Tubería HDPE para conducción y distribución de agua

Transcripción

1 Tubería HDPE para conducción y distribución de agua Serie: Tecnologías para servicios de agua en zonas de expansión urbana Captación/ Bombeo Potabilización Almacenamiento Conducción/ distribución Recolección de aguas servidas Tratamiento de aguas servidas Qué es la tubería HDPE? Es tubería plástica fabricada en Polietileno de Alta Densidad (HDPE por sus siglas en inglés). La tubería HDPE está diseñada para trabajar con agua a presión y es muy utilizada a nivel mundial como una alternativa al PVC (Policloruro de Vinilo). La tubería HPDE también se utiliza ampliamente en la construcción de redes de distribución de gas, en minería y en la industria. La norma de fabricación más utilizada en el mundo para la fabricación de tubería HDPE es la ISO Actualmente, varias industrias bolivianas fabrican tubería HDPE bajo la mencionada norma. Esta tecnología ha sido incorporada en el Manual de Diseño técnico con tecnologías alternativas del Ministerio de Medio Ambiente y Agua 2 publicada en Diciembre de Por qué utilizar tubería HDPE en proyectos de agua potable? Protección a la salud y al medio ambiente Actualmente muchas ciudades y estados están aplicando restricciones en el uso de tuberías que en su composición tienen asbestos, metales pesados u otros componentes de riesgo. De acuerdo a un estudio 3 realizado el año 2002, pequeñas cantidades de plomo y cadmio pueden ser liberadas de productos vinílicos desde los tubos de PVC hacia el agua potable. Las estrictas regulaciones ambientales y de salud en Europa han hecho que el uso de materiales alternativos al PVC como el HDPE se masifique en los últimos años. A diferencia del PVC, el HDPE es calificado por la FDA (Food and Drug Adiminstration) como material apto para estar en contacto con los alimentos 4. El HDPE es un material mucho más fácil de reciclar y menos peligroso que el PVC para el medio ambiente. El plástico clorado PVC (policloruro de vinilo) ocasiona graves riesgos al medio ambiente y a la salud pública durante todo su ciclo de vida. Los principales riesgos están asociados con la generación y emisión de dioxinas durante el proceso de fabricación del cloruro de vinilo y la incineración de productos de PVC 5. 1 International Standard ISO , Plastic Piping Systems Polyethylene (PE) pipes and fittings for water supply, Guía técnica de diseño y ejecución de proyectos de agua y saneamiento con tecnologías alternativas, MMAyA Estado Plurinacional de Bolivia, Environmental Impacts of Polyvinyl Chloride (PVC) Building Materials, Joe Thornton, Ph.D, Regulación 21 CFR de la Food and Drugs Administration (FDA) de EEUU 5 Sentencia dictada por el Tribunal Superior de Viena, Austria el 31 de Marzo de 1994

2 Material En un contexto de cambio climático la conservación del recurso hídrico (agua) cobra cada vez más importancia. La tendencia mundial es a construir redes de distribución más seguras y más duraderas para evitar pérdidas de agua en el tiempo. Las pérdidas de agua representan costos tanto ambientales como económicos para los municipios y los operadores de sistemas de agua; en las redes construidas con materiales tradicionales los problemas de instalación y fugas en la red se presentan principalmente en las uniones entre tramos de tubo. Mientras que el PVC y el FFD (Fierro Fundido Dúctil) admiten pérdidas de agua de entre el 10% y el 20% 6, el HDPE unido por termofusión admite 0% de pérdidas. Asbesto cemento PVC Número de fugas de agua al año por tipo de material En la figura de la derecha, podemos apreciar el número de fallas al año que presentan distintos materiales. Esta información proviene de la Base de Datos Nacional de Fallas en Matrices Principales del Reino Unido durante los años FFD HDPE Número de fugas al año por cada 100 Km de tubería La gran seguridad que ofrece el HDPE en cuanto a fugas es una de las razones por las cuales la mayor parte de redes de gas natural del mundo son construidas con este tipo de tubería. Beneficios para el proyecto: Actualmente el uso de este material para la construcción de redes de agua es la tendencia mundial por sus propiedades físicas, larga vida útil y facilidad de instalación. La tubería HDPE presenta las siguientes propiedades físicas: Flexible: se puede enrollar, doblar y aplastar. Liviano: de bajo peso y fácil de transportar. Tenaz: alta resistencia al impacto, golpes y maltrato. Resistencia a bajas temperaturas: no pierde sus propiedades a bajas temperaturas. Resistencia a la corrosión: resiste indefinidamente en terrenos húmedos, salinos o químicamente agresivos. Presiones máximas y mínimas: Diseñado para presiones de trabajo de 4 a 16 bar Uso de distintos materiales en Europa para agua en diámetros de 3 a 6 2% 7% 15% HDPE PVC FFD Acero 76% UK Water Industry Research National failure database Averages

3 La flexibilidad del tubo permite su fácil instalación en terrenos sinuosos con curvas y/o altibajos, es apta para atravesar los puentes colgantes y/o tramos engrampados a laderas de piedra, la tenacidad del material lo hace menos sensible a terrenos pedregosos. El hecho de que estas tuberías se fabriquen en rollos, permite que el tendido sea ágil, lo cual se traduce en un ahorro significativo en tiempos de ejecución de proyectos, con el consiguiente ahorro en costos de mano de obra y supervisión. Cuáles son los costos de esta tecnología y cómo impactan en el proyecto de agua? La vida útil de una red de agua construida en HDPE es de aproximadamente 50 años, en lugar de los 20 años de una red de agua construida en PVC. Esto impacta directamente en su desempeño económico (amortización de la inversión a lo largo del horizonte del proyecto), como se puede apreciar en el siguiente ejemplo: Comparación costos durante el ciclo de vida del proyecto 8 Al horizonte del proyecto (30 años) Supuestos Diámetro nominal de la tubería [pulgadas] 2 Costo de producción del agua [Bs/m3] 1.00 Costo de reparación por cada fuga [Bs] Caudal que lleva la tubería [m3/año] Horizonte del proyecto [años] 30 Material Red en PVC Red en HDPE Costo de adquisición de la tubería [Bs/m] Costo de zanja e instalación [Bs/m] Costo red construida [Bs/m] Vida útil [años] Costo del tubo por año [Bs/m/año] Fugas [# de fugas/m/año] Costo de reparaciones [Bs/m/año] Costo del agua perdida [Bs/m/año] Costo total tubo incluyendo mant. y pérdidas [Bs/m/año] Costo total del sistema de tuberías [Bs/m/30 años] Existen experiencias locales en el uso de este material? El HDPE se utiliza en Bolivia desde los años 80, siendo su principal uso en minería gas y ductos de fibra óptica. En el caso de los sistemas de agua potable su uso se ha incrementado mucho durante los últimos 8 La tubería HDPE en el mundo Materiales modernos para nuevos desafíos, Heredia 2010

4 10 años. AGUATUYA ha construido más 200 sistemas de agua potable que actualmente benefician a más de 200,000 habitantes. A continuación, a manera de ejemplo resumimos el caso del proyecto AGUA PARA TODOS en la ciudad de Cochabamba. Proyecto Agua Para Todos, Cochabamba Bolivia Ubicación Ciudad de Cochabamba (Cercado), Distritos 3, 4, 5, 8, 9 y 14 (énfasis en los distritos 8,9 y 14 de la zona sur de la ciudad). Antecedentes En Abril del año 2005 se firma el convenio denominado Agua Para Todos entre la Honorable Alcaldía Municipal de Cochabamba, SEMAPA (Servicio Municipal de Agua y Alcantarillado), PNUD y AGUATUYA. El objetivo central de este proyecto es facilitar el acceso a servicios básicos a las OTBs de las zonas de expansión urbana de la ciudad. Gracias a la participación ciudadana y el trabajo conjunto, esta alianza ha permitido ejecutar proyectos en tiempo record dotando de servicio de agua a más de 20,000 habitantes. Forma de trabajo Identificación de la demanda Alcaldía de Cochabamba/OTBs Elaboración de diseños AGUATUYA Financiamiento del proyecto Contrapartes Ejecución PLASTIFORTE Capacitación/DESCOM AGUATUYA Identificación proyectos potenciales Reuniones con dirigentes de OTBs potenciales Reuniones con representantes de la HAM CBBA Inspección y medición en terreno Elaboración de diseños de ingeniería utilizando tubería HDPE Elaboración propuesta técnica y económica Fondos Municipales y de Participación Popular (Alcaldía de Cochabamba) Recursos propios de la OTB, HAM CBBA, microcrédito, otros donantes Otros donantes (Embajada de Suecia, Rotary Internacional, Transredes) Optimización de tiempos de ejecución gracias al uso de tubería HDPE (rollos de 100 metros) Uso de Mano de Obra Local Supervisión técnica Módulos de capacitación administrativa Asistencia y capacitación técnica Desarrollo comunitario

5 Lista de barrios beneficiados con el proyecto # Nombre OTB Distrito Beneficiarios 1 La Campana La Vertiente Juan XXIII El Jardin Universitario Bajo Eduardo López (1) San Joaquín (2) Lacma Cerro Blanco (3) Ticti Sud k'ara K'ara Caico Alto Maica Sud Lazo Rancho Higuerani San Nicolás-Villa de Oropeza 16 Maica Central Maica Quenamari COBOL Baños Ecológicos Higuerani Incacollo Solterito Alto Hornoni Pampa Alto Pagador Central Itocta Bella Vista Villa Urkupiña Integración Lomas de Pagador Nuevo Milenio Gualberto Villarroel Bello Horizonte (1ra. Fase) Alto Porvenir Bello Horizonte (2da. Fase) Total 24,950

6 Ventajas del uso de la tubería HDPE durante la implementación del proyecto Durante los primeros 5 años del proyecto se han tendido 95,299 metros de tubería matriz entre 50mm (1 ½ ) y 110 mm (4 ). El uso de la tubería HDPE durante la construcción de los 32 sistemas de distribución ha permitido al proyecto un avance rápido, logrando los siguientes rendimientos promedio: Tubería Velocidad de instalación aprox.* [m/jornada] Costo promedio provisión e instalación [Bs/m] Tubería HDPE de 20mm (eq. ½ ) Tubería HDPE de 25mm (eq. ¾ ) Tubería HDPE de 32mm (eq. 1 ) Tubería HDPE de 40mm (eq. 1 ¼ ) Tubería HDPE de 50mm (eq. 1 ½ ) Tubería HDPE de 63mm (eq.2 ) Tubería HDPE de 75mm (eq. 2 ½ ) Tubería HDPE de 90mm (eq.3 ) Tubería HDPE de 110mm (eq.4 ) *Velocidad de tendido una vez que la zanja está lista La tubería HDPE fabricada en rollos de 100 metros hasta 2 y en rollos de 50 metros hasta 4 requiere menos uniones que el PVC que requiere una unión cada 6 metros. Por lo tanto el efecto positivo en la construcción del proyecto es triple: i) rápida instalación, ii) facilidad para la prueba hidráulica por menor riesgo de fallas de instalación y iii) menor riesgo de fugas a largo plazo. Resumen de resultados A continuación presentamos un resumen de indicadores económicos del proyecto luego de cinco años de trabajo ( ): Inversión Total [USD] 1,219,134 Inversión Total por la Comunidad (aporte OTBs y donaciones) [USD] (59%) 630, Inversión Total por el Municipio [USD] (41%) 588, Número total de Proyectos entregados (OTBs) 34 Promedio de inversión total por Proyecto (OTB) [USD] 35,857 Número total de hogares beneficiados 4,376 Promedio inversión total por hogar [USD] 279 Total personas beneficiadas (prom. 5.7 hab./casa) 24,950 Prom. inversión total per cápita [USD] 48.9 Longitud total de tuberías instaladas [m] 95,299

7 Imágenes de proyectos Más información: Fundación AGUATUYA Casilla 6264 Cochabamba Bolivia Telf: (591) info@aguatuya.org