EXPERIENCIA EN COLOMBIA SOBRE PLAN DE IMPLANTACION DE UN PROGRAMA DE MONITOREO DEL AGUA 1

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1 EXPERIENCIA EN COLOMBIA SOBRE PLAN DE IMPLANTACION DE UN PROGRAMA DE MONITOREO DEL AGUA 1 OBJETIVO Elaboró: Claudia Yaneth Contreras Trujillo 2 Fecha: Marzo de 2010 Documentar en forma sucinta el desarrollo de la experiencia en Colombia sobre el diseño y análisis del plan de implantación de un programa de monitoreo del agua, como aporte para el Grupo Técnico de Trabajo de Hidrología y Recursos Hídricos de la Asociación Regional III de la OMM ANTECEDENTES El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial MAVDT, de acuerdo con ley 99 de 1993 y el Decreto 216 del 2003 cumple funciones de establecimiento, administración y coordinación del Sistema de Información Ambiental para Colombia SIAC, compartiendo con el IDEAM, los institutos de investigación y las autoridades ambientales regionales, las labores relacionadas con la conceptualización e implementación del Sistema. El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, entidad que se organiza y establece a partir del Decreto número 1277 de 1994 como una institución científica adscrita y vinculada el MAVDT, recoge y continua con las actividades que con anterioridad venía desempeñando el Instituto Colombiano de Hidrología, Meteorología y Adecuación de Tierras HIMAT, dentro de las cuales está el ser la fuente oficial de información científica y autoridad máxima en las áreas de hidrología y meteorología. El Plan Nacional de Desarrollo en su objetivo impulsar el crecimiento económico sostenible y la generación de empleo define dentro de la estrategia de sostenibilidad ambiental, el programa de Planificación y administración eficiente del medio ambiente; en el cual se incluye como uno de los propósitos avanzar en la consolidación del Sistema de Información Ambiental para Colombia (SIAC) y se prepara la segunda generación de indicadores de línea base ambiental para Colombia. Con sentido práctico, se definieron los recursos naturales sobre los cuales aplicar esfuerzos sobre las cadenas de información para maximizar los resultados, resultando el agua como uno de ellos, y del cual existe abundante captura de información en el tema de la oferta hídrica, especialmente por los datos que se generan a través de la red hidrológica básica nacional que opera el IDEAM (aunque existen otras 1 La elaboración y estructuración del presente documento se hizo revisando y analizando especialmente documentación producto de trabajos internos del IDEAM 2 Ingeniera Geógrafa, especialista en Hidrología y Recursos Hídricos. Subdirección de Hidrología -IDEAM

2 entidades que tienen redes que cumplen fines específicos pero que no se conoce si están regidas por estándares y protocolos para sus fases de producción e integración) bajo los lineamientos dados por la OMM (Guías de Prácticas Hidrológicas). Se planteo un marco conceptual del sistema de información y el desarrollo de un modelo conceptual para el Programa Nacional de Monitoreo y seguimiento del agua que contempla manejo de información, y validado a través de proyectos pilotos en las jurisdicciones de las autoridades ambientales regionales. DESARROLLO La propuesta de Programa de Monitoreo y Seguimiento del Agua se da a partir del desarrollo de los siguientes aspectos: Revisión de información y documentación existente del Sistema de Información Ambiental para Colombia en las entidades del sector (MAVDT, IDEAM, entre otras), para identificar políticas, normatividad, competencias institucionales para la implementación de un sistema de información y específicamente del Programa Nacional de Monitoreo y Seguimiento de Agua Visualización del mapa de gestión de los recursos hídricos y sus principales relaciones sistémicas Marco conceptual de un sistema integrado de información de agua y ecosistema Propuesta de diseño del Programa Nacional de Monitoreo y Seguimiento de Agua Estrategia de implementación del Programa Nacional de Monitoreo de agua Necesidades de monitoreo y seguimiento de agua, considerando los requerimientos del país para hacer monitoreo al estado ambiental del agua, las funciones de las entidades del SINA y del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico y las prioridades institucionales y condicionamientos normativos para su aplicación Modelo conceptual Se basa en considerar básicamente dos aspectos, los conceptos y desarrollos alrededor de la información como instrumento para la toma de decisiones y las características en sí de la estructuración de la información del agua. La primera, una toma de decisiones informada, es la necesidad de fundamentar la toma de decisiones en elementos objetivos y disminuir el margen de error dado por la intuición y los sesgos propios de carácter subjetivo que tiene el ser humano, especialmente ante la ausencia de plataformas sólidas de información. Y la segunda se refiere al propio manejo de dicha información en términos de relevancia y calidad sobre la gran cantidad de datos que permanentemente se generas sobre la temática del agua, los cuales requieren una forma estandarizada y consistente en su generación, levantamiento, almacenamiento, análisis y divulgación oficial.

3 Colombia ha venido diseñando e implementando el marco conceptual del Sistema de Información del Recurso Hídrico SIRH, con énfasis en la elaboración del modelo conceptual del Programa Nacional de Monitoreo y Seguimiento de Agua, integrado y articulado a los criterios planteados del Sistema de Información Ambiental para Colombia SIAC de manera concertada con las instituciones del Sistema de Información Nacional Ambiental SINA, que incluye diagnóstico general del flujo de información de agua, competencias y estructura institucional, la demanda y oferta de información, y el nivel de desarrollo de los sistemas de información. Actualmente se encuentra validando con las entidades del Sector, el Programa Nacional de Monitoreo y Seguimiento de Agua, incluyendo componentes que requiere desarrollar el país para hacer monitoreo al estado ambiental del agua, desde un enfoque integral (incluyendo el tema de agua potable y saneamiento básico), bajo la coordinación del Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, aprovechando la experticia y experiencia adquirida en los últimos 40 años con la operación y mantenimiento de una red básica de monitoreo de variables hidrometeorológicas, bajo los estándares establecidos por la Organización Meteorológica Mundial OMM. Como parte de la estrategia de implementación del Programa Nacional de Monitoreo del Agua se han identificado, evaluado y realizado propuestas de ajustes con las instituciones del sector, a los Indicadores mínimos que deben hacer parte del SIRH, reconociendo los requerimientos del país para hacer monitoreo al estado ambiental del agua, los alcances institucionales y condicionamientos normativos, así como el dimensionar los requerimientos técnicos, presupuestales y de capacitad institucional. Es así como se determina un esquema integrado para la gestión de la información del recurso hídrico compuesto por los siguientes componentes: Marco conceptual Programa Nacional de Monitoreo Estándares y protocolos Infraestructura de datos mínimos Diagnóstico de capacidad Institucional, técnica y operativa Desarrollo de bodega de datos Desarrollo de herramientas para la transferencia de datos: otras entidades Ideam

4 Esquema operativo integrado Este Plan Nacional de Monitoreo, que como bien se había mencionado anteriormente, se basa en la experiencia que el IDEAM ha ganado con la operación de una red básica, se construye teniendo en cuenta el que aborde temáticas que se reparten en tres grandes grupos o nichos de intervención: El primero, Estructurales Básicos, tiene en cuenta el aprestamiento básico de la institucionalidad para abordar y aplicar con efectividad el programa de monitoreo, bajo las condiciones y requerimientos actuales. Un segundo grupo, Efectividad Interna, se focaliza en dar tratamiento preventivo o mejoramiento a todos aquellos procesos relacionados con la generación, flujo procesamiento y divulgación de información hidrológica, internos de la Institución, y en donde deben estarse analizando continuamente los factores de riesgos en la producción del dato hidrológico, para implementar medidas de mejoramiento y crecimiento. Y un tercer grupo de acciones, Efectividad Externa, son las orientadas a que la entidad se dote de un plus de capacidad en términos de la producción de bienes y la prestación de servicios específicos. En el siguiente cuadro se enmarcan las acciones específicas que se dan al interior de cada uno de los grupos descritos anteriormente:

5 Actualización del Marco Normativo Desarrollo del Conocimiento Básico Hidrológico 1. Estructurales Básicos Rediseño de la Red Hidrológica Nacional de Referencia RHNR Reorganización del Catálogo Nacional de Estaciones Diseño y Aplicación de una Estrategia de Sostenibilidad Financiera Efectividad en la Generación de Datos Hidrológicos 2. Efectividad Interna Efectividad en el Flujo de Datos Hidrológicos Efectividad en calidad de Datos y Series Hidrológicas Plan de Actualización Tecnológica 3. Efectividad Externa Efectividad en la Prestación de Servicios Asociados a la Producción de dato Hidrológico Apoyo, Soporte y Generación de Capacidad Externa Indicadores Son productos sintéticos de información, la cual puede estructuralmente estar desagregada en varios niveles, comenzando desde lo más básico a lo más complejo y cuya estructura que podría aproximarse a lo mostrado en el siguiente gráfico:

6 Dato Variable Atributo Parámetro Índice Unidad de información, pieza más simple de información Son estructuras de datos que, cambian a lo largo del tiempo y que puede tomar diferentes valores Característica particular del dato y la variable Descriptor que puede tomar diferentes valores y que se utiliza como valor de comparación en una rutina, programa o cálculo matemático. Referencia el valor de otra pieza de información Relación ponderada de datos y variables El que uno u otro de estos niveles sean considerados un indicador o no, depende del valor específico que dicha pieza de información represente al momento de la toma de una determinada decisión o su valor específico para representar escenarios de gestión. Entendiendo entonces un indicador como la cuantificación simplificada de fenómenos para ayudar a entender relaciones complejas o cambios en los sistemas, se han identificado unos mínimos prioritarios de indicadores de oferta, demanda y calidad de agua, relacionados en la siguiente tabla: Nivel Primario Nivel Secundario Nivel terciario Oferta Hídrica Superficial Nivel N m Velocidad de la corriente Ancho de la sección m Profundidad m Precipitación P" mm Caudal Q m 3 /s Rendimiento l/s/km 2 Escorrentía superficial Es mm Variación de la escorrentía con respecto a la condición media de referencia. Índice de Aridez Área de la cuenca A km2

7 Nivel Primario Nivel Secundario Nivel terciario Evapotranspiración real ETR mm Evapotranspiración Potencial ETP mm Pendiente del terreno Oferta Hídrica Subterránea Nivel de pozos Pendiente del terreno Porosidad del suelo Conductividad Hidráulica Descarga Hídrica Subterránea Reservas Hídrica Subterránea por efecto elástico Km 3 Reservas Hídrica Subterránea por efecto secular Km 3 Índices de recursos y reservas de agua subterránea. Escurrimiento subsuperficial Área del acuífero Espesor del acuífero Gradiente Hidráulico Calidad de Agua Superficial Oxígeno disuelto Ox Potencial de Hidrógeno ph Déficit de Oxígeno disuelto OD % Índice de Calidad de Agua

8 Nivel Primario Nivel Secundario Nivel terciario Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO 5 Ton/año Demanda Bioquímica de Oxígeno per cápita DBO 5 Ton/año Demanda Química de Oxígeno DQO Temperatura del agua T Concentración de sedimentos Transporte total de sedimentos Turbidez Sólidos suspendidos totales Color Coliformes fecales y totales Calidad de Agua Subterránea Conductividad Hidráulica Eléctrica Balance Hídrico Nivel N m Escorrentía superficial Es mm Índice de Escasez Velocidad de la corriente Escorrentía subterránea Es mm Ancho de la sección m Oferta Hídrica Superficial neta m 3 Precipitación P" mm Demanda de Agua para Uso Doméstico DUD

9 Nivel Primario Nivel Secundario Nivel terciario Área de la cuenca A km2 Demanda de Agua para uso Industrial DUI Evapotranspiración real ETR mm Demanda de Agua para el Sector Servicios DUS Evapotranspiración Potencial ETP mm Demanda de agua para el sector agrícola DUA Demanda de agua para uso pecuario DUP Índices de cobertura vegetal Humedad del suelo Índice de Vulnerabilidad por disponibilidad de agua Características fisiográficas y geológicas (estructura, textura y tipo de suelo, formaciones geológicas, etc.) Amenazas Hidrológicas Nivel N m Niveles Medios Índice de Amenaza por Inundación Niveles Críticos Niveles Mínimos Índice de Amenaza por Niveles Mínimos

10 Red de monitoreo de agua superficial El Congreso de Colombia aprobó la creación del Servicio Meteorológico a través de la ley 74 de 1916, pero pasaron 6 años hasta que en 1922 se inauguró el Observatorio Meteorológico Nacional de San Bartolomé. En 1958, por medio del Decreto 622 se reorganizó el Instituto Agustín Codazzi y se le asignaron funciones para establecer, operar y coordinar la prestación de los servicios meteorológicos e hidrológicos para el país. La ley 99 de 1958 facultó al Gobierno para organizar el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SNMH. Colombia ya era miembro de la Organización Meteorológica Mundial. En enero de 1962, cundo se instalaron en el país la mayoría de las estaciones meteorológicas que todavía hoy en día funcionan. En 1965 se solicitó al programa de las naciones Unidas para el desarrollo una asistencia técnica y económica para un proyecto conjunto, que concluyó en la creación del Servicio Colombiano de Meteorología e Hidrología, el tan recordado y añorado SCMH, mediante el decreto extraordinario 2420 de septiembre de Se creó el HIMAT en 1976, y se pasó el SCMH, junto con las funciones de adecuación de tierras. En 1993 mediante la ley 99 se creó el Ministerio del Medio Ambiente, se organizó el Sistema Nacional Ambiental SINA, retomando aspectos de a cumbre de Río. El Decreto 1277 de 1994 estableció y organizó el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM, que marcó el comienzo del fin de la ciencia de la Meteorología de Colombia. Con el anterior antecedente y como se mencionó anteriormente, las mediciones hidrológicas nacen oficialmente con la creación del Servicio Colombiano de Meteorología e Hidrología, el cual tuvo como única función la ejecución de las actividades de observación, medición, análisis y publicación de datos hidrológicos y meteorológicos, sea directamente o en coordinación con otras entidades. Fue en cumplimiento de esta función como se diseño una red mínima básica y se comienza la definición de la red óptima necesaria, a partir de criterios como los de la OMM para la definición de la densidad de la red y la instalación de nuevas estaciones, así se logra establecer una red que podía representar procesos de escala sinóptica y el clima en diferentes regiones del territorio nacional. Se estableció, inicialmente, que en Colombia se requeriría una red optima de aproximadamente 1700 estaciones y de una mínima de 700 estaciones hidrométricas, estas últimas distribuidas de la siguiente forma: 390 en la Cuenca Magdalena Cauca, 100 en las cuencas de la Orinoquia, 80 en las de la Amazonia, 50 en el Pacífico y 60 en el Atrato, Sinú y resto de ríos que drenan al Caribe. Con lo anterior se reseña la aparición del primer agente del proceso de obtención de datos hidrológicos la Red Hidrometeorológica Nacional 3, hoy bajo la administración del IDEAM. En la actualidad la red cuenta con 788 estaciones hidrológicas de las cuales 44.4% son limnimétricas y un poco más de la mitad, 3 Los fenómenos hidrometeorológicos se estudian mediante los análisis de la serie de datos obtenida en sitios o estaciones de medición distribuidos sobre el área de la región en estudio. Este grupo de puntos de medición en conjunto con el instrumental, los protocolos, estándares de medición y el equipo técnico administrativo de operación conforman lo que se denomina la "red hidrometeorológica"

11 54,8% son limnigráficas (ver mapa estaciones convencionales). Complementan la red nacional 526 estaciones climatológicas y 1333 pluviométricas. Red de Estaciones Hidrológicas Convencionales del IDEAM

12 En el año 2003 y con la colaboración del Gobierno Suizo con el objeto de modernizar la red existente, el IDEAM adquirió 235 estaciones hidrometeorológicas automáticas con transmisión satelital en tiempo real, de ellas 50 son estaciones hidrológicas (ver mapa estaciones automáticas transmisión satelital). IDEAM Red de Estaciones Hidrológicas Automáticas Transmisión Satelital IDEAM

13 Asimismo se adquirieron 355 Registradores Automáticos de Niveles RAN para ser instalados en las fuentes hídricas del país, los cuales irán reemplazando paulatinamente a los registradores mecánicos ó limnígrafos. Un segundo agente clave dentro del proceso de captura de información es El Observador. El observador es una persona de la localidad generalmente un campesino cuyo predio se encuentra cerca de una estación de la Red Hidrometeorológica, a esta persona se le ha instruido en la forma de realizar las lecturas, generalmente los niveles temperatura, mediante la mira de un limnímetro (ver imagen de estación hidrológica), el observador realiza esta medición diariamente y la registra en una serie de formatos establecidos para tal fin, (ver imagen formatos del observador), los datos que captura este observador son comprados por IDEAM para alimentar la base de datos hidrológica del país. Por su parte, los generadores de datos diferentes aparte del IDEAM y que por sus características productivas requieren y conforman redes hidrológicas se presentan en la siguiente tabla: Tabla Redes Particulares (actualizado en el año 2006) ENTIDAD No. ESTACIONES ACTIVAS ADENAVI 15 CAR 386 CDMB 13 CHEC 118 COLTABACO 11 CRQ 22 CVC 132 EAAB 254 EEEB 16 EEPP 273 FEDECAFE 396 IDEAM 2674

14 INGETEC 7 ISA 14 MIN-TRANSPORTE 10 PARTICULARES 265 P. COLOMBO- HOLANDES 9 Guía de Monitoreo Las prácticas y procedimientos hidrológicos aplicados por el IDEAM, están orientados hacia el cumplimiento de las pautas expedidas por el Reglamento Técnico de la OMM, el cual se complementa con guías en las que se describen con más detalles, las cuales son actualizadas con los aportes de los estados miembros, ejemplo quinta edición de la Guía de Prácticas Hidrológicas, OMM. En el año 2004 el IDEAM integró los lineamientos básicos que debe tener en cuenta un programa de monitoreo del recurso hídrico en los ámbitos continental y marino, en una documento que denomino Guía para el monitoreo y seguimiento del agua la cual contiene documentos anexos que tratan de explicar en detalle procedimientos y metodologías utilizadas en el monitoreo de las variables del recurso hídrico. En el año 2006 se hizo una actualización y para el año 2010 se tiene proyectado realizar una última revisión para su publicación oficial Sistema de Información Entendido como el conjunto de procesos que, operando sobre una colección de datos estructurada de acuerdo a una empresa, recopila, elabora y distribuye la información (o parte de ella) necesaria para sus operaciones y para las actividades de dirección y control correspondientes, apoyando al menos en parte, la toma de decisiones necesarias para desempeñar las funciones y procesos de de la empresa de acuerdo a su estrategia de negocios 4, un sistema de información del recurso hídrico debe mostrar el análisis tanto al interior del sistema como en sus relaciones con el entorno, lo que se podría llamar como proveedores de datos u oferentes de información, que visto a través de un diagrama tiene la siguiente forma: 4 Definición de Sistema de Información obtenida de la Web en

15 Oferta de Datos Demanda de Productos de Información IDEAM Entradas Datos Almacenamiento Transformación o Procesamiento Salidas Productos de Información Diagrama básico del Sistema de Información Es decir que considera la perspectiva de mercado y flujo de información en donde se identifican tanto actores como usuarios interesados en conocer oferta y demanda, y permite establecer los diferentes roles e instituciones dentro de la base conceptual del sistema. Para describir las etapas que constituyen el flujo de información se consideran fundamentalmente dos aspectos, el primero el tema, sus variables e indicadores, el segundo los agentes y tercero el proceso. Es así como se retoma el modelo conceptual básico a partir del cual el IDEAM pone en marcha las acciones dirigidas al cumplimiento de sus objetivos y funciones, observado en el siguiente diagrama: FASES DE FLUJO DE INFORMACIÓN Generación Obtención de Datos Asimilación Almacenamiento Análisis y Proceso Difusión Divulgación Pre análisis Sistema de Alertas Ambientales Sistemas de observación y medición. Catálogo Nacional de Estaciones Investigación y Estudios básicos y aplicados

16 A continuación se enumeran las variables que se identificaron como las básicas que debe contener un Sistema de Información del Recurso Hídrico: a) Aguas continentales Las variables que se consideran deben ser medidas u observadas para obtener la información mínima necesaria que permita representar el estado, los procesos básicos, la composición química y la dinámica del agua en los ambientes continentales son: Escurrimiento superficial: Nivel Velocidad de la corriente Ancho de la sección Profundidad Área Caudal Escurrimiento subterráneo: Nivel piezométrico Espesor del acuífero Profundidad Gradiente hidráulico Área del acuífero Conductividad hidráulica Transmisividad Sedimentos: Concentración Transporte Variables físico químicas mínimas en aguas superficiales: Oxígeno disuelto PH Conductividad eléctrica Demanda Bioquímica de Oxígeno

17 Demanda Química de Oxígeno Temperatura del agua Sólidos Suspendidos Totales Nutrientes Nitrogenados Coliformes Totales y Fecales Sólidos Totales y Fosforo Soluble Variables físico químicas mínimas en aguas subterráneas: Iones mayores (Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Cloruros, Sulfatos, Nitratos y Carbonatos) PH Temperatura Conductividad eléctrica Coliformes Totales y Fecales Potencial de oxidación reducción CONCLUSIONES Desde el punto de vista normativo, es fundamental que la información tenga un marco de referencia normativo frente a propuestas de flujo y transferencia de información entre la institucionalidad pública y la privada. Desde el punto de vista temático se ve la necesidad de información sobre el recurso hídrico esencialmente en dos frentes: Uno orientado hacia la caracterización de la oferta de información de agua, bajo dos premisas, la de normatividad y políticas públicas, y otra la de la necesidad de información por las características de la actividad productiva misma área que relaciona a su vez la institucionalidad competente como generador de información Y el segundo frente referido a la caracterización de la demanda de información del mismo modo referida desde la norma pero también bajo el análisis de los usuarios sectoriales y la necesidad y el objetivo más relevante para el desarrollo del SIAC

18 Siendo el agua uno de los componentes ambientales, el programa de monitoreo del recurso hídrico debe contener las relaciones con los demás subsistemas tales como los de aire y atmósfera, suelo, biodiversidad y ecosistemas. Un sistema de información del recurso hídrico debe contar con el suministro de la infraestructura idónea para operar el sistema (soporte, conectividad, hardware, software, etc.). Parte del proceso dinámico de validación del plan de monitoreo del agua que se adelanta se nota la necesidad de establecer una estrategia para la auditoria de la información, de tal manera que los datos y/o información que este alimentado el Sistema tengan la garantía de estar siendo medidos bajos estándares y protocolos. De los procesos de validación del programa de monitoreo se han encontrado debilidades tales como la capacitación permanente de personal para realizar el monitoreo a nivel nacional. Es inminente la necesidad de implementar programas con cierta regularidad que aseguren personal idóneamente capacitado para levantar la información bajo los protocolos y estándares establecidos. RECOMENDACIONES Uno de los temas a incluir dentro del próximo plan de las actividades del Grupo Técnico de Trabajo de Hidrología y Recursos Hídricos de la Asociación Regional III de la OMM, es un análisis del estado del monitoreo del recurso hídrico en la Región, aprovechando la experiencia de Colombia en la temática. Dentro del Programa Operativo Anual del IDEAM para el año 2010 está contemplado la revisión definitiva de la Guía de Monitoreo y Seguimiento del Agua, para su publicación oficial. Se observa una gran oportunidad el poder contar con expertos de la OMM para coayudar en esta revisión y/o complementación final, para garantizar que queden plasmados especialmente nuevos procedimientos utilizados en el monitoreo del agua. Se tiene establecido la realización en el 2010 de un taller teórico práctico sobre mediciones hidrométricas no solo con personal del IDEAM dedicado a dicha labor sino con entidades SINA que por sus funciones realizan monitoreo del recurso hídrico. Se deja la ventana para la participación de una persona de los Servicios Hidrológicos por cada uno de los países integrantes de la AR III, encargadas actualmente de realizar este tipo de mediciones, así como plantear la necesidad de contar con el apoyo de la OMM para tener expertos en el taller que refuerce temáticas tales como generación de caudales teniendo en cuenta tecnologías actuales tanto de instrumentos como de procedimientos metodológicos y monitoreo de las aguas subterráneas.