La discusión y la toma de decisiones relacionadas con sistemas complejos requiere tanto de un conocimiento y comprensión del sistema en análisis, como de la consideración de los procesos involucrados en el mismo. Con el objetivo de proporcionar una base para las discusiones informadas y la toma de decisiones, el paquete de trabajo 4 ha desarrollado un simulador de sistemas de infraestructura a nivel macro (“LiWatool”), el cual permite la modelización y la consideración del sistema de agua en todo su conjunto (incluyendo la extracción de agua subterránea, potabilización, suministro y consumo de agua, generación y tratamiento de aguas residuales, reuso de aguas residuales tratadas, entre otros). Asimismo el simulador facilita la evaluación de escenarios y la evaluación y comparación de diferentes opciones orientadas al mejoramiento de la gestión del agua y al apoyo de la toma de decisiones informadas. En este proceso la modelización juega un rol crucial dentro del proyecto LiWa. El programa "LiWatool" no necesita otro software. Usa el Microsoft .NET Framework 4 (el cual puede ser descargado gratuitamente de la página web de Microsoft).
La modelización del simulador de sistemas de agua es basado en los conceptos del modelamiento de flujo de recursos y análisis de flujo de materia (ver por ejemplo , Baccini y Bader, 2006). Sin embargo estos conceptos han sido ampliados en gran manera. El "LiWatool", que ha sido desarrollado en el ámbito del proyecto LiWa, representa y considera mediante bloques los principales subsistemas del sistema de agua (plantas de tratamiento de agua potable, redes de distribución de agua, distritos de la ciudad, pozos de agua subterránea, redes de alcantarillado, plantas de tratamiento de aguas residuales, etc.) (Schütze y Robleto, 2010), los cuales son conectados a través de líneas de flujo de recursos (por ejemplo, flujo de agua y aguas residuales) y de materia (por ejemplo, nutrientes y contaminantes). Los distritos de la ciudad son caracterizados entre otros, por la cantidad de habitantes, distribución de niveles socioeconómicos, patrones de comportamiento de consumo de agua, porcentaje de agua no facturada. Asimismo, se consideran, además de la cantidad de agua, la calidad del agua (por ejemplo, en el suministro del agua y en el tratamiento de aguas residuales) y los flujos de energía.
La realización de análisis y comparación de alternativas permiten también la evaluación de costos (inversión y de operación y mantenimiento según las categorías de costos utilizados por la empresa de agua). Dicha evaluación se realiza mediante la categoría de costos implementada por la empresa de agua de Lima SEDAPAL. El simulador de sistemas de agua ofrece una gama de opciones para la visualización de los resultados (por ejemplo, tablas de series de tiempo, diagramas Sankey, resultados numéricos y de texto, interfaces con Excel, diagrama de barras para la comparación de alternativas, etc.), opciones que aseguran que los resultados puedan contribuir a la discusión de opciones entre los tomadores de decisiones. Una importante característica de LiWatool es la flexibilidad que este ofrece al usuario para la incorporación y modificación de nuevas variables, parámetros, elementos y procesos.
Con el objetivo de incrementar la aplicabilidad del simulador en Lima, no solamente durante la implementación del proyecto, sino también después de concluido este, se han realizado una serie de talleres de capacitación en el ámbito del proyecto LiWa.
Aunque el simulador de sistemas de infraestructura urbana se ha creado para su aplicación a cualquier infraestructura urbana, la modelización representa un aspecto escencial en el proyecto LiWa. Es por ello que se ha realizado la integración e implementación de modelos para la modelización del sistema de agua y aguas residuales de Lima Metropolitana. El sistema de agua de Lima y Callao se ha representado en diferentes niveles de detalle, atendiendo con ello a diferentes necesidades de aplicación (evaluación de escenarios y el apoyo a la planificación detallada de la empresa de agua).
En la Figura 1 se muestra la biblioteca general de bloques (módulos) para sistemas de agua. Figura 2 muestra una aplicación de LiWatool para la evaluación de escnarios de Lima y Callao. Para la descripción o representación de los subsistemas del sistema de agua y aguas residuales se han utilizado bloques (tales como pozos de agua subterránea, plantas potabilizadoras de agua, distritos de la ciudad, etc.). La figura ilustra también algunos resultados de la simulación, tales como los flujos de agua potable (extracción de agua subterránea, purificación de agua superficial y generación de aguas residuales) a través de diagramas Sankey.
Figura 1: LiWatool: Algunos de los bloques generales para sistemas de agua
Figura 2: Aplicación de LiWatool a Lima y Callao (modelo sencillo)
Durante el proceso de modelización (en un nivel más detallado) se han involucrado varios departamentos de SEDAPAL. Asimismo, con el objetivo de propiciar un ambiente de discusión de alternativas y soluciones potenciales, se han involucradotambién en el proceso de modelización (esta vez en un nivel más amplio) a diferentes representantes o instituciones claves del sector agua (por ejemplo, la empresa de agua, agencias gubernamentales, universidades, organizaciones no gubernamentales). Con ello se tienen dos productos de forma simultánea: un simulador de sistemas de agua (el cual es aplicado a otras ciudades y a otros sistemas) y su aplicación a Lima, facilitando el proceso de involucramiento de los tomadores de decisión y propiciando un proceso de toma de decisiones en forma participativa. El modelo de todo el sistema de agua y aguas residuales de Lima también se ha aplicado para el análisis (a nivel mas detallado) de los escenarios generados como parte del Paquete de Trabajo 2 (Desarrollo de Escenarios).
El simulador de sistemas de agua interactúa de forma estrecha con los demás paquetes de trabajo del proyecto LiWa. Asi por ejemplo, los resultados del modelamiento de clima y cuencas hidrográficas para la determinación de la disponibilidad de agua de la región de Lima en el futuro (Paquete de Trabajo 3) facilitan parte de los datos de entrada en el simulador. Otros resultados de gran relevancia son los escenarios generados por el Paquete de Trabajo 2 (Desarrollo de Escenarios), los cuales se han utilizado, haciendo uso del simulador de sistemas de agua, para la definición y análisis de alternativas potenciales orientadas a mejorar la gestión del agua y las aguas residuales de Lima. Este último se ha realizado tomando en cuenta a los tomadores de decisiones y a través de la organización de mesas redondas (Paquete de Trabajo 5). Con esto se ha propiciado un ambiente de discusión y toma de decisiones participativa. Los aspectos financieros (por ejemplo, los ingresos por tarifas de agua) también han sido considerados en el simulador de sistemas de agua (Paquete de Trabajo 9). El Paquete de Trabajo 6 esta orientado a la realización de actividades de formación y capacitación que contribuyan a motivar la adopción de técnicas de modelización en el sector académico y profesional en el Perú.
Referencias:
Baccini, P., Bader, H. (2006): Regionaler Stoffhaushalt, Springer, Heidelberg, Berlin, Oxford
Schütze, M. (2012): Water and Wastewater Management in Megacities – How can a city prepare itself for the future? A project in Lima/Peru. gwf Wasser/Abwasser, S1/2012, 64-68
Schütze, M., Robleto, G. (2010): Challenges of water and wastewater management in the desert megacity of Lima/Peru - how can macromodelling help? NOVATECH, 7th International Conference on Sustainable Techniques and Strategies in Urban Water Management. Lyon, 28.06.-01.07.2010
Schütze, M., Robleto, G., León, C., Rodríguez, I. (2011): Modelling and scenario building of urban water and wastewater systems – Addressing water shortage in Lima. Keynote lecture. 12th International Conference on Urban Drainage. Porto Alegre, 11.-16.09.2011
Contacto: Manfred Schütze; Ifak Magdeburg e.V.
