Dinamica de Sistemas_modelo Del Agua

5/10/2018 Dinamica de Sistemas_modelo Del Agua - slidepdf.com

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Estudios de ProspectivaDinámica de Sistemas

“Modelado con dinámica de sistemas del impacto

de la disponibilidad del agua por ciudadano en

su desarrollo social y humano”

Presenta: Cain Bohorquez RamosMaestría en Planeación Estratégica Municipal

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1. Introducción

La ciudad de Miahuatlán de Porfirio Díaz es una ciudad situada en la sierra

Sur del estado de Oaxaca, cuenta con una población de 18,987 habitantes,

según el censo 2010 del INEGI, las características topográficas de la sierra

donde se asienta la ciudad, han propiciado un desarrollo habitacional y

comercial, otras tendencias de crecimiento se registran hacia las afueras de la

ciudad principalmente con 15 nuevas colonias , durante la última década. Por

todo lo que implica lo anterior, el crecimiento de los asentamientos humanos y

por ende de la actividad y el desarrollo económico del Municipio de Miahuatlán

de Porfirio Díaz y su zona conurbada en los últimos años, ha generado una

creciente demanda de servicios básicos como el agua potable que resulta

prioritaria para el desarrollo humano.

El diagnóstico general del Sistema Administrador de Agua Potable de la

Ciudad de Miahuatlán de Porfirio Díaz manifiesta que la eficiencia en su

operación es muy baja, ya que no existen una gestión adecuada de este

recurso, debido a la ausencia de métodos y herramientas de planeación ,

infraestructura y equipamiento y un desequilibrio financiero y de capacidad

recaudatoria. Hoy en día, parte de la problemática de ineficiencia que se

enfrenta en la prestación de éstos servicios corresponde a que las tarifas de

agua potable que se cobran son menores al costo de producción, con lo que

los organismos no tienen los medios para prestar servicios de calidad y

dependen del otorgamiento de subsidios, sin embargo la existencia de pozos

profundos en la mayoría de los hogares de la población aminora los efectos de

esta calidad ineficiente en la prestación de este servicio.

La situación actual de los servicios que presta el Sistema Administrador de

Agua Potable de la Ciudad de Miahuatlán de Porfirio Díaz, de acuerdo a los

principales indicadores de medición utilizados en la materia, es la siguiente:

Con un total de 12 mil tomas registradas a junio de 2011, beneficiando a 15 mil

habitantes logrando una cobertura del 79% de agua potable.

De acuerdo con información de la Comisión Nacional del Agua del año 2010,

para la Sierra Sur se tiene una disponibilidad media anual de agua

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http://es.wikipedia.org/wiki/Miahuatl%C3%A1n_de_Porfirio_D%C3%ADaz#cite_note-INEGI-0







subterránea de 17.32 millones de metros cúbicos.

Actualmente la dotación estimada es de 113 litros por habitante por día, se

tienen pérdidas de agua por 26.5 % y un déficit de 500 litros por segundo.

Por lo que derivado de este diagnóstico a pesar de ser más de un problema

que se presenta en la gestión de los recursos hídricos en el Municipio de

Miahuatlán de Porfirio Díaz el presente trabajo se centrará en generar el

modelo en dinámica de sistemas para conocer el Sistema Administrador de

Agua Potable de la Ciudad de Miahuatlán de Porfirio Díaz, y ayudar a tomar

acciones en beneficio de la eficiencia y eficacia de las tareas y actividades

operativas en la gestión del agua y su saneamiento.

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2. Planteamiento del problema

Desde inicios de los años noventa en la ciudad de Miahuatlán se ha presentado

un acelerado crecimiento demográfico, esto debido a diversas causas como la

instalación de diferentes organismos en la población como el Batallón y Zona

Militar de la SEDENA, la Universidad Regional y el Reclusorio Regional la

instalación de estos organismos en la ciudad sin duda tuvo en la población un

fuerte impacto, se crearon nuevos empleos, represento una oportunidad

económica para muchos establecimientos y vecinos de la comunidad, así

mismo aunado a la llegada de estos organismos se presento una migración de

pobladores de comunidades cercanas hacia la cabecera municipal, esto se ha

visto reflejado en los últimos diez años con el crecimiento en el numero decolonias existentes.

Este crecimiento demográfico implica también un crecimiento en las demandas

de productos básicos y de servicios como son: salud, transporte, energía

eléctrica y públicos (agua potable, alcantarillado, alumbrado, drenaje, parques,

jardines, canchas deportivas), todos estos servicios significan una inversión por

parte publica y privada hacia infraestructura necesaria para brindar los mismos.

Este crecimiento se ha dado de forma acelerada y no cabe duda que cayo de

sorpresa y que aun hace falta mucha planeación en el proceso de hacerle

frente para poder satisfacer las necesidades básicas de los ciudadanos, esto

por parte del ayuntamiento, en el presente estudio nos centramos en el servicio

de agua potable que es fundamental y básico para la subsistencia de las

personas.

Con todo el crecimiento que ha habido la infraestructura y las fuentes de abasto

de agua potable en el municipio se han quedado obsoletas y sobrepasadas,

por la alta demanda que existe del servicio, claro ejemplo de esto es que de las

mas de 40 colonias existentes casi la mitad no tiene el servicio de agua en

casa y tienen que ser abastecidas por pipas o tinacos de almacenamiento

comunitarios o en su caso optan por la construcción de su pozo particular.

Esto sin duda marca una cierta inequidad del agua en la ciudad, debido a que

algunos cuentan con la cantidad necesaria de agua para su subsistencia y gran

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parte de la población presenta altas carencias del vital liquido para satisfacer

sus necesidades.

Además como ya sabemos el agua es indispensable para el desarrollo humano

y social, pues su uso por la personas lleva la satisfacción de necesidades

fisiológicas como beberla, de salud como el higiene personal y sociales como la

imagen que provoca en los demás mantenerse aseado.

Tomando en cuenta estos factores presentamos el siguiente modelo en

dinámica de sistemas para explicar como es que la disponibilidad del agua y su

escasez provoca cierto impacto en el desarrollo humano y social de la

personas, tomando un punto de vista que engloba la dinámica del recurso

como tal, que es su explotación y su recuperación, la dinámica poblacional, y

como estos afectan la disponibilidad de agua que tiene cada ciudadano.

3. Justificación

Este trabajo se sustenta en el hecho de que indispensable contar con la

disponibilidad de agua suficiente para satisfacer nuestras necesidades, y que

este punto sea visto por la autoridades correspondientes para poder tomar acciones que lleguen a disminuir la carencia de agua y la inequidad en el

reparto.

Como sabemos el municipio a través del ayuntamiento no solo se encarga de

representar a cierta comunidad, si no también tiene otras funciones como la de

administrar los bienes y recursos, así también es el responsable de brindar a la

ciudadanía servicios públicos que son necesarios para que la comunidad se

encuentre bien y tenga posibilidades de desarrollo.

Entre estos servicios podemos mencionar infinidad de ellos pero los mas

básicos que debe prestar son: agua potable, drenaje, seguridad, salud,

recolección de deshechos, estos servicios deben ser brindados gratuitamente y

con la mayor eficiencia y calidad posible.

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El artículo 115 constitucional que establece en uno de sus párrafos que es una

responsabilidad de los municipios la prestación de servicios públicos,

esto con el fin de brindar bienestar y una mejor calidad de vida a la

comunidad. El municipio tiene a cargo la organización, administración,

control y prestación de estos servicios que deben cubrir las necesidades

de la población, entre los servicios prioritarios podemos mencionar: agua

potable, alumbrado, alcantarillado, limpia y recolección de desechos.

Sin embargo podemos ver que aunque este postulado y fundamentado en la

ley, los municipios hacen poco para mejorar las condiciones de vida de sus

ciudadanos, existe una escasa cultura de inversión hacia programas de estudio

de los recursos, obras como el mejoramiento o mantenimiento de la red deagua potable y de campañas para el cuidado y buen uso del liquido.

Con la realización del presente trabajo se pretende estudiar como la

explotación del recurso y la dinámica poblacional existente, aunado a

problemas de sobreexplotación, inadecuado tratamiento y mala calidad en el

servicio, provocan que existan problemas de disponibilidad y desabasto de

agua, que trae consecuencias en el desarrollo social de las personas que no

cuentan con el servicio o que no lo reciben de manera satisfactoria, así mismose pretende hacer conciencia en las personas sobre la importancia de cuidar el

recurso y como impacta la falta de este a nuestra vida.

Además pretendemos que las recomendaciones que se hacen al final de

documento sean tomadas en cuenta por ciudadanos y autoridades para ayudar

a combatir los problemas respecto al agua que nos atacan en el presente.

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4. Uso de la dinámica de sistemas para el modelado del problema

4.1. Que es la Dinámica de sistemas

La dinámica de sistemas (system dynamics, en inglés) es un buen instrumento

de modelación de problemas complejos, en el sentido de que permite

estructurar y analizar las relaciones lógicas entre flujos y acervos que se

influyen de manera mutua. Además, se caracteriza como una

herramienta de prospectiva de gran utilidad. Aunque en el “largo plazo

todos estamos muertos” -como bien dijo Lord John Maynard Keynes - al

utilizar un horizonte de análisis esencialmente de largo plazo, es posible

construir un marco de referencia informado para la planeación de

acciones en el corto plazo.

Se entiende por “sistema” al conjunto de elementos independientes con

interacciones estables entre sí, de forma tal que un cambio en un

elemento afecta de alguna manera al conjunto de todos ellos. En este

sentido, la dinámica de sistemas, como el marco lógico, se fundamenta en

una lógica de análisis holístico de un problema con el fin de determinar

cuales son las relaciones que lo afectan directa e indirectamente y cuales

de éstas son la más relevantes en la búsqueda de soluciones al mismo.

Una de las principales ventajas de esta metodología consiste en que se puede

partir de valores aproximados a fin de obtener una primera idea del

comportamiento del modelo, para posteriormente, identificar (mediante

análisis de sensibilidad) al conjunto de parámetros cuyos valores afectan

significativamente el comportamiento del modelo o las respuestas del

mismo a diferentes políticas. Asimismo, es posible determinar aquellos

parámetros que conviene calcular de un modo más exacto.

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La aplicación del método de sistemas dinámicos es muy variada, puede

contemplar ámbitos como el de la ecología, psicología, sociedad,

economía entre muchos otros. Por ejemplo, destacan aquellos relativos al

crecimiento poblacional, al comportamiento de una empresa, de una línea

de producción o un sistema productivo completo, en términos de ecología

se puede analizar el comportamiento de variables que afectan el buen

ejercicio de la reservas naturales, en términos de gestión político-

económica, permite analizar los efectos de la agricultura intensiva,

análisis de la problemática ganadera, el crecimiento económico, entre

otros, e incluso en el contexto de las grandes urbes es posible analizar en

términos generales la problemático del tránsito y los efectos de las

diferentes decisiones gubernamentales al respecto.

Por otro lado, abordando los términos prácticos de la dinámica de sistema, en

primera instancia es útil desarrollar un diagrama causal del fenómeno;

este es nuestra representación del sistema, es un diagrama que recoge

los elementos clave del sistema y las relaciones entre ellos. Una vez que

se conocen globalmente las variables del sistema y las relaciones

causales (que son hipotéticas), se pasa a la representación gráfica de las

mismas.

En este diagrama, las diferentes relaciones están representadas por flechas

entre las variables afectadas y se puede definir un signo de polaridad (+ ó

-) dependiendo de los efectos esperados de dichas relaciones. Este

ejercicio sobre todo, es útil para tener una primera aproximación del

fenómeno, al estar presentado gráficamente facilita el análisis de

variables relacionadas con éste.

Un segundo paso, es la elaboración del diagrama de flujos (también conocido

como diagrama de Forrester), siendo éste el diagrama característico de la

dinámica de sistemas. Es una traducción del diagrama causal a una

terminología que facilita la programación del sistema de ecuaciones en

una computadora. Básicamente consiste en la reclasificación de los

elementos para poder integrar los a la lógica de un sistema

computacional.

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4.2. Aplicación de la dinámica de sistemas al impacto de la disponibilidad

de agua por ciudadano en su desarrollo social y humano

4.2.1. Descripción del problema de estudio

La escasez de agua es un problema mundial que ataca a la mayoría de la

población, existen diversos factores por los cuales se están dando estas

problemáticas, podemos mencionar infinidad de ellos, como por ejemplo: la

sobreexplotación del recurso, la falta de una cultura de reutilización, la

contaminación a ríos, lagos y mantos acuíferos, el aumento poblacional, entre

otros.

Asi mismo esto trae consigo impacto en otros ámbitos, el que estudiamos es el

impacto directo sobre las personas, la hipótesis planteada es que la falta de la

cantidad necesaria o disponibilidad de agua básica por persona es vital para el

desarrollo humano y social de una persona. Este desabasto es

fundamentalmente provocado por la baja disponibilidad total del recurso

causado por la sobreexplotación generada con el de aumento poblacional, asi

también como factor aparece la mala calidad del servicio.

Como ya sabemos el agua la usamos para infinidad de tares o actividades y

también para cubrir ciertas necesidades básicas del ser humano, solo por

mencionar algunas: cubrir necesidades fisiológicas de agua en el cuerpo, el

aseo o higiene personal, preparación de alimentos, limpieza general, y una

infinidad de actividades mas.

4.2.2. Desarrollo del Modelo

Se desarrollo un modelo que parte de tres factores principales que provocan un

impacto en la cantidad de agua o disponibilidad por persona, estos son: la

cantidad de recurso, la población y la calidad del servicio, de estos tres parte el

inicio de la creación del modelo. El objetivo del modelo es el poder ver como

funciona dinámicamente estos tres factores y como se relacionan para crear un

impacto en la disponibilidad de agua por persona y este a su vez en el índice

de desarrollo humano y social de una persona.

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Además podemos observar como los pequeños cambios en la dinámica de

estos factores puede provocar nuevos escenarios, ya sean positivos o

negativos.

4.2.3. Descripción del modelo

El modelo se compone de cuatro partes que conjuntas crean el modelo

completo, a continuacion desglosamos estas diferentes partes.-

Dinámica del recurso

Acervo

• Disponibilidad de agua: Este es la cantidad de agua de la que se

dispone para uso humano, puede ser por país, entidad o municipio y es

medida en m3.

Flujos

• Recuperación del recurso: Es cantidad de agua que se recupera al

año,, esta por medio de diversas formas como la precipitación y el

tratamiento de aguas residuales y esta dada en m3.

• Explotación del recurso: Es la cantidad de agua que se consume por

la comunidad esta dada en m3.

Variables

Recuperación por tratamiento: Es el índice de recuperación de agua por

tratamiento de aguas residuales que existe en el estado o país estudiado,

tomando en cuenta la capacidad y cantidad de plantas de tratamiento de agua

que tiene o existen en su territorio y el volumen de agua que tratan.

Precipitación anual: Es el índice de agua que se recupera por medio de la

lluvia que cae al año en el territorio que interesa.

Tasa de recuperación: Es la medida en la que se recupera el agua y puede

ser positiva o negativa.

Tasa de explotación: Es la medida en la que se explota el recurso por le

regular cada vez presenta un aumento.

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La figura 1 muestra

el diagrama de la

dinámica del recurso

en el que podemos

observar la relación

entre sus

componentes, la

explotación y la recuperación juegan un papel importante en la disponibilidad

de agua que se tiene.

Dinámica poblacional

Acervo

Población: Es el tamaño de la población que nos interesa, puede ser la

población nacional, estatal o municipal, dad en numero de personas.

Flujos

Nacimientos: Es la cantidad de nacimientos que se tiene y que incrementan

en numero a la población.

Defunciones: Es la cantidad de defunciones que ocurren en la población al

año y con lo cual la población disminuye.

Variables

Tasa de natalidad: Es el porcentaje o medida de nacimientos al año, tomando

en cuenta al tamaño de la población y de que cantidad de ellos se encuentran

en etapa reproductiva.

Esperanza de vida: Consiste en la edad media que vive un poblador de la

comunidad o población que se estudia, marcada por la condiciones de vida y

calidad en la misma que goza como parte de esa comunidad.

En la figura 2 observamos el diagrama que representa la dinámica poblacional

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Figura 2. Dinámica poblacional

Desarrollo humano y social

Acervo

Desarrollo humano y social: Es la medida en la cual una persona cuenta con

una buena condición de vida tomando en cuenta la salud física, emocional asi

como sus relaciones con las demás personas.

Flujo

Índice de desarrollo: Es el factor con el que se contabiliza el desarrollo

humano y social.

Variables

Disponibilidad por persona: Es el resultado de la disponibilidad de agua con

la que se cuenta entre el numero de personas, afectado también por la calidad

del servicio de agua potable del municipio.

Satisfacción de necesidades: Es el grado en que la cantidad de agua

disponible satisface las necesidades que se necesita cubrir con el agua.

Incremento del índice de desarrollo: en la variación en el índice de desarrollo

según la satisfacción de necesidades.

En la figura 3 se presenta el diagrama en el que se tiene la parte del desarrollo

humano y social

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Figura 3. Desarrollo humano y social

La figura 4 muestra el modelo completo, en el podemos observar la relación

entre variables, como la disponibilidad total y la población juegan un papel

importante en la disponibilidad por persona y como el tercer elemento que es

la calidad del servicio esta involucrada en este proceso.

Figura 4. modelo completo

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4.3. Resultados del modelo

Escenario A:

En este escenario la disponibilidad marca un aumento debido a que la

poblacion tiene un crecimiento no muy considerable, la explotacion del recurso

no supera a la recuperacion y la calidad del servicio es buena, esto gracias a

las acciones tomadas como la construccion de nuevas plantas tratadoras de

agua y el control de la natalidad, asi como el aumento de personas con una la

cultura de buen uso del recuros hidrico.

Figura 5. Disponibilidad de agua por persona

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Este aumento en la disponibilidad por persona, sin duda marca un incremento

en el desarrollo humano y social de la poblacion, debido a que ahora pueden

solventar sus necesidades de agua.

Figura 6. Desarrollo humano y social de una persona

Escenario B:En este escenario la disponibilidad por persona disminuye debido a que las

practicas en el uso irracional del agua y la sobreexplotación se han mantenido

constantes y las medidas y políticas tomadas para la recuperación no han sido

suficientes.

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Figura 7. Disponibilidad de agua por persona disminuyendo

Figura 8. Desarrollo humano y social decreciente

La escazes cada vez mayor de agua relacionada al mal servicio y la

explotacion inmoderada del recurso genera que la cantidad disponible por

persona disminuya y por lo tanto su desarrollo humano y social se vea

seriamente afectado.

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5. Recomendaciones

Tomando en cuenta los resultados obtenidos en la simulación del modelo y el

análisis de las graficas, podemos dar las siguientes recomendaciones que giran

alrededor de los tres factores principales en los que se basa el modelo y que

impactan ala disponibilidad de agua por persona.

Primero, para lo que es el recurso, el diseño de políticas y leyes para la

conservación de los mantos y de las fuentes hidrológicas es fundamental para

la recuperación de las mismas y evitar su sobreexplotación y conlleve a su

extinción, esta tarea debe ser complementada con campañas de

concientización de las personas para que hagan un uso adecuado y el

aprovechamiento sea optimo del recurso para evitar su sobreexplotación. Asi

mismo una cultura de conciencia sobre la contaminación y el adecuado manejo

de deshechos.

La habilitación y construcción de nuevas plantas tratadoras de aguas

residuales es sin duda un factor importante para la recuperación de los

recursos hídricos pues permite el rehúso del agua y con esto la disminución de

la tasa de explotación.

Segundo, la explosión demográfica es un factor que también interesa pues una

sobrepoblación en zonas donde no se cuenta con una buena disponibilidad del

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recurso hídrico, genera problemas de escasez y los sistemas de administración

del agua se ven rebasados por las demandas de agua.

Tercero, la revisión de los sistemas actuales de administración y gestión del

agua es fundamental para poder diseñar programas de mejora o en su caso de

la creación de nuevos sistemas para el manejo de los recursos hídricos, forma

parte de las políticas necesarias para que la disponibilidad del agua por

persona se mantenga constante y sea suficiente para que cada uno goce de

una cantidad necesaria de agua para cubrir sus necesidades.

6. Conclusiones

Con la realización de este trabajo y del modelo, podemos notar que los

problemas relacionados con el agua, son la conjunción de diversos factores

que no solo tiene que ver con la cantidad de recurso que hay en el planeta, si

no también estamos involucrados de forma importante los beneficiarios, las

instituciones que manejan el recurso y la cultura de mal uso que hay.

Con el cambio en las costumbres relacionadas al mal uso y

desaprovechamiento por parte de los consumidores, conjuntadose con las

autoridades que deben diseñar políticas adecuadas para la mejora de los

sistemas administradores y gestores del agua, se puede solucionar en gran

medida los problemas del agua.

El recurso con el que tenemos en el planeta es suficiente para solventar

nuestras necesidades, la mala gestión del recurso y su reparto inadecuado es

lo que genera los problemas de disponibilidad en las personas.

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