que la materia prima para reemplazarlos se encuentra en la naturaleza misma, razón por

la cual la generación de productos por parte del hombre está limitada, resultando en un

crecimiento económico limitado. Por lo anterior se dice que el capital natural y

manufacturado no es intercambiable sino complementario. Como ilustración se menciona

que el factor limitador de las capturas pesqueras será la capacidad de reproducción de las

poblaciones de peces, y no el número de pesqueros. Se considera que la población y la

economía deben limitar su crecimiento, de manera que los países pobres crezcan solo

hasta compensarse con los países ricos, y que estos últimos decrezcan y transfieran

tecnología a los primeros. Propone un crecimiento cualitativo y no cuantitativo. Al tener un

objetivo de tipo ecológico, los temas sociales tampoco son su prioridad, aunque son

tomados con mayor consideración para mantener una estabilidad integral. Tampoco

propone un sistema económico alternativo, solamente establece medidas correctivas para

darle una nueva dirección al capitalismo.

3. La corriente humanista crítica en la ecología social.

Esta corriente se centra en la sustentabilidad social y no en la económica ni ecológica

como las dos anteriores. Su primer representante, fue el llamado ecodesarrollo, que dejó

un legado que ha dado lugar a otras propuestas, destacando entre ellas, la ecología social.

El planteamiento de ésta última según Murray Bookchin, uno de sus principales teóricos,

no es ni ecocentrista ni antropocentrista, es decir, no toma extremos en sus enfoques, aún

así retoma ciertos aspectos del fundamentalismo naturalista, defendiendo la

interdependencia entre especies en lugar del dominio del hombre sobre la naturaleza, y la

heterarquía en lugar de la jerarquía, fungiendo como principal reguladora de las relaciones

en el sistema social. Por otro lado, critica el crecimiento económico adjudicándolo a la

sociedad de mercado donde la competencia genera la necesidad de crecer y donde la

demanda es creada por el productor y no por el consumidor, generando productos como

los bienes suntuarios, por lo que propone límites para el mercado. Establece también que

la crisis ambiental no está directamente relacionada con el crecimiento poblacional al no

estar comprobada la correspondencia entre los países con alta tasa de natalidad y los que

consumen mayores cantidades de energía, materia prima y alimentos, refiriéndose

principalmente a las proporciones de consumo por persona en cada nación. Por último,

propone un cambio de sociedad, de una capitalista a una “sociedad ecológica” usando

como herramienta la educación.

4. El marxismo o socialismo ecológico.

Esta visión prioriza al hombre y a la sustentabilidad social. Hace una crítica al capitalismo

por usar recursos de producción con el menor costo posible para obtener la máxima



ganancia en el menor tiempo. Debido a esto se provoca, por un lado, un ritmo acelerado en

el uso de recursos y de generación de desechos, que no le permiten a la naturaleza

renovarse efectivamente, y por otro, generan desempleo y pobreza extrema debido a la

sustitución de hombres por máquinas para tener el mayor rendimiento, por lo que los

límites no son tanto físicos sino sociales por la forma en que el hombre usa los recursos.

Además, considera que como el capitalismo genera un excedente de población, el

desempleo y la pobreza no pueden ser erradicados ya que forman parte de su

funcionamiento normal. En cuanto a la naturaleza considera que aunque el capital pueda

resolver los problemas ambientales físicos no implica que lo haga de manera general y

homogénea. Lo que propone como alternativa es un socialismo sustentable que permita un

nivel de vida semejante entre los individuos, y que termine con el consumismo. Al tener un

objetivo final de tipo antropocentrista, el ataque a la pobreza y desigualdad toman una gran

relevancia, considerando las áreas económica, política y ambiental como medios para

lograrlo.

De las vertientes anteriores, que no son las únicas, pero sí las más representativas, las que están

ganando mayor relevancia en el debate actual son la sustentabilidad débil y la sustentabilidad

fuerte, donde ninguna de las dos representa un planteamiento nuevo respecto a la forma como se

maneja la economía moderna, siendo, mas bien, formas de regular sus “excesos”.

Ahora, debemos destacar que la política ambientalista llevada a cabo por la mayoría de los

gobiernos está dentro del marco de la sustentabilidad débil [Foladori et al., 2005], la mayor parte de

ellos son tecnocentristas, es decir, la dan a la tecnología un gran protagonismo cuando se trata de

resolver los problemas. Sus medidas políticas son de dos tipos; de comando y control, que regulan

la utilización de recursos o el desecho de residuos a partir de normas; y de instrumentos de

mercado, para incorporar al mercado elementos ambientales que antes no se habían tomado en

consideración y a los cuales se les desea asigna un valor, o bien, se trata de incidir sobre sus

precios [González, 2012].

A continuación, y para comprender mejor el desenvolvimiento de las dinámicas globales que

moldean el presente y futuro del esquema de desarrollo sustentable, realizaremos una revisión

panorámica de los diversos paradigmas que a nuestro criterio, interactúan, se retroalimentan, e

influyen directamente sobre la evolución del paradigma de la sustentabilidad hídrica, paradigmas

que se modifican y evolucionan bajo un contexto de innovación tecnológica, de apertura de

nuevos canales de comunicación, y de un mundo globalizado, que además, está atravesando

una crisis económica y energética, que afecta, principalmente, a los países desarrollados.



1.2.1 Paradigma Hídrico

En la historia de las sociedades humanas, el manejo del recurso hídrico ha estado estrechamente

ligado a prácticas y actitudes que han constituido paradigmas [Hassan, 2011], forjando relaciones

entre el hombre y el agua con las cuales las sociedades se han desarrollado. Al inicio, se hizo

notar la predominancia de un único paradigma, el espiritual-religioso, pero que, debido en gran

parte al cambio en la percepción de necesidades, y en la tecnología adquirida, se modificaron

estas relaciones de forma que, no solamente surgieron nuevos paradigmas, sino además,

comenzaron a interactuar varios en un mismo momento. Es notable la duración cada vez menor de

éstos en el tiempo (Anexo A). Como resultado, se derivaron en las zonas urbanas manejos

específicos del agua, ya fuera residual y/o pluvial. En la tabla 1.1 se muestra la evolución de los

paradigmas hídricos urbanos.

TABLA 1.1 EVOLUCIÓN DE LOS PARADIGMAS HÍDRICOS URBANOS

PARADIGMA ÉPOCA CARACTERIZACIÓN CALIDAD DE LAS

AGUAS RECIBIDAS

I. Suministro

básico de

agua.

aC hasta la Edad

Media; todavía se

puede encontrar

en países en

desarrollo

Pozos y aguas superficiales para el suministro de agua y lavado; calles y drenajes de calles para el agua de lluvia y aguas de desecho; materia fecal humana y animales muertos desechados en calles y en drenaje superficial; letrinas y exteriores de casas para desechos; la mayor parte de las calles eran permeables o semipermeables; techos de paja o cubiertos de césped.

Excelente en ríos

grandes; en corrientes

pequeñas y medianas

era pobre durante

grandes lluvias, y buena

entre lluvias.

Contaminantes de

importancia: patógenos

debido a la materia fecal

de animales sobre las

calles.

II. Transporte

ingenieril

de aguas

de

escorrentía

y de

suministro

Antigüa Creta,

Grecia y Roma;

ciudades

europeas en la

Edad Media hasta

la Revolución

Industrial en el

siglo XIX

Pozos y grandes acueductos

para fuentes públicas, baños

y algunos castillos y villas;

algún tratamiento al agua

potable; uso extendido de la

captura de lluvia en cisternas

subterráneas;

impermeabilidad media,

adoquines; varios techos

cubiertos con azulejos;

Excelente a buena en

ríos grandes, pobre y

muy pobre en pequeñas

y medianas corrientes

urbanas que recibieran

efluentes de cañerías;

expansión de epidemias

surgidas del agua y de

otras enfermedades

derivadas.



coladeras y drenaje

superficial para agua de

lluvia; algunos inodoros en

lugares públicos y hogares

de aristócratas que

descargaban en alcantarillas

o en letrinas y exteriores de

casas para desechos negros;

a veces se desechaba

materia fecal y de animales

muertos sobre las calles y

sobre drenajes superficiales;

sin tratamiento de aguas de

desecho.

Contaminantes de

importancia: Patogenos,

plomo, usado en

ciudades romanas, y

BOD de escorrentía.

III. Transporte

rápido sin

un mínimo

de

tratamiento

.

Desde la segunda

mitad del siglo 19

en Europa y

Estados Unidos,

después en las

Ciudades

Asiaticas, hasta la

segunda mitad

del siglo 20 en

países

avanzados,

todavía

persistente en

varios países.

Pozos y grandes acueductos para el suministro de agua;agua potable mayormente de fuentes superficiales tratadas por sedimentación y filtración con una amplia implementación de alcantarillas mixtas en Europa y Norteamerica; se comienza a extender el uso de retretes; se transforman los drenajes superficiales en conductos subterráneos; inicialmente se tiene un tratamiento primario para el agua de desecho, y en algunas ciudades grandes de Alemania y Estados Unidos se instalan procesos secundarios de depuración después de 1920; después de 1960 algunas pequeñas comunidades se equipan con depuradores secundarios de baja eficiencia; pavimentación de superficies con elementos impermeables, concreto y asfalto; nadar en ríos es peligroso o imposible.

Pobre o muy pobre en

todos los ríos que

reciben aguas sin tratar

o parcialmente tratadas

descargadas desde

alcantarillas,

escorrentías, ríos se

vuelven anaerobios con

consecuencias

destrozas para la biota;

disminución de

epidemias derivadas del

manejo y consumo de

agua debido al

tratamiento de ésta.

Contaminantes de

importancia: BOD, DO,

depósitos de lodo y

patógenos.

IV. Transporte

rápido con

Desde la

aprobación de la

Implementación gradual de

restricciones ambientales

Una mejorada calidad

del agua en lugares



tratamiento

al final de

la tubería.

Ley de Aguas

Limpias en los

Estados Unidos

en 1972 hasta

hoy.

resultando en tratamientos

secundarios obligatorios de

organicos biodegradables;

regionalización de sistemas

de drenaje; remoción de

nitrógeno obligatorio en la

Comunidad Europea; se

reconoce la contaminación

difusa o por fuentes no

puntuales como el problema

restante de mayor

importancia; incremento en

la preocupación de

contaminación por

escorrentía urbana y de

avenidas como fuentes de

sedimentos, tóxicos y

patógenos; mayor enfoque

en la implementación de

mejores prácticas de manejo

para el control de la

contaminación y la

escorrentía; énfasis en la

remoción de nutrientes

desde fuentes puntuales y no

puntuales; el comienzo de

esfuerzos de restauración y

flujo de luz de día.

donde los puntos de

control de

contaminación fueron

instalados; debido a la

regionalización, varias

corrientes urbanas de

agua pierden su flujo

natural y se vuelven

efluentes dominados;

los principales

problemas de calidad

del agua se enfocan a

los efectos de la

sedimentación,

nutrientes, elementos

tóxicos, sales de

compuestos de

deshielo, y patógenos;

biota y diversas

corrientes se recuperan,

pero emergen nuevos

problemas con la

eutroficación y

explosiones de

cianobacterias (algas

verdeazules).

Fuente: Vladimir N., Jack A., Paul B., Water Centric Sustainable Communities, planning retrofitting, and building the next urban environment, John Wiley & Sons, Estados Unidos, 2010.

En el ámbito global actual apreciamos 5 paradigmas predominantes que están interactuando al

mismo tiempo: Legal-ético, ingeniero hidráulico, económico-financiero, ecológico, y gerencial

[Hassan, 2011]. Resultado de la interacción de cada uno de los paradigmas antes mencionados, e

integrados bajo el esquema de la sustentabilidad, se dio un proceso a inicios de los 90’s donde

diversos expertos a nivel mundial discutieron el desarrollo urbano presente y futuro, concluyendo

que el paradigma actual para el manejo del agua urbana y de su ambiente, denominado



“transporte rápido con tratamiento al final de la tubería”, no es ni sustentable, ni lo

suficientemente resiliente para lidiar con cambios climáticos extremos y riesgos crecientes de

eventos meteorológicos extremos [Novotny, 2010]. También se reconoció que el nuevo desarrollo

urbano no podría ser sostenible a menos que se optara por una estrategia integrada para el

manejo del total de agua de todas las fuentes disponibles. Y es que cabe destacar que el

paradigma hídrico actual funciona bajo la premisa de cantidades ilimitadas de agua, no toma en

cuenta el calentamiento global y se generó cuando las reservas de petróleo aún eran abundantes

[Novotny, 2010].

El planteamiento anterior, ha comenzado a dar forma a un paradigma emergente que se ha

conformado en el denominado Manejo Integral de Recursos o Integrated Resource

Management (IRM) [Novotny, 2010], el cual al ser más complejo y dinámico, requiere de un alto

nivel de cooperación, principalmente política, ya que es en ésta área donde se coordinan las

demás. Las características de este nuevo paradigma se muestran en la tabla 1.2.

Tabla 1.2 COMPARACIÓN ENTRE EL PARADIGMA HÍDRICO ANTIGUO Y EL EMERGENTE

El paradigma antiguo El paradigma emergente

Los desechos humanos son una molestia y

deben ser eliminados después de tratarlos.

Los desechos humanos son un recurso.

Estos deben ser capturados y procesados

efectivamente, usados para alimentar tierra y

cultivos

El agua de lluvia es una molestia.

Transportar aguas pluviales tan lejos y rápido

de la ciudad como sea posible.

El agua de lluvia es un recurso, su cosecha

como suministro de agua, e infiltrarla o

mantenerla para apoyar la recarga de

acuíferos, cursos de agua y la vegetación.

La demanda es un asunto de cantidad. La

cantidad de agua requerida o producida por

diferentes usuarios finales es el único

parámetro relevante para escoger

infraestructura. Tratar todos los suministros

de agua hasta llegar al grado de calidad

potable y recolectar todas las aguas para su

posterior tratamiento.

La demanda es multifacética. La opción de

infraestructura debe concordar con las

características diversas del agua requerida o

producida por diferentes usuarios finales en

términos de cantidad, calidad, nivel de

confiabilidad, etc.

Un uso, un rendimiento. El agua sigue un solo

camino desde el suministro, un solo uso, el

tratamiento y desecho al ambiente

Reuso y recuperación. El agua puede ser

usada en múltiples ocasiones, priorizando

según necesidades en “cascada” desde la

que requiere de una alta calidad hasta la



menor, y su tratamiento de recuperación para el

retorno a la infraestructura de suministro.

Infraestructura gris o dura. La infraestructura

es hecha de concreto, metal o plástico.

Infraestructura verde. Infraestructura que

incluye no solamente tuberías y plantas de

tratamiento, hechas de concreto, metal y

plásico, sino además suelos y vegetación.

Mientras más Grande/centralizado es mejor

para el sistema de recolección y plantas de

tratamiento.

Lo pequeño y descentralizado es posible,

además de ser deseable para un sistema de

recolección y plantas de tratamiento.

Limita la complejidad y emplea soluciones

estándar. Un pequeño número de tecnologías

hechas por profesionales del agua urbana

define la infraestructura.

Permite soluciones diversas. Los tomadores

de decisión son multidisciplinarios. Permiten

nuevas estrategias de manejo y tecnologías.

Integración por accidente. El suministro hídrico,

desechos y lluvias pueden manejados por la

misma agencia como materia de la casualidad

histórica.

Integración física e institucional por diseño.

Los enlaces deben ser hechos entre el

suministro, el desecho y la escorrentía de lluvia,

lo que requiere un manejo con gran

coordinación.

Fuente: Water Centric Sustainable Communities, planning retrofitting, and building the next urban environment, Vladimir

Novotny, Jack Ahern, Paul Brown, John Wiley & Sons, 2010, United States

Como se ha mencionado este paradigma se encuentra en su fase inicial, con el cual se están

comenzando a plantear soluciones y estrategias, que repercutirán significativamente en la

estructura y organización futura de las zonas urbanas.

1.2.2 Paradigma Energético

El cambio de paradigma que se está produciendo actualmente se explica conociendo la situación

por la cual atraviesa el combustible más importante de la sociedad moderna: el petróleo.

Desde la primera crisis del petróleo, en 1973, que frenó dramáticamente el desarrollo económico

de países desarrollados como Estados Unidos, se buscaron alternativas para reducir la

dependencia en este recurso, y aunque no sucedieron transformaciones mayúsculas, fue la semilla

de un cambio en la visión y en el modo como se emplean los recursos energéticos. Actualmente,

los aumentos en los precios del petróleo han sido constantes, especialmente en los últimos diez

años, junto con una mayor volatilidad, como se vio en el 2008 y más recientemente en enero del

2011 donde el crudo Brent, crudo de referencia europea, sobrepasó los $100 dólares [FMI, 2011],

siendo que su precio siempre ha oscilado entre los 25 y 60 dólares [Hormaeche, 2008], tendencias



que han hecho pensar que las reservas se están agotando [FMI, 2011], y que se agravaría con un

aumento en la demanda de hidrocarburos por parte de las economías emergentes, principalmente

del BRIC. En relación a lo anterior, el informe del Fondo Monetario Internacional titulado

Perspectivas de la Economía Mundial de Abril del 2011, muestra especial interés en la muy posible

escasez del recurso, preocupados en los efectos negativos a mediano y largo plazo que afecten el

crecimiento económico, por lo que han recomendando establecer políticas precautorias, y así

aumentar la flexibilidad del sistema ante una disminución en la oferta de petróleo, ya sea que esta

situación suceda antes de lo esperado o repentinamente. Y es que si consideramos que el

consumo global de energía en 1973 fue de 4606 Mtoe (millones de toneladas de equivalente de

petróleo) y en el 2003 fue de 7287 Mtoe [Resistencia, 2006] se hace más notoria la importancia de

tomar medidas.

Los lineamientos anteriores se traducen, en términos generales, en medidas de ahorro y eficiencia

en los cuales, bajo el esquema de la sustentabilidad, se acentúa el requisito de causar un mínimo

de daño ambiental y social. Estas medidas se ven cada vez más diversificadas e integradas, como

lo muestran ferias y congresos internacionales, p. ej., La 35th World Energy Engineering Congress

en Atlanta, EU, la Egética-Expoenergética 2012 en Valencia, España, así como la Light+Building

2012, Alemania, en donde se muestra lo último en tendencias energéticas mundiales que abarcan

temas industriales, económicos, tecnológicos y regulatorios. Algunos de los temas tratados están

[WEEC, 2012]:

a. Eficiencia energética y administración de energía

b. Energía alternativa, verde y renovable.

En el caso del primer punto, la eficiencia y el ahorro van ligados al uso del agua, debido a que ésta

consume energía durante la extracción, pero si agregamos también el desecho y el tratamiento, el

gasto energético se eleva todavía más, como sucede en los países desarrollados, donde dichos

procesos suman casi el 5% de toda la energía usada [Novotny, 2010]. En el caso de los Estados

Unidos, el gasto energético para bombear, calentar y tratar agua, equivale al 13% de la electricidad

total utilizada en dicha nación, siendo el doble de lo que todas las presas hidroeléctricas generan

en un año promedio.

Si se ahorrara energía a través de la conservación, eficiencia y reuso del agua, el efecto positivo

sería doble, pero no está siendo considerada como una de las principales estrategias para aliviar

dicho problema, incluido el cambio climático. Y es que a nivel mundial se tiene que para generar

energía se usa principalmente petróleo, representando en el 2008 el 33.2% del total [CNA, 2011],

como se puede ver en la figura 1.1, y sabiendo que dicho proceso genera principalmente CO2. Por

otro lado, entre el 2 y 3 % de la energía que se consume en el mundo se utiliza para el bombeo y



tratamiento de agua de las poblaciones urbanas y del sector industrial. La energía consumida

mundialmente para suministrar agua es aproximadamente de 27, 473 Petajoules, siendo 4.5 veces

la energía consumida anualmente en México, y ascendiendo al 7% del consumo mundial de

energía total.

FIGURA 1.1 FUENTES DE SUMINISTRO DE ENERGÍA

La energía hidroeléctrica está considerada como una fuente de energía renovable, junto con la

geotérmica, solar y eólica.

Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011

En el caso del segundo punto, el tema energético es un aspecto clave, debido a que no todos los

países consumen la misma cantidad de energía, además de que se promueve el calentamiento

global al usar masivamente combustibles fósiles. Bajo dicho contexto, y con el aumento en los

costos de la gasolina y la incertidumbre del abastecimiento futuro, se hace más atractiva la idea de

emplear suministros de energía no convencional, como el gas natural, el sol y el viento, al

equipararse el costo-beneficio, haciéndoles ganar mayor competitividad en el mercado, y siendo

más limpias y seguras durante el proceso de creación de energía eléctrica. Ya existen congresos

exclusivos para el uso de energías renovables como el World Renewable Energy Congress en

Suiza que tuvo lugar en Mayo del 2011. Es así que el apogeo petrolero y el clímax del modelo

capitalista parecen haber llegado a sus límites.

33,20%

27%

21,10%

10%

5,80% 2,20%

0,70%

Fuentes de suministro de energía

Petróleo

Carbón

Gas

Renovables combustibles yresiduos

Nuclear

Hidráulica



1.2.3 Paradigma Político

Ya desde finales de los 80, los gobiernos de naciones desarrolladas habían alcanzado altos niveles

de dinamismo a nivel local e internacional gracias al progreso de la ciencia, la tecnología, y de

forma especial, a las redes de comunicación y transporte, las cuales impulsaron una mayor

interacción entre personas, instituciones, países, etc. Resultando en formas de organización

inéditas, lo que llevó a una transformación del Estado, pasando de la administración a la gerencia y

de la gerencia a la gobernanza o gobernance en inglés. Ésta última, promueve una mayor

coordinación y comunicación entre los diversos componentes que integran al Estado, cambiando el

paradigma existente en las relaciones de poder, pasando de un modo jerárquico de gobierno a uno

más asociativo [Aguilar, 2006].

La gobernanza tiene tres objetivos fundamentales; 1) tener una flexibilidad organizacional que

haga más ágiles a los gobiernos; 2) montar una red de relaciones más democráticas entre la

prestación de los servicios públicos y los ciudadanos-consumidores; e 3) implantar un modelo

contractual y competitivo de acción estatal a partir del cual se pueda aumentar la eficiencia y la

efectividad de las políticas.

A nivel global se tienen acuerdos sobre los elementos que se deben poseer para lograr una

gobernanza efectiva [OIT, 2004]:

a) Debe estar basada en un sistema político democrático, el respeto de los derechos

humanos, el imperio de la ley y la justicia social;

b) Un Estado eficaz, que garantice un crecimiento económico alto y estable, proporcione

bienes públicos y protección social, potencie las capacidades de las personas

mediante el acceso universal a la educación y a otros servicios sociales, y promueva

la igualdad de género;

c) Una sociedad civil dinámica, que disponga de libertad de asociación y de expresión, y

que refleje y exprese toda la diversidad de opiniones e intereses. También resulta

fundamental la existencia de organizaciones que representen los intereses públicos, a

los pobres y a otros grupos desfavorecidos, para garantizar así una gobernanza

participativa y socialmente justa, y;

d) La existencia de sólidas organizaciones, representativas de los trabajadores y de los

empleadores, para que se establezca un dialogo social fructífero.

Cabe hacer la aclaración que la gobernanza no debe ser confundida con los términos

‘gobernabilidad’ y ‘nueva gestión pública’, ya que; la gobernabilidad solo muestra el nivel de

capacidad de gobernar y administrar una nación, o dicho de otra manera, qué tan posible o viable



es gobernar dentro de un país; mientras que nueva gestión pública se refiere a los enfoques

emergentes de gobierno. Tales elementos interactúan junto con la gobernanza, para lograr una

aplicación perdurable y efectiva de ésta, pero son elementos distintos e independientes.

La gobernanza es relativamente nueva en América Latina, incluido México, no así en naciones

como Estados Unidos y Canadá, con el cual, incluso, ya promueven políticas hídricas integradas, a

nivel de ciudad, de país y de cuenca, reconociendo que el tratamiento y cuidado del recurso tiene

una complejidad e influencia fuera de los límites territoriales de cualquier división política, dejando

atrás perspectivas segregadas de administración.

The Water Polis Project en Canadá, o la Clean Water America Alliance (CWA), en Estados Unidos

son ejemplos de instituciones y organizaciones que reconocen la complejidad del problema hídrico,

el cual abarca desde la concientización de la gente hasta el vertido de las aguas y la calidad de

éstas, derivando en retos que no están desligados en causas y consecuencias, y que necesitan

verdaderamente la participación de las principales áreas involucradas, para encontrar una solución

perdurable y efectiva. Como muestra tenemos la premiación hecha en el 2012 U.S. Water Prize por

la CWA, hecha a las personas con enfoques innovadores en la promoción de la sustentabilidad

hídrica, que en palabras de su Presidente Ben Grumbles, indica que “estos seis ganadores

muestran a America cómo innovar, integrar y educar para la sustentabilidad hídrica y el éxito

económico”. Ahí se premió entre otros proyectos el Milwake Metropolitan Sewerage District, el cual

está siendo reconocido por su programa piloto watershed-based permitting (WBP) donde recaen

varios de sus enfoques de vanguardia. El WBP se extiende a los límites naturales de los

vertederos de los ríos Menomonee y Kinninckinnic, en lugar de confinarlo a las jurisdicciones

políticas o industriales [Cleanwater, 2012]. Esta estrategia tiene un potencial de ser más efectivo y

eficiente que las utilizadas con enfoques tradicionales, al reducir la contaminación del agua a un

solo vertedero. En materia hídrica, en México, este enfoque está siendo promovido por

instituciones como el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA).

1.3 TECNOLOGÍAS RELEVANTES QUE APOYAN LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA

Los pronósticos de una población creciente y una mayor conciencia ambiental han promovido

cambios en la forma como el mundo lidia con la decreciente disponibilidad hídrica. De acuerdo con

Maude Barlow, presidente del Consejo de los Canadienses, el grupo de defensa pública más

grande de Canadá, los recursos finitos de agua fresca, menos del 0.5% del stock de agua mundial

total, están siendo desviados, agotados y/o contaminados tan rápido, que para el año 2025 dos

tercios de la población mundial tendrá que vivir en un grave estado de privación del agua. Mientras

tanto, WaterMicron Technologies, productor de generadores de agua atmosférica señaló: “La

investigación ha mostrado que la venta de agua en el mercado abierto solamente está ofertada



para ciudades e individuos adinerados”; “Los conflictos relacionados con el recurso hídrico están

aflorando alrededor del mundo. Malasia, por ejemplo, mantiene la mitad del agua de Singapur, y en

1997, amenazó con cortar sus suministros después de que Singapur criticó las políticas de

gobierno de Malasia” [WaterTech, 2012].

El planteamiento anterior ha descrito, de forma muy breve, una situación que permite observar los

tres principales retos a superar por parte de la sustentabilidad hídrica, que son: una mayor

demanda del recurso, una mala gestión, y una tecnología hídrica de alto precio. En este último

aspecto es en donde haremos énfasis dentro de ésta sección, donde para visualizar mejor el

empleo de estas tecnologías, las categorizaremos según su función o funciones, considerando el

esquema básico del ciclo urbano del agua, el cual comprende la captación, potabilización,

distribución, uso, recogida, depuración, reutilización, medio ambiente, y desecho o disposición.

1.2 CICLO URBANO DEL AGUA

Fuente: Angel G., (2010), Guia práctica para el ahorro de agua y energía en el hogar,

http://www.elblogalternativo.com/2010/07/01/guia-practica-para-el-ahorro-de-agua-y-energia-en-el-hogar-libro-gratuito-en-

pdf/, (12-02-2012)

1.3.1 Captación, Potabilización y Uso

El suministro de agua potable es todavía un problema a resolver en naciones en desarrollo, porque

en muchas ocasiones no es posible que llegue el sistema de distribución de agua a ciertos lugares,

o el agua llega con una mala calidad. Para ayudar a resolver estos problemas se han desarrollado

diversos sistemas alternativos que no dependen de los medios tradicionales de obtención de agua,

como son las aguas superficiales y los pozos, aprovechando el agua atmosférica por medio de

condensadores.

http://www.elblogalternativo.com/2010/07/01/guia-practica-para-el-ahorro-de-agua-y-energia-en-el-hogar-libro-gratuito-en-pdf/

http://www.elblogalternativo.com/2010/07/01/guia-practica-para-el-ahorro-de-agua-y-energia-en-el-hogar-libro-gratuito-en-pdf/



Dentro de esta categoría se encuentran los generadores atmosféricos de agua que funcionan

con energía solar y eólica.

Generador atmosférico de agua de panel solar. Generador activo. Condensadores

autosuficientes que producen energía eléctrica por medio de paneles solares. Este generador

aprovecha el aire cálido y húmedo que existe en el ambiente para hacerlo pasar a través de un

condensador que recolecta el agua captada, atravesando, posteriormente, filtros de carbón, y

finalmente, esterilizándola por medio de rayos ultravioleta que eliminan microorganismos

patógenos para dejar un agua potable. Se muestra uno en la figura 1.3

FIGURA 1.3 GENERADOR ATMOSFERICO DE AGUA

Fuente: eolewater, 2012, www.eolewater.com, (01-04-2012)

Idealmente el nivel de humedad debe ser por lo menos del 55% o superior con una temperatura de

18.33°C para que funcione de la mejor manera, siendo que en lugares con niveles menores se

producirá agua a una velocidad más baja. Pequeños generadores tienen una capacidad promedio

de 10 litros/24 horas, mientras que otros para fines industriales tienen capacidades de 5000

litros/24 horas o más.

Generador atmosférico de agua de turbina eólica. Generador activo. Una turbina aprovecha la

energía del viento y generar electricidad que será utilizándola para producir agua. El proceso

comienza por aspirar el aire del ambiente para condensar la humedad ambiental y producir agua

que será filtrada y puesta a disposición para su consumo. La producción de energía eléctrica es de

alrededor de los 30kW.

http://www.eolewater.com/



De acuerdo con Thibault Janin, director de mercadotecnia de Eolewater, la capacidad máxima de

captura de agua de la turbina es de mil litros, dependiendo del nivel de humedad, velocidad del aire

y temperatura, llegando a proveer agua a dos o tres mil personas.

FIGURA 1.4 GENERADOR ATMOSFÉRICO DE AGUA DE TURBINA EÓLICA

Fuente: eolewater, 2012, www.eolewater.com, (04-04-2012)

1.3.2 Captación y Uso

La evaporación del agua superficial o la infiltración de ésta ha sido por mucho tiempo la causante

de que la mayor parte del agua de lluvia no pueda ser aprovechada por las plantas eficientemente,

ya sea que estas se marchiten por un exceso de ella, al no obtener una suficiente aireación en sus

raíces, o que simplemente se queden sin una gota después de un par de días de haber caído la

lluvia. Por estas razones, se han ideado diversos productos cuya finalidad es la de aprovechar

cada gota de agua pluvial o de riego, si fuera el caso, para que ésta no se desperdicie, dosificando

al mismo tiempo la cantidad de agua que la planta necesita, sin tener excesos ni escasez. Dentro

de ésta categoría se encuentran los Groasis Waterboxx e hidrogeles.

http://www.eolewater.com/



Groasis Waterboxx – Recipiente para plantar. Uno de los nuevos productos que han llegado al

mercado es el realizado por el inventor holándes Pieter Hoff que ideó la Groasis Waterboxx, la cual

fue galardonada con el premio “Lo mejor de lo nuevo” 2010, de la revista Popular Science. Este

artefacto recolecta la lluvia y el rocío dentro de un depósito de almacenamiento pasando a través

de los orificios en la tapa. La innovación fue agregar el tanque de almacenamiento de agua donde

puede regularse la cantidad de líquido que provee a la planta de agua por medio de tubos que

conectan la tapa a un tanque profundo dentro de la waterboxx. Los tubos funcionan como sifones,

separando el agua dentro de la caja del aire de afuera, lo que significa que el agua no se puede

evaporar ni dejar el recipiente. La cuerda o mecha que ocupa esta hecha de polipropileno que

absorbe más agua fuera del recipiente cuando la tierra está seca para asegurar que la planta

pueda sobrevivir

El porcentaje de sobrevivencia de árboles que utilizaron este artefacto en el Desierto del Sahara

fue del 90% siendo que, por el contrario, en árboles plantados de forma tradicional, sólo el 1%

logró sobrevivir. Las últimas versiones de la Waterboxx son biodegradables, y las primeras pruebas

han sido llevadas a España donde cerca de 32, 000 waterboxx serán usadas.

El cordón de polipropileno dosifica líquido desde el tanque almacén.

Fuente: Aquapro FIGURA 1.5 INSERCIÓN DE LA PLANTA EN LA WATERBOXX

Fuente: Jennie Hills, 2012, http://www.sciencemuseum.org.uk/, (15-03-2012)

Hidrogel. Un gel es una forma de materia entre un sólido y un líquido. Consiste de polímeros

entrecruzados formando una red tridimensional, y ésta red se encuentra sumergida en un líquido.

El líquido impide que la red polimérica se colapse, mientras que la red impide que el líquido fluya

libremente. En el caso de que el líquido, parte del gel, sea agua, entonces se denomina a este

material hidrogel. Según la unión de red de un hidrogel, se puede clasificar en:

http://www.sciencemuseum.org.uk/



1. Geles físicos: Presentan uniones del tipo de van der Waals, que son más débiles que las

uniones covalentes y que resultan en mallas no entrecruzadas.

2. Geles químicos: Su red está unida a través de enlaces covalentes, haciéndolos muy

resistentes, y resultando en mallas entrecruzadas.

La duración promedio de estos geles en agricultura va de 3 a 4 años promedio. En estudios

realizados, al usar hidrogeles, se redujo en un 40% la mortalidad en arboles, durante su primer año

de vida, tiempo durante el cual son más vulnerables.

1.3.3 Ahorro

Actualmente existen formas de utilizar eficientemente el recurso hídrico por medio de muebles y

dispositivos ahorradores, entre los que se encuentran retretes, regaderas ahorradoras, mingitorios,

fluxómetros y reductores de flujo, los cuales serán descritos a continuación.

Baños ahorradores. En el caso de los retretes, para que estos puedan ser considerados

ahorradores, es necesario que cuenten con un sistema de retención de descarga, o que incluso, no

requieran de agua:

1) Cisternas con doble pulsador o de descarga dual: Permiten dos niveles de descarga de

agua, cada uno de los pulsadores descarga un volumen determinado de agua, siendo las

combinaciones más comunes las de 3 y 6 litros. Si se requiere desaguar residuos líquidos

puede descargar 3 litros de agua y si son sólidos, 6 litros.

2) Tasas sin cisterna o baño seco: Estos excusados no requieren de agua; separan sólidos y

líquidos para que los primeros sean deshidratados usando cal, permitiendo que la materia

orgánica quede libre de patógenos y sirva como composta, mientras que la orina puede ser

drenada junto con las demás aguas grises, ser llevada a un pozo de absorción o a un

tanque-depósito. Según el modelo puede incluir tubería de ventilación que dirija los olores

al exterior, o requerir de energía, si es que utiliza algún elemento eléctrico como un

ventilador. Uno de los modelos que ha llamado la atención en concursos internacionales,

es el creado por dos estudiantes Cristian Corcuera y Oscar Gonzales de la UNAM, cuya

innovación fue adaptar el modelo a las zonas urbanas [APDM, 2011] como se aprecia en la

figura 1.6.



La innovación consistió en adaptar un modelo de baño seco a las zonas urbanas de forma que fuera aceptado en dicho contexto. Aquí se muestran las partes que componen un baño seco:

Cajones composteros, baño que diferencia entre solidos y liquidos y el sistema de engranes que facilitan sacar la caja con composta.

FIGURA 1.6 BAÑO SECO PARA ZONAS URBANAS

Fuente: Áreas protegidas de México, (2008), www.apdm.com.mx, (18-02-2012)

Mingitorios. Los mingitorios ecológicos son aquellos que no ocupan agua para trabajar, por lo

tanto, no requieren de una tubería de suministro. Funcionan al hacer fluir la orina por sus paredes,

dirigiéndola hacia una trampa especial que se encuentra instalada en la parte baja, donde la orina

desborda hacia el tubo central de la trampa y drena al desagüe común. En ocasiones, la trampa

contiene en su interior un líquido especial desodorante y aromatizante, el cual es biodegradable en

más del 95%, este líquido es más ligero que la orina y por lo tanto flota dentro de la trampa,

evitando que se despida mal olor. En la figura 1.7 se muestran las partes básicas de un mingitorio.

FIGURA 1.7 PARTES QUE COMPONEN UN MINGITORIO

Fuente: Baños inteligentes, http://www.asisibi.com/page5/page9/page9.html, (02-03-2012)

http://www.apdm.com.mx/

http://www.asisibi.com/page5/page9/page9.html



Fluxómetros. Los fluxómetros son válvulas automáticas, sin necesidad de cisterna, que dosifican y

controlan en una sola operación el agua usada por la taza, el mingitorio o el grifo de lavabo que

cuenten con el fluxómetro y que estén diseñadas para llevar dicho dispositivo. Para que su

funcionamiento sea el correcto, la red debe tener un caudal mayor al habitual, con una presión

estática mínima de 1 kg/cm2 hasta 3 kg/cm

2

Todos los muebles con fluxómetro deben protegerse con cámaras de aire, o cualquier otro

dispositivo amortiguador para el golpe ariete provocado por el agua, haciendo estas cámaras con

un tubo del mismo diámetro que el tubo de alimentación de la taza y tener una altura mínima de 60

cms después de la conexión que alimenta al mueble. En la figura 1.15 aparecen los componentes

del fluxómetro.

Regaderas. El ahorro de agua de las regaderas eficientes se consigue a través de diferentes

mecanismos, que incluyen:

1) Mezcla con aire: Mezcla de aire con agua de manera que el chorro proporciona la misma

sensación de mojado, consumiendo aproximadamente la mitad de agua.

2) Reducción de caudal: Reducción del caudal a 10 litros por minuto (a 3 bar de presión). Este

caudal garantiza un servicio adecuado y se aleja bastante de los 20 litros que, a esta misma

presión, ofrecen muchos cabezales de regaderas tradicionales.

Llaves. Llaves monomando: La instalación de llaves monomando en usos de tipo doméstico y

residencial se ha generalizado debido a su sencillez de manejo. La comodidad de manejo en un

mismo mando permite regular caudal y temperatura reduciendo el gasto de agua en operaciones

tales como el ajuste de la temperatura de agua mezclada.

Regulador de caudal: La función de estos mecanismos es, simplemente, limitar internamente el

paso del agua, de manera que al abrir al tope el monomando, no dispongamos del caudal máximo.

La apertura se realiza en dos fases con un tope intermedio en el recorrido de la palanca del

monomando. Este se sitúa en una posición que proporciona un caudal suficiente para los usos

habituales (entre 6 y 8 litros/minuto).

Llave con sensor: El cuerpo de la llave tiene un sensor electrónico que a través de la detección de

movimiento se activa una válvula de control de paso de agua. En la mayoría de los casos requiere

de pilas para su funcionamiento.

Reductores o economizadores de flujo. Las llaves actuales pueden ahorrar agua al integrarles

boquillas reguladoras. Existe una gama amplia adaptables a llaves mezcladoras y regaderas de



agua potable, a un precio económico, de fácil instalación y bajo mantenimiento. Estas boquillas son

cilindros con una o varias perforaciones longitudinales, que reducen el caudal saliente del extremo

final de la llave, el cual, es proporcional al tamaño de las perforaciones y de la presión de la

columna de agua. Cada boquilla puede reducir hasta un 50% el gasto de agua sin disminuir la

aparente intensidad de la corriente.

1. Aireador-perlizador. Funciona al mezclar aire con agua, sin importar si hay baja presión,

provocando que las gotas de agua salgan en forma de perlas. Se ponen en sustitución a

los filtros comunes de las llaves. Ahorran aproximadamente 40% de agua y energía en las

llaves tradicionales.

2. Interruptor de caudal: Generalmente empleados en las regaderas, bloquean el agua sin

tener que volver a regular la salida de agua durante el enjabonado. Un sistema útil en

especial para los sistemas de doble mando de agua fría-agua caliente. El ahorro de agua y

energía está entre el 20% y el 30%.

1.3.4 Depuración

El tratamiento del agua es el proceso de remoción de contaminantes químicos y biológicos

indeseables, de acuerdo a la clase de impurezas que contenga y a los propósitos específicos de

uso. El proceso de tratamiento del agua puede reducir la concentración de alguna materia en

particular incluyendo partículas suspendidas, parásitos, bacterias, algas, virus, hongos y otros

materiales y partículas disueltas derivadas de los minerales con los que el agua tuvo contacto

durante su empleo a nivel domestico o industrial.

En general, el proceso de tratamiento puede incluir todas o algunas de las siguientes etapas:

preliminar, primaria, secundaria, proceso físico-químico, proceso avanzado y desinfección. A

nosotros nos interesan, de manera particular, los procesos secundarios con tratamiento naturales,

que no requieren energía ni emplean químicos, explicando algunos de ellos a continuación.

1.3.4.1 Sistemas naturales para la depuración de aguas de desecho

Los sistemas naturales son aquellos que logran la eliminación de las sustancias contaminantes de

las aguas residuales a través de mecanismos y procesos naturales, los cuales no requieren de

energía externa ni de aditivos químicos. En estos sistemas la sinergia de diferentes comunidades

de organismos descontamina el agua. Las dos diferencias principales de los sistemas naturales

respecto a los convencionales son un nulo consumo energético para descontaminar y una mayor

superficie de tratamiento. Dentro de estos procesos se encuentran los humedales construidos.



Humedal construido subsuperficial. Tratamiento secundario Los humedales son superficies

cubiertas temporal o permanentemente de agua dulce o salada, que pueden ser hechos por el

hombre o encontrarse de forma natural, y cuya profundidad no excede los seis metros. Las

marismas, pantanos, turberas y zonas costeras son ejemplos de éstos.

Los humedales artificiales o construidos son sistemas naturales de depuración de aguas residuales

donde los procesos de descontaminación tienen lugar mediante interacciones entre el agua, el

sustrato sólido, los microorganismos, la vegetación e incluso la fauna que se desarrolla ahí. Se

encuentran constituidos por lagunas o canales poco profundos de menos de 1 metro, con

vegetación principalmente palustre, los cuales se pueden realizar en ubicaciones donde no existen

naturalmente; utilizándose en el manejo ambiental de aguas impuras. Según el flujo de agua a

través del medio granular, el humedal puede ser de tipo vertical u horizontal, además, si la

circulación es sobre el medio granular se dice que es de tipo superficial, y si se produce debajo del

medio granular, entonces se considera de tipo subsuperficial.

FIGURA 1.8 TIPOS DE HUMEDALES SEGÚN SU CIRCULACIÓN DE AGUA

De acuerdo al tipo de circulación del agua, los humedales pueden ser superficiales (A) o

subsuperficiales (B)

Fuente: Joan G., Angélica C., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño,

Construcción y Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España, 2008.

Las principales características de un humedal subsuperficial se muestran en la tabla 1.4 [García,

2008]



TABLA 1.3 PRINCIAPLES CARACTERÍSTICAS DE UN HUMEDAL SUBSUPERFICIAL

Mínima emanación de olores

Uso de vegetación correspondiente a macrófitas emergentes típicas de zonas húmedas

Se tiene un mínimo de insectos dañinos como los mosquitos

Se tiene una mayor eficiencia para el tratamiento de aguas negras respecto a los humedales

superficiales

Riesgo mínimo de que las personas entren en contacto con el agua residual bajo tratamiento

Menor área necesaria para el tratamiento del agua respecto a los humedales superficiales

Horizontal Vertical

Predominantemente anaerobios Predominantemente aerobios

Permanentemente inundados Inundado temporalmente

Profundidad entre 0.3 y 0.9 m Profundidad entre 0.5 y 0.8 m

El agua circula entre 0.05 y 0.1 m por debajo de

la superficie

Cargas promedio de 6 g DBO/m2*día Cargas promedio de 20 g DBO/m

2*día

Requieren de una mayor superficie por carga

orgánica

Requieren de una menor superficie para tratar

una determinada carga orgánica

Menor susceptibilidad a la colmatación Más susceptibles a la colmatación

Fuente: Joan G., Angélica C., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño, Construcción y

Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España, 2008.

Debido a las características antes mencionadas los humedales subsuperficiales son

recomendados para el tratamiento de aguas negras, ya que se puede obtener un aumento en la

eficiencia sobre humedales construidos con flujo en la superficie, además de estar lejos del

contacto humano.

1.3.5 Captación e infiltración

Jardines de lluvia - Rain Gardens. Los aspectos que distinguen a un jardín de lluvia es su

capacidad de recoger y almacenar agua, al mismo tiempo que remueve los nutrientes como

nitrógeno y fósforo. Este es un tipo de jardín, especialmente diseñado para captar el agua pluvial e

infiltrarla en el suelo; está conformado por una depresión, no muy profunda, donde se incluyen

plantas nativas de la región, que deben poseer raíces profundas para promover la infiltración del

agua. Los jardines deben estar posicionados cerca de una fuente de escorrentía de agua de lluvia

como una bajada, para que la capte antes de que llegue a la coladera, evitando, de esta forma,

que se produzcan inundaciones y erosiones del suelo.



Cunetas verdes- grassy swales. Las cunetas verdes son canales que son usados para filtrar e

infiltrar la escorrentía de lluvia proveniente de cualquier área impermeable y corresponden un

grupo conocido como SUDS. Pueden estar cubiertas con pasto o con plantas típicas de la zona

que resistan la temperatura y cambios naturales característicos del lugar.

Estas zanjas son diseñadas para tener una pendiente entre 0.5 % y 5%. Un desagüe subterráneo

puede ser necesario para pendientes menores a 1.5%, si se cree que existirán cantidades

remanentes considerables dentro de la zanja después de una lluvia. Las paredes de la zanja no

deben exceder 4 horizontal a 1 vertical en proporciones, y deben ser reducidas hasta donde sea

posible. La pendiente del piso alrededor de la zanja debe tener un máximo del 10% para que la

velocidad del agua entrante no sea excesiva. La longitud mínima para las zanjas es de 20 pies.

Techos verdes-Green Roofs. Desde el avance del movimiento ambientalista en Alemania, hace

cincuenta años, los techos verdes han sido una tecnología que ha avanzado significativamente.

Alemania ha sido el líder hasta ahora en la tecnología de techos verdes, así como en la

manufacturación de sistemas y materiales. Esta tendencia ha llegado a los Estados Unidos donde,

desde hace cinco años, edificios públicos y privados han adoptado tal tecnología.

Los techos verdes o techos vegetados son cultivos en la parte superior de los edificios que tienen

en su base varias capas a prueba de agua para evitar infiltraciones de líquido en el techo, las

cuales incluyen de abajo hacia arriba, la losa del techo o en su caso una cubierta de madera

contrachapada, una capa de control de humedad, una capa que aísla los niveles con mayor

humedad en los niveles superiores de aquellos que se pretenden conservar secos, una capa a

prueba de agua, una capa que protege el nivel anterior, una capa de drenado de agua, un capa

filtro que evita que las raíces penetren hacia los niveles inferiores, y el substrato que contendrá las

plantaciones.



FIGURA 1.9 CAPAS DE UN TECHO VERDE. El número de capas que contiene el recubrimiento

impermeable de un techo verde así como los materiales empleados en cada capa pueden variar de fabricante a

fabricante. Fuente: ExperimentoArquitectura, techos verdes,

http://experimentourbano.blogspot.mx/2011/12/techos-verdes-green-roof-chile.html, (12-06-2012)

Pared de cultivo o muro verde. Bajo la misma dinámica de integrar el medio natural a las

estructuras urbanas se encuentran los muros verdes, también conocidos como muros vivos, los

cuales tienen los mismos beneficios de los techos verdes. Sin embargo, éstos se presentan bajo

un concepto relativamente nuevo, que son los jardines verticales, tendencia que ha ido ganando

relevancia debido a la falta de espacios donde se puedan cultivar plantas en las ciudades

altamente pobladas, por lo que se recurre al crecimiento en vertical. El muro verde consiste de 5

componentes generales:

1. Estructura: Funciona como bastidor y soporte principal del muro verde, además de brindar

un espacio entre éste y la pared, evitando traspaso de humedad por contacto directo. Los

materiales comunes son aluminio o acero.

2. Láminas aislantes: Soportan el peso de las plantas y del geotextil, funcionando como una

segunda barrera contra la humedad.

3. Sustrato: Membrana geotextil ligera, permeable y no degradable, que distribuye el agua por

medio de la capilaridad y permite la aireación de las raíces.

4. Riego controlado: Sistema que tiene un canalón o tanque de almacenamiento que contiene

agua con nutrientes la cual es llevada a las plantas por medio de líneas de irrigación por

goteo, una bomba y un temporizador que regula la cantidad de agua por día. Al ser un

sistema cerrado únicamente se repone el agua evaporada, o se renueva cada cierto

tiempo.

5. Paleta vegetal: Son las plantas que recubren el muro y que son escogidas según el clima,

cantidad de luz y la orientación del lugar.

Cosecha de agua - Rainwater Harvesting. Una definición sobre la cosecha del agua de lluvia

considera un proceso donde primero se requiere de un método de “sembrado” de nubes para

inducir la precipitación del agua contenida en ellas, aunque para términos prácticos usaremos la

definición donde se omite tal procedimiento, y donde el propósito de la cosecha será concentrar la

escorrentía y recolectarla en cuencas o cisternas que sean usadas en el futuro [Kinkade, 2007].

Existen dos modelos básicos para la conducción del agua pluvial, el primero es de drenaje sifónico,

el cual no requiere de un desnivel; y el segundo es por gravedad, el cual utiliza mayor tubería para

transportar el líquido a almacenes. En cualquiera de los dos, el esquema general se divide en seis

http://experimentourbano.blogspot.mx/2011/12/techos-verdes-green-roof-chile.html

http://experimentourbano.blogspot.mx/2011/12/techos-verdes-green-roof-chile.html



componentes principales que incluyen; el área de captación, constituido por todas aquellas

superficies donde la lluvia cae, las cuales deben permitir se produzca escorrentía; el transporte,

que consiste en todos aquellos canales y tuberías que llevan el agua pluvial al área de almacenaje;

el filtrado, que elimina todos los contaminantes que la escorrentía atrapa durante su recorrido,

siendo éstos principalmente polvos; el almacenamiento, que es todo aquel contenedor que

mantendrá el agua hasta que se disponga de ella; la distribución que envíe el agua a sus destinos

por gravedad o bombeo; y la purificación, que es usada cuando se desea hacer potable dicha agua

[Kinkade, 2007]

FIGURA 1.10 SISTEMA TRADICIONAL DE

CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL

FIGURA 1.11 SISTEMA MODIFICADO DE

CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL

Aquí un sistema de captación de agua pluvial

tradicional con su techo captador, canales y

tubería transportadora, filtro de lluvia y tanque de

almacenamiento.

Aquí un sistema de recolección de agua

pluvial que aprovecha el líquido para crear un

estanque cuya función es doble, al servir

como almacén y brindar mayor esteticidad al

sistema. Los excedentes se infiltran en la

tierra.

Fuente: All things rainwater, Custom designed rainwater

collection systems, www.allthingsrainwater.com, (01-07-2012)

Fuente: RAINXCHANGE, Why rainwater harvesting,

www.rainxchange.com, (01-07-2012)

Entre los beneficios se encuentran [Kinkade, 2007]:

1. Proveen una cantidad considerable de agua cerca del usuario.

2. Reduce la necesidad y el costo de bombear agua del subsuelo

3. Provee de un agua de alta calidad que es baja en sales minerales

4. Aumenta el suministro y mejora la calidad del agua subterránea cuando alcanza los

acuíferos después de que han sido aplicados sobre el paisaje o los cultivos.

5. Mitiga la escorrentía urbana reduciendo la erosión

http://www.allthingsrainwater.com/

http://www.rainxchange.com/



6. Generalmente ésta técnica resulta más barata que otras fuentes de agua

7. Son fáciles de construir, operar y mantener

1.3.6 Reuso

Debido a que el agua es un recurso muy valioso como para desperdiciarlo, el reuso es una opción

que va teniendo más preferencia conforme la demanda aumenta y la disponibilidad de agua fresca

disminuye. Además, de acuerdo con estudios hechos por Beaumont en el Medio Oriente [Mara,

2003], se encontró que cada metro cúbico de agua usado en la industria o el sector servicio

generaba al menos 200 veces más riqueza que cuando se usaba en la agricultura, por lo que

menciona que “mientras la escasez de agua aumenta, diversos países serán mejor atendidos por

la reasignación del agua de irrigación para satisfacer las necesidades crecientes de las regiones

urbanas”. Ese hecho económico acentúa que el líquido con una mayor calidad se brinde a las

zonas urbanas y las aguas tratadas y de desecho se utilicen para la irrigación.

La redistribución del agua, que promoverá la competencia, y quizás conflictos, debe alentar

también la búsqueda de soluciones en zonas agrícolas, pero también en zonas urbanas para

encontrar soluciones que contribuyan a disminuir dicha tensión, por lo cual, consideraremos, para

los propósitos de esta tesis, tres técnicas de reuso del agua que implican la producción de

alimentos y el enriquecimiento del medio natural, las cuales son: Hidroponia, acuaponia, y

biotopos.

Hidroponia. La palabra hidroponía fue acuñada por el Dr. W.F. Gericke en 1936 para describir el

cultivo de plantas comestibles y ornamentales dentro de una solución de agua y nutrientes

disueltos [Keith, 2003]. Actualmente este es un proceso intensivo de cultivo que puede o no

requerir de sustrato y que es aplicable en sustitución de suelos que no son productivos para la

agricultura, como son los desiertos y las zonas pavimentadas. A continuación se listan 2 de las

principales variantes de tecnologías hidropónicas [Keith, 2003]:

1. Ein Gedi System (EGS): Sistema israelí que se compone de cámaras de crecimiento

adjuntas. Dentro de cada contenedor una solución nutritiva circula unas 5 a 6 pulgadas

debajo de mallas uniformemente espaciadas que contienen las plantas. El espacio de aire

entre las canastas y la solución es nebulizado por pulverizadores que se encuentran a lo

largo de la parte interna superior de la cámara. Las raíces que crecen en la zona de niebla

son sujetas a oxigenación intensa resultando en un crecimiento vigoroso. Una vez que las

raíces crecen a través de la zona de niebla son bañadas dentro de una solución nutritiva

que elimina el problema común de estancamiento asociado a los NFT



2. Aeroponia: La tecnología más reciente en agricultura en el que las plantas crecen con las

raíces suspendidas en el aire. Generalmente las plantas se introducen en un canasto que

va dentro de un cilindro en posición vertical. Es en el cilindro donde se protege de la luz

solar y la deshidratación a las raíces de las plantas mientras se mantienen suspendidas en

el aire, lo que les provee la máxima cantidad de oxigeno disponible, al tiempo que son

alimentadas con una solución nutritiva vía nebulización. Este método es el más efectivo al

reciclar y aprovechar al máximo los nutrientes y brindar condiciones idóneas a la planta

para un óptimo crecimiento.

FIGURA 1.12 TÉCNICA AEROPÓNICA DE

CULTIVO

FIGURA 1.13 TÉCNICA EGS DE CULTIVO

Técnica aeropónica que brinda la mayor

producción de alimentos. El color de las raíces

así como su densidad son indicadores de

plantas muy saludables.

Albahaca cultivada dentro de un EGS que

utiliza tubería de PVC de 4 pulgadas orientada

horizontalmente.

Fuente: Keith Roberto, How to hydroponics, The futuregarden Press, Estados Unidos, 2003

Ventajas:

1. Usa un mínimo de agua, fertilizantes y control de plagas

2. No requiere deshierbe o excavar, mínimo espacio requerido, cosechas continuas, sabor

mejorado.

3. Evita que las plantas gasten energía en defenderse de microorganismos en la tierra,

además de brindar una mayor oxigenación a las raíces por lo que crecen mejor.

4. Usado en tierras no productivas como por ejemplo los desiertos o las zonas urbanas.

5. Los costos de mantenimiento y operación son menores al de los jardines convencionales

Acuaponia. Ésta es una técnica que combina la acuacultura y la hidroponía para la producción de

peces y plantas. Su sistema permite la recirculación del agua de forma indefinida, donde los

nutrientes que generan los peces son transportados al área de cultivo, para que las plantas se



alimenten y depuren el agua al mismo tiempo. En dicho sistema ambos subsistemas salen

beneficiados durante su crecimiento. La acuaponia se considera sustentable, el único detalle que

se debe cuidar es que utilice una fuente de energía renovable. Este sistema maneja un concepto

muy provechoso para los sistemas de tratamiento de aguas, ya que no desperdicia nutrientes, al

tiempo que limpia el agua y genera productos.

FIGURA 1.14 DISEÑO BÁSICO DE SISTEMA ACUAPONICO

Aquí un sistema acuapónico donde se pueden diferenciar dos niveles, el nivel superior es el medio

de crecimiento de las plantas por donde pasa el agua con nutrientes provenientes del tanque de

peces, y el nivel inferior es el tanque de peces a donde llega el agua filtrada por las plantas. Los

accesorios son la bomba de recirculación, el sistema de panel solar que cuenta con una bateria de

12 Volts, un controlador de carga, fusibles, tubería generalmente de pvc, grava y un sifón.

Fuente: Csoeder, 2012, The ArkFab earthship breaks ground, http://arkfab.org/?tag=aquaponics, (03-07-2012)

Biotopos. Los biotopos son espacios acondicionados para que puedan habitar especies animales

y vegetales apropiadamente, son utilizados para enriquecer el ambiente teniendo beneficios

parecidos a la de los techos verdes, con la diferencia que los biotopos contienen vida animal

específica y no solamente plantas e insectos.

1.4 ALGUNOS PROYECTOS PARA IMPLEMENTAR LA SUSTENTABILIDAD

Se estima que para el año 2050 cerca del 80% de la población mundial residirá en centros

urbanos. En el intermedio, 3000, 000, 000 de habitantes se sumarían a la población mundial. Ese

aumento poblacional y urbano, y dentro del esquema holístico de la sustentabilidad, obliga a

http://arkfab.org/?tag=aquaponics



buscar enfoques nuevos para resolver problemas emergentes y más complejos en zonas urbanas,

principalmente en lo que respecta al recurso hídrico, ya que por su relevancia, forma parte incluso

de la seguridad nacional de un país. Las soluciones deben abarcar aspectos culturales, sociales,

económicos y políticos, considerando diversas opciones que continuarán en constante evolución

dentro del contexto de un mundo cada vez más globalizado.

En esa búsqueda de opciones, vamos a retomar diversos proyectos innovadores alrededor del

mundo para contrastar formas de aplicar la sustentabilidad hídrica que, como ya se mencionó

anteriormente, tiene formas variadas de interpretarse según su contexto. Veremos proyectos

situados al norte del continente Americano con climas principalmente fríos y húmedos, pasando

por Asia con regiones desérticas, donde el agua es escasa, y retomando enfoques de la

comunidad europea, para llegar, finalmente, al caso de México.

1.4.1 CANADÁ. WATER SUSTAINABILITY PROJECT, POLIS PROJECT ON ECOLOGICAL

GOVERNANCE

El POLIS Project on Ecological Governance es un centro transdisciplinario de investigación que

hace estudios sobre sustentabilidad. Este centro fue fundado en el año 2000 por la Eco-Research

Chair of Environmental Law and Policy de la Universidad de Victoria en Canadá. Entre sus

divisiones de investigación se encuentra el Proyecto de Sustentabilidad Hídrica o Water

Sustainability Project (WSP), que tiene como objetivo establecer un nuevo paradigma a nivel

nacional para un mejor manejo del recurso hídrico, por medio del estudio de temas clave que

parten del pensamiento administrativo de la gobernanza. Su estrategia reside en hacer énfasis en

las personas responsables de tomar decisiones, principalmente a nivel político, para poder

promover y establecer cambios efectivos y duraderos a favor del buen manejo del recurso hídrico.

El WSP ha publicado diversos reportes que abarcan desde el diagnóstico del sector hídrico en

Canadá hasta la descripción de soluciones para tener una ciudad hídricamente sustentable. De

manera particular, nos interesa el documento titulado Peeling Back the Pavement, que trata sobre

las soluciones hídricas sustentables planteadas para zonas urbanas, en donde se describe cómo

aplicar un nuevo paradigma que generen infraestructura y políticas que permitan un mejor

aprovechamiento del agua pluvial. Por si se desea profundizar en el cambio de paradigma que se

plantea, la publicación Re-inventing rainwater management trata más sobre el tema.

De acuerdo con los estudios del WSP, Canadá ha pasado por tres modelos de gestión hídrica

importantes: era de alcantarillado pluvial (1880-1950), era de la gestión del agua pluvial (1950-

1980), y era de las prácticas para el mejor manejo del agua de lluvia en áreas urbanas (1980-hasta



hoy) [Porter et al., 2011]. Derivados de los paradigmas anteriores, en las ciudades de Canadá se

visualizan tres problemas esenciales: zonas impermeables que crean escorrentía; el desecho de

agua pluvial a las coladeras; y una estructura legal de gobierno que maneja el agua como una

amenaza para la infraestructura. Las cuestiones mencionadas son características de lo que en este

documento se denomina Stormwater City, y que es un modelo de ciudad que no maneja

correctamente el agua pluvial, por lo que se plantea, para cada situación, su correspondiente

alternativa, que permita lograr una transición favorable para el buen manejo del recurso. Es

entonces que, a partir del tercer y actual modelo de gestión del agua pluvial, se desea lograr la

transición de una ciudad que desaprovecha y mira la lluvia como algo indeseable, hacia una

urbanidad que la valore como un elemento que es gratis, útil y que llega a domicilio. Se

fundamenta en una planeación urbana que considere los ciclos y sistemas naturales dentro de ella,

tomando el recurso hídrico como punto de referencia, así como factor limitante de los procesos

dentro del sistema urbano, y no priorizando los beneficios económicos, como actualmente sucede.

Dentro de sus estrategias están la aplicación de tecnologías verdes para evitar la escorrentía, la

utilización de sistemas que cosechen agua para su aprovechamiento in situ, la promoción de tarifas

diferenciadas para drenaje y suministro, la renovación del antiguo sistema de drenaje para utilizarlo

como respaldo en caso de lluvias severas, y el establecimiento de normas y políticas que

promuevan el desarrollo de una urbanidad hidrocéntrica. En forma alternativa, también se plantea

el cobro proporcional a la cantidad de suelo impermeable que se tenga, y a la cantidad de lluvia

que deje correrse hacia las alcantarillas, como forma de motivar a habitantes y constructores, a

dejar áreas de infiltración de agua pluvial y aprovechar in situ este recurso, evitando la producción

de escorrentía.

Existen tres directrices básicas para lograr tales estrategias: Constrúyelo mejor, deja que la

lluvia haga el trabajo, y nueva gobernanza.

Constrúyelo mejor. Se refiere a la construcción o reconstrucción de la ciudad para asemejarla lo

más posible al ciclo hidrológico natural, mejorando la infraestructura de drenaje vieja o dañada, y

reemplazando zonas impermeables por infraestructura verde [Porter et al., 2011] que emplee tierra,

plantas, árboles, biozanjas, jardines de lluvia, adocreto, techos verdes, entre otros. Para incorporar

esta infraestructura se recomienda aprovechar cuando se hagan grandes proyectos de

remodelación en la ciudad, para que la inversión sea rentable, evitando hacerlos como trabajos

pequeños individuales. También se proponen incentivos a desarrolladores y propietarios para

implementar extensivamente la infraestructura verde, diferenciando perfectamente entre las zonas

que serán impermeables y las que no, así como los puntos de referencia para que futuros

desarrollos puedan ser limitados o medidos. Finalmente menciona que la infraestructura verde

puede parecer más cara si los beneficios ecológicos no son tomados en consideración.



Deja que la lluvia haga el trabajo. Es considerar el agua no como un problema sino como un

recurso que llega, literalmente, a domicilio para ser aprovechado. Se indica que las técnicas de

cosecha de agua pluvial son la mejor manera de hacerlo, recolectándola in situ, almacenándola, y

utilizándola para usos dentro y fuera del hogar para actividades que no incluyan su consumo, y así,

la lluvia realizaría el trabajo de proporcionar agua a los pobladores de ciertas regiones.

Nueva gobernanza. Se refiere a plantear la solución al problema hídrico, viéndolo holística,

integral, y multidisciplinariamente, además de establecer su manejo por cuencas ya que cuando se

toman decisiones en la administración tradicional, no se consideran los impactos acumulativos y la

función entera de una cuenca. La jurisdicción fragmentada que se tiene al administrar la

escorrentía del agua pluvial dentro y entre municipalidades que comparten una cuenca, significa

una falta de coordinación entre los gobiernos locales dentro de la misma, induciendo a un uso

ineficiente de recursos públicos, y a un acercamiento sin conexiones entre planeación del uso de

suelo e impactos sobre el ecosistema.

De manera final el documento de la WSP especifica que la solución no está en hacerle mejoras al

antiguo paradigma o modelo de gestión hídrica, el cual solamente perpetúa el problema creado por

la cada vez más creciente impermeabilización de las zonas urbanas y el aumento de la escorrentía,

en lugar de ello, la solución está en cambiar el diseño de la ciudad y sus patrones de crecimiento

urbano, para evitar la escorrentía tanto como sea posible.

1.4.2 Francia-Unión Europea. Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales

adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 Habitante Equivalente)

A finales de los años 80 el desarrollo sustentable en Europa comenzó a tomar impulso, bajo este

esquema, la sostenibilidad hídrica como área estratégica fue de las primeras en ser tomadas en

consideración, y en donde se fueron aplicando medidas para reducir el deterioro ambiental

generados por aguas residuales. Regular la calidad de vertidos urbanos en áreas sensibles como

ríos y subsuelos fueron parte de sus planes, lo que se vio reflejado en la Directiva 91/271/CFE del

Consejo, de 21 de mayo de 1991, y donde se aborda la recogida, tratamiento y vertido de aguas

residuales urbanas y de sectores industriales.

Las disposiciones planteadas por la Directiva abarcaban, incluso, a pequeñas localidades urbanas,

las cuales estaban obligadas a que antes del 31 de diciembre del 2005, las aguas

residuales de todas las poblaciones de menos de 2,000 Habitantes Equivalentes vertidas en

aguas dulces, recibieran un tratamiento previo.



Estas pequeñas aglomeraciones tenían recursos limitados tanto económicos como de personal,

por lo que los proyectos de plantas de tratamiento debían ser, en términos generales, accesibles,

requiriendo un mínimo en inversión, costos de operación, mantenimiento, así como en tamaño de

sus instalaciones.

Por el motivo anterior, y para lograr la sustentabilidad en dicha área, la Dirección General del

Medio Ambiente de la Comisión Europea, durante la presidencia francesa y con asesoramiento de

Francia, por medio de la Dirección del agua del Ministerio de la Ecología y Desarrollo Sostenible y

las Agencias del Agua, propusieron diversos modelos para la depuración de aguas residuales de

zonas urbanas con efluentes de hasta 5000 habitante equivalente (HE)* usando técnicas

extensivas y naturales que consumieran el mínimo de energía, resultando en la guía titulada

Procesos Extensivos de Depuración de las Aguas Residuales Adaptadas a las Pequeñas y

Medias Colectividades (500-5000 Habitante Equivalente).

Dentro de este documento retomaremos el caso de estudio de Gloucestershire, Reino Unido con

su sistema híbrido de filtros plantados de flujo vertical y horizontal [CE, 2001].

Gloucestershire, Reino Unido y su sistema híbrido de filtros plantados de flujo vertical y

filtros plantados de flujo horizontal. El proyecto de Glocestershire es un sistema de humedales

de flujo vertical y de flujo horizontal construido en Oaklands Park, en julio de 1989.

El sistema con capacidad de 98 h.e. trata actualmente 65 h.e., el cual consta de dos pisos de

humedales verticales y dos pisos de humedales horizontales. Los primeros dos ocupan una

superficie de 63 m2, siendo alimentado cada uno por intervalos de tiempo generalmente de dos

días y después dejados reposar por 10 días, para que no permanezca inundado, permitiendo la

infiltración del líquido en el sistema, al tiempo que se seca la materia orgánica retenida; los

siguientes dos filtros tienen una superficie de 28 m2 y son alimentados continuamente para que el

sistema permanezca inundado. La superficie total utilizada por habitante equivalente corresponde a

1.4 m2, requiriendo poco espacio para su operación.



FIGURA 1.15 ARREGLO DEL SISTEMA HÍBRIDO DE FILTROS PLANTADOS

Esquema en corte del sistema mixto de Oakland Park; se tiene un pretratamiento en la fosa séptica para después pasar por:

Piso 1: 6 filtros verticales utilizados con intermitencia (rotación => 1 en servicio 5 en reposo)

Piso 2: 3 filtros verticales utilizados con intermitencia (rotación => 1 en servicio 3 en reposo)

Piso 3: 1 filtro horizontal

Piso 4: 1 filtro horizontal

Piso 5: Estanque de estabilización

Fuente: Motter F., Brissaud P., Alamy Z., Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente), Comisión

Europea, Francia, 2001.

En cuanto a los rendimientos, y como producto de 47 mediciones realizadas en agosto de 1989 y

marzo de 1990 se muestran en la siguiente tabla los rendimientos del sistema mixto.

TABLA 1.4 RENDIMIENTO DEL SISTEMA DE FILTROS PLANTADOS

Parámetros,

mg/litro

Afluente Piso 1. H.

V.

Piso 2

H. V.

Piso 3

H. H.

Piso 4

H.H.

Piso 5

Laguna.

DBO5 285 57 14 15 7 11

Materias en

suspensión

169 53 17 11 9 21

NH4N 50.5 29.2 14 15.4 11.1 8.1

NO3N+NO2N 1.7 10.2 22.5 10 7.2 2.3

Ortofosfato 22.7 22.7 16.9 14.5 11.9 11.2

Fuente: Comission Europea, Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente), Comisión Europea, Francia, 2001.



La eliminación de DBO5 cumple con las normas de vertido de la directiva “aguas residuales

urbanas”. A nivel de la laguna, el DBO5 aumenta debido a la acumulación de algas que producen

materia en suspensión, y se tiene una reducción pobre de ortofosfatos y NH4N.

Los humedales verticales, predominantemente aerobios, cumplen con un fuerte proceso de

nitrificación, reduciendo NH4N y aumentando NO3N + NO2N pero sin alcanzar una nitrificación

completa, para luego reducirse en los pisos 3 y 4, aunque existe poco DBO5 en relación a la

cantidad de compuestos. Lo anterior parece deberse a los mecanismos de desnitrificación, bajo

condiciones anaerobias, que aumentan gracias a los largos tiempos de retención en los humedales

horizontales. La desnitrificación que se produce en los filtros verticales, tiene como resultado que

los compuestos de NH4N + NO3N + NO2N suman 36.5 mgN/litro, siendo menores a la cantidad de

NH4N de 50 mgN/litro, al final del segundo piso.

En resumen se tiene que el uso combinado de filtros horizontales y de filtros verticales permite

reducir la DBO5 a 20mg/l, las materias en suspensión a 30 mg/l y conseguir una substancial

nitrificación así como una desnitrificación.

1.4.3 ISRAEL. PROYECTO DE REUTILIZACIÓN DE AGUA DE LA REGIÓN DE DAN

Desde el año de 1948 en que Israel proclama su independencia, la visión de sus gobernantes fue

muy clara: cultivar la tierra y hacer florecer el desierto. En un país donde 300 días al año no se

tienen lluvias, se cuenta con 2 acuíferos y un lago de agua fresca, se comparten las pocas aguas

superficiales con sus vecinos, y se dispone con un promedio de 276m3/hab per capita, se priorizó

el desarrollo de tecnología para el uso eficiente de este recurso.

Las técnicas utilizadas incluyen el riego por goteo y el reciclado, haciendo que Israel ocupe el

primer lugar a nivel mundial en reciclaje de aguas residuales, tratando el 90%, de las cuales el 75%

se destinan a la agricultura, ocupando España el segundo lugar a nivel mundial, con el 35% de

aguas tratadas [Verde, 2011]

Sus fuentes principales de abastecimiento de agua fresca provienen del mar, por desalación, y de

los acuíferos, por extracción. El aprovechamiento del agua pluvial es más difícil debido a que el

70% de la poca lluvia que cae regresa casi inmediatamente a la atmosfera por evaporación y solo

el 30% ingresa a aguas subterráneas [Verde, 2011]

Debido a los aspectos anteriores la recarga de acuíferos, el reciclaje de aguas residuales y la

desalación del agua de mar, se han vuelto primordiales, estimando que para el año 2013 tan solo



la depuración y la desalación proporcionarán cerca del 50% del agua de consumo. En cuanto a la

recarga de acuíferos según Gal Shoham, responsable de una planta de tratamiento de Mekorot, la

empresa líder en ese sector en Israel, “desde el principio de la operación del proyecto, en 1977,

hasta finales de 2010, la cantidad total de agua con la que se recargaron los acuíferos fue la

misma que habíamos bombeado fuera” [Verde, 2011]

Bajo este esquema y como parte de los continuos esfuerzos por emplear adecuadamente el

recurso hídrico, el país ha implementado un plan de aprovechamiento de aguas residuales, el cual

cuenta con diversos proyectos de reuso del agua, destacando el proyecto de la región de Dan.

Esta región cuenta con alrededor de 1.5 millones de habitantes que producen 270,000 metros

cúbicos de aguas residuales por día. El proyecto que ahí se desarrolla tiene como finalidad la

depuración de aguas de desecho, por medio de un pretratamiento en lagunas artificiales y un

tratamiento de pulimiento usando el método conocido como Soil-Aquifer Treatment (SAT), para

finalmente, recargar y almacenar el efluente depurado en un acuífero y reutilizarlo inmediatamente

en la agricultura de la región del Neguev. Este proyecto es considerado como el más grande del

mundo en su tipo. Las características más sobresalientes son que aprovecha las características de

su terreno, así como sus condiciones climáticas para depurar las aguas por medios naturales de

forma eficiente.

El método especial de recarga y recuperación desarrollado y practicado exitosamente en el

Proyecto de la Región de Dan, como ya se mencionó, es un SAT, donde el suelo y el acuífero son

usados como medios de depuración naturales, y que se aplica en lugares cuyas condiciones del

suelo y de mantos acuíferos son favorables para recargar artificialmente el agua subterránea a

través de cuencas de infiltración, logrando un alto nivel de depuración, y permitiendo que el agua

de desecho parcialmente tratada se infiltre en el suelo y se mueva a través de éste hacia el

subsuelo.

En el momento del vertido sobre el suelo, existe una zona sin saturar o vadosa, la cual actúa como

filtro natural que puede remover, en esencia, todos los sólidos suspendidos, materiales

biodegradables, bacterias, virus, y otros microorganismos, logrando reducciones significativas de

nitrógeno, fósforo, y metales pesados. Los principales procesos que ocurren durante su vertido en

estas cuencas son: la precipitación química, absorción, intercambio de iones, degradación

biológica, nitrificación, desnitrificación y desinfección.

Después de que el agua ha pasado la zona de vadosa y alcanza el agua subterránea, usualmente

se permite que fluya una cierta distancia junto con ésta. El movimiento adicional a través del

acuífero puede producir una purificación adicional, removiendo microorganismos, precipitando



fosfatos, absorbiendo orgánicos sintéticos, etc. Básicamente es un sistema de tratamiento de

aguas residuales de avanzada usando baja tecnología.

FIGURA 1.16 FILTRACIÓN DE AGUAS EMPLEANDO UN SAT (SOIL AQUIFER TREATMENT)

Fuente: Santibañez C., Manejo sustentable de recursos hídricos en zonas áridas: experiencia Israel, CIMM, 2011

La trascendencia de éste método consiste en el aprovechamiento de sus ambiente para depurar

las aguas residuales, evitando el gasto excesivo de energía, además de aprovechar eficiente y

eficazmente sus recursos naturales.

Otros datos de importancia en el manejo del recurso hídrico en Israel son que el manejo del agua,

en esta nación, no está basado únicamente en el desarrollo de tecnología, además, los ciudadanos

son educados desde pequeños para cuidar el recurso hídrico, haciéndoles entender que este es un

producto ‘commodity’ como el petróleo o el cobre, forjando una cultura sólida en el cuidado del

agua. La tarifa aumenta cuando se sobrepasa un cierto límite en el uso del agua, haciendo

conscientes a las personas de su cuidado, uso y pago [Verde, 2011].

Su sistema de abastecimiento por medio del acueducto nacional, es considerado como uno de los

más desarrollados y versátiles a nivel global. Las fugas y rupturas son controladas por medio de un

sistema de sectorización que mide la cantidad de agua que entra y se consume en un mismo

sector. Cuando existen diferencias entre estas dos cantidades, se consideran como pérdidas, las

cuales, deben ser abatidas por medio del cambio de tubería y control de la presión en el servicio de

abastecimiento.



1.4.4 México. Repensar la cuenca: La gestión del ciclo del agua del Valle de México

El Distrito Federal es la capital y sede de los Estados Unidos Mexicanos, que junto con sus áreas

conurbadas, conforma la ZMVM, la cual se ubica sobre un antiguo sistema de lagos en lo que fuera

una cuenca endorreica en el Valle de México. Estos lagos fueron desecados por considerarse

insalubres y peligrosos, ya que ahí se vertían las aguas residuales de la ciudad, después, al no

tener fuentes superficiales de líquido, se utilizaron pozos de extracción de agua que, al ser

insuficientes, se complementaron con los acueductos Lerma y Cutzamala, que en conjunto,

cuentan con una de las infraestructuras más grandes en su tipo, las cuales surten un promedio de

14 m3/s de un total de 32.16 m

3/s consumidos en la Ciudad de México.

Actualmente, debido al crecimiento de las zonas urbanas de esta región, los pozos de extracción,

así como los sistemas Lerma y Cutzamala, se presentan como insuficientes, lo que aunado a una

sobreexplotación de los mantos freáticos y al casi nulo tratamiento de las aguas de desecho han

motivado la búsqueda de soluciones que aseguren la calidad y cantidad de agua para la población

de la Ciudad, resultando en una variedad de propuestas y obras que tocan esta problemática,

plasmándose en trabajos como el titulado “Repensar la cuenca: La gestión del ciclo del agua en

el Valle de México.”

Repensar la cuenca es un trabajo que muestra la situación hídrica actual en el Valle de México,

desde su diagnóstico, hasta las propuestas de solución a los principales problemas, con el

propósito de generar una mayor eficiencia y eficacia en el manejo del recurso hídrico. El capítulo 2

titulado “Tratar y reusar las aguas residuales” es de especial interés, ya que entre sus

propuestas describe cómo tratar y reutilizar las aguas residuales aprovechando la infraestructura

de las P.T.A.R., que actualmente están abandonadas por tener costos de operación muy altos, y

se reincorporen al proceso de tratamiento cambiando su modo de operación de aerobio, con lodos

activados, a reactores anaerobios.

Las plantas de tratamiento consumen grandes cantidades de energía, además de requerir cierta

habilidad y experiencia de parte de sus operadores, por lo que en la ciudad se han dejado la mitad

de las P.T.A.R. sin funcionamiento alguno, por lo que, de una capacidad instalada de 10 m3/s,

solamente se están tratando 5.2 m3/s. El efluente tratado de estas plantas se utiliza para el riego

agrícola y de áreas verdes, llenado de canales, lagos recreativos, y para uso comercial, aunque en

ocasiones regresa al drenaje. En base a lo anterior y para aprovechar al máximo la capacidad

instalada de las P.T.A.R., considerando la realidad de México como una nación en desarrollo, se

realizó la propuesta de aprovechar la infraestructura empleando métodos de depuración

anaerobios, ya que tienen las ventajas de requerir una menor inversión al momento de su



construcción; reducir costos de operación; tener un menor gasto energético; generar menos lodos;

y ser más fáciles de manejar para los operarios, ya que requieren menos habilidad y experiencia.

Como comparativo se retomó la megaplanta de tratamiento en Atotonilco, Hidalgo, que

actualmente está en proceso de construcción, y es considerada la obra más grande en su tipo en

México y América Latina, pero que, durante la elaboración y publicación de dicho libro, todavía era

un proyecto en proceso de ser aprobado. Dentro de los puntos a resaltar destacan que se

considera mucho más práctico tener plantas de tratamiento dentro de la ciudad para evitar el gasto

energético en transporte, menor gasto energético en el tratamiento del agua y una mayor

efectividad del mismo, debido a que se tienen afluentes típicos.

Las ideas más interesantes de este trabajo son: 1) El aprovechamiento de infraestructura

disponible, 2) la descentralización del tratamiento por medio de la reducción y multiplicación de las

dimensiones de las P.T.A.R., 3) la adaptación del proceso de tratamiento de acuerdo a nuestras

condiciones económicas, en éste caso, una planta de tratamiento anaerobia, 4) el tratamiento local

de las aguas residuales en lugar de gastar energía para su transporte a zonas alejadas, 5) el

almacenamiento de las aguas tratadas en cuerpos de agua naturales o “almacenes naturales” y 6)

la administración por cuencas. Las ideas anteriores significan una complejificación del sistema

hídrico, así como un aumento en la resiliencia, no solo de este último, sino de todo el sistema

social de la región.



2 LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA A NIVEL

NACIONAL

2.1 EXPERIENCIA Y EVOLUCIÓN DE LA SUSTENTABILIDAD HÍDRICA EN MÉXICO

México durante el siglo XVI formaba parte de una región definida por su cultura, denominada

Mesoamérica, y que abarcaba el centro y el sur de México y gran parte de Centroamérica [CNA,

2009]. De esta época se conoce infraestructura hidráulica entre la que se encuentra la destinada a

la captación, conducción, almacenamiento y distribución de aguas perennes superficiales y

subterráneas; la de conducción, control y drenaje de aguas pluviales para evitar inundaciones; la

de irrigación agrícola; y la de control, aprovechamiento y desagüe de zonas lacustres y

pantanosas, entre otras [CNA, 2009]. Si bien parte del funcionamiento y propósitos de cada una de

estas estructuras es conocido, no se tienen evidencias directas, como manuscritos, que indiquen

acerca de la cultura y relación que mantenía la población indígena con el agua, como pudieron ser

la forma en que se abastecían y repartían el recurso al interior de sus comunidades, el grado de

conocimiento que tenían del ciclo hidrológico, la medición de la precipitación, infiltración y

escurrimiento o si tenían instrumentos legales y económicos para administrar el agua [Olivares et

al., 2008].

Debido a lo anterior no se puede decir con claridad el tipo de paradigma que manejaban los

antiguos pobladores, es decir, las actitudes y prácticas que mantenían en relación al agua, aunque

los indicios derivados de estudios tecnológicos, etnográficos y arqueológicos, entre otros, muestran

que los sistemas hidráulicos penetraron todos los aspectos de las sociedades mesoamericanas,

teniendo el agua un significado espiritual más allá de tan solo satisfacer las necesidades básicas

de sus consumidores, pudiendo discernir un manejo complejo dentro de sus sociedades [Olivares

et al., 2008], por lo que el paradigma espiritual-religioso sería de los más apropiados para explicar

las interacciones hombre-recurso, ya que la religión era la que regulaba y estaba por encima de los

aspectos políticos, económicos y sociales de las culturas prehispánicas de forma similar a las

“sociedades hidráulicas orientales” [Olivares et al., 2008]. De esta manera existen también

estudiosos como el Arquitecto Jorge Legorreta, los cuales mencionan que durante la época

precolonial las sociedades mantenían estrechas relaciones con el agua, resaltando a los mexicas



en Tenochtitlán y Tlatelolco, que integraron dicho recurso a su entorno, y a áreas de su sociedad

como economía, transporte, religión, guerra, etc. [Cohen, s/f]

Por ese vínculo espiritual, podemos mencionar que hasta cierto punto los antecedentes de la

sustentabilidad hídrica en México se encuentran representados a través de los antiguos pobladores

cuyo respeto y uso del recurso trascendía más allá del empleo y desecho, tratando de convivir

con la naturaleza dentro de un paradigma religioso. Pero fue tras la conquista de los españoles,

en la época colonia o virreinato comprendido entre 1521 a 1821, que México adoptó una forma

contrastante de manejo del agua, lo que se debió en gran parte justamente al choque de

pensamientos religiosos. Los conquistadores trataron de destruir, en un principio, todo lo que

tuviera que ver con las antiguas creencias en Mesoamerica, incluyendo la relación espiritual que

sus pobladores mantenían con los cuerpos de agua, su consigna fue dominar a los pobladores de

la región, sus pensamientos y costumbres así como al nuevo ambiente que se presentaba ante

ellos, y no es que en las regiones de Mesoamérica no existiera la idea de dominio, pero tal

pensamiento era regulado por el paradigma religioso que le brindaba un cierto respeto a la

naturaleza.

Debido a esos conflictos entre culturas, David Groenfeldt sugirió entender explícitamente el sistema

de valores indígenas, y su conexión al agua, que así como formaron en el pasado parte de los

conflictos con agentes occidentales de desarrollo, ayuden a quitar la presión sobre las sociedades

indígenas en el presente, sirviendo tal comprensión como base para el desarrollo sustentable de la

humanidad. [Hassan, s/f]

Ya durante el inicio de la era colonial llegaron a México técnicas y tecnologías nuevas, vistas en

materiales principalmente metálicos, y en la introducción de artefactos desconocidos, como la

rueda, el torno, la polea y la rueda hidráulica, entre otros [CNA, 2009]. Sin embargo, a partir de

entonces las innovaciones tecnológicas no se desarrollaron a la par de las sucedidas en Europa,

quedando rezagada el área agrícola, principalmente, la cual utilizó casi los mismos métodos y

sistemas durante el periodo del virreinato y hasta la primera mitad del siglo XIX. Aunque se pueden

mencionar excepciones como el entarquinamiento en cajas de agua, el cual todavía se emplea en

diversas regiones del país que, en conjunto con otras técnicas, es considerada de manejo

sustentable [CNA, 2009].

Para el abastecimiento del sector urbano las innovaciones estuvieron presentes en los acueductos

que sirvieron a las principales ciudades de la Nueva España, así como las pilas y fuentes de

ladrillo, lavaderos colectivos, acueductos subterráneos, entre otras, aunque no existieron cambios

significativos en cuanto al avance del viejo continente, empleándose el mismo sistema clásico de

suministro de agua potable, sin mayores modificaciones, hasta el siglo XIX [CNA, 2009].



Las ciudades que no contaron con acueductos o cuya necesidad hídrica no fue satisfecha del todo,

emplearon el agua de lluvia y el servicio de los aguadores, formas de abastecimiento que

perduraron hasta mediados del siglo XX. Otra forma importante de abastecimiento para zonas

urbanas y agrícolas por igual fueron las acequias o canales por donde se conducía el agua

necesaria [CNA, 2009].

Otras técnicas usadas fueron las de lagunajes, que ya se utilizaban en Mesoamérica, y también las

de desecación. Una de las muestras más representativas de ésta técnica se encuentra en la

cuenca de México, donde se situaba la antigua capital tenochca en medio de cinco lagos, y donde

Hernán Cortez decidió fundar la ciudad de México. El desecamiento se dio de manera gradual y

comenzó debido a las constantes inundaciones que se presentaban, teniendo como ejemplo la

inundación de 1604 que duró aproximadamente un año. Estos hechos aunados a la incomprensión

del sistema lacustre prehispánico y a la concepción urbana europea de la época de tener “ciudades

secas”, terminó por consolidar el destino de tales cuerpos de agua [CNA, 2009].

En el periodo del virreinato, el hecho de tener una población reducida y el poco acceso a

tecnología de avanzada, permitió que el ambiente se conservara sin mayores modificaciones, sin

embargo, la verdadera revolución tecnológica que acompañó a la llegada de los españoles fue en

el sentido de que vinieron junto con un nuevo sistema sociopolítico y cultural que dio sentido a

dichos artefactos [CNA, 2009] y desencadenó nuevos fenómenos sociales, políticos y económicos.

Durante la época colonial los países europeos impulsados por un capitalismo mercante mejoraron,

a costa de sus colonias, sus tecnologías hídricas así como las ciencias relacionadas a éstas,

resultando en la primera Revolución Industrial que tuvo lugar durante la segunda mitad del siglo

XVIII y principios del XIX.

Pero este suceso no tuvo mayor repercusión fuera del continente europeo por lo que, como ya se

mencionó anteriormente, los avances tecnológicos no llegaron a México, sin embargo, los avances

logrados llevaron a una segunda Revolución Industrial iniciada en 1850 y que influenciaría el

continente Americano y de forma especial a México durante el periodo conocido como el porfiriato.

Después de la independencia de México en el año de 1821, hubo un periodo en que los avances

tecnológicos se mantuvieron sin mayores cambios, debido a que se vivió un proceso complicado

para consolidarse como nación, pasando por guerras civiles e intervenciones extranjeras que

retrasaron el desarrollo del país. Fue hasta la llegada del General Porfirio Díaz al poder, que dio

inicio a una época de estabilidad nacional bajo una visión de renovación tecnológica y económica.

El porfiriato, comprendido de 1876 a 1915, manejó un paradigma de nación conocido como “el



proyecto modernizador” teniendo como fin último lograr un óptimo desarrollo económico para

llevar a la nación a una era de progreso [AHA, s/f], siendo influenciado por ideas europeas

desarrolladas en el contexto de un apogeo tecnológico. La primera etapa de este periodo tuvo la

consigna de lograr la pacificación y el orden del país, para después impulsar el crecimiento

económico y el desarrollo material [SEDENA, s/f].

Fue durante la época del porfiriato cuando se agudizó la forma de administración donde se

consideraban cantidades infinitas de recursos, procurando, esencialmente, tener la tecnología

necesaria para explotarlos. Bajo esta perspectiva todo podía ser resuelto con ayuda de la

tecnología, siendo en esas fechas cuando el gobierno inició la promoción del uso de bombas para

extraer agua del subsuelo de manera intensiva. Tiempo después estas mismas bombas serían

utilizadas para conducir agua a la Ciudad de México con ayuda de acueductos.

La estabilidad política y social, la renovación económica, así como la continuidad en el poder,

permitió al gobierno del General Díaz desarrollar obras hidráulicas sin precedentes, como lo fue el

desagüe del Valle de México, siendo uno de los proyectos más representativos del porfiriato, que

en palabras del mismo presidente, fue la “máxima realización de su gobierno”. Es así que comenzó

un modelo de administración hídrica que duraría hasta nuestros días donde, conforme se tenían

mayores innovaciones tecnológicas, la idea fue, ya no solo explotar la naturaleza, sino además,

“domarla”.

Al ser un proyecto representativo podemos tomar en consideración los objetivos de su creación,

permitiéndonos conocer parte de la visión que manejaban las elites sociales y su gobierno para

establecer “problemas” y sus respectivas “soluciones”, los cuales fueron:

1. Salvaguardar a la capital del país de las terribles inundaciones que afectaban la economía

de la región, dañaban la infraestructura y promovían la dispersión enfermedades.

2. Lograr el saneamiento urbano permitiendo la salida de aguas negras que se estancaban o

se anegaban en la ciudad.

3. Finalmente se pretendía “gobernar las aguas del valle”, mediante el control de las

caudalosas y peligrosas avenidas que se formaban en épocas de lluvia, nivelando el

volumen de agua que recibían los lagos próximos.

Ya dentro del México contemporáneo, 1940-2000, los primeros antecedentes de una política

ambiental en México surgieron en los años 40 con la Ley de Conservación de Suelo y Agua, pero

no fue sino hasta inicios de los 70’s, época en que los grupos ambientalistas, principalmente en

Estados Unidos, comenzaron a ganar adeptos y presionar más fuerte a sus gobiernos, que

comenzó a adentrarse en la política internacional el tema de la protección a la naturaleza, vista



como elemento necesario para mantener el bienestar social. Parte de este contexto internacional

influyó en el entonces presidente Luis Echeverría (1970-1976) el cual, al tener una política de

industrialización, con su consecuente producción de contaminantes, tuvo temor que los problemas

ambientales crecieran tanto que afectaran la confianza de los inversionistas extranjeros, dañando

política y económicamente al país [Simonian, 2007].

Durante 30 años la política del Partido Revolucionario Institucional (PRI), partido a la que

pertenecía el presidente, fue la de industrializar al país, por lo que la solución planteada a la

degradación ambiental, era la aplicación de tecnología anticontaminante para proteger al ambiente,

al tiempo que continuaban con su mismo modelo de desarrollo [Simonian, 2007].

En el año de 1971, se promulgó la Ley para la Prevención y el Control de la Contaminación, siendo

la primera en su tipo, la cual proponía remedios tecnológicos para los males del país, de manera

ventajosa no se tenía que limitar el crecimiento industrial ni tampoco cambiar el estilo de vida de la

gente [Simonian, 2007]. De ahí en adelante se formularían en México otras leyes más, todas

enfocadas a la protección de la salud del hombre, y no tanto a la protección integral de la

naturaleza. Las iniciativas ambientales de Echeverría se limitaban al control de la contaminación,

sin prever la protección al ambiente y la conservación de recursos naturales de manera simultánea.

Fue al final del mandato del siguiente presidente, José López Portillo (1976-1982), cuando se logró

la aprobación de la Ley Federal de Protección al Ambiente en 1982, dando la facultad al gobierno

de cerrar aquellas empresas y encarcelando a los ejecutivos que no cumplieran con lo establecido

por ésta.

Conforme iban evolucionando los movimientos ambientalistas durante la década de los 80’s los

Estados Unidos fueron promoviendo leyes para el control de la contaminación en diferentes rubros,

de manera similar México hizo su parte, aunque no tenía los recursos económicos ni humanos para

hacer valer las leyes, debido a que el presupuesto no daba para contratar funcionarios que

inspeccionaran el cumplimiento de éstas. Otra cuestión era la organización, ya que varias

Secretarías debían coordinarse para hacerlas cumplir, lo que dificultó todavía más dicha labor.

Con el nacimiento del concepto de desarrollo sustentable a partir de la década de los 80’s,

impulsado por las políticas liberalizadoras impuestas por organismos financieros internacionales, la

protección al ambiente se comenzó a tomar como un elemento integrado a las demás áreas

sociales, para mantener el crecimiento económico, y de ésta forma, dándole la relevancia

pertinente [Simonian, 1998].



Mientras que en al ámbito internacional el tema ambiental ahora se involucraba en temas

económicos, en México durante el mandato de Miguel de la Madrid (1982-1988), ya no se tomó tan

a la ligera el tema de la protección a la naturaleza, repercutiendo en la política ambiental mexicana

que comenzó a tomar un enfoque integral, siendo que en el año de 1982 se crea la Secretaría de

Desarrollo Urbano y Ecología (SEDUE) que tenía como finalidad la protección al ambiente pero

con una visión más allá de solamente proteger la salud humana.

Pero el mayor logró fue en el año de 1988 cuando se creó la Ley General del Equilibrio Ecológico y

la Protección al Ambiente (LGEEPA), que fue pionera en América Latina, siendo la base de la

política ambiental del país, incluso, países latinoamericanos tomaron como base esta ley para

elaborar su propia legislación ambiental. [IIEc, 2001]

2.2 INFRAESTRUCTURA ACTUAL DEL SISTEMA HÍDRICO

Parte de la realidad de México se ve por medio de su infraestructura hídrica, que deja ver la

capacidad de México en invertir en este tipo de obras; las estrategias que se están planteando

para resolver la problemática actual y; la efectividad de aplicar este tipo de sistemas. La revisión de

tales asuntos también nos dará a conocer parte del perfil de las soluciones planteadas en México.

Con lo anterior podremos tener conocimiento más profundo del enfoque de sustentabilidad hídrica

que se maneja en México.

La actual infraestructura hidráulica a nivel nacional, y de acuerdo como lo concibe la Comisión

Nacional del Agua para su manejo, está catalogada en tres rubros: Para su aprovechamiento, para

la descarga de aguas y para proteger a la población y a las áreas productivas. Nosotros trataremos

las primeras dos que incluyen presas y bordos, abastecimiento de agua potable, alcantarillado,

tratamiento y reuso de agua.

2.2.1 PRESAS Y BORDOS

Las presas son barreras que retienen y desvían el agua superficial o de corrientes subterráneas

para eventualmente aprovecharla en un primer lugar en la agricultura, enseguida, para

abastecimiento de agua a las comunidades y producción de energía eléctrica, y finalmente, como

mitigadores de daños provocados por sequías e inundaciones, pero también sirven en la

navegación fluvial, laminación de avenidas, actividades recreativas y turismo. La capacidad de

almacenamiento de agua para su aprovechamiento en diversos usos y el control de avenidas para

evitar inundaciones, son directamente proporcionales al grado de desarrollo hidráulico de los



países [CNA, 2011], teniendo que México ocupa el lugar número 19 a nivel mundial en capacidad

de almacenamiento per cápita.

México tiene más de 4,462 presas y bordos, con una capacidad de 150 mil millones de m3

clasificándose 667 como grandes presas, pero donde solo 100 de ellas concentran el 79% de la

capacidad total del país [CNA, 2011]. Dentro de la infraestructura hídrica con la que se dispone

actualmente, las presas son fundamentales para el almacenaje de agua de lluvia, ya que, a nivel

nacional, éstas son densas y de corta de duración, presentándose el 67% durante los meses de

junio a septiembre [CNA, 2011], por lo que proveen de grandes caudales fluviales que, bajo el

paradigma actual, requieren de gran infraestructura para su almacenamiento.

La gran mayoría de las principales presas de almacenamiento se encuentran en la parte norte y

sur del país, que son, al mismo tiempo, las regiones que albergan la menor cantidad de población

urbana. Otro elemento importante es la distribución desigual del agua pluvial en el territorio, ya que

cae el 69% en la zona sureste, que cuenta tan solo con el 23% de la población, y el restante 31%

sobre el centro y norte del país, el cual cuenta con el 77% de la población, en donde se ha

desarrollado el crecimiento económico. Bajo este contexto, y usando el paradigma actual, las

presas ganan mayor relevancia, al realizar la función de almacenar líquido y facilitar su repartición

entre zonas.

2.2.2 INFRAESTRUCTURA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO

De acuerdo con la definición de cobertura de agua potable de la Conagua, que es el organismo

encargado de administrar y preservar las aguas nacionales [SMN, 2012], las personas que

cuenten con agua entubada dentro de la vivienda; fuera de la vivienda, pero dentro del terreno; de

la llave pública; o bien de otra vivienda [CNA, 2011] se considera que tienen cobertura, aunque el

hecho de que cuenten con ella, no significa que les brinde un agua de calidad. [CNA, 2011]

Actualmente, en base el Conteo de Población y Vivienda del 2005, y la definición antes dada, el

89.2% de la población en México tenía cobertura de agua potable, estimando la Conagua que

crecería para finales del 2009 a 90.7%. Para ese mismo periodo se considera que el 94.3% de las

zonas urbanas estarán cubiertas así como 78.6% de las zonas rurales.



FIGURA 2.1 POBLACIÓN URBANA Y RURAL CON COBERTURA DE AGUA POTABLE

HASTA 2005

Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011

La figura anterior muestra los rubros de población urbana y rural, en millones, que contaban con

agua potable durante el año 2005. Durante ese año, de la población urbana total se tenía un 91.5%

cubierta, mientras que de la población rural total se tenía una cobertura del 69.5%. Esa mayor

oferta del recurso en zonas urbanas es uno de los elementos que promueven la concentración de

gente en las mismas, debido a que emigran de zonas rurales para encontrar una mejor calidad de

vida.

De acuerdo con la definición de Conagua [CNA, 2011], se considera que cuentan con alcantarillado

a todas aquellas personas que tienen conexión a la red de alcantarillado o fosa septica, a un

desagüe, una barranca, grieta, lago o mar.

Con los datos del Conteo de Población y Vivienda del 2005, al 17 de octubre de ese año se

estimaba que el 85.6% de la población tenía alcantarillado. En ese mismo periodo la cobertura en

zonas urbanas fue de 93.9% y 63.2% en zonas rurales según estimaciones de la Conagua.

2.2.3 ACUEDUCTOS

Los acueductos son túneles artificiales que llevan agua de un lugar a otro. Ellos son utilizados para

repartir agua a las zonas que lo requieren. En México existen más de 3 mil kilómetros de

acueductos que reparten a zonas urbanas y rurales con una capacidad total de 112 m3/s. [CNA,

2011]

Dentro de la infraestructura actual los acueductos son parte fundamental para la

redistribución de líquido.



Dentro de este rubro destacan los sistemas Lerma y Cutzamala, ya que forma parte de los

sistemas de abastecimiento más grandes del mundo, suministrando 485 millones de m3/anuales,

venciendo una elevación de 1,100m, consumiendo casi el 0.6% de la energía producida por el

país, y aportando el 6 y 18% respectivamente en el aporte de agua potable a la Cuenca del Valle

de México. [CNA, 2011]

2.2.4 TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL

Las aguas residuales para su tratamiento se dividen en dos grandes grupos; en municipales, que

son aquellas que se manejan dentro del sistema de alcantarillados municipales, ya sean urbanos o

rurales; e industriales que son aquellas que se descargan directamente a los cuerpos receptores

de propiedad nacional [CNA, 2011].

El tratamiento total de aguas residuales durante el 2009 fue del 42% de un total de 209.1 m3/s para

aguas municipales y de 19.3% de un total de 36.7m3/s de aguas no municipales, incluyendo a la

industria. En la figura 2.2 se muestran, en porcentajes, los principales procesos usados en el país

para el tratamiento de agua residual [CNA, 2011].

FIGURA 2.2 PRINCIPALES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

MUNICIPALES, 2009


46,43%

15,59%

11,14%

8,11%

5,37%

4,74% 8,63%

Lodos activados

Lagunas de estabilización

Primario avanzado

Lagunas aireadas

Filtros biológicos

Dual

Otros



Se puede ver que en México el principal proceso de tratamiento de aguas residuales es el de lodos

activados, el cual, durante el año 2009, abarcaba casi la mitad del total tratado, situación que

aumentará considerablemente al completarse el Programa de Sustentabilidad Hídrica del Valle de

México, que incluyen plantas de tratamiento de lodos activados, siendo la más destacada la de

Atotonilco en Tula, Hidalgo. Este proceso aeróbico en suspensión es el más usado en el mundo, y

México lo ha adoptado sin considerar primero el desarrollo de tecnología que aproveche nuestro

clima y situación económica. Y es que el proceso de lodos activados fue desarrollado a inicios del

siglo XX, en Gran Bretaña, después fue incorporado a otros países europeos y a Estados unidos,

todos ellos países con climas fríos, donde los tratamientos biológicos se retrasaban por el casi

congelamiento del agua, razón por la cual incorporaron los lodos activados tan ampliamente. Pero

México tiene un clima cálido en la mayor parte de su territorio, bajo el cual se promueve el

crecimiento de microorganismos, tanto aerobios como anaerobios, que tratan efectivamente el

agua, sin necesidad de usar electricidad. Y es que el alto consumo energético de los lodos

activados, por la obligada inyección de oxígeno las 24 horas, hacen poco recomendable su uso en

países como el nuestro.



3 MARCO METODOLÓGICO Y CONCEPTUAL

“El cerebro no es un vaso por llenar, sino una lámpara por encender” Plutarco.

3.1 TEORIA GENERAL DE SISTEMAS

Después de las dos revoluciones industriales, y en especial, después de las dos guerras

mundiales, las ciencias clásicas se superespecializaron y categorizaron, haciéndolas muy buenas

para optimizar aspectos específicos de un sistema, por ejemplo, mejorando el diseño de un troquel

para facilitar el proceso de troquelado de una industria metalmecánica; creando dispositivos para

hacer rendir la gasolina de un automóvil; o sensores que permitieran el uso eficiente de energía

eléctrica en una casa. Pero cuando los problemas comenzaron a ser más complejos, las

dificultades para explicar y dar solución a ciertos fenómenos se acrecentaron, y sin entender que el

todo es mayor que la suma de sus partes, los científicos armaron conocimientos aislados

generando infinidad de datos sin conexión. Sin embargo, la interacción de las variables de un

sistema están tan interconectadas una con otra, que una variable puede ser tanto causa como

efecto. Actualmente, intentar reducir la complejidad a sus componentes, y construir un

entendimiento del todo a través del conocimiento de sus partes, ya no es válido. Fue entonces que,

para poder resolver problemas cada vez más complejos, se desarrolló la Teoría General de

Sistemas (TGS).

La TGS nació en respuesta a los problemas que surgieron durante la Segunda Guerra Mundial,

especialmente los relacionados a la logística, y que no se podían resolver satisfactoriamente

aislando las ciencias una de la otra. La colaboración interdisciplinaria fue requerida, haciéndose

entonces evidente la necesidad de un lenguaje común que facilitara la labor de integración de

conocimientos. Estos tres términos de interdisciplinariedad, lenguaje común e integración, son

parte de la base de la TGS, y se traducen en sus objetivos, los cuales, se listan a continuación

[Arnold et al., 2000]:

Impulsar el desarrollo de una terminología general que permita describir las características,

funciones y comportamientos sistémicos.

Desarrollar un conjunto de leyes aplicables a todos estos comportamientos y, por último,



Promover una formalización (matemática) de estas leyes.

En nuestro trabajo de tesis, realizamos una investigación y análisis con enfoque sistémico para

poder comprender el contexto en materia hídrica, tanto de los problemas como de las soluciones

actuales, así como para elaborar alternativas de solución. Se siguió, entonces, un proceso que

incluye los siguientes elementos:

1. El análisis del contexto temporal y espacial del sistema en cuestión, considerando

diferentes niveles de realidad, para poder visualizar, en nuestro caso, el problema de

fondo, o al menos, lo más cercano a éste, para que, una vez llegado a un diagnóstico

veraz, se pudieran comenzar a plantear alternativas de solución para el problema en

cuestión.

2. Nexos. Un nexo es una relación por la cual están unidas distintas problemáticas

aparentemente aisladas una de la otra en causa y/o efecto, pero que, al ser estudiadas y

analizadas bajo la visión de un paradigma diferente al convencional, se descubre que ese

conjunto de problemas tienen elementos en común que las afectan y retroalimentan en una

proporción específica. Significa que al entender dichos vínculos, los esfuerzos

encaminados a atacar problemáticas grandes y complejas se hacen más eficientes. En

nuestro caso: Energía, Alimentos y Agua.

3. El pensamiento filosófico y científico que le brinda una flexibilidad especial a la ciencia de

sistemas, debido a que no requiere, en un principio, de una rigurosa comprobación

científica para incorporar conocimiento y tratar alternativas de solución, lo que no descarta

que al final de cada procedimiento sistémico se tenga que comprobar científicamente una

hipótesis o planteamiento hecho.

4. El cambio de paradigma que permite visualizar otros aspectos de la realidad, evitando lo

que se conoce dentro del área de sistemas como “ceguera sistémica”.

5. El empleo de una metodología que nos permitiera tener un esquema para la construcción

de este trabajo de investigación, así como para el establecimiento de soluciones hídricas

acorde a nuestro contexto. En nuestro caso empleamos la metodología de Breakthrough

Thinking, variante de las metodologías suaves, que tiene como fin encontrar soluciones

innovadoras a problemas complejos.



Por otro lado, algunos de los conceptos que consideramos para la elaboración de esta tesis fueron:

Ceguera sistémica: Imposibilidad de visualizar ciertos elementos presentes en el ambiente,

debido al empleo de un paradigma específico.

Complejificación: Proceso del incremento de la complejidad.

Especialización: En un sistema que consiste de elementos con capacidades de canal (capacidad

de procesamiento de información) aproximadamente iguales y constantes, un incremento en la

capacidad de canal del sistema requiere una especialización de las tareas desempeñadas por

cada elemento.

Integración: Es la interconexión de componentes, subsistemas o sistemas diversos y altamente

especializados, dentro de un sistema mayor que provee de funciones complejas, las cuales

requieren de interacciones estrechas entre sus componentes. Por lo anterior la integración va un

paso adelante que otros conceptos al momento de conectar sistemas.

Resiliencia: 1) La medida en que un sistema es capaz de permanecer dentro de un dominio de

estabilidad en respuesta a fluctuaciones del sistema por una perturbación, y la habilidad del

sistema para regresar a dicha estabilidad una vez dejado. 2) La habilidad de un sistema para

realizar una transición tranquila a un nuevo estado de estabilidad en respuesta a cambios en las

condiciones externas. Mientras más amplio el rango de fluctuaciones externas en las cuales el

sistema puede obtener un estado estable, mayor será la resiliencia del sistema. 3) Una medida de

la habilidad de un sistema para absorber cambios y todavía permanecer.

Paradigma: 1) Un arquetipo o ejemplo sobresalientemente claro o típico 2)El patrón total de

percepción, conceptualización, acto, validación, y evaluación asociado con una imagen particular

de la realidad que prevalece en la ciencia o una rama de ella. 3) Un modelo teórico que explica un

tipo de conducta social 4) El patrón que permanece debajo del proceso de construcción de teorías

y explicaciones y que afectan la forma del cuerpo de conocimiento dentro de un dominio social.

Los paradigmas conllevan su propia fuente de justificación y por lo tanto casi no son

relacionados de manera obvia o retados por evidencia empírica

Sistema: 1) Un conjunto de variables escogidos por un observador 2) Usualmente tres distinciones

son hechas: 1. Un objeto observado. 2 Una percepción de un objeto observado. Este será diferente

para diversos observadores. 3. Un modelo o representación de un objeto percibido. Un solo

observador puede construir más de un modelo o representación de un solo objeto. Algunas



personas asumen que 1 y 2 son lo mismo. Asumir lo anterior puede llevar a dificultades en la

comunicación. Usualmente el término sistema es usado para referirse a 1 o 2. El modelo

usualmente se refiere a 3. Ashby empleó los términos máquina, sistema y modelo en dicho orden

para las tres distinciones. 3) Un conjunto o arreglo de entidades tan relacionadas o conectadas

que forman una unidad o todo orgánico. 4) Cualquier conjunto de componentes definibles. 5)

Cualquier porción del universo material que escojamos separar del resto del universo para el

propósito de considerar y discutir los diversos cambios que pueden ocurrir dentro de éste bajo

distintas condiciones. 6) 1 Un conjunto de variables elegidas por un observador junto con limitantes

para cada una de las variables que descubre, hipotetiza o prefiere. Tanto como las variables de un

sistema pueden representar los componentes de una maquina compleja, un organismo o

institución social y una limitante es el complemento lógico de una relación, una definición

equivalente de sistema es que este representa un conjunto de componentes junto con las

relaciones conectándolos para formar una unidad como un todo.

Subsistema: Es aquel sistema que forma parte de un sistema más grande y definido dentro de un

subconjunto de variables de ese sistema más grande. Los subsistemas pueden ser delineados por

un observador pero ellos pueden además mantener su propia identidad y limites

independientemente de las distinciones dibujados por un observador. Los subsistemas pueden ser

superpuestos en alguna variable y dar lugar a una estructura representando interdependencias, por

ejemplo, entre los sistemas educacionales, económicos, y el gobierno como tres subsistemas de la

sociedad.

Sistema sociotécnico: Es un sistema compuesto por subsistemas técnicos y sociales. Un ejemplo

de esto es una empresa o un hospital donde las personas están organizadas en sistemas sociales

como equipos, departamentos, para realizar el trabajo para el cual emplean sistemas técnicos,

como computadoras o maquinas de rayos x.

3.2 METODOLOGÍA SUAVE DE SISTEMAS: BREAKTHROUGH THINKING

“En los límites del desempeño, la diferencia entre ganar y perder no está solamente en la

fuerza física y mental, sino en cambiar las reglas y adoptar una estrategia diferente…”

Extensor, (2006), Breakthrough Thinking, http://www.extensor.co.uk/articles/breakthrough_thinking/breakthrough_thinking.html

, (15-03-2012)

Creada por Shozo Hibino y Gerald Nadler, al analizar cómo diversos líderes resolvían problemas

de forma efectiva y creativa, esta metodología fue introducida en 1990 en un libro del mismo

nombre, concibiéndose como una nueva variante de la metodología de sistemas suaves. Sus

procedimientos combinan elementos visionarios y pragmáticos, para solucionar problemas actuales

http://www.extensor.co.uk/articles/breakthrough_thinking/breakthrough_thinking.html



pero anticipando situaciones futuras. Su objetivo es aplicar adelantadamente las medidas que

promuevan la mejora continua, al tiempo que se forja una mentalidad visionaria.

Esta metodología se diferencia de las demás en que no parte del problema, sino de los objetivos

que tienen las personas u organizaciones, usándolos como guías para dirigir esfuerzos y recursos

disponibles eficientemente, así como para visualizar lo más exactamente posible aquello que se

desea. Para detallar, visualizar y encausar los esfuerzos, se analizan los objetivos de los objetivos,

o dicho de otra manera, el propósito de alcanzar una meta, y así estimular el análisis de cuestiones

como por qué, cómo, cuándo se va a realizar, y de ser necesario, reformularlo. Su desarrollo se

encuentra enmarcado dentro de siete principios de resolución de problemas, los cuales no se

siguen en un orden específico, pero sí de manera coordinada. El propósito es poder generar

información oportunamente para retroalimentar, lo antes posible, el proceso de donde surgirá la

solución. Dichos principios son:

El principio de singularidad. No existen dos problemas iguales en los cuales se pueda replicar la

misma solución. El contexto de cada problema es siempre diferente. Tratar de empatar las

características ideales de un sistema a otro pudiera desbocar en consecuencias negativas porque

no se adhiere a sus características únicas.

El principio de objetivos. Enfocarse en los objetivos planteados y expandir sus alcances, ayuda a

eliminar los aspectos no esenciales que generan trabajar en problemas erróneos. Las personas

que resuelven problemas más inteligentemente enfatizan el ataque frontal para resolver el

problema y así operar más eficientemente cuando tengan que detallarlo. Evitan la típica urgencia

de comenzar a recolectar información y analizar la situación. * libro GST intro características

adicionales.

El principio de la solución-siguiente. SAN por sus siglas en inglés, menciona que la innovación

puede ser estimulada y las soluciones pueden ser más efectivas trabajando en reversa desde el

objetivo de una solución ideal brindando directivas para encontrar soluciones de corto y mediano

plazo y les infunde propósitos de largo plazo. Pensadores innovadores usan el conocimiento para

estimular nuevas concepción de soluciones ideales. *libro GST intro características adicionales.

El principio de sistemas. Cada problema forma parte de un sistema más grande de problemas, y

resolver un problema deja al descubierto otro más. Se deben tener claros los elementos y

dimensiones de un sistema-solución para determinar por adelantado las complejidades que se

deben incorporar en la implementación de la solución y así asegurar su funcionalidad e

implementación efectiva.



El principio de recolección limitada de información. Conocer demasiado de un problema en un

inicio puede crear expertos en problemáticas pero también puede evitar ver algunas alternativas

de solución idóneas. Este principio sirve para concentrarse en la información que es

particularmente útil y relevante para otros principios de la metodología BT. Los líderes exitosos

saben que es imposible que los datos sean precisos, de tal forma que no existen los “datos duros”

y saben cómo lidiar con los “datos suaves”, además saben que no es posible recolectar todos los

datos necesarios, su consejo es enfocarse en los propósitos de la información que crees necesitar

y limitar su recolección.

El principio del diseño de la gente. La gente que va a llevar a cabo la solución y los usuarios

deben trabajar de forma conjunta, continuamente, para desarrollar la solución con la metodología

BT. La solución propuesta debe incluir el mínimo de detalles críticos para que los usuarios de la

solución puedan tener flexibilidad al aplicarla, en otras palabras, la solución debe contener

principios o características generales de funcionamiento para que satisfaga las necesidades

primordiales de los usuarios, pero al mismo tiempo, pueda adaptarse a situaciones particulares.

Este principio no es nuevo pero un estudio en estados unidos mostró que solo el 5% de las

compañías dieron a sus empleados algún tipo de formación para tomar decisiones en grupo o

resolver problemas.

El principio de mejora del tiempo. Una secuencia de soluciones bajo la guía de propósitos es un

puente para un mejor futuro. La única forma de mantener la vitalidad de alguna solución es incluir y

monitorear un programa para el cambio continuo. Los líderes exitosos procuran moverse tan

rápido como sea posible hacia su visión última, promoviendo el cambio constante a través de todos

sus esfuerzos, y por medio de iteraciones de los principios del método BT.

Para agilizar la evolución del proceso así como su mejora continua, se realizan una serie de

preguntas, que al mismo tiempo que realizan un análisis de los resultados, se cuestiona

constantemente si se está yendo por la dirección correcta, en caso contrario, se identifica el paso

desde el cual se debe replantear el proceso de investigación como se muestra en la figura 3.2.



FIGURA 3.1 MEJORA CONTINUA DE LA SOLUCIÓN VIVIENTE CREADA BAJO LA

METODOLOGÍA BREAKTHROUGH THINKING Fuente: http://www.breakthroughthinking.com/ProductsAndServices_Methodology.html

Dentro de este trabajo, la metodología se aplicó de la siguiente manera:

Fase 1. Involucrar a la gente. Si bien el rango de gente involucrada en la problemática hídrica es

muy amplio, en nuestro caso, debido a limitantes como el tiempo, y para fines de esta tesis,

hicimos referencia a tres grupos de personas que tenían conocimiento del tema hídrico:

académicos, técnicos y usuarios. Los tres grupos, necesarios para el buen desarrollo de

soluciones, de acuerdo a la metodología, sirvieron para incorporar diversos puntos de vista, tanto

de la problemática, así como de las soluciones, respetando las opiniones de cada uno de ellos, e

incorporándolas dentro de lo que sería el objetivo de éste trabajo de investigación de encontrar

alternativas de solución a los problemas hídricos actuales en zonas urbanas.

Dentro de ésta fase se realizaron preguntas clave siendo algunas de éstas las siguientes:

A. ¿Qué hay de único en éstas personas? Cada grupo tenía experiencias, y conocimientos

distintos en relación al recurso hídrico. A nivel académico era el teórico-científico, y a nivel técnico

y de usuario era la experiencia práctica. Asimismo, la creatividad para resolver el problema hídrico

difería de un grupo a otro, ya que por citar un ejemplo, los usuarios no se limitaban al momento de

proponer soluciones en diversas maneras, mientras que los académicos y técnicos lo hacían un

http://www.breakthroughthinking.com/ProductsAndServices_Methodology.html



poco, debido, en parte, al conocimiento que tenían sobre las alternativas de solución que

consideraban podían aplicarse o no, como tecnología o infraestructura requerida, y que les hacía

reducir su rango de opciones posibles.

B. ¿Qué información útil tiene la gente? Como ya se mencionó, la información se dividía en teórica

y práctica, donde un grupo tenía más conocimiento de alguna, pero en ocasiones existía

información que era del conocimiento de los tres grupos, resaltando el hecho que difería la forma

en que se interpretaba, y enriqueciendo el proceso con la sabiduría de cada grupo, contrastando,

al final, opiniones y razones.

C. ¿Qué roles puede tomar la gente en el desarrollo de la solución? A lo largo de este trabajo el

grupo de académicos jugó los roles de consejero, analista y evaluador, mientras que el grupo

técnico y de usuarios jugó los de consulta de expertos y grupos afectados.

Finalmente se realizó el proceso de Listar, Organizar y Decidir (LOD) para definir un plan de

acción, y así establecer quienes estarían involucrados. En cada paso del LOD, se realizaron las

preguntas de ¿qué cualidades únicas posee la gente?, ¿qué información útil posee?, y ¿qué

sistema se debe de crear?

Fase 2. Selección de un objetivo. El objetivo planteaba el desarrollo de un sistema que fuera útil

en el manejo integral del recurso hídrico, quedando de la siguiente manera: “Definir un conjunto de

soluciones sustentables y construir un modelo integral que abarque desde la captación del agua de

lluvia, su uso parcial, su tratamiento parcial y reuso del agua en diferentes calidades hasta llegar a

la recarga de los mantos freáticos de los volúmenes remanentes, todo ello apoyado en proyectos

estratégicos que sean aceptados por la comunidad por una cultura del agua en las zonas urbanas.”

Fase 3. Creación de una solución futura ideal. Durante esta fase, el cambio de paradigma fue

trascendental para salir de los límites que comúnmente se adoptan de manera personal, y así

establecer soluciones hídricas ideales, que si bien no se pueden lograr en un primer intento serán

la razón de tener una mejora continua en los procesos de manejo integral del recurso hídrico así

como en la innovación de alternativas de solución. Por lo anterior, se planteó que la solución ideal

debía cumplir los siguientes requisitos:

a. Cero uso de energía eléctrica generada por medios convencionales.

b. Uso de técnicas y tecnologías disponibles y accesibles para la población urbana en

México.

c. Uso de técnicas y tecnologías efectivas y eficientes en la captación, uso, tratamiento, y

ahorro del agua.

d. Incorporación infraestructura verde.

e. Aprovechamiento de la infraestructura con la cual se dispone.

f. Aplicación dentro de un periodo de tiempo conveniente para este trabajo de tesis

g. Consideración de las tendencias a nivel internacional y nacional en relación al manejo del

recurso hídrico

Fase 4. Construcción de una solución viviente para el presente y para el futuro. Con la ayuda

de la información adquirida en las fases anteriores, se planteó un cambio en el manejo del recurso



hídrico, que se pudo materializar a través de las propuestas de solución que se establecen en el

capítulo 6, las cuales se pudieron implementar de manera casi inmediata, destacando tres puntos

importantes:

a. Se realizo una descripción, lo más detallada posible, de los cambios y elementos

requeridos para la implementación de las soluciones

b. Se describieron una serie de principios para poder continuar el desarrollo del modelo en

etapas sucesivas, así como trabajos futuros recomendados para lograr llegar a la solución

ideal que se desea.

c. La implantación parcial de las soluciones para comenzar a determinar futuros cambios

incluidos dentro de un plan de cambio gradual.



4. ANALISIS DEL SISTEMA HÍDRICO ACTUAL EN LA CIUDAD DE MÉXICO

“No es la cantidad, sino la calidad y accesibilidad del agua lo que plantea un problema de

escasez económica. Las técnicas disponibles permiten fabricar el agua con la calidad

deseada y llevarla al lugar requerido, pero ello entraña costos físicos y monetarios que

pueden hacer la operación económica y ecológicamente poco recomendable.” [CNA, 2011]

4.1 PARADIGMA Y SOLUCIONES EN EL VALLE DE MÉXICO

Como se ha podido observar a lo largo de este trabajo, es importante el cambio de paradigma y su

correcto empleo para establecer soluciones integrales y efectivas ante problemas complejos y

emergentes. En lo que respecta al Valle de México, el manejo del recurso hídrico dentro de la

región se basa en un modelo o paradigma que tuvo sus antecedentes en el pensamiento de

dominio a la naturaleza, traído por los españoles y acentuado con las dos revoluciones industriales,

en combinación con el paradigma nacional conocido como el proyecto modernizador, empleado

durante la época del porfiriato, resultando en el paradigma conocido como importación y desagüe

del Valle de México, el cual es un modelo lineal de gestión del agua, donde ésta se extrae o

importa para utilizarse una única vez y después desecharse. Dicho modelo basa su desempeño

únicamente en la construcción de estructuras duras como son pozos, tuberías, plantas de bombeo

y túneles [Hermosillo, 2009], y evita tomar seriamente aspectos cruciales que optimizarían el

sistema hídrico como son el cambio en la cultura hídrica, la aplicación de nuevas medidas

tarifarias, la incorporación de estructuras verdes, así como la integración de nuevos elementos de

otros subsistemas involucrados, además de considerar cantidades ilimitadas de recursos. Esta falta

de apercibimiento de nuevos elementos se puede explicar, en términos generales, por dos

aspectos cruciales; la confianza y/o dependencia en la tecnología disponible como única

herramienta práctica para dar solución a las problemáticas del momento, por parte de los

gobiernos o administradores hídricos, evitando ampliar la visualización de elementos involucrados

y disponibles para el buen manejo de la problemática; y, por otra parte, la absorción, por parte

del estado, de la mayor porción de las responsabilidades durante la planeación y toma de

decisiones en relación al recurso hídrico, aislándose de tener una mayor participación de otros

sistemas sociales. Sin embargo, estas problemáticas principalmente en el Valle de México han

llegado a un punto en que ya no es posible administrarlas “al momento” con una sola herramienta,

ni con un solo organismo o grupo de personas, haciendo cada vez más urgente la búsqueda de



alternativas, la integración de nuevos elementos, y la descentralización real de responsabilidades,

no solamente dejándolas plasmadas en una ley, sino brindando las herramientas para alimentar la

participación ciudadana, debiéndose incorporar dentro de soluciones estratégicas para garantizar

que las problemáticas actuales no crezcan desmesuradamente, permitiéndoles ser manejables, y

donde finalmente, como resultado de la presión del momento, resulten en la aplicación de

soluciones tecnológicas o enorme infraestructura que beneficia en el corto y mediano plazo, pero

crea problemas más complejos en el largo plazo.

4.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA REGIÓN HIDROLÓGICO

ADMINISTRATIVA (RHA) XIII QUE ALBERGA A LA CIUDAD DE MÉXICO

De acuerdo con la CONAGUA una región hidrológica es el “área territorial conformada en función

de sus características morfológicas, orográficas e hidrológicas, en la cual se considera a la cuenca

hidrológica como la unidad básica para la gestión de los recursos hídricos”. Para delimitar una

región la CONAGUA identificó las principales cuencas del país, para después agruparlas por

rasgos comunes como vecindad, tamaño, interconexión, drenaje, nivel de escurrimiento, etc.

La CONAGUA agrupó, para su mejor control, estas regiones hidrológicas dentro de trece regiones

hidrológico-administrativas (RHA), las cuales incluyen municipios enteros, de forma que los

usuarios no tienen que realizar sus gestiones hídricas en diversos sitios. Cada región cuenta con

una Gerencia Regional [SEMARNAT, s/f]

La RHA que nos concierne es la no. XIII Aguas del Valle de México, ya que ésta incluye las 16

delegaciones del Distrito Federal, 56 municipios del Estado de México, 39 del estado de Hidalgo y

4 de Tlaxcala [SEMARNAT, 2010]. Esta es la región de más alta densidad poblacional de las trece

regiones al contar con la menor extensión territorial y el más alto número de habitantes,

correspondientes a 16, 426 km2 y 21, 258, 911 habitantes, respectivamente, durante el año 2008.

La mayor aportación al PIB nacional se produce aquí pero presenta un inconveniente muy grande:

la baja disponibilidad hídrica con la que cuenta de forma natural.

Con ayuda de las tablas 1.5 y 1.6, mostraremos la importancia de la región hidrológico-

administrativa XIII en el desarrollo económico del país, así como diversos aspectos en cuanto al

suministro y disponibilidad de líquido.

TABLA 1.5 APORTACIÓN AL PIB NACIONAL POR RHA

Aportación por RHA al PIB

nacional

Superficie Continental Aportación al PIB nacional,

2009 (%)

Agrupación



I Península de Baja California 145,385 3.36 Tipo III (Mediana)

II Noroeste 205,218 2.44 Tipo III (Mediana)

III Pacífico Norte 152,013 3.10 Tipo III (Mediana)

IV Balsas 119,248 10.78 Tipo II (Alta)

V Pacífico Sur 77,525 1.79 Tipo III (Mediana)

VI Río Bravo 379,552 14.29 Tipo II (Alta)

VII Cuencas Centrales del

Norte

202,562 2.59 Tipo III (Mediana)

VIII Lerma-Santiago-Pacífico 190,367 14.29 Tipo II (Alta)

IX Golfo Norte 127,166 6.87 Tipo III (Mediana)

X Golfo Centro 104,790 4.72 Tipo III (Mediana)

XI Frontera Sur 101,231 5.51 Tipo III (Mediana)

XII Península de Yucatán 137,753 9.55 Tipo II (Alta)

XIII Aguas del Valle de México 16,438 20.72 Tipo I (Muy Alta)

Total 1959248 100


En la tabla anterior se aprecia que la RHA XIII es la única considerada de tipo I por su contribución

al PIB, con un 20.72%, y eso se debe a que, entre otras cuestiones, alberga a la ciudad de México,

la más importante del país, así como a la zona conurbada más poblada, resultando en una

prioridad mayor, para dicha región, al momento de suministrarle agua, ya que de no mantenerlo se

verían afectadas sus actividades, principalmente comerciales, repercutiendo en el crecimiento

económico del país.

A continuación notamos que 2 de las 4 RHA consideradas tipo II o de importancia alta, por su

aportación al PIB, son regiones que justamente albergan cuencas de donde se importa agua a la

región XIII, en especial a la subregión Valle de México, siendo éstas la RHA IV Balsas (tipo II, alta,

10.78% del PIB) y la VIII Lerma-Santiago-Pacifico (tipo II, alta, 14.29%). Por lo que, si se

considerara únicamente la aportación al PIB para priorizar el suministro de líquido, notaríamos que

la región XIII se vería afectada por problemas futuros al competir con las demás RHA por el

suministro de líquido, siendo esto otra razón para diversificar las estrategias para la gestión del

recurso hídrico dentro de la RHA y no quedar vulnerables en un futuro próximo.

En la actualidad, se tiene entendido que el 97.5% del agua en la Tierra es salada, lo que significa

que no se puede emplear para consumo o actividades humanas sin antes quitarle las sales

contenidas. Sin embargo, el restante 2.5% es agua dulce, siendo apta para utilizarse directamente

en diversas actividades. Debido a que esta última es una cantidad relativamente baja, se debe

renovar constantemente, tanto en cantidad como en calidad, y es en donde la precipitación pluvial

juega un papel importante al producir la mayor parte de la llamada “agua renovable”. Ésta se

produce cuando la precipitación pluvial se almacena en cuerpos de agua superficiales y acuíferos,

renovándolos dentro de un periodo de tiempo específico; cuando ciertos acuíferos tienen periodos



de renovación, entendidos como la razón de su almacenamiento estimado entre su recarga natural,

muy largos, se les conoce como acuíferos que almacenan aguas no renovables, siendo un ejemplo

de éstas las aguas fósiles. [CNA, 2011]

A continuación mostraremos tanto las cantidades de agua renovable que poseen las diversas RHA,

así como el grado de sobreexplotación que están sufriendo sus acuíferos.

TABLA 1.6 AGUA RENOVABLE PER CÁPITA Y ACUIFEROS SOBREEXPLOTADOS POR RHA (2009)

Región

Hidrológico-

Administrativa

Población

a

diciembre

del 2009

(Millones

de

habitantes)

Agua

renovable

(hm3/año)

Agua

Renovable per

cápita 2009

(m3/hab/año)

Escurrimiento

natural medio

superficial total

(hm3/año)

Total de

acuíferos

Recarga

media total

de

acuíferos

(hm3/año)

Número de

acuiferos

sobreexplotados

I Península

de Baja

California

3.78 4,667 1,234 3,367 87 1,300 8

II Noroeste 2.62 8,499 3,250 5,074 63 3,426 13

III Pacífico

Norte

3.96 25,630 6,473 22,364 24 3,267 2

IV Balsas 10.62 21,680 2,040 17,057 46 4,623 2

V Pacífico

Sur

4.13 32,824 7,952 30,800 35 2,024 0

VI Río Bravo 10.98 12,163 1107 6,857 100 5,306 15

VII Cuencas

Centrales del

Norte

4.19 7,898 1,887 5,506 68 2,392 24

VIII Lerma-

Santiago-

Pacífico

20.97 34,533 1,646 26,431 127 8,102 30

IX Golfo

Norte

4.97 25,564 5,145 24,227 40 1,338 2

X Golfo

Centro

9.65 95,866 9937 91,606 22 4,260 0

XI Frontera

Sur

6.62 157,754 23,835 139,739 23 18,015 0

XII Península

de Yucatán

4.06 29,645 7,294 4,330 4 25,316 0

XIII Aguas del

Valle de

México

21.42 3,513 164 1,174 14 2,339 4

Total

Nacional

107.97 460,237 4,263 378,530 14 81,707 0

Fuente: Comisión Nacional del Agua, Estadisticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011



Notamos que aunque el agua renovable dentro de la RHA XIII es de 3,513 hm3/año, siendo la

menor en comparación a las demás RHA, su cantidad no es necesariamente baja, sino que debido

a su alta densidad poblacional, esta disponibilidad disminuye, llegando a los 164m3/hab/año, y a

los 74m3/hab/año en su subregión Valle de México, que es la más poblada, significando que para

este último caso se tiene una disposición natural promedio de 203 litros/hab/día.

Ahora, vemos dentro de esta misma tabla dos elementos fundamentales para el suministro de

agua: las fuentes superficiales y subterráneas. En el primer caso se tiene que el promedio de

aguas que escurren recargando fuentes superficiales de agua es el más bajo de todas las RHA,

además, se suman los hechos de que casi un 68% de las aguas superficiales en ésta región se

encuentran dentro del rango de contaminada a altamente contaminada [CNA, 2011], y que los

desagües son mixtos, lo que resulta en el aumento del caudal de aguas sucias. Si le agregamos

que casi el 46% del agua consumida es destinada al abastecimiento público [CONAGUA, 2009], la

utilidad de esta agua de escurrimiento, que debiera ser renovable, se ve reducida a los distritos de

riego de dicha RHA, cuando ésta se tiene al alcance, ya que no cumple con los estándares de

calidad para el suministro público urbano. Para el segundo caso tenemos que de los 14 acuíferos

existentes en la RHA, 4 se encuentran en condición de sobreexplotados, ubicándose todos éstos

en la subregión Valle de México, los cuales son: Cuautitlán-Pachuca, Texcoco, Zona Metropolitana

de la Ciudad de México y Chalco-Amecameca. [CONAGUA, 2009].

Por las cuestiones antes mencionadas se tiene que la RHA XIII está clasificada dentro de un grado

de presión Muy Alto, ya que el porcentaje que representa el agua empleada en usos consuntivos

respecto al agua renovable supera por mucho el límite del 40%, llegando al 132% [CONAGUA,

2009], siendo la única región en México que se encuentra dentro de ésta clasificación. En la

siguiente figura se muestran los tres niveles básicos para clasificar el grado de presión sobre el

recurso hídrico: Sin presión, medio y muy alto.

FIGURA 4.1 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL RECURSO HÍDRICO, POR RHA, 2009




Ahora bien, si en México se tiene que la presión sobre el recurso hídrico es del 17.5%, apenas por

debajo del nivel medio, y significa que la importación de agua de otras cuencas es factible debido a

que se puede repartir la carga de una RHA entre diversas cuencas, no quiere decir que dicha

gestión se esté haciendo de forma sustentable, y menos de forma estratégica, ya que, por

mencionar algunos ejemplos, los niveles tan altos de energía gastados para importar agua son por

mucho enormes, por otro lado, el plan de satisfacer la demanda aumentando la oferta sin

considerar consecuencias ambientales, sociales, políticas y económicas a largo plazo, es otro

problema que se complejifica al tomar en consideración el cambio climático, el cual afecta desde la

misma megainfraestructura, principalmente para el trasvase de agua (Sistema Lerma y

Cutzamala), pasando por la cantidad de agua disponible, hasta el proceso de tratamiento (P.T.A.R.

Atotonilco).

Por todo lo anterior, si diversificáramos los usos desde el nivel local al regional, si se limpiaran

aguas superficiales, se reutilizara líquido, y se infiltrara lluvia, para la recarga de acuíferos, la

cantidad de agua renovable aumentaría significativamente para la región, al tiempo que

aumentaría su resiliencia ante crisis de diversa procedencia. Aunque en términos generales toda la

RHA XIII presenta problemas de abastecimiento de agua de calidad, los problemas más

importantes se encuentran en la subregión Valle de México, y de forma especial en la conocida

Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM).

4.3 RHA XIII: LA SUBREGIÓN VALLE DE MÉXICO Y LA ZONA

METROPOLITANA DEL VALLE DE MEXICO (ZMVM)

Para fines de comprensión y diagnóstico de una situación específica, debe verse el contexto

general de la problemática a tratar, que puede abarcar diversos niveles, pero para fines de

generación y aplicación de soluciones, bajo el paradigma de la sustentabilidad, se recomienda

conocer la situación lo más localmente posible. Es por lo anterior que nosotros haremos un análisis

en la conocida Zona Metropolitana del Valle de México, ya que es ahí en donde se hacen más

profundos y característicos los problemas antes mencionados, debido, en gran medida, al

crecimiento de las zonas urbanas, la densidad poblacional y la falta de agua renovable en la

región.

La RHA XIII alberga la subregión Valle de México, que es de especial interés debido a su

influencia económica, caracterizándose por conformarse mayormente de regiones urbanas

entre las que destacan la Ciudad de México y su zona conurbada. Debido a que ésta última,

conocida anteriormente como Zona Metropolitana de la Ciudad de México, ha crecido de forma

importante, se le cambió su denominación a Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM)



[CONAGUA, 2009], demostrando que para fines de planeación y administración hídrica ya no era

solamente la Ciudad de México la zona a considerar, sino toda la región del Valle de México.

Sentado lo anterior, debemos mencionar que el número de municipios que integre la ZMVM puede

variar de acuerdo al criterio y objetivos del organismo u organismos que la delimiten, teniendo que,

en el caso de la Comisión Ejecutiva de Coordinación Metropolitana, ésta integra 16 delegaciones

del D.F., 59 municipios del Edo. De México, y 29 municipios del Edo. De Hidalgo [CAM, 2010];

mientras que el grupo interinstitucional conformado por la Secretaria de Desarrollo Social

(Sedesol), el instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), y el Consejo

Nacional de Población (Conapo) considera las 16 delegaciones del D.F., 59 municipios del

Edo. De México y 1 del Edo. De Hidalgo [CNA, 2011]. Será bajo la delimitación hecha por este

último grupo que nosotros realizaremos el análisis pertinente.

Como ya mencionamos, la ZMVM se caracteriza, entre otras cosas, por el nivel de urbanización

que ha generado, lo que se puede ver en la tabla 1.9, donde se muestra el porcentaje de

poblaciones rurales y urbanas durante el año 2008, para cada una de las entidades federativas que

la conforman.

TABLA 1.7 POBLACIÓN RURAL Y URBANA DE LOS ESTADOS QUE CONFORMAN LA ZMVM

Entidad Federativa Población por

Entidad Federativa

(Hab)

Población en la ZMVM

(Hab)

Población de cada

entidad federativa

que habita en la

ZMVM (%)

Urbana(%) Rural(%) Urbana(%) Rural(%) Urbana(%) Rural(%)

Distrito Federal 8,838,981 8,838,981 100

99.63 .37 99.63 .37 100 100

Hidalgo 2,409,162 63,622 2.64

52 48 82.68 17.31 4.199 .87

México 14,638,436 11,001,757 75.15

87 13 96.64 3.35 83.48 19.41

PROMEDIO 79.54 20.45 92.98 7.01 62.55 40.09

Elaboración propia con datos de: a)CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del

Valle de México, SEMARNAT, México, 2011; b)INEGI



Se puede apreciar la cantidad de población urbana y rural a través de tres niveles: 1) Entidad

Federativa, 2) ZMVM y 3) participación de cada Entidad en la ZMVM.

En el primer caso vemos que de las tres entidades federativas, se tiene que casi el 100% del D.F.

está habitado por poblaciones urbanas, le sigue el Estado de México con un 87% y finalmente

Hidalgo con un 52%. Como vemos, el proceso de urbanización se origina dentro de la Ciudad de

México y se extiende a sus alrededores, teniendo que en promedio los tres estados tienen un

porcentaje de población urbana del 79.6%. Al centrarnos en la ZMVM, tenemos que ésta cifra

aumenta a un 92.98%. Por último, tenemos que casi el 66% de la población urbana de los estados

que conforman la ZMVM se encuentra dentro de esta última, pero si excluyéramos el único

municipio del Edo. De Hidalgo, encontraríamos que en promedio más del 86% de ésta se

encuentran dentro de la ZMVM. Por lo anterior y debido a que cerca del 85% (51 municipios de 60)

del territorio de la ZMVM se encuentra dentro de la subregión Valle de México, nosotros nos

referiremos en mayor medida a datos de esta última subregión para una visión de conjunto.

Ya sea que se delimite por estado o por zona, en ambos casos se presentan altos niveles de

urbanización, encontrándose la relevancia en que dichas zonas urbanas generan cambios

profundos a su ambiente, así como consumen recursos intensivamente por medio de actividades

secundarias y terciarias, pero teniendo además que las entidades federativas tienen sus áreas

urbanas prácticamente juntas dentro de una sola región, lo que multiplica los efectos en el área

social, ambiental y económica.

En éste último rubro se tiene que mencionar que dentro de las regiones urbanas las actividades

secundarias y terciarias generan mayores ganancias en comparación a las actividades primarias,

efecto que se multiplica en la ZMVM. Ahora, como ya habíamos mencionado, la prioridad en el

suministro hídrico se da esencialmente por la aportación al PIB que la región o entidad federativa

genera para el crecimiento económico del país. Bajo esta misma visión la ZMVM adquiere

relevancia ya que como mostraremos en la siguiente gráfica, gran parte del aporte de la RHA XIII

se genera aquí.



FIGURA 4.2 APORTACIÓN AL PIB POR RHA, 2008

Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México,

SEMARNAT, México, 2011.

Actualmente la ZMVM se encuentra, casi en su totalidad, dentro de la subregión Valle de México,

ahora, de acuerdo a la gráfica anterior, la RHA XIII genera alrededor del 25.5% del PIB nacional,

teniendo que el 97% de ese PIB se produce en la subregión Valle de México y el 3% restante en la

subregión Tula.

Es en base a este aporte que toma relevancia el suministro de agua a la ZMVM, para garantizar el

crecimiento económico de México, lo que se magnifica dentro del contexto de una nación en

crecimiento. Pero al darle mayor relevancia al factor económico, tenemos que tomar en

consideración la importancia de las otras regiones en la aportación al PIB, la cantidad de líquido

que éstas exportan a la RHA XIII, al mismo tiempo que deben satisfacer sus propias necesidades

hídricas. Por lo anterior, haremos un análisis de las principales fuentes de abastecimiento de la

ZMVM.

4.4 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE LA ZMVM

Como se ha mencionado en la tesis, las zonas urbanas consumen altas cantidades de recursos, al

tiempo que degradan rápidamente su ambiente, y es lo que ha sucedido en la ZMVM, ya que el

361.497 234.020

184.572 633.776

239.364

182.049

1.783.420

345.043 1.748.523

450.158

901.168

1.347.927

2.658.047

80.125

APORTACIÓN AL PIB, 2008 I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

XIII S. V.M.

XIII S. T.

RH



recurso hídrico es suministrado en proporciones cada vez mayores, desde regiones más lejanas, al

tiempo que los recursos internos son sobreexplotados y contaminados. Este proceso Lo anterior

plantea un problema de suministro de agua en la calidad y cantidad requerida según el modelo de

gestión hídrica que esté empleándose, siendo en nuestro caso un modelo que consume casi

exclusivamente agua de primera calidad para todos los usos, lo que se traduce en calidad y

cantidad de agua muy alta.

El mismo modelo ha desvalorado la naturaleza que tiene la función de “fabricar” el agua que

requerimos, lo que se ha visto en el cambio de uso de suelo, debido a que las antiguas tierras

forestales y de cultivo ahora han sido revestidas con pavimento y concreto para la construcción de

viviendas y vías de transporte, provocando que el actual ciclo hidrológico se encuentre

interrumpido, debido a que las aguas pluviales, que anteriormente se almacenaban en la superficie

y subsuelos de la cuenca del Valle de México, son, hoy en día, interceptadas por los nuevos suelos

impermeables y redirigidas por medio del sistema de drenaje hacia fuera de la cuenca. Esta

alteración del ciclo hidrológico en el Valle de México resultó en una mayor evaporación y una

menor infiltración de líquido al subsuelo como se muestra en la figura 4.3.

FIGURA 4.3 COMPONENTES DEL CICLO HIDROLÓGICO REGIONAL

La acelerada impermeabilización que se produjo a partir de la década de los 80 generó alteraciones al

ciclo hidrológico del Valle de México, aumentando la evaporación y disminuyendo la recarga de los

acuíferos, teniendo que del total de la precipitación media histórica (1980-2004) el 72.2% regresa la

atmósfera en forma de vapor (evapotranspiración) mientras que el 11.31% se escurre a través de

fuentes superficiales de agua y finalmente sólo el 16.48% se infiltra para recargar los acuíferos locales.




En el Valle de México se tiene que durante los últimos años no ha variado considerablemente la

cantidad total de precipitación en el Valle de México, lo que significa que se dispone de una

cantidad constante y confiable de agua renovable, si esta es aprovechada, pero debido a la

urbanización se han generado tres problemas importantes: 1) Alta evaporación, 2) baja infiltración

y 3) una mínima renovación de agua.

Al quedar expuesta una mayor superficie de agua a los rayos del sol, al tiempo que se impide que

se infiltre en el suelo, esta tiende a evaporarse más rápidamente, proceso que se intensifica debido

al aumento en las temperaturas de regiones urbanas por la absorción de radiación solar,

generando las conocidas islas de calor, lo que se hace evidente cuando se observa que durante el

periodo 1961-1985 la temperatura mínima de las áreas rurales aumentó 0.08°K/año mientras que

en la urbana fue de 0.15°K/año, es decir, casi el doble [Escolero et al., 2009]. Es así que, como se

puede ver en el esquema anterior, tenemos que más del 72% del agua regresa a la atmosfera por

medio de la evapotranspiración.

Aunque la precipitación total no ha variado de manera significativa a través de los años, la

intensidad de las lluvias si ha aumentado, teniendo que el 78% de la precipitación anual se

produce durante los meses de junio a septiembre en un intervalo promedio de 82 días, explicando

algunos autores [Escolero et al., 2009] que las lluvias torrenciales se producen en primer lugar al

movimiento convectivo en el pie de monte al suroeste y centro de la ciudad y en segundo lugar a

las islas de calor. Fenómenos que se intensificarían con el CC, produciendo lluvias torrenciales en

tiempos más cortos.

Por otro lado, cuando llueve, y al ser los suelos impermeables, se produce una mayor escorrentía

que va a dar a cuerpos de agua superficiales y que por su baja cantidad de contaminantes, debiera

sumarse a las aguas renovables de la región, pero que únicamente pasa a aumentar los caudales

de aguas negras debido a que más del 68% [CNA, 2011] de las aguas superficiales están dentro

del rango de mediana a altamente contaminadas, especialmente en la subregión Valle de México,

por lo que la utilidad del agua de lluvia termina por ser casi nula. En resumen se tiene que del total

de agua de pluvial, principal fuente de agua renovable, el 72% se evapotranspira, gran parte del

11.31% de escorrentía pasa a aumentar los caudales de aguas negras, y solo el 16.48% se infiltra

para recargar los acuíferos locales. Estos porcentajes de alta evaporación y poca infiltración del

agua de lluvia se pueden comparar a países como Israel, donde el alto índice de radiación provoca

que el 70% de la lluvia que cae regrese casi de inmediato a la atmosfera y solo el 30% ingrese a

aguas subterráneas [RPP, 2011]

Producto de lo anterior se tiene que el agua renovable es casi inexistente en la subregión Valle de

México, lo que aunado a la alta densidad poblacional y a la contaminación de fuentes superficiales,



resulta en una sobreexplotación de los recursos subterráneos, cuestiones que podemos ver a

través de la figura 4.4.

FIGURA 4.4 USOS CONSUNTIVOS DEL AGUA Y SUS FUENTES DE SUMINISTRO PARA LA

RHA XIII (hm3/año)

Elaborado con datos de: a) Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011; b) CONAGUA, Estadísticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México.

Edición 2009, SEMARNAT, México, 2009

Aunque el mayor consumo de agua superficial dentro de la RHA XIII se da en el ámbito agrícola,

debemos aclarar que solamente el 6% de los distritos de riego se encuentran dentro de la

subregión Valle de México, por lo que los principales empleos del agua para la subregión quedan

dentro de las tres categorías restantes, y debido a que el 90% de la población de la RHA XIII se

encuentra dentro de la subregión Valle de México [CCVM, 2006], podemos considerar los datos de

la tabla como descriptivos de la subregión como bien lo constatan datos de CONAGUA donde se

muestra que entre la extracción subterránea, importación de agua de otras cuencas, y uso

superficial, la subregión Valle de México ocupa alrededor de 2392 hm3/año [OCVM, 2009], dato

casi idéntico, sin tomar en cuenta el uso agrícola, a los 2359hm3/año que ocupa la RHA XIII en

ésta gráfica. Es así que el empleo del agua en la subregión Valle de México es esencialmente para

el abastecimiento público que representa, el 89.31% del uso en la subregión. Para estos fines más

del 83% proviene de fuentes subterráneas y el restante 17% de fuentes superficiales, lo que

corresponde a 55.74m3/s y 11.066m

3/s, respectivamente. Lo anterior se explica por la

contaminación de aguas superficiales antes referida, teniendo que los únicos 11.066 m3/s

corresponden a aguas importadas por el sistema Lerma-Cutzamala.

1916

349

44 22

383

1758

118 68

0

500

1000

1500

2000

2500

Agricola Abastecimientopúblico

Industriaautoabastecida

Termoelectricas

Subterránea

Superficial

http://www.conagua.gob.mx/ocavm/Espaniol/TmpContenido.aspx?id=b861a483-e77d-4985-bd40-6bc23cf90530%7CAcerca%20de%20la%20Cuenca%7C0%7C6%7C0%7C0%7C0



4.5 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO: EXTERNAS E INTERNAS

De esta manera, el sistema de abastecimiento hídrico de la subregión Valle de México se ha

llegado a conformar de 4 fuentes esenciales: 1) Sistema Cutzamala, 2) sistema Lerma, 3) sistema

de pozos Plan de Acción Inmediata (PAI), y 4) los pozos y manantiales del sistema de Aguas de la

Ciudad de México [Escolero et al., 2009].

De las fuentes antes mencionadas 2 corresponden a fuentes externas, siendo éstas las

provenientes del sistema Cutzamala y el sistema Lerma, y las 2 restantes pertenecen a las fuentes

internas siendo los pozos PAI, y los pozos y manantiales del sistema de Aguas de la Ciudad de

México [Escolero et al., 2009]. Debido a ese trasvase de aguas de otras cuencas, el área de

captación para el abastecimiento de agua potable de la subregión se compone de tres cuencas

hidrológicas: la Cuenca del Valle de México en la RHA XIII, la Cuenca del Río Cutzamala en la

RHA IV, y la Cuenca del Alto Lerma en la RHA VIII.

Debido a que la Ciudad de México es el corazón económico de la ZMVM y de la subregión Valle de

México, terminaremos por enfocarnos en ella, para destacar la vulnerabilidad que está propiciando

al depender cada vez más de fuentes externas. A continuación mostraremos las cantidades y

estatus de las fuentes de agua del Distrito Federal, tanto las que se importan, así como las

provenientes de los pozos.



TABAL 1.8 PRINCIPALES FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA

CIUDAD DE MÉXICO 2008

FUENTES EXTERNAS FUENTES INTERNAS

CUTZAMALA LERMA POZOS PAI

NORTE Y SUR

POZOS SACM

APORTACIÓN

(m3/s)

9.6 4.4 2.83 15.33

TOTAL (m3/s) 14 18.16

DEPENDENCIA % 44 56

BALANCE

HÍDRICO

Cuenca del río

Cutzamala

Toluca Iztlahuac

a

226Hm3/año

(52%),

abatimiento 1 a

2 metros/año

150-

230Hm3/año

abatimiento 1.4

metros/año

-407.5

Hm3/año

(18%) déficit

estacional

sujeto a

sequias

-

140Hm3/a

ño

-

4.2Hm3/

año

Fuente: Oscar A., Sandra E., Stefanie K., Maria P., Vulnerabilidad de las fuentes de agua potable de la Ciudad de México

en el contexto del Cambio Climático, Centro Virtual de Cambio Climático-UNAM-ICyTDF, México, 2009.

Como se aprecia en la tabla anterior tenemos que la Ciudad de México se abastece en un 56% de

fuentes internas y está dependiendo en un 44% de fuentes externas, significando que para fines de

gestión efectiva del recurso hídrico, se tiene casi la mitad de las fuentes de abastecimiento fuera

de su control directo, por otro lado vemos que tanto fuentes internas como externas presentan un

déficit importante, principalmente en los pozos PAI, debido a que se encuentran a la mitad de su

capacidad.

A lo largo de los años la dependencia en fuentes externas ha ido incrementándose, encontrándose

la relevancia en que la Ciudad y el crecimiento entero de la RHA XIII se encuentra en un alto grado

de vulnerabilidad, ya que está consumiendo recursos que pueden estar o no disponibles en un

tiempo futuro, ante posibles crisis ambientales, sociales o aún económicas. Por lo anterior,

nosotros analizaremos a grandes rasgos el sistema Cutzamala ya que ésta es la fuente externa

más importante, y que ya presenta un déficit del 18%, que si bien no es importante en el corto o

mediano plazo, sí lo es en el largo plazo.



Referente a este último punto, muy importante en el ámbito de la sustentabilidad, se requiere que

el Valle de México sea autosuficiente en sus necesidades hídricas debido a que se perfilan futuros

problemas ambientales ante los efectos del Cambio Climático, los cuales pudieran modificar las

cantidades de agua que se producen en cuencas externas, principalmente en la cuenca del Río

Balsas, ya que esta última contribuye con el 74% del agua importada. También se estima que

emigren una mayor cantidad de personas de zonas rurales a centros de población urbanas, con lo

se intensificaría el consumo de recursos hídricos. Finalmente, se tiene que el consumo energético

del sistema Lerma-Cutzamala actualmente es muy alto, de alrededor del 0.6% de la generación

total de energía del país [CNA, 2011], esperando que con la escasez de petróleo que se aproxima,

se incrementen considerablemente los costos energéticos llegando a poner en peligro el suministro

de líquido a todos los usuarios de la red, ya sea por el aumento en los costos del recurso hídrico o

por falta de recursos para suministrar agua a todos los usuarios por el aumento en los costos de

energía.

En este apartado nosotros trataremos más a detalle el sistema Cutzamala ya que es un suministro

hídrico que presenta características que lo hacen vulnerable a cambios en el ambiente, ya sean de

origen social, político, ambiental o económico.

4.6 SISTEMA CUTZAMALA

Comenzaremos por retomar la época de máximo auge del paradigma de importación-desagüe del

Valle de México, la cual llegó con la construcción de los sistemas Cutzamala y Lerma, además del

drenaje profundo, durante una época en que abundaba la energía barata y se tenía un rápido

crecimiento económico, además de la confianza en la tecnología para satisfacer las demandas del

hombre [Hermosillo, 2009]. Estos sistemas resolvieron en su momento el problema de suministro y

saneamiento, sin embargo, las consecuencias a largo plazo se hicieron evidentes cuando el costo

financiero, social y ambiental de dichas obras gigantescas, junto con una mayor complejidad

política, hicieron inviables la construcción de nuevos proyectos de tal envergadura durante un largo

tiempo.

Diseñado, construido y operado por el Gobierno Federal, el sistema Cutzamala es uno de los

sistemas de abastecimiento de agua más grandes del mundo, tanto por la cantidad de agua que

suministra así como por la cantidad de recursos energéticos que consume [CNA, 2011]; inició

como un proyecto hidroeléctrico cuya inversión para la construcción y equipamiento fue de $1300

millones de pesos, rebasando lo que se invirtió en el país para el sector público en 1996. Desde su

inauguración hasta el año de 1994 el sistema Cutzamala triplicó por sí solo el gasto anual en

infraestructura de la Secretaría del Ambiente, Recursos Naturales y Pesca (SEMARNAP) y para

1996 superó los $470 millones [Ávila, 2002].



Este sistema provee agua del río Cutzamala, cuya cuenca del mismo nombre se ubica dentro de la

RHA IV Balsas, específicamente en la subregión del Medio Balsas, entre los límites del estado de

Michoacán y México como se muestra en la figura 4.5.

FIGURA 4.5 PRINCIPALES SUBREGIONES Y CUENCAS DE LA RHA IV BALSAS La región se divide en 3 subregiones de

planeación: Bajo balsas, medio balsas y alto balsas. El medio balsas alberga las cuencas hidrológicas río Cutzamala y Medio Balsas.

La región cuenta con 15 cuencas de las cuales destacan la del Río Amacuzac, Río Nexapa y Río

Cutzamala, ya que las dos primeras son consideradas para futuros proyectos para

suministrar agua a la ZMVM junto con la actual cuenca del Río Cutzamala.

Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua en la cuenca del río Balsas, SEMARNAT, México, 2010.

Fuente: Diario oficial de la federación, Acuerdo por el que se dan a conocer los estudios técnicos de aguas nacionales

superficiales de la Región Hidrológica No.18 Balsas, http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5175730&fec

ha=26/01/2011, (03-09-2012)

La cuenca del río Cutzamala está delimitada al norte por la región hidrológica 12 Lerma-Santiago,

al sur por la cuenca hidrológica Río Medio Balsas, al este por la cuenca hidrológica Río Amacuzac,

y al oeste por la cuenca hidrológica Río Tacámbaro. Se desarrolla en los estados de México,

Guerrero y Michoacán [Escolero et al., 2009].

De acuerdo con mediciones hechas por CONAGUA en donde toman en consideración factores

como la extracción de agua superficial, la exportación de líquido hacia otras cuencas, y la

evaporación y variación del almacenamiento de embalses, tenemos que se tiene un déficit de -

407.5hm3/año, como se muestra en la tabla de fuentes de abastecimiento de agua potable, lo cual

indica que se tiene una disponibilidad cero del recurso, además de una alta presión y una

disminución del agua almacenada en sus principales presas [Escolero et al., 2009], como se

muestra en la figura 4.6 y 4.7.

http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5175730&fecha=26/01/2011

http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5175730&fecha=26/01/2011



FIGURA 4.6 GRADO DE PRESIÓN SOBRE EL

RECURSO HÍDRICO EN LAS RHA IV, VII, y XIII. FIGURA 4.7 DISPONIBILIDAD DE AGUAS

SUPERFICIALES DE LA RHA IV BALSAS, 2007 Fuente: CONAGUA, Estadísticas del agua de la región

hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México, SEMARNAT, México, 2011


Debido a que en la RHA IV Balsas alrededor del 83% de la precipitación regresa a la atmosfera por

la evapotranspiración [CONAGUA, 2010], y a que han aumentado las temperaturas durante la

epoca de secas, existe un déficit reflejado en el balance hecho por CONAGUA, para el caso

especial de la cuenca del Río Cutzamala; sin embargo, los dos esquemas anteriores muestran que

el problema no es solo a nivel de cuenca sino a nivel regional, ya que de los 21,680 hm3/año de

agua renovable existente, se esta explotando más de la mitad, debido a la creciente demanda para

usos consuntivos, principalmente para la generación de energía eléctrica, por lo que se tiene que la

RHA. La problemática de escasez de agua en la región se genera en gran parte por el rápido

crecimiento poblacional, que requiere de mayores volumenes de agua, empenzando a surgir una

competencia entre dos grandes rubros de consumo: el público y el agrícola.

Es así que la oferta y demanda del recurso, así como las estrategias para su manejo sustentable,

dependen en gran medida de las actividades a las que se destinen. A continuación veremos el

crecimiento poblacional de la RHA IV Balsas.

TABLA 1.9 PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN DE LA REGIÓN IV BALSAS, POR SUBREGIÓN

DE PLANEACIÓN, 2007-2030, (HABITANTES)




En la tabla anterior, vemos datos interesantes al notar que se espera un crecimiento poblacional en

el Alto Balsas, mientras que en las dos subregiones restantes se pronóstica una disminución de

población, esto es importante ya que al seguir las tendencias nacionales y mundiales, donde se

espera una mayor emigración de personas en zonas rurales a zonas urbanas, se explicaría la

disminución de la población. Por lo anterior, es posible que dicho desplazamiento se realice a

estados como Michoacán, Puebla, Estado de México o el D.F. ya que son algunas de las regiones

más cercanas y desarrolladas económicamente, significando que en lugar de disminuir la

explotación de las aguas regionales ésta aumentaría, debido a que las zonas urbanas consumen y

contaminan aguas intensivamente, al tiempo que continuan con la tendencia de importar el recurso

de otras cuencas, como es el caso del Distrito Federal y su zona conurbada.

Como resultado se pronostica que dentro de unos años exista un muy alto grado de alteración, así

como un nivel de presión medio para la RHA IV Balsas, como se muestra en la figura 4.8.

FIGURA 4.8 GRADO DE ALTERACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS CUENCAS Y NIVEL

DE PRESIÓN ESPERADO Fuente: Helena Cotler, Arturo Garrido, Veronica Bunge, Maria luisa cuevas, Las cuencas hidrográficas de México:

Priorización y toma de decisiones.



Por otro lado, uno de los aspectos relevantes de la infraestructura del sistema Cutzamala, es que

tiene un solo conducto por el cual se conduce el agua a la Ciudad, lo que genera que el sistema

sea vulnerable ante posibles fallas en alguno de sus tramos, dejando sin un importante suministro

a ésta región [Aguirre, 2012].

Finalmente, cabe destacar que algunos de los proyectos hídricos más destacados, propuestos

como alternativas para abastecer a la RHA XIII, se encuentran dentro de la RHA IV, como son los

trasvases de las cuencas de los ríos Temascaltepec, Amacuzac y Atoyac.

4.7 EL GASTO ENERGÉTICO EN EL MODELO HÍDRICO ACTUAL DE LA

CIUDAD DE MÉXICO

Debido a que el sistema Cutzamala, debe vencer una altura mayor a los 1,100 m, el gasto

energético es enorme, empleando 1,290 GWh durante el año 2008, lo que representó el 0.6% de la

generación total de energía eléctrica del país de ese periodo [CNA, 2011] o el 9.7% de la energía

consumida por la ciudad de México durante el año 2006 [Primer informe, 2007]. El gasto energético

representó para Conagua el 6.4% del presupuesto en el año 2008 [CNA, 2011]. En otra referencia,

el Centro Mario Molina [CMM, 2011] considera que los principales procesos involucrados en el

manejo del recurso hídrico, que incluyen el abastecimiento, drenado, tratamiento y expulsión de

agua de la cuenca, generan un gasto energético que se eleva a los 2,113 GWh anuales, lo que, de

acuerdo con su estudio, equivale al 16% del total de energía eléctrica consumida por el Gobierno

del Distrito Federal durante el 2010, estimando que ese consumo energético continuará creciendo.

De manera particular, el Centro Mario Molina [CMM, 2011] concuerda con los estudios de otras

instituciones como la UNAM [Escolero et al., 2009], en que el mayor gasto energético se produce

por la importación de agua proveniente de los sistemas Lerma y Cutzamala. Por otra parte,

menciona que la ciudad desperdicia alrededor de 21m3/s de agua pluvial que se expulsa de la

cuenca, ya sea por escurrimientos o por drenajes. También expone que para solucionar los

problemas de inundaciones y escasez en la ciudad, se propone “transitar de un enfoque de

políticas basado en infraestructura hidráulica hacia uno focalizado en la perspectiva sistémica de

gestión hídrica”.

Finalmente, el Centro Mario Molina expone una propuesta de sistema alterno y sustentable que

recupere zonas donde existían cuerpos de agua superficiales en diferentes zonas de la ciudad

para recuperar parte del antiguo ciclo hidrológico natural.



5 GENERACIÓN DE SOLUCIONES PARCIALES

QUE PROPICIEN LA SUSTENTABILIDAD

HÍDRICA

“Hasta hoy, en el tema de agua y ciudad ha habido, en gran medida, desencuentros: no se ha

resuelto bien el cómo darle a la ciudad, a su desarrollo urbano, a su crecimiento, el agua en la

cantidad y la calidad que se requiere. No hay una buena integración entre políticas de desarrollo

urbano y política hídrica; entonces se resuelve mal, pues de todos modos nos plantamos aquí, de

todos modos construimos, en fin, no hay una buena integración en esos campos y tendríamos que

desarrollarla” [Aguirre, 2012]

5.1 EXPOSICIÓN DE PRINCIPIOS PARA LA GENERACIÓN DE SOLUCIONES HÍDRICAS

Durante este trabajo de investigación se realizó una revisión de paradigmas, proyectos, y

fenómenos, como la reducción de petróleo y el Cambio Climático, involucrados en la dinámica de la

sustentabilidad hídrica. También se realizó, más concretamente, un análisis de la situación hídrica

actual en el Valle de México, así como de su ZMVM, cuya región es la más poblada y urbanizada

del país. La visualización de contextos a diversos niveles, y su análisis, permitió reconocer

aspectos necesarios para ayudar a establecer soluciones hídricas sustentables en zonas urbanas

de México, los cuales resultaron en un listado de elementos que, para fines de esta tesis, serán la

base para establecer soluciones parciales, eligiendo posteriormente su respectiva tecnología, e

incorporándolas dentro de un primer modelo de manejo integral del agua. Los elementos se

mencionan a continuación:

1. CAMBIO DE PARADIGMA PARA LA INNOVACIÓN EN SOLUCIONES. Bajo un modelo hídrico

que ha agotado sus posibles soluciones, es necesario cambiar a otro que trate más dinámica y

efectivamente problemas hídricos complejos y emergentes, considerando efectos a largo plazo. Y

es que durante este trabajo de tesis se indicó cómo el paradigma hídrico antiguo formó y forma

soluciones inadecuadas, debido a que no se percibe como viable otro modelo de gestión del agua,

sin embargo, se mostró que las tendencias mundiales actuales en relación al esquema de la

sustentabilidad hídrica funcionan justamente en el cambio de paradigma, sin ser éste un mero

término teórico.

En el caso de México, algunas de las características más sobresalientes del paradigma usado para

el manejo del recurso hídrico son:



1. Uso predominante de la tecnología e infraestructura dura como herramientas prácticas de

solución a problemas hídricos.

2. Para problemas grandes, grandes soluciones (megainfraestructura).

3. Aporte al PIB nacional para mantener el crecimiento económico del país, como criterio

sobresaliente, para elegir y aplicar soluciones hídricas en ciertas regiones.

4. La infraestructura hídrica está altamente centralizada.

5. Poca o nula distinción entre las calidades de agua durante los procesos de

almacenamiento, conducción, uso, reuso o tratamiento del agua.

6. Bajo nivel de adaptación del sistema hídrico actual ante situaciones nuevas y adversas

como resultado de las características anteriores.

Al hacer un cambio en el paradigma o modelo de gestión hídrico, se pretenden visualizar aquellos

elementos que ya se encontraban presentes durante el modelo anterior, pero que simplemente

eran ignorados, al no ver su uso potencial y la ayuda que pueden brindar en la solución de la

problemática hídrica.

2. PLANTEAR SOLUCIONES DE ACUERDO A NUESTRA REALIDAD COMO NACIÓN EN

DESARROLLO. En la actualidad existen tecnologías y técnicas hídricas que son realmente

efectivas, sin embargo, no se pueden aplicar de manera generalizada ante problemas como los de

la ciudad de México ya que sería demasiado costoso. Por otro lado, el crecimiento urbano está

ligado al crecimiento económico, por lo que continuará la impermeabilización del territorio nacional.

En consecuencia, hay que reconsiderar las estructuras urbanas para reaprovecharlas en el manejo

del recurso hídrico y ayudar a cerrar el ciclo del agua urbano. Para lograrlo, es recomendable

incorporar los procesos urbanos a los procesos naturales, y no al revés, con ayuda de dicha

infraestructura.

3. PRINCIPIO DE SUSTENTABILIDAD SEGÚN BRUNDTLAND. La sustentabilidad

antropocéntrica, según lo define Gro Harlem Brundtland, con sus objetivos más sobresalientes: 1)

Reactivar el crecimiento, 2) Modificar la calidad del crecimiento, 3) Atender a las necesidades

humanas, 4) Asegurar niveles sustentables de población, 5) Conservar y mejorar la base de los

recursos, 6) Reorientar la tecnología y gerenciar el riesgo, 7) Incorporar el ambiente y la economía

en los procesos de decisión.

4. INTEGRACIÓN DE TENDENCIAS MUNDIALES. Es necesario considerar las tendencias que se

están produciendo a nivel mundial para adaptarnos rápidamente al entorno, aplicando las medidas

correspondientes para anticiparnos a los fenómenos mundiales, y de esta manera, que las



soluciones no queden únicamente a nivel local o regional sino que, dentro de una visión a futuro,

puedan integrarse al contexto mundial, y así ser mucho más dinámicas y competitivas.

Algunos ejemplos de éstas dinámicas son:

a. Tendencias energéticas: Al disminuir el suministro de petróleo, el gas natural ganara gran

relevancia, pudiendo llegar a ser el segundo recurso más empleado a nivel global. En

cuanto a recursos renovables, resaltan la energía solar y eólica.

b. Tendencias económicas: El modelo económico capitalista, que es el paradigma económico

predominante, no se espera que cambie de fondo sino que adaptará parámetros de

sustentabilidad para volverse “verde”.

c. Tendencias políticas: Los modelos políticos más avanzados actuales están buscando

generar soluciones a problemáticas complejas bajo el paradigma de la gobernanza,

aumentando de esta forma su dinámica.

d. Tendencias urbanas: Debido a que los espacios son cada vez más reducidos, las áreas

urbanas tienden a crecer en vertical, influyendo considerablemente en la forma como se

capta, trata y reusa el agua pluvial. Un ejemplo es que actualmente la captación de lluvia

se plantea empleando los techos, sin embargo, conforme crezca la ciudad en vertical, no

serán sino las paredes, las que capten más líquido.

5. CAMBIO DE FUNCIONES DE LAS ACTUALES ESTRUCTURAS URBANAS PARA

PROPICIAR EL CIERRE DEL CICLO HIDROLÓGICO. Las funciones que desempeñan diversas

estructuras urbanas bajo el paradigma antiguo se conciben bajo un esquema pasivo en relación al

ciclo hidrológico, es decir, que reciben el efecto de una acción natural sin intervenir en ella, además

de que tienen una serie limitada de funciones; con el cambio de paradigma las estructuras deben

tener una participación más dinámica en torno al ciclo hidrológico, para lo cual deben cambiar sus

funciones y promover directa, intencionada y organizadamente el ciclo hidrológico urbano de

manera que pueda cerrarse.

Para lograr lo anterior se proponen cuatro pasos básicos: 1) Identificar funciones y capacidades

actuales, 2) identificar funciones y capacidades potenciales, 3) reasignar funciones de acuerdo al

nuevo paradigma, y 4) especializar las nuevas funciones para que puedan manejar procesos

específicos.



6. DIFERENCIAR ENTRE LAS DIVERSAS CALIDADES DE AGUA. Durante los procesos de

captar, usar, reusar, tratar e infiltrar agua, se deben considerar los diversos grados de

contaminación del agua para que puedan satisfacer necesidades específicas más eficientemente, y

que los procesos involucrados sean más efectivos.

Si bien, no es apropiado depurar el agua negra hasta una calidad de potable para después

desecharla en el baño, así tampoco es útil mezclar aguas pluviales y negras en drenajes mixtos,

para después tratarlas e infiltrarlas en el suelo, siendo esto un ejemplo de lo que sucede hoy en día

en los diversos procesos hídricos urbanos.

7. INCORPORACIÓN DE TECNOLOGÍA ASEQUIBLE POR LA MAYORÍA DE LA POBLACIÓN.

La tecnología debe contar con características como disponibilidad, accesibilidad y efectividad para

que pueda aplicarse por aquellos que lo soliciten, tratando de aportar soluciones que sean

aplicables para cualquiera.

9. APROVECHAMIENTO DE PEQUEÑOS Y GRANDES VOLÚMENES DE AGUA POR IGUAL.

Bajo el paradigma antiguo se consideran únicamente los grandes volúmenes de agua como

fuentes de abastecimiento, bajo el nuevo paradigma, las pequeñas cantidades son tan importantes

como las grandes cantidades, ya que al ir sumando fuentes de suministro alternas, así como

estrategias de ahorro y reuso, se puede llegar, incluso, a superar en confiabilidad, calidad y

volumen a los sistemas tradicionales de abastecimiento de agua.

10. AHORRO Y GENERACIÓN DE ENERGÍA Y ALIMENTOS. Derivado de la visión por nexos, y

relativo a la visión sistémica, se busca atacar la problemática hídrica en sus vínculos críticos. Los

dos mayores retos involucrados al uso del recurso hídrico se encuentran en el uso de energía en

sus diversos procesos, principalmente abastecimiento, así como en la repartición de ésta para su

uso en la agricultura o en zonas urbanas. Por lo anterior, las soluciones que se generen deben

tomar en cuenta la reducción del gasto energético así como el alivio en la producción de alimentos.

11. ALMACENAMIENTO DIFERIDO. Aunque este concepto originalmente se ocupa en

informática, nosotros lo hemos tomado prestado para indicar aquel lapso de tiempo que existe

entre la caída de agua, su almacenamiento temporal en estructuras urbanas diversas, y su

descarga final en el drenaje. Se refiere a elementos que pueden o no tener la función específica de

almacenamiento pero que son utilizados para retener el agua durante un tiempo limitado, hasta

llegar al punto de almacenamiento final, uso, reuso o descarga a coladeras, para lo cual se puede

requerir la adaptación de dichas zonas. Un ejemplo sería la caída de lluvia que después de ser

captada por zonas impermeables, pasaría de forma directa a los drenajes, sin embargo, usando el

almacenamiento diferido, el agua pluvial llegaría a un techo, área verde, o alguna otra estructura



donde sería retenido de forma temporal para después ser descargada en el drenaje de tal forma

que un volumen parcial de la lluvia se entregue en diferido al drenaje, evitando su sobrecarga.

12. CAPTAR, USAR, REUSAR Y TRATAR IN SITU. Los procesos mencionados deben estar lo

más cercanos uno del otro, en otras palabras, el efluente de un proceso debe estar lo más cercano

posible a los puntos donde se requiere, evitando traslados y su consecuente consumo energético.

13. DEPURACIÓN DURANTE EL PROCESO DE USO. El último punto resulta de los

planteamientos antes generados, y como producto de este trabajo de investigación. En el

paradigma antiguo se tiene el concepto de que el agua debe ensuciarse mientras se usa; en

este nuevo enfoque se plantea que el agua sea depurada mientras se usa, diferenciando

entre uso de degradación y uso de depuración.

La diferencia radica en que actualmente se ocupa un sistema específico de tratamiento que

requiere de recursos extra para depurar el agua, y solo al final de dicho proceso, se tiene la

posibilidad de emplearla nuevamente o desecharla, si fuese el caso. Sin embargo, bajo el

nuevo enfoque, no se requiere de un sistema de tratamiento en sí mismo, sino que los

procesos de uso se encargarán de limpiar el agua, al tiempo que generan recursos, para que

sea autosuficiente, o para satisfacer otras actividades, disminuyendo la cantidad total de

recursos requeridos para depurar y reusar el agua. Un ejemplo inicial de estos procesos es

el conocido como acuaponia, que ha sido antes descrito, y que funciona como un bucle

cerrado.

Si bien, es éste el concepto último, derivado del trabajo de tesis, con el cual se pretenden

establecer futuros sistemas, nosotros no realizaremos, por lo menos durante éste trabajo,

un sistema que funcione de esta manera, debido a que se reserva a futuras investigaciones,

pero haremos las primeras aproximaciones y sentaremos las bases para realizarlo.

5.2 GENERACIÓN DE SOLUCIONES A NIVEL VIVIENDA

Basándonos en los principios anteriores, para generar soluciones en zonas urbanas, ahora se

describirán aquellas estructuras y tecnologías que por sus características, podrán ser

aprovechadas para captar, usar, tratar, reusar, e infiltrar agua. Nos centraremos en la Ciudad de

México, la cual es la zona urbana más representativa del país, con más del 99% de población

urbana.



Nosotros consideraremos la edificación más común en la ciudad, que es la vivienda, cuya

organización interna, delimitación de fronteras, e identidad, permite que sirva, para fines de esta

tesis, como la unidad capaz de cambiar y especializar sus funciones para manejar integralmente el

recurso hídrico en su interior, y es a partir de la integración de viviendas que se planea reusar e

infiltrar agua pluvial y tratada a nivel comunidad.

Toda vivienda cuenta con elementos necesarios en sus estructuras, y por tanto, comunes a

cualquiera de ellas, los cuales son: 1) techos, 2) paredes, 3) pisos y 4) áreas verdes. Este último se

incluye aunque no es un elemento estructural de la vivienda. A continuación describimos por qué y

cómo se emplearán para el manejo del recurso hídrico.

1. Techos. En la Ciudad de México la mayoría de los techos son del tipo plano, con una inclinación

menor a los 10° respecto a la horizontal, y una superficie apta para soportar objetos con facilidad.

Sus superficies reciben durante la mayor parte del año, entre 6 y 10 puntos de radiación solar que,

de acuerdo con el Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de México (SIMAT), está en la

categoría de Alta a Muy Alta [SMA, 2012], con temperaturas que llegan a los 30°C, y un clima

mayormente subhúmedo. Por lo anterior, los techos tienen áreas propicias para usar, tratar, y

almacenar gran parte de las aguas grises, así como para captar, y/o almacenar el agua pluvial.

5.1 TECHOS PLANOS EN LA CIUDAD DE MÉXICO

Aquí una imagen de la delegación Azcapotzalco en el Distrito Federal, donde se aprecia que la

gran mayoría de los techos se encuentran libres. Abundan los techos planos de formas

rectangulares.

Fuente: google, maps.google.com.mx, (02-10-2012)



Para aprovechar el área en el uso, tratamiento y almacenamiento de agua, se plantea reubicar ahí,

al electrodoméstico que, después del baño, ocupa el segundo lugar en consumo de agua: la

lavadora. Por costumbre, este aparato se ubica en la zona inferior de la casa para tener acceso

pronto a las coladeras, mientras que el secado de la ropa se realiza en las azoteas. Lo anterior,

requiere bombear agua a depósitos elevados, que funcionan como distribuidores generales de

agua para actividades domésticas. Tener la lavadora en la azotea, con su debida protección,

ahorrará parte de ese gasto energético aprovechando el agua de desecho producida en la etapa

de lavado, y no de enjuague, conduciéndola a un sistema de tratamiento por humedales, que se

encontrará ahí mismo, finalmente, se almacenará el efluente de éste proceso en depósitos

exclusivos para el agua de reuso. El hecho de que las actividades de uso, tratamiento y

almacenamiento se realicen a la misma altura, representará un ahorro energético, al requerir el

mínimo de energía para su traslado entre etapas, y un aumento en la eficiencia del sistema de

tratamiento como se explicará a continuación.

El tratamiento completo de agua consta de almacenamiento, pretratamiento, tratamiento primario

por humedal subsuperficial, tratamiento secundario por humedal superficial y tratamiento de

pulimento en filtro de arena. El movimiento del agua entre etapas se propone sea por gravedad y

presión atmosférica, usando el principio de los vasos comunicantes, y teniendo una diferencia de

altura entre el filtro de arena y el almacén de aguas tratadas, como se muestra en la siguiente

figura.

FIGURA 5.2 FLUJO DE ENTRADA Y SALIDA DEL AGUA DE LAVADO

De acuerdo con la experiencia tenida en el tratamiento de aguas grises de lavadora, cambiando el proceso

de depuración al techo, este se puede acelerar, considerando que puede generar el doble de efluente del

que se produciría en zonas bajas o enterradas. Aquí el esquema general con las fases de a)almacenamiento



inicial, b)pretatamiento, c)tratamiento, d)tratamiento de pulimiento y e)almacenamiento final.

Fuente: Propia

El sistema de tratamiento, de forma general, emplea elementos biológicos para la depuración del

agua, los cuales dependen de dos factores esenciales para su desempeño: temperatura y Ph.

Aunque este último influirá más en el tipo de bacterias que se desarrollarán que en el desempeño

de éstas. La temperatura, por otro lado, afecta directamente el metabolismo de las bacterias, con

más calor, éstas se desarrollan más rápido, mientras que con más frio disminuyen su desempeño.

Por lo anterior, al tener el sistema de tratamiento en la azotea se pretende influir de manera

determinante en la eficiencia del sistema, además, al estar en contacto con los rayos del sol, se

propician bacterias fotosintéticas entre otro tipo de bacterias anaerobias que modifican el pH del

agua, lo que produce la muerte de microorganismos dañinos al hombre y la disminución de la

cantidad de olores que se emiten al ambiente, siendo éstos casi imperceptibles. Finalmente, dentro

del espectro electromagnético del sol se encuentran los rayos infrarrojos y UV que tienen entre sus

diversas aplicaciones las de inactivar bacterias y virus dañinos al hombre, debido a que dañan el

ADN de éstas, evitando que se puedan reproducir. En consecuencia se emplearán contenedores

transparentes que tengan la función de permitir la entrada de los rayos del sol y la transmisión de

calor durante todo el proceso de tratamiento.

En el primer paso del pre tratamiento se removerán sólidos relativamente grandes como son

restos de hilos, tela, cabellos, polvos, etc. Usando una malla ubicada al inicio del almacén de

aguas residuales. El segundo paso consiste en la exposición al sol dentro de un recipiente

transparente, para que, además de generar los beneficios ya explicados, ayudar a nivelar el pH y

generar bacterias benéficas a nuestro proceso de tratamiento, como las conocidas bacterias

purpuras fotosintéticas, que entre otras funciones, absorben olores producidos al descomponerse

el agua.

Los siguientes pasos de tratamiento ocuparán humedales con diseños tradicionales [García, 2008],

con la única diferencia que su contenedor será transparente. La sección superficial será plantada

con macrófitas y cubierta con una tela tipo mosquitero para evitar la generación de insectos

indeseables como los mosquitos.



FIGURA 5.3 HUMEDAL EN CONJUNTO CON UN TECHO VERDE

De contar con un techo verde, el humedal subsuperficial puede asemejarse a la imagen aquí

presentada.

Fuente: Proyecto humedales artificiales, 2008, Definición de humedal artificial o humedal construido,

http://proyectohumedalesartificiales.blogspot.mx/2008/12/definicin-de-humedal-artificial-o.html, (10-10-2012)

La última etapa de filtrado por arena tendrá la función de remover las algas y pequeñas bacterias

que se hayan generado durante el proceso de tratamiento, para, finalmente, almacenar el efluente

en un depósito ubicado por debajo del nivel del sistema de tratamiento. Si se desea eliminar por

completo los microorganismos dependiendo el uso que se le vaya a dar al agua tratada, se puede

añadir una pastilla de cloro de segunda generación, las cuales reducen los efectos dañinos al

hombre.

En relación al agua pluvial, consideramos que el techo es todavía uno de los principales

captadores, por lo que se recomienda el uso del sistema de captación de agua pluvial por techos

(SCAPT), antes descrito y sin mayores modificaciones.

Como medida auxiliar, se recomienda brindar un tratamiento de impermeabilización o usar

geomembranas para evitar que se infiltre el agua en caso de derrames o fugas del sistema,

aunque cabe aclarar que este último será cerrado y no usará la superficie de los techos de forma

directa, para ninguna de sus etapas.

En resumen, el techo es considerado como elemento esencial para una mejor gestión del recurso

hídrico urbano debido a que:

a. El mayor espacio libre se encuentra en las azoteas de las casas.

b. No es necesario hacer grandes remodelaciones.

c. El espacio requerido es menor por el aumento en la eficiencia del sistema implantado,

como resultado de una mayor temperatura y los efectos de los rayos del sol.

http://proyectohumedalesartificiales.blogspot.mx/2008/12/definicin-de-humedal-artificial-o.html



d. Los sistemas de tratamiento convencionales requieren estar enterrados, lo que en la

ciudad resulta en remodelaciones que requieren de una mayor inversión, debido a que las

superficies están ocupadas o recubiertas con diversos elementos como madera, azulejo,

muros, columnas, objetos, etc. o se encuentra en el interior de la casa (cuartos, sala,

cocina, etc.).

e. Y porque todavía permanece como el principal captador de agua pluvial

.2. Paredes. Debido a que el espacio es cada vez más reducido en la ciudad, esta tiende a crecer

en vertical desde hace algunos años, por lo que la superficie de las paredes aumenta. Su área

puede ser aprovechada de forma inicial empleando los muros verdes antes descritos, pero con la

variante que en lugar de alimentar el sistema con agua de primera calidad, se empleará el efluente

del sistema de humedales, para que se integre al proceso de uso y tratamiento en el hogar,

además de utilizar paneles solares para suministrar la energía necesaria para el bombeo.

5.2.1 Áreas verdes dentro del hogar

Si la casa cuenta con un espacio verde, y tomando en consideración el punto 4 sobre el cambio de

funciones, éste puede ser aprovechado para el tratamiento y/o uso y/o producción de agua. En

nuestro caso nos referiremos al típico jardín ubicado en el suelo, ya que actualmente existen

jardines verticales y techos verdes que, aunque también pueden adaptarse para la producción de

agua, no serán incluidos para dicho propósito dentro de esta tesis, sino que serán dejados para

investigaciones futuras. Se propone entonces que el actual jardín cambie de funciones, utilizando

sus capacidades potenciales de reuso, tratamiento, infiltración, y captación de agua, para llegar a

tener un jardín sustentable.

A continuación describimos las características principales que tiene un jardín bajo el paradigma

actual:

1. Consume agua de primera calidad. Para mantenerlo siempre verde se suministra

constantemente agua de primera calidad, que podría aprovecharse para otros usos.

2. Capacidades reducidas para captar e infiltrar agua de lluvia. Las áreas verdes en la

ciudad solo logran captar e infiltrar la cantidad de agua que caiga en sus limitadas

dimensiones, lo que puede sumarse a cuestiones como sustratos con baja capacidad de

infiltración, erosión, o un exceso de lluvia que no pueda manejar en periodos cortos, lo que

termina por reducir sus capacidades.

3. Uso único. Después de un primer uso ya no es posible recuperar el líquido vertido, ya sea

porque se evapora y/o se infiltra.



4. Aumenta el gasto energético y económico. Al consumir agua de primera calidad, se

incrementa la cantidad de agua que se tiene que bombear a almacenes elevados. El gasto

hídrico y energético se ve reflejado en un mayor costo de operación.

El área verde propuesta, que se denominará jardín sustentable, pretende tener las siguientes

funciones:

1. Productor de agua. El jardín tendrá la capacidad de tratar las aguas residuales por medio

de humedales, además de producir agua condensando la humedad atmosférica. Por lo

anterior, se creará una zona donde la temperatura sea baja y la cantidad de humedad

atmosférica sea alta, para que los condensadores de humedad sean más eficientes.

2. Captador e infiltrador activo. Si no se deseara reusar el agua tratada o de lluvia, o se

produjeran excedentes de dichas aguas, entonces, se tendrá la opción de infiltrar parte de

ésta al subsuelo, para ayudar a recargar el manto freático. Esta sección empleará el diseño

de los jardines de lluvia antes descritos, y únicamente cuando se agoten los espacios

destinados al almacenaje, infiltración o reuso, el agua irá a drenajes.

3. Usos múltiples. Se propone una sección denominada “jardín con retorno” que tendrá la

función de hacer retornar el agua que se riegue, y que puede provenir de tratamientos

secundarios, terciarios o de la evapotranspiración captada, teniendo el doble objetivo de

depurar las aguas y reaprovechar el efluente para un posterior uso.

4. Uso mínimo de energía eléctrica y agua de primera calidad. Este jardín usará aguas

grises para su depuración y posterior reuso o infiltración, además se incorporarán celdas

solares para producir energía, en el caso del condensador, y en el resto de sus procesos

no requerirá de electricidad.

Para lograr las funciones antes descritas, se dividirá el jardín sustentable en cuatro secciones:

Humedal subsuperficial, humedal superficial, jardín de lluvia y biotopo o sección de producción.

Como ya hemos descrito anteriormente cada uno de estos elementos, ahora explicaremos la

manera en que se pretende funcionen de manera conjunta.

Inicialmente, el perímetro del área destinada al jardín sustentable será cercado con una malla,

junto a la cual, se sembrarán enredaderas, teniendo la función de cubrir todo el contorno, de tal

forma que contribuyan a regular la temperatura y absorban emisiones de CO2. Además, se cubrirá

el jardín entero con una cubierta transparente a manera de invernadero, para asegurar que se

acumule la mayor cantidad de humedad dentro del jardín, y se conserve parte del calor para un

mejor desempeño de los sistemas biológicos ahí presentes. Finalmente se ubicará un condensador

de humedad dentro del jardín para captar la mayor cantidad de agua atmosférica.



Las dimensiones de cada una de las secciones dependerán de diversos factores. La sección de

tratamiento dependerá de la cantidad de aguas residuales que se generen, del número de

sistemas de tratamiento que se tengan anteriormente y de su eficiencia, y del nivel de

diversificación en el reuso de agua gris. El jardín de lluvia dependerá de la cantidad de lluvia que

se tenga en el área, de si se cuenta o no con sistemas de captación y reuso de agua pluvial, y de

la cantidad de agua tratada y pluvial que se desee infiltrar. La sección de biotopo o de producción

dependerá de si se desea una zona recreativa y de monitoreo del agua, o una destinada a generar

una producción para autoconsumo o venta de productos, como por ejemplo peces de ornato,

plantas, frutas, etc. Y de la técnica usada.

El área que quede entre secciones o en el perímetro del jardín será considerada como parte de

una sección especial denominada jardín con retorno, no mayor a los 30cm de profundidad, la cual

estará cubierta con vegetación como pasto u otras, nunca arboles o plantas de raíz profunda, que

tendrá en su base una capa de geomembrana, u otro material impermeable y resistente, que

permita la recuperación del líquido vertido. Se recomienda una pendiente aproximada del 1% hacia

un canal de recuperación. Esta zona en especial servirá como tratamiento de pulimiento para

aguas tratadas. Hay que aclarar que el jardín con retorno no es propiamente un humedal ya que no

se encontrará inundado en ningún momento, sino será un espacio de jardín relativamente normal,

con la diferencia que se podrá reaprovechar el efluente infiltrado anteriormente, para su posterior

reuso. En la siguiente figura se muestra el modelo de jardín sustentable planteado como parte de

las soluciones para un mejor manejo del recurso hídrico.



(1)

(2)

El jardín sustentable (1) cuenta

con cuatro secciones esenciales

para su buen funcionamiento:

Sección de humedal

subsuperficial, sección humedal

superficial, jardín de lluvia, y

biotopo. Para una mayor

eficiencia del sistema se debe

cubrir total o parcialmente a

forma de invernadero para

mantener la temperatura. El área

restante, que puede incluir el

espacio entre secciones, será

usado para la sección

denominada jardín con retorno

(2).

FIGURA 5.4 MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE

Fuente: Propia

Existen también otras áreas verdes que se pueden encontrar en macetas o se tienen afuera de las

casas, que aunque de manera estricta son públicas, se consideran como propias de la vivienda. En

cualquier caso se puede tomar la medida inicial de adicionar hidrogeles al sustrato para que se

permita una mayor retención y distribución de líquido en las raíces de la capa vegetal.

En el caso especial de las áreas verdes públicas que se encuentren enseguida de las viviendas,

éstas pueden adaptarse para almacenar e infiltrar una mayor cantidad de agua pluvial, por medio

del cambio de sustrato, a uno que permita una infiltración y almacenamiento temporal más ágil,

como lo es la gravilla, o por medio de zanjas, para almacenar temporalmente una mayor cantidad

de líquido.

Razones por las que se propone el cambio de funciones de las áreas verdes actuales dentro y

fuera del hogar:

1. Aumentarían el volumen de agua infiltrada al subsuelo

2. Ayudarían a evitar futuros hundimientos

3. Son medidas correctivas fáciles de aplicar ya que se cuenta con la infraestructura



4. Se tendrían áreas verdes durante un tiempo más prolongado, con los beneficios que esto

conlleva.

5. Se disminuiría la presión sobre la red de drenaje, al tiempo que colaboraría a evitar

inundaciones en la ciudad, y sobrecargas en la futura P.T.A.R. Atotonilco con su

consecuente ahorro energético.

6. Ayudaría a generar un almacenamiento diferido entre las áreas verdes y el alcantarillado,

alternando descargas de agua residual en el drenaje.

5.3 DISEÑO DE ESQUEMAS DE INFILTRACIÓN Actualmente, se infiltra parte del agua tratada o de lluvia a los mantos acuíferos como forma de

darle un último tratamiento de pulimiento a éstas, y para aprovechar un almacén naturalmente

disponible, sin embargo, no hay un esquema generalizado para infiltrar la gran cantidad de agua

pluvial que cae en ella, y que se acumula naturalmente en la cuenca del Valle de México; existen

proyectos como el Programa para la Recarga del Acuífero puesto en marcha por el GDF que, como

parte de sus planes, ha construido, hasta la fecha, 47 pozos de absorción, teniendo el objetivo de

llegar a los 600 en la zona sur de la ciudad, y costando alrededor de 1 millón de pesos cada uno.

Los cálculos se han hecho para elegir aquellas pequeñas cuencas que acumulan la mayor

cantidad de agua relativa a su área, siendo ahí donde se construyen los pozos.

Hay que aclarar que estos proyectos de construcción de pozos se veían anteriormente como

inviables, y más, durante la época de apogeo del sistema Cutzamala, debido en parte a que debían

realizárseles procesos de mantenimiento constantemente, lo que significaba un mayor gasto, si

bien no muy grande, sí “molesto”, ya que requería de una mayor organización para planear y

repartir presupuesto en obras hídricas que no eran “muy lucidoras” ante la sociedad, ni atractivas

políticamente hablando, pero conforme ha ido aumentando la presión social, producida por la

creciente demanda del recurso hídrico, ahora estos proyectos se ven, más que viables, plausibles

por los mismos políticos, al ayudar a revertir el proceso de sobreexplotación de los mantos

acuíferos.

Si bien, el programa es un primer paso para la infiltración y recarga del agua de lluvia en la región

del Valle de México, no es eficiente, al estar reducido su espacio de captación a una pequeña

zona, desaprovechando todas aquellas estructuras impermeables que tienen la capacidad de

contribuir a la captación y conducción del agua de lluvia hasta los pozos de absorción, y que están

mucho más allá de la pequeña región considerada originalmente. Por lo anterior, se propone que

las casas, calles, avenidas, puentes, y otras estructuras se aprovechen, en un primer paso, para

redirigir el agua que captan hacia zonas de infiltración, evitando que llegue a las coladeras. Para

lograr este re direccionamiento, se propone utilizar un canal a un lado de las avenidas y calles, que



conduzca el agua a pozos de absorción, o de ser pertinente, a almacenes que sirvan para

bombearla a donde se requiera. Debemos decir que los canales a los que nos referimos no son

ajenos a la infraestructura de la ciudad, pero al tener la función de conducir agua a coladeras, y al

encontrarse en una cantidad tan reducida, de hecho pasan totalmente inadvertidos. Lo anterior se

debe a que, al igual que en el caso de los pozos, se ven todavía como un elemento sin mayor

utilidad o productividad. A continuación se presenta un diseño inicial del canal mencionado.

FIGURA 5.5 DISEÑO INICIAL DE CANAL PARA CAPTAR AGUA PLUVIAL

Fuente: Propia

5.3.1 Cambio de funciones de las áreas verdes de la Ciudad de México y su zona

conurbada

Actualmente, las áreas públicas con vegetación, al igual que las áreas verdes a pequeña escala de

las casas, presentan inconvenientes casi idénticos, destacando en ambos la mínima capacidad de

infiltración, debido a problemas como la erosión, la poca vegetación, y/o los espacios reducidos,

entre los aspectos más relevantes. Por tal razón, es necesario que las áreas verdes públicas pasen

a tomar funciones más dinámicas para infiltrar el máximo de agua pluvial al subsuelo, utilizando

desde camellones y pequeños parques, hasta bosques que aún permanecen en la ciudad,

trabajando en conjunto con áreas impermeables. Por lo anterior, se propone el empleo de los

canales mencionados, para que redirijan el agua pluvial hacia las áreas verdes, las cuales,

utilizando técnicas de infiltración como las cunetas verdes, jardines de lluvia, incluso adopastos y/o

adocretos, pueden aliviar de presión al sistema de drenaje por medio del almacenamiento temporal

del agua pluvial y su infiltración gradual al subsuelo, además de ayudar a evitar el hundimiento de

las antiguas zonas lacustres.

Rejas de protección para

evitar la infiltración de

basura

Salidas conectadas a

coladeras para desagüe

de excedentes.

Pared de concreto.

Posible uso de firme

permeable de ser

necesario



5.6 CAMELLÓN EN LA ZMVM

Las actuales áreas verdes e impermeables de la Ciudad de México se encuentran inconexas una de la otra,

además de estar muy reducidas, tanto en área como en capacidad de infiltración, por lo que se plantea hacer

una integración por medio de canales que las comuniquen. Aquí podemos ver dos camellones a lo largo de

una avenida, los cuales pueden emplearse de forma efectiva para infiltración, al desviar las aguas captadas

en áreas impermeables hacia las áreas verdes.

Fuente: google, maps.google.com.mx, (05-10-2012)

Al aplicarse un esquema generalizado de infiltración de agua en el suelo, se contribuiría a evitar el

hundimiento de las antiguas zonas lacustres, debido a que son las capas superficiales, que se

encuentran entre 35 y 50 metros de profundidad, las que requieren rehidratarse para que su suelos

arcillosos no continúen compactándose. Algunos cálculos indican que con 4 l/s se puede cubrir una

zona de 500 metros de radio [Aguirre, 2012]. En el siguiente modelo se muestra la forma en que se

planean utilizar las áreas verdes en conjunto con las áreas impermeables para una mayor

infiltración de agua pluvial.

FIGURA 5.7 CAMBIO DE FUNCIONES EN ÁREAS VERDES PÚBLICAS

DESVIACIÓN A

ZONAS VERDES

POR MEDIO DE

CANALES PARA SU

INFILTRACIÓN

USO DE TÉCNICAS COMO LAS

CUNETAS VERDES, JARDÍNES DE

LLUVIA, ETC. PARA MEJORAR LA

INFILTRACIÓN AL SUBSUELO

ESCORRENTÍA

CAPTADA POR CALLES



Aquí un modelo de camellón que integra áreas impermeables y verdes, por medio de canales que

redireccionan el agua de las primeras a las segundas, y empleando técnicas de zanjas y jardines de lluvia

para propiciar un mayor almacenamiento e infiltración.

Fuente: Propia

Otra opción es conducir el agua pluvial captada por cerros a pozos de absorción, como se muestra

en la figura 5.9.

FIGURA 5.8 APROVECHAMIENTO DE ZONAS URBANAS PARA INFILTRACIÓN DE AGUA

PLUVIAL EN CERROS

Aquí una imagen de la ZMVM ubicada en los límites del Estado de México y el Distrito Federal (1)

donde se pueden apreciar poblaciones urbanas alrededor de un área elevada. Las áreas

impermeables de zonas urbanas pueden emplearse para captar, conducir e infiltrar agua pluvial en

terreno altamente propicio, como son los cerros, por medio de canales que la conduzcan a pozos

de absorción (2).

Fuente: Propia.

Entre algunos de los objetivos que se buscan, además de una mayor infiltración del agua así como

una menor compactación del suelo, es el crecimiento de las áreas verdes de la ciudad y su mayor

duración a lo largo del año, lo cual contribuiría a aliviar problemas como cambios extremos de

temperatura, mayor escorrentía en época de lluvias, y poca diversificación de flora y fauna, entre

otros.

POZO DE

ABSORCIÓN

CANAL EN EL

PERÍMETRO DE

CERROS

CAIDA DE AGUA PLUVIAL



En el caso de las comunidades, se puede utilizar este mismo canal para redirigir el agua pluvial

captada en techos de hogares, e infiltrarla en áreas verdes de la comunidad, por ejemplo, los

techos de las casas pueden conducir sus aguas pluviales a las calles, de tal forma que sean

conducidas por los canales a las áreas verdes como camellones, jardineras, parques, etc. Como se

muestra en el siguiente diseño:

FIGURA 5.9 RED DE INFILTRACIÓN: CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL E INFILTRACIÓN EN

ÁREAS VERDES.

Aquí se muestra un esquema donde la captación de agua pluvial la realizan casas y calles, para

después ser conducida a las áreas verdes vecinas para su posterior infiltración. Los excedentes

salen a coladeras donde son conducidos de forma normal en el drenaje. Las casas que están a

los alrededores se pueden incorporar a una red de infiltración a nivel comunidad.

Fuente: Propia

Algunas de las razones más importantes para utilizar estos canales que se pretenden formen una

red de conducción e infiltración de agua pluvial son:

1. Comenzar a hacer un cambio de funciones de las actuales estructuras para que sirvan

como ejemplo para futuros proyectos en la ciudad.

2. Contribuya a evitar el hundimiento de la ciudad, lo cual es diferente a recargar los mantos

acuíferos.

3. Requiere de un mínimo de remodelaciones, evitando grandes molestias a los ciudadanos,

y los problemas que éstas conllevan, como retrasos en la obra por desacuerdos con la

comunidad.

Agua pluvial captada

en techos

Redireccionamiento hacia las

jardineras o áreas verdes

locales, por medio de canales.

Infiltración en

áreas verdes

1

2 3



4. Se aprovecharía infraestructura con la que ya se cuenta, evitando inversiones y gastos

innecesarios.

5. El mantenimiento es mínimo

6. Aumentaría considerablemente la cantidad de agua pluvial captada para la infiltración

5.4 LISTADO DE TECNOLOGÍAS REQUERIDAS

Ahora, habiendo descrito las propuestas de solución parciales, realizaremos un listado de aquellas

tecnologías que se ocuparán para realizar las labores de usar, tratar, y reusar agua de desecho,

así como para captar agua atmosférica. Con ayuda de dichas tecnologías se pretende que primero

la unidad, que en este caso es la vivienda, logre la autosuficiencia hídrica, lo que en otras palabras

significa que no dependa de fuentes externas a la entidad a la que se hace referencia,

exceptuando el caso de la lluvia y el agua atmosférica. Además se pretende infiltrar la mayor

cantidad de agua de lluvia a nivel comunidad integrando diversas unidades dentro de una red de

infiltración.

TABLA 1.10 TECNOLOGÍAS Y TÉCNICAS REQUERIDAS PARA APLICAR LAS SOLUCIONES PARCIALES

SELECCIÓN FORMA DE INTEGRACIÓN

FUNCION ESPECÍFICA

NIVEL DE INTEGRACIÓN

1 ZANJA DE INFILTRACIÓN

RED DE INFILTRACIÓN

Infiltración de agua pluvial

2,3. COMUNIDAD

2 POZO DE INFILTRACIÓN



3. COMUNIDAD

3 RAIN GARDEN JARDÍN SUSTENTABLE, RED DE INFILTRACIÓN


1,2,3. LOCAL- COMUNIDAD

4 OLLA DE AGUA PLUVIAL


Accesorio 2, COMUNIDAD

5 JARDÍN VERTICAL JARDÍN SUSTENTABLE

Depuración de agua degradada, aumento de la humedad ambiental, aumento en la producción de agua, mejoramiento del micro clima

1. LOCAL

8 RIEGO POR GOTEO

JARDIN SUSTENTABLE

Accesorio, ahorro de agua

1. LOCAL

9 HUMEDAL HORIZONTAL SUBSUPERFICIAL

JARDÍN SUSTENTABLE

Depuración del agua degradada, aumento de la humedad ambiental, aumento en la producción de agua,

1,2. LOCAL-COMUNIDAD



mejoramiento del microclima,

14 ACUAPONIA JARDÍN SUSTENTABLE

Aprovechamiento de nutrientes en el agua

1.

15 HIDROGEL JARDÍN SUSTENTABLE, JARDINERAS,

Mayor eficiencia en el uso del agua

1,2.

16 WATERBOXX JARDÍN SUSTENTABLE, JARDINERAS, BARRANCAS, CERROS Y REFOSTERACIÓN EN GENERAL

Aumento de las áreas verdes

1,2.

17 DISPOSITIVOS AHORRADORES

HOGAR SUSTENTABLE

Reducción de volúmenes de agua durante el uso

1.

18 CONDENSADOR DE HUMEDAD

HOGAR SUSTENTABLE, JARDÍN SUSTENTABLE

Fuente alternativa de agua

1.

22 BOMBA SOLAR HOGAR SUSTENTABLE, ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS DE AHORRO DE AGUA INDIRECTA

Reducción de uso de energía eléctrica producida por medios convencionales

1.

23 TRATAMIENTO ANAEROBIO

JARDÍN SUSTENTABLE

Reducción del uso de energía eléctrica producida por medios convencionales

1.

24 RED DE INFILTRACIÓN

CASAS,CALLES, Y AVENIDAS.

Aumento en la eficiencia de captación, conducción e infiltración de agua pluvial

25 GEOMEMBRANA HUMEDAL RETENCIÓN DE AGUA

1,2.

26 PASTILLA DE CLORO

TRATAMIENTO DE POTABILIZACIÓN

Potabilizar el agua eliminando microorganismos.

1.

Fuente: Propia

Existen tres niveles bajo los cuales pretendemos hacer funcional el sistema que se propone:

vivienda (1), comunidad por secciones (2), regional o integración de comunidades (3). Se puede

notar entonces el alcance de la integración. La vivienda es la unidad bajo la cual se pretende hacer

funcional el modelo; el segundo es la integración de una pequeña sección de viviendas dentro de

una comunidad; finalmente, el regional pretende abarcar más allá de la comunidad o comunidades.



6 INTEGRACIÓN SISTÉMICA DE LAS

SOLUCIONES SUSTENTABLES PARA EL

MANEJO DEL RECURSO HÍDRICO EN ZONAS

URBANAS

“EL CAMBIO ES LA CONSTANTE Y LA INNOVACIÓN, ÚNICO CAMINO” [Maram, 2011]

6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL AGUA

El ciclo hídrico urbano involucra tres tipos de agua que se tomarán en consideración dentro del

manejo integral del agua, en primer lugar se encuentra el agua potable que actualmente es

brindada por la red de abastecimiento de la Ciudad de México; la segunda es el agua de desecho,

que se produce después de ser usada en los hogares, la cual contiene nutrientes que pueden ser

aprovechados para la generación de productos útiles al hombre; finalmente el agua de lluvia, así

como la humedad ambiental, serán tomadas como fuentes renovables de apoyo en el suministro

hídrico. El modelo que a continuación se muestra, incorpora las soluciones descritas en el capítulo

anterior, para manejar más integral y sustentablemente el recurso hídrico.



FIGURA 6.1 MODELO DE MANEJO INTEGRAL DEL RECURSO HÍDRICO EN VIVIENDAS

. Las operaciones marcadas JN indican que el proceso se realizará en el jardín sustentable

. Las operaciones marcadas TO indican que el proceso se realizará en el techo

. Los usos inmediatos son almacenes de los cuales se dispondrá el agua tratada

SODIS. Solar Water Desinfection

. Los números dentro de los círculos indican la continuación del proceso en la ruta marcada.

Véase Anexo B para ver el costo aproximado de los elementos que integran el modelo.

6.2 APLICACIÓN INICIAL DEL MODELO

Se realizó un proyecto, el cual tuvo por duración 6 meses, desde el inicio de la planeación hasta la

puesta en marcha y monitoreo inicial del sistema, donde nosotros pudimos comenzar a aplicar una

parte del modelo antes planteado, el cual se describe dentro de esta parte final de la tesis. El

proyecto desarrollado se realizó en una vivienda de alrededor de 264m2, con 7 personas habitando

en ella, y gastando un promedio de 1387.2 litros/día, ó 198.17 l/hab/día, con una distribución del

líquido de acuerdo con la siguiente tabla:



FIGURA 6.2 USO INICIAL DEL AGUA EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO

Aquí se muestra como se reparte el uso de líquido dentro del hogar bajo estudio, empleandose de

la siguiente manera: 346.8 l/d/inodoro, 360.6 l/día/regadera, 277.4 l/día/lavadora, 208.08

l/día/llaves, 138.72 l/día/jardín, 55.48 l/día/otros usos

Fuente: Propia

Esta primera etapa consistió en: 1) la incorporación de artefactos que propiciaran el ahorro dentro

del hogar, 2) la construcción de la primera etapa del jardín sustentable, 3) la incorporación de

pequeños almacenes para guardar y posteriormente usar los efluentes.

La primera etapa del jardín sustentable incluye el humedal subsuperficial, el humedal superficial

(Anexo C), la sección de biotopo y el cercado y plantado de enredaderas. La incorporación de

artefactos ahorradores incluyó un cambio de tasa de baño, de una que ocupaba 12 litros por

descarga, a otra que diferencia entre descarga de sólidos y líquidos, gastando un máximo de 6

litros por descarga, además de la incorporación de 4 aireadores perlizadores en las llaves, e

hidrogeles en las macetas con un total de 2 kilos usados. Los almacenes fueron tambos con los

que ya contaban y que fueron utilizados para éste propósito del proyecto. El traslado del agua se

hizo por medio del uso de sifones.

Para la aplicación de éste primer proyecto, se hizo necesario conocer los tipos de efluentes que se

producían, pero al no contar con referencias que nos brindaran la clasificación oficial de las aguas

grises, nos dimos a la tarea de hacerla por nuestra propia cuenta; nosotros no contábamos con los

medios, en esos momentos, para poder hacer exámenes al agua y determinar parámetros que nos

indicaran la calidad de ésta, como son la DBO5, DQO, conductividad, nitrógeno, amoniaco, fósforo,

entre otros, y debido a que se realizó a nivel doméstico, en muy pocas ocasiones sus habitantes

tienen los recursos o la disposición para hacer dicho tipo de exámenes al agua, por lo que se

decidió que se realizaría un biomonitoreo en la salida del humedal superficial, por lo que se

construyó un biotopo acuático para facilitar dicha tarea. Un biomonitoreo consiste en determinar la

cantidad de organismos que habitan en un cuerpo de agua, mientras más diversidad exista,

25%

26% 20%

15%

10%

4%

Inodoro

Regadera

Lavadora

Llaves

Jardín

Otros usos



significa que la calidad del agua aumenta, de forma similar, cuando la flora y fauna disminuyen, la

calidad del agua disminuye. Esta forma de medición tiene buenos resultados, incluso diferentes

organismos a nivel nacional como la CONAGUA, e internacional, se apoyan en este tipo de

parámetros naturales cuando se dificulta el realizar estudios al agua. Es así que basándonos en

macroinvertebrados, macrofitas y peces, nosotros nos dispusimos a evaluar la calidad del agua*.

Enseguida para el tratamiento y reuso del agua en el domicilio, nos dispusimos a realizar una

clasificación de las aguas, que debe aclararse que, principalmente a la limitante del tiempo para la

entrega de éste trabajo de tesis, se debió reducir la clasificación a una diferenciación sencilla entre

calidades del agua apoyados en bioindicadores (Anexo C).

El siguiente paso consistió en saber cuáles eran los tipos de agua que se producían en el hogar

según su uso, los cuales se presentan en la siguiente tabla:

TABLA 1.11 PRIMER CLASIFICACIÓN DE LOS EFLUENTES EN LA VIVIENDA DE APLICACIÓN DEL MODELO

Efluente/Calidad Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 5

Lavadora enjuague X

Lavadora lavado X

Baño tasa convencional

X

Baño regadera X

Baño Lavabo X

Lavado de pisos X X

Agua de lluvia X

Agua de fregadero X

Lavadero X

Riego de jardín X

Las clasificaciones anteriores se hacen considerando que ocupan agua de primera calidad en sus procesos.

A continuación se diferenció entre aquellos sistemas que requieren de agua potable y aquellos que

no, donde, una vez acordado con los habitantes, quedó de la siguiente forma.

TABLA 1.12 PRIMER CLASIFICACIÓN EN

REQUERIMIENTOS DE AGUA POTABLE

Requieren agua potable No requieren agua potable

Ducha W.C.

Lavadora - lavado Lavadora - enjuague

Limpieza en la cocina Limpieza del hogar – excepto

cocina



Lavado de trastes Áreas verdes

Beber y cocinar

Fuente: Propia

La clasificación se hizo con el propósito de saber cómo sería el posible intercambio de agua. Los

tratamientos considerados fueron los siguientes:

1. Pre tratamiento. Tamizado, almacenamiento general (200lts), trampa de grasas.

2. Tratamiento primario. Neutralización, sedimentación, almacenamiento general (200lts)

3. Tratamiento secundario. Humedal subsuperficial, humedal superficial, jardín con retorno.

4. Tratamiento terciario. Inyección de aire, procesos fotosintéticos con algas, y filtrado con

arena o sustratos similares.

5. Purificación. Cloración, rayos uv, carbón activado, filtro.

La mayor cantidad de agua que se emplea en el hogar va a dar a la regadera, siguiendo el inodoro

y en tercer lugar la lavadora, el restante se divide en las llaves abiertas, el jardín y la limpieza del

hogar. Fueron los primeros tres rubros los que se tomaron en consideración durante la primera

etapa de la puesta en marcha del modelo, pero además se hizo un cambio de funciones de la

primer área verde.

FIGURA 6.3 GRÁFICO COMPARATIVO AL FINAL DE LA PRIMERA ETAPA DE APLICACIÓN

DEL MODELO

-346,8 -360,6

-277,4

-208,08

-138,72

-55,48

0

-360,6

-215,4

-166,46

210

-25,48

0 0

277,4

0

210

55,48

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

Baño Regadera Lavadora Llaves Jardín Otros usos

INICIAL

FINAL

REUSO



Al inicio de la primer etapa del proyecto se estimó un consumo promedio en el hogar de 1387.2

l/día de agua potable. Al final de la primera etapa se tiene un consumo promedio de 557.94 l/día,

lo que representa una disminución del 43.3% en los requerimientos de agua potable. Por otro

lado, el consumo de energía eléctrica, proveniente de la red, para fines de tratamiento, es de cero.

Fuente: Propia

En la tabla anterior, se muestra en rojo el consumo de agua potable al inicio de la primera etapa de

este proyecto, en verde el consumo de agua potable al final, y en azul los volúmenes reutilizados

también al final de la primera etapa. Los signos negativos significan pérdidas, es decir, que de los

1387.2 litros de agua potable disponibles al inicio del día, hay volúmenes que terminan en la

coladera, y son irrecuperables, por lo que se tienen que sustituir con agua fresca procedente del

sistema de abastecimiento. Los volúmenes positivos en verde, indican la producción de agua tipo

1. Por ejemplo, en el caso del agua del jardín, tenemos que al inicio se ocupaban 138.72 litros/día

de agua potable para su funcionamiento, mientras que al final no ocupa agua potable, y al

contrario, produce 210 l/día de agua tratada, de la cual se reutilizan 210 l/día.

Inicialmente se tenía un baño que funcionaba con 12 litros por descarga, actualmente se cuenta

con uno que hace diferencia entre desechos sólidos y líquidos, gastando 6 litros como máximo por

descarga. Significa que de las 29 descargas diarias que se producían se requerían en inicio los

346.8 l/día, con el cambio, y si consideramos la descarga máxima de 6 litros, tenemos que se

requieren 174 l/día, lo que significa un ahorro de 172.8 l/día, finalmente, de éste consumo, casi en

su totalidad, emplea agua tratada proveniente del jardín sustentable, teniendo finalmente que el

requerimiento de agua potable para el baño es prácticamente de cero. De éste efluente no se

reusa ningún volumen, ya que va directamente al drenaje.

Durante esta primera etapa, la conducción de agua tratada hacia el baño se hizo con ayuda de una

bomba eléctrica, que la lleva a un pequeño depósito en el techo, pero en una segunda etapa se

pretende eliminar el depósito, la bomba, y el conducto.

FIGURA 6.4 NUEVO BAÑO DE DOBLE DESCARGA



Del lado izquierdo se aprecia el antiguo baño que empleaba 12 litros por descarga, y del derecho

el nuevo baño que diferencía entre sólidos y líquidos, con una descarga máxima de 6 litros.

Fuente: Propia.

El siguiente rubro perteneciente a la regadera quedó prácticamente igual, ya que contaba con

sistemas de ahorro desde el inicio, además, su efluente todavía no es aprovechado, al no contar

con una manera cómoda para sus habitantes de captar y conducir su efluente a procesos de uso o

tratamiento.

En el caso de la lavadora, disminuyó ligeramente su consumo de agua potable, debido a que

actualmente ocupa parte del efluente del jardín sustentable para lavados especiales como tenis,

calcetines, jergas, entre otros, ya que, aunque el efluente muestra una calidad adecuada para

ocuparse en el lavado general de la ropa, se ha llegado al consenso de que ésta no sea empleada

para tales fines, hasta haber completado la fase experimental, en la que se incluyen exámenes al

agua, para determinar con precisión su confiabilidad. En cuanto al reuso, de los 277.4 l/día que se

producen durante el lavado, se reusan 200 l/día en el riego de áreas verdes públicas, previo

tratamiento de tamizado y radiación solar.

En el caso de las llaves, se incorporaron aireadores-perlizadores en 4 de 6 llaves, para disminuir

los consumos de agua potable, llegando a tener un promedio 20% menor al final.

En el caso especial del jardín, la diferencia primordial no fue en la disminución de los volúmenes

empleados, sino en el cambio de funciones, ya que al principio éste era un elemento consumidor

de agua potable, mientras que al final de la primera etapa, no solamente dejó de consumirla, sino

que además, comenzó a producir un recurso hídrico tipo 1, para emplearse en usos diversos. Para

su funcionamiento, se alimentó la sección de humedales con agua proveniente de la lavadora, la

cual es, después del agua del retrete, el agua más difícil de depurar a nivel vivienda, ya que

contiene químicos como cloro, detergentes, suavizantes de ropa, jabones, entre otros

contaminantes; materia orgánica; y sólidos suspendidos que, en conjunto, hacen de su tratamiento

uno de los más demandantes. Posteriormente, con el efluente proveniente de la sección de

humedales se alimentó un biotopo acuático, donde se introdujeron seres vivos para que lo

habitaran y sirvieran como bioindicadores de la calidad del agua, entre los que se encuentran

invertebrados, macrófitas, y peces (Anexo D). Los peces y demás vida acuática, que ahí habita, se

han mantenido sin mayor problema durante un periodo de 4 meses a la fecha.

El jardín se mantiene siempre verde, propicia un clima templado, regulando la temperatura, y ha

ofrecido un espacio de descanso a seres vivos como son las mariposas monarca durante el mes

de octubre. Las dimensiones del humedal son de 1m X 4 m X .5m, con una capacidad de



almacenamiento de 2000 litros, el cual se divide longitudinalmente en dos secciones:

subsuperficial, y superficial. La capacidad máxima de tratamiento del sistema de humedales es de

200 lts/24hrs. Las dimensiones del biotopo son de 2m x 2m x .35m con una capacidad de

almacenamiento de 1400 litros, para sumar una capacidad máxima de almacenamiento de 3400

litros.

(A)

(1)

(2)

(3)

FIGURA 6.5 APLICACIÓN INICIAL DEL MODELO DE JARDÍN SUSTENTABLE©

El jardín sustentable está compuesto por tres secciones necesarias para su

funcionamiento: tratamiento, infiltración y producción de agua. La sección de



tratamiento se compone de un humedal subsuperficial (1), un humedal

superficial (2)(3) y un biotopo (A), que brinda un tratamiento cuaternario, y al

mismo tiempo, sirve como indicador de la calidad del agua.

Fuente: Propia.

El jardín sustentable ha traído beneficios diversos como se muestran en la figura 6.6

(a) El biotopo alberga

insectos,

caracoles, peces,

anfibios y otros

tipos de seres

vivos que sirven

como indicadores

naturales de la

calidad del agua.

(b) El jardín trae

beneficios extras

como la regulación

de la temperatura

local, formación de

puentes para

insectos y aves

migratorias, una

mejor calidad del

aire y la

diversificación de

flora y fauna.

c) El efluente obtenido de la

sección de tratamiento puede

usarse en diversas

actividades productivas como

la cría de peces y/o el riego

de cultivos para

autoconsumo.

FIGURA 6.6 BENEFICIOS EXTRA DEL JARDÍN SUSTENTABLE©

Fuente: Propia.

6.2.1 Aplicación inicial del esquema de infiltración

Al inicio se tenían dos problemas en relación al agua pluvial: 1) no se contaba con un sistema de

captación, conducción y almacenaje, y 2) ésta era una inversión que no tenían contemplada. La

idea entonces fue, que si no se tiene un sistema propio de almacenaje de agua pluvial, entonces

hay que usar los almacenes naturales. La forma de realizarlo fue sencilla al incorporar un tubo de

pvc que redirigiera el agua pluvial a una de las maceteras que se encontraban afuera de la

vivienda. Como era muy posible que se llegara a inundar temporalmente, se optó por introducir

plantas de tipo palustre que soportaran tanto estar en tierra firme como en suelos saturados.



Finalmente, se redujo el nivel de tierra en la macetera para que soportara una mayor cantidad de

agua pluvial y se cambió parte del sustrato por tezontle.

FIGURA 6.7 PRIMER JARDINERA QUE AYUDA A INFILTRAR EL AGUA PLUVIAL

Aquí la primera jardinera que infiltra parte del agua pluvial captada en techos.

Fuente: Propia



7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 RESULTADOS

Durante este trabajo de investigación, relacionado al manejo del recurso hídrico, se llegaron

a los siguientes resultados:

1. El crecimiento de poblaciones urbanas en México se aceleró a mediados del siglo

XX, teniendo que durante el 2010 el 78% de la población se ubicaba en zonas

urbanas.

2. El empleo del recurso hídrico, principalmente en zonas urbanas, sigue un modelo

lineal, a través de tres pasos básicos: suministro, uso, y desecho.

3. A nivel país se tiene un nivel medio de tratamiento de aguas residuales, siendo

aproximadamente del 38%

4. México ha adoptado los lodos activados como principal sistema de tratamiento

hídrico, aunque es un sistema que consume altas cantidades de energía.

5. El sistema hídrico está altamente centralizado, lo que limita sus funciones y

desempeño, además de aumentar su vulnerabilidad ante fenómenos adversos.

6. El modelo hídrico actual no hace distinción de las diferentes calidades de agua al

momento de emplearse en sus diversos procesos.

7. México ha adoptado tecnología desarrollada en otros países, que aunque es efectiva,

no aprovecha las características de nuestra región, reduciendo su eficiencia.

8. La aplicación inicial del modelo demostró ser efectivo para tratar, reusar e infiltrar

agua, reduciendo el empleo de volúmenes totales de agua de primera calidad.

9. Consume menos agua un jardín acuático con geomembrana que un jardín terrestre,

debido a que en el primero, las únicas pérdidas son por evapotranspiración,

mientras que en el segundo las pérdidas son por infiltración, evaporación y

escurrimiento.

7.2 CONCLUSIONES

Para el manejo del recurso hídrico en México, se llegaron a las siguientes conclusiones:

1. México desarrolla soluciones hídricas bajo un enfoque de sustentabilidad débil.

2. México utiliza el paradigma de dominio a la naturaleza, adoptado desde la llegada de

los españoles, y acentuado con las dos revoluciones industriales, haciendo ligeras

modificaciones para adaptarlo al esquema de la sustentabilidad débil.



3. Debido a que en la práctica, el paradigma de la sustentabilidad está subordinado al

área económica, de llegar a un consenso, a nivel internacional y nacional, sobre

cómo aplicar el desarrollo sustentable dentro de dicha área, se tendrán bases que

permitan establecer y generalizar su esquema.

4. Las instituciones encargadas de administrar el recurso hídrico en México, no

desconocen la problemática hídrica que se desarrolla y que requiere de soluciones

holísticas, aún así, la mayoría de las soluciones hídricas actuales están basadas en

tecnología, debido a que se desconfía de otras alternativas y no se tiene continuidad

en las planeaciones.

5. Se pueden mejorar los planes de manejo del recurso hídrico al considerar las

tendencias mundiales relacionadas. Tales tendencias permitirán visualizar sucesos

actuales y futuros, que contribuyan a definir estrategias con capacidad de

incorporarse al contexto internacional, pero respetando los objetivos regionales de

manejo del recurso hídrico.

6. Debido a que México ha ocupado, desde la época de los españoles, un mismo

paradigma, con el cual se plantean y resuelven problemas hídricos, es conveniente

adoptar uno nuevo que considere el manejo integral del recurso hídrico así como

sus problemas emergentes.

7. Debido a que el conjunto de problemas hídricos actuales están muchas veces

relacionados, pueden hacerse más eficientes los esfuerzos de atacarlos, teniendo en

cuenta aquellos elementos en común, que influyan considerablemente en varios de

ellos. Se concluyó en nuestro caso que el gasto energético y la producción de

alimentos son dos de ellos.

8. Para apreciar los rendimientos reales de un plan y programa hídrico se necesita que

tengan continuidad entre periodos de gobierno.

9. Como gran parte de la infraestructura hídrica está altamente centralizada, de

plantear y aplicar soluciones hídricas descentralizadas y redundantes, se dependería

menos de estos sistemas monolíticos y aumentarían la resiliencia del sistema social.

10. Para generar soluciones hídricas que aprovechen las áreas impermeables urbanas y

contribuyan a generar un balance positivo en los volúmenes de agua, hay que

cambiar el enfoque negativo que actualmente se tiene hacia ellas.

11. Es aconsejable que las estructuras urbanas pasen a tomar un rol más dinámico,

participando activamente a cerrar el ciclo hidrológico.

12. Bajo el enfoque de la sustentabilidad y del paradigma hídrico emergente aquí

mencionado, es necesario considerar tanto grandes como pequeños volúmenes de

agua para hacer un manejo integral de ésta, y no solo grandes volúmenes, como

actualmente se hace.



13. Desde el punto de vista de la sustentabilidad se deben recuperar los cuerpos

superficiales de agua, pero a pequeña escala y en forma multiplicada, para que en su

conjunto, rehabiliten las funciones ambientales que proveía el antiguo sistema

lacustre.

14. Ya que los procesos de captación, uso, tratamiento, reuso, e infiltración, en su

conjunto requieren de grandes cantidades de energía, es conveniente que se

realicen lo más localmente posible.

15. Se disminuiría la dependencia en energía eléctrica, al incorporar procesos, para el

tratamiento del agua residual, que aprovechen la energía del sol, así como su clima

cálido, traduciéndose en sistemas fotosintéticos y anaerobios.

16. La ZMVM no carece de agua, como es la percepción actual, de hecho, se tiene un

exceso de agua, siendo los problemas esenciales la falta de reuso y la expulsión de

ésta, originados del modelo lineal actual.

17. La ZMVM, y en especial la Ciudad de México se están ubicando en un alto grado de

vulnerabilidad, al importar agua de cuencas externas, y no procurar mantener en

cantidad y calidad sus fuentes internas de agua. Los costos económicos y

energéticos aumentan, y las probabilidades de conflictos políticos, sociales o

ambientales también. Aunado a lo anterior se tienen megainfraestructuras en los

procesos captación, desecho y tratamiento que propician la centralización. Por lo

anterior, los costos y posibles conflictos por mantener un suministro constante a la

Ciudad y ZMVM pueden afectar, de tal forma, que no convenga seguir invirtiendo en

ésta región en el largo plazo, afectando sus actividades económicas.

18. La implantación de humedales para el tratamiento de las aguas grises a nivel

vivienda e incluso a nivel comunidad, serían una forma de reconectar los cuerpos de

agua superficiales con la población urbana del Valle de México, de manera que se

aprecien sus beneficios.

19. Es posible realizar un proceso de depuración del agua que no requiere de un

sistema de tratamiento exclusivo para tal fin, sino que, de acuerdo a los nutrientes

contenidos en el efluente de cada sección de la casa, pueden dársele ciertos usos,

que al tiempo que aprovechan sus nutrientes y generan productos, también limpian

el agua, resultando en un proceso con triple función: tratamiento, uso, y producción.

7.3 RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS

.1. Realizar un estudio para clasificar el tipo de aguas producidas en un hogar, según

parámetros de contaminación como materia oxidable (DQO), sólidos en suspensión (SST),

niveles de nitrógeno y fósforo, materias inhibidoras o tóxicas, sales y contenido de grasas,

entre otros, para posteriormente determinar su uso potencial.



.2. Realizar un estudio para determinar cómo incorporar el uso del agua residual y su

tratamiento, de forma que se completen los ciclos de sus componentes.

.3. Continuar la aplicación del modelo planteado.

.4. Incorporar la producción de energía y alimentos.

.5. Promover la aplicación del modelo a nivel comunidad.



REFERENCIAS

[Foladori et al., 2005]

Foladori G., Pierri N.,¿Sustentabilidad? Desacuerdos sobre el desarrollo sustentable, Miguel Ángel Porrua, UAZ, México, 2005.

[Interciencia, 1997]

Interciencia, Revista de ciencia y tecnología de América, Caracas, Vol. 22. No. 3, mayo-junio 1997.

[Coriat, 2001] Coriat, B., El taller y el cronómetro, ensayo sobre el taylorismo y el fordismo y la producción en masa, siglo veintiuno de España, España, 2001

[Environment Canada, 2004]

Environment Canada-Ontario Region, TD Friends of the Environment Foundation, (2004), An Environment and Sustainability Chronology, http://www.sustreport.org/resource/es_timeline.htm, (22-enero-2012)

[UNEP, 2012] UNEP, Africa Regional Preparatory Process for the United Nations Conference on Sustainable Development Rio+20, United Nations Department of Economic and Social Affairs, England, 2012.

[CR, 2009] Club of Rome, (2009), 40 Years Limits to Growth, http://www.clubofrome.org/?p=326, (19-febrero-2012)

[Donella et al., 1972]

Donella H., Dennis L., Jorgen R., William W., The limits to growth, Universe Books, New York, 1972.

[Encyclopaedia Britannica, 2012]

Encyclopaedia Britannica Facts Matter, New Humanism, http://www.britannica.com/EBchecked/topic/411645/New-Humanism, (02-marzo-2012)

[Varcárcel, 2006]

Varcárcel M. , Génesis y evolución del concepto y enfoques sobre el desarrollo, Departamento de ciencias sociales, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, 2006

[Latouche, 2009]

Latouche S., Farewell to Growth, Polity Press, Inglaterra, 2009.

[González, 2012]

González A., (2003), Ambientalismo Moderado, http://www.cladead.com/cursos/MEDAM/MEDAM-000003/ambientalismo_moderado.htm, (12-abril-2012)

[Hassan, 2011] Hassan F., Water history for our times, IHP essays on water history, Francia, 2011

[Novotny, 2010] Novotny V., Ahern J., Brown P., Water Centric Sustainable Communities, planning retrofitting, and building the next urban environment, John Wiley & Sons, Estados Unidos, 2010.

[FMI, 2011] FMI, Perspectivas de la economia mundial, abril del 2011: Las tenciones de una recuperación a dos velocidades, Fondo Monetario Internacional, Washington DC, 2011.

[Hormaeche, 2008]

Hormaeche J., Pérez A., Saénz T., El petróleo y la energía en la economía: Los efectos económicos del encarecimiento del petróleo en la economía Vasca, Servicio central de publicaciones del gobierno Vasco, España, 2008.

[Resistencia, 2006]

Resistencia, No. 61, Boletín de la red oilwatch, junio 2006

[WEEC, 2012] WEEC, 2012, 35th World Energy Engineering Congress, www.energycongress.com, (04-junio-2012)

[CNA, 2011] Comisión Nacional del Agua, Estadísticas del Agua en México Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011

[Aguilar, 2006] Aguilar L., Gobernanza y gestión pública, FCE, México, 2006.

[OIT, 2004] Comisión mundial sobre la dimensión social de la globalización, Por una globalización justa: crear oportunidades para todos, OIT, 2004, Suiza.

[Cleanwater, 2012]

Prize Winners, 2012, http://www.cleanwateramericaalliance.org, (18-marzo-2012)

[WaterTech, 2012]

Water Technology, 2012, Breaking seven billion: water solutions for a populous future, http://www.water-technology.net, (28-marzo-2012)

http://www.sustreport.org/resource/es_timeline.htm

http://www.clubofrome.org/?p=326

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/411645/New-Humanism

http://www.cladead.com/cursos/MEDAM/MEDAM-000003/ambientalismo_moderado.htm

http://www.cladead.com/cursos/MEDAM/MEDAM-000003/ambientalismo_moderado.htm

http://www.energycongress.com/

http://www.cleanwateramericaalliance.org/

http://www.water-technology.net/



[APDM, 2011] Áreas protegidas de México,2011,Desarrollan WC que no usa agua para su funcionamiento, http://www.apdm.com.mx/archivos/4523, (18-febrero-2012)

[García, 2008] Garcia J., Corzo A., Depuración con humedales construidos: Guía práctica de Diseño, Construcción y Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial, España, 2008.

[Kinkade, 2007] Kinkade H., Design for water, rainwater harvesting, stormwater catchment, and alternate water reuse; Heather, New Society Publishers, Canadá, 2007.

[Mara, 2003] Mara D., Domestic wastewater treatment in developing countries, Earthscan, Londres, 2003.

[Keith, 2003] Keith R., How to hydroponics, The Futuregarden Press, Estados Unidos, 2003.

[Porter et al., 2011]

Porter S., University of Victoria, Peeling back the pavement: a blueprint for reinventing rainwater management in Canada’s communities, Environmental Law center, Canadá, 2011.

[CE, 2001] Comission Europea, Procesos extensivos de depuración de las aguas residuales adaptadas a las pequeñas y medias colectividades (500-5000 habitante equivalente), Comisión Europea, Francia, 2001.

[Verde, 2011] Ideas Sustentables Verde, Ecoideas brillantes, Grupo Reforma, No 17, septiembre 2011

[CNA, 2009] Comisión Nacional del Agua(CNA), Semblanza histórica del agua en México, SEMARNAT, México, 2009.

[Olivares et al., 2008]

Olivares R., Sandoval R., El agua potable en México: Historia reciente. Actores, procesos y propuestas, ANEAS, México, 2008.

[Cohen, s/f] Cohen M., González R., Del agua amenazante al agua amenazada. Cambios en las representaciones sociales de los problemas del agua en el Valle de México, México.

[Hassan, s/f] Hassan F., Water history for our times, Vol. 2 , International Hydrological Programme, UNESCO,

[AHA, s/f] Archivo histórico del Agua (AHA), El agua y la industria en el porfiriato, http://archivohistoricodelagua.info/mx/content/view/37/, (16-mayo-2012)

[SEDENA, s/f] SEDENA, Porfiriato e inicio de la revolución mexicana, http://www.sedena.gob.mx/pdf/momentos/fasciculo_4.pdf, (16-mayo-2012)

[Simonian, 2007]

Simonian L., (2007), Medio ambiente y políticas públicas en México (1970-1993), www2.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/243/simonian.html (12-septiembre-2012)

[Simonian, 1998]

Simonian L., La defensa de la tierra del jaguar. Una historia de la conservación en México. INE-CONABIO-IMERNAR, México, 1998.

[IIEc, 2001] Problemas del desarrollo, revista latinoamericana de economía, vol.32, No. 125, 2001, México, IIEc-UNAM, abril-junio, pag. 213

[SMN, 2012] Servicio Meteorológico Nacional, (2012), www.cna.gob.mx, (07-junio-2012)

[Arnold et al., 2000]

Arnold M., Osorio F., (2000), Introducción y objetivos de la teoría general de sistemas, http://usuarios.multimania.es/edecena/IngSistemas/IntroduccionTGS.htm,(15-junio-2012)

[CNA, 2011] Comisión Nacional del Agua (CNA), Situación del subsector agua potable, alcantarillado y saneamiento, Edición 2011, SEMARNAT, México, 2011.

[Hermosillo, 2009]

Hermosillo O., Repensar la cuenca: La gestión de ciclos del agua en el Valle de México, UAM, México, 2009.

[SEMARNAT, s/f]

SEMARNAT, Regiones Hidrológico Administrativas, http://infoteca.semarnat.gob.mx/boletin/index3.htm (30-julio-2012)

[SEMARNAT, 2010]

SEMARNAT, Estudio para la caracterización y diagnóstico del programa de ordenamiento ecológico del territorio de la cuenca de México, México, 2010.

[CONAGUA, 2009]

CONAGUA, Estadisticas del agua de la región hidrológico administrativa XIII, Aguas del Valle de México, SEMARNAT, México, 2009

[CAM, 2010] Comisión Ambiental Metropolitana, Agenda de sustentabilidad ambiental para la Zona Metropolitana del Valle de México, México, 2010

http://www.apdm.com.mx/archivos/4523

http://archivohistoricodelagua.info/mx/content/view/37/

http://www.sedena.gob.mx/pdf/momentos/fasciculo_4.pdf

http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/243/simonian.html

http://www.cna.gob.mx/

http://usuarios.multimania.es/edecena/IngSistemas/IntroduccionTGS.htm

http://infoteca.semarnat.gob.mx/boletin/index3.htm



[Escolero et al., 2009]

Escolero O., Martinez S., Kralisch S., Perevochtchikova M., Vulnerabilidad de las fuentes de agua potable de la Ciudad de México en el contexto del Cambio Climático, Centro Virtual de Cambio Climático-UNAM-ICyTDF, México, 2009.

[RPP, 2011] Cuida el agua, 2011, Conozca como afronta Israel la escasez de agua , http://www.rpp.com.pe/2011-10-26-conozca-como-afronta-israel-la-escasez-de-agua-noticia_416568.html, (01-septiembre-2012)

[CCVM, 2006] Consejo de Cuenca del Valle de México CCVM, (2006), Uso Industrial y Servicios, http://cuencavalledemexico.com/informacion/cuenca-del-valle-de-mexico/situacion-del-recurso-hidrico-2/uso-industrial-y-servicios/, 30-junio-2012)

[OCVM, 2009] Organismo de Cuencas del Valle de México, (2009), Balance hidráulico, http://www.conagua.gob.mx/ocavm/Espaniol/TmpContenido.aspx?id=b861a483-e77d-4985-bd40-6bc23cf90530%7CAcerca%20de%20la%20Cuenca%7C0%7C6%7C0%7C0%7C0, (28-junio-2012)

[Ávila, 2002] Ávila P., Agua, Cultura y Sociedad en México, El Colegio de Michoacán-Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), México, 2002

[CONAGUA, 2010]

CONAGUA, Estadísticas del agua en la cuenca del río Balsas, SEMARNAT, México, 2010.

[Primer informe, 2007]

Gobierno de los Estados Unidos Mexicanos, Anexo estadístico del primer informe de gobierno, México, 2007

[Maram, 2011] Maram L., (2011), ¿Es redituable ser sustentable?, http://istmo.mx/2011/05/%C2%BFes-redituable-ser-sustentable-casos-de-exito/, (10-octubre-2012)

[SMA, 2012] Secretaría del Medio Ambiente,(2012), Índice de radiación solar UV, http://www.calidadaire.df.gob.mx/calidadaire/reporteuv.php, (07-11-2012)

[Francois,1992] Francois, C., Diccionario de teoría general de sistemas y cibernetica: conceptos y términos, International Society for the Systems Sciences, Argentina, 1992

[Aguirre, 2012] Aguirre R., Espinoza V., El gran reto del agua en la Ciudad de México, Sistemas de Aguas de la Ciudad de México, México, 2012

[CMM, 2011] Centro Mario Molina, Evaluación energética de los actuales sistemas de aguas urbanas y propuestas de manejo de los recursos hídricos en la Ciudad de México, México, 2011

http://www.rpp.com.pe/2011-10-26-conozca-como-afronta-israel-la-escasez-de-agua-noticia_416568.html

http://www.rpp.com.pe/2011-10-26-conozca-como-afronta-israel-la-escasez-de-agua-noticia_416568.html

http://cuencavalledemexico.com/informacion/cuenca-del-valle-de-mexico/situacion-del-recurso-hidrico-2/uso-industrial-y-servicios/

http://cuencavalledemexico.com/informacion/cuenca-del-valle-de-mexico/situacion-del-recurso-hidrico-2/uso-industrial-y-servicios/





http://istmo.mx/2011/05/%C2%BFes-redituable-ser-sustentable-casos-de-exito/

http://www.calidadaire.df.gob.mx/calidadaire/reporteuv.php


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA A

ANEXO A.

PARADIGMAS HÍDRICOS EN LA HISTORIA

La intensidad del sombreado indica el grado de dominancia de un paradigma respecto a los demás.

Epoca/paradigma Paradigma

espiritual -

religioso

Paradigma

recreacional -

estetico.

Paradigma

ético -

legal

Paradigma

ingeniero

hidraulico

Paradigma

cientifico

Paradigma

financiero -

económico

Paradigma

ecológico

Paradigma

gerencial

Caza y recolección

Agricultura temprana

Sociedades estado

tempranas

Sociedades

protoindustriales

comerciales

Sociedades cientifo-

industriales

tempranas

Estados industriales

avanzados

Sistemas financieros

globales

Fuente: Traducido de Fekri H., Water history for our times, IHP essays on water history, Francia, 2011

ANEXO B

COSTO PROMEDIO DE LOS ELEMENTOS QUE INTEGRAN EL MODELO

CATEGORÍA ELEMENTOS UNIDAD COSTO PROMEDIO. 2012

Jardín sustentable geomembrana M2 73

pasto m 20

tezontle M3 350

malla ciclónica M 50

Lombriz roja californiana

kg 100

Tierra negra M3 340

enredaderas Pza 30

Plantas acuaticas pza 20

Plantas emergentes pza 60

Condensador o generador solar de agua atmosférica

pza 10,000

peces pza Variable; 10-100

Fosa séptica prefabricada .76 x 2.44m (capacidad de almacenamiento 1106 lts; capacidad de tratamiento 600 lts

unidad 10,250


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA B

/día)

Sistema de captación de agua pluvial por techos

Canalón pvc simétrico con dos volutas

Tramos de 4 mts 165

Canalón semicircular cobre

Tramos de 1 m 343.9

Bajante de pvc 3” Tramos de 6mts 60

Sumidero para cubierta con babero

pza 521.8

Filtro bajante pza 363.44

Anfora depóstio 300lts pza 225

Pintura impermeabilizante

Cubeta 15 lts 850

Columna depósito 500 lts

pza 300

Grifo metálico para ánfora o columna

pza 13.50

Tinaco 1000 lts pza 1,150

Conexión pvc 3” pza 10

Baño seco Instalación de baño seco sin fosa séptica

10,330

Baño con doble descarga

pza 3,120

Mingitorio seco Mingitorio seco pza 2,400

Paneles solares 100watts pza 3,100

Almacenes Tinaco 1000 lts pza 1,200

Tinaco 2800 lts Pza 5,600

Firme filtrante Adopasto

Adocreto

Accesorio Hidrogel kg 250

Filtro aireador perlizador

Pza Variable; 15-42

Manguera transparente, 3/16” x 100 mts

Rollo 210

Mangueras transparente ¼” x 100 mts

rollo 240

Manguera transparente 5/16” x 100

rollo 410

Manguera transparente 3/8” x 100 mts

rollo 550

Manguera transparente ½” x 100 mts

rollo 780

Manguera transparente 5/8” x 100 mts

rollo 980

Manguera transparente ¾” x 100 mts

rollo 1,200


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA C

Manguera transparente 1” x 100 mts

rollo 2,800

Manguera transparente 1 ¼” x 50 mts

rollo 1,800

Maguera transparente 1 ½” x 50 mts

rollo 2,500

Manguera transparente 1 ¾” x 50 mts

rollo 3,500

Manguera 2” x 25 mts Rollo 2,500

Bombas Bomba solar , 12 volts, 50 watts, (Altura max. 15 mts, 1000l/24hrs)

1,299

Bomba solar capacidad 150 l/hora

350

ANEXO C


ESIME | NATANAEL KIN HERNÁNDEZ PÉREZ. TESIS DE MAESTRÍA D

ANEXO D

ALGUNOS DE LOS SERES VIVOS HABITANDO EN EL BIOTOPO

Tanichthys albonubes

Cyprinus Karpio

Coridora paleatus

Cyprinella lutrensis

Perico enano

Pez dragón

enano

Ciclido amarillo

Corydora albina

Gurami albino

Daphnia

Rana perezi Cambarellus

zempoalensis

Vallisneria Americana

Elodea Densa

Echinodorus Amazonicus

soluciones sustentables para captar y usar agua en zonas urbanas

Documents