Esquema Gerencial de la infraestructura hidráulica del Sistema Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas

Transcripción

1 Esquema Gerencial de la infraestructura hidráulica del Sistema Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas Humberto Ramírez Rivera, Víctor Hugo Alcocer Yamanaka y Velitchko G. Tzatchkov Introducción Un sistema de sectorización de distritos hidrométricos se implementó del 2004 al 2009 en el municipio de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Al término del mismo, se observó que en la mayoría de los distritos se tenían problemas para operarlos conforme al propósito con el que fueron diseñados, señalándose como una de las razones principales el deterioro normal de la infraestructura debido al tiempo transcurrido y por falta de mantenimiento. Por ello, el Sistema Municipal de Agua Potable y Alcantarillado (SMAPA) de Tuxtla Gutiérrez, el H. Ayuntamiento, el Gobierno del Estado y la CONAGUA encargaron al IMTA el proyecto de consolidación, con objeto de establecer las acciones necesarias para que, en un futuro próximo, se pongan en completa operación el total de los distritos ejecutados y que se mejore su eficiencia. Conforme la infraestructura de un sistema de agua potable crece para satisfacer las demandas crecientes de la población, se vuelve complicado para los niveles gerenciales de los organismos operadores visualizar rápidamente las unidades operacionales que la integran para los diversos fines de su gestión, ya sea planeación, evaluación, medición, operación, mantenimiento, comercialización u otros. Por esta razón, se desarrolló un Esquema Gerencial para el SMAPA con el objetivo específico de planificar la macromedición de su infraestructura primaria, que incluye todas sus unidades operacionales: obras de captación, líneas de conducción, estaciones de bombeo, plantas potabilizadoras, tanques de regulación y almacenamiento, líneas de macrodistribución, derivaciones y el sistema distrital de distribución. La infraestructura está integrada de la siguiente manera: Fuentes de abastecimiento y captaciones En la actualidad, la ciudad de Tuxtla Gutiérrez se abastece de agua potable (tabla 1) mediante fuentes superficiales que captan más del 90% del volumen suministrado desde los ríos Grijalva y Santo Domingo, y por fuentes de origen subterráneo y subálveo que abastecen a la zona poniente de la ciudad. En total, seis captaciones en servicio. 1

2 * El dato no abarca el año completo; comenzó a operar en condiciones normales a mediados del año. Conducción TABLA 1. FUENTES DE ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD DE TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS [1] No. CAPTACION TIPO 1 Las conducciones principales parten desde las obras de captación y tienen como punto final las plantas potabilizadoras, localizándose a lo largo del recorrido diversas estructuras de bombeo. Así es como se tienen las siguientes: Sistema Grijalva-Santo Domingo: a) Captación Barcaza (en el río Grijalva) - Planta de Bombeo No. 1 (Sedimentador). b) Captación río Santo Domingo - Planta de Bombeo No. 1 (Sedimentador). c) Planta No. 1 (Sedimentador) - Plantas No. 2 (Nueva y Antigua). d) Planta No. 2 (Antigua) - Planta No. 3 (Antigua). e) Planta No. 2 (Nueva) - Planta No. 3 (Nueva). f) Planta No. 3 (Antigua) - Plantas Potabilizadoras Los Pájaros. g) Planta No. 3 (Nueva) - Plantas Potabilizadoras Los Pájaros. Sistema Ciudad del Agua: a) Captación Ciudad del Agua - Planta de Bombeo No. 1 (Potabilizadora). b) Planta de Bombeo No. 1 (Potabilizadora) - Planta de Bombeo No. 2. c) Planta de Bombeo No. 2 - Planta de Bombeo No. 3. d) Planta de Bombeo No. 3 - Salida de Plantas Potabilizadoras Los Pájaros. e) Planta de Bombeo No. 3 - Tanque Mesa Nido de Águilas. Potabilización CIUDAD DEL AGUA-RÍO GRIJALVA 2 SANTO DOMINGO TOMA DE RÍO 3 LA BARCAZA-RÍO GRIJALVA 4 LA CHACONA 5 PLAN DE AYALA (SAN AGUSTÍN) VOL ANUAL 2008 (Miles de M3) TOMA DE RÍO 19, * TOMA FLOTANTE DE RÍO GALERÍA FILTRANTE GALERÍA FILTRANTE 20, , RANCHO VIEJO MANANTIAL El complejo denominado Ciudad del Agua incluye una planta potabilizadora con capacidad de 2,000 L/s, con un proceso de pretratamiento, dos sedimentadores, un sistema de filtración y uno de cloración, para luego bombear el agua y hacerla llegar, 2

3 una parte al Tanque Nido de Águilas y, la otra, hacia la salida de las plantas potabilizadoras Los Pájaros. En estas últimas plantas potabilizadoras, también descargan los gastos provenientes de las captaciones del sistema Grijalva-Santo Domingo. La capacidad de regulación de la Planta Potabilizadora 1 es de 1,000 m 3, y la Planta Potabilizadora 2 es de 500 metros cúbicos. Líneas de macrodistribución: a) Brazo Norte antiguo. b) Brazo Norte nuevo. c) Brazo Sur antiguo. d) Brazo Sur nuevo. o Brazo Sur nuevo bajo. o Brazo Sur nuevo alto. El desarrollo económico de la ciudad ha influido en el crecimiento de la población de manera natural y por migraciones y, con ello, el desarrollo de nuevas zonas habitacionales tanto en las zonas norte y sur. A partir del análisis de la población y considerando las áreas que se ubican entre las líneas actuales y de proyecto, se obtuvo el gasto de diseño para las líneas de los brazos Norte y Sur y derivaciones, que además cumplen con el balance hídrico de la ciudad, con un horizonte de diseño al año La distribución se hace a través de 15 líneas: tres que van a la zona centro, dos a la zona norte, siete a la zona sur, una desde Chacona, una más desde San Agustín y, por último, una desde Rancho Viejo. El suministro de agua se realiza mediante un Sistema Distrital de Distribución. En total, la red se integra por 132 distritos hidrométricos (tabla 2). Derivaciones Es así como en el Brazo Sur están en proyecto ejecutivo 14 derivaciones de la línea Coquelexquitzán-La Reliquia. Una derivación que sale del tanque Coquelexquitzán (8.2 L/s) y otra hacia el Jobo y Copoya (100 L/s); el resto, a lo largo de la línea hasta la llegada al tanque de la Reliquia (320 L/s). En total, se estarán entregando L/s. Sin embargo, del total, seis derivaciones van a quedar en preparación. En relación con la zona norte, también están en proceso de instalación 17 derivaciones, de la línea Km 4 hasta Berriozábal; ocho quedarán en preparación. En total, se estarán entregando L/s. De este total, 200 L/s son para Berriozábal y el resto a lo largo de la línea. Regulación Posterior a la potabilización de los caudales, se realiza propiamente la distribución. Existen en total 110 estructuras (plantas potabilizadoras, rebombeos, tanques de almacenamiento superficiales y elevados), donde se efectúa el almacenamiento y/o regulación de los caudales, distribuidos de oriente a poniente en dos franjas: una al norte 3

4 Tabla 2. Líneas y cantidad de distritos de la red de distribución. y otra al sur de la ciudad. Los tanques en operación se localizan en elevaciones topográficas que garantizan un abastecimiento adecuado. La mayoría de los tanques son superficiales y la capacidad de los mismos varía desde 50 m 3 hasta 2,500 m 3 ; el mayor es de 6,000 m 3. Son treinta los tanques que se encuentran fuera de operación. En la tabla 3 se presentan las características generales de la capacidad de regulación (datos del 2008). La capacidad total de los tanques es de 36,082 m 3, de los cuales operan 27,362 m 3, que corresponden al 76% de la capacidad instalada (figura 1). Esquema Gerencial Línea Diámetro No. de distritos Línea Diámetro No. de distritos Zona Centro 12 5 Zona Sur 18 3 Zona Centro Zona Sur 20 3 Zona Centro 20 7 Zona Sur Zona Norte Zona Sur 4 1 Zona Sur 14 3 Chacona Zona Sur 12 2 San Agustín 4 1 Zona Sur 16 8 Rancho Viejo 8 3 Con el diseño conceptual en un plano de esquematización horizontal de la infraestructura hidráulica del sistema de agua potable, desde las fuentes de abastecimiento hasta la entrega a los Distritos Hidrométricos, se facilita la identificación del funcionamiento del sistema. Esta esquematización alcanza gran valor gerencial, toda vez que sirve de ayuda para ver en forma integral las unidades operacionales y las zonas de crecimiento en proyecto. Se elaboró con la simbología que indica el Manual de macromedición del CEPIS-OPS [3] (figura 2). Tomando como base la macromedición, se representa el sistema de agua potable del municipio de Tuxtla Gutiérrez mediante un esquema lineal. Destacan, por su importancia, la representación gráfica y sus datos contenidos en una tabla, las estaciones prioritarias de medición para modernización (existentes) y otras para su construcción e instalación (propuestas). 4

5 Tabla 3. Características generales de la capacidad de regulación (2008). [2] Tipo de estructura Núm. de estructuras por tipo ZONA NORTE ZONA SUR TOTAL Opera No Opera Opera No Opera Opera No Opera Tanques s Potabilizadoras Total Capacidad m3 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 14,327 13,015 27,362 3,160 5,560 8,720 Zona Norte Zona Sur Total 0 Opera No opera Figura 1. Capacidad de regulación [2]. Figura 2. Simbología CEPIS-OPS, empleada en el esquema gerencial. 5

6 Macromedición La evolución y rápido crecimiento del SMAPA requieren de la medición de los volúmenes de producción. Actualmente, las estaciones de medición existentes en la infraestructura de abastecimiento, excluyendo las del sistema distrital de distribución, suman ochenta, de las cuales 34 son permanentes con medidor fijo, y 46 no permanentes para mediciones puntuales o temporales con medidor portátil. Del total de las seis obras de captación, cinco son operadas directamente por el SMAPA y, otra, mediante concesión a una empresa privada. Las primeras no cuentan con equipo de macromedición permanente; en éstas se utiliza un equipo ultrasónico portátil o electromagnético de inserción para efectuar las mediciones. En la captación de Ciudad del Agua, operada mediante concesión, tanto a la entrada como a la salida de la planta potabilizadora (línea de 48 de diámetro), existen medidores ultrasónicos en buenas condiciones, con los que se mide el caudal de agua cruda que se capta y el agua potable que se entrega desde esta fuente. A la salida de las plantas de Bombeo 2 y 3 se mide el gasto con su respectivo medidor ultrasónico permanente. Con objeto de colocar en adecuadas condiciones de operación al sistema, se dio prioridad a 29 estaciones, para lo cual se elaboraron sus fichas técnicas que contienen los datos puntuales de su condición actual, e incluyen los aspectos de obra mecánica (fontanería), eléctrica y civil. Mediante el Esquema Gerencial, se han ubicado las estaciones de medición de los procesos primarios de abastecimiento, tanto de la infraestructura existente como de la que se encuentra en proceso de construcción y en proyecto de los Brazos Norte y Sur, incluyendo la entrega de agua en bloque al municipio de Berriozábal. Este Esquema Gerencial se muestra de manera sintetizada en las figuras 3 y 4. El diseño conceptual, al integrar las captaciones, bombeos, conducciones, estructuras de regulación y derivación a las redes, permite visualizar y definir más fácilmente las necesidades de medición y establecer sus prioridades. Se incluyeron todas las estaciones ya mencionadas: las existentes, las que están en proceso de instalación en las obras de los Brazos Norte y Sur, las estaciones nuevas que se proponen, las que se consideraron prioritarias por el IMTA y el SMAPA, y aquellas seleccionadas para contar con telemetría. En este esquema se representa cómo es el suministro de agua potable, que va desde la fuente de abastecimiento y sus líneas de distribución, por gravedad o bombeo; los distritos hidrométricos que se abastecen; tipos de medición existentes y propuestas prioritarias e, incluso, las estaciones de telemetría prioritarias. La esquematización en un plano se realizó en Autocad, integrado por capas, que incluye el esquema de la infraestructura hidráulica del sistema de agua potable; distritos hidrométricos; estaciones de medición existentes con su tabla, estación de medición diseñada y en proceso de instalación, con su tabla, zona norte o zona sur, o ambas; estaciones de medición propuestas con su tabla, etc., de tal manera que es posible 6

7 visualizar en el plano los datos requeridos. Las tablas antes mencionadas contienen los siguientes datos: el número de la estación, ubicación de la estación, tipo de estación (permanente o no permanente), tipo de medidor, diámetro de la tubería y observaciones. Para la integración del esquema horizontal del sistema municipal, ha sido necesario contar con la información completa, de tal manera que los datos estén presentes en el plano. En caso contrario, significa un constante seguimiento de la información faltante para su incorporación en el plano. De entre otros datos que se pueden incorporar al plano aparecen: distancias entre cada planta o tanque, tipo de material y diámetro de la línea de conducción o entrega, e incluso, edad de la red. Las figuras 3 y 4 muestran de manera sintetizada la integración de la red de suministro de agua de las partes norte y sur de la ciudad de Tuxtla Gutiérrez. Hay más precisión en la información, al incorporarse las tablas con los datos básicos de la infraestructura que está esquematizada. Resultados Con la integración de información documental, los recorridos de campo y revisiones en conjunto con el personal técnico del SMAPA, se hicieron las siguientes propuestas: 29 estaciones prioritarias para modernizar y rehabilitar, y 11 estaciones para telemetría. La figura 5 muestra el resumen gráfico de estaciones de medición en infraestructura primaria [4]. De las 11 estaciones de medición seleccionadas para contar con telemetría, cinco están en captaciones, cuatro en potabilización y dos en la infraestructura de entrega en bloque al municipio de Berriozábal. Son 29 las estaciones prioritarias de inversión: 23 existentes para rehabilitar y modernizar y, de las propuestas, seis para construir e instalar. Referencias bibliográficas 1. Captaciones. Actualización del estudio de diagnóstico y planeación integral del sistema de agua potable y alcantarillado en el municipio de Tuxtla Gutiérrez, Chis. Capítulo ISO Desarrollos e Ingeniería, S.A. de C.V Tanques de regulación. Actualización del estudio de diagnóstico y planeación integral del sistema de agua potable y alcantarillado en el municipio de Tuxtla Gutiérrez, Chis. Capítulo ISO Desarrollos e Ingeniería, S.A. de C.V Macromedición. Manual DTIAPA No. C-9. Augusto, J. et al. CEPIS, Programa de Protección a la Salud, Lima, febrero Proyecto ejecutivo de Macromedición. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Informe final Informe del levantamiento de estaciones de medición existentes, así como de sitios propuestos por el SMAPA y el IMTA. Anexo A. Proyecto ejecutivo de macromedición. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

8 PEAD, 6", 361 m PEAD, 10", 757 m PEAD, 16", 2279 m PB3 PB2 6", 16.9 l/s Trinidad, 12", 63.6 l/s Los Sabinos Fo Fo, 4", 906 m (pozo) DH19 L16CH 8 PB1 Fo Fo 6" 20 l/s Hierro dúctil, 48", 1409 l/s Cd. del Agua potabilizadora PB0 1 PB2 El Sabino 20", 200 l/s 4101 m 20", 180 l/s, 5883 m PB1 La Carreta 6" y 4", 7.6 l/s, 1229 m 91 m 215 m PB3 La Caridad 1143 m 20", l/s 2834 m 576 m 1 Hierro dúctil, 36" Col. Salinas El Km 4 de Gortari Refugio, Chiapa de Corzo Captación Río Grijalva Fo Fo, 6", 3426 m 387 m 642 m 353 m 1577 m Fo Fo, 8", 587 m Hierro dúctil, 36", l/s, 2506 m Hierro dúctil, 36", 500 l/s, 3062 m Hierro dúctil, 36", l/s, 1805 m m Fo Fo, 12", 809 m 237 m 199 m 300 m 789 m 247 m 1977 m 903 m 18", 148 l/s, 2305 m 3475 m 250 l/s, 2158 m Hierro dúctil, 36", 500 l/s, 2500 m Hierro dúctil, 48" Granjas Alto TE Col. La Granjas Esperanza Alto Col. Jar dines del Norte Col. Democrática Las Granjas 1700 DH25-L30N DH26-L30N DH27-L30N Granjas DH28-L30N Alto Granjas Media Nido de Águilas DR San DR Agustín, Girasoles DR Plan Plan DR de Ayala de Ayala Vil las del II, 8", I, 8", Campanario, 33.4 l/s 12", 63.6 l/s DR DR DR DR 6", 8", 4", 6", Pomarrosa, Bonampak, Calichal, Caleras, Condesa, 17.3 l/s 28.4 l/s 3.5 l/s 12.8 l/s 6", 13 l/s 10", 10", 4", 12", 12", 6.2 l/s 12", 23.1 l/s 22.1 l/s l/s Paraiso de Canteras Ojo de Mayo Agua CFE SAHOP 18", 234 m 18", 410 m 18", 981 m 18", 1339 m 20", 638 m Hierro dúctil, 18", 519 m 20", 793 m 20", 374 m 12", 20 m Ladera de la Loma La San Miravalle Alta ma nes Albania Refor- Capuli- Potinaspak Victoria José Natalia DH37-L30N Venegas DH32-L30N DH14-L30N DH46-L30N DH15-L30N DH44-L30N DH17-L30N DH41-L30N DH16-L30N Albania DH43-L30N DH35-L30N Baja DH34-L30N DH19-L30N DH45-L30N DH16 L30N DH17 L30N DH38-L30N DH33-L30N DH18B L30N 16", ", 333 m 16", 446 m Berriozabal Super Tanque Militar DH23-L30N DH24-L30N DH21A-L30N DH29-L30N DH40-L30N DH30-L30N DH31-L30N DR Plan de Ayala II, 6", DH50-L30N SARH II SARH I DH55-L30N TE Laguitos I DH48-L30N DH47-L30N Centenario Chapultepec II DH56-L30N Tuchtlán DH51-L30N DH52-L30N DH54-L30N DH52-L30N DH53-L30N DH56-L30N Las Águilas DH18A- L30N Jardines del Pedregal Col. El Refugio DH20 L30N San DH49-L30N DH39 L30N Captación La DH01 L16CH DH10 L16CH DH42 L30N DH21B L30N Pedro DH02 L16CH DH11 L16CH DH22 L30N Progresivo Chacona 16", 87 l/s DH03 L16CH DH12 L16CH (galería filtrante) DH04 L16CH DH13 L16CH DH05 L16CH DH14 L16CH 30", 1342 m DH06 L16CH DH15 L16CH DH07 L16CH DH16 L16CH DH08 L16CH DH17 L16CH DH09 L16CH DH18 L16CH DH19 L16CH DH01 L4SA PVC, 4" Captación San Agustín Captación DH01 L8RV Rancho Viejo PVC, 6", 22 l/s, 2442 m Fo Fo, 6" Fo Fo, 8" Politécnico DH02 L8RV DH03 L8RV Fo Fo, 6", 8 l/s, 3520 m José Terán y Fo Fo, 6", 1978 m Fo Fo, 6", 1958 m 40 m Hierro dúctil, 36", l/s, 2505 m 18", 2320 m 20", 2500 m 20", 672 m 20" Pueblo de Berriozabal U.H. Mili tar Figura 3. Estaciones de medición, a partir de la captación de Ciudad del Agua. Fuente: Elaboración propia con datos del SMAPA.

9 1393 m Captación DH01 L8RV Ranc ho Viejo PVC, 6", 22 l/s, 2442 m Fo Fo, 6" Fo Fo, 8" Politécnico DH02 L8RV DH03 L8RV Fo Fo, 6", 8 l/s, 3520 m Rancho Viejo José Terán DH07-L18C DH09-L18C DH10-L18C DH17-L16S DH18-L16S DH19-L16S 18", 18", La Lomita 18", 2136 m 1816 m 2148 m FoFo, 8" DH07 L18C DH02 L18C DH01 18C FoFo, 8" DH11 L18C DH03 L18C DH04 L18C DH02 L20C DH03 L20C DH01 L12C La Lomita DH02 L12C DH03 L12C DH04 L12C Fo Fo, 12", DH05 L12C 1410 m La Salle DH04 L20C DH05 L20C DH01 L20C DH06 L20C DH07 L20C 20", 20", 20", 2242 m 1454 m 2928 m Planta potabilizadora 1 PP1: 412 l/s l/s, 2474 m 20", 23.5 l/s, 2442 m Planta 3 Anti gua 1965 m 20", 1984 m Planta 2 Anti gua 5205m 20", 5211m Planta1 Sedimentadores Acero, 36", l/s l/s 20 " 30", 929 l/s, 6984 m 30", 1000 l/s, 1912 m Patria Nueva 40", 1091 l/s, 6904 m Patria Nueva Acero, 12" Captación Santo Domingo Cerro de Guadal upe Fo Fo Acero, 36", 5395 m Pepsi DH27 L14S DH28 L12S DH29 L12S Fo Fo, 10", 1385 m UNACH Belisario 3", 843 m Domínguez Fo Fo, 10", 2573 m 8", 1139 m Sol idaridad Mac tumatzá FoFo, 4", PVC, 10", TE Higo 654 m 2160 m DH26 L14S Quemado FoFo, 4" Siglo XXI Nuevo 200 m 876 m La 715 m 315 m Reliquia Elenes Castillo DH25 L14S DH23 L16S DH24 L16S Elenes Castillo Bosques del Sur 614 m 487 m 385 m 164 m Acero, 20", 295 l/s, 7420 m Col. Copoya Bosques del Sur Alta DH21 L16S 59 l/s Copoya Zoque DH20 L16S DH11 L30N DH08 L30N DH10 L30N DH12 L30N 632 m Colinas del Sur DH17 L16S Rosario Cast el lanos El Bosque Jobo II Fo Fo, 8", 1864 m Fo Fo, 8", Fo Fo, 8", 548 m 1400 m DH05 L30S DH10 L30S DH22 L16S Fo Fo, 8", 1702 m Jobo I 536 m 464 m Norte DH13A L 30N Fo Fo, 619 m 20" DH06 L30S DH07 L30S Sabines 6", 1248 m 30", 2839 m Sur Cerro Hueco Cerro Hueco 2 55 l/s 30", 898 m Acero, 30", 428 l/s, 2310 m Coquelexquitzán 8.2 l/s DH08 L30S DH09 L30S Cueva del Jaguar La Ilusión 7.5 l/s DH04 L30S Acero, 30", 556 l/s, 1040 m Nuevo Sur Fo Fo, 10" Lomas del Ori ente La Misión DH03 L30S 30", 1815 m Fo Fo, 12", 288 m Fo Fo, 10", 128 m Acer, 30", 564 l/s, 1900 m Planta potabilizadora 2 PP2: 810 l/s Acero, 36", 286 l/s, 2217 m Planta 3 Nueva Acero, 36", 2008 m Planta 2 Nueva Col. Rivera de Cupía Fo Fo 4" Pepsi Fo Fo 10" Acero, 36", 89.3 l/s, 3560 m Captación La Barcaza Parte alta Col. Copoya PVC, 6", 13 l/s, 1358 m TE El Jobo Acero, 8", 48 l/s, 1537 m TE El Jobo Acero, 10", 125 l/s, 1101 m Llano del Tigre Acero, 4", 13 l/s, 825 m Acero, 8", 72 l/s, 2529 m Col. El Jobo Bella Aurora Llano del Tigre Figura 4. Estaciones de medición a partir de las captaciones La Barcaza y Santo Domingo. Fuente: Elaboración propia con datos del SMAPA. 9

10 Figura 5. Resumen gráfico de estaciones de medición en infraestructura primaria. Fuente: Elaboración propia con datos del SMAPA. 10