Determinación y proyección de la población de diseño

DETERMINACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN DE DISEÑO

Uno de los primeros parámetros para tener en cuenta en el diseño de una planta de potabilización es la población de diseño, esta permitirá posteriormente calcular las dotaciones y el caudal a emplear en el dimensionamiento del sistema de potabilización. Por lo general las plantas de potabilización se diseñan para un grupo poblacional, es decir un municipio, vereda, etc., no obstante existen soluciones particulares que podrían ser una finca o un conjunto residencial donde el cálculo de la población de diseño es menos complejo. En nuestro caso de estudio seguiremos las recomendaciones para un sistema de acueducto de una población hipotética, denominada “San Pedro”, con el fin de hacer más aplicativo el aprendizaje. El titulo B de la RAS nos recomienda que para la estimación de la proyección de la población se deben tener en cuenta los datos establecidos para la población por el DANE, tanto para la definición del nivel de complejidad del sistema como para la proyección de la población. El último dato de población establecido por el DANE para el municipio objeto del diseño debe tenerse en cuenta como un último censo a utilizarse para la proyección de la población.

1.1.1.1 Censos de población

Deben recolectarse los datos demográficos de la población, en especial los censos de población del DANE y los censos disponibles de suscriptores de acueducto y otros servicios públicos de la localidad o localidades similares. Con base en los datos anteriores se establecerán los criterios y parámetros que determinen el crecimiento de la población, (Viceministerio de Agua y Saneamiento Básico, 2010).

Población futura

En el diseño de un sistema de abastecimiento uno de los datos básicos es la determinación del caudal necesario, para una población o núcleo, el cual depende del número de habitantes y la producción industrial que tendrá la localidad al fin del período de diseño. Cuando estos factores crecen, el consumo de agua aumentará. Los factores más importantes que influyen en el crecimiento de la población son los nacimientos, las muertes y las migraciones de población (aumento o disminución). Algunas localidades tienen población flotante considerable que debe tenerse en cuenta al calcular la población que va a servirse del acueducto; es el caso de poblaciones veraniegas (entrará en juego el criterio del Ingeniero para estimar la población flotante).

En nuestro medio el crecimiento de las ciudades grandes e intermedias oscila entre el 2 y 3% mientras que para pequeñas y la zona rural está entre 1 y 2%. Sin embargo estos

datos no pueden generalizarse y son apenas magnitudes de referencia, pues hay muchas localidades con crecimientos inferiores al 1% y aún negativos.

1.1.1.2 Métodos de cálculo

Método aritmético

Supone un crecimiento vegetativo balanceado por la mortalidad y la emigración. Se supone que la tasa de variación de la población con el tiempo es constante:

La aplicación exacta de la fórmula implica no tener en cuenta la dinámica de crecimiento en los años intermedios con información censal. Por tanto, se sugiere que a los resultados obtenidos se les haga un análisis de sensibilidad teniendo en cuenta las siguientes variaciones metodológicas:

Usar como año inicial para la proyección cada uno de los años existentes entre el primero y el penúltimo censo.

Calcular una tasa de crecimiento poblacional representativa de la dinámica entre los diferentes datos censales disponibles, y con esta realizar las proyecciones a partir de los datos del último censo

Método Exponencial o Logarítmico

La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos para poder determinar el promedio de la tasa de crecimiento de la población. Se recomienda su aplicación a poblaciones que muestren apreciable desarrollo y posean abundantes áreas de expansión.

Se supone que el crecimiento de la población es proporcional a la población existente en un momento dado:

Donde K es la tasa de crecimiento de la población la cual se calcula como el promedio de las tasas para cada par de censos, P2 y P1 son las poblaciones de los años t2 y t1 obtenidas de la información existente (censos).

Método Geométrico

El Método Geométrico es útil en poblaciones que muestren una importante actividad económica, que genera un apreciable desarrollo y que poseen importantes áreas de expansión las cuales pueden ser dotadas de servicios públicos sin mayores dificultades.

La solución de la ecuación diferencial exponencial puede también visualizarse de la siguiente forma:

Reemplazando ek del método exponencial por (1 + r) se tiene la fórmula de interés compuesto:

La escogencia entre el método aritmético y el método geométrico se basa en la inspección del gráfico trazado a partir de la escala aritmética. Una aparente relación lineal implicaría el uso del método aritmético; en cambio una curva aparentemente cóncava hacia arriba implicaría el uso del geométrico, además hay que tener en cuenta los parámetros de la Tabla 10.

1.1.1.3 Determinación del nivel de complejidad del sistema

A partir de los datos anteriores podemos determinar el nivel de complejidad del sistema, como nos indica la Tabla 8 (tabla A.3.1, del RAS titulo A), dependiendo de la población proyectada calculo el nivel de complejidad.

1.1.1.4 Determinación del periodo de diseño

El periodo de diseño se calcula teniendo en cuenta la Resolución 2320 del 27 de noviembre del 2010, donde nos indica que dependiendo del nivel de complejidad se determinará el periodo máximo de diseño.

Tabla 9. Periodo máximo de diseño para todos los componentes de acueducto

Fuente: MAVDT Resolución 2320 (2009)

1.1.1.5 Determinación del tipo de método de proyección poblacional

El método de cálculo para la proyección de la población depende del nivel de complejidad del sistema según se muestra en la Tabla 10.

Tabla 10. Métodos de cálculo permitidos según el Nivel de Complejidad del Sistema

Fuente RAS 2010 Titulo B. Tabla B.2.1

Ajuste por población flotante y población migratoria

Debe ajustarse la proyección de la población para tener en cuenta la población flotante, de acuerdo con los estudios socioeconómicos disponibles para la población. En el cálculo de la población por abastecer se deben considerar actividades turísticas, laborales, industriales y/o comerciales que representen población flotante.

En el caso que existan posibilidades de migración hacia el municipio, ésta debe tenerse presente en los estudios de proyección de la población. En el caso que no existan datos, el consultor debe proyectar la población utilizando alguna metodología especial establecida de común acuerdo con la entidad contratante (MAVDT, 2010).

ETNIAS MINORITARIAS

En el caso que en el municipio objeto de la construcción o ampliación de un sistema de acueducto exista una etnia minoritaria, la proyección de la población de ésta debe ser objeto de un estudio individual detallado.

Ejemplo aplicación cálculo de población

1.1.1 LECCIÓN 5. EJEMPLO DE CALCULO DE POBLACIÓN

Calcular la población de diseño y el nivel de complejidad para el Municipio de San Pedro según los siguientes censos del DANE, ver Tabla 11.

Si realizamos el mismo procedimiento para un periodo de diseño de 30 años tendríamos que la población futura para el 2042, es de 53072 habitantes.

1.1.1.2 Método exponencial o logarítmico

Aplicando los datos censales del municipio de San Pedro, encontrar la proyección de la población a 25 años y a 30 años, mediante el método exponencial:

1.1.1.3 Método geométrico

Del ejercicio anterior aplicar el método geométrico, para calcular la población a 25 y a 30 años.

1.1.1.4 Calculo del nivel de complejidad

Según el ejemplo anterior, el municipio de San Pedro con población proyectada a 25 o a 30 años, no sobrepasa los 60.000 habitantes, analizando la Tabla 8, obtenemos que el nivel de complejidad del municipio de San Pedro es MEDIO ALTO.

1.1.1.5 Calculo del periodo de diseño

Como lo determinamos anteriormente, el nivel de complejidad es Medio Alto, con lo cual según la Tabla 9, nos indica que el periodo máximo de diseño para el municipio de San Pedro, será de 25 años.

1.1.1.6 CALCULO FINAL DE POBLACIÓN PROYECTADA

Según la Tabla 10, tenemos que para el Municipio de San Pedro, los métodos a emplear serian el aritmético, geométrico y exponencial, los otros métodos se refieren a estudios demográficos detallados, y el detalle de zonas y densidades, etc. La ampliación de estos métodos se observa en el titulo B de la RAS 2010. Para nuestro caso de estudio, se debe proyectar la población a 25 años, con lo cual tenemos que el análisis para los tres métodos, se detalla en la Tabla 12:

La Tabla 12, presenta el resumen de las proyecciones poblacionales para el municipio de San Pedro a 25 y 30 años.

Tabla 12. Proyección de población por métodos aritmético, geométrico y exponencial

AÑO/ POBLACIÓN

ARITMÉTICO GEOMÉTRICO EXPONENCIAL PROMEDIO

Habitantes Habitantes Habitantes Habitantes

2037 50198 56467 56496 54378

2042 53072 61893 61897 58954

Teniendo en cuenta que el análisis se realizará para un periodo de 25 años, por lo tanto la proyección empleada es para el 2037, según los datos de la Tabla 12, observamos que los datos del método geométrico y exponencial son relativamente similares, sin embargo varia el método aritmético, por lo tanto es conveniente hacer un promedio de estos tres métodos. Con lo cual la población de diseño es de 54378 habitantes.