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ESTUDIO DE POBLACIÓN y DEMANDA DE AGUA

(Capitulo B2 RAS2000)

ESTUDIO DE POBLACIÓN

Es una de las tareas más dispendiosa y que causa mayor

incertidumbre.

Un error en el cálculo de la población lleva a un

subdimensionamiento o sobredimensionamiento del sistema.

El crecimiento de la población depende de factores políticos,

sociales, económicos, servicios públicos y desarrollo.

En Colombia existen censos oficiales efectuados en los siguientes

años: 1905, 1912, 1918, 1928, 1938*, 1951, 1964, 1973, 1985,

1993 y 2005.

*A partir de 1938 se empezó a hacer diferencia entre rural y urbano

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………….. Para llevar a cabo el cálculo del número de suscriptoresproyectados para ser abastecidos por el nuevo esquema dedistribución de agua potable en su período de diseño, el diseñadory/o el operador deben tener en cuenta los siguientes puntos:

•La persona prestadora del servicio debe mantener actualizado elcatastro de suscriptores del servicio.

•Comportamiento histórico del crecimiento de los suscriptores de la empresa de acueducto de la zona de estudio o de otros sistemas privados o comunales cercanos a la zona objeto del diseño.

•El Plan de Ordenamiento Territorial y el Plan de DesarrolloMunicipal, teniendo en cuenta especialmente la meta de (VIS).

B.2.4.2. Proyección de suscriptores

•Los proyectos de oferta y demanda de la actividad edificadora enel municipio, teniendo en cuenta los datos de CAMACOL.

•El crecimiento de los suscriptores de otros servicios públicos, talescomo energía y telecomunicaciones.

Una vez establecido lo anterior, el consultor y/o la persona prestadora del servicio pueden utilizar los siguientes métodos para la proyección de los suscriptores:

•Métodos matemáticos, tales como los aritméticos y geométricos.•Métodos de aproximaciones sucesivas a las proyecciones de los suscriptores.•Métodos heurísticos de ensayo y error.

B.2.4.2. Proyección de suscriptores

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B.2.4.3. Proyección de población

En caso que el diseño de un sistema de acueducto particularincluya un municipio o zona de éste, en la cual no sea posiblerealizar una proyección de demanda o de suscriptores, lasdependencias encargadas de la planeación y comercialización delos proyectos de agua potable de la persona prestadora delservicio de acueducto o, en caso que éstas no existan, elconsultor debe realizar la proyección y los ajustes de lapoblación de acuerdo con los Literales B.2.4.3.1 a B.2.4.3.5

B.2.4.3. Proyección de población

En todos los casos para la estimación de la proyección de lapoblación se deben tener en cuenta los datos establecidos parala población por el Departamento Administrativo Nacional deEstadística (DANE) tanto para la definición del Nivel deComplejidad del Sistema como para la proyección de lapoblación.

El último dato de población establecido por el DANE para elmunicipio objeto del diseño debe tenerse en cuenta como unúltimo censo a utilizarse para la proyección de la población.

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B.2.4.3.4 Métodos de cálculo

El método de cálculo para la proyección de la población dependedel Nivel de Complejidad del Sistema según se muestra en laTabla B. 2.1. Se calculará la población utilizando uno cualquierade los siguientes modelos matemáticos: aritmético, geométrico yexponencial, seleccionando el modelo que mejor se ajuste alcomportamiento histórico de la población. Los datos depoblación deben estar ajustados con la población flotante y lapoblación migratoria. En caso de falta de datos se recomienda larevisión de los datos de la proyección con los disponibles enpoblaciones cercanas que tengan un comportamiento similar alde la población en estudio.Los sistemas se diseñan para la mayor población esperadadentro del horizonte de diseño. Por convención las poblacionesse proyectan a 30 de Junio

Nivel de Complejidad del Sistema

Método por Emplear Bajo Medio Medio alto Alto

Aritmético, Geométrico y exponencial X X

Aritmético, Geométrico, exponencial, otros

X X

Por componentes (demográfico) X X

Detallar por zonas y detallar densidades X X

Método Gráfico X X

Tabla B. 2.1 Métodos de cálculo permitidos para la proyección de la población

Tomado del RAS-2000

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1. El Método Aritmético:Supone un crecimiento vegetativo balanceado por la mortalidady la emigración. Este método supone que la población crece unnumero de habitantes constantes todos los años, independientedel tamaño de la misma. No es normal que una población crezcade ésta forma. Se aplica a poblaciones pequeñas, y tiene laventaja que solo requiere dos censos

La ecuación para calcular la población proyectada es la siguiente:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑖 + (𝐾 ∗ 𝑚)

𝐾 =𝑃𝑓−𝑃𝑖

𝑚

Pf= Población finalPi= Población inicialK= tasa de crecimiento (hab/año)m= Período entre censos (años)

2. El Método Geométrico:Es útil en poblaciones que muestren una importante actividadeconómica, que genera un apreciable desarrollo y que poseenimportantes áreas de expansión las cuales pueden ser dotadasde servicios públicos sin mayores dificultades.

Este método asimila el crecimiento de la población con la tasade interés compuesto. Se supone que la población futuradepende de la población actual.

Se debe tener cuidado en su aplicación para evitarsobredimensionar el sistema.

Es un método apropiado para poblaciones en pleno desarrollo.Solo requiere datos de dos censos para su aplicación.

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2. El Método Geométrico:La ecuación para calcular la población proyectada es lasiguiente:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑖 ∗ (1 + 𝐾)𝑚

Pf= Población finalPi= Población inicialK= tasa de crecimiento (hab/año)m= Período entre censos (años)

𝐾 = 𝑃𝑓

𝑃𝑖

1𝑚

− 1

3. El Método Exponencial:Se recomienda su aplicación a poblaciones que muestrenapreciable desarrollo y posean abundantes áreas de expansión .

La utilización de este método requiere conocer por lo menostres censos para poder determinar el promedio de la tasa decrecimiento de la población

𝑃𝑓 = 𝑃𝑖 ∗ 𝑒𝐾 ∗𝑚

La tasa de crecimiento de la población se calcula como el promedio de las tasas calculadas para cada par de censos, así :

𝐾 =𝐿𝑛 𝑃𝑓 − 𝐿𝑛 𝑃𝑖

𝑚

Pf= Población finalPi= Población inicialK= tasa de crecimiento (hab/año)m= Período entre censos (años)

𝑘 =𝑘1 + 𝑘22

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Supone que la población tiene un límite de saturación y su tasa de

crecimiento es una función de su déficit de población. La ecuación para

calcular la población proyectada es la siguiente:

donde Kd es la constante de la tasa

decreciente de crecimiento, la cual se

calcula a partir de censos sucesivos

mediante la siguiente ecuación.

4. MÉTODO DE LA TASA DECRECIENTE DE CRECIMIENTO

𝑃𝑓 = 𝑆 − 𝑆 − 𝑃2 ∗ 𝑒−𝐾𝑑(𝑡−𝑡1)

𝐾𝑑 =−𝑙𝑛

𝑆 − 𝑃2𝑆 − 𝑃1

𝑡2 − 𝑡1

donde: Pf= Población al año para el que se quiere realizar la proyección (hab).S= Población de saturación (habitantes).P1= Población en el censo 1 (habitantes).P2= Población en el censo 2 (habitantes).t= Año correspondiente a la población de saturación. t1= Año correspondiente al censo 1.t2= Año correspondiente al censo 2.

4. MÉTODO DE LA TASA DECRECIENTE DE CRECIMIENTO

El inconveniente fundamental de este método consiste en estimarlas constantes S y Kd. Teóricamente ambas pueden determinarse porajuste con los datos conocidos de población, pero la constante S, enespecial, puede dar lugar a grandes errores si la comunidad es losuficientemente joven como para no haber comenzado la tendenciahacia este valor. Por ello en muchas ocasiones, resulta preferibledeterminarlo atendiendo a consideraciones sobre su posibledesarrollo urbanístico y económico. Este es un método queracionalmente aplicado puede ofrecer muy buenos resultados, enespecial en comunidades desarrolladas o “viejas’, siempre y cuandose estimen convenientemente los parámetros.

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5. Curva Logística.

El crecimiento logístico o en “S”, es el quepresentan ciertas poblaciones, que después deun período de expansión, tienden a un valormáximo debido a limitaciones inherentes a lapoblación o a su medio ambiente. Para aplicareste método se requiere información de por lomenos tres censos, con periodos intercensalesaproximadamente iguales.

Para aplicar el método se debe cumplir que:

Po*P2<P1^2

Po*P2<P1 (Po+P2)/2

p tP

e

pPoP P P Po P

PoP P

a LnPmáx Po

Po

b

LnPo Pmáx P

P Pmáx Po

d

T T T T To

máx

a bt

máx

( )

( )

( )

(( )

( ))

1

2 1 2 1 2

2 1

1

1

2 1 1

2

2

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6. Comparación con otras Poblaciones.( El Método Gráfico)

Se utiliza principalmente cuando lainformación censal es insuficiente o pococonfiable, lo cual hace que las proyeccionesgeométricas y exponencial arrojen resultadosque no corresponden con la realidad. Elmétodo gráfico consiste en comparargráficamente la población del municipio enestudio con la de otros tres municipios delpaís con las siguientes características:

6. Comparación con otras Poblaciones.( El Método Gráfico)

• Uno de los municipios (población B) debe ser de la misma región, con desarrollo, clima y tamaño similar al del municipio en estudio (población A) y obviamente con información confiable en cuanto a crecimiento de la población.

• El otro municipio (población C) debe ser de la misma región,con desarrollo y clima similar al del municipio en estudio(población A) pero con un número de habitantes mayor al deeste municipio.

• El tercer municipio (población D) debe ser de otra región delpaís con una número de habitantes mayor al del municipio enestudio (población A) y con un desarrollo y clima similar.

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6. Comparación con otras Poblaciones.( El Método Gráfico)

Tomado del RAS-2000

Tomado del RAS-2000

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7. Métodos Estadísticos.Con los datos históricos existentes se hace una regresiónmatemática buscando el mejor ajuste de los datos a una ecuación(modelo matemático)

Línea recta Y= a+bX

Curva exponencial Y=aebX

Curva logarítmica Y=a+b Ln (X)

Curva Potencial. Y=aXb

8. Método de las componentes

El método de las componentes se basa en los siguientesfactores:La tasa de natalidad (N)La tasa de mortalidad (M)Las migraciones (inmigración I y emigración E)

Este análisis se hace por franjas de edades de la población.Es muy raro encontrar información confiable sobre estosfactores sobretodo en poblaciones rurales.

P(t)= Po+(N-M)+(I-E)

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B.2.4.3.5. Ajuste por población flotante ypoblación migratoria

Debe ajustarse la proyección de la población para tener en cuentala población flotante, de acuerdo con los estudios socioeconómicosdisponibles para la población. El cálculo de la población porabastecer debe considerar actividades turísticas, laborales,industriales y/o comerciales que representen población flotante.

En caso que existan posibilidades de migración hacia el municipio,ésta debe tenerse presente en los estudios de proyección de lapoblación.

En caso que no existan datos, el consultor debe proyectar lapoblación utilizando alguna metodología especial establecida decomún acuerdo con la entidad contratante.

B.2.4.3.6. Etnias minoritarias

En caso que en el municipio objeto de la construcción o ampliaciónde un sistema de acueducto exista una etnia minoritaria, laproyección de la población de ésta debe ser objeto de un estudioindividual detallado.

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2.4.3.3 Densidades actuales y futurasTeniendo en cuenta la identificación de las zonas actuales de lapoblación y de las zonas de expansión futuras definidas en elplan de ordenamiento territorial del municipio, la densidad actualy la densidad proyectada deben calcularse con base en lapoblación actual y futura de dichas zonas con el objeto deverificar la expansión real del sistema de acueducto.

Zona Futuro Desarrollo

Desarrollo Actual

2.4.3.3 Densidades actuales y futuras

Deben tenerse en cuenta ladistribución espacial de lapoblación identificando losdiferentes usos de la tierra,los tipos de consumidores yla distribución espacial dela demanda. En particularse deben considerar losdatos referentes a laspoblaciones de saturacióndefinidas para el municipioo para zonas de éste deacuerdo con el plan deordenamiento territorial.

Residencial

Comercial

Uso Mixto

Parques

Industrial

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2.4.3.3 Densidades actuales y futurasEn caso que en el período de diseño no se llegue a la población desaturación definida en el plan de ordenamiento territorial para elmunicipio, la demanda de agua potable debe proyectarse, deacuerdo con el Nivel de Complejidad del Sistema, teniendo encuenta los períodos de diseño definidos posteriormente en estetítulo (25 ó 30 años).

Horizonte de diseño

2.4.3.3 Densidades actuales y futuras

Por otra parte, en caso que la población proyectada sea mayor ala población de saturación, para el período de diseño particular,el diseño debe utilizar la población de saturación. Si la poblaciónde saturación se alcanza en un período de tiempo menor alperíodo de diseño, este debe corresponder al momento en quese llegue a la población de saturación.

Año real de Proyección