Development of a System Dynamics-Based Simulation Model for Potable Water Management in Paimadó – Río Quito
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Equitable access to drinking water remains one of the most pressing challenges in rural communities in Colombia, where social and environmental gaps restrict the sustainability of this resource. This study aimed to develop a simulation model based on the dynamics of the system to evaluate the management of access to drinking water in the community of Paimadó, municipality of Río Quito. The methodology was based on the construction of a conceptual model that integrated four subsystems: water supply, demand, quality, and access costs, which were subsequently formalized through stock-and-flow diagrams. The simulation horizon covered the period between 2024 and 2040, in which three prospective scenarios (optimistic, moderate, and pessimistic) were evaluated considering variations in population growth, mining activity, and water treatment infrastructure. The results showed that in the baseline simulation, water demand increased steadily, reaching 1 031 690 m³/year in 2040, while supply decreased significantly due to the impact of mining, generating risks of scarcity and high household costs. In the optimistic scenario, with environmental control and strengthened aqueduct infrastructure, adequate coverage was observed along with a reduction of household water expenditure to nearly 0.18% of income. The moderate scenario reflected initial stability, although with risks of deficit toward the end of the horizon, whereas the pessimistic scenario evidenced a deficit of more than 50% of demand and household expenditure exceeding 33% of income. Finally, it is concluded that system dynamics is a key tool to accurately represent the interactions among supply, demand, quality, and costs, enabling the projection of scenarios and the design of management strategies that ensure water sustainability in rural communities.
El acceso equitativo al agua potable constituye uno de los desafíos más críticos en comunidades rurales de Colombia, donde las brechas sociales y ambientales limitan la sostenibilidad del recurso. Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar un modelo de simulación basado en dinámica de sistemas para evaluar la gestión del acceso al agua potable en la comunidad de Paimadó, municipio de Río Quito. La metodología se fundamentó en la construcción de un modelo conceptual que integró cuatro subsistemas: oferta hídrica, demanda, calidad del agua y costos de acceso, que posteriormente se formalizaron mediante diagramas de niveles y flujos. El horizonte de simulación comprendió el periodo entre 2024 y 2040, en el cual se evaluaron tres escenarios prospectivos (optimista, moderado y pesimista), considerando variaciones en el crecimiento poblacional, la actividad minera y la infraestructura de potabilización. Los resultados mostraron que, en la simulación base, la demanda de agua aumentó de manera sostenida hasta alcanzar 1 031 690 m³/año en 2040, mientras que la oferta presentó una disminución significativa debido al impacto de la minería, lo que generó riesgos de escasez y altos costos para los hogares. En el escenario optimista, con control ambiental y fortalecimiento del sistema de acueducto, se observó cobertura suficiente y reducción del gasto familiar en agua hasta valores cercanos al 0.18 % del ingreso. El escenario moderado reflejó cierta estabilidad inicial, aunque con riesgos de déficit hacia el final del horizonte, mientras que el pesimista evidenció un déficit superior al 50 % de la demanda y un gasto familiar mayor al 33 % del ingreso. Finalmente, se concluye que la dinámica de sistemas constituye una herramienta clave para representar de manera precisa las interacciones entre oferta, demanda, calidad y costos, permitiendo proyectar escenarios y orientar estrategias de gestión que garanticen la sostenibilidad hídrica en comunidades rurales.
El acceso equitativo al agua potable constituye uno de los desafíos más críticos en comunidades rurales de Colombia, donde las brechas sociales y ambientales limitan la sostenibilidad del recurso. Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar un modelo de simulación basado en dinámica de sistemas para evaluar la gestión del acceso al agua potable en la comunidad de Paimadó, municipio de Río Quito. La metodología se fundamentó en la construcción de un modelo conceptual que integró cuatro subsistemas: oferta hídrica, demanda, calidad del agua y costos de acceso, que posteriormente se formalizaron mediante diagramas de niveles y flujos. El horizonte de simulación comprendió el periodo entre 2024 y 2040, en el cual se evaluaron tres escenarios prospectivos (optimista, moderado y pesimista), considerando variaciones en el crecimiento poblacional, la actividad minera y la infraestructura de potabilización. Los resultados mostraron que, en la simulación base, la demanda de agua aumentó de manera sostenida hasta alcanzar 1 031 690 m³/año en 2040, mientras que la oferta presentó una disminución significativa debido al impacto de la minería, lo que generó riesgos de escasez y altos costos para los hogares. En el escenario optimista, con control ambiental y fortalecimiento del sistema de acueducto, se observó cobertura suficiente y reducción del gasto familiar en agua hasta valores cercanos al 0.18 % del ingreso. El escenario moderado reflejó cierta estabilidad inicial, aunque con riesgos de déficit hacia el final del horizonte, mientras que el pesimista evidenció un déficit superior al 50 % de la demanda y un gasto familiar mayor al 33 % del ingreso. Finalmente, se concluye que la dinámica de sistemas constituye una herramienta clave para representar de manera precisa las interacciones entre oferta, demanda, calidad y costos, permitiendo proyectar escenarios y orientar estrategias de gestión que garanticen la sostenibilidad hídrica en comunidades rurales.