valoraciÓn del costo-beneficio de la implementaciÓn de
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VALORACIÓN DEL COSTO-BENEFICIO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE TECHOS
VERDES: APLICACIÓN A UN CASO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ
DIANA SOFÍA CORREA ROMERO
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTA - COLOMBIA
2013
i
VALORACIÓN DEL COSTO-BENEFICIO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE TECHOS
VERDES: APLICACIÓN A UN CASO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ
DIANA SOFÍA CORREA ROMERO
Trabajo de grado para optar por el título de Ingeniería Ambiental
Director JUAN PABLO RODRÍGUEZ
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTA - COLOMBIA
2013
ii
AGRADECIMIENTOS
Al profesor Juan Pablo Rodríguez por ser mi mentor y guía durante este proceso, y por ofrecerme
la oportunidad y las herramientas necesarias para culminar satisfactoriamente este proyecto.
A Eduardo León, a Biotectónica y a Arquitectura Más Verde por proporcionarme información
valiosa y apoyar esta investigación.
A los profesores Daniel Páez y Pedro Pérez por facilitarme información necesaria para el desarrollo
de este proyecto.
A Juan Pablo Quijano por su sabia y constante colaboración.
A mi hermana Catalina por su ayuda incondicional y sus consejos.
Y a mis padres, familia y amigos quienes me brindaron su apoyo no sólo en el desarrollo de este
trabajo, sino a lo largo de toda mi carrera.
ii
TABLA DE CONTENIDO AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................................ii
Tabla de Fórmulas .......................................................................................................................... iii
Tabla de Figuras ............................................................................................................................. iii
Listado de Tablas ............................................................................................................................v
1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 6
2 MARCO TEÓRICO.................................................................................................................... 8
2.1 Historia de techos verdes................................................................................................ 8
2.2 Clasificación de techos verdes......................................................................................... 8
2.3 Tecnología disponible ................................................................................................... 11
2.4 Beneficios potenciales de los techos verdes .................................................................. 13
2.4.1 Retención y manejo de aguas lluvias ..................................................................... 14
2.4.2 Disminución del efecto Isla de Calor ...................................................................... 18
2.4.3 Mejora de la calidad del aire ................................................................................. 19
2.4.4 Atenuación del impacto del cambio climático ....................................................... 21
2.4.5 Aumento de biodiversidad y preservación de hábitats .......................................... 22
2.4.6 Provisión de ambientes de recreación y relajación y mejoramiento estético de la
ciudad………… ....................................................................................................................... 22
2.4.7 Provisión de espacios para agricultura .................................................................. 23
2.4.8 Efecto aislante del ruido ........................................................................................ 23
3 METODOLOGÍA .................................................................................................................... 24
3.1 Selección de zona de estudio ........................................................................................ 27
3.2 Interpretación de imagen satelital y cálculo de área potencial para techos verdes ........ 28
3.3 Cuantificación y Valoración de Beneficios Sociales ........................................................ 30
3.4 Cuantificación y Valoración de Costos y Beneficios privados ......................................... 33
4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................................... 34
4.1 Beneficios Públicos ....................................................................................................... 34
4.1.1 Calidad del aire ..................................................................................................... 34
4.1.2 Manejo de aguas lluvias ........................................................................................ 39
4.2 Costos y Beneficios Privados ......................................................................................... 65
4.2.1 Costos de construcción ......................................................................................... 65
iii
4.2.2 Vida útil ................................................................................................................ 67
4.2.3 Aumento del valor de la propiedad ....................................................................... 67
4.3 Cálculo del VPN Público y Privado ................................................................................. 68
5 CONCLUSIONES ...................................................................................................................... A
6 BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................... C
ANEXOS ......................................................................................................................................... G
ANEXO 1 .................................................................................................................................... H
ANEXO 2 ..................................................................................................................................... L
ANEXO 3 (precipitación anual).................................................................................................... O
ANEXO 4. Costos de operación PTAR Salitre ............................................................................... R
ANEXO 5. Volúmenes tratados en la PTAR Salitre ........................................................................S
Tabla de Fórmulas
Fórmula 1 Cálculo de coeficiente de escorrentía según Título D del RAS 2000 .............................. 31
Fórmula 2: Fórmula para el cálculo del caudal doméstico ............................................................. 57
Fórmula 3: Fórmula para el cálculo del caudal industrial .............................................................. 57
Fórmula 4:Fórmula para el cálculo del caudal comercial ............................................................... 57
Fórmula 5: Fórmula para el cálculo del caudal institucional .......................................................... 57
Tabla de Figuras
Figura 1. Capas de un techo verde típico (Berndtsson, 2010) ........................................................ 11
Figura 2. Fotografía de un sistema modular de St. Luois Metal Works Company ........................... 12
Figura 3 Sistema de tapete vegetado pre-cultivado de ELT ........................................................... 12
Figura 4. Tipo multicapa monolítico ............................................................................................. 13
Figura 5. Tipo multicapa elevado .................................................................................................. 13
Figura 6. Tipo receptáculo ............................................................................................................ 13
Figura 7. Tipo monocapa .............................................................................................................. 13
Figura 8 Remoción de contaminantes atmosféricos por techos verdes para la ciudad Chicago,
Illinois. [Adaptado de (Yang, 2008)] .............................................................................................. 20
Figura 9 Metodología para valoración de beneficios públicos ....................................................... 25
Figura 10 Metodología para valoración de los costos y beneficios privados ................................. 26
Figura 11 Distribución espacial de las áreas en que se pueden implementar techos verdes .......... 30
iv
Figura 12 Histograma de evento de lluvia ocurrido el 13 de Mayo de 1996 en la UGA 184 ........... 33
Figura 13 Consumo de energía por aire acondicionado en Bogotá (UPME, 2007) ......................... 35
Figura 14 Variación de los precios promedios mensuales (€) de CER's para el 2013 tranzados por
SendeCO2 (SendeCO2, 2013 ........................................................................................................ 36
Figura 15 Variación de los precios promedios mensuales (€) de CER's para el 2010 tranzados por
SendeCO2 (SendeCO2, 2013) ....................................................................................................... 36
Figura 16 Niveles de PM10 para el periodo de 2010-2020 (SDA, 2010) ......................................... 37
Figura 17 Emisiones de PM10 anual en Bogotá (SDA, 2010) ......................................................... 38
Figura 18 CDF de la retención de un techo verde extensivo utilizada para modelar en CityDrain .. 40
Figura 19 Modelo en SimuLink implementado en CityDrain para modelación de la zona de estudio
.................................................................................................................................................... 42
Figura 20 Caudal aliviado en la cuenca sin techos verdes.............................................................. 43
Figura 21 Caudal a la salida de la cuenca sin techos verdes .......................................................... 43
Figura 22 Variación de volúmenes a la salida de la cuenca con y sin techos verdes para 22 eventos
de precipitación. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1
representa el escenario con techos verdes. .................................................................................. 44
Figura 23 Tendencia de reducción de volumen versus profundidad de precipitación .................... 45
Figura 24 Box Whisker de reducción de volumen de escorrentía a la salida de la cuenca por
eventos de lluvia .......................................................................................................................... 45
Figura 25 Variación de volúmenes anuales a la salida de la cuenca con y sin techos verdes para 6
años típicos. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa
el escenario con techos verdes..................................................................................................... 46
Figura 26 Reducción en volumen de escorrentía urbana a la salida por implementación de techos
verdes .......................................................................................................................................... 47
Figura 27 Reducción de escorrentía anual a la salida de la cuenca ................................................ 47
Figura 28 Volumen aliviado en las cuencas con y sin techos verdes para 22 eventos de
precipitación. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa
el escenario con techos verdes..................................................................................................... 48
Figura 29 Reducción en volumen aliviado por la implementación de techos verdes...................... 49
Figura 30 Reducción de volumen aliviado por evento de precipitación ......................................... 49
Figura 31 Volúmenes aliviados anualmente en las cuencas con y sin techos verdes para 6 años
típicos. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa el
escenario con techos verdes. ....................................................................................................... 50
Figura 32 Reducción porcentual de alivios anuales por implementación de techos verdes ........... 51
Figura 33 Reducción de anual de volumen aliviado en la cuenca .................................................. 51
Figura 34 Relación de ahorro de escorrentía urbana y precipitación anual ................................... 52
Figura 36 Relación de escorrentía anual con precipitación anual (Mentens et al, 2006) ................ 53
Figura 35 Relación escorrentía anual con precipitación anual obtenida en este estudio (no se
tuvieron en cuenta los dos casos en los que hubo retenciones negativas) .................................... 53
Figura 37 Variación de reducción del volumen de escorrentía total .............................................. 54
Figura 38 Inundación en calle 53 con carrera 30 (Lizarazo) ........................................................... 56
Figura 39 Curva IDF ...................................................................................................................... 59
v
Figura 40 Red de alcantarillado en las UGA’s 184,105 y 103 ......................................................... 60
Figura 41 Distribución de costos en la construcción de un techo verde ........................................ 66
Figura 42 Resultados de VPN y CDF para beneficios privados ....................................................... 69
Figura 43 análisis de sensibilidad de VPN de beneficios privados .................................................. 69
Figura 44 Resultados de VPN y CDF de beneficios públicos ........................................................... 70
Figura 45 Análisis de sensibilidad de VPN de beneficios públicos .................................................. 71
Figura 46 VPN de beneficios públicos y privados .......................................................................... 72
Figura 47 Análisis de sensibilidad de VPN de beneficios públicos y privados ................................. 73
Listado de Tablas
Tabla 1. Profundidades del sustrato para techos extensivos e intensivos ........................................ 9
Tabla 2. Clasificación de techos verdes según la Guía de Techos Verdes en Bogotá ...................... 10
Tabla 3: Resumen de resultados de la recopilación de literatura para manejo de aguas lluvias ..... 16
Tabla 4. Resultados de remoción de contaminantes por techos verdes extensivos con pastos e
impacto económico ..................................................................................................................... 20
Tabla 5. Distribución de obras nuevas en UPZ 100 entre los años 2003-2008. [adaptado de SDP,
2011] ........................................................................................................................................... 28
Tabla 6. Distribución de las superficies de la zona con y sin techos verdes .................................... 29
Tabla 7. Distribución de techos verdes ......................................................................................... 29
Tabla 8 Coeficientes de escorrentía por tipo de superficie establecidos por el RAS 2000 .............. 31
Tabla 9. Comparación entre las emisiones acumuladas en los dos escenarios (SDA, 2010) ........... 38
Tabla 10. Beneficio económico por reducción de concentración de PM10 para Bogotá (SDA, 2010)
.................................................................................................................................................... 39
Tabla 11. Coeficiente de escorrentía de la UGA 184 sin techos verdes .......................................... 40
Tabla 12. Coeficiente de escorrentía de la cuenca con techos verdes ........................................... 41
Tabla 13 costo de operación PTAR Salitre por metro cúbico ......................................................... 55
Tabla 14 Caudales domésticos, industriales, comerciales, institucionales y medio diario .............. 58
Tabla 15 caudal pluvial de la cuenca con techos verdes ................................................................ 59
Tabla 16: Diámetro de tubería del colector para caudal de diseño de 1.68m3/s en escenario sin
techos verdes............................................................................................................................... 60
Tabla 17 Tabla 15 Diámetro de tubería del colector para caudal de diseño de 1.52m3/s en
escenario con techos verdes ........................................................................................................ 61
Tabla 18: Valoración de la red de alcantarillado para la cuenca sin techos verdes ........................ 61
Tabla 19: Valoración de la red de alcantarillado para la cuenca con techos verdes ....................... 62
Tabla 20 Valores pagados por la EAAB en el 2012 concepto de tasa retributiva por metro cúbico 65
Tabla 21 Resumen de valoración de costos y beneficios tenidos en cuenta para el VPN............... 68
Tabla 22 resumen de resultados de VPN para los 3 escenarios ..................................................... 74
6
1 INTRODUCCIÓN
Actualmente más de la mitad de la población mundial está concentrada en zonas urbanas, y se
espera un incremento de 2.6 billones de personas viviendo en las urbes para el año 2050 (UNDP,
2011). Este fenómeno se dará principalmente en los países en vía de desarrollo, y Colombia no es
la excepción (UNDP, 2011). Actualmente, Bogotá se enfrenta a una rápida expansión y
densificación, que trae consigo impactos tanto en la infraestructura y servicios públicos de la
ciudad, como en el medio ambiente (Preciado, 2010). Esto hace un llamado a la necesidad del
desarrollo urbano sostenible, donde la re-naturalización de las áreas urbanas es una de las
estrategias a ser considerada y evaluada.
Los techos verdes se han implementado como una herramienta de construcción sostenible en
varios países como Alemania, Estados Unidos y Canadá, ya que presentan varios beneficios
asociados que ayudan a mitigar los efectos de los procesos de urbanización, tales como: reducción
y retraso de escorrentía, mejoramiento de la calidad del aire, reducción de la demanda energética,
mitigación del efecto de isla de calor, atenuación del impacto del cambio climático y la variabilidad
climática, provisión de espacios recreacionales y de agricultura, incremento de la biodiversidad,
reducción del ruido y reducción del riesgo de inundaciones urbanas (Czemiel Berndtsson, 2010).
En Colombia se ha visto un avance importante en la implementación de techos verdes, tanto a
nivel de aplicación y mercado como a nivel de legislación y participación internacional (SDA ,
2011). En el 2008 se instalaron los primeros sistemas de techos verdes en Bogotá, y en tan sólo el
año 2012 se construyeron más de 30,000 m2 de cubiertas verdes (Construdata, 2013). De igual
forma, la oferta y demanda del mercado también ha venido incrementando, presentando una
acelerada aparición de empresas tanto locales como extranjeras que ofrecen el diseño y
construcción de estos sistemas (SDA , 2011). Algunas de las más reconocidas en Bogotá son
Biotectónica, Arquitecturas Más Verde, Groncol y Kubik. Desde el 2011 se cuenta con la Red
Colombiana de Infraestructura Vegetada (RECIVE), una agremiación de constructores de techos
verdes en el país, y desde el 2010 se incluyó a Colombia en la Red Mundial de Infraestructura
Vegetalizada, así como también participó en la fundación de la Asociación Latinoamericana de
Infraestructura Vegetada en este mismo año. En el ámbito legal también se han presentado
avances, como lo muestra el Acuerdo de Ley 418 de 2009 en el cual se crea una base de proyectos
locales de techos verdes, se incorporan los techos verdes en la construcción de edificios públicos
de Bogotá y se establecen entidades asesoras como el Jardín Botánico y la Secretaría Distrital de
Ambiente para la implementación de las cubiertas verdes (SDA , 2011).
A pesar de este acelerado desarrollo de techos verdes en Colombia, hay poca información
científica respecto a éstos en el país. La mayoría de estudios publicados en la literatura, tanto de
desempeño como de viabilidad económica de los techos verdes, han sido realizados en países
desarrollados. Por ello, se ha identificado la necesidad de estudiar la factibilidad de
7
implementación de estas estructuras en ciudades en vía de desarrollo, como Bogotá, que estén
experimentando el crecimiento continuo de la población, insuficiencia de capacidad en el sistema
de alcantarillado, efectos inciertos de la variabilidad climática e incrementos en la vulnerabilidad a
inundaciones pluviales. Un estudio adecuado de la factibilidad, no sólo debe incluir la evaluación
del desempeño del sistema, sino también su costo-efectividad. Por todo esto, surge la presente
investigación la cual tiene por objeto: i) Identificar los beneficios asociados a la implementación de
techos verdes que son aplicables y medibles la ciudad de Bogotá. ii) Cuantificar los beneficios
identificados y iii) Calcular el valor presente neto de un techo verde extensivo por medio de la
asignación de valores monetarios a los costos y beneficios identificados a nivel social y privado,
aplicado a un caso de estudio en Galerías, Bogotá.
En este estudio se hace una amplia revisión de la literatura científica sobre los techos verdes,
particularmente en cuanto a: (a) desempeños reportados, (b) variables de mayor influencia y
control en los diversos procesos que en estos ocurren, (c) beneficios potenciales y (d)
cuantificación y valoración de los beneficios. Posteriormente se calcula el valor presente neto de
los beneficios de la implementación de techos verdes en tres escenarios: (1) beneficios privados,
(2) beneficios sociales y (3) beneficios conjuntos (sociales y privados). Finalmente se realiza un
análisis de sensibilidad para identificar las variables que tienen un mayor efecto sobre el VPN.
Este estudio busca proporcionar alternativas objetivas y estructuradas para la evaluación de la
implementación de techos verdes en ciudades en países en vía de desarrollo, contribuyendo de
esta forma al desarrollo urbano sostenible.
8
2 MARCO TEÓRICO
2.1 Historia de techos verdes
La idea de los techos verdes se remonta al año 500 a.C. con los Jardines Colgantes de Babilonia en
la Antigua Mesopotamia. Desde entonces se han empleado cubiertas verdes en diferentes épocas,
culturas y ambientes. Los romanos cultivaron vino en los balcones más altos y plantaron árboles
en techos de edificios institucionales, como el mausoleo de Augusto. Los vikingos y franceses
cubrieron sus casas con gramíneas para aislarse del frío en el invierno, y los mexicanos pre-
colombinos construyeron jardines colgantes. En el Renacimiento se construyeron terrazas
empinadas con jardines en la ciudad de Genoa. Y para el siglo XVII en Rusia se favorecieron los
techos verdes en Tashkent, Tbilisi y Dashanbe (CMHC, 1999).
A principios del siglo XX dos arquitectos reconocidos por tener conceptos arquitectónicos
contemporáneos, LeCorbusier and Frank Lloyd Wright, implementaron fuertemente los techos
verdes en sus diseños, y para mediados de éste mismo siglo, se comenzó a desarrollar una
industria para este tipo de construcción, especialmente en el Norte de Europa. Dentro de los
países que más han adoptado las cubiertas verdes se encuentran Alemania, Suiza, Austria y
Escandinava; en Norte América también se han popularizado, aunque no tanto como en Europa.
En 1970 se llevaron a cabo numerosas investigaciones en Alemania sobre el desempeño y
componentes de los techos verdes. Para la década de los 80’s la construcción de éstos aumentaba
en un 15-20% anual, y para 1996 ya había cerca de 10 millones de metros cuadrados con cubiertas
verdes en Alemania (CMHC, 1999), y hoy cubren cerca del 15% del total de las construcciones del
país (Buholzer & Robyn, 2006). Este rápido crecimiento y aceptación ha sido estimulado
fuertemente por las políticas y legislaciones que favorecen y apoyan la construcción de los techos
verdes, permitiendo así que se haya consolidado un mercado atractivo (CMHC, 1999).
2.2 Clasificación de techos verdes
Los techos verdes, también han recibido el nombre de “techos bióticos”, “terrazas naturadas”,
“terrazas vegetadas” o “cubiertas verdes” (SDA , 2011) .En cualquier caso, según la Guía de Techos
Verdes en Bogotá, hacen referencia a “un sistema constructivo que permite mantener de manera
sostenible un paisaje vegetal sobre la cubierta de un inmueble mediante una adecuada integración
entre el inmueble intervenido, la vegetación escogida, el medio de crecimiento diseñado y los
factores climáticos y ambientales. Para lograr esta integración, el sistema debe desempeñar 6
funciones básicas: estanqueidad, drenaje, capacidad de retención de agua, estabilidad mecánica,
nutrición y filtración”. Otra definición planteada por la EPA en las Buenas Prácticas de Manejo de
Aguas lluvias (BMP’s por sus siglas en inglés), es la de “una membrana impermeable en el techo
9
que soporta un sustrato liviano con una alta tasa de infiltración y una capa vegetada con plantas
tolerantes al calor, a las sequías y a inundaciones periódicas” (EPA, 2012).
De igual forma, cabe resaltar que en el presente trabajo se entiende por techo “cualquier
superficie de infraestructura horizontal o inclinada con componente horizontal que cubra un
espacio. Esta definición incluye terrazas, azoteas, cubiertas planas, cubiertas inclinadas, placas en
espacio interiores, semi-interiores, exteriores o entrepisos de sótanos” (SDA , 2011).
Por lo general, en Europa los techos verdes están clasificados en 2 tipos: extensivos e intensivos.
Los del tipo intensivo tienen capas de sustrato más profundas, pueden soportar plantas grandes
como hierbas perennes, arbustos y pastos (Mentens et al, 2006), y requieren un mayor
mantenimiento, que incluye fertilización y un sistema de riego. Por el contrario, los techos verdes
extensivos tienen una capa de sustrato delgada, las plantas que soporta son más pequeñas, por lo
general especies sedum, y el mantenimiento que requieren es mínimo (Berndtsson, 2010),
necesitando únicamente riego y fertilización mientras las plantas se desarrollan, y luego sólo 2 o 3
visitas anuales para inspeccionar la membrana impermeable y verificar que no haya crecimiento
de plantas invasivas (CMHC, 1999). Los intensivos generalmente están pensados como espacios
transitables y para recreación humana, mientras que los extensivos son desarrollados
principalmente por razones estéticas y ecológicas (Johnston & J., 1996). Los costos de construcción
y mantenimiento, son por lo general más económicos en las cubiertas extensivas que en las
intensivas. Algunos autores consideran que esta única división es muy extrema, y por tanto
incluyen la categoría de techos semi-extensivos o híbridos, que combinan características de ambos
(Johnston & J., 1996).
En la literatura no hay un consenso sobre la profundidad del sustrato en la clasificación
mencionada anteriormente. En la tabla 1 se muestran algunos rangos utilizados por diferentes
autores. Dado que el desempeño de los techos verdes depende de la profundidad del sustrato, es
necesario tener en mente esta característica a la hora de comparar los beneficios de los techos
verdes.
Tabla 1. Profundidades del sustrato para techos extensivos e intensivos
Autor Extensivo (mm) Intensivo (mm)
(Johnston & J., 1996) 50-200 >200
(Mentens et al, 2006) 30-140 150-350
(CMHC, 1999) 50-150 200-600
(Kosareo & Ries, 2007) 50-150 150-1200
Por otra parte, La Guía de Techos Verdes en Bogotá, plantea una clasificación mucho más
detallada, que contempla una clasificación primaria basada en el propósito y uso del techo verde,
y una clasificación secundaria determinada por la robustez del sistema. La tabla 2 resume lo
planteado en la guía, y la clasificación primaria se describe a continuación:
10
Techo verde ecológico o autorregulado
Tiene como propósito proveer las condiciones técnicas y fisiológicas óptimas para mantener la
cobertura vegetal con el mínimo de materiales, inversión económica y peso. La vegetación debe
ser especializada para estar adaptada a condiciones climáticas extremas para que no necesite de
riego adicional ni mantenimiento constante.
Techo verde ajardinado
Tiene como propósito crear un espacio paisajístico transitable para uso recreativo, empleando
vegetación con valor ornamental y sin restricción de tamaño. La cobertura vegetal está compuesta
por herbáceas, pastos, arbustos y árboles por lo que el mantenimiento es regular y requiere de
poda e irrigación.
Techo verde ecológico especializado
Tiene como propósito replicar un paisaje altamente especializado para proporcionar un hábitat
para la flora y fauna local. Emplea especies vegetales endémicas y requiere de un mantenimiento y
monitoreo especial. Este tipo de techos debe estar abalado por el Jardín Botánico, la SDA o la SDP.
Techo huerta
Tiene como propósito la producción agrícola. Debe incluir zonas de circulación para siembra y
recolección, además de las zonas de cultivo. Requiere un sistema de riego y mecanismos de
control ambiental. Este tipo de techo debe estar abalado por el Jardín Botánico.
Tabla 2. Clasificación de techos verdes según la Guía de Techos Verdes en Bogotá
CLASIFICACIÓN PRIMARIA
Profundidad del sustrato
(mm)
CLASIFICACIÓN SECUNDARIA
Liviano Moderado Robusto Peso en estado
saturado (kg/m
2)
Altura máx. de
cobertura vegetal
(cm)
Peso en estado
saturado (kg/m
2)
Altura máx. de
cobertura vegetal
(cm)
Peso en estado
saturado (kg/m
2)
Altura máx. de
cobertura vegetal
(cm)
Techo verde ecológico o autorregulado
20-120
<80
< 20
80-120
<50
120-150
<50
Techo verde ajardinado
1200-1500 <150 <50 150-200 <200 >250 Sin límite
Techo verde ecológico especial
No especifica
<200
<50
200-300
<150
300-450
<200
Techo huerta No especifica
<150 <50 150-250 <100 250-350 <150
11
Independientemente del tipo, todos los techos verdes tienen 4 estratos básicos: i) capa vegetal, ii)
sustrato orgánico, iii) un geotextil no tejido o un filtro para evitar la pérdida de partículas del
sustrato y iv) un medio drenante. Además de esto, la cubierta de la edificación debe contener un
manto anti-raíz y un manto impermeabilizante (Berndtsson, 2010). La figura 1 muestra las capas
de un techo verde típico.
2.3 Tecnología disponible
Actualmente existen diferentes tipos de sistemas de tecnología de techos verdes, los cuales se
describen a continuación.
Sistemas multicapa monolíticos:
Esta tecnología consiste en apoyar sobre el techo impermeabilizado de la edificación las capas que
conforman el techo verde, la cual actúa como una sola unidad sobre toda el área. El crecimiento
de las plantas se da in-situ una vez instalado, y es el que ofrece mayor flexibilidad a la hora de
seleccionar el tipo de vegetación, sustrato, medio drenante y capas de protección, siendo la
tecnología más difundida a nivel mundial. Dependiendo de esta selección, el peso del techo verde
cambiará y por tanto la infraestructura necesaria para soportarlo. Algunos proveedores
norteamericanos de estos sistemas son Soprema, Hydrotech, ZinCO y Roofscapes. La figura 4
muestra la estructura de este sistema.
Sistemas multicapa elevados:
En este sistema las capas del sistema se apoyan sobre pedestales elevados del techo, como se
observa en la figura 5.
Figura 1. Capas de un techo verde típico (Berndtsson, 2010)
12
Sistemas tipo receptáculo:
Consisten en recipientes individuales que contienen el sustrato y la capa vegetal, la cual ha sido
cultivada exsitu. Estos se ubican sobre el techo impermeabilizado, cubriendo toda el área. Pueden
tener forma de bandejas, materas o cajones, como se observa en las figura 2 y 6. Algunos
proveedores norteamericanos de esto son Weston Solutions Inc. Y St. Luois MetalWorks Company.
Figura 2. Fotografía de un sistema modular de St. Luois Metal Works Company
Sistema tipo monocapa:
Consisten en tapetes pre-sembrados que se fijan al techo impermeabilizado y que incorporan
todos los componentes del techo verde en una sola capa. Es un sistema liviano que puede pesar
entre 40-60kg y tener un espesor del sustrato entre 25-45mm. Algunas compañías
norteamericanas que la ofrecen son Xero Flor y Elevated Landscape Technologies (ELT). La figura 3
muestra un ejemplo del sistema de ELT.
Figura 3 Sistema de tapete vegetado pre-cultivado de ELT
13
2.4 Beneficios potenciales de los techos verdes
El propósito de esta sección es documentar los beneficios ambientales de la implementación de
techos verdes como resultado de una revisión bibliográfica. La mayoría de la información
pertenece a estudios europeos y norteamericanos, en donde se ha desarrollado el mercado en
mayor medida. Gran parte de la investigación histórica se ha dado en Alemania, por lo que en
algunos casos se citarán autores de habla inglesa que han recopilado información de Alemania.
A continuación se enlistan los beneficios potenciales y en las secciones posteriores se desarrollará
cada uno:
Figura 4. Tipo multicapa monolítico Figura 5. Tipo multicapa elevado
Figura 6. Tipo receptáculo Figura 7. Tipo monocapa
14
Retención y manejo de aguas lluvias
Disminución del efecto isla de calor
Mejoramiento de calidad del aire
Atenuación del impacto del cambio climático
Aumento de biodiversidad y preservación de hábitats
Provisión de ambientes de recreación y relajación
Mejoramiento estético de la ciudad
Provisión de espacios para agricultura
Efecto aislante del ruido
2.4.1 Retención y manejo de aguas lluvias
Los techos verdes han sido considerados como uno de los Sistemas Sostenibles de Drenaje Urbano
(SUDS por sus siglas en inglés) que tienen por objetivo minimizar los impactos del desarrollo
urbano en cuanto a la cantidad y calidad de la escorrentía, y maximizar las oportunidades de
proporcionar biodiversidad y amenizar el paisaje. El diseño de los SUDS está basado en la filosofía
de replicar el sistema de drenaje natural de un sitio, de tal forma que contribuya al manejo de los
riesgos ambientales provenientes de la escorrentía y al mejoramiento ambiental (CIRIA, 2007).
Otros SUDS disponibles son: zanjas filtrantes, “swales”, cuencas de infiltración, lagunas de
retención, humedales artificiales, pavimentos porosos, tuberías perforadas, tanques de retención,
cuencas de detención y sistemas de infiltración (CIRIA, 2007). Sin embargo, la mayoría de estos
SUDS requieren de una gran área lo que limita su implementación en urbes densamente pobladas,
a diferencia de los techos verdes que aprovechan las vastas áreas inutilizadas de las cubiertas de
los edificios (Jennings, 2003).
Numerosos estudios han demostrado que los techos verdes presentan: i) reducción en la
escorrentía total al retener parte de la lluvia, ii) retardan el tiempo inicial en el que se comienza a
producir escorrentía y iii) distribuyen la escorrentía en un largo periodo de tiempo al liberar
lentamente el exceso de agua que es almacenado temporalmente en los poros del sustrato
(Mentens et al, 2006). Los procesos que influyen en estos resultados son la absorción del agua en
los poros del sustrato, la absorción de agua por parte de las plantas donde es almacenada en el
tejido o subsecuentemente evapotranspirada, y la intercepción del agua por las plantas de donde
luego se evapora y regresa a la atmósfera (Nagase & Dunnet, 2011).
Los factores que pueden llegar a influenciar la capacidad de retención de agua de los techos
verdes están relacionados con las características del techo verde y con las condiciones climáticas.
Dentro de las características del techo verde las variables que pueden afectar son: el número de
capas y el tipo de materiales, la profundidad y el tipo de sustrato, el tipo de vegetación, la
pendiente, la posición (bajo sombra y posición frente al sol) y la edad del techo verde. En cuanto a
las condiciones climáticas puede afectar: el tiempo transcurrido desde el último evento de lluvia,
15
el clima (temperatura, viento y humedad) y las características de los eventos de lluvia (intensidad y
duración) (Berndtsson, 2010).
Mentens et al. (2006) encontró que el tipo de techo verde, el volumen y la intensidad de la lluvia,
el número de capas del sistema y la profundidad del sustrato están significativamente
correlacionados con la retención de aguas lluvias del techo verde; mientras que la edad del techo,
la pendiente y la longitud no están significativamente relacionados (Mentens et al, 2006).
Todos los estudios revisados en esta tesis reportan que los techos verdes generan una disminución
de escorrentía. Sin embargo, la eficiencia de estos varía en gran medida debido a la configuración
de los techos verdes estudiados y a las condiciones medio ambientales en que se llevaron a cabo
las experimentaciones, por lo que no se puede hacer una comparación directa entre estos.
Los estudios alemanes desde 1987 hasta el 2003, recopilados por Mentens et al. (2006), muestran
un amplio rango de retención de aguas lluvias. Los resultados para techos intensivos (profundidad
media del sustrato de 150mm) varían entre el 65% y el 85%, con un promedio de 75%; y para
extensivos (profundidad media de 100mm), varían entre 27% y 81%, con un promedio de 45%,
en eventos de lluvia que presentaron intensidades entre 11 y 350mm/h. En la tabla 3 se hace un
resumen de los resultados de la recopilación de literatura realizada, y se puede apreciar que otros
estudios también presentan este amplio rango de retención.
Varias investigaciones han mostrado que la intensidad y la profundidad de la lluvia afectan la
eficiencia en disminución de la escorrentía. VanWoert et al. (2003) obtuvo un total de disminución
de escorrentía de 60.6% para los 14 meses en que se desarrolló el estudio, pero reportó un mejor
desempeño cuando los eventos de lluvia eran menos profundos. En eventos fuertes (mayores a
6mm) obtuvo una retención promedio del 52.4%, para eventos medios (2 mm-6 mm) obtuvo una
retención de 82.9% y para lluvias suaves (menores a 2 mm) obtuvo una retención media del
96.2%. Aunque las cubiertas vegetadas alcanzaron varias veces una retención del 100%, luego de
periodos secos y para eventos máximos de 5.56 mm (VanWoert et al., 2003).
Carter y Rasmussen (2006) reportaron una retención del 88% para eventos menores a 25.4 mm,
54% para eventos entre 24.5 y 72.6 mm y cerca del 48% para eventos mayores a 76.2 mm.
Además, los techos verdes presentaron una disminución de más del 90% para casi todos los
eventos menores a 12.5 mm.
De manera similar, Simmons et al. (2006) reportó una retención del 100% en eventos de lluvia
menores a 10 mm, y en general, una disminución en la retención a medida que los eventos eran
más fuertes, aunque no fue consistente para todos los techos debido a las diferentes
configuraciones utilizadas. Para eventos de 12mm se presentaron rangos de retención entre 26% y
88%, para aquellos de 28 mm retenciones de 8%-43% y para eventos de 49 mm hubo retenciones
entre 13% y 44%, habiéndose presentado precipitaciones en los 3 o 4 días anteriores en todos los
casos.
16
Tabla 3: Resumen de resultados de la recopilación de literatura para manejo de aguas lluvias
Estudio Ubicación Eventos Tiempo (meses)
Temperatura (°C)
Profundidad eventos(mm)
Pendiente (%)
Profundidad del sustrato
(mm)
Retención (%)
Rango Promedio
(VanWoert et al., 2003)
Michigan, EEUU
83 14 -24.6 – 20.8 0.08-53.59* 2 250 54.4-96.2 60.6
2-6.5 250-600 59.2-97.1 ----
(Simmons et al., 2008)
Austin-Texas, EEUU
3 ----
Subtropical 11.9-49 ---- 100 8-88 ----
(Carter & Rasmussen, 2006)
Athens-Georgia, EEUU
31 13 ---- 2.8-84.3 <2 762 39-100 78
(Palla et al., 2010)
Ancona, Italia
19 3 23.23-31.72 16.2-98.6 ---- 200 5-100 68
(Hutchinson et al., 2003)
Portland-Oregon, EEUU
---- 15 -1 - 32 0.6-191** ---- 102-127 13-100 69
(Mentens et al, 2006)
Alemania ---- ---- ---- ---- ----
100 27-81 45
*profundidad de precipitación diaria; **profundidad total mensual; ***recopilación de estudios alemanes para techos verde extensivos
17
Los resultados hallados por Jennings et al. (2003) en WCC Goldsboro, muestran que la retención
de los techos verdes depende del tiempo que ha transcurrido desde el último evento de lluvia. Así,
la retención del techo verde disminuyó de un 75% inicial a un 32% luego de 3 eventos de lluvia de
230 mm, 56 mm y 145 mm que ocurrieron en un período de 5 días, con una diferencia de 12 horas
entre el segundo y el tercero. De igual forma, Palla et. al (2010) atribuye al periodo seco
antecedente como la variable que regula la respuesta hidrológica de los techos verdes. Durante la
tercera etapa de su estudio, para todos los eventos con periodos antecedentes secos menores a
96 horas la reducción del volumen de escorrentía fue menor al 20%, y para todos aquellos eventos
con periodos secos menores a 12 horas, la retención fue del 0%. Si el contenido de agua inicial
sobrepasa la capacidad de campo, los techos verdes no podrán retener agua en el sustrato y por
tanto no disminuirá la escorrentía (Palla et al., 2010).
De manera similar, los resultados de McMillan (2004) muestran que la retención de agua de los
techos verdes se ve afectada por las condiciones antecedentes como humedad del suelo y las
condiciones climáticas. Durante primavera/verano, donde la evapotranspiración es mayor, se
presentaron reducciones totales de 76%, las cuales fueron más altas que en otoño/invierno donde
se presentó tan sólo una disminución del 37%. De la misma manera, una vez el suelo alcanzó una
humedad igual o mayor al 33%, no se presentó un control significativo sobre la escorrentía
(MacMillan, 2004).
Se ha encontrado también que los techos verdes no sólo disminuyen el volumen de la escorrentía,
sino que también atenúan y retardan la escorrentía. En el estudio desarrollado por Palla et. al
(2010) en el mediterráneo, se presentó una disminución del caudal pico entre el 50% y el 100%,
con un promedio de 89%, y un retraso en el tiempo en que se presenta la escorrentía pico
(considerada como 1l/s) entre 50 minutos y 148 minutos. De manera similar, McMillan (2004)
reportó reducciones del caudal pico de hasta 85% para eventos menores a 10 mm y de 46% para
eventos de 40 mm. Carter y Rasmussen (2006) obtuvieron que en promedio el tiempo al pico
disminuyó en 6.2 minutos frente a una cubierta negra tradicional; el 57% de las veces el tiempo al
pico se retardó entre 0 y 10 minutos, y el máximo fue de casi 2 horas.
Varios estudios han mostrado que la profundidad y el tipo del sustrato tienen mayor influencia en
la retención del techo verde que la cobertura y tipo de vegetación. A medida que la profundidad
del sustrato aumenta, la disminución en el volumen total de escorrentía también aumenta
(VanWoert et al., 2003). A pesar de la aceptación de esto último, Dunnet y Nagase (2011)
mostraron que la cobertura vegetal también tiene un impacto significativo en la retención. En su
estudio sugieren que las propiedades estructurales de las plantas, como la altura, el tamaño y la
densidad afectan la intercepción de las plantas lo cual tiene un efecto importante en la reducción
de la escorrentía. La capacidad de evapotranspiración y captura de agua también tiene un efecto
significativo en la reducción de escorrentía. En el estudio comparativo entre especies de plantas,
se encontró que los pastos fueron los más efectivos reteniendo agua, seguido por las herbáceas y
las plantas Sedum. Sin embargo, Dunnet y Nagase (2011) recomiendan realizar mayor
investigación en el tema, pues hay resultados inconsistentes entre estudios como el efecto de las
18
estructuras raizales, y aún hay muchos factores por caracterizar como la relación entre la variedad
de especies utilizadas y la escorrentía.
Según las investigaciones desarrolladas por Liesecke (1999) y Schade (2000), la pendiente del
techo no afecta la retención de aguas lluvias. Contrario a esto, el estudio desarrollado por
VanWoert et al. (2003) dio como resultado que la pendiente de los techos verdes afectan el
desempeño de los techos verdes en eventos suaves (<2 mm) y medios (2-6 mm), obteniendo la
mayor retención (87%) en la configuración con 40 mm de sustrato y una pendiente de 2%, y la
menor retención (65.9%) en la pendiente más alta de 6.5% con una profundidad del sustrato de 40
mm. Sin embargo no se presenta una diferencia significativa cuando los eventos son fuertes (>6
mm).
2.4.2 Disminución del efecto Isla de Calor
El concepto del efecto isla de calor surgió a principios de la Revolución Industrial, y hace referencia
al aumento de la temperatura del aire que se presenta típicamente en las áreas urbanas, en
comparación con la de las áreas rurales circundantes (Banting et al., 2005). Los efectos de la
urbanización sobre el cambio climático local ha sido desarrollado por varios autores como Oke y
Landsberg (1981), quienes han asociado el cambio de las superficies vegetadas por materiales
impermeables como pavimentos y edificios con cambios en el intercambio de energía, agua y
flujos de aire, que resultan en alteraciones atmosféricas. Adicionalmente, la emisión de
contaminantes atmosféricos y la reducción de captura de gases de carbono, conllevan a un cambio
climático urbano (Grimmond, 2007).
En el estudio realizado en Vancouver por Oke, se reportó una temperatura de 5.5°C más baja en
áreas boscosas que en las urbes, y 1.1°C más frío en los parques urbanos que en las áreas
edificadas, lo que implica que las zonas verdes mitigan los impactos térmicos en las áreas urbanas
(Ángel et al, 2010). De igual forma, en ciudades como Nueva York y Montreal se han encontrado
temperaturas entre 4 °C y 7 °C más altas en comparación con las áreas rurales cercanas, y se ha
reportado una relación directa con el crecimiento poblacional (Ángel et al, 2010).
Bogotá también ha presentado un rápido proceso de urbanización y crecimiento poblacional, que
ha conllevado a una mayor contaminación atmosférica y a una disminución de áreas verdes y
espacios recreacionales. Su expansión se ha dado del centro hacia la periferia, con poca
planificación. Los estudios realizados por Montealegre (1979) y León (1998) mostraron un
incremento de la temperatura en Bogotá, y Pabón et al. (1998) reportó la formación de una isla de
calor en el centro de la ciudad, que se ha ido expandiendo hacia el norte desde 1970. Más
recientemente, los resultados arrojados por el estudio de Ángel (2010) mostraron una
temperatura de 3°C superior en la zona interna de la ciudad, en comparación con la periferia, y
una expansión de la isla térmica hacia el norte y el occidente.
19
Dentro de las estrategias propuestas para mitigar los efectos de la isla de calor se encuentra la
expansión de áreas vegetadas, la utilización de “techos fríos” y techos verdes. Las cubiertas verdes
ubicadas estratégicamente sobre techos y paredes pueden proporcionar beneficios térmicos tanto
para los edificios como para la atmósfera que los rodea (Banting et al., 2005). Los techos verdes
ayudan a disminuir la temperatura y a mitigar el efecto de isla de calor por medio de la proporción
de sombra directa sobre las superficies y la disminución de calor proveniente de energía solar, al
utilizarla en la transpiración y la fotosíntesis; además presentan temperaturas radiativas más bajas
que otras superficies con el mismo albedo (Wong et al. (a), 2003). Una disminución en el efecto
isla de calor, podría llegar a reducir en un 25% en consumo de energía (Rowe, 2011).
2.4.3 Mejora de la calidad del aire
La contaminación atmosférica en las ciudades ha tomado gran importancia durante las últimas
décadas debido a los efectos que tiene sobre la salud, y debido al aumento de la población en
riesgo (Yang J. , 2008). Por ello, actualmente se están proponiendo alternativas para mitigar estos
efectos. Las técnicas tradicionales se enfocan en el manejo de los contaminantes desde la fuente,
sin embargo no atienden aquellos que ya están en la atmósfera. Los techos verdes han surgido
como una alternativa innovadora para contribuir a la disminución de niveles de polución local, por
medio de la captura de gases, la deposición de material particulado y la reducción de la
temperatura (Yang J. , 2008). Ésta última, la cual ocurre gracias al aumento del albedo y a la
evapotranspiración, resulta en una disminución de la tasa de reacciones fotosintéticas que dan por
producto contaminantes secundarios, como el ozono (Yang J. , 2008). De igual forma, el
enfriamiento de la temperatura interna de las edificaciones, tiene un efecto indirecto al disminuir
la necesidad del uso de aire acondicionado, y por tanto, de electricidad. Esta reducción de
consumo, finalmente resulta en una disminución de los contaminantes emitidos por las
generadoras de energía (Yang J. , 2008). La mayoría de los estudios del impacto en la polución
atmosférica están basados en modelación. A continuación se presenta la literatura analizada la
cual incluye unos pocos casos de estudio empíricos.
Deutsch et al. (2005) utilizó el modelo Urban Forest Effects (UFORE), desarrollado por el Servicio
Forestal de la USDA, para determinar los beneficios que pueden tener los techos verdes en la
calidad del aire de la ciudad de Washington D.C. Deutsch utilizó una mezcla de 50:50 entre pastos
y arbustos, los cuales fueron recomendados por la USDA Servicio Forestal para estimar la
composición típica de un techo verde, dado que el modelo UFORE únicamente presenta
información para árboles, arbustos y pastos. El estudio arrojó una disminución total de los
contaminantes NO2, SO2, CO, PM10 y O3, de 58 toneladas al año si se implementan techos verdes
en el 100% de las cubiertas aptas de la ciudad, y de 11.6 toneladas si se implementa en el 20%. Los
contaminantes que se removieron principalmente fueron el ozono y el material particulado de 10
micrómetros, con una proporción del 35% y 34% respectivamente (Deutsch, 2002).
20
Figura 8 Remoción de contaminantes atmosféricos por techos verdes para la ciudad Chicago, Illinois. [Adaptado de (Yang, 2008)]
De manera similar, Currie (2005) investigó los efectos de los techos y muros verdes en la calidad del aire de la ciudad de Toronto, por medio de la modelación de 6 escenarios de vegetación en el modelo UFORE. Currie cuantificó los niveles de remoción horaria de contaminantes criterio como NO2, SO2, CO, PM10 y O3, junto con el valor económico de la remoción de los mismos. En la tabla 4 se muestran los resultados obtenidos para el uso de los techos verdes con pastos (Currie et al, 2008). La valoración económica presentada, está basada en un estudio realizado por Murray (1994) en Nueva York, en el cual se encontró el costo percibido por la sociedad por las emisiones contaminantes, las cuales se estimaron teniendo en cuenta las consecuencias a la salud y al medio ambiente. Tabla 4. Resultados de remoción de contaminantes por techos verdes extensivos con pastos e impacto económico
CO NO2 O3 PM10 SO2 US$
ton por 109,386 ha de área de techos verdes por año
0.35
1.6
3.14
2.17
0.61
43,106
Yang et al. (2008) analizó el potencial que tienen los techos verdes en la remoción de O3, NO2,
PM10 y SO2 en Chicago, Illinois. Para esto, cuantificó la deposición seca de contaminantes
atmosféricos por medio de un modelo de resistencia big-leaf (hoja grande). Para calcular la
remoción de contaminantes atmosféricos en el modelo, se utilizó la siguiente fórmula:
Donde Q es la cantidad del contaminante removida por cierta área de techos verdes en un tiempo
particular (g). F es el flujo del contaminante (g m-2s-1), L es el área total de techos verdes (m2), y T
es el periodo de tiempo (s) (Yang J. , 2008).
Como resultado de la modelación, Yang et al. (2008) obtuvo que por cada hectárea de techo verde
se podrían remover un total de 83.687 kg de contaminantes atmosféricos en un año (entre Agosto
2006 y Julio 2007). Los que obtuvieron una mayor remoción fueron el ozono y los dióxidos de
nitrógeno con un 52% y un 27% respectivamente, seguidos por el PM10 (14%) y por el SO2 (7%). En
la Figura 8 se muestra cómo fluctúa la remoción a lo largo del año.
21
Yang et al. (2005) resalta la posibilidad de que los techos verdes se conviertan en una fuente de
polución, debido al polen producido por las plantas y a la erosión del sustrato causada por fuertes
vientos. Junto con esto, las plantas pueden emitir VOC’s, los cuales pueden resultar en la
producción de ozono troposférico.
Speak et al. (2012) estudió, de manera empírica, la efectividad de 4 especies de techos verdes en
la reducción de material particulado menor a 10 micrómetros, en el centro de la ciudad de
Manchester. Se encontró que las diferencias macro y micro morfológicas afectan la eficiencia de
captura del material, siendo los pastos A. stonlonifera y F. rubra, más eficientes que los P.
lanceolata y S. album. De igual forma, se estimó una remoción del 2.3% de PM10 (0.21 ton)
asumiendo la máxima implementación de Sedums en el centro de la ciudad (325 hectáreas). Speak
at al. (2012), al igual que Deutsch (2005) concluye que la eficiencia de los techos verdes en
descontaminación atmosférica es menor a la de los árboles sin embargo, los menores costos
relativos, los hacen una alternativa atractiva (Speak et al., 2012).
2.4.4 Atenuación del impacto del cambio climático
Los techos verdes pueden ayudar a mitigar el cambio climático por medio del secuestro de dióxido
de carbono en los tejidos de las plantas a través de la fotosíntesis, y en el suelo por medio de la
exudación de las raíces. Adicionalmente, tienen un efecto indirecto al reducir la necesidad del
consumo de energía en sistemas de acondicionamiento de aire, y por tanto en la reducción de los
gases de efecto invernadero, producto de las generadoras de energía. No se tiene claridad
respecto al tiempo en que el carbono vuelve a la atmósfera por medio de la descomposición de las
plantas, sin embargo, se puede considerar que en el corto plazo se tiene una reducción neta de
carbono (Rowe, 2011).
Por lo general las plantas utilizadas para techos verdes son crasuláceas de metabolismo ácido
(CAM), las cuales abren sus estomas para capturar el CO2 en la noche y lo almacenan en forma de
ácidos orgánicos. Durante el día, lo transforman nuevamente en dióxido de carbono para realizar
el proceso normal de fotosíntesis. Getter et al. (2009) evaluó el potencial de almacenamiento de
CO2 de éste tipo de plantas en techos verdes extensivos (6cm), compuestos principalmente por
especies Sedum en la ciudad de Michigan durante 2 años. Los resultados mostraron que el
almacenamiento en la parte superior de las plantas (sobresale del suelo) podía variar entre 64 g
C/m2 (Sedum acre) y 239 g C/m2 (Sedum album), con un promedio de 168 g C/m2 durante los dos
años de estudio. Y en la parte inferior (raíces y material de la planta en el sub-suelo) entre 37 g
C/m2 (S. acre) y 158 g C/m2 (S. kamtschaticum), con un promedio de 107 g C/m2. Junto con esto, el
secuestro de carbono en el suelo fue de 100gC/m2. Luego de restar el contenido inicial de carbono,
el sistema del techo verde capturó en total un promedio de 375 g C/m2 de carbono (Getter, 2009).
Por otra parte, la habilidad de los techos verdes como aislante y reductores del efecto isla de calor,
ayudan a disminuir la generación de CO2. Sailor (2008) desarrolló un modelo físicamente basado
en un techo verde, el cual fue integrado con el programa de simulación de energía para la
construcción EnergyPlus. Con este modelo, encontró que la implementación de techos verdes
22
podría alcanzar una reducción del 2% de consumo de energía eléctrica y 9 -11% de gas natural en
un edificio típico de EEUU. Esto aplicado a un techo verde de 2.000m2, dio como resultado una
disminución de consumo eléctrico entre 27.2 y 30.7 GJ, y entre 9.5 y 38.6GJ de gas natural al año
(Sailor, 2008), lo cual equivale a 2.3-2.6 kg CO2/m2 y 0.24-0.97 Kg CO2/m2 respectivamente (Rowe,
2011).
2.4.5 Aumento de biodiversidad y preservación de hábitats
Los techos verdes pueden proveer hábitats, alimentos, y sitios de anidación para aves, arañas,
mariposas y otros invertebrados (Madre, 2013). Algunos estudios, han reportado la anidación en
techos verdes de aves como el Vanellus Vanellus en Suiza (Baumann, 2006) y la Phoenicurus
ochruros en Inglaterra. De igual forma, los techos verdes pueden ser de gran importancia para los
artrópodos, los cuales necesitan hábitats pequeños para mantener poblaciones viables (Madre,
2013). Estos organismos, que actualmente son amenazados por la construcción de ciudades,
ocupan un lugar esencial en los ecosistemas puesto que prestan servicios como la descomposición,
la polinización y el control biológico (Madre, 2013). Madre et al. (2013) comparó los hábitats
prestados por 3 tipos de techos verdes para artrópodos en 115 zonas en el Norte de Francia.
Reportó que el tipo de techo verde influencia en gran medida la riqueza y abundancia de las
especies, habiendo más en aquellos con arbustos; así como también afecta la composición
taxonómica de las comunidades de las arañas. Por otra parte, variables locales y el medio
ambiente de los alrededores no tuvieron una influencia significativa en la composición,
abundancia o riqueza de las especies.
2.4.6 Provisión de ambientes de recreación y relajación y mejoramiento estético de la ciudad
Existe un gran número de estudios que demuestran que la exposición a elementos naturales
mejora el bienestar mental de los humanos (Banting et al., 2005). Los techos verdes ofrecen un
sitio de relajación, recreación y sociabilidad que pueden proveer beneficios psicológicos a las
personas en las ciudades ya que la accesibilidad a la naturaleza, mejora la capacidad de
concentración, de lidiar con el estrés, de generar ideas creativas y de mejorar la satisfacción
laboral (Banting et al., 2005). Un estudio realizado a estudiantes de pregrado en Charles Street,
Toronto, arrojó que el techo verde los aliviaba de las presiones de vivir en la ciudad (Banting et al.,
2005). De igual forma, otro estudio realizado en Richmond, Toronto, mostró que los residentes del
edificio consideraban el techo verde como “oasis en la ciudad” el cual valoraban en gran medida
(Banting et al., 2005).
23
2.4.7 Provisión de espacios para agricultura
Los techos verdes ofrecen un espacio para la agricultura urbana, que puede tener efectos positivos
tanto económicos como sociales. Los techos verdes productivos incrementan la oferta de
alimentos y son una oportunidad de empleo temporal (Méndez, 2005). Forero y Devia (2012)
desarrollaron en Altos de Cazucá, Colombia tres sistemas productivos de hortalizas en los techos
de casas de interés prioritario. Estos sistemas dieron aportes económicos mensuales entre el 9% y
el 18% del Salario Mínimo Vigente del 2012, y cubrían la dieta diaria de hortalizas de una persona.
Junto con esto, se estimaron mayores ganancias, entre el 18 y el 36%, si se implementaran en la
totalidad del techo. Además, las cubiertas productivas generaron mano de obra que puede llegar a
tener ganancias de $130.000 COP (Forero & Devia, Ambiente y Desarrollo).
2.4.8 Efecto aislante del ruido
En las ciudades, la contaminación auditiva puede llevar a efectos en la salud como problemas
auditivos, hipertensión, insomnio y deficiencia en el desempeño educativo (Yang H. S., 2012). Los
techos verdes son una alternativa para manejar los niveles de ruido en las urbes puesto que la
vegetación y el sustrato absorben en mayor medida las ondas sonoras que las superficies duras,
como las cubiertas tradicionales (Rowe, 2011).
Yang et al. (2012) examinó los efectos acústicos de los techos verdes de forma experimental en un
prototipo simplificado, donde se analizó el efecto de la posición, el área, el sustrato y la vegetación
de los techos verdes. Se utilizaron hojas frescas podadas y algodón para simular condiciones
extremas de absorción del sonido por parte de la vegetación, y se encontró que la disminución del
sonido era pequeña. Sin embargo, se menciona que se podría esperar una reducción de 3-4 dB(A)1
si se diseña mejor la capa vegetal. De igual forma, se encontró que la atenuación extra que ofrece
el sustrato puede alcanzar los 9.5 dB en ciertas frecuencias, aunque el análisis de tan sólo la
profundidad y tipo de sustrato, da resultados inferiores a los que se obtuvieron teniendo en
cuenta todo el sistema de techo verde (Yang H. S., 2012).
Van Renterghem y Bottlerdooren (2009) estudiaron la capacidad de los techos verdes de disminuir
el nivel de ruido del tráfico de una sola línea vehicular a velocidad constante. De manera similar a
Yang et al (2012), obtuvieron que un sustrato sin vegetación podría alcanzar un máximo de
reducción de 10 dB en un rango de frecuencia entre 500 y 1000 Hz, y el efecto de atenuación no
mejoraba más allá de los 15 y 20 cm de profundidad del sustrato. Junto con esto, encontraron una
relación lineal entre la reducción del sonido y la cobertura de vegetación, y un efecto positivo
observado únicamente en las fachadas que no estaban expuestas directamente al sonido.
1 El nivel de presión de sonido se expresa en decibeles dB, sin embargo es común que para la medición del ruido ambiental se utilicen factores de corrección de peso A (dB(A)) (Ramos, 2012).
24
3 METODOLOGÍA
En esta sección se presenta la caracterización de la zona de estudio y se identifica la metodología
utilizada para desarrollar la valoración de los costos y beneficios de los techos verdes. La primera
parte de este estudio consistió en la identificación y cuantificación de beneficios aplicables a
Bogotá, la cual se basó en revisión de literatura tanto local como de otros países, y en la obtención
de información primaria con dos constructoras de techos verdes y la Empresa de Acueducto y
Alcantarillado de Bogotá. La cuantificación de los beneficios se explica en detalle en los numerales
3.3 y 3.4 de esta sección. La segunda parte del estudio consistió en la valoración económica de
estos beneficios. Para ello, se calculó el valor presente neto de la implementación de los techos
verdes en la zona de estudio. Dado que los valores tienen un alto grado de incertidumbre y
variabilidad, se utilizó una simulación de MonteCarlo para estimar el costo-beneficio, con un
mayor nivel de confianza. Las Figuras 9 y 10 muestran la metodología general para la valoración de
beneficios públicos y privados respectivamente.
25
Figura 9 Metodología para valoración de beneficios públicos
Cálculo de rangos de ahorro en
contaminación al R. Bogotá
Cálculo de rangos de ahorro en
disminución de infraestructura
Cálculo de rangos de beneficio económico por bonos de carbono
Obtención de curva de
distribución de overflows
Obtención de curva de distribución caudal a la
PTAR
Cálculo del diámetro del último colector para
evitar overflows(nuevos Q. Máx).
Cálculo de rangos de ahorro en
tratamiento de PTAR
ZONADefinición de sitio
de estudio
Obtención y digitalización de imagen satelital
Revisión bibliográfica
Modelación en CityDrainRetención de
agua
Interpretación de imagen satelital para
determinar pendientes de techos
Cálculo del área total del potencial de techos verdes, y área de zonas impermeables
clasificadas por pendiente
Selección de eventos de lluvia
Cálculo del coeficiente de
escorrentía con techos verdes
Identificación de zonas con alcantarillado
combinado y separado con insuficiencia de
capacidad
Re-establecimiento del coeficiente de
escorrentía del modelo CityDrain
Revisión bibliográfica
Atenuación del calentamiento
global
Selección de especies
Definición de rangos de captura de CO2
Estudio de especies más utilizadas en
Bogotá
Cálculo de rangosDe captura de CO2
Cálculo del VPN con simulación
MonteCarlo
Definición de tasa de interés y período
de retorno
Análisis de sensibilidad
FASE 1: SELECCIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE BENEFICIOS SOCIALESFASE 2: VALORACIÓN ECONÓMICA DE BENEFICIOS SOCIALES
Be
ne
fici
os
soci
ale
s a
plic
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lerí
as
26
Figura 10 Metodología para valoración de los costos y beneficios privados
Revisión bibliográfica
Costos de Construcción
Selección de rangos de costos de construcción
Investigación de precios en el mercado de
Bogotá
Revisión bibliográfica
Aumento en la vida útil
Selección de vida útil de los techos verdes y
tradicionales
Revisión bibliográfica
Aumento en el valor de la propiedad
Selección de rangos de aumento en el valor de la
propiedad
Investigación de valuaciones de
edificios con techos verdes en Bogotá
Selección de rangos de costos de reinstalación
de techos tradicionales y
verdes en el tiempo de análisis
Cálculo del VPN con simulación
MonteCarlo
Análisis de sensibilidad
FASE 1: SELECCIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE BENEFICIOS PRIVADOS FASE 2: VALORACIÓN ECONÓMICA DE LOS COSTOS Y BENEFICIOS
Ben
efic
ios
pri
vad
os
aplic
able
s y
med
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sp
ara
Gal
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sC
ost
os
pri
vad
os
aplic
able
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me
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les
pa
ra G
ale
ría
s
27
3.1 Selección de zona de estudio
La zona de estudio se seleccionó según las Unidades de Gestión de Alcantarillado (UGA) de la
ciudad de Bogotá, desarrolladas por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá y la
Universidad de los Andes. La selección de la UGA se tomó bajo los siguientes criterios:
UGA con alcantarillado combinado
Área con una capacidad de alcantarillado saturada o cercana a estarlo
Área con renovación de construcciones
Enmarcados en éstos parámetros, la zona de estudio seleccionada fue la UGA 184, la cual se
encuentra en la Unidad de Planeamiento Zonal Galerías (UPZ 100), ubicada en la localidad de
Teusaquillo en el “centro geográfico de la zona urbana de Bogotá” (SDA, 2009). La UGA 184
representa el 17.8% (41.73 ha) del área total de la UPZ (235.57ha) (SDP, Análisis Socioecómico UPZ
100 Galerías, Caracterización, 2011), y tan sólo el 0,1% del suelo urbano de Bogotá (38,431 ha)
(SDP, 2011).
La zona se caracteriza por tener una alta concentración de suelos dotacionales2 y de servicios
profesionales, cuya principal actividad económica es el comercio y los servicios (SDP, 2011). No
tiene área de expansión y tiene pocas áreas libres. El área tiene una alta conectividad interna y
externas con un 28% del área en vías, aunque algunas se encuentran en un estado deficiente de
mantenimiento. Tiene una alta carga de tráfico vehicular ya que se encuentra en una línea de
comunicación entre el occidente y el oriente de Bogotá, y entre el centro financiero con la zona
industrial y el aeropuerto (SDP, 2011). Esto por supuesto implica que la zona tiene una ubicación
estratégica, lo cual se ha visto reflejado un crecimiento del 83% en el precio del suelo desde el año
2004 hasta el 2010 (SDP, 2011).
Según la Secretaria Distrital de Planeación la meta de espacios verdes para la zona es de 6 m2 por
habitante pero en la UPZ 100 es tan sólo de 1,1 m2 por habitante (sin contar escenarios deportivos
que cobran una tarifa para entrar), lo que indica que hay un déficit significativo (SDP, 2011). Dado
que la zona no tiene áreas de expansión para espacios públicos, los techos verdes son una solución
atractiva a esta carencia de zonas verdes.
El 69% de la UPZ 100 son apartamentos, seguido por un 17% de casas de estrato 4 y 3. A pesar de
la falta de zonas de expansión, la construcción entre los años 2003 y 2008 fue dinámica y activa
(SDP, 2011). Durante este período se concedieron 721 licencias de construcción, de las cuales 155
fueron de obras nuevas distribuidas como se observa en la tabla 5. De igual forma se ha visto un
proceso de redensificación de altura presentando una altura promedio de las construcciones más
alta que la de la ciudad. A pesar de la alta actividad constructiva, el crecimiento poblacional de la
2 Construcción de edificios dedicados a servicios públicos.
28
zona ha sido bajo (2.15%) comparado con el de la localidad (4.1%) y el de Bogotá (7%), lo cual
indica que se “está presentando un cambio de uso, para lo cual se debe tener como referencia la
población flotante” (SDP, 2011).
Uso Total Participación %
Vivienda multifamiliar 57 36,77%
Vivienda unifamiliar 11 7,10%
Vivienda Bifamiliar 2 1,29%
Vivienda trifamiliar 0 0,00%
Comercio 40 25,81%
Servicios profesionales técnicos especializados 0 0,00%
Industria 1 0,65%
Servicios Urbanos Básicos 0 0,00%
Servicios a Empresas e Inmobiliarios 0 0,00%
Oficinas 0 0,00%
Otros 44 28,39%
Total 155 100,00%
Según la Secretaria Distrital de Planeación, en Galerías se “demandan acciones para proveer la
infraestructura necesaria ante el aumento del número de individuos que habiten y se trasladen
por la UPZ en 2015” y se deben “llevar a cabo las intervenciones necesarias para que la población
allí localizada, residente y no residente, alcance los estándares promedio de la ciudad en áreas de
espacio público, zonas verdes, parques y demás tipos de infraestructuras públicas”. Dado que la
zona se está renovando, la implementación de techos verdes puede ser una alternativa plausible
para Galerías, lo que finalmente llevó a que se seleccionara esta zona como caso de estudio.
3.2 Interpretación de imagen satelital y cálculo de área potencial para techos
verdes
La determinación del área total de las cubiertas que podrían ser utilizadas para implementar
techos verdes se basó en dos criterios:
Las cubiertas son planas (<2%)
Las cubiertas tienen un área mayor o igual a 100 m2
Para calcular esto, se interpretó una imagen satelital de Bogotá tomada en el año 2010 por medio
del programa ArcMap 10.0. Esta capa se georeferenció a mano y se insertó la capa de las UGA’s
con la misma georeferenciación. Sobre esta se ubicó la UGA con la misma georeferenciación. Una
vez se tenían las dos capas, se trazó a mano un polígono por cada techo existente en la zona. A
Tabla 5. Distribución de obras nuevas en UPZ 100 entre los años 2003-2008. [adaptado de SDP, 2011]
29
cada uno se le proporcionaron los siguientes atributos: pendiente, superficie/uso del suelo,
impermeabilidad, perímetro y área. La determinación de la pendiente se realizó a partir de una
evaluación visual de la sombra sobre los techos, con la cual se pudo clasificar cada cubierta en
pendientes planas, bajas, medias o altas.
Una vez proporcionados los atributos, se pudieron determinar los polígonos potencialmente aptos
para la implementación de techos verdes como aquellos que tuvieran: una pendiente plana,
fueran impermeables, su uso fuera casa, edificio o comercial, y que el área fuera mayor a 100m2.
Los cálculos dieron un área total de 42,959.14 m2 potencialmente apta para desarrollar techos
verdes, la cual representa un 10.3% del área total de la UGA. La distribución de las áreas obtenidas
a partir de la interpretación geográfica se muestra en la segunda columna de la tabla 6, y la
distribución de las áreas si se implementaran techos verdes se muestra en la tercera columna.
Nótese que las áreas de las cubiertas los edificios, casas y centro comercial disminuyen, debido a
que se asume que el área de dicha superficie pasaría a ser techo verde. La distribución de las áreas
de los techos verdes se presenta en la tabla 7. La distribución espacial de la zona de estudio se
muestra en la figura 11.
Tabla 6. Distribución de las superficies de la zona con y sin techos verdes
Distribución actual sin techos verdes (m2)
Distribución con techos verdes (m2)
TECHOS VERDES 0 42959
JARDINES DENTRO AREAS RESIDENCIALES 8942 8942
PARQUES RECREACIONALES 10697 10697
EDIFICIOS 47483 17927
CENTRO COMERCIAL 15811 5127
CASAS 75747 73028
PARQUEADEROS 10447 10447
VIAS Y PATIOS CON PISOS IMP. 248199 248199
TOTAL 417328 417328
Tabla 7. Distribución de techos verdes
Superficie donde se implementarían techos verdes
Área de techos verdes (m2)
Distribución porcentual
CASA 2719 6,33%
EDIFICIOS 29555 68,80%
CENTRO COMERCIAL 10683 24,87%
TOTAL 42959 100%
30
El presente estudio no incluyó una verificación en campo de las características atribuidas, como
pendiente del techo y tipo de superficie. Esto incrementa la incertidumbre de la metodología
puesto que se pudieron cometer errores sobre todo en la asignación de la pendiente del techo.
Para tener mayor precisión en un futuro se puede realizar una medición en campo por medio de
teodolitos ó utilizar un modelo matemático para estimar la pendiente de las cubiertas a partir de
la información satelital. Por otro lado, esta investigación no tuvo en cuenta el soporte estructural
que tendrían las edificaciones seleccionadas como aptas, lo que implica mayores costos asociados.
3.3 Cuantificación y Valoración de Beneficios Sociales
Para los beneficios sociales se tuvieron en cuenta 2 aspectos: i) calidad del aire y ii) manejo de
aguas lluvias. Dentro de calidad del aire se analizaron los beneficios relacionados a la mitigación
del cambio climático y a la retención de material particulado. Dado que hay muy poca información
local al respecto, para cuantificar estos beneficios fue necesario tomar los datos de captura de
dióxido de carbono y retención de PM10 establecidos en la literatura, la cual en su mayoría
pertenece a países estacionales ubicados al norte. Sin embargo, la valoración económica de los
Figura 11 Distribución espacial de las áreas en que se pueden implementar techos verdes
31
beneficios por mejora de calidad del aire sí fue posible tomarla de metodologías y estudios
realizados en Bogotá.
Para el primer beneficio de calidad del aire se utilizaron las tasas de secuestro planteadas por
Getter et. al (2009) para plantas Sedum. La metodología para la valoración fue la utilizada en los
Planes Locales de Arborización Urbana, la cual basa el precio de una tonelada de dióxido de
carbono en un valor único de bonos de carbono. Para el segundo beneficio se utilizó la tasa de
retención utilizada en el estudio de Banting et al. (2005), la cual se basa en el modelo de UFORE; y
la valoración fue tomada del Plan Decenal de Descontaminación para Bogotá, en el cual se analiza
el costo beneficio de una reducción de PM10 para la ciudad de Bogotá para cumplir la norma, en
términos de beneficios en salud.
Por otra parte, en los beneficios sociales por manejo de lluvias se tuvieron en cuenta tres
aspectos: i) disminución del volumen de agua residual y pluvial que debe ser tratado por la PTAR,
ii) ahorro en expansión de la estructura del alcantarillado combinado y iii) disminución de aguas
contaminantes que son vertidas a los cuerpos de agua receptores.
Para cuantificar los tres beneficios fue necesario calcular los volúmenes de agua a la salida de la
cuenca en la zona de estudio en un escenario sin techos verdes y en otro con techos verdes. Para
esto, se utilizó el modelo CityDrain para Bogotá (Uniandes-EAAB), en el que es posible observar el
balance hidrológico de la UGA184. El parámetro de variación que diferenciaba a los dos escenarios
era el coeficiente de escorrentía de la cuenca, el cual se obtuvo por medio de la metodología
establecida en el RAS 200, título D, que hace uso de la ecuación plasmada a continuación:
Fórmula 1 Cálculo de coeficiente de escorrentía según Título D del RAS 2000
Donde: C= coeficiente de escorrentía; A = área (m)
Así mismo, los coeficientes de escorrentía de cada superficie se basaron en los rangos planteados
por el RAS 200, título D, los cuales se muestra en la tabla 8.
Tabla 8 Coeficientes de escorrentía por tipo de superficie establecidos por el RAS 2000
Tipo de Superficie C
Cubiertas 0.75-0.95
Pavimentos asfálticos y superficies de concreto 0.70-0.95
Vías adoquinadas 0.70-0.85
Zonas comerciales o industriales 0.60-0.95
Residencial, con casas contiguas, predominio de zonas duras 0.75
Residencia multifamiliar, con bloques contiguos y zonas duras entre éstos 0.60-0.75
Residencia unifamiliar, con casas contiguas y predominio de jardines 0.40-0.60
32
Residencial, con casas rodeadas de jardines o multifamiliares apreciablemente separados 0.45
Residencial, con predominio de zonas verdes y parques-cementerios 0.30
Laderas sin vegetación 0.60
Laderas con vegetación 0.30
Parques recreacionales 0.20-0.35
Para calcular el coeficiente de escorrentía de los techos verdes, se utilizaron los resultados de
retención de aguas lluvias obtenidos en el estudio de León (2013) para el prototipo de techo verde
con plantas Sedum construido en La Universidad Nacional de Bogotá. Se analizaron 121 eventos de
precipitación ocurridos entre el año 2011 y 2012. En dicho estudio se asumió la precipitación total
como la escorrentía proveniente de la cubierta tradicional, es decir un coeficiente de escorrentía
de 1; esto conlleva a incertidumbre y errores en algunos datos registrados, obteniendo en varios
casos retenciones negativas causados por taponamientos del pluviómetro de la cubierta
tradicional. Los resultados inconsistentes fueron omitidos para la modelación en esta
investigación. El coeficiente de escorrentía de los techos verdes fue calculado como la profundidad
en mm de la escorrentía proveniente de los techos verdes dividido la precipitación total.
Dado que la retención de los techos verdes depende en gran medida de la profundidad de la lluvia,
la intensidad, la duración y el tiempo desde el último evento, se intentó agrupar los eventos de
lluvia por medio de fuzzy c-means clustering en Matlab, según el tipo de evento y la retención
respectiva. Esta función permite agrupar datos otorgándoles un grado de pertenencia a los
clusters, en vez de pertenecer únicamente a un solo cluster. Sin embargo, debido a la gran
variabilidad de las características de los eventos observados no se logró agrupar
satisfactoriamente los eventos.
Para poder entonces incorporar la variabilidad de la capacidad de retención de los techos verdes,
se estimó la probabilidad de ocurrencia de manera empírica por medio de la función efcm en
Matlab. Una vez se obtuvo la curva de probabilidad, se obtuvieron 50 valores entre 0 y 1 de
manera aleatoria en Excel, para los que se interpoló en la curva de probabilidad y se obtuvo la
retención respectiva. Con esto, se calculó el coeficiente de escorrentía de la cuenca haciendo uso
de la fórmula 1, otorgando al área de techos verdes el coeficiente obtenido con la metodología
descrita.
Una vez calculado el coeficiente de la cuenca, se realizaron 50 simulaciones en CityDrain por cada
evento de lluvia para los dos escenarios (con techos verdes y sin techos verdes), con una
resolución temporal de la lluvia de 5 minutos. Se utilizaron los 22 eventos de lluvia más fuertes
registrados en la estación meteorológica de La Universidad Nacional desde 1970 hasta el 2011. La
Figura 12 muestra el histograma de un evento de lluvia a manera de ejemplo de la información
utilizada. Además de esto, se modelaron las precipitaciones multianuales registradas en la
Universidad Nacional, para los años que no presentaron fenómenos atmosféricos (Niño ni Niña)
desde 1970 hasta el 2004, dando un total de 6 años. El anexo 3 muestra la información multianual
33
utilizada. A partir de esta modelación fue posible obtener el caudal de salida y el caudal de alivio
de la cuenca.
Figura 12 Histograma de evento de lluvia ocurrido el 13 de Mayo de 1996 en la UGA 184
Para la valoración del ahorro por disminución de caudal que llega a la PTAR, se obtuvo información
primaria de la EAAB, quien proporcionó los valores de costos de operación y mantenimiento de la
PTAR Salitre desde el año 2004 hasta el 2012. De igual forma, para valorar la reducción de aguas
contaminadas vertidas al cuerpo de agua receptor, se utilizó la totalidad del costo de la tasa
retributiva cobrada a la EAAB (la cual es incluida en la factura al cliente).
3.4 Cuantificación y Valoración de Costos y Beneficios privados
En cuanto a los costos privados se tuvieron en cuenta dos aspectos: i) costos de construcción y ii)
costos de operación y mantenimiento.
Para estos dos costos se utilizó información primaria proporcionada por una empresa pionera en
construcción de techos verdes en Colombia3. Se obtuvieron valores constructivos mínimos, medios
y máximos, de tal forma que se abarcara todo el rango de costos.
En cuanto a los beneficios privados se tuvieron en cuenta 2 aspectos: i) Aumento de vida útil de la
cubierta del edificio y ii) Aumento en el valor de la propiedad. Se utilizaron valores de la literatura,
debido a la dificultad de obtención de esta información local. Dado que en Colombia es un
mercado relativamente nuevo, aún no se tiene claridad sobre la vida útil de los techos verdes, por
lo que se tomaron los valores de países con más experiencia en el campo como Alemania. Este
valor fue utilizado para el número de períodos del proyecto para el cálculo del VPN.
3 El nombre se mantiene anónimo por motivos de confidencialidad.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
300
3300
6300
9300
1230
0
1530
0
1830
0
2130
0
2430
0
2730
0
3030
0
3330
0
3630
0
3930
0
4230
0
4530
0
4830
0
5130
0
5430
0
5730
0
6030
0
6330
0
6630
0
6930
0
7230
0
7530
0
7830
0
8130
0
8430
0
Pro
fun
did
ad (m
m)
Tiempo (seg)
34
4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los dos primeros numerales de esta sección presentan los resultados y discusión para la
cuantificación y valoración de los beneficios públicos y privados. El tercer numeral presenta el
cálculo del VPN para los tres escenarios planteados: privado, público y en conjunto (público y
privado).
4.1 Beneficios Públicos
4.1.1 Calidad del aire
En esta sección se presentan los beneficios obtenidos por la implementación de techos verdes en
materia de calidad del aire. Se analizaron dos beneficios: secuestro de carbono y retención de
material particulado.
4.1.1.1 Secuestro de carbono
Como se mencionó en el marco teórico, la mayor reducción en dióxido de carbono y otros gases
de efecto invernadero se puede observar de manera indirecta como resultado del enfriamiento
que aportan los techos verdes. Esto implica una disminución de consumo de energía en sistemas
de acondicionamiento de aire, y por tanto una menor producción de gases de efecto invernadero
por las generadoras de energía.
En Bogotá, el consumo de energía para aire acondicionado se da principalmente en hospitales,
negocios de centros comerciales, estaciones de policía y bancos (UPME, 2007). Una
caracterización del consumo de energía en el sector terciario realizado por la UPME junto con la
Universidad Nacional, arrojó los consumos que se muestran en la Figura 13.
Como se observa, en la ciudad de Bogotá habría un potencial de disminución de consumo de
electricidad por aire acondicionado, y por tanto de emisiones de CO2. El ahorro monetario de esta
reducción, no sólo vendría de la disminución de emisiones, sino que la reducción de consumo de
energía también sería un ahorro en sí mismo. Wong et al (2003) (b), calculó que 2000 m2 techos
verdes extensivos podrían generar un ahorro anual de $ 8’978,765.4 COP/ m2.
35
Dentro del tipo de establecimientos analizados en la caracterización del consumo energético, se
pudo identificar que en la zona de estudio hay un centro comercial. Sin embargo, no se tiene
mayor información sobre el resto de predios por lo que en esta investigación no se tuvo en cuenta
la disminución de emisiones de dióxido de carbono por ahorro energético. Además, cerca del 70%
de la electricidad del país proviene de hidroeléctricas que presentan emisiones de CO2 mucho más
bajas que otras generadoras, por lo que el ahorro puede ser significativamente menor a lo
establecido por otros autores. Por ello, el impacto de la mitigación del cambio climático que
pueden tener los techos verdes fue cuantificado únicamente mediante la captura de CO2 por
fijación en las plantas y el suelo.
Acorde con la información suministrada por una constructora de techos verdes en Colombia, la
mayoría de las plantas utilizadas en Bogotá para techos verdes son de tipo Sedum. Dado que no se
cuenta con información sobre el desempeño de estas plantas a nivel local, se utilizaron los rangos
de captura de carbono por plantas Sedum presentados por Getter et al. (2009), el cual varía entre
100.5 g C/m2 y 248.5 g C/m2 anual, con un promedio de 187.5 g C/m2. Otras investigaciones que
han cuantificado este beneficio social, han utilizado valores aproximados de otras especies; por
ejemplo un estudio en la ciudad de Winnipeg, Canadá, utilizó un valor promedio de captura de
carbono de los cultivos de soya y trigo de cerca de 123.55 g C/m2, lo cual se encuentra en un rango
cercano a lo utilizado en este estudio.
Así pues, si se implementaran techos verdes en la totalidad del área apta, se tendría un secuestro
de carbono entre 4.3 y 10.67 toneladas al año. Cabe resaltar que estos valores están sujetos a
variables como la edad de las plantas, la profundidad del sustrato, los nutrientes, la irrigación y el
tipo de planta seleccionada, por lo que este valor es tan sólo una estimación.
Figura 13 Consumo de energía por aire acondicionado en Bogotá (UPME, 2007)
36
Al igual que otros estudios que valoraron económicamente este beneficio, se utilizaron los precios
de bonos de carbono del mercado para proporcionarle un precio a la tonelada de carbono
capturado por los techos verdes. Bianchini y Hewage (2012) utilizaron el valor estimado en 1998
en el Protocolo de Kyoto de $20 USD /ton. De manera más local, en los Planes Locales de
Arborización Urbana realizados por el Jardín Botánico José Celestino Mutis (2007) se estimó el
valor por captura de CO2 de los árboles de cada localidad a partir del mejor precio de venta de
certificados de reducción de emisiones (CER) de América Latina para finales del 2007, el cual era
de $24 USD/ton, obtenido por el proyecto Santa Ana de la EAAB. Para la localidad de Teusaquillo
se calculó que cada árbol podía capturar cerca de 0,13 ton C/árbol, y el valor a pagar por cada
árbol en la zona por prestar únicamente ese servicio era de $7,388 COP/árbol.
Como se observa en las Figuras 14 y 15, los precios del mercado de carbono son muy variables, y
como cualquier otro mercado dependen de muchos aspectos en materia de oferta y demanda.
Esto crea una gran incertidumbre a la hora de asignarle un valor al dióxido de carbono por éste
método y dificulta la asignación de una distribución. Sin embargo, los valores máximos dan una
idea de cuánto se está dispuesto a pagar por una tonelada de carbono, y por tanto la valoración
que se le da al mismo. Por ello, se decidió utilizar un único valor, al igual que en los otros estudios,
dados por el máximo valor encontrado para Bogotá, el cual fue de $24 USD/ton C (Dinero, 2008),
que equivalen a $44,592 COP/ton C, utilizando la tasa de cambio promedio del mes de mayo del
presente año.
Así pues, el beneficio económico por captura de CO2 por los techos verdes podrá variar entre
44,814.96 COP/ha y 110,811.12 COP/ha, dando un total máximo de ganancia de $476,035
COP/año si se instalaran techos verdes en la totalidad de cubiertas aptas para ello en la UGA 184.
Al comparar estas cifras con otros autores como Bianchini y Hewage (2012), se concluye que los
beneficios por captura de CO2 son por lo general muy bajos. Bianchini y Hewage (2012) también
cuantificaron el beneficio por medio de la fijación de carbono por las plantas, obteniendo unos
rangos de 7.2 g C/m2 y 8.5 g C/m2, los cuales son aún más bajos que los utilizados en el presente
estudio. Como se mencionó anteriormente, también utilizaron una valoración de $20 USD/ton por
medio de bonos de carbono, obteniendo un ahorro por captura de carbono por metro cuadrado
de techo verde de $ 0.27 COP/m2 y $0.32 COP/m2.
Figura 15 Variación de los precios promedios mensuales (€) de CER's para el 2010 tranzados por SendeCO2 (SendeCO2, 2013)
Figura 14 Variación de los precios promedios mensuales (€) de CER's para el 2013 tranzados por SendeCO2 (SendeCO2, 2013
37
4.1.1.2 Retención de material particulado
A pesar de que se ha demostrado que los techos verdes pueden reducir las concentraciones de
contaminantes como monóxido de carbono, ozono, dióxido de nitrógeno, entre otros, el principal
problema de calidad del aire en Bogotá es el material particulado (SDA, 2010). Como se observa en
la Figura 16, actualmente la concentración de PM10 está muy por encima del estándar el cual es de
50µ/m3, por lo que únicamente se analizaron los beneficios económicos de los techos verdes
frente a este contaminante.
Figura 16 Niveles de PM10 para el periodo de 2010-2020 (SDA, 2010)
Al igual que en la captura de dióxido de carbono, en Colombia hay escasez de información
respecto a la retención de material particulado por parte de los techos verdes locales; por ello,
para valorar este beneficio fue necesario tomar valores reportados en la literatura. Para este caso
se utilizó el resultado planteado por Banting et al. (2005), de una reducción de 195.29 g/m2. Si
asumimos que se implementan techos verdes en la totalidad de cubiertas aptas en la zona de
estudio, se tendría una reducción total de 8,389.5 kg.
Para valorar esto se utilizaron las cifras planteadas en el Plan Decenal de Descontaminación para
Bogotá. Según éste, se espera que para el 2020 se logre cumplir la norma para PM10 que establece
una concentración de 50µg/m3, lo cual equivale a alcanzar una emisión total anual de 55,000 ton
PM10/año. La Figura 17 muestra los niveles de emisión de PM10 anuales que se tendrían desde el
año 2010 hasta el 2020 para un escenario sin tomar acciones y para un escenario con el Plan de
Descontaminación. Como se observa, para el 2020 se pretende reducir cerca del 45% de las
emisiones acumuladas de PM10, alcanzando 24,000 ton acumuladas en el periodo de estudio si se
implementara el Plan de Descontaminación (ver tabla 9). Según el análisis de costo beneficio, esta
38
reducción implicaría un ahorro total de $15’825,000 millones de pesos, estimados como la
diferencia de casos de morbilidad y mortalidad en los dos escenarios planteados (ver tabla 10).
Basados en esto fue posible estimar el ahorro económico de reducir 1 tonelada de PM, la cual da
un total de $815,721.65COP/ton.
Asumiendo que los techos verdes son capaces de retener 1.95 ton PM10/ha, se tendría un
beneficio económico de $83,894.6 COP/ha. Si se implementaran techos verdes en la totalidad de
las cubiertas seleccionadas como aptas en la zona de estudio, se tendría un ahorro de $ 360,403
COP anual. A pesar de que esta cifra pareciera insignificante, si se extrapola a una mayor área en la
ciudad puede llegar a tener un mayor impacto.
Figura 17 Emisiones de PM10 anual en Bogotá (SDA, 2010)
Tabla 9. Comparación entre las emisiones acumuladas en los dos escenarios (SDA, 2010)
Escenario
Emisiones acumuladas 2008-2020 (Ton)
PM NOx CO TOC CO2/1,000
Línea base 43.400
883.000
6.700.000
830.000
150.000
Plan descontaminación 24.000
714.000
6.200.000
742.000
111.000
Reducción (%) 45% 19% 8% 11% 26%
39
Tabla 10. Beneficio económico por reducción de concentración de PM10 para Bogotá (SDA, 2010)
Efecto Beneficio económico*
(IC 95%)**
Morbilidad*** 472,000
(108,000-615,000)
Mortalidad 15,353,000
(5,290,000-27,079,000)
Total 15,825,000
(5,398,000-27,649,000)
* Costo en millones de pesos del 2009. **Los valores del rango representan el intervalo de confianza del costo, este se estimó a partir de los intervalos de confianza de los R.R. correspondientes. ***El valor corresponde a la valoración mediante disponibilidad a pagar (DAP). Para la evaluación de atención en salas ERA y atención en unidad de cuidados intensivos se usó costos de enfermedad (COI).
Al comparar este resultado con otros autores, podremos ver que la cifra estimada en este estudio
está un orden de magnitud por debajo. Esto se debe principalmente a que por lo general, la
reducción de material particulado se ha evaluado junto con la reducción de otros contaminantes
atmosféricos, además del PM10. En un estudio en Toronto Banting (2005), por ejemplo, donde se
calcula un beneficio de $74.86 COP/m2 para la reducción de CO, NO2, O3, PM10 y SO2 por medio
del modelo UFORE. Un caso más extremo es el presentado por Acks (2003) quien, valoró la
reducción de óxidos de nitrógeno, ozono, dióxido de sulfuro y monóxido de carbono, a través del
Servicio Forestal de E.E.U.U en $29,241 COP/m2. La falta de información respecto a la valoración
en la disminución de otros contaminantes dificultaron el análisis para un mayor número ellos, por
lo que al valorar únicamente el PM10, se esperaría tener un menor beneficio en mejoría de calidad
del aire que en otros estudios donde se han incluido el resto.
4.1.2 Manejo de aguas lluvias
En esta sección se cuantifican y valoran 3 beneficios asociados a la retención de aguas lluvias: i)
disminución de caudal que debe ser tratado por la PTAR, ii) ahorro en expansión de la estructura
del alcantarillado combinado y iii) disminución de aguas contaminantes que son vertidas a los
cuerpos de agua receptores.
El coeficiente de escorrentía de la cuenca sin techos verdes, calculado con la fórmula 1, es de
0.795 La tabla 11 muestra los coeficientes utilizados para cada superficie.
40
Tabla 11. Coeficiente de escorrentía de la UGA 184 sin techos verdes
Área Coef. Escorrentía
utilizado Área * coeficiente de
escorrentía
JARDINES AREAS RESIDENCIALES 8942,02 0,45 4023,91
PARQUE RECREACIONAL 10697,08 0,20 2139,42
EDIF 47482,76 0,75 35612,07
COMERCIAL 15811,18 0,85 13439,51
CASAS 75747,68 0,75 56810,76
PARQUEADERO 10447,61 0,85 8880,47
VIAS 248199,77 0,85 210969,80
TOTAL 417328,11 Coef. Ponderado 0,795
Por otro lado, para el cálculo del coeficiente de escorrentía de la cuenca con techos verdes se
utilizaron los resultados de retención de aguas lluvias obtenidos por León (2013). El anexo 1
muestra un resumen de las características de los eventos medidos y las retenciones respectivas
para el techo verde con plantas Sedum, a una inclinación de 2% y una profundidad del sustrato de
6 mm. A partir de estas retenciones obtenidas se obtuvo la curva de función de distribución
acumulada (CDF) que se observa en la Figura 18.
Figura 18 CDF de la retención de un techo verde extensivo utilizada para modelar en CityDrain
A partir de la información disponible se estima que los coeficientes de retención de los techos
verdes podrían variar entre 0 y 0.79, y por tanto el coeficiente de escorrentía ponderado de la
cuenca podría variar entre 0.715 y 0.796, como se muestra en la tabla 12. Nótese que puede que
no haya disminución alguna en el coeficiente de escorrentía respecto a la cuenca sin techos
verdes, así como también se podría alcanzar un máximo de reducción del 10%. Este valor es similar
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Pro
bab
ilid
ad A
cum
ula
da
% de retención de techos verdes
41
al obtenido por Oviedo (2012) en su estudio en Soacha, quien obtuvo una reducción del 10% en su
escenario más optimista y para intensidades máximas de 3.29 mm/h (Oviedo, 2012).
Tabla 12. Coeficiente de escorrentía de la cuenca con techos verdes
SUPERFICIE DIST. AREA CON TECHOS VERDES
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
ÁREA* COEF. ESCORRENTÍA
TECHOVERDE 42959,14245 0-0.7952 0-33937,72
JARDINES AREAS RESIDENCIALES 8942,02 0,45 4023,91
PARQUE RECREACIONAL 10697,08 0,20 2139,42
EDIF 17926,86 0,75 13445,14
COMERCIAL 5127,36 0,85 4358,26
CASAS 73028,27 0,75 54771,21
PARQUEADERO 10447,61 0,85 8880,47
VIAS 248199,77 0,85 210969,80
TOTAL 417328,11 COEF. PONDERADO
DE LA CUENCA 0.715-0.796
Para tener en cuenta la variación en el coeficiente de escorrentía, se obtuvieron 50 valores
aleatorios muestreados de la distribución de probabilidad observada y haciendo uso de la CDF se
calcularon los respectivos coeficientes de escorrentía, con los que se simuló en CityDrain. El anexo
2 muestra las curvas IDF para los 22 eventos más fuertes desde 1970 hasta el 2011, registrados en
la estación de la Universidad Nacional, con los que se modeló en CityDrain. El anexo 3 muestra las
profundidades de las precipitaciones multianuales que se utilizaron para analizar las reducciones
en caudal a la salida de la cuenca de manera anual.
De la modelación en CityDrain se obtuvieron los caudales a la salida de la cuenca y de los
aliviaderos, para los escenarios sin techos verdes y con techos verdes. A pesar de que la zona de
estudio es la sub-cuenca determinada por la UGA 184, fue necesario incluir en la modelación
aquellas UGAS que drenaban hacia la zona de estudio. Por ello, el modelo incluyó las UGAS 103 y
105, como se observa en la Figura 19 donde se ilustra el modelo en SimuLink. En la Figura 21 se
observa un ejemplo de los resultados obtenidos de un evento de lluvia a la salida de la cuenca. En
la Figura 20 se muestran los caudales aliviados durante este mismo evento. Como se observa, al
alcanzar la capacidad máxima a la salida de la cuenca, se comienza a aliviar.
42
Figura 19 Modelo en SimuLink implementado en CityDrain para modelación de la zona de estudio
43
Figura 20 Caudal aliviado en la cuenca sin techos verdes
Figura 21 Caudal a la salida de la cuenca sin techos verdes
Para poder cuantificar la reducción en escorrentía se transformó el caudal a volumen y se le restó
el volumen total de agua residual. Como se estableció en la metodología se analizaron 22 eventos
de lluvia individuales y la precipitación total de 6 años normales. A continuación se presentan los
resultados para la reducción de volumen de escorrentía a la salida de la cuenca (sin alivio), así
como la reducción de volumen aliviado en la cuenca, para finalmente calcular la reducción total
del volumen de escorrentía como resultado de la implementación de techos verdes.
44
Reducción de volumen a la salida de la cuenca (sin alivio)
En esta sección se presentan los resultados para los volúmenes de escorrentía urbana a la salida
de la cuenca sin y con techos verdes. En todas las Figuras el número 1 en el eje x indica el
escenario con techos verdes, mientras que el 0 indica el escenario sin techos verdes.
TV
4745
,15
44,83
41,95
40,31
40,06
37,56
35,75
35,49
34,67
34,32
33,14
32,85
30,96
30,13
29,9
26,84
26,36
26,16
25,88
24,01
16,33
10101010101010101010101010101010101010101010
40000
35000
30000
25000
20000
15000
Vo
lum
en
sa
lid
a d
e l
a c
ue
nca
po
r e
ve
nto
(m
3)
Figura 22 Variación de volúmenes a la salida de la cuenca con y sin techos verdes para 22 eventos de precipitación. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa el escenario con techos verdes.
Como se observa de los diagramas de cajas, en general hay uniformidad en la distribución de los
datos. De igual forma, se observa que tanto la mediana como media se encuentran muy cerca en
la mayoría de los casos. Nótese que para los primeros eventos de lluvia la cuenca con techos
verdes presenta volúmenes de salida mayores a los de la cuenca sin techos verdes. Esto se puede
deber a que, como se hizo notar en la tabla 12, los coeficientes de escorrentía de la cuenca con
techos verdes pueden llegar a ser ligeramente más altos que el coeficiente de escorrentía de la
cuenca con cubiertas tradicionales únicamente. Esto se debe a que en el estudio de León (2013), la
precipitación no fue medida de manera separada, sino que se asumió un coeficiente de
escorrentía de 1 de las cubiertas tradicionales, por lo que los registros del pluviómetro de ésta
cubierta fueron tomados como la profundidad de la precipitación para trabajar con las
retenciones. Al hacer esto, se omiten las retenciones que tienen las cubiertas tradicionales, las
cuales sí se incluyen en los coeficientes proporcionados por el RAS 2000. Dado que los coeficientes
otorgados a las otras superficies están basados en las pérdidas y retenciones de las cubiertas
tradicionales, las retenciones de techos verdes que se utilizaron están subvaloradas, lo que puede
45
resultar en que la cuenca con techos verdes tenga un mayor coeficiente de escorrentía, y por
tanto un mayor volumen de agua a la salida de la cuenca que aquella sin techos verdes, como
ocurrió en varios de los eventos de precipitación analizados.
Como se observa en la Figura 23, no existe una tendencia clara entre el volumen de escorrentía
reducido a la salida de la cuenca frente a la profundidad de la precipitación, teniendo una
variación en las retenciones entre -0.1% y 2.7%, con una variación entre los resultados que se
observa en el box whisker presentado en la Figura 24.
Figura 23 Tendencia de reducción de volumen versus profundidad de precipitación
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
% d
e r
ed
ucció
n d
e v
olu
me
n a
la
sa
lida
po
r e
ve
nto
Ahorro en volumen de escorrentía a la salida por evento
Figura 24 Box Whisker de reducción de volumen de escorrentía a la salida de la cuenca por eventos de lluvia
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
0 10 20 30 40 50 Red
ucc
ión
en
vo
lum
en a
la s
alid
a d
e la
cu
enca
(m3 )
Profundidad de precipitación (mm)
46
Los resultados para la reducción del volumen anual, obtenidos a partir de la modelación de toda la
precipitación ocurrida en cada año, muestran cifras similares a las encontradas en cada evento. En
la Figura 25 se observa que para la mayoría de los casos la media y la mediana se encuentran muy
cerca, por lo que se puede decir que los datos están distribuidos homogéneamente, aunque los
rangos de variación dentro de los datos son altos, teniendo un máximo y mínimo alejados entre sí
por cerca de 100,000 m3 en la mayoría de los casos. Al igual que con los eventos de lluvia, se
presentaron situaciones en que el volumen de escorrentía a la salida de la cuenca con techos
verdes es mayor que en la cuenca sin techos verdes. Esto se explica por las mismas razones
planteadas anteriormente, y es posible que en estos casos las probabilidades aleatorias hayan
resultado en coeficientes de escorrentía mayores al coeficiente de la cuenca sin techos verdes.
Imp. Tech.Verd.
337,9(1996)320,6(1993)216,7(1990)196,1 (1989)171,7 (2001)171,3(1994)
101010101010
400000
350000
300000
250000
200000
150000
Vo
lum
en
to
tal a
nu
al a
la
sa
lida
de
la
cu
en
ca
(m3
)
Figura 25 Variación de volúmenes anuales a la salida de la cuenca con y sin techos verdes para 6 años típicos. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa el escenario con techos verdes.
De igual forma, no hay una tendencia clara en la reducción del volumen anual respecto a la
profundidad de la precipitación analizada, como se observa en la Figura 26. Se presenta un rango
de variación entre -12,869 m3 y 8,287.1 m3.
47
Figura 26 Reducción en volumen de escorrentía urbana a la salida por implementación de techos verdes
La Figura 27 muestra la variación en los ahorros porcentuales que se alcanzarían en escorrentía
urbana a la salida de la cuenca si se implementaran los techos verdes. Como se plantea, varían
entre -5.4% y 3.2%.
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
% d
e r
ed
ucció
n d
e v
olu
me
n d
e e
sco
rre
ntí
a a
la
sa
lida
Ahorro de escorrentía anual a la salida de la cuenca
Figura 27 Reducción de escorrentía anual a la salida de la cuenca
Es posible notar que los rangos de las reducciones porcentuales para eventos de lluvia individuales
y para la precipitación anual, se encuentran en rangos muy similares, aunque, como es de
R² = 0,5166
-15000,0
-10000,0
-5000,0
0,0
5000,0
10000,0
0 100 200 300 400 R
ed
ucc
ión
de
vo
lum
en
an
ual
de
e
sco
rre
ntí
a a
la s
alid
a (
m3)
Precipitación total anual (mm)
48
esperarse, los volúmenes totales ahorrados son mucho más grandes de manera anual que de
manera individual.
Reducción del volumen aliviado
A continuación se presentan los resultados para los volúmenes aliviados en las cuencas con y sin
techos verdes, tanto para los 22 eventos individuales como para los 6 años. En la Figura 28, se
puede observar que los datos están distribuidos de manera homogénea y que la variación del
rango es muy pequeña. Para todos los casos el volumen aliviado fue menor en la cuenca con
techos verdes que en la cuenca sin techos verdes.
Implementación.
4745
,1544
,8341
,9540
,3140
,0637
,5635
,7535
,4934
,6734
,3233
,1432
,8530
,9630
,1329,9
26,84
26,36
26,16
25,88
24,01
16,33
10101010101010101010101010101010101010101010
80000
70000
60000
50000
40000
30000
20000
Vo
lum
en
aliv
iad
o p
or
ev
en
to (
m3
)
Figura 28 Volumen aliviado en las cuencas con y sin techos verdes para 22 eventos de precipitación. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa el escenario con techos verdes.
A diferencia del volumen a la salida, los alivios sí presentan una tendencia más clara en cuanto a la
disminución de volumen frente a la profundidad de la precipitación; a medida que la profundidad
aumenta, el volumen aliviado tiende a aumentar también, como se observa en la Figura 29. Sin
embargo, la reducción porcentual se mantiene relativamente constante independientemente de la
profundidad de la precipitación, con un rango de variación entre 1.4% y 2.9% como se muestra en
la Figura 30.
49
Figura 29 Reducción en volumen aliviado por la implementación de techos verdes
3,00
2,75
2,50
2,25
2,00
1,75
1,50
% d
e r
ed
ucció
n e
n v
olu
me
n a
livia
do
po
r e
ve
nto
Ahorro de volumen aliviado por evento
Figura 30 Reducción de volumen aliviado por evento de precipitación
En la Figura 31, se muestran los datos para los volúmenes aliviados anuales para los dos escenarios
estudiados. De manera similar a los resultados por evento de precipitación, los volúmenes anuales
aliviados de la cuenca con techos verdes son menores a los presentados en la cuenca sin techos
verdes.
R² = 0,6929
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 10 20 30 40 50
Re
du
cció
n d
e v
olu
me
n a
livia
do
(m3 )
profundidad del evento (mm/año)
50
Al igual que en el caso anterior, los datos están distribuidos de manera homogénea y la variación
del rango es muy pequeña. En todos los casos se presentó una disminución en el volumen aliviado
en la cuenca con techos verdes. El rango de variación de los volúmenes ahorrados anualmente
está entre 3,221 m3 y 8,747m3.
Imp. Tech.Verd.
337,9320,6216,7196,1171,7171,3
101010101010
450000
400000
350000
300000
250000
200000
Vo
lum
en
an
ua
l a
livia
do
(m
3)
Figura 31 Volúmenes aliviados anualmente en las cuencas con y sin techos verdes para 6 años típicos. En el eje-x, el valor 0 representa el escenario sin techos verdes; el valor 1 representa el escenario con techos verdes.
En este caso se nota una tendencia lineal más marcada en cuanto a la reducción de volumen
aliviado frente a la profundidad de la precipitación, teniendo una aproximación con un R2 de 0,96
(Figura 32). Sin embargo, al igual que para los eventos, el ahorro porcentual no presenta una
tendencia incremental, sino que por el contrario se mantiene relativamente constante entre 1.5%
y 2% de ahorro, con las diferentes profundidades de precipitación. En el box whisker mostrado en
la Figura 33 es posible ver la distribución de las reducciones porcentuales.
51
Figura 32 Reducción porcentual de alivios anuales por implementación de techos verdes
2,0
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
% r
ed
ucció
n
% de reducción anual de volumen aliviado
Figura 33 Reducción de anual de volumen aliviado en la cuenca
R² = 0,962
-
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Re
du
cció
n d
e v
olu
me
n d
e a
livio
an
ual
(m
3 )
Precipitación anual en la zona (mm/año)
52
Reducción total de volumen de escorrentía
Para calcular la reducción total de volumen de escorrentía urbana se sumó el volumen aliviado y el
volumen a la salida de la cuenca en los dos escenarios, para luego obtener la diferencia. Dado que
los períodos en el cálculo del VPN son anuales, los beneficios por manejo de aguas lluvias deben
ser también anuales. Por esto, a continuación se presentan únicamente los resultados para los 6
años, los cuales tienen en cuenta todas las precipitaciones ocurridas en la zona cada año y por
tanto se puede estimar un ahorro anual.
La Figura 34 muestra la relación entre la reducción de escorrentía urbana total y la precipitación
anual. Aunque la tendencia no es clara, se podría pensar que a medida que la profundidad de la
precipitación aumenta, el volumen reducido también aumenta. Mentens et. al (2006), calculó una
relación entre la escorrentía anual y la precipitación anual para los techos verdes a partir de la
recopilación de estudios alemanes. La Figura 35 muestra un incremento en la escorrentía anual a
medida que la precipitación anual aumenta, pero la diferencia entre la producción de escorrentía
entre un techo tradicional y uno verde tiende a mantenerse constante. Estos resultados son
consistentes con lo presentado en este estudio, como se observa en la Figura 36 y en las
reducciones porcentuales relativamente constantes que se observaron en secciones anteriores.
Figura 34 Relación de ahorro de escorrentía urbana y precipitación anual
R² = 0,6784
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Red
ucc
ión
de
esco
rren
tía
urb
ama
Precipitación anual (mm)
53
Figura 35 Relación de escorrentía anual con precipitación anual (Mentens et al, 2006)
Figura 36 Relación escorrentía anual con precipitación anual obtenida en este estudio (no se tuvieron en cuenta los dos casos en los que hubo retenciones negativas)
400000
450000
500000
550000
600000
650000
700000
750000
800000
0 100 200 300 400
Esco
rre
ntí
a (m
3)
Profundidad (mm)
Sin techos
Con techos
54
La Figura 37 muestra la variación en la reducción porcentual de escorrentía urbana, la cual se
encuentra entre -2% y 2.5%. Estos resultados son similares a los obtenidos por Mentens (2006),
quien obtuvo una reducción de en la escorrentía del 2.7% para la ciudad de Bruselas, Alemania si
se implementaran techos verdes en un 10% de los techos de la ciudad.
3
2
1
0
-1
-2
% d
e r
ed
ucció
n d
e v
ol.
Figura 37 Variación de reducción del volumen de escorrentía total
4.1.2.1 Disminución de caudal tratado por PTAR
A pesar de que actualmente las aguas residuales y pluviales de la zona son vertidas directamente
en el río Fucha sin ser tratadas, se tiene planeado que estas aguas sean tratadas en la PTAR
Canoas. Por esto, se puede considerar que una reducción de la escorrentía urbana que llegará a la
PTAR, implicará un ahorro en el tratamiento de estas aguas.
Las aguas aliviadas no son tratadas, por lo que en este caso solamente se incluyó el ahorro en la
escorrentía urbana a la salida de la cuenca. Como se observó en la Figura 27, la reducción de
volúmenes varía entre -5.4% y 3.2%. Dado que no es factible que se genere más escorrentía de los
techos verdes, y que la explicación a las retenciones negativas se entiende por la incertidumbre en
la medición de la precipitación del estudio del que se obtuvieron los datos, se tomará como
reducción mínima un 0%, es decir que los techos verdes no retengan aguas lluvias, de tal forma
55
que el rango de variación será de 0% a 3.2%. Con base en los volúmenes analizados en este
estudio, dichas reducciones equivaldrían a 0 m3/año y 8,287.1 m3/año.
Para la valoración de éste se utilizó el costo promedio de operación por metro cúbico de agua
residual tratada de la PTAR Salitre desde el año 2004 hasta el 2012, el cual es de $130.67 COP/m3.
Teniendo entonces, que el rango de ahorro monetario estaría entre $ 0 y $ 1’082,862.29 COP
anual, que equivale a un ahorro anual de $0 y $25.2 COP por metro cuadrado de techo verde
implementado. Para llegar a esta valoración se obtuvieron los costos de operación anuales para el
periodo mencionado, y los volúmenes tratados en la PTAR para estos mismos años, los cuales se
muestran en la tabla 13. En los anexos 4 y 5 se muestra el detalle de los datos que aquí se
presentan.
Tabla 13 costo de operación PTAR Salitre por metro cúbico
Año 2007 2008 2009 2010 2011 2012 promedio
Volumen tratado
129.980.927 126.794.346 122.421.791 139.469.199 175.344.542 141.944.111 139.325.819 (m3)
Costo de operación
17.990.463.327 18.381.007.382 19.905.362.789 17.033.977.474 17.776.645.008 16.389.969.311 17.912.904.215 ($COP)
Costo de operación
138 145 163 122 101 115 130,67 por metro cúbico ($/m3)
El estudio de Winnipeg (2003), valoró esta reducción de caudal de manera similar, estimando una
ganancia por evitar el costo del tratamiento de esas aguas. Los valores de costos de tratamiento
de dicho estudio se encuentran dentro del mismo orden de magnitud al presentado en este
estudio, dando un total de $ 5.100.000.000 COP al año. Sin embargo, en Winnipeg (2003) se
presenta un ahorro total de $ 4,212.46 COP/m2 anual, el cual es mucho más elevado que el
obtenido en esta investigación. Esto se puede deber a varias razones: la primera puede ser debido
a que en el estudio de Winnipeg se asumió que toda escorrentía de los techos verdes era
almacenada; la segunda puede ser el hecho que se tiene una mayor área de techos verdes,
teniendo cerca del 30% de todo el distrito. Esto quizás repercutió en el hecho que las
disminuciones en el caudal que llegan a la PTAR son del 20%, cifra mucho más alta en comparación
con el 3.2% que podríamos alcanzar en este caso, teniendo así ahorros mucho más bajos. Para
poder profundizar los resultados que se podrían obtener de este beneficio, se recomienda analizar
una zona de estudio con mayor área, e incluso extrapolarlo a toda la ciudad de Bogotá, de tal
forma que se tenga una mejor perspectiva de las reducciones que se podrían llegar a alcanzar si el
área de techos verdes incrementa.
4.1.2.2 Ahorro en expansión de la estructura del alcantarillado combinado
Según la EAAB, la red de alcantarillado combinado de Galerías se encuentra muy cerca al estado
de saturación, lo cual ha resultado en encharcamientos e inundaciones en la zona cuando se
56
presentan lluvias fuertes, como se observa en la Figura 38. Mediante la sentencia de 11 de junio
de 2003 el Tribunal “demostró que el alcantarillado es obsoleto; que el sistema de drenaje es
insuficiente para las necesidades del sector, por cuanto los desagües no alcanzan a recoger las
aguas lluvias, las cuales se posan por varios días y al mezclarse con otras sustancias producen
malos olores y son focos de infección; y que hay abandono total del mantenimiento de los
sumideros, falencias todas que producen el detrimento de un ambiente sano y la garantía de la
salubridad pública a la que tienen derecho todos los ciudadanos y que la EAAB está en la
obligación de hacer efectiva” (Estado, 2003). Por esto, se ordenó la iniciación de los trámites para
la ampliación de la red de alcantarillado, y hoy en día se encuentra en proceso.
Figura 38 Inundación en calle 53 con carrera 30 (Lizarazo)
Dado que la zona se encuentra atravesando este proceso de ampliación y renovación, fue posible
incluir el beneficio en ahorros en expansión de la estructura de alcantarillado resultante de la
disminución de escorrentía urbana por los techos verdes.
Para estimar la ampliación necesaria, se recalculó el caudal de diseño para el tramo del colector
Sears según la metodología establecida en el Título D del RAS 2000. Se tomó como caudal de
diseño la suma de los caudales de aguas residuales y aguas lluvias. Para el primero, se tuvieron en
cuenta las 3 UGAS (184, 105 y 103) que drenan por el colector Sears ubicado en la zona de estudio.
Para el segundo, se asumió precipitación uniformemente distribuida únicamente en la UGA 184,
para no sobreestimar el caudal de diseño.
Para el caudal de diseño sanitario se utiliza el caudal máximo horario. Para hallarlo, se multiplica el
caudal medio diario por un factor de mayoración F. En este caso F se calculó mediante el método
de Los Ángeles, para el cual se obtuvo un resultado de 1.3. El caudal medio diario incluye
vertimientos domésticos, industriales, comerciales, institucionales y de infiltración. Dado que es
para alcantarillado combinado no se incluye conexiones erradas. A continuación se muestra la
forma en que se calculó cada uno de ellos, y la tabla 14 muestra los resultados obtenidos.
57
Caudal Doméstico
Se calculó como:
Fórmula 2: Fórmula para el cálculo del caudal doméstico
Se asumió una dotación neta de 150l/hab-d, establecida en la tabla B.2.2 del RAS 2000. La
población utilizada fue la proyectada para el 2020 por medio del método aritmético, la cual dio un
total de 49,630 habitantes en las 3 UGAS.
Caudal Industrial
Se calculó como lo establece la tabla D.3.2 del RAS 2000 para pequeñas industrias ubicadas en
zonas comerciales y residenciales:
Fórmula 3: Fórmula para el cálculo del caudal industrial
Caudal comercial
De igual forma, el caudal comercial se calculó según lo establecido en la tabla D.3.3 del RAS:
Fórmula 4:Fórmula para el cálculo del caudal comercial
Caudal institucional
El caudal institucional se calculó según lo establecido en la tabla D.3.4 del RAS:
Fórmula 5: Fórmula para el cálculo del caudal institucional
58
Tabla 14 Caudales domésticos, industriales, comerciales, institucionales y medio diario
UGA Área Población
2020
Doméstico Industrial Comercial Institucional
QMD(l/s) QD(l/s)
% área
Qi (l/s)
% área
Qc (l/s) % área
Qin (l/s)
184 42 9807,33 13,62 0 0 37% 6,22 2% 0,336 20,18
105 116 24581,67 34,14 5% 4,64 21% 9,74 5% 2,32 50,85
103 107 17438 21,17 1% 0,86 28% 11,98 6% 2,568 39,63
Qmd total (l/s) 110,65
Teniendo esto, fue posible calcular el caudal de diseño sanitario, como se muestra a continuación:
Ahora bien, para el caudal de diseño pluvial se utilizó el método racional, el cual calcula un caudal
pico (m3/s)de aguas pluviales basado en la intensidad media (i) del evento (m/s) con una duración
igual al tiempo de concentración del área de drenaje (m2) y un coeficiente de escorrentía (C).
Utilizando la curva de IDF de cualquiera de los eventos de precipitación más fuertes medidos en la
Universidad Nacional desde 1970 hasta el 2011, se obtuvo la intensidad media para un periodo de
retorno de 10 años, el cual es el recomendado en la tabla D.4.2. del título D del RAS 2000 para
tramos de alcantarillado con áreas tributarias mayores de 10 ha. El tiempo de concentración para
la UGA 184 es de 34.34 minutos. Como se observa en la Figura 39, la intensidad media para un
evento con un período de retorno de 10 años y una duración equivalente al tiempo de
concentración es de 59 mm/h.
59
Figura 39 Curva IDF
El efecto de la implementación de los techos verdes entra en juego a la hora de calcular el
coeficiente de escorrentía de la cuenca para obtener el caudal de diseño pluvial. Como se mostró
en la sección anterior, existe una alta variación en estos por lo que se tomarán los valores mínimos
y máximos de los coeficientes de escorrentía, de tal forma que la valoración contemple tanto la
posibilidad de que haya un ahorro en la expansión del alcantarillado, como la posibilidad de que el
coeficiente de la cuenca no varíe y por tanto no haya un beneficio. La tabla 15 muestra el
resultado del caudal de diseño pluvial para los valores mínimos y máximos de techos verdes.
Nótese que el máximo coeficiente de escorrentía tomado para techos verdes es igual al de la
cuenca sin techos verdes, por las razones explicadas en la sección anterior, por lo que el caudal
pluvial de la cuenca sin techos verdes sería de 1.53 m3/s.
Tabla 15 caudal pluvial de la cuenca con techos verdes
Área (ha)
Coeficiente de Escorrentía
Tiempo de concentración (seg)
intensidad (mm/h)
Q pluvial (m/s)
Caso con mín. C 42 0,7155 2065 0,05937 1,38
Caso con máx. C 42 0,7952 2065 0,05937 1,53
Así pues, el caudal de diseño del colector principal será la sumatoria del caudal pluvial más el
caudal sanitario, lo cual da un total de 1.68 m3/s para el escenario sin techos verdes (o en el peor
caso para el escenario con techos verdes) y de 1.52 m3/s para el escenario con techos verdes. En
ambos casos se deberá realizar una ampliación de la red de alcantarillado, puesto que el caudal
actual del colector es de 1.311m3/s.
60
La valoración de la ampliación se realizó respecto al incremento en el diámetro de la tubería del
colector principal a la salida de la UGA 184. Para esto se utilizó la capa de red de alcantarillado en
las 3 UGA’s en ArcMap (Figura 40), de donde fue posible obtener los atributos de longitud,
diámetro y caudal de cada tramo.
Figura 40 Red de alcantarillado en las UGA’s 184,105 y 103
Para obtener el diámetro de la tubería se utilizó el modelo de Cole-Brook White, con un Ks =
0.0013, Nu de 1.14x10-6 y una pendiente S para el tramo es de 0.001799. Las tabla 16 y 17
muestran los resultados del diseño tanto para los escenarios sin y con techos verdes, utilizando los
diámetros internos reales para una tubería en concreto reforzado. Para el primero se utilizó un
caudal de diseño de 1.68m3/s y para el segundo uno caudal de 1.52m3/s.
Tabla 16: Diámetro de tubería del colector para caudal de diseño de 1.68m3/s en escenario sin techos verdes
D (m) yn/d yn ø
Área mojada P r t d v fr Q
Cumple
1 0,85 0,85 4,69 0,71 2,35 0,30 0,71 1,00 1,46 0,47 1,037 NO
1,1 0,85 0,94 4,69 0,86 2,58 0,33 0,79 1,10 1,55 0,47 1,332 NO
1,2 0,85 1,02 4,69 1,03 2,82 0,36 0,86 1,20 1,63 0,47 1,674 NO
1,3 0,85 1,11 4,69 1,20 3,05 0,39 0,93 1,30 1,72 0,48 2,064 SI
184
105
103
61
Tabla 17 Tabla 15 Diámetro de tubería del colector para caudal de diseño de 1.52m3/s en escenario con techos verdes
D yn/d yn ø Área mojada P r t d V fr Q CUMPLE?
1 0,85 0,85 4,69 0,71 2,35 0,30 0,71 1,00 1,46 0,47 1,037 NO
1,1 0,85 0,94 4,69 0,86 2,58 0,33 0,79 1,10 1,55 0,47 1,332 NO
1,2 0,85 1,02 4,69 1,03 2,82 0,36 0,86 1,20 1,63 0,48 1,674 SI
1,3 0,85 1,09 4,67 1,20 3,03 0,39 0,94 1,30 1,72 0,49 2,055 SI
Como se observa, la implementación de techos verdes puede llegar a significar la reducción en un
diámetro comercial en algunos tramos del alcantarillado. En este caso, si se implementaran techos
verdes, no habría necesidad de aumentar hasta 1.3m el diámetro de la tubería para transportar el
caudal de diseño, sino que con 1.2 m sería suficiente, es decir se necesitaría una tubería 7.69%
más pequeña. La ampliación de la tubería de 1.1m a 1.3m implicaría un aumento en el 18.1% del
diámetro, mientras que la ampliación para 1.2m implicaría un aumento del 9%. Para tener una
estimación de lo que podría significar esto en toda la red, se asumió que toda la red incrementaría
en esta misma proporción, y se le asignó el nuevo diámetro comercial correspondiente. Se obtuvo
el precio tope de insumos a Enero de 2013 de la tubería en concreto reforzado por metro lineal del
IDU, y con base en la longitud y los diámetros de los tramos de las cuencas, fue posible otorgar un
precio a total la ampliación de la red. Las tablas 18 y 19 muestran los precios totalizados para el
escenario sin techos verdes y con techos verdes.
Tabla 18: Valoración de la red de alcantarillado para la cuenca sin techos verdes
Diámetro aumentado (")
Diámetro comercial (")
Longitud total de tramos (m)
Precio unitario (COP$/m) (IDU, 2013) Valor total (COP$)
7,086 8 174,973783 39036,78 $ 6.830.413,07
9,448 10 14191,11914 50003,42 $ 709.604.490,68
11,81 12 5875,916485 64046,38 $ 376.331.180,05
14,172 14 16609,18013 84776,28 $ 1.408.064.504,93
16,534 16 3755,821474 110474,22 $ 414.921.447,80
18,896 18 4094,070733 148924,74 $ 609.708.419,45
21,258 24 3123,191356 262546,98 $ 819.984.458,48
23,62 24 4230,192312 262546,98 $ 1.110.624.216,33
28,344 32 3349,090359 411977,71 $ 1.379.750.576,68
31,887 32 839,639025 411977,71 $ 345.912.562,75
62
37,792 40 823,982043 646705,1 $ 532.873.389,52
42,516 44 1238,860354 724242,29 $ 897.235.059,77
47,24 52 581,113304 942114,88 $ 547.475.490,66
56,688 56 253,85942 1043488,21 $ 264.899.311,77
61,412 64 46,71537 1325677,7 $ 61.929.524,26
70,86 72 54,882055 1656442,88 $ 90.908.989,24
75,584 80 45,491208 2082096,06 $ 94.717.064,94
80,308 80 69,105114 2082096,06 $ 143.883.485,59
94,48 80 37,735925 2082096,06 $ 78.569.820,76
TOTAL
$ 9.894.224.406,74
Tabla 19: Valoración de la red de alcantarillado para la cuenca con techos verdes
Diámetro aumentado (")
Diámetro comercial (")
Longitud total de tramos (m)
Precio unitario (COP$/m) (IDU, 2013)
Valor total (COP$)
6,54 8 174,9738 39036,78 $ 6.830.413,07
8,72 10 14191,12 50003,42
$ 709.604.490,68
10,9 12 5875,916 64046,38
$ 376.331.180,05
13,08 14 16609,18 84776,28
$ 1.408.064.504,93
15,26 16 3755,821 110474,2
$ 414.921.447,80
17,44 18 4094,071 148924,7
$ 609.708.419,45
19,62 20 3123,191 178396,4
$ 557.166.094,42
63
21,8 24 4230,192 262547
$ 1.110.624.216,33
26,16 27 3349,09 329992,6
$ 1.105.175.102,18
29,43 32 839,639 411977,7
$ 345.912.562,75
34,88 36 823,982 516690,9
$ 425.744.031,62
39,24 40 1238,86 646705,1
$ 801.177.309,12
43,6 44 581,1133 724242,3
$ 420.866.830,04
52,32 52 253,8594 942114,9
$ 239.164.737,01
56,68 56 46,71537 1043488 $ 48.746.937,82
65,4 68 54,88206 1498469 $ 82.239.056,98
69,76 72 45,49121 1656443 $ 75.353.587,59
74,12 80 69,10511 2082096
$ 143.883.485,59
87,2 92 37,73593 2674247
$ 100.915.195,54
TOTAL
$ 8.982.429.602,98
Como se observa, se tendría un ahorro total de $ 911.794.803,76 COP en la expansión del
alcantarillado si se implementaran techos verdes, lo que equivale a un ahorro de $ 21,224.77
COP/m2 por metro cuadrado de techo verde instalado.
Bianchini and Hewage (2012) valoraron este beneficio a través de los costos incurridos en el
manejo de aguas lluvias en la ciudad de Portland, los cuales son de $56,400 COP/m2. Tomando un
rango de retención entre 25% y 8% por parte de los techos verdes, estimaron un beneficio anual
entre $15,000 COP/m2 y $50,000 COP/m2. Los resultados del presente estudio son menores, y tan
sólo representan un flujo en el VPN, mientras que por medio de la reducción de costos incurridos
64
en el manejo de aguas lluvias anuales, se tendrán flujos de anualidades por este beneficio. Por lo
que se podría pensar que este beneficio está siendo subvalorado en esta investigación.
4.1.2.3 Beneficio por disminución de contaminación hídrica
Cuando el caudal sobrepasa la capacidad de la red de alcantarillado de la zona, el agua es desviada
a los aliviaderos para no sobrecargar el sistema ni la planta de tratamiento. Estas estructuras
permiten una evacuación rápida del caudal excedente hacia cuerpos de agua receptores, sin ser
tratada previamente, en este caso, al río Fucha.
Por esto, para cuantificar el ahorro por la disminución de contaminación hídrica, se tuvo en cuenta
únicamente el ahorro en el volumen de agua anual que fue aliviada, bajo la suposición que la PTAR
Canoas va a alcanzar los estándares de vertimientos que establece la ley, y por tanto el agua a la
salida de la cuenca no fue considerada como una fuente de contaminación.
Para valorar la contaminación de los recursos hídricos se utilizó la tasa retributiva por
vertimientos. El primer inciso del artículo 42 de la ley 99 de 1993 establece lo siguiente frente a las
tasas retributivas: “la utilización directa o indirecta de la atmósfera, el agua y del suelo, para
introducir o arrojar desechos o desperdicios agrícolas, mineros o industriales, aguas negras o
servidas de cualquier origen, humos, vapores y sustancias nocivas que sean resultado de
actividades antrópicas o propiciadas por el hombre, o actividades económicas o de servicio, sean o
no lucrativas, se sujetará al pago de tasas retributivas por las consecuencias nocivas de las
actividades expresadas". Basado en esto, se expidió el Decreto 901 de 1997, el cual reguló las
tasas retributivas por vertimientos puntuales. Para el 2003 se expidió el Decreto 3100, que buscó
mejorar el instrumento, reglamentando las tasas retributivas por la utilización directa del recurso
hídrico como receptor de vertimientos. Finalmente con el Decreto 2667 de 2012 adiciona la
reglamentación de las tasas por la utilización indirecta del agua como receptor de vertimientos
puntuales.
Así pues, se consideró que las tasas retributivas otorgan una valoración a la contaminación del
agua y por tanto este valor fue utilizado para cuantificar económicamente la disminución de
vertimientos aliviados que no son tratados.
La EAAB proporcionó los montos mensuales pagados en el 2012 por concepto de tasa retributiva,
con lo que se pudo obtener una valoración por metro cúbico. A pesar de que los conceptos básicos
para el cobro de la tasa retributiva están basados en cargas de DBO y SST, se consideró plausible
hacerlo de manera más generalizada al incorporar todo esto en los valores totales cobrados a la
EAAB. Cabe resaltar que esto conlleva una alta incertidumbre debido a que las cifras hacen
referencia a toda la ciudad, la cual presenta vertimientos comerciales, industriales y residenciales,
mientras que la zona de estudio presenta en su mayoría servicios dotacionales, comerciales y
residencias, lo que implica que las tasas podrían variar.
65
La tabla 20 muestra los valores pagados por la EAAB por concepto de tasa retributiva por metro
cúbico de agua para el año 2012. Para la valoración se utilizó el promedio el cual fue $93.76
COP/m3. Como se mostró anteriormente, el ahorro de agua aliviada por la implementación de
techos verdes se encontró en un rango entre 3,221 m3 y 8,747 m3, lo cual daría un rango de ahorro
anual entre $302,001COP y $820,118.7 COP si se implementaran techos verdes en todas las
cubiertas seleccionadas como aptas en la zona de estudio; es decir que habría un ahorro anual
entre $7.3 COP y $19.1 COP por metro cuadrado de techo verde instalado.
Tabla 20 Valores pagados por la EAAB en el 2012 concepto de tasa retributiva por metro cúbico
Mes 2012 Tasa ($/m3)
enero 80,93
febrero 103,56
marzo 78,46
abril 64,08
mayo 63,34
junio 119,10
julio 90,20
agosto 107,50
septiembre 97,29
octubre 111,79
noviembre 94,50
diciembre 114,39
promedio 93,76
Para disminuir la incertidumbre en el análisis de este beneficio, se podría estudiar desde la
perspectiva de calidad del agua. Dado que CityDrain permite modelar DBO y SST que son los
parámetros básicos para el cálculo de la tasa retributiva, se podría realizar una modelación del
cambio generado en estos parámetros, y poder así valorar el ahorro (o incluso aumento) de la
contaminación hídrica como lo establece la tasa retributiva. En este estudio no se realizó por falta
de información discriminada del pago de la tasa retributiva de la EAAB y por la escasez de datos
frente al desempeño de los techos verdes en este aspecto.
4.2 Costos y Beneficios Privados
4.2.1 Costos de construcción
Los costos de construcción se basaron en información proporcionada por dos constructoras de
techos verdes en Colombia, cuyos nombres son confidenciales por lo que se hará referencia a las
empresas A y B. La empresa A presentó costos de construcción entre $90,000 COP/m2 y $120,000
COP/m2, mientras que la empresa B presentó costos entre $150,000 COP/m2 y $200,000 COP/m2.
Según la empresa B estos costos se reparten de la manera que se muestra en la Figura 41. Como
66
se observa, la mayor parte de los costos se deben al geotextil de protección, a la membrana
impermeable y a la lámina drenante.
Figura 41 Distribución de costos en la construcción de un techo verde
En este estudio no se analizaron los costos de adecuación de las cubiertas actuales para la
construcción de techos verdes, debido a la escasez de información local frente al tema ya que la
mayoría de los proyectos construidos en Colombia han sido en edificaciones nuevas. Por ello, para
el cálculo del VPN se tuvieron en cuenta los costos totales de construcción e instalación
asumiendo que se deberían incurrir en la totalidad de los costos.
Según los arquitectos Gladys Pinzón y Alejandro Chávez, las cubiertas de concreto tradicionales no
transitables en Bogotá se impermeabilizan típicamente con pintura bituminosa o con manto con
foil de aluminio; las transitables por su parte, se recubren típicamente con mantos de fiberglass,
una capa de mortero de arena-cemento de 3 mm de espesor y tableta. Dado que este estudio se
enfoca en techos verdes extensivos, que por lo general no están diseñados para que sean
transitables, la comparación de costos se realizó únicamente con la impermeabilización. Para ello,
se tomaron los costos del suministro e instalación de la impermeabilización con manto AL-80 de
3.5mm de espesor, dados por 3 empresas impermeabilizadoras en Bogotá, de donde se obtuvo un
rango entre $29,000 COP/m2 y $ 37,000 COP/m2. Así pues, se tendría que para Bogotá, la
construcción e instalación de un techo verde puede ser entre COP $121,000/m2 y $171,000
COP/m2 más costoso que la de una cubierta tradicional.
Al comparar los precios de construcción con los presentados por otros autores veremos que puede
haber amplias diferencias. El estudio realizado por Wong (b) et al. (2003) en Singapur presenta un
39%
18% 1%
3% 3%
13%
21%
2% Geotextil de protección mecánica-base impermeabilización y membrana de PVC 1,2mm reforzada sin protección UV Lámina drenanate HDPE con reservorio de agua-altura 20mm
Lámina de protección mecánica-antirraíz HDPE 30 mils
Manto filtrante en geotextil NT1600
Perfil de transición en P.V.C. 1,5mm
Sustrato liviano para cubiertas verdes extensivas
67
costo de construcción de techos verdes de cerca de 169,000 COP/m2, el cual se encuentra dentro
del rango de Bogotá. Sin embargo, hay otros autores como Bianchini y Hewage (2012) que
presentan costos para la construcción de techos verdes extensivos en la ciudad de Columbia,
Canadá de $245,000 COP/m2 y $310,000 COP/m2, los cuales están un 36% más elevados que los
presentados en este estudio. Dado que el precio de construcción de los techos verdes depende de
muchos factores como mano de obra y equipos (Bianchini & Hewage, 2012), se podría explicar que
fuesen más económicos en Colombia debido a que la mano de obra acá es más barata. Si se
compara la brecha que hay entre los costos de construcción de las cubiertas tradicionales y los
techos verdes con la presentada por otros autores veremos que se encuentra en un valor muy
similar. Por ejemplo, Niu (2010) mostró en su investigación en Washington D.C. un valor de
construcción de cerca de COP $ 455,000/m2 para cubiertas tradicionales, y de COP $575,000/m2
para techos verdes, obteniendo una diferencia de COP $120,000/m2 aproximadamente, lo cual es
muy cercano al límite inferior del rango utilizado en este estudio.
4.2.2 Vida útil
Varios estudios han demostrado que la vida útil de un techo verde puede llegar a ser el doble de
una cubierta tradicional, la cual es de 20 años. Dado que la mayoría de autores concuerdan con
que los techos verdes pueden llegar a tener una vida útil de 40 años (Bianchini & Hewage (2012),
Acks (2003), Wong (b) (2003)), en este estudio se tomó este mismo valor.
Para valorar esto se asumió que una cubierta tradicional debía ser instalada dos veces durante el
período de evaluación del proyecto (40 años), mientras que el techo verde tan solo una vez.
4.2.3 Aumento del valor de la propiedad
Dado que no se encontraron estudios que analicen el aumento en el valor de la propiedad por la
construcción de techos verdes directamente, se utilizaron los rangos aproximados plasmados por
Bianchini y Hewage (2012), quienes aproximan a un crecimiento del valor de la propiedad por
techos verdes en un 2% y 5%, basados en estudios que establecen un aumento en el valor de las
propiedades que están cerca de paisajes arborizados, como el planteado por CABE (2005) el cual
establece un crecimiento del 7%.
Basados en el valor de la propiedad de la zona de estudio para el 2010, la cual es de 631,541
COP/m2 (SDP, 2011), se obtuvo un incremento de $12,630.82 COP/m2 y 31,577.05COP/m2.
68
4.3 Cálculo del VPN Público y Privado
Una vez cuantificados y valorados todos los beneficios, fue posible calcular el valor presente neto
de la implementación de techos verdes por metro cuadrado. Como se ha visto, no se tienen
valores únicos en los beneficios, sino que por el contrario tienden a ser muy variables y a incurrir
en altas incertidumbres. Por esto, se utilizó el modelo de MonteCarlo en CrystalBall para obtener
resultados con un nivel de aceptable de confianza, teniendo en cuenta las posibles variaciones de
todos los beneficios analizados.
La tabla 21 muestra un resumen de la cuantificación monetaria de los beneficios públicos y
privados, y se muestra la distribución y períodos en los que se presentan los flujos. Para el cálculo
del VPN se utilizó una tasa de inflación del 3% (establecida por el Banco de la República como la
meta para el año 2020) para obtener los valores futuros de los flujos, una tasa de descuento del
2% para obtener el valor presente neto del proyecto y un período de 40 años.
Tabla 21 Resumen de valoración de costos y beneficios tenidos en cuenta para el VPN
Costo/Beneficio Mínimo ($/m2) Máximo($/m2) Distribución Periodicidad
Públicos
Secuestro de carbono 0.00045 11.08 Uniforme anual
Retención PM10 8.39 8.39 Constante anual
Disminución de caudal a PTAR 0 25,2 Uniforme anual
Ahorro expansión alcantarillado 0 21,224.77 Uniforme una vez
Disminución de vertimientos 7.3 19.1 Uniforme anual
Privados
Costo construcción 121,000 171,000 Uniforme una vez
Ahorro por longitud de vida 29,000 37,000 Uniforme una vez cada 20 años
Aumento en valor de propiedad 12,630.82 31,577.05 Uniforme vez
Privado
Como se observa en la Figura 42, el valor más probable para el VPN privado es negativo,
presentando un valor de $ -22,000 COP/m2. Con una confianza del 99,16%, se podrán tener
valores menores o iguales a cero, aunque la probabilidad de esto es mínima. En la Figura 43 se
observa el análisis de sensibilidad realizado para las variables que afectan el VPN privado, y se
observa que el factor que mayor correlación tiene con el VPN es el de costos de construcción y
mantenimiento, contribuyendo en un 82.5% a la variación, seguido por el aumento en el valor de
la propiedad con una contribución del 9.5%.
69
Figura 42 Resultados de VPN y CDF para beneficios privados
Figura 43 análisis de sensibilidad de VPN de beneficios privados
70
Público
Contrario al VPN privado, los flujos públicos son en su totalidad positivos, por lo que sólo se
pueden obtener ganancias. El valor más probable del VPN es de $ 11,000 COP/m2, y éste podría
variar entre un mínimo de $ 535 COP/m2 y un máximo de $ 23,400 COP/m2 (Figura 44). En el
análisis de sensibilidad (Figura 45) se observa que la variable que más correlación tiene con el VPN
es el ahorro por expansión de alcantarillado, contribuyendo con el 99.8% de la variación. Nótese
que los otros beneficios son muy pequeños en comparación con éste, por lo que su efecto en el
VPN es mínimo.
Figura 44 Resultados de VPN y CDF de beneficios públicos
71
Figura 45 Análisis de sensibilidad de VPN de beneficios públicos
72
Públicos y Privados
Figura 46 VPN de beneficios públicos y privados
En la Figura 46 se observa que con un nivel de confianza del 90% se podría tener un VPN menor o
igual a $0 COP/m2, alcanzando el punto de equilibrio. Se podría llegar a tener un VPN positivo de
máximo $20,000COP/m2, aunque el valor más probable es un VPN negativo de $ -22,000 COP/m2.
Se realizó un análisis de sensibilidad para conocer la correlación de cada variable con el VPN. En la
Figura 47 se observa que la variable que más afecta el VPN es el costo por construcción e
instalación. En cuanto a los beneficios, el que más tiene un efecto sobre éste es el ahorro por
expansión de alcantarillado, seguido del ahorro por la longevidad de vida, al evitar los costos de
reconstrucción del techo cada 20 años. Los factores que menos impactan el VNP son las
anualidades por beneficios ambientales, los cuales incluyen la captura de dióxido de carbono, la
retención de PM10, la disminución de vertimientos contaminantes y la reducción de caudal a ser
tratado en la PTAR.
73
Figura 47 Análisis de sensibilidad de VPN de beneficios públicos y privados
74
Por medio de este análisis probabilístico fue posible evaluar los beneficios y costos de los techos
verdes para los tres escenarios planteados: i) privado, ii) público y iii) privado y público en
conjunto. La tabla 22 resume los resultados obtenidos en los 3 escenarios. El VPN de los beneficios
ambientales representa únicamente ganancias, mientras que el privado tiene una pequeña
probabilidad de generar ganancias o estar en un punto de equilibrio. Esto se debe a que el sector
privado afronta los costos de la inversión inicial por construcción e instalación de los techos
verdes, mientras que el sector público únicamente percibe los beneficios ambientales que los
techos verdes ofrecen. Al incluir los beneficios públicos a los privados, se aumenta la probabilidad
de obtener un VPN positivo, o por lo menos de alcanzar el punto de equilibrio. Sin embargo, para
ambos casos el valor más probable es negativo, aunque se presenta un incremento del 33% del
VPN promedio. A pesar de que su valor más probable es negativo, los 3 escenarios pueden llegar a
presentar VPN’s positivos. La mayor ganancia que se puede obtener es de $ 21,653 COP/m2, la
cual ocurre al incluir beneficios tanto públicos como privados.
Tabla 22 resumen de resultados de VPN para los 3 escenarios
Estos resultados son consistentes con los hallados por Bianchini y Hewage (2012), quienes
calcularon los mismos 3 escenarios para techos verdes extensivos e intensivos, tomando rangos de
valoración basados en una amplia revisión literaria. Dicho estudio arrojó resultados similares en la
medida en que el VPN público no presentó pérdidas, y en el aumento del VPN del privado al incluir
los públicos. Tanto el privado, como el público y privado pueden presentar VPN’s negativos,
aunque las probabilidades de que ocurra son mínimas (0.82% y 0.34% respectivamente). En esto
difieren los resultados, puesto que para este caso las probabilidades de pérdidas son más altas
que las de ganancia en todos los casos. De igual forma, se presenta otra diferencia en los montos
del VPN. Bianchini y Hewage (2013), presentaron VPN’s de $ 552,900 COP/m2, $ 39,900 COP/m2 y
$ 760,000 COP/m2 para los escenarios privados, públicos y, privado y público respectivamente, los
cuales están uno y dos órdenes de magnitud por encima de los hallados en esta investigación.
Esto se puede explicar al hecho que Bianchini y Hewage tuvieron en cuenta un mayor número de
beneficios tanto privados como públicos, lo cual incrementa las ganancias. Por ejemplo, dentro de
los privados, además de los planteados acá, incluyeron reducción de impuestos y ahorro de
energía por control de temperatura (tanto de enfriamiento como de calentamiento), y los costos
de operación y mantenimiento. Para los públicos, incluyeron reducción de probabilidad de
inundaciones, creación de hábitats, provisión de espacios de recreación, mitigación del efecto isla
de calor y beneficios estéticos.
Escenario
Privado Público Privado y Público
Mínimo
Máximo
Promedio
Valor más probable
Mínimo
Máximo
Promedio
Valor más probable
Mínimo
Máximo
Promedio
Valor más probable
VPN ($COP/m2)
(74.061)
3.807
(34.798)
(22.000)
955,77
22.820
11.943
11.800
(63.000)
21.653
(23.000)
(22.000)
75
Esto puede sugerir entonces que si se incluyera un mayor número de beneficios para Bogotá, la
ganancia neta de la implementación de techos verdes podrá ser mayor, y el riesgo de pérdidas
disminuiría. Además del número de beneficios, también se debe mencionar que la valoración de
los beneficios incluidos fue mayor para todas las variables, debido a que en el estudio de Bianchini
y Hewage se tomaron los valores máximos encontrados en la literatura de varios países, dentro de
los cuales se encontraban aquellos que tienen un mercado más desarrollado y políticas que
incentivan el uso de techos verdes, como Alemania, de forma tal que se aumentan los beneficios.
De manera similar, Acks (2003) halló que los techos verdes analizados de manera individual no son
costo-efectivos, pero si se incluye el rango completo de beneficios (tanto privados como públicos),
estos sistemas comienzan a serlo. Acks (2003) plantea que “la exclusión de los beneficios que no
son fácilmente medibles puede resultar en un costo-beneficio negativo para proyectos
ambientales que en realidad sí son costo-efectivos”. Este planteamiento contribuye al
entendimiento de los bajos VPN’s obtenidos para el caso de estudio, puesto que como ya se
comentó, varios beneficios fueron excluidos.
Dentro de los beneficios que no fueron tenidos en cuenta, el ahorro energético es uno de los que
más influye en la diferencia de resultados con otros autores. Niu (2010) por ejemplo, plantea que
el ahorro energético y el manejo de aguas lluvias son los beneficios que más impactan el VPN, de
manera que el ahorro en energía (y su mejoría intrínseca en calidad del aire) representan el 7% de
los beneficios obtenidos (Niu et. al, 2010). Para poder incluir este beneficio, al igual que el de isla
de calor, es necesario que se caracterice adecuadamente el uso de aire acondicionado y
calefacción en Bogotá, los cuales, como se mencionó anteriormente, se utilizan principalmente en
edificios públicos y comerciales.
Junto con esto, Acks (2003) establece que a medida que el mercado de los techos verdes se
desarrolla y la tecnología disponible se expande, los costos de construcción e instalación
disminuyen. Este factor podría incrementar en un futuro el VPN obtenido para Bogotá, por lo que
se podría esperar que a largo plazo los beneficios sean mayores.
A
5 CONCLUSIONES
A partir de los resultados obtenidos es posible concluir que los techos verdes proporcionan
beneficios tanto a nivel privado como a nivel público. El valor presente neto de la implementación
de techos verdes puede llegar a ser positiva para la zona de estudio en Bogotá en los tres
escenarios estudiados; sin embargo, existe una alta probabilidad de un VPN negativo si sólo se
incluyen los beneficios analizados en este estudio.
La cuantificación monetaria de los beneficios para toda la zona de estudio dio cifras relativamente
bajas en comparación con otros estudios. Esto se debe en parte a que el área de estudio es muy
pequeña, por lo que vale la pena extrapolar esta investigación a zonas más grandes e incluso a
todo Bogotá, de tal forma que se puedan apreciar ganancias monterías significativas, de tal forma
que sea un incentivo para la construcción de estos sistemas sostenibles.
Además de los beneficios sociales cuantificados, los siguientes beneficios son aplicables a la ciudad
de Bogotá: reducción de ruido, mitigación del efecto isla de calor, provisión de espacios
recreacionales y de agricultura y aumento en el valor estético. En cuanto a los beneficios privados
se puede incluir disminución de infraestructura en bajantes y reducción de consumo de
electricidad. Dado que el número de beneficios incluidos afecta la valoración del proyecto, se
recomienda incorporar los beneficios que también son aplicables a Bogotá y que fueron excluidos
de esta investigación, siempre y cuando se logre obtener información válida.
Actualmente hay escasez de información local y dificultad de extrapolación de información de
otros contextos, lo que impidió que se analizaran todos los beneficios aplicables a Bogotá, y por
tanto que se obtuvieran VPN’s más bajos que los publicados por otros autores. Junto con esto, se
debe recalcar que existe un alto grado de incertidumbre en aquellos beneficios determinados en
base a referencias bibliográficas desarrolladas en otras condiciones climáticas y económicas, por lo
que las cuantificaciones monetarias planteadas son un estimativo sujeto a variaciones. Así mismo,
la metodología planteada en este estudio es específica para Bogotá y por tanto los beneficios y
valoraciones deberán reevaluarse en caso de analizar otra ciudad.
Se recomienda propiciar la investigación de aspectos como calidad del agua proveniente de la
escorrentía de los techos verdes, producción de dióxido de carbono para la construcción de los
materiales de los techos verdes y disposición de techos verdes al finalizar su vida útil, puesto que
son variables que pueden llegar a tener impactos negativos sobre el medio ambiente, y por tanto
representar un costo que disminuya el VPN.
Para futuras investigaciones, se puede mejorar la cuantificación de algunos beneficios analizados
en este estudio. Dentro de los cuales se deben resaltar, la inclusión de beneficios generados en la
calidad del aire como resultado de la disminución de otros contaminantes distintos al material
particulado y la reducción de emisión de dióxido de carbono como resultado de la disminución de
consumo energético. Así mismo, dado que los techos verdes pueden ser contemplados como un
B
SUDS efectivo para las zonas de alcantarillado combinado de Bogotá, en un futuro se podría
analizar el impacto sobre el balance hidrológico de la implementación de diferentes SUDS junto
con los techos verdes.
Los techos verdes son una alternativa costo-efectiva para la ciudad de Bogotá que propician
beneficios tanto ambientales como sociales y económicos, y por tanto pueden ser una
herramienta para el desarrollo sostenible que se ha planteado la gobernación de la ciudad.
C
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G
ANEXOS
H
ANEXO 1
FECHA
PROFUNDIDAD DEL EVENTO (mm)
DURACIÓN DEL EVENTO DE LLUVIA (h)
TIEMPO ENTRE EVENTOS (h)
Intensidad (mm/h)
RETENCIÓN (%)
40992 181,60 2,50 93,20 72,64 0,91
12-03-24 al 12-03-25 199,20 7,33 0,62 27,16 0,67
40993 38,20 1,98 7,25 19,26 0,93
12-03-26I 91,80 4,75 9,92 19,33 0,83
12-03-26II 78,20 2,50 5,28 31,28 0,81
12-03-27 al 12-03-28 25,00 3,77 0,77 6,64 0,38
12-03-29(I) 10,00 0,42 35,52 24,00 1,00
12-03-30I 7,20 0,47 20,80 15,43 1,00
12-03-30II 142,80 4,07 0,30 35,11 0,93
12-04-01(I) 21,00 1,13 43,42 18,53 0,99
12-04-06I 2,40 0,43 120,53 5,54 1,00
12-04-06II 69,60 1,12 1,53 62,33 0,97
12-04-11II 59,60 3,60 3,20 16,56 0,67
12-04-14I 92,20 3,43 14,18 26,85 0,54
12-04-14II al 12-04-15I 86,00 8,83 6,72 9,74 0,49
12-04-16II 148,00 4,02 5,50 36,85 0,98
12-04-17(I) 5,60 2,30 11,45 2,43 0,21
12-04-24(I) 1,80 0,28 171,65 6,35 1,00
12-04-26I 7,60 0,68 56,22 11,12 1,00
12-04-27I 161,60 4,17 4,97 38,78 0,97
12-04-28I 33,20 1,13 18,93 29,29 0,98
12-04-28II 40,60 1,70 0,32 23,88 0,99
12-04-28III 12,40 0,83 7,67 14,88 0,98
12-04-28IV 104,00 4,62 0,70 22,53 0,97
12-04-28V 20,40 2,72 1,03 7,51 0,97
12-04-30I 39,60 1,95 31,02 20,31 0,98
12-04-30II 31,40 0,80 11,17 39,25 0,98
12-04-30III 54,00 1,42 0,33 38,12 0,98
12-05-02I 25,20 0,98 13,70 25,63 0,98
12-05-05I 16,40 0,93 72,42 17,57 0,99
12-05-05II 106,80 3,08 4,53 34,64 0,98
12-05-07I 4,00 1,37 40,60 2,93 1,00
12-05-07II 117,20 1,20 3,92 97,67 0,96
I
12-05-25I 29,60 1,07 436,90 27,75 0,98
12-05-31I 107,60 2,70 122,07 39,85 0,98
12-05-31II 7,20 0,82 0,78 8,82 0,97
12-05-31III 5,00 0,52 1,68 9,68 0,96
12-06-01(I) 107,40 3,15 22,70 34,10 0,98
12-06-07(I) 6,40 0,63 152,23 10,11 1,00
12-06-09(I) 10,40 1,05 51,25 9,90 1,00
12-06-10(I) 19,60 0,85 1,15 23,06 0,98
12-06-11I 186,60 5,10 26,40 36,59 0,97
12-06-11II 9,20 0,62 1,17 14,92 0,98
12-06-12I 137,20 3,97 14,90 34,59 0,98
12-06-12II 66,60 1,52 0,40 43,91 0,94
12-06-12III 12,00 0,50 14,85 24,00 0,98
12-06-13I 16,80 0,75 2,00 22,40 0,99
12-06-13II 13,40 0,80 8,52 16,75 0,99
12-06-16I 80,40 2,12 5,00 37,98 1,00
12-06-16II 15,20 1,63 7,87 9,31 1,00
12-07-23(I) 29,40 0,50 859,37 58,80 0,98
12-07-23(II) 16,80 0,57 0,65 29,65 0,99
12-07-23(III) 5,00 0,38 0,30 13,04 1,00
12-07-23(IV) 13,60 0,65 1,03 20,92 0,99
12-07-26(I) 21,20 0,62 59,48 34,38 0,98
12-07-27(I) 47,20 1,75 21,28 26,97 0,98
12-07-28(I) 80,00 4,85 21,92 16,49 0,98
12-07-29(I) 10,80 0,60 24,38 18,00 0,98
12-07-29(II) 73,80 1,07 1,48 69,19 0,98
12-07-30(I) 66,40 1,68 14,45 39,45 0,98
12-07-30(II) 18,00 0,68 1,57 26,34 0,98
12-07-30(III) 3,60 0,38 1,68 9,39 1,00
12-07-30(IV) 9,00 1,25 0,12 7,20 0,98
12-07-30(V) 30,60 0,58 0,90 52,46 0,98
12-07-30(VI) 5,60 0,83 0,65 6,72 0,96
12-07-30(VII) 10,80 1,18 6,60 9,13 0,98
12-07-31(I) 3,40 0,58 3,93 5,83 1,00
12-07-31(II) 25,20 0,57 16,57 44,47 0,98
12-08-01(I) 121,20 4,53 7,80 26,74 0,98
12-08-01(II) 10,40 0,97 0,77 10,76 0,98
12-08-03(I) 37,80 0,80 50,53 47,25 0,98
12-08-03(II) 37,80 0,80 0,75 47,25 0,98
12-08-03(III) 7,60 0,73 2,77 10,36 0,97
12-08-05(I) 10,60 0,95 16,87 11,16 0,96
J
12-08-05(II) 21,20 1,07 0,63 19,88 0,98
12-08-06(I) 10,00 0,65 20,00 15,38 1,00
12-08-08(I) 36,20 1,33 67,57 27,15 0,98
12-08-08(II) al 12-08-09(I) 6,00 0,67 0,33 9,00 1,00
12-08-09(II) 39,20 1,28 0,52 30,55 0,98
12-08-09(III) 135,40 3,82 14,83 35,48 0,98
12-08-12(I) 5,60 0,45 63,58 12,44 1,00
12-08-12(II) 42,60 1,17 0,32 36,51 0,98
12-08-13(I) 4,00 0,38 12,60 10,43 0,95
12-08-13(II) 22,00 0,60 1,92 36,67 0,98
12-08-13(III) 126,40 2,37 1,18 53,41 0,97
12-08-15(I) 53,80 1,25 53,17 43,04 0,98
12-08-16(I) 8,40 0,58 15,70 14,40 0,98
12-08-16(II) 10,00 0,60 0,48 16,67 0,98
12-08-17(I) 24,60 0,63 23,23 38,84 0,98
12-08-17(II) 21,60 0,95 0,20 22,74 0,98
12-11-14(I) 31,40 1,32 2139,97 23,85 0,96
12-11-14(II) 24,80 0,67 0,45 37,20 0,95
12-11-14(III) 23,20 1,00 0,37 23,20 0,94
12-11-14(IV) 11,40 0,42 1,02 27,36 0,96
12-11-14(V) 54,60 1,38 0,37 39,47 0,92
12-11-15(I) 126,00 2,38 17,75 52,87 0,93
12-11-16(I) 15,40 0,70 12,28 22,00 0,95
12-11-17(I) 56,20 1,32 33,53 42,68 0,95
12-11-18(II) 48,20 2,50 0,18 19,28 0,57
12-11-18(III) 9,00 0,58 5,07 15,43 0,93
12-11-26(I) 9,00 0,75 107,33 12,00 0,98
12-11-28(I) 106,80 1,27 56,85 84,32 0,77
12-11-30(I) 108,80 2,17 49,43 50,22 0,87
13-01-18(I) 182,80 1,55 1062,12 117,94 0,92
13-01-25(I) 62,80 1,32 176,17 47,70 0,96
13-02-01(I) 3,00 0,42 170,83 7,20 1,00
13-02-02(I) 12,00 0,75 10,63 16,00 0,98
13-02-03(I) 185,00 1,27 34,60 146,05 0,89
13-02-04(I) 153,20 2,00 20,68 76,60 0,93
13-02-04(II) 200,20 3,73 0,88 53,63 0,86
13-02-05(I) 6,00 0,47 18,13 12,86 1,00
13-02-06(I) 35,40 0,80 17,68 44,25 0,97
13-02-07(I) 89,80 1,90 22,07 47,26 0,94
13-02-07(II) 61,40 2,07 0,32 29,71 0,88
13-02-08(I) 3,00 0,30 9,25 10,00 1,00
K
13-02-08(II) 91,20 2,98 9,60 30,57 0,93
13-02-11(I) 27,20 0,98 19,20 27,66 0,98
13-02-11(II) 24,00 1,53 3,12 15,65 0,89
13-02-12(I) 15,60 0,48 19,07 32,28 0,97
13-02-12(II) 7,80 0,35 2,57 22,29 0,97
13-02-13 (I) 13,60 0,68 24,98 19,90 0,99
L
ANEXO 2
M
5
N
O
ANEXO 3 (precipitación anual)
Fecha Hora Duración
(min) Profundidad
(mm)
03/02/1989 1910 55 1,6
03/02/1989 2310 85 8,1
04/02/1989 1920 210 9,7
06/03/1989 1500 60 2,2
06/03/1989 1800 100 1,5
16/03/1989 1630 200 29,2
28/04/1989 1740 110 5,7
07/05/1989 1550 50 14,3
12/06/1989 0400 250 25,9
21/09/1989 1510 65 41
11/10/1989 1510 55 10,4
02/11/1989 2130 100 8,3
04/11/1989 1440 35 10
05/12/1989 1540 60 22,2
05/12/1989 2135 230 6
13/01/1990 1600 135 18,7
22/02/1990 1440 40 11,9
25/03/1990 1425 85 15,8
17/04/1990 1350 90 9,4
04/05/1990 1700 125 5,7
04/05/1990 0235 150 35,6
10/10/1990 1345 70 19,3
17/10/1990 2155 90 6,8
19/10/1990 2220 85 2,2
23/10/1990 1700 195 32
04/12/1990 2040 145 30,9
07/12/1990 1420 45 10,6
11/12/1990 1525 50 17,8
06/01/1993 0155 480 31,9
17/01/1993 1730 100 24,2
24/02/1993 1520 40 13,7
17/03/1993 1800 55 16,6
09/04/1993 1915 130 26,4
12/05/1993 1540 100 30,8
25/05/1993 1730 165 9,9
P
25/05/1993 0400 460 19,5
15/10/1993 1925 105 29,3
30/10/1993 1610 95 17,5
01/11/1993 2250 245 27,5
11/11/1993 1535 140 16,8
28/11/1993 2210 230 36,7
02/12/1993 1630 55 19,8
29/01/1994 1850 110 6,6
12/03/1994 1530 45 8,2
13/03/1994 1920 90 2,7
14/03/1994 1500 35 10,8
28/03/1994 2140 210 42,8
28/04/1994 1450 45 13,3
29/04/1994 0030 195 18
13/05/1994 0200 310 14,5
17/05/1994 2015 45 10,5
19/05/1994 2320 335 26,8
19/08/1994 0700 80 4,7
28/08/1994 1410 170 12,4
13/01/1996 1620 85 24,6
19/02/1996 1610 50 11
28/02/1996 2130 200 14,8
10/03/1996 2400 320 25,4
29/03/1996 2000 50 11,6
10/04/1996 1640 110 30,8
21/04/1996 1600 120 9,2
04/05/1996 1800 80 14
13/05/1996 2300 260 32,3
17/05/1996 1530 160 17,2
30/09/1996 0200 210 17,9
03/10/1996 2050 180 26,2
11/10/1996 1840 30 9,1
15/10/1996 1600 90 8,7
15/11/1996 1610 130 40
21/11/1996 1750 310 14,6
05/12/1996 1520 120 14,9
06/12/1996 2110 160 15,6
10/01/2001 1430 60 8,9
19/03/2001 1545 145 12,1
22/03/2001 2120 50 8,6
Q
04/04/2001 1830 70 9,6
06/05/2001 1440 25 9,8
08/05/2001 1810 160 11,3
14/07/2001 0555 125 8
27/07/2001 0710 310 15,7
09/09/2001 1530 20 8,1
27/09/2001 1710 70 17,4
12/11/2001 1645 55 11,5
26/11/2001 1340 60 20,4
27/11/2001 2110 130 21,3
21/12/2001 1550 60 9
10/04/2003 1255 85 19,3
12/05/2003 0020 280 10,5
05/06/2003 2130 190 8,5
12/06/2003 0150 180 8,7
21/06/2003 2020 150 7,6
06/09/2003 2340 260 32,8
08/09/2003 1520 30 8
05/10/2003 1820 180 9,2
26/10/2003 1625 35 9,6
09/11/2003 2000 80 18,6
R
ANEXO 4. Costos de operación PTAR Salitre
CONCEPTOS 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Energia 76237
1057 1545672936
1682036339
1500139282
1637709834
2065127703
2047551991
2191116556
1939717010
Insumos Químicos 2135377188
6650395337
7275425811
7703104665
7351986803
7205603149
7141498436
6024006106
5296994347
Servicios de Personal
636024376
1676010335
1866836837
2554695095
3650918963
3390395349
3527903426
3313126940
3164454617
Transporte y manejo de biosólidos
951311080
2765799071
2373631486
2140230884
1781893054
1751847948
1511828650
1472210390
1452365626
Otros Costos 91067
6036 2296605160
3729408564
4092293401
3958498728
5492388640
2805194971
4776185016
4536437711
Mantenimeinto y reparaciones
78708548
159382801
460766160
301988876
701206714
1077259725
256488292
1152686866
1081125884
Suministros 12630
1134 84157
0463 90423
7287 1673251033
1086758236
1694123810
298738038
780266949
581019794
Otros Costos 64807
3776 1251861350
1973067004
1334711145
2110155336
2211643544
1692609393
1499268039
1639916300
Ordenes de Servicio 19554
925 15561
095 30939
9159 43727
8668 42357
171 34442
0287 34652
2677 23929
6046 20561
6723
Ordenes de Calidad 15746
6320 14300
2482
Ordenes de mantenimeitno
38274258
27552446
63399891
73238793
5140318
18160742
61274128
13512718
15245424
Subrepartos
-23660
5 67700
5 18539
063 10791
5664 12880
953 14678
0532 14956
2443 93368
8078 87051
1104
Total 5395759737
1,4934E+10
1,6927E+10
1,799E+10
1,8381E+10
1,9905E+10
1,7034E+10
1,7777E+10
1,639E+10
S
ANEXO 5. Volúmenes tratados en la PTAR Salitre
enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto
septiembre
octubre
noviembre
diciembre Total
2004
9,829,328
9,390,630
10,167,250
10,367,760
11,192,044
10,063,370
9,516,766
9,334,866
9,264,954
11,754,344
10,977,176
10,522,532
122,381,020
2005
9,203,776
9,652,464
9,571,322
10,349,028
10,945,304
10,273,176
10,449,398
10,511,782
10,287,856
11,007,310
10,551,394
10,746,550
123,549,360
2006
10,329,178
9,388,536
10,772,366
13,303,954
18,383,963
12,244,664
10,443,062
10,423,350
10,370,024
10,797,152
11,121,928
10,380,724
137,958,901
2007
10,310,434
9,514,728
10,505,866
10,481,600
10,813,070
10,403,930
10,399,520
10,725,854
10,212,706
11,716,358
14,002,808
10,894,053
129,980,927
2008
10,560,546
9,651,956
10,653,424
10,364,630
12,535,508
10,405,848
10,554,428
10,711,732
10,320,680
10,437,570
10,437,570
10,160,454
126,794,346
2009
10,479,168
9,788,644
10,637,160
10,529,798
10,524,440
10,215,028
10,650,088
10,260,476
9,074,471
10,382,040
10,532,880
9,347,598
122,421,791
2010
10,634,280
9,792,372
10,900,964
10,791,677
11,283,900
10,657,530
11,190,836
10,805,300
10,672,310
11,019,020
15,610,920
16,110,090
139,469,199
2011
10,837,050
9,894,100
11,613,420
18,991,650
25,479,000
18,820,350
10,148,930
10,441,460
10,592,140
11,053,673
14,821,839
22,650,930
175,344,542
2012
11,005,710
10,409,100
12,186,810
18,643,870
15,248,900
10,284,660
10,701,440
11,261,981
10,084,510
11,305,510
10,290,930
10,520,690
141,944,111