Donald T. Lauría, Presidente,
Comité de Investigaciones Económicas, AWWA, E.U.A.
Resumen
de los conocimiento existentes Referencias
El objetivo de este subcomité es el de identificar los vacíos en los conocimientos existentes acerca del planeamiento de la capacidad para las instalaciones de abastecimiento público de agua, de tal manera que pueda definirse y adoptarse un programa de prioridades de investigación para eliminar las deficiencias.
El conjunto de literatura técnica relacionada con el tema del planeamiento de la capacidad es tan amplio, que es poco realista intentar una revisión aunque sea superficial de los conocimientos existentes sobre esta materia. El propósito de este informe es clasificar los conocimientos sobre planeamiento de la capacidad para identificar las fortalezas y las debilidades de los existentes sobre los principales componentes de los sistemas de agua que caen dentro de cada clasificación y sugerir así prioridades de investigación.
La preocupación básica del planeamiento de la capacidad es preguntarse de qué tamaño construir. Por ello, junto con el término "capacidad" se usan también indistintamente las palabras "tamaño" y "escala". Sin embargo, el planeamiento de la capacidad incluye también consideraciones sobre donde y cuando construir. Por ejemplo, si una ciudad construye con capacidad suficiente para servir a comunidades vecinas, éstas no tendrán necesidades de decidir donde construir. En forma similar, si un reservorio es grande, se podrán postergar las decisiones sobre cuando ampliar la capacidad. Mannel describe muy bien la interrelación entre las decisiones de capacidad, localización y periodización.
La mayoría de las instalaciones públicas de agua se diseñan con una capacidad mayor que la requerida para satisfacer la demanda inmediata. La razón para esto se acepta como una función de la economía de escala por un lado y de la demanda creciente por el otro. En algunos casos, la capacidad de un proyecto se basa en la demanda esperada al final de un determinado período de diseño. Por lo tanto, la demanda esperada al final de un determinado período de diseño. Por lo tanto, la demanda juega un rol importante en el planeamiento de la capacidad. Al nivel más simple, la demanda histórica se proyecta al futuro y se elige el flujo al final del período de diseño como el objetivo para definir la capacidad del sistema. Este método asume implícitamente que el efecto del sistema. Este método asume implícitamente que el efecto del precio sobre la cantidad de agua demandada será en el futuro el mismo que ha sido en el pasado. Más realísticamente, la literatura técnica incluye algunos modelos de planeamiento de la capacidad que asumen tanto la sensibilidad del precio respecto a la demanda como las variaciones de la demanda en el tiempo.
Una clasificación común de las instalaciones de agua es dividirlas en unidades de propósito simple (unifuncionales) y de propósito múltiple (multifuncionales). Las estaciones de bombeo y las tuberías troncales de transmisión de agua son ejemplos de unidades unifuncionales, mientras que un reservorio diseñado para el abastecimiento público, recreación, regulación de aguas y otros usos es un ejemplo de una instalación multifuncional. Otra clasificación es dividir las instalaciones en simple y complejas, lo que se refiere al número de componentes principales. Las tuberías troncales de transmisión, los reservorios de abastecimiento simple, los tanques elevados de almacenamiento y las estaciones intermedias de bombeo son ejemplos de instalaciones simples de una sola unidad; las plantas de tratamiento, las redes de tuberías y los sistemas de reservorios múltiples - todas con numerosos componentes - son complejas. Si bien muchas instalaciones de abastecimiento, de agua caen en la categoría de sistemas simple, especialmente si se van a construir para una comunidad que carece de dichas instalaciones de abastecimiento de agua caen en la categoría de sistemas simples, especialmente si se van a construir para una comunidad que carece de dichas instalaciones existentes. Por ejemplo, un nuevo reservorio puede añadirse a una serie de reservorios ya existentes o una nueva tubería troncal puede colocarse en paralelo con una o más troncales existentes. Estas consideraciones sugieren que los modelos y conocimientos sobre el planeamiento de la capacidad pueden clasificarse de acuerdo a las siguientes características: (1) el propósito del sistema (sí las instalaciones sirven para uno solo o para múltiples propósitos); (2) el tipo de sistemas (si es simple o complejo); (3) el estado de la demanda (si el método usado para decidir la capacidad asume una demanda simple como objetivo o si se van a decidir la capacidad asume una demanda simple como objetivo o si se van a tomar en cuenta explícitamente la variaciones de la demanda en el tiempo); (4) sensibilidad de la demanda con respecto al precio (si las decisiones sobre capacidad se basan en el supuesto que la demanda es sensible respecto al precio o si la demanda es ineslástica).
Seguramente, la literatura técnica y el estado de conocimiento actual sobre el planeamiento de la capacidad para instalaciones públicas de agua incluyen consideraciones más allá de las pocas categorías descritas. Sin embargo, dichas clasificaciones pueden ayudar a identificar las áreas de fortaleza y debilidad en el conocimiento actual.
Los componentes que influyen en el planeamiento de la capacidad para los sistemas principales de abastecimiento público de agua incluyen: (1) reservorios para abastecimiento; (2) estaciones de bombeo y plantas de tratamiento; (3) tuberías troncales de transmisión; (4) redes de distribución y (5) tanques de almacenamiento de agua.
El estado del conocimiento sobre reservorios es razonablemente completo, pero se limita mayormente a una demanda constante, inelástica al precio. La técnica convencional y más ampliamente usada para dimensionar reservorios, es el método Rippl desarrollado en 1883. Este método se aplica sólo a reservorios simples usados para el único propósito del abastecimiento público de agua. El usuario debe elegir anticipadamente una demanda objetivo. Los volúmenes de almacenamiento requeridos para cubrir la demanda objetivo durante los períodos de bajo flujo se pueden determinar a partir de un diagrama de masa de los caudales históricos o sintéticos en el emplazamiento de la represa* y puede escogerse el mayor de éstos o uno que sea satisfactorio dentro de una frecuencia de confiabilidad especificada. Esta técnica se aplica a sistemas unifuncionales simples bajo condiciones de demanda estable e inelasticidad respecto al precio.
En 1969, Revelle y sus colaboradores5 hicieron una contribución significativa al planeamiento de reservorios al introducir el concepto de la regla de operación lineal, una técnica bastante conocida en la teoría de inventarios y control en la investigación operativa. Su modelo demostraba que las decisiones óptimas sobre capacidad dependían de la regla de funcionamiento del reservorio y que la optimización total debía asumir los problemas de capacidad y operación simultáneamente. El modelo de Revelle y sus colaboradores5 supera muchas de las deficiencias del modelo de Rippl y además se aplica a los reservorios multifuncionales que se usan para la regulación de aguas, energía hidroeléctrica y recreación, además del abastecimiento público de agua.
El modelo se formuló inicialmente usando programación lineal (PL), aplicándose PL con restricciones de riesgo a una versión más realista que toma en cuenta la naturaleza estocástica de los caudales de entrada del reservorio. Posteriormente, Gundelach y Revelle6 y también Sobel7 demostraron que problema del diseño podía resolverse con cálculos manuales sin usar PL.
Entre otras cosas, el modelo de revelle y sus colaboradores5 hicieron avances en el diseño de reservorios al tomar en cuenta los usos múltiples. Sin embargo, el modelo esta limitado a sistemas de un solo reservorio simple con demanda estática e elasticidad respecto al precio. Sin embargo, poco tiempo después, el concepto de regla de decisión lineal se aplicó a sistemas complejos de múltiples unidades, de manera que en la actualidad la literatura respecto a sistemas de reservorios con propósitos y unidades múltiples es razonablemente completa; en locks8-10 se pueden encontrar buenos resúmenes.
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(*) los caudales sintéticos, conocidos también como hidrología
operacional, consisten en indicios de escorrentía generados por computadora con
característica estadística similares a los datos históricos. En la literatura
especializada se describen extensamente las técnicas para la generación de caudales
sintéticos
Los modelos que usan la regla de operación lineal tratan la capacidad del reservorio como una variable continua. Aproximadamente al mismo tiempo que se desarrollaban los modelos, emergía paralelamente un conjunto de textos en los cuales se trataba la capacidad como una variable discreta. Esto dio lugar al problema de fijar una secuencia para la construcción de las unidades de reservorios con dimensiones preseleccionadas respecto al tiempo. Se han desarrollado modelos para sistemas tanto simples como complejos, pero están mayormente limitados a reservorios 1 de abastecimientos públicos de agua y asume una demanda estable e inelástica respecto al precio. En general, las secuencias óptimas se determinan por programación dinámica (PD) o por programación de enteros cero - uno.
Es conveniente considerar simultáneamente el planteamiento de la capacidad de las estaciones de bombeo y de las plantas de tratamiento, puesto que el método de diseño para estos sistemas es similar. De hecho, la siguiente descripción de literatura es bastante general y se aplica para elegir los objetivos de demanda para esencialmente todos los componentes principales de un sistema público de abastecimiento de agua.
La decisión principal sobre el tamaño se refiere a la cantidad óptima del exceso de capacidad. El método convencional es basar el tamaño de las instalaciones sobre un horizonte (período de diseño) de proyecto determinado y un pronóstico de la demanda futura. Las reglas convencionales para elegir el período de diseño pueden encontrarse en el texto de Fair y sus colaboradores. Sin embargo, en 1961, Manne, basándose en el trabajo de Chenery 13 desarrolló modelos matemáticos para determinar los períodos de diseño óptimos que incluyen como fundamentos la oportunidad de costo del capital, la demanda pronosticada y las economías de escala. Posteriormente, estos modelos se extendieron y se aplicaron a diferentes industrias1, incluyendo el planeamiento del abastecimiento público de agua 14-17.
El modelo básico supone una demanda inelástica respecto al precio y que crezca geométricamente, o simplemente en forma monótona, con el tiempo. Al proyecto inicial se le suministra una capacidad para un período futuro desconocido, la que es la principal variable (continua) de decisión. En el momento en que el exceso de capacidad se reduce a cero se propone una expansión - también con un horizonte de proyecto o período de diseño desconocido - y así sucesivamente hasta el fin del horizonte de planeamiento. Al escribir una expresión del costo actual total en términos de los períodos de diseño desconocidos, se pueden encontrar las capacidades óptimas del proyecto inicial y de los siguientes mediante técnicas de cálculo, de programación geométrica o de optimización por gradientes. En suma, estos modelos están limitados mayormente a sistemas unifuncionales de una sola unidad asociados con una demanda dinámica inelástica al precio. En Mannel se pueden encontrar algunos ejemplos de sistemas de unidades múltiples. Riodan18 presenta un modelo con una demanda sensible al precio que se resuelve con PD.
El diseño de la capacidad de la tubería troncal de transmisión de agua es generalmente un ejercicio inmediato, para el cual los conocimientos técnicos existentes son bastante completos. Con pocas excepciones, los modelos tratan solamente el caso de una demanda estable con inelasticidad al precio; o sea, que el proyectista debe seleccionar un flujo anticipado que generalmente se basa en el período de diseño. La tubería troncal de transmisión básica es un sistema unifuncional de una sola unidad en el cual el flujo objetivado en la descarga es idéntico al flujo en la entrada. Si se conoce la longitud de la tubería y la carga disponible, el tamaño de la tubería se determina simplemente mediante una ecuación empírica de flujo, tal como la fórmula de Hayer-Williams.
El proyectista, en este caso, no tiene ningún grado de libertad. El siguiente nivel de complejidad es cuando se desconoce la carga disponible y por lo tanto debe determinarse junto con el tamaño de la tubería. El método convencional de ingeniería es elegir un tamaño económico de tubería sobre la base de la velocidad proyectada, generalmente entre 0.9 y 1.8 m/seg. (3 y 6 pies/seg.) la carga de bombeo requeridas se deduce de la fórmula de Hayer- Williams. Deb19 presenta un modelo matemático para determinar el tamaño de la carga y de la tubería con costo mínimo óptimo para un sistema de este tipo.
Durante la última década, han aparecido varios ensayos que se enfrentan con problemas más complejos sobre capacidad de la tubería troncal de transmisión. En el caso de una línea con múltiples caudales ubicados en toda su longitud, el problema es determinar los diámetros de la tubería entre las salidas, que minimizarán los costos de construcción y satisfacción las restricciones de las presiones. Dicho sistema es multifuncional y complejo, puesto que la troncal debe entregar agua a diferentes ubicaciones, quizás con diferentes presiones, e incluye. La solución sirve para diámetros de tuberías comerciales, usa PL y puede determinar la carga óptima de la fuente tamaños óptimos de las tuberías en una red ramificada de distribución de agua, claramente un sistema complejo multifuncional, con una demanda constante inelástica al precio. Recientemente, Lakane y sus colaboradores21 desarrollaron un modelo que calcula la expansión óptima y a menor costo de la capacidad de redes ramificadas en el tiempo usando PL. Este modelo ha sido ampliado, programado para computadoras y aplicado a estudios de casos pos Hudgins22 .
Las redes de distribución con tuberías enlazadas se diferencian de las redes ramificadas en que los flujos en las tuberías son desconocidos. Esta complejidad adicional hace difícil desarrollar una técnica adecuada de optimización al mínimo costo para su diseño. En vez del método convencional para elegir tamaños de tuberías, dados los flujos objetivo en los nudos, se va a usar un modelo de simulación en el cual el usuario especifica los diámetros de tuberías y plantea soluciones para las presiones en los nudos, incrementando los diámetros de las tuberías si las presiones son muy bajas o reduciéndolos si son muy altas. El método tradicional de simulación de redes es por medio del análisis de Hardy-Cross3, en el cual un sistema de ecuaciones de pérdida de carga cero (una por cada lazo) se linealiza y se resuelve iterativamente mediante aproximaciones sucesivas. Más recientemente, se ha usado el método de Newton para resolver un sistema de ecuaciones de continuidad de flujo; una ecuación por cada nudo en la red, para este propósito también se cuenta con poderosos programas para computadoras. También están disponibles programas para la simulación de redes enlazadas que indican la variación en las presiones de los nudos respecto al tiempo para un conjunto de demandas especificadas por el usuario e inelásticas al precio.
Se han hecho varios intentos para desarrollar modelos de optimización de costos para redes enlazadas, ninguno de los cuales es enteramente satisfactorio los esfuerzos iniciales de Cembrowicz27 y Cembrowics y Harrington28, usaron un método basado en la teoría gráfica para descomponer la función no convexa del costo de capital en subconjuntos de funciones convexas con restricciones lineales que pueden solucionarse mediante algoritmos normalizados. El método más común es usar una técnica de búsqueda por gradientes para determinar los tamaños de las tuberías que minimizarán los costos de producción y cubrirán los objetivos de demanda constante a las presiones mínimas especificadas. Dos de los primeros intentos fueron el de Wood y sus colaboradores29 y el kally30. Recientemente, Alperovitz y Shamir31 y Quindry y sus colaboradores32, usaron un método de búsqueda por gradiente. Ellos demostraron que la superficie del costo de tuberías es altamente irregular con numerosos puntos extremos, lo que hace poco probable el éxito de usar una búsqueda por gradientes para identificar el óptimo general. Quizás más promisorias son las técnicas heurísticas como las usadas por Bhave3 y Ridgik y Lauria34. En estos modelos se propone una red ramificada elemental para cubrir las demandas objetivo, para lo cual se puede obtener un diseño 'óptimo usando el modelo de PL de Robinson y Austin20. Entonces el problema pasa a ser el de cerrar óptimamente los lazos con las tuberías secundarias, usando técnicas heurísticas para elegir los diámetros de las tuberías.
Aunque el problema de diseño óptimo de una red enlazada para una demanda constante es difícil, el diseño de ésta y la expansión de su capacidad bajo condiciones de una demanda creciente con el tiempo son problemas aun más formidables. Los modelos en esta área son los de Lai y Schaake 35, Schaake y Lai36 y Herbert y Lauria37, todos los cuales tienen deficiencias. No se ha desarrollado ningún modelo de red considere demandar sensibles al precio.
El asunto final de interés es el planeamiento de la capacidad de los tanques de almacenamiento de agua en las redes de distribución. Los avances técnicos en esta materia han sido modestos. Las capacidades de los tanques generalmente se basan en un período de retención tomado como objetivo en relación con el flujo proyectado3. El método Rippl, usado para el diseño de reservorios, utiliza planteamiento más sofisticados, pero las variaciones diurnas en la demanda son raras veces conocidas con mucha certeza, lo que limita el valor de este método. En los casos en que un tanque de almacenamiento de distribución simple se utilice solamente para satisfacer las demandas domésticas pico, no para protección contra incendios ni para el almacenamiento de reservas para emergencias, y si el tanque funciona en un patrón de llenado vaciado y no mantenerse a nivel, entonces se pueden usar los principios de diseño de los pozos de aspiración utilizados en las estaciones de bombeo de aguas servidas, siempre que se suministre un volumen suficiente para evitar el arranque muy frecuente de la bomba. Pincince38 presenta varios modelos para el diseño óptimo en estas condiciones.
Necesidades de investigación. Los vacíos en el conocimiento, para los cuales se necesita investigación, caen en cinco categorías: (1) aplicaciones; (2) modelos sensibles al precio; (3) diseño unificado de sistemas; (4) modelos de redes y (5) incertidumbre. No se intenta asignarles prioridades a estas necesidades de investigación.
Aplicaciones. Aunque la literatura especializada contiene algunos modelos excelentes de planeamiento de la capacidad, hay poca evidencia que los ingenieros en funcione los conozcan o estén preparados para aplicarlos. Es claro que una de las necesidades claves es que los ingenieros aplique, amplíen y generalmente mejoren los modelos existentes.
Modelos sensibles al precio. Esta revisión bibliográfica muestra que pocos modelos de planeamiento de la capacidad toman en cuenta la sensibilidad de la demanda respecto al precio. El supuesto de la demanda inelástica ha servido razonablemente bien en el pasado, pero existe una creciente preocupación porque dicho supuesto lleve a inversiones no óptimas en el futuro. Las razones son de dos tipos: (1) la necesidad creciente de desarrollar fuentes de agua más lejos de la comunidad servida, lo que da como resultado precios del agua fuertemente mayores y (2) la creciente escasez de agua con una calidad aceptable, necesitándose por lo tanto mayores niveles de tratamiento.
Aunque faltan modelos sensibles al precio, no están claros los beneficios de tomar explícitamente en cuenta el precio. El efecto principal de incorporar la sensibilidad al precio en el proceso de planeamiento es el de mejorar la programación y determinar el tamaño óptimo para las expansiones de la capacidad. Numerosos autores (por ejemplo, Muhich14 y Manne1) sugieren sin embargo, que el costo actual es poco sensible a un dimensionamiento y una programación errónea, lo que de ser cierto, haría que la inclusión de la sensibilidad al precio en los modelos no valga el esfuerzo, al menos en países económicamente avanzados. Sin embargo, esto es más importante en los países en desarrollo, donde la posibilidad económica de implementar un proyecto es un problema difícil. En los casos en que los altos costos de un dimensionamiento y una programación erróneos exijan la disminución de los niveles de servicio para hacer a los proyectos económicamente posibles, los beneficios de incluir la sensibilidad al precio en los modelos de planeamiento pueden ser efectivamente significativos.
Diseño unificado. Una necesidad importante de investigación es la de desarrollar modelos de planeamiento de la capacidad para sistemas totalmente integrados en vez de tan sólo para componentes aislados. En alguna medida, dichos modelos ya existen: por ejemplo, existen modelos para reservorios de unidades múltiples y redes de tuberías que incluyen componentes como estaciones de elevación intermedia y válvulas reguladoras de presión. Los modelos que toman en cuenta tanto las instalaciones existentes como las nuevas caen dentro de esta categoría. Dichos sistemas siempre son complejos, aún si los nuevos componentes considerados son simples. También es de creciente importancia la necesidad de modelos de planeamiento regional en los cuales los reservorios, plantas de tratamiento, tuberías troncales de transmisión y otros componentes se comparten entre varias comunidades. En la actualidad, existen en la literatura especializada pocos modelos regionales para el abastecimiento de agua, aunque en el campo de las aguas residuales si son abundantes. Un caso especial de la necesidad de diseños unificados es el relativo a las plantas de tratamiento de agua. Todavía prevalece el método de procesos unitarios para diseñar, así que las unidades se diseñan frecuentemente aisladas una de la otra, aunque se reconoce que a menudo existen compensaciones recíprocas entre las dosificaciones químicas, que ser relacionan con los costos de operación y la capacidad del tanque, que se relaciona a su vez con los costos fijos. Así un área importante de investigación es el asunto general de optimizar las cadenas de tratamientos y el diseño del proceso.
Redes de distribución. En la actualidad, se dispone de excelentes modelos matemáticos y de poderosos programas de computadoras para simular el desempeño de las redes de distribución de agua. Estas herramientas son ayudas importantes para el planeamiento y diseño y es imaginable que no se puedan obtener beneficios significativos tratando de mejorarlos. Sin embargo, el problema del diseño óptimo de redes enlazadas permanece virtualmente sin solución, aún en condiciones de demanda estática. Más importante es la necesidad de modelos que definan la expansión óptima en el tiempo de la capacidad de las redes de distribución.
Incertidumbre. Con pocas excepciones, los modelos existentes de planeamiento de la capacidad son determinantes y no toman en cuenta la incertidumbre. Sin embargo, éste es un asunto de importancia y en algunos almacenamientos de agua. Las necesidades de investigación que se dedicarían a la incertidumbre caen dentro de las categorías de: (1) oferta y demanda, (2) fallas del sistema, (3) costos, (4) normas y (5) tecnología. Los modelos existentes de capacidad que toman en cuenta la incertidumbre en la oferta, en la demanda o en ambos; como el modelo de reservorio de Revelle y sus colaboradores5, requieren que el usuario especifique anticipadamente un nivel de riesgo aceptable. Por ejemplo, si el usuario desea dejar insatisfecha la demanda - objetivo en un 10% del período, entonces se puede usar el programa con restricciones de riesgo para determinar el tamaño óptimo de la instalación. El problema con dichos modelos es que el usuario tiene generalmente pocas pautas para elegir un nivel de riesgo aceptable. Quizás la mejor forma de usar dichos modelos es obtener soluciones repetidas para diferentes incertidumbres continuando con una comparación de los de los riesgos con las capacidades requeridas. Y sus costos respectivos. Entonces podría hacerse un juicio sobre la capacidad óptima, para la cual el incremento marginal en la confiabilidad no compensa el incremento necesario en el costo. Este método tiene deficiencias puesto que no intenta darle un valor a la confiabilidad. Por lo tanto, se requiere investigar para calcular los beneficios de mejorar la certidumbre de poder cubrir las demandas Russell y sus colaboradores39 informaron sobre un estudio que ha comenzado a andar en esa dirección.
Un caso especial de confiabilidad de sistemas es el de las redes de tuberías de distribución. Una vez que las demandas-objetivo del usuario han sido asignadas a los nudos de una matriz de distribución, es posible diseñar una red ramificada elemental óptima usando PL.. Los lazos se completan de inmediato con tuberías secundarias de diámetro pequeño para brindarle servicios a los usuarios que no están en la ruta de la red principal. Si no fuera fugas, ruptura de tuberías y medidas de conservación el problema de diseño de la red estaría resuelto en gran medida. Desafortunadamente, las redes deben tener suficiente capacidad para cubrir también dichas necesidades, las que son inciertas tanto en ubicación y frecuencia como en cantidad. Para muchas comunidades estas demandas inciertas son los principales elementos determinantes del tamaño de las tuberías. En consecuencia, se necesita que la investigación incorpore estas incógnitas más rigurosamente al proceso de diseño. Koening40, Ha realizado el intento de tomar en cuenta las demandas inciertas y las fallas del sistema en la decisión de la capacidad de instalaciones ambientales. Debe notarse que la práctica existente en diseño de redes es mucho más primitiva con respecto a la incertidumbre que en el diseño de reservorios; lo mismo sucede con los tanques elevados de almacenamiento que actualmente se construyen algo arbitrariamente para cubrir las demandas en caso de incendios y fallas del sistema.
La incertidumbre respecto al costo puede afectar la capacidad del sistema. Actualmente, la mayoría de los modelos de expansión y programación de la capacidad asumen costos y tasas de descuento constantes en el tiempo. Sin embargo, generalmente se cumple que la capacidad óptima de un proyecto en curso es sensible al costo de las expansiones futuras. Si se ignora la tendencia en los costos reales crecientes, la construcción en curso será subdimensionada. Un problema relacionado es el de los costos relativos de capital y de operación para sistemas en los cuales uno puede sustituirse por el otro, como en los proyectos de agua bombeada y en las plantas de tratamiento de agua. A medida que la energía eléctrica, la mano de obra o los productos químicos se hacen más caros respecto al capital, la capacidad del proyecto debe incrementarse. Por lo tanto, se necesita investigación para mejorar los pronósticos de costos futuros.
La siguiente categoría de incertidumbre para la que se necesita investigación en el planeamiento de la capacidad es la de normas - específicamente, la calidad de los efluentes de la planta de tratamiento de agua. Con el paso de los años, los niveles buscados en la calidad del agua tratada se han estado elevando constantemente, lo que tiene implicaciones para el planeamiento de la capacidad. Este asunto es similar a los temas ya discutidos y está relacionado con ellos. Los problemas de elegir una norma confiable para los reservorios o para las redes de distribución de agua no son diferentes al problema de elegir una norma para la calidad del efluente. En todos los casos, se necesita información sobre los costos y beneficios de elevar la norma. La norma elegida influye en el diseño del proceso que, a su vez, influyen en las capacidades óptimas de unidades como los tanques de sedimentación y los filtros de la planta de tratamiento. Así, la calidad del efluente juega un rol complicado respecto a la capacidad, a la tecnología del tratamiento y finalmente a la interrelación capital-costos de operación.
La necesidad de investigación final es el efecto de las nuevas tecnologías sobre las decisiones respecto a la capacidad. Estos problemas pueden verse como una extensión de la necesidad de un mejor pronóstico de los costos futuros, ya que los nuevos avances tecnológicos generalmente reducen los costos. El desarrollo de mejores medios de filtración de nuevos polímeros para la decantación, o de nuevos revestimientos para tuberías de mayor duración y con menor coeficiente de aspereza, debe hacer posible la reducción de la capacidad del sistema. Se necesita de investigación en esta área, especialmente cuando las mejoras tecnológicas están produciéndose rápidamente.
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