Congreso internacional "Gestión integrada de cuencas Andinas", UNMSM, 03./04.04.2014 El agua de Lima en el futuro - Simulación de escenarios Dr ...
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Congreso internacional
“Gestión integrada de cuencas Andinas”,
UNMSM, 03./04.04.2014
El agua de Lima en el futuro –
Simulación de escenarios
Dr Manfred Schütze, ifak Magdeburg
1 Fuente: evelynmerinoreyna@limamasarriba.com
ifak - Departamento „Agua y Energía“
– Quiénes somos?
ifak: Instituto de investigación sin fines de lucro; asociado a la
Universidad Otto-von-Guericke Magdeburgo
Modelación y simulación para el diseño, planeamiento y
operación
Off-line y on-line simulación y control
Redes de alcantarillado, PTAR, ríos
Programas de simulación SIMBA, SIMBAclassroom
Herramientas para planeamiento integrado
ifakSCADA (Toolbox de modulos para SCADA)
Redes de energía electrica(Smart Grid)
Biogas
Proyectos de investigación y aplicación
2
Comités nacionales e internacionales (p.e. DWA, IWA, …)
Lima – una ciudad cresciente
Lima – una ciudad cresciente
Lima Metropolitana, una megaciudad emergente:
9 millones de habitantes, crecimiento anual de población: 2 %
Región desértica: casi no llueve (9 mm de precipitación anual)
Agua de los Andes, deshielo de los glaciares, cambio climático
Planeamiento urbano
4
Lima:
Marco institucional de agua
MAPA DE ACTORES…
ORGANIZACIONES SUNASS
NACIONAL
INSTITUCIONES SINAGERD
Presidencia del Consejo de
INDIVIDUOS Ministros (PCM) ANA
Ministerio de DGOT
Agricultura (MINAG)
REGIONAL COFOPRI
Ministerio de Vivienda,
REGION SEDAPAL
Construcción y
LIMA Saneamiento
SENAMHI
LOCAL REGION
Ministerio de
Instituto Metropolitano
CALLAO Medioambiente (MINAM)
de Planificación (IMP) DIGESA
SOCIEDAD REGION Ministerio Salud
CIVIL Servicio de Parques LiMA (MINSA)
EDEGEL Universidades
de Lima (SERPAR) PROV.
Ministerio de Energía
ONGs
Empresa Privada
Subgerencia de REGION y Minas (MINEM)
Defensa Civil JUNÍN
Población
Ministerio de Economía
…….. …….. y Finanzas (MEF)
……….. Fuente: Miranda 2012
Lima y su agua:
Desafíos
Desafíos y riesgos futuros
Caudales bajos de los ríos (cambio climático)
Utilización de aguas subterráneas
Dinámica poblacional, crecimiento de la ciudad
Niveles de vida (y consumo de agua) incrementando para algunos
Demanda creciente de areas verdes
Como preparar para estos? Considerando …
la complejidad del sistema
la multitud de medidas potenciales
la diversidad de instituciones y opiniones
los aspectos diferentes de la sostenibilidad
6
Que brindará el futuro? No lo sabemos con certitud! Pero probables son: • Crecimiento poblacional • Cambio climático afectando las cuencas • … Como preparar para el riesgo? • Cuales son los futuros posibles? • Preparando-nos 7
Modelamiento de
clima y agua
Desarrollo urbano Análisis de
sensible al agua impactos
cruzados
Estrategia
infraestructura Escenarios
ecológica
Simulador Evaluación Análisis de la
Macro- Formación de
del sistema de tarifas de política tarifaria
modelación capacidades
de agua agua
Productos para la aplicación
Plataforma
de actores
Enfoques
participativos de Productos científicos
gobernanza
Preparación del y apoyo al proceso de toma de decisiones en Lima (y otros lugares más)
Metodología del proyecto „LiWa“
Escenarios globales de cambio climático del IPCC
Downscaling,
Modelo HBV
Escenarios hidrológicos
Mesas
LiWatool Redondas,
Delphi en grupos
Plan de
Escenarios Evaluación de
Simulación Acción
integrados medidas
„Lima 2040“
Cross-Impact-
Balance
Analysis
Resultados de análises detalladas
Tarifas de agua
Escearios de gobernanza, Reuso de agua
sociedad, infraestrutura Infraestrutura ecológica
etc.
Principales factores (descriptores) que inciden en la
situación de agua y saneamiento
Gobierno Gestión de cuencas Empresa de agua Tarifas de agua
Demografía Pobreza urbana Consumo de agua Desarrollo urbano
Cobertura Pérdidas Trat. y reuso aa.rr. Infraestr. agua Cambio climáticoEscenarios hidrológicos
- Downscaling de modelos globales de circulación
- Modelamiento hidrológico de las cuencas
- Escenarios IPCC
60
50
40
Cuenca principal
Q [m3/s]
30
HBV
(para La Atarjea) 20
EchamA2 -9.62
10 EchamA1B -1.21
0 EchamB1 -5.81
0 2 4 6 8 10 12 14
months HadA2 -6.58
Atarjea EchamA2 EchamA1B EchamB1 HadA2 HadA1B HadA1B 5.56
Promedios de caudales en La Atarjea Variación de los caudales en La
2011-2050 (HBV) Atarjea, 2011 - 2050
11Definiendo escenarios:
Llegando a escenarios consistentes
„ScenarioWizard“
download www.cross-impact.de
Análisis de interdependencias
(Cross-Impact Balance)
Escenario B: La tragedia de las medidas aisladas
Escenario A: Escenario C: Escenario D:
Condiciones climáticas difíciles se suman a Escenario B1: Escenario B2: Las oportunidades de los actores a nivel Resiliencia al clima por medio de la
una gobernanza muy deficiente La gestión de cuencas nadando contra La empresa de agua privada como meso gobernanza
Escenarios Config. no. 10 Config. no. 3
A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión
corriente
Config. no. 9
luchador solitario
Config. no. 4
A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión
Config. no. 11 Config. no. 12
A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión
Config. no. 8
visión
Config. no. 1
A1 Gobierno con poder de decisión y con
“Lima 2040” H2 Gestión de las cuencas sin integración
B3 Empresa de agua dependiente del gobierno
C1 Tarifas de agua no sincerada
H1 Gestión de las cuencas con integración
B3 Empresa de agua dependiente del
gobierno
C1 Tarifas de agua no sincerada
H2 Gestión de las cuencas sin integración
B1 Empresa de agua privada
C2 Tarifas de agua sincerada
H1 Gestión de las cuencas con integración
B1 Empresa de agua privada
C2 Tarifas de agua sincerada
H1 Gestión de las cuencas con integración
B2 Empresa de agua con autonomía del
gobierno
C2 Tarifas de agua sincerada
D1 Crecimiento de la población alto D1 Crecimiento de la población alto D1 Crecimiento de la población alto D3 Crecimiento de la población bajo
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I1 Ciudad con planificación y áreas verdes
verdes
E1 Pobreza urbana aumenta E1 Pobreza urbana aumenta E1 Pobreza urbana aumenta E3 Pobreza urbana disminuye
F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye
J1 Cobertura de agua disminuye J1 Cobertura de agua disminuye J2 Cobertura de agua se mantiene J3 Cobertura de agua aumenta
G1 Pérdidas de agua aumentan G1 Pérdidas de agua aumentan G1 Pérdidas de agua aumentan G2 Pérdidas de agua disminuyen
K2 Tratamiento y reuso
K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K2 Tratamiento y reuso de aa.rr. aumenta K2 Tratamiento y reuso de aa.rr. aumenta
de aa.rr. aumenta
L2 Fuentes de agua L3 Fuentes de agua
L3 Fuentes de agua disminuyen L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan
se mantienen disminuyen
M1 Caudal de los ríos M1 Caudal de los M2 Caudal de los
M3 Caudal bajo (sequías M3 Caudal de los ríos bajo (sequías M3 Caudal de los ríos M3 Caudal bajo
excesivo ríos excesivo M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) ríos aumenta sin
graves) graves) bajo (sequías graves) (sequías graves)
(inundaciones) (inundaciones) riesgosDefiniendo escenarios:
Escenarios „Lima 2040“
Escenario B: La tragedia de las medidas aisladas
Escenario A: Escenario C: Escenario D:
Condiciones climáticas difíciles se suman a Escenario B1: Escenario B2: Las oportunidades de los actores a nivel Resiliencia al clima por medio de la
una gobernanza muy deficiente La gestión de cuencas nadando contra La empresa de agua privada como meso gobernanza
corriente luchador solitario
Config. no. 10 Config. no. 3 Config. no. 9 Config. no. 4 Config. no. 11 Config. no. 12 Config. no. 8 Config. no. 1
A1 Gobierno con poder de decisión y con
A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión
visión
H2 Gestión de las cuencas sin integración H1 Gestión de las cuencas con integración H2 Gestión de las cuencas sin integración H1 Gestión de las cuencas con integración H1 Gestión de las cuencas con integración
B3 Empresa de agua dependiente del B2 Empresa de agua con autonomía del
B3 Empresa de agua dependiente del gobierno B1 Empresa de agua privada B1 Empresa de agua privada
gobierno gobierno
C1 Tarifas de agua no sincerada C1 Tarifas de agua no sincerada C2 Tarifas de agua sincerada C2 Tarifas de agua sincerada C2 Tarifas de agua sincerada
D1 Crecimiento de la población alto D1 Crecimiento de la población alto D1 Crecimiento de la población alto D3 Crecimiento de la población bajo
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I1 Ciudad con planificación y áreas verdes
verdes
E1 Pobreza urbana aumenta E1 Pobreza urbana aumenta E1 Pobreza urbana aumenta E3 Pobreza urbana disminuye
F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye
J1 Cobertura de agua disminuye J1 Cobertura de agua disminuye J2 Cobertura de agua se mantiene J3 Cobertura de agua aumenta
G1 Pérdidas de agua aumentan G1 Pérdidas de agua aumentan G1 Pérdidas de agua aumentan G2 Pérdidas de agua disminuyen
K2 Tratamiento y reuso
K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K2 Tratamiento y reuso de aa.rr. aumenta K2 Tratamiento y reuso de aa.rr. aumenta
de aa.rr. aumenta
L2 Fuentes de agua L3 Fuentes de agua
L3 Fuentes de agua disminuyen L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan
se mantienen disminuyen
M1 Caudal de los ríos M1 Caudal de los M2 Caudal de los
M3 Caudal bajo (sequías M3 Caudal de los ríos bajo (sequías M3 Caudal de los ríos M3 Caudal bajo
excesivo ríos excesivo M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) ríos aumenta sin
graves) graves) bajo (sequías graves) (sequías graves)
(inundaciones) (inundaciones) riesgosAguas y desagües en Lima Metropolitana
Medidas posibles
Reducción del consumo
Campañas “Ahorrar agua”
Tecnología para ahorrar agua
Reuso de aguas residuales (tratadas)
Sinceramiento de tarifas
Infraestructura
Reducción de perdidas en la red
Reducción conexiones cladestinas
Mejorar la eficiencia en riego para agricultura
Reservorios en las cuencas y en los Andes, fuentes adicionales
(Sobre)explotar aguas subterraneas, recarga del acuifero
Diseño sostenible al agua
Connexión de más gente a la red de agua potable
Y
14 muchos más …Simulación y evaluación
de los escenarios y medidas posibles
Participación
Escenarios A B C
Input data
Macromodelamiento
(todo de Lima)
Output results
A B C D
Discusión y SugerenciasEl simulador “LiWatool”
• Simulador para simular sistemas de manera conceptual
(no solamente para sistemas de agua)
• Flujos (caudales) y recursos
LiWatool (Versión 2.1.104) • Basado en la modelación del redes de procesos y
recursos (MFA)
• Desarrollado por el
instituto ifak, muy
flexible
• Ecuaciones lineales
y no-lineales;
diferentes
algoritmos
• Muy alta
flexibilidad, bajo
16
costoEl simulador „LiWatool“ Bibliotéca para crear modelos Definiendo el interface al usario Modulos definidos por el usuario Subsistemas: Distritos de la ciudad
Simulador del sistema de aguas y desagües en Lima: “LiWatool” Una parte del sistema: Fuentes de agua (en detalle) 18
Simulador del sistema de aguas y desagües
en Lima: “LiWatool”
Una parte del sistema: Fuentes de agua
Fuentes de agua
19Simulador del sistema de aguas y desagües en Lima: “LiWatool” 20
Uso de LiWatool: Como ver resultados? Correr la primera simulación ”
Simulaciones Si sigue como es y si hacemos nada (Escenario 0) 22
Simulaciones Medidas aisladas (Escenario A) ida 23
Simulaciones Medidas aisladas (Escenario A) ida Con reservorios Marca II y Marca V 24
Simulaciones
Medidas aisladas (Escenario A)
Consumo de energia
Ingreso por tarifas
[milliones kWh/a]
[milliones PEN/a]
Areas verdes
Carga organica
[tonadas DBO/a]
25Simulaciones
Resumen para todos los escenarios
Datos de entrada (Input) Datos de salida (output)
261ra Mesa Redonda
„Agua y Cambio
Climático en Lima y
Callao“, 06.10.2011
2da Mesa Redonda
„Escenarios de Agua y
Cambio Climático
para Lima y Callao“,
15.03.2012
3ra Mesa Redonda
„Tarifas y alternativas
de gestión del agua
potable“, 17.10.2012
4ta Mesa Redonda
„Evaluación de
medidas para la
gestión sostenible del
agua“, 22.11.2012Discusiones de actores claves (16.04.2013)
Fimando el „Plan de Acción para Lima y Callao“
Productos inmediatos de LiWa
90
80
70
Resultados de modelamiento 60
50
del clima para Lima 40
30
20
10
0
Escenarios participativos de 0 2
HAD A2
4
Echam A1B
6
Had A1B
Echam B1
8 10
Echam A2
Observed
12
Escenario A:
Escenario B: La tragedia de las medidas aisladas
Escenario C: Escenario D:
agua en Lima
Condiciones climáticas difíciles se suman a Escenario B1: Escenario B2: Las oportunidades de los actores a nivel Resiliencia al clima por medio de la
una gobernanza muy deficiente La gestión de cuencas nadando contra La empresa de agua privada como meso gobernanza
corriente luchador solitario
Downscaling results Rimac
Config. no. 10 Config. no. 3 Config. no. 9 Config. no. 4 Config. no. 11 Config. no. 12 Config. no. 8 Config. no. 1
A1 Gobierno con poder de decisión y con
A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión A2 Gobierno sin poder de decisión y sin visión
visión
H2 Gestión de las cuencas sin integración H1 Gestión de las cuencas con integración H2 Gestión de las cuencas sin integración H1 Gestión de las cuencas con integración H1 Gestión de las cuencas con integración
B3 Empresa de agua dependiente del B2 Empresa de agua con autonomía del
B3 Empresa de agua dependiente del gobierno B1 Empresa de agua privada B1 Empresa de agua privada
gobierno gobierno
C1 Tarifas de agua no sincerada C1 Tarifas de agua no sincerada C2 Tarifas de agua sincerada C2 Tarifas de agua sincerada C2 Tarifas de agua sincerada
Simulador para planeamiento D1 Crecimiento de la población alto
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes
E1 Pobreza urbana aumenta
D1 Crecimiento de la población alto
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes
E1 Pobreza urbana aumenta
D1 Crecimiento de la población alto
I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas
verdes
E1 Pobreza urbana aumenta
D3 Crecimiento de la población bajo
I1 Ciudad con planificación y áreas verdes
E3 Pobreza urbana disminuye
integrado de sistemas de
F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye F3 Consumo per cápita de agua disminuye
J1 Cobertura de agua disminuye J1 Cobertura de agua disminuye J2 Cobertura de agua se mantiene J3 Cobertura de agua aumenta
G1 Pérdidas de agua aumentan G1 Pérdidas de agua aumentan G1 Pérdidas de agua aumentan G2 Pérdidas de agua disminuyen
K2 Tratamiento y reuso
K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K2 Tratamiento y reuso de aa.rr. aumenta K2 Tratamiento y reuso de aa.rr. aumenta
infraestrutura (p.e. agua)
de aa.rr. aumenta
L2 Fuentes de agua L3 Fuentes de agua
L3 Fuentes de agua disminuyen L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan
se mantienen disminuyen
M1 Caudal de los ríos M1 Caudal de los M2 Caudal de los
M3 Caudal bajo (sequías M3 Caudal de los ríos bajo (sequías M3 Caudal de los ríos M3 Caudal bajo
excesivo ríos excesivo M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) ríos aumenta sin
graves) graves) bajo (sequías graves) (sequías graves)
(inundaciones) (inundaciones) riesgos
Conceptos de Diseño Urbano
Senstivo al Agua para Lima
Análisis del sistema tarifario
Modulos para capacitación,
sistema eLearning, guías
32Resultados de LiWa
Resultados de modelamiento
del clima para Lima Estrategia de Adaptación al
Cambio Climático de la
Escenarios participativos de Municipalidad de Lima
agua en Lima
Análisis y planeamiento de
Simulador para planeamiento
infraestrutura de agua
integrado de sistemas de
infraestrutura (p.e. agua)
Conceptos de Diseño Urbano Plan Concertado de Desarrollo
Senstivo al Agua para Lima Urbano
Análisis del sistema tarifario Sistema tarifaria sugerido
Modulos para capacitación, Estudiantes y profesionales
sistema eLearning, guías capacitados
33Resultados transferibles de LiWa
Resultados para aplicación en todo el mundo:
Simulador, transferible a otros lugares y sectores
Metodología para construcción de escenarios consistentes
Método participativo: Combinación de analisis científico y diálogo multi-
parcial para ponerse en acuerdo
Concepto de Diseño Urbano Sensitivo al Agua para planeamiento de áreas
abiertas
E-Learning system, Módulos para capacitación
Ejemplo:
Aplicación de LiWatool para Bulgaria
Más aplicaciones:
34 Fuente: Ormandzhieva (2013)MUCHAS GRACIAS!
SULPAYKI
THANK YOU!
VIELEN DANK!
Proyecto „LiWa“
www.lima-water.de
35
manfred.schuetze@ifak.euTambién puede leer
