XIII CONGRESO DE INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL AIDIS CHILE ANTOFAGASTA, OCTUBRE DE 1999

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1 XIII CONGRESO DE INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL AIDIS CHILE ANTOFAGASTA, OCTUBRE DE 1999 DESARROLLO Y GESTIÓN DEL PROYECTO PLANTA DESALADORA DE ARICA Conrado Popp Müllendorff Rodrigo Salinas Alvarado ESSAT Patricio Lynch #1334. Iquique cppop@essat.cl 1.- INTRODUCCIÓN La Empresa de Servicios Sanitarios de Tarapacá S.A., ESSAT S.A. filial de la Corporación de Fomento de la Producción, CORFO, es una empresa del Estado de Chile. ESSAT S.A. está sujeta a la Ley General de Servicios Sanitarios, DFL Nº 382/89. Es fiscalizada por la Superintendencia de Servicios Sanitarios, y las tarifas que se cobran por las prestaciones de servicios son reguladas por el Decreto Fuerza de Ley DFL Nº 70/88. Además, por tratarse de una Sociedad Anónima, es también fiscalizada por la Superintendencia de Valores y Seguros. La ciudad de Arica cuenta con una población cercana a los habitantes. Los clientes atendidos por ESSAT S.A. en el abastecimiento de agua potable y en la recolección de sus aguas servidas suman casi la totalidad de la población. Esto representa coberturas de un 99,8% y 98,8%, respectivamente. Arica tenía hasta 1996 como única fuente de suministro de agua potable el acuífero del río San José, mediante la extracción de aguas subterráneas de 41 pozos ubicados en el valle de Azapa y la ciudad. En 1996 el déficit era de aproximadamente de 180 l/s, situación que impedía suplir las demandas, obligando a mantener un régimen normal de racionamiento, el cual no superaba las 10 horas diarias de abastecimiento en promedio. Por otra parte el déficit iría en aumento considerando el crecimiento de la población, proyectándose los siguientes porcentajes:

2 AÑO Población (hab) CAUDALES Demanda (l/s) Oferta (l/s) Déficit % Esta situación hacía necesario buscar nuevas fuentes de agua. Sin embargo, los recursos hídricos de la ciudad de Arica son muy escasos debido a su clima seco. La precipitación es limitada a la zona de la cordillera de Los Andes y el área costera no tiene precipitaciones en todo el año. Por lo tanto, se tuvo que recurrir a la perforación de pozos en el sector bajo del río Lluta, para aprovechar recursos de agua salobre que hasta ese momento no se explotaban, aguas que debían ser tratadas mediante un proceso de desalación para uso potable. 2.- PROYECTO LLUTA BAJO El proyecto "Sistema Lluta Bajo" consideró las siguientes obras principales: 11 pozos de captación en el valle de Lluta, para una capacidad de producción de 366 l/s. 20 kilómetros de cañería recolectora de los pozos hasta una planta de tratamiento (diámetro 250 a 600 mm). Planta de tratamiento por desalación para producir 206 l/s de agua tratada la que combinada con agua cruda dan 360 l/s de agua potable. Estanque de 5000 metros cúbicos en Cerro Chuño, Arica. Alimentadoras Norte y Sur para mejorar la distribución en la ciudad (diámetros 500 a 800 mm). 3.- PLANTA DESALADORA Para cumplir con su objetivo ESSAT S.A. llamó a una propuesta por el diseño, provisión de equipos y construcción de una Planta de Tratamiento con Desalación, y su financiamiento y operación por doce años. La licitación consideraba que el adjudicatario diseñaría la planta de acuerdo con normas de calidad y requerimientos definidos, ejecutaría las obras civiles y de montaje, proveería todos los equipos y materiales y luego operaría la referida planta. A continuación se entregan los principales antecedentes técnicos y financieros relacionados con la propuesta.

3 3.1.- CARACTERÍSTICAS DEL AGUA CRUDA Elemento p.p.m. Na 490,4 Mg 85,4 Ca 322,4 K 43,48 Sr 1,581 NH4 0,08 Fe 0,577 Al 0,044 As 0,04 Cd 0,01 Zn 0,068 Cu 0,02 Cr 0,01 Mn 0,945 Hg 0,001 Pb 0,032 Se 0,001 Ba 0,097 B 0,00 Cl 923 SO 4 910,2 CO 3 H 136,4 F 0,597 NO 3 1,191 NO 2 0,01 S 3,297 SiO 2 48,97 Temperatura: en Cº entre 15 y 25 ºC Conductividad: ms/cm Turbiedad (UNT): 5,894 Sólidos disueltos: 2539 p.p.m. Colis totales: 2,624 Colisfecales: < 2,04 Cianuro: < 0,043 Comp. fenólicos: < 0,002 Detergentes: 0,077

4 3.2.- CARACTERÍSTICAS DE LA PLANTA Se estableció que la planta desaladora podría usar cualquiera de los siguientes tres procesos: Osmosis inversa Electrodiálisis (reversa) Evaporación/condensación. La Planta tendría una capacidad de producción de diarios de agua tratada, la cual debería cumplir con los requerimientos de la norma chilena NCh 409/1, excepto en el contenido de cloruro, que debería ser inferior a 40 mg/l y el de sólidos totales disueltos, que no podría exceder de 150 mg/l. El agua cruda debía tener una temperatura de 5º a 25º C y un contenido de iones que no superará en más de un 12 % los valores indicados en el punto 3.1 anterior. Además, se consideraba una recuperación máxima del 75 %. Fig. N 1. Vista de los módulos de osmosis.

5 3.3.- PROCESO DE LICITACIÓN El proceso de licitación se dividió en las siguientes etapas: INICIO VENTA BASES DE PRECALIFICACIÓN 12/08/96 RECEPCIÓN Y APERTURA ANTECEDENTES DE PRECALIFICACIÓN: 30/09/96 COMUNICACIÓN RESULTADO PRECALIFICACIÓN Y ENTREGA BASES DE LICITACIÓN 14/10/96 RECEPCIÓN Y APERTURA ANTECEDENTES GENERALES Y OFERTAS TECNICAS 05/03/97 APERTURA OFERTAS ECONOMICAS 26/03/97 ADJUDICACIÓN E INICIO PLAZO CONTRATO DE PROVISIÓN 07/04/97 FIRMA DE LOS CONTRATOS DE PROVISIÓN Y DE OPERACIÓN 21/05/97 INICIO OPERACIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO 07/04/ CONTRATOS El contrato se adjudicó al Consorcio INIMA - UNELCO - OVALLE MOORE, quienes presentaron la oferta más conveniente para los intereses de ESSAT S.A. Para efectos del contrato, el consorcio se constituyó como una sociedad denominada DESALARI LTDA. Las condiciones de contrato fueron las siguientes: TIPO Contrato de Provisión: Contrato de Operación: Provisión y Construcción con Financiamiento del Contratista Operación por Precio Unitario durante 11 años ALCANCES Contrato de Provisión: Ejecución de Ingeniería de Detalles. Provisión de Equipos. Construcción Obras de Tratamiento. Financiamiento de la Inversión

6 Contrato de Operación : Operación y Mantención de la Planta produciendo Agua Permeada según necesidades de ESSAT S.A PLAZOS Contrato de Provisión: Construcción Obras y Montaje de Equipos: 365 días Contrato de Operación : 11 años a partir del Término de la Construcción COSTOS Monto Inversión (incl.obras anexas) UF ,- Contrato de Operación : (valores netos) Cobro fijo mensual UF 2.010,- Cobro variable por agua tratada UF/m3 0,007 Pago por agua descartada US$/m3 0, DETALLE DEL CONTRATO DE OPERACION. Se elaboró un contrato entre ESSAT y Desalari para establecer las condiciones de la operación de la planta desaladora, su mantenimiento y las especificaciones en cantidad y calidad del agua tratada. Este instrumento incluye las obligaciones y sanciones a las que deben acogerse ambas partes. En él se establecen como obligaciones de Desalari, entre otras, las siguientes: Operación, administración y mantenimiento de la planta desaladora por el plazo de once años. Tratar las aguas salobres que ESSAT le entregue y retornárselas en condiciones de calidad y caudales de recuperación señalados en las bases técnicas y en la oferta del contratista. (75%, 150 ppm TDS y 40 ppm Cl) Establecer y ejecutar un plan de mantenimiento preventivo y un plan de reparaciones de emergencia, los que deberán ser aprobados por el supervisor del contrato. Asumir la administración, operación y mantenimiento de la planta desaladora, debiendo solventar los gastos que ello implique.

7 Mantener un stock de repuestos adecuados para efectuar los programas de mantenimiento de las instalaciones. Adoptar todas las medidas necesarias para cumplir los requerimientos de resguardo ambiental durante la etapa de operación de la planta. Algunas de las obligaciones de ESSAT son: Entregar agua salobre en las condiciones señaladas en el apartado 3.1 Efectuar un pago mensual por costo fijo iguala a U.F. más IVA. Pago variable mensual por metro cúbico de agua tratada y entregada más IVA igual a: Pago = 0.007UF* (M3 producido) 0.21US$*(M descarte) 0.31US$*(M3 sobre descarte). Si el agua entregada no cumple la calidad especificada en el anexo I (con una variación máxima de 12%) entonces no se considera el descuento por sobre descarte. Las multas contempladas en el contrato son: Por interrupción parcial o total del suministro, igual a 200 U.F. por cada día en que la entrega promedio diaria haya sido más que 10% menor a la requerida. La producción no podrá ser inferior al 25 % de la requerida diaria, como máximo durante cuatro días al mes por lavado de membranas, siempre que se mantenga la producción media mensual. Si no se cumple la calidad del agua tratada, el supervisor podrá ordenar la interrupción del suministro, siendo en tal caso aplicable las multas anteriores. Si no se cumple el programa de mantenimiento, el contratista dispondrá de 48 horas para adoptar las medidas necesarias para resolverlo. En caso que no sea subsanado dentro de ese plazo, se aplicará una multa diaria de 100 U.F. hasta que sea subsanado dicho incumplimiento. Término del contrato: ESSAT podrá poner término al contrato sin derecho a indemnización alguna para el contratista en los siguientes casos: Interrupción parcial o total del suministro, tal que las multas acumuladas por este efecto sean iguales o superiores a U.F., dentro de un periodo de 12 meses seguidos. Incumplimiento de la calidad del agua tratada, tal que las multas acumuladas por este efecto sean iguales o superiores a U.F., dentro de un periodo de 12 meses seguidos. Incumplimiento del programa de mantenimiento, tal que las multas acumuladas por este efecto sean iguales o superiores a U.F., dentro de un periodo de 12 meses seguidos.

8 Fig. N 2. Vista exterior de la planta desaladora. 5.- EXPERIENCIA OBTENIDA. Desde su puesta en marcha definitiva, mayo de 1998, la planta ha operado en forma parcial con uno o dos módulos de osmosis inversa (cada módulo proporciona 52 l/s), de acuerdo al comportamiento de la demanda de agua potable de la ciudad de Arica. Estos requerimientos expresados en volúmenes diarios han sido: m3/día de abril a octubre, y m3/día de noviembre a marzo. (La planta fue diseñada con una capacidad máxima de m3/día). Durante este periodo no se han registrado contratiempos y ambas partes han cumplido con lo estipulado en el contrato. La única dificultad que se ha presentado es la deficiente calidad del suministro de energía eléctrico por parte de la empresa distribuidora de Arica, ocasionando cortes de energía casi a diario durante el periodo de puesta en marcha y en forma bastante frecuente hasta la fecha, recrudeciéndose algunos meses. Durante el pasado mes de agosto se registraron del orden de 20 cortes. Dados los altos consumos de energía de este tipo de proceso de desalación, no fue factible económicamente contar con equipos de respaldo eléctrico, de modo que, los cortes o variaciones de frecuencia significan la detención inmediata de la planta. Como estos cortes de energía también afectan a los sondajes de Lluta, entonces se requiere de un lapso considerablemente largo, mucho más allá de la propia duración del corte, para poner en estado estacionario el sistema sondajes - planta desaladora. Además del problema operativo y de la disminución del aporte de agua a la ciudad (si el corte es muy prolongado), estos cortes ocasionan pérdida de vida útil de los elementos de la planta. Los componentes que en mayor grado sienten este efecto son las membranas, debido a los esfuerzos a que se ven sometidas con una detención brusca. En consecuencia, es recomendable para una planta de este tipo, evaluar la alternativa de incorporar unidades generadoras de respaldo.

9 Entre otras recomendaciones obtenidas a través de este periodo, se pueden sugerir: Definir en forma explícita los volúmenes de producción diario, mensual y anual, así como su forma de cálculo, a fin que no existan valores sujetos a interpretación. Establecer estos valores como metas a cumplir y luego por comparación determinar los incumplimientos. Si bien, esta recomendación es bastante evidente, no siempre es fácil de determinar el valor meta y el valor real. Hay que definir un rango de cumplimiento. Si existen medidores de caudal en forma independiente, para la empresa y la planta desaladora, se debe definir un procedimiento de medición de la producción de las aguas tratada, cruda y de descarte. Se debe calcular el error de cada medidor y mediante el balance global de volumen del sistema operativo, determinar cuales medidores son los apropiados para realizar la medición. Se recomienda aforar contra estanques. De preferencia sería recomendable utilizar un solo medidor para cada flujo e implementar un programa de calibración de éstos. La experiencia ha demostrado que es importante fijar un rendimiento global de la planta, en nuestro caso igual a 75%, porque asegura la utilización adecuada del agua cruda que es suministrada por ESSAT. Definir claramente las variaciones máximas de la calidad del agua producto y la forma en que se medirán los parámetros fisicoquímicos. En nuestro caso, el laboratorio implementó las técnicas de TDS, sulfatos y cloruros entre otras, para ser contrastadas con los informes de Desalari. En el contrato, se indica que el contenido de cloruros debe ser menor a 40 ppm. Sin embargo, los datos de la proyección de la osmosis, y los análisis de ambos laboratorios proporcionan siempre tres resultados distintos. Antes de comparar datos entre laboratorios, se debe normar con respecto al procedimiento de toma de muestra y de análisis químico. Luego, determinar cual será el resultado normativo y que hacer en caso de discrepancia. Por ejemplo, si el resultado es 42 ppm contra 39 ppm, se está en incumplimiento de contrato en forma estricta. Sin embargo, una diferencia de 2 ppm está dentro del error de la técnica de medición. Aún más, si realmente la concentración es de 42 ppm., tal variación tiene un impacto mínimo en la calidad del agua. Por este motivo, se debe establecer un rango de variación aceptable para la calidad química del agua.