Ing. Alfonso Rodriguez (Colombia) Docente de Cátedra Escuela Colombiana de Ingenieros

1. Gestión del agua y de la Energía
Centro de Estudios Hidráulicos

2. 1. El agua está sometida a permanentes presiones.
2. Las cuencas hidrográficas y la contaminación no entienden
de fronteras.
3. El estado ecológico y químico es fundamental para proteger
la vida humana, el suministro, la biodiversidad y los
ecosistemas.
4. Participación ciudadana clave.
5. La gestión del agua y la energía tiene muchas dimensiones políticas.
La integración es la mejor forma de avanzar en el uso sostenible del
agua.
6. El cambio climático impone desafíos hacia el futuro.

3. 1. El agua está sometida a permanentes presiones
• El agua es el recurso natural renovable más importante y estratégico para el bienestar de la sociedad, el crecimiento económico y la competitividad.
Nuestro territorio experimenta dificultades asociadas con la disponibilidad de agua, cantidad y calidad, a pesar de su oferta disponible. Los procesos
dinámicos como consecuencia del crecimiento de la humanidad han generado incertidumbre sobre el uso y la disponibilidad del agua.
• Las actividades económicas, el crecimiento de la población y la transformación de la sociedad rural en una sociedad urbana, imponen una tensión
creciente sobre los recursos del agua dulce de todo el país, el continente y el mundo. Todos necesitamos agua, no solo para beber. La sociedad utiliza
agua para crear y sostener su crecimiento económico y su prosperidad, mediante actividades como la agricultura, la pesca comercial, la producción de
energía, la fabricación de bienes, el transporte y el turismo. No existe una actividad humana en la que el agua no esté presente.
• Debido al desarrollo humano, hoy por hoy es crucial conocer la disponibilidad de las aguas superficiales y su estado físico químico, la disponibilidad de
las aguas subterráneas y su calidad físico-química. Por tanto es necesaria una gestión eficiente del agua que incluya soluciones específicas y una agenda
política para los próximos años, a mediano y largo plazo.
• Las aguas están sometidas a la creciente influencia que supone el continuo crecimiento de su demanda de buena calidad y en cantidades suficientes
para todos los usos. Es necesario tomar medidas para proteger las aguas tanto en términos cualitativos como cuantitativos y garantizar así su
sostenibilidad.
• En Colombia de una oferta hídrica de escorrentía de 2265 km3/año y reservas subterráneas de 5848 km3 la demanda hídrica de acuerdo con la
estimación del IDEAM es de 35.877 Mm3/año, que corresponden al sector doméstico (7.3%), agrícola (54%), energía (19.4%), acuícola (7.2%), pecuario
(6.2%), Industria (4.4%) y servicios (1.4%).
• El beneficio que representa el recurso hídrico para el desarrollo del país asciende al 10% del PIB y los costos económicos de la contaminación
representan cerca del 3.5% del PIB.

4. 2. Las cuencas hidrográficas y la contaminación no entienden de fronteras
• La explotación de los recursos hídricos exige una gestión del agua centrada en la cuenca hidrográfica que necesita reglas claras y efectivas
que transciendan el ordenamiento territorial. Es necesaria una gestión integrada que proteja el recurso de la misma manera en toda la
cuenca.
• Para asegurar la disponibilidad y asignación eficiente del recurso y reducir los conflictos por su uso es necesario la planificación integral del
recurso hídrico y mejorar el conocimiento del mismo, tomando como referencia la unidad básica en la que se puede cuantificar el recurso
hídrico, la cuenca hidrográfica. La calificación, cuantificación y planificación del recurso hídrico es aún más importante si se consideran las
condiciones de desigualdad e inequidad y las variaciones espaciales y temporales del recurso derivado de su explotación y también bajo
escenarios de incertidumbre generados por el denominado cambio climático. Un manejo integral de la cuenca hidrográfica, que debe
incluir su transformación, entendido como el control de la escorrentía de agua captada en cantidad, calidad y tiempo de ocurrencia
independientemente del propósito de uso, resulta clave en un desarrollo sostenible que asegure la calidad del medio ambiente.
• Una de las causas de los problemas asociados con la utilización del agua se presenta por la afectación de su calidad, asociada
generalmente con el desarrollo de actividades económicas, la presencia de centros poblados no planificados, diferentes actividades no
proyectadas y la generación de procesos erosivos no controlados como resultado principalmente de causas antrópicos; todos estos
factores generan desequilibrios en un sistema frágil. Los inconvenientes que se presentan por la cantidad de agua disponible son múltiples,
pero también se destacan su uso ineficiente por parte de sectores económicos, las condiciones naturales de la cuenca, como por ejemplo
la geología y las condiciones geotécnicas, la captación ilegal del agua y el reparto inequitativo.
• El uso eficiente del agua es transcendental para garantizar la sostenibilidad del recurso hídrico ya que se considera un "recurso finito y
vulnerable, esencial para sostener la vida, el desarrollo y el ambiente". Su "gestión debe basarse en un enfoque participativo, involucrando
a usuarios, planificadores y los responsables de las decisiones a todos los niveles" (Conferencia internacional sobre el Agua y el Medio
Ambiente, Dublín 1992).

5. 3. El estado ecológico y químico es fundamental para proteger la vida humana, el suministro, la biodiversidad y los
ecosistemas
• En la administración del recurso es necesario conocer la fauna y la flora, el contenido de nutrientes, salinidad, temperatura y presencia de contaminantes
químicos. También es importante conocer las características morfológicas, el caudal, la disponibilidad de agua, la geometría y el material que conforma el
lecho. Un mismo rio generalmente está compuesto por distintas masas de agua, que se encuentran en diferentes estados. Es necesario establecer el estado
ecológico y el estado químico del recurso disponible.
• También el uso eficiente del agua exige como mínimo, entre muchos otros aspectos, caracterizar la demanda del agua (calificar y cuantificar) por parte de
los diferentes usuarios y analizar los hábitos de consumo para emprender acciones dirigidas hacia cambios que optimicen su uso, así como a la promoción
de prácticas que permitan favorecer la sostenibilidad de los ecosistemas y la reducción de la contaminación.
• Es recomendable identificar y analizar las aguas por cuencas hidrográficas para posteriormente adoptar planes de gestión y programas de medidas
adecuados a cada condición particular. Con base en los resultados de los análisis y estudios realizados se deben elaborar los planes de gestión para cada
cuenca hidrográfica. Es necesario establecer una periodicidad para la revisión de estos planes y programas.
• Una legislación práctica debe tener en cuenta que si se siguen gestionando las aguas como se ha hecho hasta ahora, va a resultar cada vez más caro
conseguir suficiente agua de buena calidad para los usos humanos y económicos. Una correcta implementación de la legislación significará abandonar
prácticas experimentadas de gestión e implicaría reducir significativamente los privilegios con los que han contado hasta ahora los usuarios.
• La clasificación de las aguas superficiales se realiza generalmente de acuerdo con su estado ecológico y su estado químico. Por su parte, las masas de aguas
subterráneas se clasifican en función de su estado químico y su estado cuantitativo. Para que una masa de agua esté en un buen estado general, ambos
estados deben alcanzar al menos el nivel de bueno.
• La condición ecológica por ejemplo es impactada por los fertilizantes que puede dar lugar a la eutrofización, un proceso caracterizado por el crecimiento de
especies vegetales y de algas nocivas, el agotamiento del oxígeno y la consiguiente pérdida de la vida en el agua. La contaminación difusa de la agricultura
es una importante presión en los ríos y aguas costeras y en los lagos y las aguas de transición.
• El estado ecológico también incluye aspectos de hidromorfología, es decir el grado en que la forma de los cuerpos de agua y el flujo natural del río han
sido alterados. Las presas y dragados alteran los hábitats y deterioran los ecosistemas. Las presiones hidromorfológicas, son muy comunes en las masas de
agua llegando a afectar a alrededor del 40% de los ríos.
• El estado químico se refiere a los niveles de metales pesados y otras sustancias nocivas.

6. 4. Participación ciudadana clave
• La participación ciudadana mediante procesos de consulta permite identificar problemas, las soluciones y los costos, todo ello con el
fin de incluirlos en los planes de manejo de la cuenca hidrográfica. Igualmente las medidas legislativas exigen el respaldo de la
ciudadanía de tal manera que se consiga un equilibrio entre los aspectos sociales, medioambientales y económicos.
• Esta situación de partida invita a reflexionar sobre la necesidad de involucrar de manera activa a la ciudadanía en la resolución de los
problemas medioambientales, sobre los que existe una alta sensibilidad.
• Plantear y resolver los problemas asociados con el manejo de las aguas pluviales exige disponer de las tecnologías y de la financiación
adecuada y resolver asuntos sociales que, en general, no se involucran en el problema.
• La gente entenderá más fácilmente la necesidad de invertir en construcción, operación y mantenimiento de los sistemas de
alcantarillado, sistemas de tratamiento y control de excedentes si están sensibilizados y conocen sobre sus beneficios y aprecian una
mejora en la calidad del agua.
• Es necesario educar sobre los temas medioambientales y particularmente sobre la transformación de las masas de agua producto de
su uso para la supervivencia y el desarrollo de la humanidad. Es un aspecto clave para asegurar la participación activa de la ciudadanía
en soluciones que mejoren la calidad de las aguas a través de una gestión avanzada de las aguas pluviales. Puede resultar útil la
estructuración de los planes maestros de drenaje urbano a partir de diferentes experiencias y estudios pilotos, de tal manera que se
puedan diseñar estos planes de manera participativa y en los que la gestión sea colectiva.
• Como una parte importante del desarrollo de estos planes de gestión se debe incorporar la educación e información. Educar e
informar porqué y para qué la gestión del agua, compromete y facilita la implementación de estrategias que aseguran la sostenibilidad
del recurso.

7. La gestión del agua y la energía tiene muchas dimensiones políticas. La integración es la mejor forma de
avanzar en el uso sostenible del agua.
• El agua forma parte de todas las actividades económicas en mayor o menor grado y por tanto de las políticas que regulan dichas
actividades. La agricultura, el uso del suelo, la generación de energía, la navegación, el saneamiento básico y el turismo son algunos
ejemplos y estas actividades, al igual que el ser humano, dependen de sistema acuáticos saludables esenciales para la salud humana
y posiblemente la regulación del ciclo hidrológico. Un humedal aparte de ser una zona de amortiguamiento de crecidas y un
ecosistema es una máquina de purificación y de absorción de carbono que vale muchos pesos.
• Es indispensable integrar todas las actividades humanas con una correcta gestión del agua. Para ello es necesario, en el marco
normativo establecido, tener en cuenta todos los aspectos relacionados con el uso y consumo del agua.
• Los retos de la gestión de cuencas hidrográficas son numerosos y diversos. Los planes hidrológicos de una cuenca deben distinguir
entre diferentes tipos de presiones y amenazas que enfrentan las cuencas de los ríos. No es fácil definir el detalle de cómo podrán o
deberán ser afrontadas estas presiones y sobre si las medidas seleccionadas contribuirán al logro de los objetivos medioambientales.
• Para mantener y mejorar las funciones esenciales de nuestros ecosistemas acuáticos, éstos deben ser mejor gestionados. Esto sólo
puede suceder si se adopta un enfoque integrado. Todos los sectores de la cuenca hidrográfica deben aplicar plenamente las
directrices establecidas para reducir las presiones sobre las masas de agua, garantizando que todos los usuarios se comprometen a
que las masas de agua alcancen un buen estado.
• Para el caso Colombiano, de acuerdo con lo establecido por la Ley 99 de 1993, el actual Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible es el organismo rector de la gestión del medio ambiente y de los recursos naturales renovables. Define y formula,
asegurando la participación de la comunidad, las políticas y regulaciones para la recuperación, conservación, protección,
ordenamiento, manejo, uso y aprovechamiento de los recursos naturales renovables, entre ellos el agua.

8. La gestión del agua y la energía tiene muchas dimensiones políticas. La integración es la mejor forma de avanzar en el
uso sostenible del agua. (Cont.)
• En el año 1997 se expide la Ley 373 por la cual se establece el "Programa para el Uso Eficiente y Ahorro del Agua"; entendiendo este programa como un
conjunto de proyectos y acciones dirigidas que platean y deben implementar los usuarios del recurso hídrico, allí establecidos, para hacer un uso eficiente
del agua.
• La Política Nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico expedida en el año 2010 por el entonces Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial establece los principios, objetivos y estrategias para el manejo del recurso hídrico en el país. Establece como principio el "AHORRO Y USO
EFICIENTE: el agua dulce se considera un recurso escaso y por lo tanto, su uso será racional y se basará en el ahorro y uso eficiente".
• También esta Política estable como objetivo la DEMANDA: "Caracterizar, cuantificar y optimizar la demanda de agua en el país, objetivo que se logra
mediante estrategias como la “incorporación de la gestión integral del recurso hídrico en los principales sectores productivos usuarios del agua” y “el uso
eficiente y sostenible del agua, orientada a fortalecer la implementación de procesos y tecnologías de ahorro y uso eficiente del agua, así como, a
promover el cambio de hábitos no sostenibles de uso del recurso hídrico”. Como línea de acción se establece "Incrementar la implementación de los
programas de uso eficiente y ahorro de agua, en empresas de acueducto y alcantarillado, riego y drenaje, producción hidroeléctrica y demás usuarios”.
• El Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible ha suscrito los siguientes Pactos de uso eficiente del agua, como mecanismos voluntarios para avanzar
en acciones que promuevan prácticas de uso eficiente en los sectores priorizados de acuerdo con su demanda de agua (IDEAM, 2010):
1) El Pacto de Uso Eficiente y Ahorro de Agua para el sector de acueducto y alcantarillado, suscrito con ANDESCO en septiembre de 2012.
2) El Pacto de Uso Eficiente para promover el uso eficiente del agua en las actividades de adecuación de tierras, suscrito con la Unidad de
Planificación Rural Agropecuaria en diciembre de 2013
3) El Pacto de Uso Eficiente del Agua para el sector hidroeléctrico suscrito con ANDESCO en marzo de 2014.

9. El cambio climático impone desafíos hacia el futuro.
En el periodo reciente es necesario tener en cuenta de manera prioritaria los siguientes aspectos:
• Cambio drástico de precipitaciones y temperaturas.
La tensión se incrementará sobre un recurso potencialmente escaso. Es necesario establecer medidas de eficiencia como la revisión del caudal
ecológico, consumo humano, consumo agrícola y periodos de riego, la contabilidad del agua que ayude a asignar el agua de manera más eficiente,
reuso del agua para el riego o para la industria, agua potable, agua gris, prácticas Leed (Leadership in energy and environmental design), la
medición y tarifas del agua y en general criterios de diseño ecológico para todos los productos relacionados con el agua.
Por otra parte más lluvias y un mayor riesgo de inundaciones exigen políticas predictivas y no reactivas, mediante planes de gestión basados en la
implantación de una infraestructura verde que incluye la restauración de las llanuras de inundación.
• La re-naturalización de muchas masas de agua para restaurar sus características naturales, tales como la continuidad natural de los ríos.
• Soporte de decisiones para el manejo integral de las cuencas. Modelos de gestión soportados en SIG.
• Intensificar con urgencia los esfuerzos para proteger la salud humana y los ecosistemas de los que depende la humanidad.
• Adaptación de la gestión del agua a los cambios producidos por la dinámica humana. Estrategias tecnológicas disponibles para mejorar el
manejo del recurso hídrico. (extracción de aguas subterráneas, “cosecha” de agua, desalinización, almacenamiento, transferencias y trasvases,
tratamiento y reciclado de aguas servidas, riego eficiente, prácticas agrícolas,

10. Cambio previsto Probabilidad Impacto sobre la seguridad hídrica
Más olas de calor en áreas terrestres Muy probable Aumento de la demanda de agua potable y para riego.
Problemas con la calidad del agua, como proliferación de algas.
Inundaciones más frecuentes o intensas Muy probable Daño a la infraestructura de almacenamiento de agua.
Incremento de la contaminación del agua.
Alivio potencial a la escasez de agua en algunas áreas.
Costos de operación más elevados para los sistemas de agua.
Intrusión de agua salada en zonas costeras.
Aumento de áreas afectadas por sequías Probable Reducción de la disponibilidad de agua.
Reducción de recursos de agua subterránea.
Calidad del agua comprometida.
Aumento del riesgo de enfermedades transmitidas por el agua.
Aumento de la demanda de agua para riego.
Ciclones tropicales más frecuentes e intensos Probable Daño a los sistemas de almacenamiento/suministro de agua.
Cortes de energía que causan interrupción del suministro público
de agua.
Aumento de la contaminación del agua.
Aumento del riesgo de enfermedades transmitidas por el agua.
Cambios climáticos previstos por el IPCC (Grupo Intergubernamental sobre el cambio
climático), y cómo se espera que afecten la disponibilidad, acceso y uso del agua dulce

11. Cambio previsto Probabilidad Impacto sobre la Seguridad hídrica
Aumento del nivel del mar Probable Daño a los sistemas de almacenamiento/suministro de
agua.
Intrusión de agua salada en zonas costeras.
Salinización de aguas subterráneas y estuarios.
Deshielode glaciares Con gran seguridad Cambios estacionales en los flujos de corriente.
Mayor riesgo de inundaciones repentinas.
Aumento de la demanda de agua para riego.
Aumento de temperatura del agua Con gran seguridad Aumento de la contaminación del agua.
Problemas con la calidad del agua, como proliferación de
algas y reducido contenido de oxígeno disuelto.
Altos costos de operación para los sistemas de agua.
Cambios en el caudal y descarga de los ríos Probable Cambios en la disponibilidad estacional del agua.
Mayor riesgo de inundaciones repentinas.
Impactos en la recarga de aguas subterráneas.
Cambios en la disponibilidad de agua para la generación de
energía hidroeléctrica.
Aumento de la variabilidad en las precipitaciones Muy probable Cambios en la disponibilidad estacional del agua.
Cambios en el almacenamiento de agua.
Aumento de la demanda de agua para riego.

12. HGR Componente Hidráulico

13. HGR Componente Hidráulico

14. HGR Componente Hidráulico

15. HGR Componente Hidráulico

16. HGR Componente Hidráulico

17. HGR Componente Hidráulico

18. HGR Componente Hidráulico

19. HGR Componente Hidráulico

20. HGR Componente Hidráulico

21. HGR Componente Hidráulico

22. HGR Componente Hidráulico

23. Main basins

24. Model Structure in GIS
• The GIS Model includes:
• Implementation of the digital elevation model for the
study area
• Analyses od precipitation and hydro climatological
variables
• Mean Multiannual total precipitation
• Maximum precipitation in 24 hours
• Intense rains. Temporal distribution
• Intense rains. Areal or drainage size attenuation
• Generation of design Hyetographs
• Temperature analysis
• Evapotranspiration analysis
• Soil Classification. US Soil Conservations Service

25. Maximum precipitation in 24h

26. Evaporation Analysis
• To make the long-term hydric balances and estimate mean annual flows for the
basins, real and potential evapotranspiration maps were generated.
• To calculate potential evapotranspiration, the formula from Cenicafé’s climatological
studies was used
• To calculate real evapotranspiration, Turc equation was used.

27. Muchas gracias