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 INSTITUCIONES INDIVIDUOS EDEGEL SOCIEDAD CIVIL Universidades ONGs Empresa Privada Población.. LOCAL REGIONAL Instituto Metropolitano de Planificación (IMP) Servicio de Parques de Lima (SERPAR) Subgerencia de Defensa Civil.... REGION LIMA REGION CALLAO REGION JUNÍN NACIONAL Presidencia del Consejo de Ministros (PCM) REGION LiMA PROV. Ministerio de Agricultura (MINAG) Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento Ministerio de Medioambiente (MINAM) Ministerio Salud (MINSA) Ministerio de Energía y Minas (MINEM) Ministerio de Economía y Finanzas (MEF) Fuente: Miranda 2012 SUNASS SINAGERD ANA DGOT COFOPRI SEDAPAL SENAMHI DIGESA
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
Desarrollo urbano sensible al agua Estrategia infraestructura ecológica Modelamiento de clima y agua Escenarios Análisis de impactos cruzados Macromodelación Simulador del sistema de agua Formación de capacidades Evaluación de tarifas de agua Análisis de la política tarifaria Productos para la aplicación Plataforma de actores Enfoques participativos de gobernanza Productos científicos 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 Escenarios integrados LiWatool Simulación Mesas Redondas, Delphi en grupos Evaluación de medidas Plan de Acción Lima 2040 Cross-Impact- Balance Analysis Escearios de gobernanza, sociedad, infraestrutura Resultados de análises detalladas Tarifas de agua Reuso de agua 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 climático
Q [m3/s] Escenarios hidrológicos - Downscaling de modelos globales de circulación - Modelamiento hidrológico de las cuencas - Escenarios IPCC 60 50 Cuenca principal (para La Atarjea) 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 months Atarjea EchamA2 EchamA1B EchamB1 HadA2 HadA1B Promedios de caudales en La Atarjea 2011-2050 (HBV) HBV EchamA2-9.62 EchamA1B -1.21 EchamB1-5.81 HadA2-6.58 HadA1B 5.56 Variación de los caudales en La Atarjea, 2011-2050 11
Definiendo escenarios: Llegando a escenarios consistentes ScenarioWizard Análisis de interdependencias (Cross-Impact Balance) download www.cross-impact.de 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. 3 Config. no. 9 Config. no. 4 Config. Config. no. 12 Config. no. 10 no. 11 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 verdes I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I1 Ciudad con planificación y áreas 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 L3 Fuentes de agua disminuyen L1 Fuentes de agua aumentan L2 Fuentes de agua se mantienen L3 Fuentes de agua disminuyen L1 Fuentes de agua aumentan L1 Fuentes de agua aumentan M1 Caudal de los ríos M3 Caudal bajo (sequías excesivo graves) (inundaciones) M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) M1 Caudal de los ríos excesivo (inundaciones) M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) M3 Caudal bajo (sequías graves) M2 Caudal de los ríos aumenta sin riesgos
Definiendo escenarios: Escenarios Lima 2040 Escenario A: Condiciones climáticas difíciles se suman a una gobernanza muy deficiente 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 B3 Empresa de agua dependiente del gobierno I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes 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 L3 Fuentes de agua disminuyen M3 Caudal bajo (sequías graves) M1 Caudal de los ríos excesivo (inundaciones) Escenario B: La tragedia de las medidas aisladas Escenario B1: La gestión de cuencas nadando contra corriente B3 Empresa de agua dependiente del gobierno I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes 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 L1 Fuentes de agua aumentan M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) Escenario B2: La empresa de agua privada como luchador solitario B1 Empresa de agua privada D1 Crecimiento de la población alto D1 Crecimiento de la población alto D1 Crecimiento de la población alto D3 Crecimiento de la población bajo L2 Fuentes de agua se mantienen M1 Caudal de los ríos excesivo (inundaciones) L3 Fuentes de agua disminuyen M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) Escenario C: Las oportunidades de los actores a nivel meso 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 B1 Empresa de agua privada I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes L1 Fuentes de agua aumentan M3 Caudal de los ríos bajo (sequías graves) Escenario D: Resiliencia al clima por medio de la gobernanza B2 Empresa de agua con autonomía del 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 I1 Ciudad con planificación y áreas verdes E1 Pobreza urbana aumenta E1 Pobreza urbana aumenta E1 Pobreza urbana aumenta E3 Pobreza urbana disminuye L1 Fuentes de agua aumentan M3 Caudal bajo (sequías graves) M2 Caudal de los ríos aumenta sin riesgos
Aguas 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 muchos más 14
Simulación y evaluación de los escenarios y medidas posibles Escenarios A B C Participación Input data Macromodelamiento (todo de Lima) Output results A B C D Discusión y Sugerencias
El simulador LiWatool Simulador para simular sistemas de manera conceptual (no solamente para sistemas de agua) LiWatool (Versión 2.1.104) Flujos (caudales) y recursos Basado en la modelación del redes de procesos y recursos (MFA) 16 Desarrollado por el instituto ifak, muy flexible Ecuaciones lineales y no-lineales; diferentes algoritmos Muy alta flexibilidad, bajo costo
El 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 19
Simulador 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) Ingreso por tarifas [milliones PEN/a] Consumo de energia [milliones kwh/a] Carga organica [tonadas DBO/a] Areas verdes 25
Simulaciones Resumen para todos los escenarios Datos de entrada (Input) Datos de salida (output) 26
1 ra Mesa Redonda Agua y Cambio Climático en Lima y Callao, 06.10.2011 2 da Mesa Redonda Escenarios de Agua y Cambio Climático para Lima y Callao, 15.03.2012 3 ra Mesa Redonda Tarifas y alternativas de gestión del agua potable, 17.10.2012 4 ta Mesa Redonda Evaluación de medidas para la gestión sostenible del agua, 22.11.2012
Discusiones de actores claves (16.04.2013)
Fimando el Plan de Acción para Lima y Callao
Productos inmediatos de LiWa Resultados de modelamiento del clima para Lima Escenarios participativos de agua en Lima Simulador para planeamiento integrado de sistemas de infraestrutura (p.e. agua) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 HAD A2 Had A1B Echam A2 Echam A1B Echam B1 Observed 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 Escenario B: La tragedia de las medidas aisladas Escenario A: Escenario C: Escenario D: Escenario B1: Escenario B2: Condiciones climáticas difíciles se suman a Las oportunidades de los actores a nivel Resiliencia al clima por medio de la La gestión de cuencas nadando contra La empresa de agua privada como una gobernanza muy deficiente meso gobernanza corriente luchador solitario A1 Gobierno con poder de decisión y con 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 A2 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 gobierno B3 Empresa de agua dependiente del B1 Empresa de agua privada B1 Empresa de agua privada B2 Empresa de agua con autonomía del 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 verdes I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas verdes I2 Ciudad sin planificación y pocas áreas 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 K1 Tratamiento y reuso de aa.rr. se mantiene K2 Tratamiento y reuso 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) riesgos Conceptos de Diseño Urbano Senstivo al Agua para Lima Análisis del sistema tarifario Modulos para capacitación, sistema elearning, guías 32
Resultados de LiWa Resultados de modelamiento del clima para Lima Escenarios participativos de agua en Lima Simulador para planeamiento integrado de sistemas de infraestrutura (p.e. agua) Estrategia de Adaptación al Cambio Climático de la Municipalidad de Lima Análisis y planeamiento de infraestrutura de agua Conceptos de Diseño Urbano Senstivo al Agua para Lima Análisis del sistema tarifario Plan Concertado de Desarrollo Urbano Sistema tarifaria sugerido Modulos para capacitación, sistema elearning, guías Estudiantes y profesionales capacitados 33
Resultados 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 multiparcial 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.eu