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Agua, Energía y el Cambio Climático en Lima Metropolitana

Oportunidades de Mitigación y Adaptación

Nov 2009

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Este análisis intenta servir únicamente como una guía. No existe garantía o representación, ya sea expresa o implícita, con respecto a la validez, compleción o utilidad de la información contenida en estas recomendaciones. No se asume ningún tipo de responsabilidad u obligación con respecto al uso de información, equipo, métodos o procesos descritos en este documento, o posibles daños por el uso de los mismo. Este reporte no refleja la opinión oficial de persona alguna, institución o departamento. La mención de nombres o productos comerciales no representa un respaldo o recomendación de uso.

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Índice

Lista de Abreviaturas 6

1.0 Antecedentes 7

2.0 Recursos Hídricos de Lima 82.1 Población 82.2 Oferta de Agua 8

2.2.1 Calidad del Agua 112.2.2 Distribución de Agua 12

2.3 Aguas Residuales 132.3.1 Demanda de Agua 152.3.2 Calidad del Agua Residual 15

2.4 Estructuras de Cobro 16

3.0 Emisiones de GEI del Agua Residual de Lima 183.1 Metano 183.2 Óxido Nitroso 18

4.0 Cambio Climático y su Impacto en el Sector Hídrico de Lima 194.1 Deterioro de las Cuencas 194.2 Crecimiento Poblacional 234.3 Relación Entre Agua y Energía en Lima 25

5.0 Proyecciones de Oferta y Demanda 275.1 Discusión Sobre la Energía 275.2 Discusión Sobre el Agua 28

6.0 Impacto de las Aguas Residuales No Tratadas 33

7.0 Reciclaje y Reutilización de Aguas Residuales 34

8.0 Acciones Urgentes 368.1 Importancia Crítica 368.2 Acciones Prioritarias 36

8.2.1 MML y SEDAPAL deben Abogar por la Conservación de Agua 368.2.2 PromoverlaEficienciaenelUsodelAgua 378.2.3 Colaboración entre MML y SEDAPAL sobre la Reparación de Fugas 388.2.4 Lograr el 100% de la Demanda de Riego con Agua Reciclada 398.2.5 Prohibir la Irrigación de Parques con Aguas Residuales no Tratadas 408.2.6 Monitoreo Coordinado de Todas las PTAR 418.2.7 Reforzar la Medición del Agua 418.2.8 “Hotline” del Agua 418.2.9 SEDAPAL Trata el 100% de las Aguas Residuales y Captura Metano 42

8.3 Recomendaciones para las Nuevas Instalaciones 438.3.1 Opciones de Tecnología 438.3.2 Tratamiento Centralizado vs. Distribuido 458.3.3 El Cercado 468.3.4 El COSAC I 48

8.4 Recomendaciones para las Plantas Existentes Seleccionadas 508.4.1 San Borja 508.4.2 Surco 518.4.3 UNITRAR 528.4.4 Habich 558.4.5 Universitaria 56

9.0 Impacto Final 58

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ApéndicesApéndice I: Inventario Nacional de Emisiones de GEI en el Perú, 2000 60Apéndice IIa: Sistema de Agua Potable en Lima, 2007 61Apéndice IIb: Sistema de Abastecimiento de Agua Potable 62Apéndice III: Estándares de Calidad Ambiental de Aguas en el Perú 63Apéndice IV: Las Exigencias de Calidad en el Tratamiento y el Reuso 68Apéndice V: Experiencias del Reciclaje de Aguas Residuales 70

A. Tijuana, México - Cañería Morada Proyecto de Reutilización del Agua 70B. Singapur- NEWater Advanced Proyecto de Aguas Recicladas 71C. Johannesburgo, Sudáfrica: Programa de Reciclaje de Agua 71D. Sydney, Australia: Reciclaje de Agua Residencial e Industrial. 72E.Tokio,Japón:ElReciclajeUrbano73F.LosAngeles,California,EE.UU.:AplicacióndeReciclajeUrbana 74G. Planes de Gestión de Abastecimiento de Agua de Tokio 75

Apéndice VI: Evaluación de las Tecnologías de Tratamiento Disponibles 78ApéndiceVII:ElClorovs.laDesinfecciónUV 83Apéndice VIII: Inventario del Laboratorio de Pruebas 88Apéndice IX: Suposiciones Sobre la Tabla Resumen de Impacto 91

Endnotes 93

Bibliografía 97

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Lista de FigurasFigura 1: Emisiones GEI de Solo Combustibles Fósiles en el Perú 8Figura 3: Almacenamiento de Agua en los Andes 9Figura 2: La Cuenca del Río Rímac 9Figura 4: Almacenamiento en la Cuenca del Rímac 10Figure5:FuentesdeAgua,Subterráneavs.Superficiales 10Figura 6: Minas de Plomo en la Cuenca del Rímac 11Figura 7: La Planta de Tratamiento de Atarjea 12Figure 8: Acceso a Agua Potable por Nivel Socioeconómico 12Figura 9: Acceso a Saneamiento por Nivel Socioeconómico 13Figura 10: Principales Puntos de Descarga de Lima 14Figura 11: Plantas de Tratamiento de Agua Residual de SEDAPAL 14Figura 12: PTAR para Reutilización - Actores 15Figura 13: Análisis Selectos Sobre Calidad del Agua 16Figura 14: Tarifas de Agua de SEDAPAL en Lima 16Figura 15: Variación Temporal de la Anomalía de Temperatura del Aire sobre Lima 19Figura 16: Deterioro de la Cuenca de Eulalia 20Figura 16a: Masa Glaciar de Eulalia, Verano 1999 20Figura 16b: Masa Glaciar de Eulalia, Verano 2004 20Figura 16c: Precipitaciones por Marcapomacocha 21Figura 16d: Comparativo de Cubierta de Nieve de Eulalia 21Figura 17: Almacenamiento en la Cuenca Rímac por Mes 22Figura 18: Flujos del Año Hidrológico 2007-2008 22Figura 19: Flujos Promedio Mensuales en el Río Rímac, 2007-2008 23Figure20:Perú:PoblaciónCensada,porÁreaUrbanayRural 23Figure 21: Población Censada, Lima Metropolitana 24Figure 22: Población de Lima Metropolitana 24Figura 23: Pérdida de Tierras de Cultivo Alrededor de Lima 24Figura 24: Generación Hidroeléctrica en la Cuenca de Lima 25Figura 25: Proyectos Termoeléctricos basados en GN en Lima Metropolitana 27Figura 26: Niveles de bombeo de SEDAPAL y Nivel Freático 29Figura 27: Proyectos Futuros de SEDAPAL 29Figura 28: Capacidad de Producción para 2015 30Figura 29: Comparación de Agua Disponible per Cápita 30Figura 30: Promoción del Plan Aguas Limpias 31Figura31:1989DirectricesdelaOMSparaelUsodelasAguasResiduales 35Figura 32: Transición del Índice de Fuga en Tokio 39Figura 33: Proceso Pre-tratamiento de Biogas en la PTAR Farfana 43Figura 34: Tecnologías de Tratamiento para Plantas de Recuperación de Agua Figura 35: Revisión de la PTAR Centralizada vs. Distribuida 46Figura36:AnálisisdelAguanoTratadadelRímacUtilizadaparaelRiegoenelCercado 47Figura 37: Recomendaciones de Diseño para Cercado PTAR 47Figura 38: Estimaciones de Costos para PTAR de Lodos Activados en el Cercado 47Figura 39: Recomendaciones de Diseño para el Patio Norte 49Figura 40: PTAR Seleccionadas para la Evaluación Rápida 50Figura 41: Características de la PTAR San Borja 50Figura 42: El Equipo Existente de San Borja 51Figura 43: Características de la PTAR en Surco 51Figura 44: El Equipo Existente en Surco 52Figura45:CaracterísticasdelaPTARenUNITRAR53Figura 46: Metodologías Propuestas para la Pruebas 54Figura 47: Características de la PTAR en Habich 55Figura 48: El Equipo Existente de Habich 55Figura49:CaracterísticasdelaPTARdeUniversitaria 56Figura50:ElEquipoExistenteenUniversitaria 56Figura 51: Estimación del Impacto Potencial de las Recomendaciones 59

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Lista de Abreviaturas

CCI Iniciativa Climática de la Fundación William J. ClintonCO2e Dióxido de Carbono equivalenteCH4 MetanoCOSAC 1 Primer Corredor Segregado de Alta CapacidadCT Coliformes TotalesCTT Coliformes Termotolerantes (Coliformes fecales)DBO5 Demanda Biológica de Oxígenod díaDIGESA Dirección General de Salud Ambiental del Ministerio de SaludDQO Demanda Química de OxígenoECA Estándares de Calidad AmbientalEEUU Los Estados UnidosEMAPE Empresa Municipal Administradora de Peaje de LimaFE Factor de Emisiones GN Gas NaturalGW GigavatioGEI Gases de Efecto Invernaderoh horaha HectáreaIPCC Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio ClimáticoIPES Instituto para la Promoción del Desarrollo SosteniblekW KiloL Litrom3 metro cubicoMDL Mecanismo de Desarrollo LimpioMEM Ministerio de Energía y Minasmg miligramoMINAM Ministerio del AmbientemL mililitroMML Municipalidad Metropolitana de LimaMW MegavatioN2O Óxido NitrosoOD Oxigeno DisueltoOMS Organización Mundial de Saludppm partes por millónPTAR Planta de Tratamiento de Aguas Residualess segundoSMA Subgerencia de MedioambienteSEDAPAL Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de LimaSENAMHI Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del PerúSST Sólidos Suspendidos TotalesSUNASS Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamientot toneladaUSD Dólares AmericanosUV Ultravioleta

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1.0 Antecedentes

La Iniciativa Climática de la Fundación Clinton (CCI) opera en asociación con el Grupo C40 de Liderazgo Climático en las Grandes Ciudades para reducir las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en formas prácticas y mensurables. CCI colabora con la Municipalidad Metropolitana de Lima (MML) bajo el liderazgo del Alcalde Luis Castañeda Lossio, enmarcado por un Acuerdo de Cooperación Interinstitucional que establece como prioridad “el desarrollo de programas que reduzcan el uso de energía y aumenten la eficiencia, utilización de energías limpias y como resultado la reducción de Gases de Efecto Invernadero (GEI) responsables por el cambio climático como parte del compromiso de Lima al grupo “C40 de Grandes Ciudades del Mundo”.

Con presiones cada vez mayores producto del cambio climático y del crecimiento poblacional, existen limitaciones fundamentales en el desarrollo de Lima Metropolitana. La demanda de agua y energía aumenta rápidamente, acelerando los niveles de tensión en la infraestructura e instituciones, requiriendo de una estrategia coordinada. Algunas acciones de mitigación importantes hoy en día en Lima incluyen programas para mejorar el transporte público, resolver la intensa congestión urbana, cambiar la matriz de combustibles de Diesel a Gas Natural Comprimido (GNV)1, mejorar la eficiencia del alumbrado público y reducir la sobre oferta y edad promedia de los autobuses y taxis.2 El sector de agua, sin embargo, es de importancia especial ya que requiere acciones urgentes ante las presiones extremadamente severas que han superado las capacidades de planificación y coordinación. Asimismo, existen importantes oportunidades de mitigación de GEI al activar el uso difundido de agua reciclada en Lima y mejorando las eficiencias de tratamiento de agua residual.

Este análisis fue preparado en colaboración con la Subgerencia de Medio Ambiente (SMA) de la Gerencia de Servicios a la Ciudad de la MML. Los objetivos del análisis son:

• Elaborar una visión clara para satisfacer eficientemente la demanda de agua de Lima Metropolitana, minimizando costos, energía y emisiones de GEI, con atención especial al manejo sostenible de los recursos hídricos cada vez más escasos.

• Proporcionar recomendaciones para satisfacer eficientemente las demandas de riego de las 66 hectáreas de parques y jardines de la zona central de Lima.

• Proporcionar recomendaciones para el desarrollo de un suministro eficiente e integrado de agua reciclada para el sistema “Metropolitano” – el próximo corredor exclusivo de autobús BRT (Bus Rapid Transit).

• Entregar recomendaciones para mejoras en procesos y mayor eficiencia energética en plantas de tratamiento de agua residual (PTAR) seleccionadas que fueron observadas durante las visitas de sitio de CCI y SMA.

Aunque el objetivo principal de este análisis es la eficiencia energética y la reducción de GEI en el sector hídrico, al final el uso de la energía está enlazado a los niveles de tratamiento y asuntos de salud pública. Estos temas son abordados brevemente en relación al tratamiento y la desinfección.

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2.0 Recursos Hídricos de Lima

Lima es la ciudad más grande del mundo ubicada en un desierto bajo severas tensiones de abastecimiento de agua. Si bien Cairo, Egipto es más grande con 15 millones de habitantes, la ciudad se encuentra a orillas del Río Nilo con un flujo promedio de 2,830 m3/s. Sin embargo, Lima con mas de 8.4 millones de habitantes está construida alrededor del Río Rímac con sólo 10 m3/s de flujo natural mínimo, que escurre de una cuenca en deterioro con riesgo de un derretimiento glaciar completo. Lima tiene una topografía submarina con pendiente este oeste variable entre 2% y 15% y recibe únicamente alrededor de 9 mm de precipitación por año3 con un mínimo de 0.6 mm en el mes de marzo.3a

2.1 Población

Entre 1940 y 2009, la población de Perú creció de 7 millones a casi 30 millones de habitantes, distribuidos en 23 grupos étnicos.

En el mismo período, entre 1940 y 2007, la población de Lima Metropolitana incrementó de 645,172 habitantes a 8,482,619 aumentando en más del doble en cada generación, “rebasando toda política de planificación de modo que los desechos generados por las diferentes actividades constituyen una seria problemática.”3b Hoy en día, Lima alberga a casi la tercera parte de la población de Perú, 70% de sus automóviles, 70% de la producción industrial y 80% de la inversión privada.

Desde principios de los 90 s, Perú ha logrado notables avances en programas de estabilización macroeconómica, reformas estructurales, restablecimiento de relaciones con la comunidad financiera internacional y ha incrementado su infraestructura productiva y social. El Producto Interno Bruto (PIB) ha crecido 5% en promedio entre 1993 y 2007.4 Sin embargo, este crecimiento económico ha venido acompañado de una intensificación considerable en el uso de carbón. Las emisiones de GEI producto de combustibles fósiles se incrementaron de 21 millones de toneladas de CO2 equivalente5 (tCO2e) en 1990 a 39 millones de toneladas en 2006, con un incremento per cápita de 0.99 a 1.39 tCO2e en el mismo período.6 (Apéndice I: Inventario de emisiones de GEI de Perú, 2000).

Perú es uno de los pocos países en América Latina que espera un crecimiento positivo de su economía durante la actual crisis financiera internacional. Como resultado, un incremento en la urbanización generará nuevas demandas de agua y energía. Sin soluciones más sostenibles e incremento en las eficiencias, Lima experimentará una mayor dependencia en combustibles fósiles y tecnologías energéticamente intensivas en el futuro.

2.2 Oferta de Agua

El suministro del agua de Lima Metropolitana es administrado y operado por el Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL).8 En otras ciudades de Perú, los Proveedores de Servicios Sanitarios (EPS) son parte de la municipalidad. Sin embargo, en el caso de Lima el EPS es parte del Gobierno Nacional.

Mile

s Ton

elad

as d

e Car

bón

AñoFigura 1: Emisiones GEI de Solo Combustibles Fósiles en el Perú7

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El suministro de agua potable de Lima Metropolitana se origina de la cuenca del Río Rímac, extendiéndose a más de 135 km de Lima, cubriendo una superficie de 3,398 km2 y alcanzando elevaciones de más de 5,800 m sobre el nivel del mar. Hoy en día, esto incluye fuentes ubicadas en ambos lados de la Cordillera de los Andes, las pendientes del Pacífico y el Atlántico de la división continental. Esta compleja red de lagunas y presas tiene una capacidad de almacenamiento de 282 millones de metros cúbicos.9

Lima

Cuenca del Río Rímac

Figura 2: La Cuenca del Río Rímac

Figura 3: Almacenamiento de Agua en los Andes10

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Figura 4: Almacenamiento en la Cuenca del Rímac

Cuenca Capacidad (m3) Pendiente Características

Marcapomacocha 157,000,000 Atlántico (túnel 10km) 4 lagunas; 4,445 msnm

Santa Eulalia 77,000,000 Pacífico 15 lagunas; 4,400 msnmSan Mateo (Rímac) 48,000,000 Pacífico 1 laguna; 4,300 msnm

Huascacocha 76,000,000 Atlántico 2011

Actualmente, la capacidad de producción de agua potable de Lima Metropolitana es de 20.8 m3/s, suministrada principalmente por dos plantas de tratamiento de agua, Atarjea (17.5 m3/s) y Chillón (2 m3/s), las cuales capturan agua de los ríos Rímac y Chillón, respectivamente. A diferencia de Atarjea, la planta potabilizadora Chillón es administrada por una compañía privada, llamada “Consorcio Agua Azul”, la cual vende el agua directamente a SEDAPAL para su distribución. Sin embargo, esta planta funciona únicamente durante algunos meses del año y generalmente no opera durante la época de estiaje que dura desde Mayo hasta Noviembre, cuando el caudal del Río Chillón es muy bajo.

En adición a la captura de agua superficial, existe también la extracción de agua subterránea de pozos individuales. Empleados principalmente para uso industrial y consumo humano, hay mas de 454 pozos disponibles con 165 operando en 2009.11 Se estima que SEDAPAL obtiene alrededor del 77% de su suministro de los ríos Rímac y Chillón y 23% de fuentes subterráneas.12 Este bombeo subterráneo puede producir hasta 8.32 m3/s.13 (ver Apéndice IIa y IIb)

Figure5:FuentesdeAgua,Subterráneavs.Superficiales15

En adición a los 454 pozos administrado por SEDAPAL, hay unos 2,270 pozo privados adicionales utilizado por la industria privada y unas municipalidades. Su impacto puede ser caracterizado como una explotación no sostenible del acuífero.14 Requiere una especial atención de las autoridades.

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2.2.1 Calidad del AguaA medida que el agua es transportada de los almacenamientos en los Andes y las dos plantas potabilizadoras en Lima, es expuesta a intensas fuentes de contaminación. Estas fuentes incluyen escurrimientos agrícolas y mineros. Los contaminantes acumulados en el trayecto incluyen Arsénico, Plomo, Cadmio, Mercurio, Manganeso y Cianuro, además de descargas domésticas e industriales que resultan en elevados requerimientos de tratamiento y gestión de salud pública. En la confluencia de los ríos Huaycoloro y Rímac, aguas arriba de la planta Atarjea, las estaciones de monitoreo de SEDAPAL registran un promedio de DBO5 de 200 mg/L. Otras estaciones de monitoreo en la cuenca registran DBO5 de hasta 700 mg/L. Los coliformes totales (CT) llegan a alcanzar hasta 1 millón/ 100 mL.16 La abundancia de minas de plomo en la cuenca es también de preocupación.

Figura 6: Minas de Plomo en la Cuenca del Rímac17

Minas de Plomo

La planta potabilizadora de Atarjea emplea un intenso proceso de cloración; añadiendo entre 3.5 y 4.2 ppm en las primeras lagunas de sedimentación en un proceso de pre-cloración que consume 6.5 toneladas por día de cloro, con un costo de USD $4,095 por día. Después del tratamiento secundario, una dosis final de cloro de entre 1.6 a 2.2 ppm es agregada, consumiendo 2.5 ton/día a un costo de USD $1,672 /d.18

12

Figura 7: La Planta de Tratamiento de Atarjea

Pre Cloración3.5 - 4.2 ppm

6.5 t/dUS$4,095 /d

Post Cloración1.6 - 2.2 ppm

2.5 t/dUS$1,672 /d

2.2.2 Distribución de AguaSEDAPAL produjo 20.8 m3/s de agua potable (658.7 millones de m3) en 2008, pero las fugas y pérdidas fueron significativas, estimadas en 43% por la Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS). 12% de la población de Lima no tiene acceso a agua potable a través de la red de distribución pública.19

Hay una diferencia evidente en el Perú en la proporción de acceso a agua potable de acuerdo al nivel socioeconómico. Mientras el 99% del segmento más rico de la población tiene acceso a agua potable entubada, solamente el 25% del sector más pobre cuenta con acceso a agua potable entubada.20

Figure 8: Acceso a Agua Potable por Nivel Socioeconómico

13

Como se definió en 2009 en la Ley Nacional No. 29338 sobre Recursos Hídricos, “el agua es un recurso natural renovable, indispensable para la vida, vulnerable y estratégica para el desarrollo sostenible, el mantenimiento de los sistemas y ciclos naturales que la sustentan y la seguridad de la Nación.” El artículo 3 de esta Ley declara el interés nacional de “la gestión integrada de los recursos hídricos con el propósito de lograr eficiencia y sostenibilidad en el manejo de las cuencas hidrográficas y los acuíferos para la conservación e incremento del agua....para garantizar la satisfacción de la demanda...” El artículo 6 continúa estableciendo las actividades de “saneamiento, depuración, tratamiento y reutilización del recurso,” así como de la “recarga artificial de los acuíferos” como parte de los recursos hídricos cubiertos por la ley.

2.3 Aguas Residuales

Con respecto a los servicios de saneamiento en el Perú, la notable diferencia en acceso a estos servicios por nivel socioeconómico se distingue negativamente cuando se compara a los índices globales.21

Figura 9: Acceso a Saneamiento por Nivel Socioeconómico22

Bajo la responsabilidad de SEDAPAL, la recolección de las agua residuales por 8 cuencas de drenaje en Lima Metropolitana se estima en un 86% de una descarga total de alrededor de 18.85 m3/s (594 milliones de m3/yr) Sin embargo, sólo el 15% (2.4 m3/s) del volumen total colectado recibe tratamiento. Existen varios puntos de descarga que agrupados suman los más de 16.4 m3/s o 518 millones de m3/año de agua residual no tratada que es descargada directamente en los ríos y el mar.23

Esto está en conflicto con el Artículo 79 de la Ley de Recursos Hídricos, que establece la necesidad de que las descargas cumplan con las Estándares de Calidad Ambiental del Agua (ECA) y prohibe la descarga directa o indirecta de agua residual sin autorización. (Apéndice III: Estándares Nacionales para la Calidad Ambiental del Agua en Perú) Aún más, estas descargas son un desperdicio de un recurso esencial para el desarrollo futuro de Lima.

14

Figura 10: Principales Puntos de Descarga de Lima

Punto de DescargaFlujo Promedio

(m3/s)Mar Emisor Surco 4.96Mar Emisor Comas 2.76Mar Emisor Centenario 2.66Mar Interceptor Norte 2.61Río Colector #6 2.29Río Colector Condevilla 0.50Mar Emisor Bocanegra 0.29

Hoy SEDAPAL tiene 17 PTAR operacionales con un tratamiento combinado de 2.77 m3/s. Las PTAR operadas por SEDAPAL se encuentran en su mayoría en el perímetro de baja elevación de la ciudad.24

Figura 11: Plantas de Tratamiento de Agua Residual de SEDAPAL

PTARTecnología de Tratamiento

Reutilización*

Plantas de Pre-Tratamiento Cámera Rejas la Chira

Estación Hipódromo – Punto A

Plantas de Tratamiento Ancón Estabilización, Lagunas de

oxidación Si

Santa Rosa Si

Ventanilla Estabilización, Lagunas de oxidación Si

Puente Piedra Lodos activados SiSede Atarjea Lodos activados SiSan Antonio Lodos activados

Carapongo** Estabilización, Lagunas de oxidación

San Juan de Miraflores Lagunas aireadas SiParque 26 Lagunas aireadas SiHuáscar Lagunas aireadas Si

José Gálvez Lagunas de estabilización Si

Julio C. Tello Estabilización, Lagunas de oxidación

San Pedro de Lurín Lagunas de estabilización SiNuevo Lurín Lagunas de estabilización SiSan Bartolo Lagunas aireadas

Punta Hermosa Lagunas de estabilización SiPucusana Lagunas de estabilización Si

Total tratado= 2.77 m3/s*Sólo pequeños porcentajes de este total de agua tratada es reutilizada ** Proyecto piloto de captura de CH4 con CAF

SEDAPAL tiene el objetivo de tratar el 100% del agua residual para el 2011. Desafortunadamente, en esta meta no existen objetivos para asegurar la reutilización de agua, tratamiento de lodos, ni captura de CH4. Existen especulaciones entre la población respecto a si SEDAPAL subcontratará la administración de estas plantas a través de licitaciones públicas para concesiones en un futuro cercano, similar al proceso de La Taboada.

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2.3.1 Demanda de AguaLa demanda de agua en este ambiente árido es tan fuerte que diversas entidades (incluyendo algunas municipalidades) capturan agua residual de la red de alcantarillado y ríos. Gran parte de esta agua residual es utilizada para riego sin ningún tratamiento. Sin embargo, varias PTAR han sido construidas desde 1964 para tratar agua residual para su reutilización local. La construcción de algunas de estas PTAR fueron financiadas por SEDAPAL. Sin embargo, históricamente, estos esfuerzos no han sido coordinados y las estrategias fragmentadas han incrementado el uso de agua potable y agua residual no tratada para el riego directo.

En 2008, el Instituto para la Promoción del Desarrollo Sostenible (IPES) analizó exhaustivamente 37 experiencias de reutilización de agua residual en Lima. Se identificaron 1.7 m3/s de agua residual empleada para regar una superficie de 982 ha. Sin embargo, no toda esta agua recibió tratamiento, el estudio determinó que 40% era agua residual no tratada, equivalente a 61,862 m3/d (716 L/s).25

En su estudio, IPES evaluó 34 PTAR con una capacidad combinada de tratamiento de 2.5 m3/s, que utilizan una variedad de agentes y tecnologías. Estas 34 plantas son extremadamente variables respecto a su producción y calidad de agua reciclada.

Figura 12: PTAR para Reutilización - Actores

Actor # de PTAR %

SEDAPAL 17 50Municipalidades 7 20Sector Privado 4 12

Otras (Universidades, comunidades y agricultores) 6 18

Estas PTAR emplean diversas tecnologías y representan inversiones desde USD $10,000 hasta $30,000,000 y tratan entre 0.6 y 424 L/s. Los costos operativos han sido estimados entre USD $1,100 y $640,000 por año.26

Si bien SEDAPAL opera 50% de estas PTAR para el riego de 352 ha, estas plantas están ubicadas en el perímetro de baja elevación de la ciudad.27

2.3.2 Calidad del Agua ResidualEl monitoreo de la calidad del agua fuera de las plantas administradas por SEDAPAL es prácticamente nulo. En las investigaciones de IPES, sólo dos de las plantas evaluadas producían efluentes con menos de 1,000 NMP de coliformes fecales por cada 100 mL.28

Un estudio piloto reciente para “Vigilancia Sanitaria de Parques”, a cargo de la Dirección General de Salud Ambiental del Ministerio de Salud (DIGESA) analizó los suelos y el agua regada en 86 parques de Lima Metropolitana. Los resultados mostraron que:

• Lima Este: Analizaron 15 parques regados con agua de camiones cisternas. El agua es colectado en una de las variantes del rió Surco, y para los análisis se colectó del punto en donde los camiones cisternas llenan sus tanques. Encontraron que 74% se encontraban regando con agua “no amigable”, contaminada con E. Coli y otros parásitos como Strongyloidees sp. y no satisfacen las regulaciones sanitarias. Muestras de suelo estaban contaminadas con huevos de Toxacara en 47% de las muestras.

• Dirección Ejecutiva de Saludo Ambiental de la Dirección Regional de Lima: Analizaron 8 parques en 6 distritos de 4 provincias de Lima.29 37% de los parques reportaron la presencia de huevos de Toxacara. 100% de los parques son regados con agua potable.

16

• Región Sur de Lima: Analizaron 30 parques de Santiago de Surco. 30% reportaron presencia de huevos de Toxacara en el suelo. 10% calificaron como “no amigable”.

• Lima Central: Analizaron 25 parques y encontraron huevos de Toxacara en 28% de ellos. 75% de sus parques calificaron como “no amigable”.

• Callao: 8 parques fueron analizados y 37% reportaron huevos de Toxacara. Determinaron que 100% de los parques estan regado con agua potable. Calificaron 100% de sus parques como “poco amigable”.

El uso de agua residual no tratada tiene riesgos particularmente serios, con impactos en la salud pública, el medio ambiente y la estética del paisaje.30

Como parte de las visitas de sitio realizadas con la SMA para evaluar las PTAR y las eficiencias de tratamiento, se analizaron los afluentes y efluentes en un laboratorio privado para evaluar los parámetros básicos de calidad.

Figura 13: Análisis Selectos Sobre Calidad del Agua 31

SitioDBO5

(mg/L)

DQO (mg

O2/L)

OD (mg/L)

SST (mg/L)

Coliformes Totales (CT)

(NMP/100mL)A E A E A E A E

Rímac (Irrigación de Cercado) 10 * 47 * * 166 * 22,000 *San Borja PTAR 5 2 5 12 * 23 <2 16,000 < 1.8

Surco PTAR 5 < 2 5 11 * 23 < 2 16,000 < 1.8UNITRAR PTAR 122 20 210 94 * 139 11 23,000,000 6,800

Habich PTAR 517 < 2 757 < 2 3.63 394 3 79,000,000 790,000Universitaria PTAR 460 8 617 27 2.69 285 11 13,000,000 79,000

EC

A N

acio

nal

del P

erú

Cat.3: Riego de veg (bajo)32 15 40 >=4 5,000Cat. 3: Riego de veg (alto)33 15 40 >=4 5,000

Cat. 3: Bebida animales 15 40 >5 5000Cat. 1: Recreación B134 5 30 ** 1,000Cat. 1: Recreación B235 10 50 ** 4,000

Los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para el Agua (ECA), aprobados por el Decreto Supremo 002-2008-MINAM se discuten con mayor profundidad en la Sección 7.0 y el Apéndice III y IV.

2.4 Estructuras de Cobro

La estructura de cobro de 2009 para agua potable de SEDAPAL se incluye en la Figura 14. El uso de medidores es de aproximadamente 70% y el nivel de uso de agua “no medida” está estimado en 36%. Adicionalmente, 89% de los usuarios en Lima reciben un subsidio en sus recibos de agua.36

Figura 14: Tarifas de Agua de SEDAPAL en Lima

Usuario m3/mesCosto

Soles / m3

Social > 0 1.31Doméstico 0-20 1.31

20-30 1.7430-50 2.6850-80 2.68

17

Usuario m3/mesCosto

Soles / m3

>80 4.00Comercial > 0 5.29Industrial > 0 5.29Gobierno > 0 2.68

SEDAPAL también cobra a los usuarios con sus propias fuentes de agua un costo de descarga de S/. 3.08/m3 por la utilización del sistema de drenaje.

18

3.0 Emisiones de GEI del Agua Residual de Lima

El agua residual es una fuente de emisiones de metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) en Perú.37 Emisiones directas e indirectas son producidas durante el transporte del agua residual y el tratamiento. Las emisiones directas incluyen CH4 y N2O que son emitidos de fuentes líquidas y sólidas. Las emisiones indirectas son asociadas al consumo energético de equipos eléctricos y procesos como el bombeo, aireación, filtración y desinfección. Las emisiones indirectas de esta demanda de energía eléctrica son función del factor de emisión (FE) de la red eléctrica. Las emisiones indirectas podrian también incluir los impactos ocasionados a las fuentes hidroeléctricas.

En general, el sistema de alcantarillado de Lima consiste principalmente de una red subterranea de tuberias, acueductos y ríos, la mayoría de los cuales escurren por gravedad. Sólo el 15% de este flujo llega a las PTAR, el resto se descarga a los rios y directamente al mar.

3.1 Metano

Las redes de descarga en Lima Metropolitana que se vuelven inactivas en la época de estiaje, generan condiciones anaeróbicas que producen metano. El potencial de CH4 generado es una función de la cantidad de material orgánico, la cantidad de oxígeno disuelto en el agua residual, la temperatura y el tipo (o ausencia de) sistemas de tratamiento. Temperaturas por encima de los 15°C y/o altos niveles de Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5), y/o Demanda Química de Oxígeno (DQO) tienen mayor potencial de generar emisiones de CH4.

Del 15% del agua residual que recibe tratamiento, sólo una parte mínima recibe tratamiento de lodos y sólo existen dos casos insignificantes de captura de metano. Uno de estos es la PTAR de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNITRAR) para procesos de demostración, y el otro es un proyecto piloto de SEDAPAL. Este último se realiza en cooperación con la Corporación Andina de Fomento (CAF) quienes acordaron en Abril del 2009 iniciar un proyecto piloto en la planta de tratamiento de Carapongo para captura de CH4. SEDAPAL quemará el gas capturado en la planta piloto, mientras que CAF trabajará para identificar a compradores potenciales de los bonos de carbono bajo el protocolo del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL).

3.2 Óxido Nitroso

Las aguas residuales domésticas contienen compuestos nitrogenados como urea, amónia y proteínas. En condiciones aeróbicas, estos compuestos experimentan un proceso de nitrificación y son oxidados en nitritos (NO2-) y nitratos (NO3-). Posteriormente a través de la desnitrificación, el proceso de respiración bacteriana devuelve el nitrógeno a la atmósfera transformándolo en nitritos y nitratos. El óxido nitroso (N2O) es un GEI muy potente y puede ser emitido como resultado de los procesos de nitrificación y desnitrificación.

En Lima Metropolitana, no se utilizan procesos de nitrificación o desnitrificación en las instalaciones de tratamiento de agua residual para remover compuestos nitrogenados. Como consecuencia, el agua residual tratada que es descargada en ríos y el océano tiene un elevado contenido de nitrógeno, el cual puede producir eutroficación. Este proceso ocurre cuando hay un excedente de nutrientes en el agua que producen un crecimiento excesivo de algas y plantas acuáticas que consumen la mayor parte del oxígeno disponible y reducen la cantidad de luz que penetra el cuerpo de agua, creando condiciones anóxicas en los cuerpos receptores, impactando severamente la calidad del ecosistema. Por otro lado, cuando el agua residual tratada (sin nitrificación y/o desnitrificación) es empleada para riego, los nitratos son rápidamente absorbidos por las plantas como fertilizantes y no se produce N2O.

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4.0 Cambio Climático y su Impacto en el Sector Hídrico de Lima

El cambio climático tiene impactos críticos en el suministro de agua de Lima Metropolitana, y estos incluyen:

• Deterioro de la cuenca debido al acelerado derretimiento de los glaciares y cambios en los patrones de precipitación.

• Altos niveles de inmigración y urbanización acelerada.• Incrementos en los requerimientos energéticos para satisfacer la demanda de agua potable.• Incremento en los factores de emisión de GEI (FE) por generación eléctrica

a medida que la matriz de generación cambia de fuentes hidroeléctricas hacia la utilización de carbón, diesel y gas natural (GN).

4.1 Deterioro de las Cuencas

La aceleración del derretimiento glacial en la Cordillera de los Andes está bien documentada y es resumida adecuadamente en la conclusión del Banco Mundial en el año 2009, afirmando que “el cambio climático global amenaza la desaparición total de los glaciares tropicales de los Andes en los próximos 20 años.” Este reporte también indica que Quito, Ecuador, que también recibe agua de los glaciares de los Andes, “podría enfrentar costos de acceso al agua de hasta USD $100 millones al año, en los próximos 10 años.”38

Perú contiene más del 70% de los glaciares tropicales de todo el mundo. Entre ellos se encuentra Quelccaya, el glaciar tropical mas grande del mundo. En la década de los 60’s, el glaciar se estaba disminuyendo en una cifra de 6 m/año. En 2007, la cifra había crecido a 60 m/año.39 De hecho, en una entrevista en 2009 el científico mas eminente a nivel mundial en el estudio de glaciares, Dr. Lonnie Thompson, reportó que el glaciar estaba perdiendo 46 cm por día. El Dr. Thompson destaco que uno puede sentarse a su lado y mirarlo retroceder.40

Los registros de temperatura de la Administración Nacional Atmosférica y de Océanos de los Estados Unidos (NOAA) muestran las tendencias de calentamiento del aire a 500 mb (alrededor de 5486) sobre el nivel de Lima.

Figura 15: Variación Temporal de la Anomalía de Temperatura del Aire a 500 mb sobre Lima (Enero)41

Las imágenes de satélite muestran la rápida desaparición de los glaciares Andinos de Santa Eulalia en la cuenca que suministra el agua de Lima.

20

Figura 16: Deterioro de la Cuenca de Eulalia (105 km de Lima)42

Figura 16a: Masa Glaciar de Eulalia, Verano 1999

6 km

Figura 16b: Masa Glaciar de Eulalia, Verano 2004

21

Figura 16c: Precipitaciones por Marcapomacocha43

Figura 16d: Comparativo de Cubierta de Nieve de Eulalia (dic-feb 1999 vs. dic-feb 2007)

22

Figura 17: Almacenamiento en la Cuenca Rímac por Mes (Sta. Eulalia, Marca y Yuracmayo)

Históricamente, el flujo de la cuenca del Río Rímac entre Diciembre y Abril se encuentra alrededor de 36 m3/s en promedio. Durante la temporada seca de Mayo a Noviembre, el flujo promedio cae a 15 m3/s. Esta es la diferencia temporal lo que intentan regular la red de lagunas de almacenamiento. Sin embargo, es evidente que el flujo natural promedio está disminuyendo dramáticamente. En los últimos años se ha reducido a menos de 12 m3/s.44

Figura 18: Flujos del Año Hidrológico 2007-2008 y Anomalías con el Promedio del Río Rímac45

MesFlujo Promedio

(m3/s)ΔPromedio

(%)Sept 19.4 -20Oct 19.5 -20Nov 19.6 -25Dic 18.9 -38Ene 34.8 -21Feb 47.1 -11Mar 45.9 -27Abril 27.0 -43May 18.0 -3Jun 23.0 -23Jul 22.8 1

Ago 23.3 2

23

Figura 19: Flujos Promedio Mensuales y Anomalías en el Río Rímac, Año hidrológico 2007-2008

4.2 Crecimiento Poblacional

En 1940, la población urbana del Perú representaba sólo el 35.4% del total del país. En 1961 subió al 47.4%, en 1972 el 59.5%, en 1981 el 65.2%, en 1993 el 70.1% y en el 2007 el 75.9%.

Figure 20: Perú: Población Censada, por Área Urbana y Rural

En 2007, casi 34% de los residentes de Lima habían nacido en otro departamento de Perú, mientras que 10% de la población había inmigrado a la ciudad en los últimos 5 años.46 Este rápido proceso de urbanización del sector más pobre tiene muchas causantes, pero principalmente ha sido la guerra civil (1980-2000), pobreza y el acelerado cambio climático.47

Suponiendo que los niveles de crecimiento poblacional continúan similares a la tasa histórica (1940-2007=3.92% anual), para el año 2015 la población de Lima Metropolitana de Lima alcanzaría 11.5 millón de habitantes. Aplicando la tasa 2.7% muestra una población de Lima Metropolitana en el año 2015 de 10.5 millón de habitantes.

24

Figure 21: Población Censada, Lima Metropolitana

Año PoblaciónTasa

%1940 645,1721961 1,845,910 5.11972 3,302,523 5.51981 4,608,010 3.71993 6,345,856 2.72007 8,482,619 2.1

Tasa de Crecimiento Anual Promedio (1940 - 2007) 3.92%

Figure 22: Población de Lima Metropolitana

‐

2,000,000

4,000,000

6,000,000

8,000,000

10,000,000

12,000,000

14,000,000

1940

1942

1944

1946

1948

1950

1952

1954

1956

1958

1960

1962

1964

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

1940 19611972

19811993

20072015

10 M

8 M

6 M

12 M

2 M

4 M

Tasa HistóricaTasa de las Ultimas Generaciones

Un impacto importante de este acelerado crecimiento poblacional es el desplazamiento de tierras de cultivo alrededor de la Zona Metropolitana, agravando la competición por el agua y reduciendo la zona de recarga del agua subterránea.

Figura 23: Pérdida de Tierras de Cultivo Alrededor de Lima48

25

4.3 Relación Entre Agua y Energía en Lima

Una implicación clave del deterioro de la cuenca que atiende a Lima son los requerimientos de energía cada vez mayores para satisfacer la misma demanda de agua. A medida que el almacenamiento glaciar se pierde y los patrones de precipitación de la cuenca se modifican, es necesario encontrar fuentes adicionales para mantener el suministro de Lima. Frecuentemente, en otras ciudades estas nuevas fuentes resultan ser poco convencionales con altas demandas de energía.

El cambio climático está impactando también el suministro energético de Lima. Las plantas de generación hidroeléctrica ubicadas sobre el cauce del Río Santa Eulalia y el Río Rímac entre las lagunas de almacenamiento y las plantas potabilizadoras generan aproximadamente entre 29% y 36% del consumo eléctrico de Lima.49 De hecho, el agua que se consume en Lima pasa primero por 11 plantas hidroeléctricas, generando más de 2,977 GWh/año sin emisiones de GEI. Puede considerarse que cada metro cúbico de agua potable que es producido en Lima, ha generado más de 5.9 kWh de electricidad limpia.50

Figura 24: Generación Hidroeléctrica en la Cuenca de Lima

Río PlantaCapacidad

(MWp)Generación

promedio / añoPropietario

Santa Eulalia Huinco 258 886 GWh EDEGELRímac Matucana 127 747 GWh EDEGEL

Rímac y Eulalia Callahuanca 85 528 GWh EDEGELRímac Huanchor 19.6 155 GWh Minera Corona

Rímac y Eulalia Moyopampa 69 468 GWh EDEGELRímac y Eulalia Huampani 31 193 GWh EDEGEL

Rímac Tamboraque I 0.46 NA Lizandro ProañoRímac Tamboraque II 0.84 NA Lizandro ProañoChillón Huaros 0.880 NA EDELNORChillón Yaso 0.19 NA EDELNORChillón Acos 0.28 NA EDELNOR

589.6 2,977 GWh

En 2008, Perú tenía 7.16 GWp de capacidad instalada de generación eléctrica, 55% de fuentes térmicas y 45% hidroeléctricas.51 Sin embargo, históricamente, alrededor del 80% del total de generación eléctrica ha sido provenido de plantas hidroeléctricas. Las plantas termoeléctricas entran en operación cuando el flujo de agua es insuficiente, transfiriendo la generación eléctrica a carbón mineral, diesel y gas natural (GN). Esto significa que el cambio climático está perjudicando el Factor de Emisión (FE) eléctrico para Perú, con mayores toneladas de GEI emitidas a partir de la misma línea base de generación eléctrica. Este es un factor limitante para el desarrollo económico del Perú en el paradigma internacional “post-Kyoto”; la desvinculacion exitosa del crecimiento económico nacional y la intensificación del uso de carbón.

El Ministerio de Energía y Minas (MEM) señaló que en Abril de 2008 el uso de carbón mineral se incrementó en 56.2% desde Abril de 2007, el uso de diesel aumentó 128.7%, y el Gas Natural 2.7%, mientras que el uso de hidroeléctricas se redujo en 1.1%. Para el caso de Gas Natural, el gasoducto de TGP que va de Camisea (Cusco) a Lurin en el sur de Lima, registró un incremento de 22.1% en el volumen transportado hacia las plantas termoeléctricas entre 2007 y 2008, principalmente debido a la menor disponibilidad de agua para la hidroeléctrica.52

La reducción de los recursos hídricos está creando un círculo vicioso de aumento de emisiones de GEI. El Banco Mundial estima un costo por incremento de USD $1.5 mil millones anuales en el sector energético de Perú.53

26

27

5.0 Proyecciones de Oferta y Demanda

Aun cuando las demandas de energía y agua se encuentran en rápido crecimiento, la demanda de energía relacionada al suministro de agua está creciendo a niveles mucho mayores por diversas causas como el deterioro de las fuentes tradicionales de agua, las tecnologías de tratamiento más intensivas y la demanda urbana rebasando a la demanda agrícola.

5.1 Discusión Sobre la Energía

Perú tiene uno de los niveles de electrificación rural más bajos de América Latina; sólo 79% de la población tiene acceso a electricidad.54 No obstante, Perú suministra alrededor de 1,001 kWh por habitante por año.55 El MEM estima que la demanda de electricidad se incrementará hasta en 8.5% por año entre 2009 y 2017.56 Calculando los requerimientos de energía para el año 2015, estimamos que el uso por habitante en Lima podría subir de 1,251 kWh hasta 1,859 kWh/año/persona en el 2015;57 de un total estimado de 11,030 GWh en 2008 a cerca 19,525 GWh en el 2015.

En un intento por reducir la dependencia del país en la hidroeléctrica ante el cambio climático y la creciente demanda energética, el gobierno ha promovido mayores inversiones en plantas termoeléctricas de GN. Se espera que la capacidad instalada de generación eléctrica por GN se incremente de 0.3 GW en 2002 a 6 GW en 2030. Entre 2000 y 2008, la generación por GN creció 54% anualmente. La demanda de GN se incrementó en más de 80% entre 2007 y 2008. De hecho, para 2017, el MEM estima que el GN será el principal combustible en la matriz de generación eléctrica, 61% comparado con 39% de fuentes hidrológicas.58, 59

La lista de proyectos termoeléctricos basados en GN en planificación alrededor de Lima Metropolitana suma cerca de 2.8 GWp.

Figura 25: Proyectos Termoeléctricos basados en GN en Lima Metropolitana60

Proyectos MWp

Santa Rosa II 190Chilca 1, 3o Etapa 194

Chilca 597Las Flores 184

Kallpa 2 y 3 372Holek 620

Lennox 620Independencia 75

Total 2,852 MWp

La política energética actual del gobierno está basada principalmente en GN. Esta estrategia se apoya en el proyecto de Gas de Camisea, uno de los proyectos de infraestructura energética más grandes de América Latina. Sin embargo, los estudios más recientes sugieren que las reservas de los yacimientos de gas pudieron haber sido sobre estimadas significativamente. Esto ha llamado la atención a las estrategias de generación eléctrica, cambio de combustibles para el transporte, desalinización de agua y las negociaciones preliminares que suponían una exportación de hasta 40% de las reservas.61

Otro ejemplo de la creciente y subestimada demanda de energía de Lima es el anteriormente mencionado gasoducto de TGP de Camisea a Lurin que fue construido en 2005 con una capacidad de 8.2 millones m3 por día. Se anticipaba que esto podría satisfacer la demanda de Lima hasta el 2015, sin embargo, esta capacidad fue alcanzada en tan solo 4 años, principalmente debido al incremento en la generación termoeléctrica. Actualmente, TGP tiene que comprimir el gas para

28

alcanzar los 10.8 millones de m3/d y está construyendo otro gasoducto para alcanzar 12.75 millones de m3/d para finales de 2009. A pesar de estos esfuerzos, es probable que la demanda continúe superando la capacidad de TGP para responder.

5.2 Discusión Sobre el Agua

Lima Metropolitana esta pobremente preparada para la crisis del agua. La demanda del agua ya ha excedido el suministro en Lima por más de un millón de personas (12% de la población) que no tienen acceso a distribución de agua por cañerías.62 En algunos municipios el servicio de agua es limitado por horas específicas en el día y otros tiene un sistema de distribución de agua a través de camiones repartidores. El precio del agua vendida por los camiones es entre ocho y nueve veces más caro que los precios de SEDAPAL.63 Esta disparidad es incluso mayor que en las ciudades capitales de Ghana, Mongolia o Kenia.64

Con la producción de 658.7 millones m3 de agua potable en 2008 y un nivel de pérdidas y fugas de 43% se estima un consumo per cápita de 133 L/d para cada residente de Lima Metropolitana con acceso a agua entubada. Sin embargo, en Lima como en otras ciudades, el agua potable es empleada para diversas actividades, incluyendo el uso industrial y riego. De hecho, en el estudio de DIGESA discutido en la sección 2.3.2, 16 de los parques analizados eran regados con agua potable.

El presupuesto de agua de Lima Metropolitana es muy limitado. Por ejemplo, en 2006, SEDAPAL amenazó con acciones legales contra EDEGEL (el mayor generador de energía eléctrica en Perú) por el exceso de descargas de la cuenca, ya que el control de flujo de Marcapomacocha se encuentra bajo la dirección de EDEGEL. SEDAPAL advirtió que las descargas excesivas, incluso en época de lluvias, causarían una escasez de agua potable en Lima lo que daría lugar a prácticas de tandeo.65

De forma interesante, el agua en exceso descargada en las 33 horas previas a la agresiva respuesta de SEDAPAL, sumaban solamente 390,600 m3. A causa de que la planta potabilizadora de La Atarjea opera al 100% de su capacidad, este volumen extra liberado terminó en el océano. Este ejemplo demuestra la extremadamente estricta economía del agua en la cuenca. En Junio de 2008, SEDAPAL emitió una alerta de crisis por escasez de agua en 2009.

Es importante notar las contribuciones limitadas del agua subterránea bombeada hacia el total del suministro. El nivel de la napa freática en Lima Metropolitana se cayó 64m en solo 26 años en el pozo P-181 (entre 1973 y 1999). Llegó a una tendencia de descenso de 5m/año. En 1997, SEDAPAL obtuvo un nivel de bombeo de 8.32 m3/s. Estudios hidrológicos al mismo tiempo, determinaron que el nivel de extracción no debería superar los 6 m3/s si se esperaba mantener el bienestar del acuífero.

29

Figura 26: Niveles de bombeo de SEDAPAL y Nivel Freático66

SEDAPAL también utiliza fuentes subterráneas en el Valle Lurin al sur de Lima. SEDAPAL puede extraer 0.33 m3/s con sus bombas, además de comprar 0.43 m3/s de terceros, para un total de 0.76 m3/s procedente de la cuenca de Lurin.67

En virtud del extraordinario crecimiento poblacional y la rápida reducción de las fuentes de agua, varios proyectos adicionales se han planeado para incrementar el almacenamiento en la cuenca y recursos de producción en Lima. Por ejemplo, con la construcción de la Laguna Huascacocha para 2011, la capacidad de almacenamiento de la cuenca de Lima se incrementará en 27% a 360 millones m3.68 Otros proyectos clave incluyen la construcción de nuevas plantas potabilizadoras, plantas de tratamiento de agua residual, reparación de fugas y micro medición.

Figura 27: Proyectos Futuros de SEDAPAL

Dimensión US$ (est.) AñoCaptura de cuenca Huascacocha 69 76,000,000 m3 76,900,00070 2011

Más agua subterránea 20,000,000Potabilizador Atarjea 1, reparación 20,000,000

Huachipa 5 m3/s 271,000,000 30%, por Dic 2010

Sur – osmosis inversa 1 m3/s 150,000,000 2011PTAR La Taboada 14 m3/s 215,000,000 2010

La Chira71 6.3 m3/s 155,000,000 2011Descentralizadas ?

Sur – Líneas y planta 30,000,000Incremento de

cobertura Ramal Norte 30 km 271,000,000 30%, por Dic 2010

1ra etapa Ramal Sur 12,000,0002do etapa Línea primaria 40,000,000

Linea secundaria 40,000,000

30

Dimensión US$ (est.) AñoReparación de

fugas y medición Centro 100,000,000

Sur–Reparación de conexión 20,000,000Ramal Note, reparación 200,000,000

$1,620,900,000

SEDAPAL estima que las inversiones necesarias para satisfacer los proyectos rondan en USD $2.4 mil millones72, mientras que el plan de saneamiento nacional para alcanzar las Metas de Desarrollo del Milenio, requerirían una inversión de USD $5 mil millones entre 2005 y 2015.73

Para 2015, Huascacocha activará un incremento en los flujos promedio del Rímac y permitirá el funcionamiento de toda la infraestructura potabilizadora a su máxima capacidad. Con toda la infraestructura (no incluye la desalinizadora) operando a su máxima capacidad, habrá una disponibilidad de 935,280,000 m3/año de agua potable en Lima Metropolitana. Esto representa un aumento de 42% en comparación a 2008.

Figura 28: Capacidad de Producción para 2015

Capacidad de Producción de Agua Potable para 2015

Huachipa (5m3/s) 157,680,000Atarjea (18m3/s) 567,648,000

Chillón (2m3/s x 4 mo.) 20,736,000Bombeo (6m3/s) 189,216,0002015 Capacidad 935,280,000 m3/año

Sin embargo, este incremento puede ser engañoso. Si se ignoran las fugas y pérdidas, en 2008, la máxima cantidad de agua entubada disponible para Lima Metropolitana fue de 1.8 millones de m3/d. Con la nueva infraestructura, en 2015 esta se incrementará 42% a 2.5 millones de m3/d. Sin embargo, bajo una tasa anual de crecimiento poblacional de 2.7%, la cantidad máxima disponible por persona sólo aumentará 18%. Esta ganancia, que ya representa una inversión significativa, no es lo suficientemente grande como para evitar las severas tensiones por acceso al agua en el futuro cercano. Puede ser considerado la inversión necesaria solo para mantener el status quo.

Figura 29: Comparación de Agua Disponible per Cápita74

CiudadPromedio per

cápita (L/d)Lima 2008 207Lima 2015 244

Ciudad de México75 362Melbourne, Aus76 378

Sydney, Aus 414San Diego, Ca 593Mumbai, India 191

Mejorar las fugas y pérdidas es un objetivo crítico para asegurar el adecuado suministro de agua, sin embargo, será sumamente complicado y costoso lograrlo para 2015. Es importante también señalar que las fugas y pérdidas siempre serán un desafío ante los constantes terremotos y la obsolescencia de la infraestructura. Esta región de Perú ha experimentado 50 terremotos mayores en los últimos 34 años.77

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Dada la seriedad de esta situación, se requiere de acciones practicas que incrementen la oferta de agua para Lima Metropolitana. (Sección 8.0) Desafortunadamente, varios proyectos en marcha han enfrentado retrasos y el reciclaje de agua y otras medidas de conservación no han recibido la prioridad de atención que ameritan.

Por ejemplo, se creó el Proyecto Manejo de Aguas Residuales para Lima Metropolitana (PROMAR) en 1994. En 1995 con el apoyo del Banco Internacional de Reconstrucción y Fomento (BIRF), Parsons ES realizó el “Estudio de Prefactibilidad del PROMAR”, teniendo como base la reducción de caudales descargados al mar y el mayor reuso de las aguas servidas tratadas dentro y en la parte periférico de la ciudad. De los 5 alternativas de manejo, SEDAPAL eligió la cuarta “descarga marina doble” con unos objetivos pequeños de reuso.77a Hasta la fecha, no han cumplido los objetivos de agua reciclada.

Otro ejemplo, en Febrero de 2009, Perú otorgó la concesión de la construcción y operación por 25 años de la PTAR Taboada a la compañía española ACS quien ganó la licitación con un costo operacional de USD $0.07/m3. Sin embargo, en julio el Colegio de Ingenieros de Lima expresó su preocupación acerca del diseño técnico de la planta y solicitó una evaluación. Sus objeciones se basaban en el hecho de que el agua sólo recibiría tratamiento primario antes de ser descargada al océano. Tanto el Ministerio del Ambiente como DIGESA emitieron opiniones expresando la importancia de tener un tratamiento suficiente que permita la reutilización del agua tratada. Adicionalmente, esto va en contra del “Plan Aguas Limpias” del Ministerio anunciado en 2008 (figura 30). La Contraloría tomó la decisión de suspender la concesión a ACS, hasta resolver una revisión técnica pendiente. En Noviembre de 2009 la Contraloría se pronunció y no encontró observación alguna en el proceso.

Figura 30: Promoción del Plan Aguas Limpias

La reutilización de agua representa una importante oportunidad para incrementar el suministro de agua no potable para Lima Metropolitana. El tratamiento de las aguas residuales para su uso como agua reciclada, produciría una cantidad significativa de agua reciclada para el riego y aplicaciones industriales. Adicionalmente, a un valor de mercado de S/. 1/m3, existen importantes ventajas económicas. La reducción directa de emisiones por la captura de CH4 y el tratamiento de lodos de forma responsable también es significativa. La importancia de esta contribución al inventario de emisiones de Lima Metropolitana se explora en la sección 9.

32

Adicionalmente a los recientes retrasos y falta de enfoque en el reciclaje de agua, se han creado muchas expectativas sobre el potencial de la desalinización. En el Foro Internacional sobre Desalinización de Agua de Mar 2008, el Presidente García proclamó que, “la desalinización de agua de mar no es una fantasía. Es un proyecto nacional serio… que creará miles de empleos. El agua de los océanos ya no estará asociada con ahogados y muertes.” En el evento, se encontraba acompañado por los Ministros de Habitación, Salud, Agricultura y Energía.78 La empresa BiWater USA ha expresado su interés en la oportunidad. Sin embargo, hasta hoy no se han anunciado planes para un concurso para el diseño, construcción, ni operación de una planta de desalinización. Existe únicamente una planta en Perú, construida en 2007 por la compañía minera Milpo. Produce 90 L/s a un costo de USD $2.4/m3.79

33

6.0 Impacto de las Aguas Residuales No Tratadas

Los impactos de las aguas residuales no tratadas en los sitios de riego y los hábitats marinos son extensas y deben ser vigilados muy de cerca.

Las aguas residuales contienen bacterias tanto muertas como vivas, patógenos, materiales biodegradables y no biodegradables como metales pesados, compuestos orgánicos, plaguicidas y detergentes sintéticos. El uso de aguas residuales no tratadas para riego amenaza la salud pública con enfermedades como la disentería, el cólera, la fiebre tifoidea, la hepatitis A y una amplia gama de desordenes gastrointestinales, respiratorios y trastornos de la piel. También afecta negativamente a las poblaciones de peces, los ecosistemas marinos y el turismo.

La industria de la pesca en Perú representa 8% de las capturas mundiales en aguas marinas y es el segundo mayor generador de divisas en el Perú después de la minería. En 2001 las exportaciones de la industria de la pesca ascendieron a más de USD $1.1 mil millones. En 2007, la captura y la producción era de 7,260,851 toneladas, frente a 10,665,173 toneladas en 2000.80

Cuando las aguas residuales no tratadas se utilizan para el riego, las bacterias pueden viajar más de 300 metros en el aire, resultando en la exposición humana a los patógenos.81 La diarrea es una de las principales causas de mortalidad infantil en América Latina, llevando a 12% de las muertes en niños menores de 5 años de edad en el Perú.82 En 1991 el Perú sufrió una epidemia de cólera grave debido a la contaminación del suministro de agua. Esto se asoció con costos muy elevado de tratamiento y de prevención, junto con pérdidas significativas del turismo y la prohibición temporal de las exportaciones de alimentos. En sólo el primer año de la epidemia de cólera, los cálculos de las pérdidas económicas oscilan entre USD $180 - $500 millones.83

La contaminación costera y descarga de aguas residuales amenazan a la industria del turismo de Lima. Aparte de la industria pesquera, el medio ambiente marino en los alrededores de Lima Metropolitana tiene un gran valor como fuente de recreación y centros de comercio de verano que atraen a un importante nivel de turistas nacionales e internacionales. Las playas y las olas de surf de la costa de 120 km de Lima son algunos de los más famosos en el mundo y el lugar de encuentro de varios concursos internacionales importantes. Su gran valor fue reconocido en la creación de la Ley N º 27280 sobre “Conservación de Surf Breaks para el Deporte”, con el fin de proteger los recursos naturales de la construcción y la contaminación. Sin embargo, la ley nunca ha sido reglamentada ni aplicada.84

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7.0 Reciclaje y Reutilización de Aguas Residuales

En un esfuerzo para ayudar a satisfacer las crecientes exigencias impuestas al suministro de aguas disponibles, muchas ciudades de todo el mundo están adoptando con éxito el reciclaje y la reutilización de agua de manera intensiva. El reciclaje de aguas residuales es eficiente y rentable; utilizados por muchas ciudades para conservar los limitados suministros de agua dulce de alta calidad y ayudar a satisfacer la creciente demanda de agua. Hoy en día, el reciclaje del agua se está practicando para diversos usos beneficiosos de los sectores urbanos, industriales, agrícolas y recreativos, así como para la recarga de acuíferos y el aumento de los suministros de agua potable en muchas partes del mundo. Varios estudios de caso de estos programas exitosos están incluidos en el apéndice V.

La cantidad de agua en el mundo es constante y por el ciclo hidrológico, ha sido siempre naturalmente reciclada y reutilizada. Sin embargo, el término “reciclaje del agua” se refiere específicamente a proyectos que utilizan la tecnología para acelerar este proceso natural.

Cuando es tratada adecuadamente, el agua reciclada puede satisfacer casi todas las demandas de agua. En los casos en que la exposición humana a los efluentes es posible, como el riego de parques, se requiere un tratamiento más adecuado. Las típicas aplicaciones de agua reciclada por el sector urbano incluyen;

• El riego de parques públicos, patios escolares, campos de golf, campos de fútbol, las bermas centrales de carreteras y zonas paisajísticas

• Fines agrícolas • Lavado de vehículos • Control de polvo • La producción de cemento • Los lagos artificiales • Inodoros en edificios comerciales e industriales • Refrigeración Industrial

El reciclaje del agua es una estrategia sostenible y económica para aumentar el suministro de agua, y en Lima es vital para adaptarse con éxito al cambio climático. El uso de aguas residuales recicladas para fines no potables reserva el agua potable para consumir. En Lima el uso de agua reciclada en vez de agua potable también reducirá las emisiones de GEI por 1) la reducción del consumo de energía en la planta de producción de agua potable y el sistema de bombeo y distribución y 2) aumenta el agua disponible para la generación hidroeléctrica en vez de la termoeléctrica en la estación seca.

La aplicación de agua reciclada para el riego agrícola y de paisajes también puede proporcionar una fuente adicional de nutrientes y reducir la necesidad de costosos fertilizantes sintéticos. Por ejemplo, el agua reciclada puede contener altos niveles de nutrientes en contraposición el agua potable, tales como el nitrógeno y el fósforo. Esto también reduce las emisiones de GEI del N2O.

Debido a la gran variedad de aplicaciones de agua reciclada, no existe un conjunto internacional de normas para la reutilización del agua. Aunque los criterios y requisitos varían según el país y por la aplicación, hay acuerdo general en los países en desarrollo sobre el uso de las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS). En el desarrollo de un plan de reciclaje del agua, debe tenerse en cuenta el contacto humano con el agua reciclada y el uso final deseado.

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Figura 31: 1989 Directrices de la OMS para el Uso de las Aguas Residuales Tratadas para la Agricultura

Cat

egor

íaCondiciones de Reutilización

Grupo Expuesto

Nematodos intestinalesb (huevos por

litroc)

Coliformes Fecales (NMP/

100mlc)

Tratamiento para lograr la directriz

requerida

A

Irrigación de cultivos con probabilidad de ser consumidos sin cocinar,

campos deportivos, parques públicosd

Trabajadores, consumidores,

público≤1 ≤1000

Una serie de estanques de estabilización diseña-dos para lograr la calidad microbiológica indicada, o

tratamiento equivalente

B

Irrigación de cultivos de cereal, cultivos

industriales, cultivos de forraje, pastaciones y

árbolese

Trabajadores ≤1 Ningún estándar recomendado

Retención en estanques de estabilización por 8-10 días o helmintos

equivalentes y remoción de coliformes fecales.

CIrrigación localizada de cultivos en categoría B si no ocurre exposición a trabajadores y público

Ninguno No aplica No aplica

Pre-tratamiento como requerimiento por

tecnología de irrigación pero no menor que

sedimentación primariaa En casos específicos, factores locales de epidemiología, sociocultura y ambiente deben ser tomados en consideración y las directrices, modificadas según corresponda.b Las especies Ascaris y Trichuris y Anquilostomasc Durante el período de irrigaciónd Un límite más restringente (≤200 coliformes fecales/100ml) es apropiada para jardines públicos con los que el público puede entrar en contacto directo.e En el caso de árboles frutales, la irrigación debe cesar dos semanas antes de la cosecha, y ninguna fruta debe ser recogida del suelo. No debe utilizarse irrigación por rociador

Los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para el Agua (ECA) en Perú, aprobado por Decreto Supremo en 2008 son muy claras (Apéndice III) y vagamente basada en las normas de la OMS. Sin embargo, estos importantes límites de seguridad no entran en vigencia sino hasta abril de 2010. Hasta esa fecha, las clasificaciones establecidas por DIGESA permanecerán en efecto. Estas diferencias se explican en el Apéndice IV.

Sin embargo, es importante señalar que las clasificaciones de DIGESA no se aplican en Lima, según lo confirmado por los estudios de IPES, DIGESA y SMA. No está claro cómo el sistema de la ECA se hará cumplir, pero la MML debe estar estrechamente vinculado con el seguimiento para garantizar que estas normas de seguridad importantes se consigan. (Sección 8.2.6)

36

8.0 Acciones Urgentes

El agua y los recursos energéticos son muy dependientes uno del otro. Irónicamente, la demanda de ambos recursos va en aumento mientras que la oferta se está deteriorando, lo que resulta en un desequilibrio fundamental. El agua y los desafíos de los recursos energéticos para Lima representan una amenaza muy grave para el desarrollo continuo de la Ciudad, así como una amenaza para los intereses nacionales y la seguridad. El artículo 25 de la Ley de Recursos Hídricos establece las funciones del gobierno regional y local, para intervenir en la elaboración de los planes de gestión de los recursos hídricos de la cuenca, “.... desarrollar acciones de controlar y vigilancia, en coordinación con la Autoridad Nacional, para garantizar el uso sostenible de los recursos hídricos.” El artículo 82 establece la distribución de las aguas residuales tratadas como parte de los recursos hídricos de la cuenca.

Los patrones actuales de uso de agua en Lima Metropolitana no son sostenibles, con conflictos preocupantes en el corto plazo. La agresiva mitigación y adaptación por parte de la MML esta justificada con la ley Nacional de Recursos Hídricos. Es importante destacar que las medidas tempranas para administrar los recursos de agua serán menos caras que las medidas retrasadas.

En este contexto, la colaboración inmediata entre todos los actores para el desarrollo de un plan global e integrado de gestión del agua es necesaria. Este plan de manejo debe desarrollar estrategias de conservación del agua, el uso eficiente del agua, reparaciones de fugas en el sistema de distribución, optimización de procesos de tratamiento, el tratamiento de aguas residuales con fines de reciclaje por parte de los sectores agrícola, municipal, industrial y de plantas de energía térmica. El monitoreo y control de la calidad

de los efluentes, la captura de GEI y la educación pública sobre el agua también debe ser parte integral del plan. Estas medidas son críticas y se recomienda a la MML asumir un papel de liderazgo en la coordinación y la facilitación de este enfoque práctico.

8.1 Importancia Crítica

A pesar de la construcción exitosa de Huascacocha y Huachipa, lograr el 100% de cobertura de agua entubada de la población (como SEDAPAL está obligada a hacerlo) y una tasa de fugas sin cambios en el resultado en los próximos 5 años va a generar escasez de agua. Por ello, este análisis proporciona un marco de acciones críticas con el objetivo de garantizar el suministro, la sostenibilidad, la máxima eficiencia, el uso mínimo de energía y la reducción de emisiones de GEI en el sector del agua.

8.2 Acciones Prioritarias

8.2.1 MML y SEDAPAL deben Abogar por la Conservación de Agua La conservación del agua es la manera menos costoso y más rápida de extender el uso de la oferta de agua existentes. Esto puede lograrse a través de medidas simples, tales como la educación pública, campañas de medios e incentivos fiscales. Los programas en otras ciudades se han traducido en la reducción de consumo de agua del 10% en menos de dos años. Una meta conservadora de reducir el consumo de agua por 5% no impactaría significativamente en el uso del agua por los individuos,

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sino que incrementaría la disponibilidad de agua potable. Una reducción de 6 L/d (equivalente a un inodoro a cisterna menos por día) se traducirá en un ahorro de agua de 50,400 m3/d.

Las metodologías sugeridas incluyen: • Implementar un programa de educación pública (radio,

televisión y medios impresos de la campaña).• Desafiar a las fábricas, establecimientos comerciales y los clientes residenciales para

reducir el consumo en un 20% en 10 años (con un 5% en los dos primeros años). • Proporcionar conocimientos a las agencias locales y a los particulares

sobre la conservación de la energía y agua para el uso agrícola y urbano, la regeneración y reutilización del agua y la gestión de drenaje.

• Llevar a cabo análisis de datos, proyectos de demostración y la investigación para lograr la eficiencia energética y el uso del agua.

• Proporcionar préstamos y donaciones enfocados a hacer un uso más eficiente de los recursos hídricos y energéticos.

• Proporcionar ayuda financiera a los clientes para arreglar los grifos que gotean. • Establecer una patrulla de agua y un mecanismo de reportaje. • Establecer tarifas apropiadas y quitar los incentivos perversos (ej. la

aplicación de la tarifa social para el riego en los parques).• Vincular los cobros por el uso del sistema de alcantarillado

con la calidad actual de la descarga.

8.2.2 PromoverlaEficienciaenelUsodelAguaEficiencia en el uso del agua se refiere a cualquier medida que reduce la cantidad de agua utilizada por unidad de una actividad determinada. Técnicamente, el uso eficiente del agua está estrechamente relacionada con otros conceptos básicos de la gestión de los recursos hídricos, específicamente la conservación del agua. Como la conservación del agua es cualquier reducción en el uso o perdida del agua con beneficios sociales, la eficiencia en su uso juega un papel central a la conservación. Sin embargo, las medidas de eficiencia del agua son generalmente evaluadas y aplicadas utilizando criterios económicos. En el sector de vivienda, las mayores oportunidades provienen de la conversión de equipos ineficientes como los tanques de inodoro y las duchas para equipos más eficientes.

En agosto de 2009, SEDAPAL puso en marcha una campaña para financiar nuevos grifos e inodoros de alta eficiencia. La estrategia consiste en canalizar la financiación para la compra e instalación de los nuevos equipos a través de la factura de los clientes de agua por períodos de hasta 36 meses. El precio de la construcción e instalación simplemente se agrega a la factura del agua de los clientes. El objetivo del programa es mejorar el equipo en más de 500,000 hogares.85 Sin embargo, no hay ningún incentivo para instalar el nuevo equipo más allá de los ahorros de consumir menos agua. En el primer mes del programa, sólo 397 hogares se habían inscrito.86 Aunque este es un paso en la dirección correcta, la eficacia futura y los programas de conservación deberán ser mucho más agresivos. Estos programas deben incluir la colaboración de la MML en conjunto.

Por ejemplo, las rebajas y los incentivos son una buena manera de animar a los clientes para aplicar esas medidas a un costo relativamente bajo. Por ejemplo, las duchas de bajo flujo son tan baratas que las empresas de agua ahorrarían dinero regalándolas, lo cual produce un ahorro para el proveedor de agua en sus costos en un periodo corto de tiempo. Formas adicionales de consumir agua de manera eficiente son el uso de lavadoras de ropa de alta eficiencia, con auto-cierre de boquillas en las mangueras de agua, control de riego basado en el clima y el tiempo (temporizadores inteligente o el riego por la noche), el paisajismo de bajo consumo de agua, etc. La mayoría de estas

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medidas son relativamente barata en comparación con el desarrollo de nuevas fuentes de suministro de agua y el retorno de la inversión se puede lograr en menos de un año.

8.2.3 Colaboración entre MML y SEDAPAL sobre la Reparación de Fugas La reparación de fugas es una de las maneras más económicas para aumentar drásticamente la eficiencia y obtener los máximos beneficios en el corto y mediano plazo. La reparación de fugas reducirá el costo del agua, reducirá el consumo de energía, reducirá las emisiones de GEI y ampliará la vida de las fuentes de agua existentes.

La pérdida de agua a través de la infraestructura de mayor edad y tuberías con fugas es un problema mundial. En los países en desarrollo, las conexiones no autorizadas y el robo de agua son también retos importantes. Los ejemplos incluyen:

• Búfalo, Nueva York, EE.UU. está perdiendo el 60% de su 320,000 m3/d de agua a través de fugas en las redes de distribución (41%), la medición (17%), hurto de agua o la manipulación del medidor (2%).87

• Ottawa, Ontario, Canadá está perdiendo 19% de los 350,000 m3/d de agua a través de tuberías con fugas.

• El estado de California está perdiendo 875,000 m3/d de su agua potable a través de tuberías con fugas.

• La Ciudad de México está perdiendo el 35% de su agua corriente cada día.

En Lima, la pérdida diaria es de aproximadamente 43% (774,000 m3/día), lo cual es un gasto enorme, incluyendo la energía utilizada para el tratamiento y transporte de esta agua. Esto significa que 4x de la capacidad de almacenamiento de la laguna Huascacocha se pierden cada año (después del tratamiento). La reparación de estas fugas es fundamental para evitar la inminente escasez de agua y un grave estrés hídrico. SEDAPAL ha estimado que el costo de la reparación de fugas en USD $100 millones y SUNASS prevé que la reparación de las fugas reducen los costes residenciales de agua potable de S/. 1.57 a 0.97 /m3.

En general, una pérdida de agua de hasta un 10% es una práctica aceptable por los proveedores de agua. Sin embargo, si las pérdidas superan el 10%, se debe poner atención a la detección de fugas de agua y su reparación. Hay tecnologías y métodos disponibles para identificar y reparar las fugas. Existen casos de éxito de otras ciudades y sus servicios públicos donde han sido capaces de utilizar hasta el 96.5% del agua distribuida. En Fukuoka, Japón la ciudad fue capaz de reducir las fugas de agua mediante un sistema de indicadores de presión, medidores de flujo y válvulas motorizadas instalado en toda la ciudad para supervisar y regular la presión y caudal del agua sobre una base de 24 horas.

La Oficina Metropolitana de Agua de Tokio (Tokyo Metropolitan Waterworks Bureau) es uno de los organismos más avanzados del mundo en la reparación de fugas. Su estimación de la mejora de las fugas del 20% al 3.3% ha reducido las emisiones de gases de efecto invernadero de Tokio por 68,000 tCO2e/año. (Apéndice V: E y G- Gestión de Abastecimiento de Agua de Tokio)

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Figura 32: Transición del Índice de Fuga en Tokio

Cifra de Fugas (%)•Usoefectivodeagua,aprox.340mil.m3/año (equivalente a la cantidad de agua distribuida a una ciudad de 2.5 millones de personas)•Ahorrodeenergía,aproximadamente170milkWhoras/año (equivalente a la energía empleada por 50,000 hogares)•ReduccióndeemisionesdeCO2, aprox. 68,000 ton/año

Efectos de la Prevención de Fugas

En América del Norte, el Las Vegas Valle Water District ha empleado con éxito un sistema de sonido subterráneo (Permalog) para identificar fugas de agua. El costo del equipo y su instalación fue de aproximadamente USD $2.15 millones con un adicional de USD $626,000 anuales en costos O&M. El período de recuperación en este reajuste se llevó a menos de 2 años.88

En Emfuleni, Sur África la ciudad utiliza los servicios de una empresa de servicios energéticos (ESCO) para implementar un sistema de gestión de la presión. Con una concesión de construcción-operación-capacitación-transferencia, el sistema pasará a la municipalidad dentro de 5 años. La ESCO recibe el 20% de los ahorros. Los ahorros anuales son: USD $3.8 millones, 8 millones m3 (30%) de agua, 14,000 MWh, y evitar 12,000 tCO2e. El período de amortización de la inversión fue de menos de 3 meses.89

En Lima, hasta el 20% de agua corriente se puede ahorrar con un costo mínimo. Esto resultará en un suministro adicional de agua de 131 millones de m3/año, si las fugas se reducen de 43% al 23%. CCI puede facilitar la colaboración técnica entre el Gobierno Municipal de Tokio, la MML y SEDAPAL enfocado en la identificación y reparación de fugas.

8.2.4 Lograr el 100% de la Demanda de Riego con Agua Reciclada El uso de agua reciclada para el riego es una estrategia comprobada y de rápido crecimiento en muchos países desarrollados y países en desarrollo. La mayoría de las regiones del mundo con una severa escasez de agua prohiben estrictamente el uso de agua potable para el riego como una acción política temprana. Lima debe tomar medidas similares con carácter prioritario, y al mismo tiempo garantizar la calidad del efluente de las PTAR para satisfacer el 100% de sus necesidades de riego. Un ejemplo de una política anticuada es la tarifa de agua potable para el riego, que SEDAPAL cobra a los parques municipales. Aplican la tarifa social de S/. 1.31 m3, la tarifa mas baja disponible. Hoy en día, esto podría considerarse un incentivo perverso y en conflicto con la Ley No. 29338 de Recursos Hídricos que establece en articulo 3, el principio de, ...“la prioridad del acceso al agua para la satisfacción de las necesidades primarias de la persona humana por ser un derecho fundamental sobre cualquier uso.”

40

Mas allá del riego, el agua reciclada también puede proporcionar un suministro fiable para diversas aplicaciones industriales, incluyendo el agua de refrigeración de centrales térmicas, lavado de vehículos, etc.

El reciclaje del agua requiere infraestructura significativa y una política estricta sobre el monitoreo y control para cumplir con las Estándares de Calidad Ambiental (ECA) requeridos. Sin embargo, el reciclaje de agua proporciona una fuente fiable y local de agua que a su vez reduce la demanda de agua potable, para así ampliar la oferta de fuentes de agua existentes, reducir los costos energéticos asociados con el transporte de agua y minimizar las emisiones de GEI.

SEDAPAL ha fijado la meta de tratar el 100% de aguas residuales recolectadas de Lima en 2011. Este es un objetivo importante en la dirección correcta por SEDAPAL que proporciona una oportunidad critica de adaptación y mitigación. Sin embargo, este objetivo debe desarrollarse más para garantizar los niveles de tratamiento que permiten la producción de agua reciclada. El hecho de no obligar el reciclaje de agua en la concesión de Taboada fue una oportunidad perdida muy costosa.

Uno de los factores que podrían ampliar el uso de las aguas residuales tratadas a un ritmo mucho más rápido es la creación de un mercado para el suministro de agua reciclada, donde los corredores puedan coordinar la demanda de agua potable y las fuentes disponibles. En la actualidad, 2.77 m3/s de aguas residuales es tratada para fines de reciclaje, pero sólo 0.98 m3/s se recicla. En otras palabras, hoy en día sólo cerca de 31 millones m3 se utilizan de los 87 millones m3 de agua tratada disponible cada año en Lima. El restante 65% del agua tratada se pierde, junto con la energía incorporada que se utilizó para mejorarlo. La asignación de una carga moderada de S. / 1.00 por m3 de agua tratada representa un mercado con mucho potencial.

Un beneficio muy importante del agua reciclada y de aumentar la oferta de agua en Lima es que ahorrará energía y permitirá la generación de más energía hidroeléctrica. Puede considerarse cada metro cúbico de agua potable que se sustituye por un metro cúbico de aguas residuales recicladas;

1. Reduce el consumo de energía en la planta de producción de agua potable, y; 2. Posibilita mas generación hidroeléctrica por la conservación de la oferta de agua; que podría compensar la generación de 5.9 kWh a partir de carbón, diesel o GN.90

Actualmente hay aproximadamente 1,400 ha de áreas verdes en Lima Metropolitana. Asumiendo que el 25% de estas áreas son irrigadas con agua potable, hay un ahorro potencial de agua potable de 6.6 millones m3/año utilizando agua reciclada.

Entre 1974 y 2005, las políticas en Tokio facilitaron la construcción de más de 600 centros de tratamiento de agua reciclada que hoy producen más de 100,000 m3/d.

8.2.5 Prohibir la Irrigación de Parques Públicos con Aguas Residuales no Tratadas

A fin de cumplir con las normas de tratamiento existentes, la utilización de aguas residuales no tratadas para el riego de parques públicos debe ser prohibida. Las directrices de la OMS abogan por límites estrictos de coliformes fecales (<200/100ml) cuando se aplica en la vegetación “con la que el público puede entrar en contacto directo”.91 Sin embargo, los municipios de Lima hacen caso omiso a esta norma de seguridad. Se recomienda que toda el agua reciclada que se utilice para el riego de parques públicos cumpla con la Categoría B1 o B2.

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8.2.6 Monitoreo Coordinado de Todas las PTAR El control coordinado de los efluentes de aguas residuales es necesario para hacer cumplir las directrices de reutilización y garantizar la salud de las personas que entran en contacto con él. Basado en entrevistas con varios operadores de PTAR, la frecuencia promedio de pruebas es menos de una vez por año y algunas plantas jamás han tenido pruebas. Debido a esto, los operadores no son capaces de modificar las operaciones de planta para cumplir con los estándares de los efluentes, que pueden resultar en niveles de desinfección insuficiente, mayor consumo de energía, daños a los ecosistemas locales y la exposición humana a los patógenos. Esto es confirmado por los análisis de laboratorio de las efluentes de PTAR. (Figura 13) Las pruebas deben realizarse con mucha más frecuencia, al menos una vez al mes en el principio.

Un plan de monitoreo eficaz y consistente es esencial para todas las aguas vertidas, pero es de particular importancia cuando los efluentes son reutilizados. Teniendo en cuenta que las pruebas en un laboratorio independiente en Lima es un costo prohibitivo, se sugiere que la MML colabore con UNITRAR para mejorar las capacidades de prueba de sus instalaciones existentes. Mayor información acerca de este tema se puede encontrar en la sección 8.5.3.

8.2.7 Reforzar la Medición del Agua La cobertura de medición en Lima se aproxima al 70%92 y se debe reforzarlo con todos los usuarios finales. La medición es de suma importancia para tener precios transparentes, reducir la corrupción, establecer tarifas de agua equitativa y sensibilizar el publico sobre el consumo de agua. También habilita los proveedores de agua generar ingresos que a su vez pueden ser reinvertidos en forma de mejoras de infraestructura, la expansión de las áreas de servicio y la mejora de equipos. Sin embargo, la medición presenta algunas dificultades en el caso del suministro intermitente. Los medidores son sensibles a cambios en la presión y puede registrar el flujo de aire en vez del flujo de agua, lo que puede conducir a una inflación del consumo de agua y debe ser reemplazado con edad.

Para el proveedor de Johannesburg Water, las medidas simples como la campaña de sensibilización del público, reparación de tuberías de los residentes de forma gratuita y la instalación de medidores de agua, redujó el uso de agua en los hogares en el distrito de Soweto de 67 m3/mes a 10 m3/mes. Esto ahorró el proveedor de servicios casi USD $7 millones en 6 meses. Al término del proyecto, el ahorro anual era de: 175,000 MWh de electricidad; 97 millones m3 de agua; y creó 1,500 puestos de trabajo temporales. El costo total del proyecto fue de USD $45 millones.93

8.2.8 “Hotline” del AguaLas líneas gratuitas de teléfono utilizadas para comunicar las fugas de agua y el abuso han demostrado ser extremadamente efectiva en ciudades de todo el mundo. La función principal de una línea de agua es ofrecer a los ciudadanos un sistema de auto monitoreo que incluye la notificación de consumo excesivos, aspersores rotos, contadores de tiempo innecesariamente largo de riego, cañerías de agua rotas, problemas de medición, etc. Si el abuso se atribuye a una residencia, propiedad comercial o industrial, el sistema tradicionalmente intentará contactar con los propietarios/operadores para informarles del problema. Cuando esto falla, las multas pueden ser emitidas o el servicio cortado para garantizar su cumplimiento.

Las líneas telefónicas directas son especialmente útiles cuando se trata de tuberías de agua municipal o sistemas de riego. Un equipo de reparación debe estar disponible para responder en forma oportuna a esos informes, que puede resultar en ahorros de agua y dinero. En el Reino Unido, la Autoridad de Regulación de Servicios de Agua (OfWat) que regula y supervisa los 23 proveedores de agua y los operadores, puso en marcha un programa de gestión integrado de fugas que ha reducido las fugas en un tercio por importe de 1,500 m3/d.94 Programas como estos hacen mantener la oferta de agua.

En Lima, la MML ya tiene una fuerza cívica en el SERENAZGO que puede ser capacitado para informar de los tipos de fugas y los abusos.

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8.2.9 SEDAPAL Trata el 100% de las Aguas Residuales, el Lodo y Captura Metano

Si bien algunos factores desempeñan un papel clave en el proceso de decisión, incluyendo tamaño de la planta, la tecnología, la demanda de producto final y la economía, SEDAPAL debe continuar los esfuerzos para reducir las emisiones de GEI y maximizar la recuperación de los recursos disponibles.

Las prácticas de gestión ambientalmente sostenible de los lodos activados, como la captura y utilización del metano, representan una oportunidad importante de mitigación de GEI para Lima Metropolitano. MML debe trabajar con SEDAPAL no sólo para garantizar el tratamiento de aguas residuales que permite el reciclaje de agua, sino también para instalar sistemas de captura y reutilización de metano en las nuevas PTARs de Taboada y La Chira, y hacer todo lo posible para estabilizar completamente los lodos activados antes de su uso o eliminación.

A través de estos esfuerzos de captación y tratamiento, SEDAPAL puede identificar nuevas fuentes de ingresos como la venta de agua reciclada, la producción de energía y la generación de un fertilizante como enmienda del suelo95, que son considerados como prácticas ambientalmente sostenibles. Más importante aún, estos procesos reducen la cantidad de metano liberado a la atmósfera. Además, los procesos térmicos, aeróbicos y anaeróbicos reducen considerablemente el volumen de los lodos activados y ayudan a lograr la remediación de los problemas biológicos.96

Si el metano se captura en lugar de permitir que se disipe en la atmósfera puede ser usado para combustible, cerrando el ciclo del carbono. Los combustibles producidos por la digestión anaeróbica son el biogás, la pirólisis de los lodos activados para crear gas, o la incineración de residuos en una instalación de energía para la producción directa de electricidad y vapor para la calefacción industrial. La energía producida en el sitio también podría ser vendida a la red de servicios eléctricos.

La ciudad de Santiago, Chile aprovecha los recursos en sus desechos con la captura de lodos y gases en sus PTAR y rellenos sanitarios. Tienen unos proyectos MDL; uno que inyecta metano a la red nacional de distribución (Metodología MDL AM0053) y otro que usa el metano para calefacción (AM00069). También, la compañía Metrogas ha desarrollado dos metodolgias nuevas; uno que reemplaza el uso de carbon con GN (ACM009) y otro sobre la co-generacion.

La PTAR Farfana en Santiago trata mas de 60% de las aguas residuales de la ciudad y produce 24,000,000 m3/año de biogas (65% metano). Hoy día, el gas esta quemando en una antorcha. Pero están implementando un proyecto que purificará el gas, desulphurizarse, presionarlo y mandarlo por ductos 13 km a su uso en una fabrica comercial. Representa una reducción de emisiones de GEI por 21,300 tCO2e/año y reemplaza la quema de 7,800 tons de carbón mineral por año. También, van a aumentar la producción de la PTAR Farfana por 15% este año y están explorando la compresión del biogas a una calidad de GN para su uso en vehículos.97

43

Figura 33: Proceso Pre-tratamiento de Biogas en la PTAR Farfana

De la PTAR

Antorcha quema Biogas (actual)

Actual

Torre y Sistema lavado biológico (extrae H2S)

Compresores

A Planta de Purificación

de Biogas

Nuevo proyecto de purificación y utilización de Biogas

Refrigeración y recalentamiento (extrae VOC)

MedidorGasoducto 13.5

km a fábrica comercial

Analizador de gas purificado

Se estima que un digestor de lodos para toda Lima podría capturar aproximadamente 106 t/d de CH4. Esta cantidad de CH4 podría generar 135,129 MWh/año y directamente reducir emisiones de GEI por 970,353 tCO2e/año.

8.3 Recomendaciones para las Nuevas Instalaciones

A pesar de que los programas de reciclaje del agua son una tendencia emergente en Lima, las tecnologías y procesos para el tratamiento de aguas residuales para su reutilización están bien establecidos y se están utilizando con éxito en todo el mundo. La siguiente sección explora varias tecnologías y soluciones viables para mejorar el tratamiento de aguas residuales y su reutilización en Lima. El rendimiento y calidad del efluente, la capacidad de tratamiento y las consideraciones de diseño se recomiendan a continuación. Se sugiere que las próximas licitaciones emitida por la MML no límite las ofertas en función del tipo de tecnología, sino más bien permita a empresas de ingeniería nacionales e internacionales presentar propuestas basadas en el siguiente debate.

8.3.1 Opciones de Tecnología En Lima hay varias plantas de reciclaje de agua descentralizadas de pequeña escala ya en funcionamiento, las cuales emplean una variedad de tecnologías. Del mismo modo, varias opciones de tratamiento están disponibles para la nueva construcción en toda la ciudad. Las tecnologías evaluadas aquí incluyen:

• Lagunas de estabilización; • Lagunas anaeróbicas; • Lodos activados; • Filtros percoladores• Contactores biológicos rotativos; • Up-flow anaerobic sludge blanket (UASB); • Sistemas en paquete, y • Sistemas vivos.

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Todas las opciones de tratamiento disponibles vienen con beneficios y desafíos. Las lagunas de estabilización por ejemplo, proporcionan un buen trato y muy eficaz remoción de patógenos con el menor costo de O&M, pero requieren una gran cantidad de espacio abierto. Además, se trata de un proceso al aire abierto que puede causar mal olor y problemas estéticos, mientras que los operadores de plantas tienen muy poco control sobre su funcionamiento.

El proceso de tratamiento UASB se utiliza ampliamente en muchos países, entre ellos la India, donde el 80% de los reactores de aguas residuales domésticas UASB del mundo están en uso. En muchos países, el UASB se ha aplicado para el tratamiento de aguas residuales de alta contaminación. Pero en la India está siendo empleado para el tratamiento de aguas residuales domésticas. En América Latina, Brasil y Colombia están utilizando esta tecnología. Los beneficios de la tecnología UASB son los bajos costos de capital, requieren poca energía y O&M de bajo costos, por lo que es una solución sostenible. Sin embargo, los puntos a favor de este proceso se reducen cuando los efluentes se destina para la re-utilización. Los desafíos de la UASB incluyen:

• El DBO5 se reduce a 70-100 mg/L, pues, un proceso aeróbico de 2ª etapa es necesario para cumplir con los criterios de reuso.

• Los efluentes UASB son muy anoxic, y por lo tanto ejercen una alta e inmediata demanda de O2 en los cuerpos de agua o de la tierra.

• Los efluentes tiene un color marrón o negruzco, debido a la alta concentración de la disolución y sustancias humicas que resulta en un valor estético pobre del efluente.

El uso de sistemas de tratamiento de aguas residuales en paquete es una tendencia emergente, que ofrece un tratamiento excelente hasta el nivel deseado, requiere una huella más pequeña, requiere menos energía por unidad de tratamiento, produce mínimo olor, es modular y se puede aumentar de acuerdo a las necesidades de expansión. Por otra parte, la mayoría de estas unidades utilizan procesos patentados y los productos químicos tienen un costo de capital relativamente más alto. Algunos sistemas de paquete sin embargo, requieren un trabajo mínimo y pueden ser controlados de forma remota, reduciendo la necesidad de control continuo directo en el sitio.

El proceso de lodos activados es el proceso de tratamiento más comúnmente utilizado en todo el mundo y ya está siendo empleado para aplicaciones de pequeña escala en Lima. Por lo tanto, muchos municipios ya han capacitado a los operadores y el personal con años de experiencia. Replicar la misma tecnología en las nuevas instalaciones tendrá múltiples beneficios, incluida la tecnología establecida y madura, el personal capacitado disponible, bajo costo de construcción, la pequeña área utilizada, el olor relativamente bajo y la profunda eliminación de materia orgánica. Sin embargo, las desventajas de esta tecnología son relativamente más altos con referencia a los cotos de O&M, altos niveles de consumo de energía y la dificultad de ampliación. Un análisis comparativo de varias tecnologías disponibles se incluye en el Apéndice VI.

Del mismo modo, hay muchas opciones de tecnologías disponibles para la desinfección - los dos más comúnmente utilizados son la cloración y el tratamiento con rayos UV. Un sistema de desinfección se debe seleccionar basándose en los requisitos ECA del efluente, el uso final, el tiempo de almacenamiento de agua y la economía. La continuación del examen de cloro y el tratamiento UV puede encontrarse en el Apéndice VII.

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Figura 34: Tecnologías de Tratamiento de Bajo Costo para Plantas de Recuperación de Agua en Pequeña Escala98

Flujo (m3/d)

Costo de Construcción a

(US$/m3/d)

O&Mb (US$/m3)

Lodos Activados 246 – 14,000 792 – 5,544 0.10 – 1.67Aireación extendida 227 – 3,786 924 – 15,840 0.22 – 2.15Filtros de percoladores 757 – 3,786 11,880 0.38 – 1.45Sistemas en paquete 61 – 871 1,558 – 12,144 0.16 – 3.96Canal de Oxidación 662 – 15,142 581 – 4,013 0.14 – 1.48MBR 95 – 15,142 1,911 – 9,581 0.33 – 2.07Lagunas Aireadas 76 – 7,571 1,162 – 7,550 0.06 – 1.44Lagunas de estabilización 76 – 3,786 594 – 7,044 0.17 – 3.14Sistemas vivos 151 – 3,786 4,435 – 12,777 0.54 – 1.45a Costos de construcción: no incluye diseño, permisos, servicios legales, propiedad ni colección.b Costos de O&M: incluye energía, materiales y personal.

8.3.2 Tratamiento Centralizado vs. Distribuido Los sistemas centralizados de recojo han sido tradicionalmente vistos como un método económico y permanente para el tratamiento de aguas residuales, mientras que los sistemas distribuidos (por ejemplo, sistemas sépticos y plantas pequeñas) han sido vistos como una solución provisional en las comunidades rurales. Sin embargo, la rápida urbanización en las grandes ciudades del mundo en desarrollo ha llevado a los servicios públicos, municipios y los promotores privados a que reconsideren el tratamiento distribuido como una solución de largo plazo para la gestión de aguas residuales.

Los sistemas centralizados y distribuidos tienen su propio conjunto único de beneficios y desafíos. Las plantas centralizadas de tratamiento requieren un área más grande de la tierra y puede operar con menor eficiencia dado que las plantas deben estar diseñadas para la capacidad prevista en lugar de un promedio caudal diario y requieren extensa infraestructura de apoyo para transmitir y tratar las aguas residuales. Hay demandas de infraestructura aún mayor si la planta de tratamiento distribuye y reutiliza sus efluentes. Sin embargo, los requisitos de capital son aproximadamente 5-10% inferior a los sistemas descentralizados de tecnología y estructura similar debido a las economías de escala, haciendo que sea económicamente más atractiva y más fácil de manejar.

Un nuevo y creciente interés en el tratamiento descentralizado es notable en las modernas comunidades suburbanas, los centros urbanos sin acceso a tratamiento centralizado y en entornos rurales. Aunque inicialmente los costes pueden ser mayores para estos sistemas, los costes de transporte son más bajos, dado que las aguas residuales tratadas pueden ser reutilizadas dentro de un área mucho más pequeña. Además, las plantas pueden ser ampliadas de manera necesaria, lo que permite una mayor flexibilidad y un plan de inversiones disperso. Las comparaciones se resumen en la Figura 35.

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Figura 35: Revisión de la PTAR Centralizada vs. Distribuida

Sistemas Centralizados Sistemas Distribuidos

Costos

• Bajo costo de capital (economías de escala).

• Menor inversión de entre 5-10% • Requiere una inversión

inicial muy grande.• Requerimientos de obra de mano

más bajos/ menos redundancia.

• Mayor costo de capital total, pero debido a sus pequeñas inversiones pueden extenderse durante varios años mientras se construyen más plantas.

• Debido a las necesidades de pequeña inversión, unidades de tratamiento descentralizado pueden ser financiados privadamente, por tanto, ahorrando dinero para las municipalidades.

• Puede implicar mayores costos (en general).

O&M

• Mayor resistencia a cargas de choque.

• Menos ajuste fino de parámetros.• Si se detiene la operación,

afectará a una gran población.

• Reducida resistencia a cargas de choque• Será capaz de hacer paradas de rutina

sin mayores consecuencias• Infraestructura de pequeña escala es

más barata de operar y mantener que la infraestructura centralizada

Tierra

• Requiere una gran porción de tierra.

• El total de tierra requerido puede ser menor que en sistemas descentralizados de igual capacidad.

• Mucho más fácil identificar sitios debido a el tamaño relativamente pequeño.

• La adquisición y construcción de más de una pequeña planta puede distribuirse en varios años

• El total de tierra requerida es mayor que para una planta centralizada.

Eficiencia

• Un poco menos eficiente en el nivel de tratamiento.

• Proceso de tratamiento es relativamente más eficiente en el uso de energía.

• Puede no ser capaz de adaptarse a los cambios imprevistos en los efluentes.

• Requiere bombeo adicional de la planta y a la planta (energía adicional requerida).

• La planta debe ser construida para aumentar la capacidad prevista inicialmente, lo que significa que puede ser de gran tamaño e ineficiente debido al factor de carga reducida.

• Puede ser más eficiente en el nivel de tratamiento debido a controles afinados.

• Proceso de tratamiento puede ser relativamente menos eficiente en el consumo de energía debido a los sistemas electromecánicos pequeños.

• Requiere menos bombeo de y para las plantas.• Puede adaptarse fácilmente a

condiciones cambiantes.• Nuevas plantas fácilmente escalables pueden

construirse, según sea necesario.• Los sistemas descentralizados pueden

reducir la descarga de contaminantes y recargar de los acuíferos, y restaurar los flujos de corriente y los hábitats.

• Unidades de PTAR a pequeña escala pueden ahorrar en costos de energía y reciclar los nutrientes en la jardinería y la agricultura.

Adicional

• Unidades de tratamiento a pequeña escala son mas resistentes que los sistemas centralizados en huracanes e inundaciones, y menos vulnerables a accidentes y terrorismo.

• Beneficios adicionales que se relacionan a tratamiento localizado de contaminantes específicos en vez de la trasferencia a una instalación centralizada.

8.3.3 El Cercado Hay 648,141 m2 de áreas verdes distribuidos por todo el centro de Lima que requieren de 3,235 m3 de agua cada día. Actualmente, la MML gasta S/. 2,670,964 /año para regar los parques con agua que se transporta desde el fuente hasta la zona verde con camiones diesel. La MML satisface la demanda total de riego con 1,489 m3/d de agua potable y 1,745 m3/d de aguas residuales sin tratar, directamente del río Rímac.

47

Figura 36: Análisis del Agua no Tratada del Rímac Utilizada para el Riego en el Cercado

DBO5 (mg/L) 10DQO (mg/L) 47

SST (mg/L 166CT (NMP/100mL) 22,000

Las recomendaciones para satisfacer el 100% de la demanda de riego en el Cercado con agua reciclada se presentan a continuación.

La MML tiene la meta de aumentar las tasas de riego de 37.4 L/s a 40.5 L/s, para una tasa de riego meta de 0.625 L/s/ha. Otro objetivo es aumentar la zona verde en un 10%, lo que resultará en un total de 71.3 hectáreas que requieren riego. Bajo estos supuestos se estima que la demanda diaria de agua aumentará a 3,850 m3/d. Incluyendo un 15% para el factor de seguridad y el flujo de demanda inesperada y también para satisfacer algunas necesidades futuras, se recomienda que el Cercado desarrolle una o varias plantas con una capacidad total de tratamiento de 4,430 m3/d.

Figura 37: Recomendaciones de Diseño para Cercado PTARCapacidad de Tratamiento 4,430 m3/d (51 L/s)ECA Clase B1 o B2

Esquemático de Tratamiento Típico

Cribado + Eliminación de Arenas + Sedimentación Primaria + Trata-miento Secundario + Clarificador Secundario + Tratamiento Terciaria + Desinfección

Opciones de Tecnología Lodos Activados con desinfección UV y Filtración, Sistema de PaqueteConsideraciones en el Diseño Limitaciones de espacio, mitigación de olores, lograr ECAs.

Varios distritos de Lima ya tienen PTARs de lodos activados descentralizados, dando mucha experiencia a los operadores y profesionales.

Con respecto al número total de plantas a desarrollar en el Cercado, existe la posibilidad de construir una planta centralizada de tratamiento de aguas residuales, lo que sería relativamente rentable de construir debido a las economías de escala o la construcción de varias pequeñas instalaciones descentralizadas. A los efectos de este análisis, una estimación de costos se ha desarrollado utilizando la PTAR de Habich (150 m3/d) USD $250,000, es decir, aprox. $ 1,667 /m3/día) y la PTAR de Grau (200 m3/d) USD $132,000, es decir, aprox. $ 660 /m3/d) como una guía. Basándose en estos datos, los costos de construcción promedio son de USD$ 1,164 /m3/d. El otro costo estimado utiliza una base de datos comprensiva de PTARs del mismo tamaño a lo largo de EE.UU.

El costo estimado (en 2008 USD$) por un proceso de tratamiento de lodos activados, asociado con dos opciones diferentes para el Cercado, se indican a continuación.99 Cabe señalar que estos costes proporcionan una guía basada en 26 encuestas realizadas en plantas de tratamiento de lodos activados de 2.9 L/s a 163 L/s en los EE.UU., y puede variar en Lima debido a las condiciones locales.

Figura 38: Estimaciones de Costos para PTAR de Lodos Activados en el Cercado

Costos de Construcción(US$/m3/d)

Costo Total EstimadoO&M

(US$/m3)

1 Planta 51 L/s (4,400 m3/d) 924 - 1,848 US$ 4.06 - 8.13 millones 0.48 - 0.744 Plantas de 13 L/s (1,100 m3/d

cada uno) 1,056 - 3,564 US$ 1.16 - 3.91 millones (ind)US$ 4.64 - 15.68 millones (total) 0.22 - 1.67

48

El análisis de 26 plantas de pequeña escala de lodos activados a través de los EE.UU. proporciona a las estimaciones de costes de construcción de una nueva planta de 4,400 m3/día de USD $5.2 millones.100 Las plantas de Habich y Grau proveen un estimado que refleja las condiciones locales, y está acorde con estos costos estimados.

El mismo análisis de regresión de las pequeñas plantas de lodos activados a través de los EE.UU. proporciona estimaciones de los costos de construcción de 4 nuevas plantas de 1,100 m3/d en EE.UU. a USD $2.3 millones. La construcción de 4 plantas separadas de 1,100 m3/d tiene un costo total de USD $9.1 millones.101 Usando los precios de construcción de Habich y Grau como referencia, el costo de cada planta de 1,100 m3/d está alrededor de USD $1.3 millones.

Con base en la información proporcionada y sin visitar los sitios potenciales del proyecto, cuatro a cinco plantas pequeñas de 10-13 L/s cada uno debe satisfacer la demanda de agua reciclada en el Cercado. El número exacto de plantas propuestas sin embargo, sólo puede establecerse después de visitar los lugares propuestos.

Se recomienda que la MML involucre otros actores en la discusión lo antes posible. La relación con IPES ayudará a acelerar los planes de trabajo, al igual que la participación de técnicos de SEDAPAL. Esta colaboración entre los actores es sumamente importante para posibilitar soluciones innovadoras. Por ejemplo, la creación de unas PTAR arriba en el canal del rio Surco y luego remplazar el rió Surco con una red extensiva de cañería morrada con aguas recicladas.

8.3.4 El COSAC I El proyecto del Metropolitano BRT tiene 3 lugares de demanda significativa de agua a lo largo del corredor del COSAC 1; el Patio Norte, el Patio Sur y las áreas verdes a lo largo del corredor de 38 km. La demanda de agua en el COSAC 1 se debe juntar con el agua reciclada al 100%. Esta será menos costosa, tendrá un uso mas eficiente de la energía y producirá menos GEI que el uso de agua potable. Asimismo, el uso de agua potable para el riego es probable que se prohíba en un futuro cercano.

8.3.4.1 Patio Norte El Patio Norte es un área privada de almacenamiento de buses de 7 ha, que funcionará como estacionamiento para 450 autobuses, servicio de lavado de buses y un centro secundario de servicios de autobús. También, hay 2.5 ha de áreas verdes que requieren riego. La demanda estimada del Patio Norte es de aproximadamente 377 m3/d.102

La construcción de una PTAR para captura, tratamiento y reciclaje de 4.4 L/s de aguas residuales domésticas, representa la más económica y rentable solución para abastecer el Patio Norte con sus necesidades de agua. El afluente de las aguas residuales deben someterse a un tratamiento físico (es decir, la sedimentación y de-engrase), seguido de un tratamiento secundario, (lodos activados, filtro percolador), tratamiento terciario y desinfección. Este esquema de tratamiento ya está siendo utilizado con éxito en Lima, en plantas como Habich, Grau y Universitaria. Esta planta, sin embargo, debe tener un proceso de des-engrase, así como mejorar el tratamiento terciario para garantizar el 100% de remoción de todos los coliformes y micro algas para que los efluentes cumplan con las normas de categoría B1 o mejor. El monitoreo frecuente de la operación de la planta y la calidad de los efluentes asegurará el cumplimiento.

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Figura 39: Recomendaciones de Diseño para el Patio Norte Capacidad de Tratamiento 377 m3/d (4.4 L/s)

ECA Clase B1 o mejor. Lo ideal seria Agua Reciclada 100% libre de patógenos.

Esquemático de Tratamiento Típico

Cribado + Eliminación de Arenas y desengrasar + Sedimentación Primaria + Tratamiento Secundario + Clarificador Secundario + Tratamiento Terciario + Desinfección

Opciones de Tecnología Lodos Activados con desinfección UV y Filtración, Sistema de Paquete

Consideraciones en el Diseño Limitaciones de espacio, mitigación de olores, lograr ECAs, remover las grasas.

El análisis regresional de las 26 plantas en los US provee un costo estimado de construcción por plantas de 377 m3/d a USD $924,000 con los costos O&M de alrededor de USD $ 1.66 /m3.103 Sin embargo, usar los estimados de Habich y Grau, el costo puede ser tan bajo como USD $300,000, sin incluir el desengrase. Sin embargo, es importante señalar que el bajo estimado de Habich no alcanza las normas ECA necesarias.

8.3.4.2 Áreas Verdes Las 16 ha de zona verde a lo largo del corredor de BRT ofrece una excelente oportunidad para la utilización de agua reciclada. En el 0.6 L/s/ ha (la cifra de riego utilizado en el Cercado), la demanda de agua se estima en 830 m3/d (9.6 L/s).

A lo largo de la parte norte del COSAC 1 esta la PTAR de UNITRAR en la Universidad Nacional de Ingeniería. Esta planta fue diseñada para tratar hasta 10 L/s de aguas residuales, sin embargo hoy, solo trata entre 4 a 6 L/s y sólo usa el 10% de sus efluentes. Con algunas modificaciones, la planta podría abastecer el 100% del agua necesaria para las 16 ha de zonas verdes en el COSAC 1. Un precio justo de S/. 1/m3 equivaldría a un costo anual de S/. 308,552 vs. S/. 1.9 millones para agua potable. También hay que señalar que el uso de agua potable para el riego puede ser prohibido en los próximos años.

Se requiere una estrecha comunicación entre UNITRAR, Protransporte y EMAPE aunque las conversaciones preliminares ya han confirmado su interés en colaborar. Las mejoras necesarias en la planta incluyen;

• Aumentar el flujo del afluente a 10 L/s. Esto puede ser fácilmente realizado mediante la desviación de las aguas residuales generadas en la Universidad a la planta de UNITRAR. Este proyecto ya está en discusión.

• Si se agrega una fuente externa de aireación (como la energía solar Bee), la capacidad de tratamiento se puede aumentar en un 25-50%.

• El tratamiento terciario para asegurar la eliminación de todos los coliformes y microalgas. • Mejorar la aireación. • Tanques de almacenamiento.• Estación de bombeo.• El monitoreo regular de los efluentes.

Esta recomendación se trata más detalladamente en la sección 8.5.3

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8.4 Recomendaciones para las Plantas Existentes Seleccionadas

A petición de la MML, CCI llevó a cabo una evaluación preliminar de cinco PTARs en un esfuerzo por identificar oportunidades de ahorro de energía y métodos para la optimización del proceso. La selección de plantas se basa en la tecnología, el tamaño y la ubicación y tenía por objetivo proporcionar una muestra representativa de instalaciones en toda la MML. Las plantas operadas por SEDAPAL no fueron incluidas en esta evaluación

Figura 40: PTAR Seleccionadas para la Evaluación Rápida

PTAR TecnologíaSan Borja Filtro Percolador

Surco Tratamiento QuímicoUNITRAR Laguna de Estabilización

Habich Lodos ActivadosUniversitaria Lodos Activados

En colaboración con los operadores de plantas, los afluentes y efluentes fueron probados en todas las plantas incluidas en la Figura 35, así como el agua utilizada para regar las zonas verdes en el Cercado. (ver Figura 13)

8.4.1 San BorjaLa planta actual tiene 1.5 años y está ubicada en un parque de 14 hectáreas en el Municipio de San Borja. El centro de tratamiento consiste en un tanque de almacenamiento, sedimentación, tanque de des-engrase, tanque de aireación con macrófitos, biofiltración anaeróbica, bolsa de filtro de flujo por gravedad, el tratamiento UV y un tanque de almacenamiento final.

El influyente de agua residual proviene del río Surco y se procesa a una velocidad de 4 L/s. El volumen total de efluentes tratados es desinfectada mediante un tratamiento UV, aireada posteriormente por un período de 2-3 horas/día en una fuente cercana y luego utilizada para regar aproximadamente 2 ha de espacio verde adyacente. Durante los meses de verano, el riego se produce siete días por semana, y durante los meses de invierno tres días por semana. La PTAR puede producir agua reciclada para el riego de una tasa de 0.5 L/s/ha. Una segunda PTAR de idéntica capacidad y proceso de diseño está prevista para su desarrollo en los próximos meses, aumentando al doble el potencial de riego.

Figura 41: Características de la PTAR San Borja

Capacidad Instalada (L/s)

Flujo Promedio (L/s)

Flujo 4 4

Afluente EfluenteDBO5 (mg/L) 5 2DQO (mg/L) 5 12SST (mg/L) 23 <2

CT (NMP/100 mL) 16,000 <1.8

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La instalación consume un estimado de 56,000 kWh/año, que le cuesta a la planta aproximadamente S/. 19,000 /año. Los equipos de accionamiento eléctrico utilizado para explotar la instalación están incluidos en la Figura 42.

Figura 42: El Equipo Existente de San Borja

Equipo y # de Unidades Descripción

Bombas (2) de Afluente 2 HP y 11.5 HP (cabeza=5m). Bomba de 2 HP es utilizada du-rante el día, y de 11.5 HP durante la noche para llenar el tanque.

Bombas (2) de Filtración 3 HP x 2; utilizada para bombear agua de la biofiltracion aeróbica a gravedad y un sistema de filtración por medias.

Sistema UV (1-5 lamparas) Sistema de 110V, operando en 30 PSI.

Del agua tratada, aproximadamente 70 m3 de lodos se producen anualmente. La Municipalidad de San Borja recientemente ha comenzado a operar un digestor anaeróbico en una planta de energía renovable llamado “Kallpa Wasi”, que procesará todos los lodos procedentes de la PTAR existentes y futuras, así como los residuos verdes del parque. El metano de este proceso será capturado y quemado para las necesidades de calefacción de un edificio de oficinas. El Municipio espera abrir Kallpa Wasi en septiembre de 2009.

Observaciones y Recomendaciones: Habida cuenta de que el influyente tratado en San Borja tiene su origen en el río Surco, sus características no son compatibles con el de las aguas residuales domésticas en Lima. Dada la benignidad del afluente, la biofiltración aeróbica y remoción de metales pesados104 por macrófitos es una forma efectiva de tratamiento biológico. La planta de San Borja está haciendo un mejor trabajo que la PTAR de Surco sin ningún tratamiento químico.

8.4.2 Surco La PTAR de Surco tiene un ingreso total de 400 L/s desde el Río Surco, pero sólo 19.5 L/s son tratados en la instalación. De los 400 L/s en total del afluente, 4-6 toneladas/día de basura se retiran manualmente, y luego el agua pasa a través de canales para la remoción de arena. Después de esto, el 80.5 L/s se canaliza a la segunda planta de tratamiento del Municipio, que actualmente es inoperable y 300 L/s de aguas residuales se vierten directamente de nuevo en el río. El 19.5 L/s pasa a través de un tratamiento químico incluyendo la adición de hidróxido de calcio y sulfato de aluminio de sodio, la filtración y clorización por gravedad antes su almacenamiento in situ. El efluente tratado se transporta en camiones a una base desde la planta a la zona de riego de espacios verdes. Cuando las tasas de riego disminuyen en el invierno, o una vez que todos los espacios verdes cercanos han sido regados, la instalación suspende el tratamiento y toda el agua pasa a través de la instalación y regresa al río.

Figura 43: Características de la PTAR en Surco

Capacidad Instalada (L/s)

Flujo Promedio (L/s)

Flujo 19.5 4

Afluente EfluenteDBO5 (mg/L) 5 2DQO (mg/L) 5 11SST (mg/L) 23 <2

CT (NMP/100 mL) 16,000 <1.8

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Los equipos de accionamiento eléctrico utilizados por la instalación está incluido en la Figura 44.

Figura 44: El Equipo Existente en Surco

Equipo y # de Unidades DescripciónBombas (2) de Afluente 8.6 HP x 2

Bombas (2) de Inyección, Hidróxido Calcio y Sulfato de Aluminio de Sodio 1 HP x 2

Bomba Inyección de CL2 1 HPBombas (2) de Mezcla de Químicos 0.5 HP x 2

Bomba reversa 1.4 HP, utilizada para retrolimpiar el filtro de piedras

Observaciones y Recomendaciones

Monitoreo y Reducción de Utilización de Productos Químicos Los resultados de laboratorio muestran que los sólidos suspendidos totales (SST) en el afluyente son de 23 mg/L. Las aguas residuales no requieren el alto grado de tratamiento químico que se aplica, sobre todo si la DQO del efluente es mayor a 11 mg/L después del tratamiento. El influyente con 5 mg/L de DBO5 es realmente bajo en comparación con algunos efluentes de otros PTARs. La SST y los coliformes totales de 16,000 podrían ser un motivo de preocupación pequeña pues son manejables con los medios de filtración y desinfección (... si las presentes condiciones no son extraordinarias). La reducción del uso de productos químicos simplificará el proceso de tratamiento y ahorrará gastos. El monitoreo regular mostrará cuando las características del afluente requieren el tratamiento químico.

Micro Turbinas para Generación de Energía Los sistemas de generación eléctrica de pequeña escala, tales como micro-turbinas, pueden proporcionar una fuente adicional de energía, incluso en zonas de bajo caudal. El agua del río Surco fluye a través de un canal en la planta que permitiría el uso de una turbina de micro-hidro para la generación de electricidad. Una turbina pequeña de 3 kW instalada costaría alrededor de USD $6,000. Estudios mas certeros de las dimensiones del canal serían necesarios, pero suponiendo un flujo de 300 L/s, se mantiene el plazo de amortización menor a 3 años. Esto fácilmente podría compensar la electricidad en las oficinas de la planta y su centro de visitantes.

Venta de Agua Reciclada Existen oportunidades adicionales para el uso del agua reciclada que deben ser exploradas, especialmente cuando el sistema de tratamiento ya esté en marcha y pueda proporcionar un suministro sin coste adicional.

8.4.3 UNITRAR La PTAR de la Universidad Nacional de Ingeniería funciona como planta de tratamiento y centro de enseñanza. La planta fue construida hace 13 años con una capacidad de 10 L/s. Sin embargo, el flujo actual oscila alrededor de 5 L/s. Las aguas residuales domésticas de la comunidad que rodea la entrada de la planta son impulsadas por el flujo de gravedad. El afluente pasa a través de dos canales paralelos equipado con dos pantallas para eliminar los residuos de gran tamaño. Estos sólidos son retirados y depositados en el mismo sitio dentro de

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un tajo abierto y tratado con calcio. Las aguas residuales de ahí se transportan a un bioreactor anaeróbico donde los sólidos se depositan en el fondo y el flujo de líquidos acaba en una laguna de estabilización. Una mínima cantidad de metano se produce en el reactor, que está siendo liberado en la atmósfera o capturado y quemado para fines de demostración.

El tiempo de retención hidráulico en el estanque es de aproximadamente 10 días a 10 L/s ó 20 días a 5 L/s, después de que las aguas residuales se transfieren a un clarificador secundario para el pulido. El tiempo de retención en el clarificador es de 6 días a 10 L/s y 12 días a 5 L/s. Hay tres tanques de sedimentación existentes en el sitio, uno de los cuales se utiliza como un criadero de peces, mientras los otros siguen sin utilizarse. El 10% del total del efluente se utiliza para las necesidades de riego en toda la Universidad. Todos los demás efluentes actualmente se vierten en el río Rímac.

Figura 45: Características de la PTAR en UNITRAR

Capacidad Instalada (L/s)

Flujo Promedio (L/s)

Flujo 10 4 - 6

Afluente EfluenteDBO5 (mg/L) 122 20DQO (mg/L) 210 94SST (mg/L) 139 11

CT (NMP/100 mL) 23,000,000 6,800

Observaciones y Recomendaciones

Mejoramiento del Tratamiento Los resultados de los análisis de laboratorio muestran que el estanque de estabilización no está proporcionando el tratamiento suficiente de DBO5, incluso con la mitad de la tasa de flujo de diseño (que proporciona el doble de tiempo de diseño hidráulico de retención). Esto debe investigarse más. La remoción de 4 log coliformes totales es excelente, sin embargo esto puede no ser el caso cuando funcione a su capacidad de diseño completo de 10 L/s.

Expandir la Capacidad del tratamiento y colaborar con el BRT La UNITRAR actualmente opera por debajo de la capacidad. Sin embargo, podrían hacerse modificaciones en el proceso para aumentar el flujo y mejorar los niveles de descarga. El Corredor BRT – COSAC 1 adyacente a la planta UNITRAR tendrá una demanda de agua de 830 m3/d, y es un usuario final ideal de los efluentes. A las tasas actuales de tratamiento (5 L/s y el 90% disponible para uso fuera de sitio), UNITRAR puede suministrar el COSAC 1 con el 47% de su demanda total de agua. En caso de aumentar el flujo a 10 L/s, se podría satisfacer casi el 100%. Con el fin de aumentar el volumen de agua tratada en UNITRAR, el acceso a fuentes adicionales de aguas residuales debe ser garantizado. En conversaciones previas, la Universidad ha indicado que todas las aguas residuales domésticas de su escuela pronto se desviarán directamente a la planta. La capacidad de tratamiento de la instalación se puede aumentar de un 30 a un 40% mediante un sistema de aireación de energía solar con la “Solar Bee”.

Modificaciones al proceso de tratamiento adicional y mejoras a la infraestructura deben integrarse en la planta existente, a fin de cumplir las normas de aguas residuales para el riego, y almacenar y distribuir el agua según sea necesario. Recomendaciones para mejorar la infraestructura y el tratamiento adicional incluyen:

• Tanques de almacenamiento• Distribución de sistemas de tuberías• Desinfección

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• Aireación en lagunas de estabilización

Además de las mejoras de la infraestructura y el tratamiento adicional, el tiempo de retención hidráulica debe ser modificado para dar cuenta de aumento en el flujo y aumento de la demanda.

Si el agua reciclada se vende al Corredor BRT a una tarifa de S/. 1/m3, UNITRAR puede generar S/. 306,000 por año a partir de la venta del efluente tratado.

Desarrollo de un Laboratorio de Pruebas El desarrollo de un laboratorio de pruebas para la evaluación y monitoreo de las efluentes de las PTAR en Lima Metropolitana es necesario para garantizar que el tratamiento y la desinfección estén procediendo en condiciones óptimas y que el agua reciclada cumple con las normas ECA necesarias para su uso final. Las pruebas en los laboratorios privados tienen un costo prohibitivo y el monitoreo regular de las PTAR esta más allá del ámbito de aplicación de DIGESA. Se sugiere que UNITRAR establezca un servicio de pruebas para servir a las PTAR dentro de Lima Metropolitana, incluido el sistema BRT- el Metropolitano. Todos los participantes se beneficiarán de esto mediante la obtención de bajos costos y pruebas fiables. Además, los estudiantes de la Universidad estarán expuestos al trabajo en campo, con pruebas y evaluación en un ambiente de aprendizaje interactivo.

El análisis es requerido en forma mensual para determinar con exactitud si el agua de los efluentes es adecuada para la reutilización, en particular en los casos en que las áreas de aplicación están sujetas al contacto humano. Aunque las pruebas más extensas pueden ser: sólidos suspendidos volátiles (SSV), sólidos totales (ST), sólidos totales disueltos (TDS), sólidos sedimentables, Cloro residual total (CVR), nitrógeno de amoníaco (NH3-N), el nitrógeno nitrito (NO2 - N), nitrógeno nítrico (NO3-N), Nitrógeno total Kjeldahl (NTK), Aceite y Grasa (A&G), fósforo total (TP), carbono Demanda Bioquímica de Oxígeno (CBOD5) y coliformes fecales, se recomienda las pruebas requeridas para su integración inmediata en el laboratorio UNITRAR son: DBO5, DQO, SST, OD, y coliformes totales. Las metodologías propuestas se presentan en la Figura 46.

Figura 46: Metodologías Propuestas para la Pruebas

Prueba Metodología

DBO5

EPA 405.1 Biochemical Oxygen Demand, 5 Days, 20oC; “Methods for Chemical Analysis of Water and Waste; Document 20460; EPA 621-C-99-004, June 1999”

DQO EPA 410.1, Chemical Oxygen Demand (Titrimetric, Mid- level) Me-thods for Chemical Analysis of Wastes and Waste; Revises March 1983”

OD Determinación de Oxigeno Disuelto EPA 360.2, 1999, Oxygen Dissol-ved, Modified Winkler Full Bottle Technique

SSTDeterminación de Sólidos Totales en Suspensión (TSS) SMEWW. APHA.AWWA.WEF. 21s t Edition.2005.Part 2540 D. Total Suspen-ded Solids Dried at 103°C-105°C

CTTColiformes Termotolerantes APHA AWWA WEF 21st Edition. 2005, Pag. 9-56 - 9-57. Part 9221 E. Fecal Coliform Procedure. 1. Fecal Coli-form Test (EC Médium).

DBO5 and DO can also be measured with the probes from Hach Company. DO probe can also measure pH, conductivity, TDS, salinity and temperature.

El costo de capital de dotar a este laboratorio se estima en USD $13,000. Un inventario detallado está incluido en el Apéndice VIII.

55

8.4.4 Habich Con sólo 3 meses de funcionamiento, la PTAR de Habich es uno de los más nuevos dentro de la MML y opera por completo bajo tierra. La instalación trata a 1.8 L/s con los niveles de DBO5 que llegan a 700 mg/L, en gran parte debido a la remezcla de 3.2 mg/L de lodos retirados de la cadena de tratamiento final y echados de nuevo en el agua entrante. Las aguas residuales domésticas entran en la planta de tratamiento a través de una estación de bombeo, equipado con 2 x 3 HP bombas sumergibles con una cabeza dinámica de 8 m. El agua pasa a través de la sedimentación primaria y un bacín de ecualización antes de entrar en uno de los dos tanques de aireación105 de 15.5 m de largo y 3 m de profundidad. Un total de 56 difusores de burbujas finas a 25 cm de separación (28 difusores /cuenca) son empleados antes de la clarificación secundaria, desinfección por cloro por goteo y filtración por multi-medios. El volumen total del efluente producido se utiliza para el riego de 2.5 ha de espacio verde adyacente. El total de tiempo de retención hidráulica de la planta es de 32 horas.

Figura 47: Características de la PTAR en Habich

Capacidad Instalada (L/s)

Flujo Promedio (L/s)

Flujo 1.8 1.8

Afluente EfluenteDBO5 (mg/L) 517 <2DQO (mg/L) 757 <2

DO (mg/L) 3.63SST (mg/L) 394 3

CT (NMP/100 mL) 79,000,000 790,000

Debido a que las operaciones han comenzado recientemente, la información sobre el consumo de energía no está disponible. Los operadores de la planta indican que todo el equipo mecánico tiene 3 meses de antigüedad, con lo que se logra una eficiencia del 80% y que sólo una bomba por cada par es utilizada mientras se realiza el mantenimiento de rutina. El sistema de riego en este sitio es cañería morrada y es controlado automáticamente.

Figura 48: El Equipo Existente de Habich

Equipo y # de Unidades DescripciónBombas (2) de Afluente 3 HP (cabeza= 8 m)

Compresoras (2) 3 HP para igualar los tanques. 12.5 HP para los difusores (diseño llama para 30 HP)

Filtración Multi-media (2) Tri-nivel, bajo presiónBombas (2) para CL2 4 HP, mueva agua entre las gotas de CL2 y la filtración.

Observaciones y Recomendaciones

Si bien la planta parece estar funcionando correctamente según los operadores de la planta, la falta de supervisión programada impide un buen análisis de si los niveles de los efluentes cumplen con las normas nacionales y si la planta está operando en su punto óptimo de eficiencia. Los resultados del examen de la visita sobre el terreno muestran que con las altas concentraciones contaminantes del influyente, el proceso de lodos activos está funcionando bien mediante la eliminación de 99.5%

56

de los SST, 99.6% DBO5 y 99.7% DQO. Sin embargo, parece que la desinfección con cloro no está funcionando bien, porque el CT sigue siendo elevado.

Se recomienda que la planta reconfigure el efluente de la estación de bombeo para incorporar una re-mezcla similar a la de la planta Universitaria. La modificación ayudará a mantener la composición uniforme de las aguas residuales que se introduzcan en la cuenca de sedimentación preliminar y se puede facilitar a un costo mínimo.

8.4.5 Universitaria La PTAR Universitaria tiene más de 10 años de antigüedad, ubicada en el municipio de Carabayllo, es operada por la EMAPE. La instalación trata 3 L/s de aguas residuales domésticas de la comunidad cercana mediante un proceso de lodos activados. El 100% del agua residual tratada se utiliza para el riego de 5 ha de espacio verde público adyacente.

Las aguas residuales fluyen a una cuenca que se encuentra 6 m por debajo del nivel del suelo. Una parte de las aguas residuales recolectadas en la cuenca se distribuye de forma continua para mantener el contenido mixto y para mantener los niveles de agua en la cuenca. Antes de que el agua residual entre en dos canales paralelos de aireación, este pasa a través de una malla, la sedimentación primaria y la ecualización. El tiempo de retención hidráulica en las cuencas de aireación es de 22 horas, después de que las aguas residuales se desinfectan con gas cloro. Durante la visita al sitio, el sistema de gas de cloro no estaba en funcionamiento y todos los efluentes se utilizaban para el riego del parque, sin desinfección. Los lodos producidos a través de este proceso se produce promedio de 1 m3/d y se vuelve a introducir a la cadena de tratamiento.

Figura 49: Características de la PTAR de Universitaria

Capacidad Instalada (L/s)

Flujo Promedio (L/s)

Flujo 3 3

Afluente EfluenteDBO5 (mg/L) 460 8DQO (mg/L) 617 27

OD (mg/L) 2.69SST (mg/L) 285 11

CT (NMP/100 mL) 79,000,000 79,000

El consumo eléctrico de la PTAR Universitaria es 4,412 kWh/m,106 con poca fluctuación (como indica el operador de la planta). Todo el equipo mecánico tiene más de 10 años de edad y está en malas condiciones. Todas las unidades impulsadas a motor son de una sola velocidad. El sistema de riego en este sitio es una simple manguera que se extiende en ambas direcciones de la planta.

Figura 50: El Equipo Existente en Universitaria

Equipo y # de Unidades DescripciónBomba de Afluente 2.25 HP

Difusor 5 HP, una velocidad, operando 24 hrs/díaTanque de Gas de CL2 Fuera de operación

Bomba de Riego 1.9 HP

57

Observaciones y Recomendaciones

Reemplazo de Equipos Una mayor eficiencia energética se puede realizar en la PTAR Universitaria a través de la sustitución de todos los equipos accionados por motor. El equipo existente es viejo y mal mantenido. El soplador es solo de una velocidad y no es ajustable a los flujos variables y las necesidades de oxígeno. Además, no hay medios para controlar el nivel de oxígeno disuelto en la cuenca de aireación. El operador de la planta indicó que el mecanismo experimenta una acumulación de espuma en la noche, en gran parte debido a una caída en la carga orgánica. Esto podría ser debido a un exceso de aireación, ya que el ventilador está funcionando a la misma velocidad cuando la carga orgánica es alta. Se recomienda que la instalación evalúe la eficacia de sus bombas y motores de sistemas a través de una instalación de ensayo técnico, y realice las reparaciones necesarias y/o sustitución de los equipos ineficientes, con modelos de eficiencia superior. Una sonda de OD es también necesaria para supervisar y controlar el nivel de oxígeno disuelto en el tanque de aireación, que ayudará a reducir, en consecuencia, el consumo de energía mediante el ajuste de las válvulas del ventilador.

Adicionalmente, la planta se beneficiaría del reposicionamiento de sus difusores de burbuja fina a nivel del piso y en el centro de las cuencas de aireación, en comparación con el lado de las cuencas. Los difusores de posicionamiento en la parte del fondo proporcionarán las burbujas de aire con más tiempo de viaje a través de los tanques de aireación. Ello se traduce en mayor tiempo de contacto con las aguas residuales y por tanto la transferencia de más oxígeno con la misma cifra de flujo de aire. Del mismo modo, posicionar los difusores en el centro de las cuencas de aireación permite una distribución de oxígeno uniforme en ambos lados de los difusores y potencialmente podría reducir el consumo de energía asociado con la aireación.

También se recomienda que el sistema de desinfección de las plantas esté en un estado óptimo de funcionamiento y sea usado en todo momento para cumplir con las normas de tratamiento.

58

9.0 Impacto Final

Lima Metropolitana tiene importantes oportunidades de adaptación y mitigación en el sector de agua y energía que podrían ayudar a reducir el impacto negativo del cambio climático. Mientras se reconoce que algunas de las acciones tienen un costo prohibitivo a corto plazo, la Figura 51 cuantifica el potencial que devendría de las acciones coordinadas e integradas.

Estos ahorros y la reducción de GEI han sido divididos en tres alcances diferentes.

Alcance 1: Reducciones directas en fuentes situadas dentro de unos límites geopolíticos específicos.

Alcance 2: Reducciones indirectas que resultan en otro sitio, como consecuencia de una actividad dentro de unos límites específicos del proyecto.

Alcance 3: Todas las otras reducciones indirectas que deseen ser tenidas en cuenta y puedan estar influenciadas por las acciones dentro de los límites geopolíticos.

Se estima que estas medidas representan la disponibilidad de ahorros potenciales hasta 490 millones de m3/año de agua potable, la reducción de emisiones directas de GEI hasta 970,000 tCO2e, y podrían ahorrar 186,330 MWh de electricidad por año.107 Además, la captura de metano de los lodos activados en un digestor anaeróbico tiene el potencial para la generación de 135,000 MWh/año de electricidad. El digestor anaeróbico de lodos activados producirá casi 6 millones m3 de lodo estabilizado cada año, el que puede ser usado como enmienda de suelos para el acondicionamiento de tierras para la agricultura. Si se supone un valor económico para los créditos de carbono, el agua reciclada y la generación de energía, se estima que por medio de las acciones ya planteadas, se tiene el potencial de generar ingresos importantes. Análisis económicos más profundos son requeridos para determinar los costos asociados con la implementación de los proyectos.

59

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60

Apéndice I: Inventario Nacional de Emisiones de GEI en el Perú, 2000

Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero de emisiones antropogénicas por Fuentes y remociones por sumidero de todos los GEI no controlados por el Protocolo de Montreal y los precursors de GEI.108

61

Apéndice IIa: Sistema de Agua Potable en Lima, 2007109

159

reservorios

P.T. Chillónq= 1.69 m3/s

P.T. Atarjeaq= 16.54 m3/s

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Rio Chillón

Río Rimac

C.S. Comas

C.S. Callao

C.S. Breña

C.S. San Juan de Lurigancho

C.S. Villa el Salvador

C.S. Ate Vitarte

C.S. Surquillo

62

Apéndice IIb: Sistema de Abastecimiento de Agua Potable109

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Apéndice III: Estándares de Calidad Ambiental de Aguas en el Perú

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Apéndice IV: Las Exigencias de Calidad en el Tratamiento y el Reuso111

El proceso de tratamiento de las aguas residuales tiene como objetivo remover los elementos tóxicos o patógenos para alcanzar una calidad sanitaria en los efluentes que permita su disposición final en cuerpos receptores o el reuso, sin riesgos significativos para la salud pública y el medio ambiente.

La Ley de Recursos Hídricos112 establece en su artículo 79 que la Autoridad Nacional del Agua (ANA) autoriza el vertimiento del agua residual tratada a un cuerpo natural de agua, previa opinión técnica favorable de las Autoridades Ambientales y de Salud sobre el cumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental del Agua (ECA-Agua) y Límites Máximos Permisibles (LMP), quedando prohibido el vertimiento directo o indirecto de agua residual sin dicha autorización.

Por tanto la ANA ha procedido a dictar por la Resolución Jefatural 291 sobre las disposiciones para el otorgamiento de autorizaciones de vertimientos y de reusos de aguas residuales tratadas.113 En una siguiente Resolución Jefatural 351114 la ANA modifica el artículo 7 de la R.J. 291 para establecer que hasta marzo de 2010 se adoptará la clasificación de los cuerpos de agua establecida en la Resolución Directoral 1152 emitida por la DIGESA.115 Esta Resolución aprueba la calificación de los recursos hídricos ubicados en todo el territorio nacional, de acuerdo a los siguientes tipos según sus usos establecidos ya desde la antigua Ley General de Aguas116 y su reglamento:

• Tipo I: aguas de abastecimiento doméstico con simple desinfección.• Tipo II: aguas de abastecimiento doméstico con tratamiento equivalente

a procesos combinados de mezcla y coagulación, sedimentación, filtración y cloración, aprobados por el Ministerio de Salud.

• Tipo III: aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales.• Tipo IV: aguas de zonas recreativas de contacto primario (baños y similares).• Tipo V: aguas de zonas de pesca de mariscos bivalvos.• Tipo VI: aguas de zonas de preservación de fauna acuática y pesca recreativa o comercial.

Cabe resaltar que los dos primeros tipos están establecidos para el agua de consumo doméstico, mientras que el tercero y el quinto corresponden a las aguas destinadas al riego agrícola de productos de consumo crudo o bebida de animales y a la pesca de mariscos. El tipo IV corresponde a las aguas destinadas a actividades recreativas. También hasta marzo de 2010 regirán los mismos Límites Máximos Permisibles establecidos por la antigua Ley General de Aguas para los seis tipos de cuerpos de agua antes citados. El cuadro muestra algunos de estos límites.

Fuente: Resolución Jefatural No. 0291-2009 ANA, del 1 de junio de 2009.

La Resolución Jefatural 351 de la ANA también establece que a partir de abril del 2010 las autorizaciones o renovaciones de vertimientos se otorgarán tomando en cuenta obligatoriamente los

69

ECAs Nacionales aprobados por Decreto Supremo No. 002-2008-MINAM. El cuadro 2 resume sólo algunos parámetros más relacionados con el tratamiento de las aguas residuales domésticas.

Asimismo la Ley de Recursos Hídricos indica en su artículo 82 que la ANA, a través del Consejo de Cuenca, autoriza el reuso del agua residual tratada, según el fin para el que se destine la misma, en coordinación con la autoridad sectorial competente y, cuando corresponda, con la Autoridad Ambiental Nacional. También indica que la distribución de las aguas residuales tratadas debe considerar la oferta hídrica de la cuenca.

Sumario de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Agua

Se entiende que la DIGESA debe dar previamente una opinión técnica favorable para que ANA autorice el reuso, basada en las disposiciones de la antigua Ley General de Aguas que permite el uso de las aguas residuales tratadas para riego agrícola, autorizando el riego de verduras que se consuman cocidas o procesadas, pero excluyendo los vegetales de tallo corto y rastrero que se consuman crudos. También establece que el riego de parques y jardines públicos, de preferencia, deberá efectuarse con aguas tratadas para tal fin.

70

Apéndice V: Experiencias del Reciclaje de Aguas Residuales

A. Tijuana, México - Cañeria Morada Proyecto de Reutilización del Agua

Ubicación: Tijuana, México Población: 1,286,187 Fecha de inicio del proyecto: 2008

Hitos: 2009: Parque Morelos regado con aguas residuales tratadas (1.780 m3) 2011: Proporcionar tratamiento de aguas residuales para las escuelas, parques, círculos de tráfico y las industrias.2013: 20% de la reutilización de aguas residuales tratadas del efluente.

Situación del proyecto: Ampliación

Resumen: Hasta hace poco, Tijuana ha dependido en gran medida del Río Colorado obteniendo aproximadamente el 90% de su suministro total de agua de esta fuente. Con el fin de disminuir su dependencia, la ciudad ha iniciado un programa para ampliar el tratamiento de aguas residuales y la reutilización. El objetivo es reducir las descargas al océano y eliminar la contaminación transfronteriza que afecta playas de San Diego cuando llueve.

Llamado así por las cañerías moradas que transportan el agua recuperada, el proyecto es conocido como “Cañeria Morada”. En la actualidad se trata una pequeña porción de las aguas residuales de Tijuana, la mayoría de los cuales se descargan en el Océano Pacífico. Aunque el esfuerzo sigue siendo pequeño, el estado espera expandir la reutilización del agua en aproximadamente 20% en 2013.

La construcción de dos nuevas instalaciones de tratamiento en el este de Tijuana, una de los cuales empezó a funcionar en marzo de 2009, es fundamental para los planes de reutilización de la ciudad. Su operación marca el inicio oficial del Proyecto Morado y contribuye significativamente a reducir la presión sobre la planta de tratamiento existentes de Tijuana, Punta Bandera. Además, las plantas incrementarán la calidad de los efluentes descargados en el canal del Río Tijuana que va hacia San Diego.117

El parque más grande de Tijuana, Morelos, es uno de los primeros sitios públicos que utiliza aguas residuales recicladas. Las tuberías moradas conectan, a tres millas de largo, el parque a la Planta Arturo Herrera, que suministra a todos los árboles, la hierva, los arbustos, y el paisaje con agua reciclada. El parque recibe 1,780 m3/d de aguas recicladas. Este ejemplo constituye el primer paso en la ampliación de los esfuerzos para utilizar el agua tratada. En el próximo año, las autoridades planean extender una tubería de 18 pulgadas para ayudar a regar las zonas verdes en la Zona Río a lo largo del canal del Río Tijuana. Planes adicionales proponen la construcción de una estación de bombeo y canalización en 2011 para llevar agua a la zona de Mesa de Otay para el uso en las escuelas, instalaciones deportivas, el paisajismo y la industria.

71

B. Singapur- NEWater Advanced Proyecto de Aguas Recicladas

Ubicación: Singapur Población: 4,839,400 Fecha de inicio del proyecto: 1998 Capacidad de tratamiento: 75,000 m3/d (1% requerimiento de agua potable) Usos: Los suplementos de abastecimiento de agua potable, fabricación de obleas, el riego.

Hitos: 2001: Primera planta NEWater construida para procesar 10,000 m3/d De 2010: NEWater reunirá el 30% de la demanda total de agua potable de Singapur

Situación del proyecto: Operativo

Resumen: NEWater es agua reciclada de alta calidad. El proceso de producción de NEWater incorpora tecnologías de membrana altamente avanzadas, incluyendo la filtración micro, la ósmosis inversa para eliminar los contaminantes, y la desinfección de tratamiento con ultra-violeta. En este momento hay cuatro plantas de NEWater en Singapur. La instalación de una quinta planta de NEWater en Changi será la mayor planta de NEWater y ayudará a alcanzar la meta de Singapur para satisfacer aproximadamente el 30% de su demanda total de agua en 2010.

Una planta de demostración NEWater ha estado en funcionamiento desde mayo de 2000 y tiene una capacidad de procesamiento de 10,000 m3/d. La calidad del NEWater producido ha demostrado ser de una calidad consistentemente superior al previsto por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Autoridad Protectora del Medio Ambiente de Estados Unidos de (USEPA). Más de 30,000 pruebas científicas se han llevado a cabo, y en la actualidad no tiene efectos adversos para la salud que se hayan observado.

La demanda de uso directo no potable en Singapur es en la actualidad de 57,000 m3/d, pero se espera que aumente a 208,198 m3/d en 2011. El uso directo de agua no potable incluye el acondicionador de aire y refrigeración en edificios comerciales, refrigeración y alimentación de la caldera y otras necesidades industriales. Para un uso indirecto, 11,356 m3/d de NEWater se mezclan con agua del embalse y luego es tratada para el consumo humano directo. El volumen total de NEWater

mezclada se espera llegar a un total de 37,854 m3/d en 2011 - que representa el 2.5% del volumen total de consumo indirecto de agua potable en Singapur.118

C. Johannesburgo, Sudáfrica: Programa de Reciclaje de Agua

Ubicación: Johannesburgo, Sudáfrica Población: 3,888,180 Capacidad de tratamiento: 960,000 m3/día (6 centros) Usos: el saneamiento del río, riego de las tierras de cultivo (8%), refrigeración industrial (10%), Situación del proyecto: Ampliación

72

Resumen: Johannesburg Water (JW) se estableció como una empresa independiente en enero de 2001 y es responsable de proporcionar servicios de agua y saneamiento a más de 3,000,000 de personas. JW posee y maneja 6 plantas de tratamiento de aguas residuales, que en total procesan 930,000 m3/d de aguas residuales domésticas e industriales.

La mas grande de estas seis plantas es Northern Works, que trata 400,000 m3/d de aguas residuales de aproximadamente 1.6 millones de personas. En horas extraordinarias esta planta ha desarrollado una tecnología conocida localmente como el “Proceso de Johannesburgo”, que utiliza un proceso bioquímico natural para eliminar los contaminantes orgánicos, así como el nitrógeno y el fósforo. Las plantas de tratamiento son objeto de pruebas diarias para verificar la calidad de las aguas residuales de entrada, el rendimiento del proceso, la eficiencia y la calidad de los efluentes finales. Más de 2,200 muestras son probadas cada mes. Además, algunos de los parámetros fundamentales son objeto de un análisis continuo mediante un sistema SCADA. Este sistema de vigilancia ha mejorado el cumplimiento en general y redujó al mínimo el consumo de energía y el uso de productos químicos. Desde 2002, JW ha convertido 100,000 t/año de lodos de la depuradora en un producto compuesto llamado JO-GRO, que se vende como fertilizante del suelo para fines de horticultura y la agricultura.119

Muchas personas en Sudáfrica sufren de un acceso insuficiente al agua debido a la falta de prestación de servicios básicos y la privatización del agua. En 2001, Johannesburg Water firmó un contrato para gestionar todas las aguas dentro de la ciudad y desde entonces ha controlado la distribución de agua a través de la instalación de medidores de agua prepagados. Aunque la compañía afirma la distribución de 6,000 L/mes de agua básica gratuita, este volumen ha sido considerado insuficiente y excluyente. Los usuarios finales tienen que pagar por agua que se consume más allá de este servicio básico, sin embargo los precios fluctúan y a veces obliga a la gente a buscar fuentes alternativas de agua, que son a menudo agua sucia o contaminada. A pesar de las marchas y protestas alegando que el sistema actual no mide el consumo de agua de una manera transparente, el alcalde de Johannesburgo, se ha negado a cambiar las políticas actuales de agua.

D. Sydney, Australia: Reciclaje de Agua Residencial e Industrial.

Ubicación: Sydney, Australia Población: 4,399,722 Fecha de inicio del proyecto: 1990 Capacidad de tratamiento: 70,000 m3/d Situación del proyecto: Operativo-expansión.

73

Resumen: En Australia, la reutilización del agua ha recibido una atención creciente desde la década de 1990, cuando se adoptaron nuevas políticas del agua y la legislación de protección de los recursos. A la luz de la reciente sequía, ha habido un creciente apoyo a los proyectos de reciclaje en el sector doméstico, industrial y agrícola, así como para los sistemas de gestión de ecosistemas. En la actualidad, la mayor capacidad de reciclaje en Sydney es de aproximadamente 25 millones m3/año de aguas residuales con el objetivo de reciclar 70 millones m3/año de aguas residuales para el 2015 (12% de las necesidades de agua de Sydney).

El proyecto de reutilización urbana mas grande de Australia, Rouse Hill, comenzó el reciclaje de aguas residuales municipales para los retretes y el riego de jardines en 2001. Hoy en día, más de 18,000 hogares están utilizando 1.4 millón m3 de agua reciclada para usos no potables, como cisternas de los inodoros y regar los céspedes. Hay planes para duplicar el número de hogares que participan en este programa, y las operaciones para lograrlo están en proceso. El agua reciclada se suministra a los consumidores a un precio de USD $0.18/m3 (30% menos de agua potable), con un cargo de conexión trimestral de USD $3.80.

En Sydney, el uso industrial representa el 12% del consumo total de agua de la ciudad. Hasta 20,000 m3/d de agua reciclada de alta calidad se entrega a BlueScope Steel, que elimina el uso de 7.3 millones m3/año de agua potable que anteriormente eran extraídos de la presa local de Avon. Esto representa una reducción del 57% en el uso de agua potable.120

E. Tokio, Japón: El Reciclaje Urbano

Ubicación: Tokio, Japón Población: 12,000,000 + Demanda promedio de agua: 5,000,000 m3/d Capacidad de tratamiento: 89,000 m3/d (594 instalaciones de reciclaje de agua) Usos: Las escuelas, oficinas, hoteles y hospitales Situación del proyecto: Operativo expansión.

Resumen: Las directrices sobre la reutilización de aguas tratadas de “Usos Varios” se establecieron en 1984. Basándose en estas directrices, Tokio dirige a los operadores de edificios de gran escala, con una superficie total de más de 30,000 m2 o aquellos que utilizan un volumen de 100 m3/d de agua o más diversos de uso (el volumen que puede ser planeado). Los métodos de reutilización de las agua de varios uso incluyen:

• Los sistemas de reutilización de agua en el que “varios-uso de aguas residuales” dado de alta por un edificio es tratada en casa y se vuelven a utilizar en el mismo edificio.

• Los sistemas de reutilización de agua potable del distrito en la que los “varios-uso de aguas residuales” de varios edificios se recoge en un solo edificio, es tratado, y luego se suministra a los otros edificios para su reutilización.

• Área-amplia de sistemas de reutilización de agua en el que el agua tratada pasa por una planta de tratamiento de aguas residuales que recicla el agua para la reutilización de los edificios.

• Los sistemas de uso industrial del agua.

En 1994, Tokio incorporó un sistema de reciclaje de agua en el sub-centro de Shinjuku, una zona centro de la ciudad que consta de 18 rascacielos, con 300,000 habitantes durante el día.121 El uso terciario de efluentes de la planta de tratamiento de Ochiai, han sido capaces de tratar con eficacia

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450,000 m3/d y reutilizar 8,000 m3/d de efluentes de aguas residuales. En total, el costo del proyecto es de USD $60.5 millones.122

F. Los Angeles, California, EE.UU.: Aplicación de Reciclaje Urbana

Ubicación: Los Angeles, California Población: 3,849,378 (Ciudad) Objetivos: Aumentar el uso de agua reciclada del 1% al 6% de la demanda anual de agua en 2019. Capacidad de tratamiento: 1.8 millones m3/d. Uso: Riego, industrial, de barrera de agua de mar, la restauración ambiental, reposición de aguas subterráneas Situación del proyecto: Consolidado y desarrollando la etapa siguiente.

Resumen: En 2007, la ciudad de Los Ángeles reconoció la necesidad de repensar el abastecimiento de agua y su uso. Normalmente, la ciudad recibe una gran mayoría de su abastecimiento de agua de la Sierra Oriental, que ha tenido años continuamente secos. A fin de compensar su dependencia y conservar el agua, la ciudad se elaboró un plan denominado “Asegurando la Oferta de Agua de Los Ángeles.” En este plan, la ciudad tiene por objeto conservar o reciclar los 123,391,000 m3/año de agua (suficiente para abastecer a 200,000 hogares). En 2019, esperan que la mitad de toda la demanda de nuevo sea ocupada por un aumento de seis veces en el suministro de agua reciclada y que en 2030, la mitad restante se cubra a través de los esfuerzos de conservación.

Los esfuerzos de conservación a corto plazo incluyen la expansión de la prohibición de usos de agua, ampliar los esfuerzos de difusión y el fomento de medidas de conservación regional. La conservación a largo plazo y las medidas de reciclaje incluyen la conservación de agua cada vez más a través de la reducción del uso del agua al aire libre, la tecnología, maximizar el reciclaje de agua, mejora de la captura de agua de lluvia, la aceleración de la limpieza de las aguas subterráneas y la ampliación de almacenamiento de agua subterránea.

LA también busca ampliar los descuentos e incentivos para los propietarios de viviendas y propietarios de negocios para alentarlos a comprar la tecnología de ahorro de agua. Inodoros de alta eficiencia, urinarios, control de la potencia de refrigeración, los controladores de riego inteligente y la asistencia técnica para programas de incentivos ayudarán a regular los programas de control de agua. Esto le ahorrará 59,770,829 m3/año en 2030.

La ciudad se enfoca en los parques y grandes paisajes con el objetivo de adaptar 3 parques/año de la ciudad durante cinco años. En cada parque, un sistema inteligente de control de riego y el sistema de distribución mejorada se instalarán con una subvención financiada por el programa. Esto le ahorrará 86,344 m3/año en 2011.

Además, la ciudad va a maximizar el reciclaje de agua con el objetivo de aumentar la demanda de agua reciclada del 1% del total a un 6% para 2019. Cuatro plantas producen un total de 1.8 millón m3/d de aguas residuales altamente tratadas. Desde 1991, el agua reciclada se ha utilizado en varios parques, jardines y las universidades por toda la ciudad, resultando en un aumento en la venta de agua reciclada. A partir de 2005/2006 a 2006/2007, existe un aumento de 80%.

Los nuevos proyectos para ampliar el agua reciclada para usos no potables están en marcha. El presupuesto actual prevé la financiamiento de 21 proyectos que aumentarán el suministro de agua reciclada de 5,550,668 a 23,867,873 m3/año para el 2014, añadiendo más de 32 km de tubería nueva y ahorro de agua potable para cerca de 31,000 hogares en la ciudad. El agua reciclada también se puede utilizar para recargar las aguas subterráneas.

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La mejora de las operaciones de captura del agua de lluvia podría ahorrar 24,669,636 m3/año en promedio y actualmente está siendo planificado y ejecutado.123

G. Planes de Gestión de Abastecimiento de Agua de Tokio

Ciudad: Tokyo Población: 12.4 millones Reducciones de CO2 anual: 73,000 tCO2e, igual a la cantidad de emisiones decerca de 31,000 carros. Ahorro financiero anual: USD $16.7 millones- gastos de electricidad salvo por la disminución de fugas de 20.6 millones de yenes (EE.UU. $ 172.4M) – Costos del control de fugas. Inversión inicial: Gastos para el control de fugas alrededor de USD $60.3M anuales. Eficiencia Energética: Alrededor de 167,000 kWh convertidos a electricidad del volumen de agua que impide que se desperdicie.

Resumen: Tokio es uno de los sistemas hídricos más eficientes del mundo. Su método de detección y reparación de las fugas ha reducido a la mitad la cantidad de agua desperdiciada por la ciudad en los últimos diez años a partir de 150 millones m3 de agua a 68 millones de m3 de agua. El centrarse en los trabajos de reparación del día ha ayudado a reducir drásticamente la tasa de fuga - de 20% en 1956 al 3.6% en 2006, así como reducir las emisiones de dióxido de carbono en cerca de 73,000 tCO2 /año.

¿QUÉ ES? La Oficina del Programa de Abastecimiento de Agua tiene como objetivo administrar los recursos esenciales de agua de la manera más eficiente, la realización de la prevención y la reparación temprana de fugas. Esto detiene el daño colateral, lo que puede ocurrir como resultado de la fuga, tales como el hundimiento de carreteras y el enturbiar del agua.

¿CÓMO FUNCIONA? El abastecimiento de agua de Tokio sirve alrededor de 5 millones de m3 de agua diariamente a los 12 millones de ciudadanos en Tokio. El agua es suministrada por cuatro ríos Tone, Ara, Tama y Sagami, que desembocan en el área metropolitana. El agua no tratada se ha tomado de estos ríos y se purifica a través de tres procesos - de la coagulación, sedimentación y filtración en las plantas locales. Se presuriza y se suministra a los clientes como el agua del grifo a través de tuberías subterráneas. La longitud total de tuberías de distribución era de unos 25.262 kilometros en 2005.

Fugas de agua El control de fuga de agua es uno de los aspectos más críticos del sistema de Tokio. Es importante que todos los trabajos de reparación en el lugar se realicen en el mismo día. Los mismos esfuerzos se hacen para llevar a cabo la detección precoz y la reparación de las fugas subterráneas, esto se ha logrado mediante la sustitución de las tuberías y la mejora de materiales de las mismas, es decir, de fundición de hierro a fundido dúctil para las tuberías de distribución. En 1985 había alrededor de 58.000 casos de reparación de fugas – y cayó a cerca de 21.000 en 2005.

La mayoría de las fugas se producen por: • El 97% tubos de tuberías agrietados o corroídos • 3% envejecimiento de las tuberías de distribución

76

Además de los controles de rutina y reparaciones, la renovación de tuberías antiguas y sustitución de las tuberías de alimentación principal con tuberías de acero inoxidable es una prioridad importante. Esto ha logrado reducir la perdida de grandes cantidades de agua durante los últimos 50 años:

• En 1956, la tasa de penetración era del 20% • En 2006 la tasa de fuga fue de 3.6%

Evolución del Índice de Fuga en Tokio

La prevención de fugas La Oficina de Abastecimiento de Agua es con su tecnología líder mundial en el campo de la detección y el control de fugas. En comparación con otras grandes ciudades, la tasa de fuga se mantiene a un ritmo muy inferior, a pesar de la extensa longitud de las tuberías. Las medidas incluyen:

• Fugas de metro, la cantidad de posibles fugas se calcula mediante el uso de medición de caudal mínimo durante la noche, las fugas se detectan mediante el uso de detectores de fugas electrónicos.

• Control de fugas de prevención, incluida la sustitución de tuberías y mejora de materiales de tuberías, es decir, de fundición de hierro a fundido dúctil para las tuberías de distribución y de utilizar acero inoxidable para tuberías de servicio establecidos en la vía pública.

• La sustitución de tuberías viejas con tubos de hierro fundido dúctil tiene mayor fuerza y mejor resistencia a los terremotos. Ha aumentado la fuerza debido a la adición de magnesio. El proyecto K-Zero ha estado en vigor desde 2002 y como resultado el 98% de las tuberías viejas han sido sustituidas.

• Seguimiento de las tuberías de servicio - estos representan el 97% del número total de las reparaciones de fugas por lo que la prevención temprana de las fugas es esencial.

• Formación y Desarrollo Técnico del Centro - este centro de reciente creación trata de mejorar las fugas a través de la investigación y el desarrollo.

• Un sistema informático - este calcula y reúne toda la información sobre las fugas ordenando las causas, los detalles de cada uno de los trabajos de reparación, el costo de las reparaciones, etc.

Sistema de Ahorro de Energía

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El Centro de Operaciones de alimentación de Agua de la Ciudad gestiona todos los datos relativos al suministro de agua a través de un sistema computarizado que supervisa y controla las actividades las 24 horas al día, siete días a la semana. Esto asegura que el abastecimiento de agua sea estable a partir de las plantas depuradoras y estaciones de suministro de agua. El sistema contribuyó a la gestión eficiente de la oferta de agua y funcionamiento de la bomba.

Equipo de ahorro de aguaLa ciudad también requiere la fabricación y el desarrollo de equipos de suministro, incluidos el ahorro de agua, grifos, enchufes, lavabos y lavadoras. Estos están siendo instalados en lo posible por todo el sistema. Tapones de ahorro de agua también se han desarrollado y distribuido a los clientes gratuitamente.

Tratamiento avanzado del aguaEl tratamiento avanzado de aguas se ha adaptado a los procesos primarios de purificación de agua. Está diseñado para eliminar o reducir los trihalometanos, sustancias como el cloro o los olores y la humedad, lo que hace posible la oferta de agua del grifo de mayor calidad. La ciudad también ha creado sus propios objetivos de calidad del agua. Su Centro de Gestión de la Calidad del Agua obtuvo el ISO/IEC17025 en 2004 - una acreditación internacional de alto nivel de análisis de agua.

Las reducciones de CO2, Eficiencia Energética y Ahorro Financiero • Convertir electricidad desde el volumen de agua que impide el desperdicio (de

comparación con la cantidad de kWh al perder en 1956), unos 167,000. • La electricidad ahorrada por la disminución de la tasa de fugas (comparación con

los gastos de electricidad, de 1956) es de alrededor de USD $16.7 millones. • Costo para el control de fugas es de alrededor de USD $60.3 millones /año; • Gastos previstos para el control de fugas es de aproximadamente USD $172.4 millones. • La cantidad de emisiones de CO2 reducidas por la disminución de

la tasa de fugas es de aproximadamente 73,000 tCO2 (equivalente a la cantidad de CO2 emitido alrededor de 31,000 autos).

PRÓXIMOS PASOS “Plan de Gestión de Abastecimiento de Agua de Tokio 2007” por un término medio y “New Tokyo Plan de Abastecimiento de Agua, STEP” por un largo plazo han de redactarse. La Ciudad pondrá en práctica estos planes desde el punto de síntesis y puntos de vista diversos, como la preservación del medio ambiente mundial y contribución a la industria de agua nacional y extranjera. A pesar de la alta tasa de eficiencia de filtración de 3.6%, la ciudad continuará sus esfuerzos para reducir las fugas.

APLICACIÓNEl modelo de Tokio se puede aplicar a otras ciudades. Es un gran éxito tanto en la reducción de las emisiones de CO2 como financieramente. Las medidas de control de fugas del modelo de Tokio se pueden adaptar a otras ciudades y pueden desempeñar un papel importante en las emisiones de CO2 y el cambio climático.

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n se

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men

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anae

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so a

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ergí

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81

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s y lo

s par

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satis

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ga

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an p

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te lo

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uisit

os d

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iento

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s gen

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sidua

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*Var

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s y te

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sitio

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ión

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an

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en

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82

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. Apéndice VII: El Cloro vs. la Desinfección UV

El cloro es un desinfectante eficaz y es el método más comúnmente utilizado para la desinfección de aguas residuales en la actualidad. Sin embargo, el uso de cloro para la desinfección está siendo reevaluada debido a varios problemas:

• El cloro supone un riesgo sanitario o de seguridad para el personal de tratamiento de aguas residuales;

• Liberación accidental de cloro puede ocurrir a través de la volatilización de las instalaciones de contacto de cloro o por medio de las fugas en los cilindros de almacenamiento o de líneas de alimentación;

• La inhalación de los daños y perjuicios de cloro superior y vías respiratorias inferiores, puede causar irritación severa de la piel al contacto físico, y puede ser letal para los seres humanos;

• El cloro puede afectar negativamente a recibir flujos de impacto y la biota; • El cloro residual y las cloraminas del proceso de desinfección son

tóxicos para muchos organismos acuáticos, incluyendo peces, y • El cloro reacciona con la materia orgánica en el ambiente para formar subproductos de

desinfección (subproductos de desinfección), que son potencialmente cancerígenos.

Como resultado, las agencias reguladoras están adoptando estrictas medidas para el uso de cloro en los efluentes residuales y requieren de planes de gestión de riesgo para el almacenamiento a granel de gas de cloro, así como el almacenamiento y la manipulación estrictos requisitos de hipoclorito de sodio.

La desinfección UV de aguas residuales, por otra parte, se ha convertido en una alternativa aceptada a los métodos químicos de desinfección de aguas residuales de calidad secundaria y terciaria. El continuo aumento en el interés y el uso de la radiación UV como desinfectante es a causa de sus muchas ventajas sobre cloración, incluyendo:

• UV es un proceso físico que no produce efectos secundarios tóxicos, o subproductos, no daña el medio ambiente y no es químico;

• UV es un sistema seguro y fácil de usar, permitiendo a los operadores alcanzar el nivel de desinfección que requiere en unos pocos segundos mientras que el cloro requiere un mínimo de 15 minutos;

• UV puede ser instalado en el flujo a través de los canales sin la necesidad de tocar los tanques, y

• UV es más eficaz que el cloro en una amplia gama de organismos, entre ellos algunos virus que son resistentes al cloro.

El elemento más importante de los sistemas de UV es la fuente de luz o de la lámpara. Tres tipos de lámparas UV son comercialmente disponibles: de baja presión de baja intensidad (LP-LI), de baja presión de alta intensidad (LP-HI), y media presión, de alta intensidad (MP-HI). La distinción entre las tecnologías es principalmente la intensidad germicida emitidos por cada tipo de lámpara, que se correlaciona con el número de lámparas necesarias y el tamaño de UV global del sistema. La más antigua y las lámparas de energía más eficiente para la desinfección UV son las lámparas LP-LI, que se asemejan a una bombilla fluorescente. La intensidad de la lámpara UV se ve afectada por el tiempo y la temperatura. Durante la vida útil estimada de aproximadamente 13.000 horas, la intensidad de la luz puede bajar a alrededor del 75% de su intensidad original. Del mismo modo, la desviación de su temperatura óptima de 40 °C puede reducir la intensidad de una lámpara en un 1% a 3% por grado. El costo típico de una lámpara de LP-LI es de aproximadamente USD $45.

84

Las otras dos tecnologías UV disponibles comercialmente, la lámpara LP- HI y la MP- HI, son modificaciones del LP-LI. Las lámparas de alta intensidad permiten una reducción significativa en el número total de lámparas necesarias para la desinfección adecuada, por lo tanto, lo que permite mayor capacidad de depuradoras rentables para aplicar la desinfección UV. El LP-HI funciona a presiones similares a su contraparte de baja intensidad sin embargo, el rango de temperatura de funcionamiento es de 180 - 200 °C, que es significativamente superior a la LP-LI. El consumo de energía de la LP-HI es de 250W y la salida germicida es de aproximadamente 13 W / cm. El LP- HI tiene una vida media de alrededor de 8,000 horas y un costo aproximado de US$ 185.

La lámpara de presión medio-alta intensidad de la lámpara funciona a temperaturas entre 600 y 800 °C. El consumo de energía requerida por esta lámpara es de aproximadamente 2,800 W y el efecto germicida de MP-HI es de 16 W/cm, que es aproximadamente 80 veces mayor que las lámparas de LP-LI. Las lámparas tienen una vida media de alrededor de 8,000 horas (9 años) con una intensidad decreciente durante el tiempo. El costo de la lámpara es de aproximadamente US$ 225.

Aspectos de Seguridad con el Uso de UV De todas las tecnologías de desinfección disponibles en la actualidad, la radiación UV se considera el más seguro en términos de riesgos profesionales, ya que no requieren productos químicos reactivos transporte o almacenamiento. Sin embargo, como cualquier otra tecnología, la tecnología UV tiene sus inconvenientes, así:

• El requisito de alta potencia con tensión de alimentación normal de los códigos de seguridad eléctrica debería mitigar condiciones peligrosas;

• La exposición a lámparas seca puede producir efectos nocivos para la salud;125

• Sumergir una lámpara en el agua, incluso si es sólo unos pocos centímetros por debajo de la superficie, en gran medida puede reducir la intensidad. Así, los reactores UV deben estar diseñados para garantizar un nivel constante de agua para minimizar el riesgo de exposición, y

• La exposición moderada de la piel sin protección causará quemaduras de sol o eritema, pero la exposición continua hace que a la piel le salgan ampollas y sangrado. Del mismo modo, la exposición prolongada a los rayos UV puede causar conjuntivitis.

Los equipos de desinfección UV pueden ser fácilmente de adaptación en las actuales cámaras de contacto de cloro PTAR, que ayuda a reducir los costos de capital. Sin embargo, una serie de otras cuestiones deben considerarse cuidadosamente para verificar que las instalaciones de rayos UV son seguras, fiables y económicos. Estos temas incluyen el costo de la energía y la sustitución de la lámpara, la contaminación de la lámpara, la capacidad del agua para permitir la transmisión de la radiación UV, de la cola, la reactivación de fotos y re-crecimiento de microorganismos desinfectados, y la selección de la dosis. Además, el diseño y operación de sistemas de desinfección requieren gran cuidado para garantizar que las instalaciones sean seguras, fiables y económicas.

Experiencia Operativa

Caso 1: Scotts Valley, CA, EE.UU. La planta depuradora de Scotts Valley es una planta de tratamiento de lodos de 1.5 MGD con aproximadamente 0.3 MGD del efluente secundario destinado a la instalación de agua reciclada. La Ciudad evaluó cloro (NaOCl) y tecnologías de desinfección UV para alcanzar los requisitos del Título 22 de desinfección mediante costo de capital, de funcionamiento, los costos de O&M, la maximización de las instalaciones existentes y el potencial para una futura expansión como criterios de evaluación. Sus resultados fueron los siguientes:

85

Costo (US$)

O&M Anual(US$)

NaOCl $ 748,000 $ 118,000UV $ 830,000 $ 100,000

Constructibilidad: Debido a la tubería subterránea de la planta y la gran cantidad de modificaciones necesarias para convertir las estructuras existentes para dar cabida a NaOCl, el UV representa la estructura más simple de construir.

Consideraciones de proceso: Para la generación de NaOCl in situ, la principal preocupación es la sal, especialmente del sodio. La desinfección y cloración de ambos añade el contenido de sodio que resulta en la degradación de la calidad del agua reciclada.

Huella: El UV requiere mucho menor inversión en bienes raíces.

Permiso: Basado en la experiencia de la instalación, era más fácil obtener permisos para el sistema de desinfección de cloro. La desinfección con cloro tiene décadas de experiencia por lo tanto simples cálculos permitirían a un ingeniero ejecutar el diseño de una cuenca de contacto de cloro que satisfaga a los organismos reguladores. Por otro lado, la aprobación del sistema UV requeriría mucho tiempo y dinero gastado en recursos hidráulicos y de detección de virus para obtener autorizaciones.

Decisión: Después de años de pruebas y la evaluación, la Ciudad decidió instalar el sistema de desinfección UV.

Caso 2: Estudio NYSERDA El estudio NYSERDA proporciona un coste de ciclo de vida (2004 dólares) para el análisis de alternativas de desinfección UV en una tasa de producción de la PTAR, de 18 MGD. Las cuatro alternativas evaluadas incluyen:

• Opción 1: Cloración / Declorización • Opción 2: Desinfección UV utilizando Lámparas UV LP-LI • Opción 3: Desinfección UV utilizando Lámparas UV LP-HI • Opción 4: Desinfección UV utilizando Lámparas UV MP-HI

86

Análisis del Costo del Ciclo de Vida (2004 dólares) para las Alternativas de Desinfección UV en una PTAR de 18 MGD.

Componentes Opción 1 Opción 2 Opción 3 Opción 4Personal (Operaciones) $37,000 $56,000 $37,000 $37,000 Costo de electricidad (1) $4,000 $41,000 $31,000 $127,000 Costo de la Lampara (remplazar) -- $30,000 $27,000 $17,000 UV Quartz Sleeve Costo Limpieza -- $35,000 $3,000 $1,000 Costos de Sodium Hypochlorite and Sodium Bisulfite $123,000

Misc. O&M $10,000 $13,000 $6,000 $4,000 Total O&M $174,000 $175,000 $104,000 $186,000 Costo de Construcción (6) $1,150,000 $4,280,000 $3,350,000 $3,380,000 Costo de Construcción (Anualizado)(3, 4) $135,000 $373,000 $292,000 $295,000

Valor Presente Total(3, 5) $3,900,000 $6,670,000 $4,760,000 $5,910,000 Costo Anual - Total (3, 4) $309,000 $548,000 $396,000 $481,000 Costo Normalizado ($/1000 gal) (2) $0.047 $0.084 $0.060 $0.073 (1) Costo de electricidad incluye consumo de energía y cargos mensuales de demanda. (2) Basado en un flujo promedio de 18 mgd. (3) Incluye el valor de reemplazar los tanques de químicos, bombas y válvulas después 10 años. (4) 6% interés por 20 años. (5) 4% inflación por 20 años. (6) Costo total, no por año.

Comparación de Costos Estimados de Equipo vs Tamaño de PTAR

PTAR Flujo Promedio (MGD)

Alternativa 0.5 2.5 7.5 20 50LP-LI UV Lamparas $45,000 $140,000 LP-HI UV Lamparas $60,000 $220,000 $500,000 $1,090,000 $2,500,000 MP-HI UV Lamparas -- -- $530,000 $1,020,000 $2,160,000

Comparación de las Estimaciones de Costos Normalizados de Equipo y O&M (US$/1,000 gal)

PTAR Flujo Promedio (MGD)

Alternativa 0.5 2.5 7.5 20 50LP-LI UV Lamparas

Costo de Equipo Anual $0.022 $0.014 Costo O&M $0.040 $0.027 -- --

Costo Anual Total $0.062 $0.041 LP-HI UV Lamparas

Costo de Equipo Anual $0.028 $0.021 $0.016 $0.013 $0.012 Costo O&M $0.024 $0.016 $0.016 $0.016 $0.016

Costo Anual Total $0.052 $0.037 $0.032 $0.029 $0.028 MP-HI UV Lamparas

Costo de Equipo Anual $0.017 $0.012 $0.010 Costo O&M -- -- $0.028 $0.028 $0.028

Costo Anual Total $0.045 $0.041 $0.039

87

Recomendaciones: • Las utilidades de las aguas residuales deben considerar la aplicación de la

desinfección UV para la planta depuradora de aguas residuales, en lugar de cloro, en particular, cuando una planta de tratamiento debe aplicar decloración y utiliza una cámara de contacto de cloro existente.

• La dosis requeridas de UV deben ser determinadas en base a un sitio específico. Los parámetros claves que deben tenerse en cuenta para incluir servicios de apoyo técnico, de transmisión por ciento, el hierro y la dureza.

• La selección de la tecnología más adecuada desinfección UV depende de varios factores, incluyendo el flujo, la configuración de la PTAR existente, limitaciones de descarga, el costo de energía por unidad y la dosis requerida de UV.

88

Apéndice VIII: Inventario del Laboratorio de Pruebas126

DBO5 (US$) (US$)Equipment Descriptión Quantity Cost/ Unit Total Cost

1L Glass bottles (12 pack) Boston Round Bott-les with tinfoil-lined phenolic cap

1 84.5 84.5

5L Air incubator (5L Glassbox) Custom built 1 50 50Analytical balance Ohaus Adventurer

Pro Analytical Ba-lance with USB

1 1980 1980

Reagents Description AmountPotassium Dihydrogen Phosphate (KH2PO4)

Potassium Phosphate Monobasic, Crystal, Primary Standard, Reagent Special

8.5 g 500 g 430

Dipotassium Phosphate (K2HPO4) Potassium Phospha-te, Dibasic, An-hydrous, USP, EP, BP

21.75 g 500 g 83

Sodium Phosphate (Na2HPO4) Sodium Phosphate, Dibasic, Anhydrous, Reagent, ACS

33.4 g 500 g 87

Ammonium Chloride (NH4Cl) Ammonium Chlori-de Granular Reagent ACS

1.7 g 500 g 54

Magniesium sulfate (MgSO4 - 7H2O)

Magnesium Sulfate, Heptahydrate, Crys-tal, Reagent, ACS

22.5 g 500 g 75

Calcium Chloride (CaCl2) Calcium Chloride, Anhydrous, Desic-cant, Reagent, ACS

27.5 g 500 g 130

Ferric Chloride (FeCL3 - 6H2O) Ferric Chloride, Hexahydrate, Lump, Reagent, ACS

0.25 g 500 g 99

Sulfuric Acid (H2SO4) Sulfuric Acid, Do-uble Distilled

28 mL 500 mL 438

Sodium Hidroxide (NaOH) Sodium Hydroxide, Flakes, Technical

40 g 12 kg 245

Sodium Sulfite (Na2SO3) Prepare Daily

Sodium Sulfite, FCC, EP, BP, JP

1.575 g 500 g 55

2-Cloro-6-(trichloromethyl) pyridine Nitrapyrin 100 g 1030Glucose Sundrop Pure Glu-

cose Powder 500g150 mg 500 g 14

Glutamic acid DL-Glutamic Acid, Monohydrate

150 mg 500 g 172

Ammonium Chloride (NH4Cl) Ammonium Chlori-de Granular Reagent ACS

1.15 g 500 g 54

Distilled water Life Distilled Water (1.5LX 12 Carton)

10 L 1.5L x 12 7

CODEquipment Description Amount Cost per unit Total Cost500 mL Erlenmeyer Flask 5 piece Glass Erlen-

meyer Flask Set4 30 120

89

Glass condenser 500 mm Allihn Condenser

1 85 85

Electric hot plate Nuova Porcelain Hot plate with magnetic stirrer

1 622 622

Electric blender 1.25 L 7-speed Waring Blender

1 560 560

Pipets 10, 25, 50, 100 ml Volumetric Pipets (12 pack each)

4 46.25 185

Reagents Description AmountPotassium Dichromate (K2Cr2O7) Potassium Di-

chromate, Crystal, Reagent, ACS

12.259 g 500 g 130

Silver Sulfate (Ag2SO4) Silver Sulfate, Pow-der, Reagent, ACS

500 g 1182

Ferroin indicator solution Ferroin Indicator, 0.025 M Solution

100 mL 500 mL 147

Ferrous Ammonium Sulfate (Fe(NH4)2(SO4)2 - 6H2O)

Ferrous Ammonium Sulfate, Hexahydra-te, Crystal, Reagent, ACS

98 g 500 g 156

Mercuric Sulfate (HgSO4) Mercuric Sulfate, Powder, Technical

500 g 279

Sulfamic Acid Sulfamic Acid, Rea-gent, ACS

500 g 95

Potassium Hydrogen Phthalate (KHP: HOOCC6-H4-COOK)

Potassium Hydrogen Sulfate, Fused, Pow-der, Reagent, ACS

425 mg 500 g 224

TSS, VSS, TSEquipment Description Amount Cost per unit Total Cost

100 mL Evaporating dishes 100 mL Evaporating dish

5 6.5 32.5

550 ºC Muffle furnace Premium 100-1200 Large muffle

1 2980 2980

Steam bath GLS 4 hole steaming water bath

1 955 955

Desiccator 300 mm Glass desic-cator

2 75 150

Drying oven 2.86 cu-f Hydraulic Air convection oven

1 910 910

Graduated Cylinder 10,100,250, 500, 1000 mL graduated cylinders (6 pack each)

5 70 350

Low-form beaker Graduated 10-100, 100-1000 Beakers set (2 each)

4 135 540

Glass fiber filter disks 5.5 cm glass fiber disks (100 pack)

12 100 1200

Gooch Filter Ceramic Gooch Filter 12-pack

1 56 56

Suction flask 6-pack250 mL suc-tion flask

1 15 15

90

Aluminum weighing dishes 43x100 disposable aluminum weighing dish (1000-pack)

1 65 65

Dissolved OxygenEquipment Description Amount Cost per unit Total CostOxygen-sensitive membrane elec-trode

Multiparameter WQ Portable Meter (pH, EC/TDS, ORP, OD, Pressure, Temp)

1 2340 2340

Fecal coliformsEquipment Description Amount Cost per unit Total Cost

Culture dishes Sterile Petri Dishes, 50 mm (100 pack)

1 45 45

Incubator Compact 2 cu-f incubator

1 435 435

Refrigerator Compact refrigerator / freezer

1 560 560

Reagents Description AmountMicro cultive medium Agar, Bacteriological 500 g 90

TOTAL COST/TESTCapital Cost

TOTAL COST $13,055

91

Apéndice IX: Suposiciones Sobre la Tabla Resumen de Impacto

Riego con 100% de agua reciclada: Lima Metropolitana zona verde= 1,400 ha. Demanda de riego @ 0.6 L/s/ha= 26,490,240 m3/año. Asumiendo que el 25% esta regado con agua potable. No se incluyen los datos en los totales, para evitar la doble contabilidad, ya que se contabilizan en otras categorías. Para fines de discusión.

Reparación de Fugas (20%): La producción potable total = 658,700,000 m3/año. Asumir una pérdida de 43% (283,241,000 m3/año) que se reduzca a 23% (151,501,000 m3/año).

Conservación del Agua (5%): Suponiendo 43% de fugas, el volumen final per cápita= 48.4 m3/p/año. 5% per cápita de conservación = 2.42 m3/p/año x 7,757,321 personas en la cobertura.

Eficiencia del Uso del Agua (5%): Oportunidad de Industria.

COSAC I: Con un total de tratamiento= 1,207 m3/d. Suponiendo afluente DBO5 = 300, efluente=15, se producen 19 m3/d de lodos. Este tendría que ser transportado a un digestor anaeróbico, que se espera produzca 73 kg/d CH4. No representa la carga parasitaria. Material final seco disponible para fertilizante del suelo estima un 50% de la producción de lodos. Los 73 kg/d de CH4 se pueden esperar para generar 93 MWh / año en el generador termoeléctrico.

Cercado: Nueva PTAR para detener el consumo actual de agua potable de 1,489 m3/d. Suponiendo afluente DBO5= 300 con un efluente=15, se producen 82 m3 de lodos / día. Este tendría que ser transportado a un digestor anaeróbico, que se espera produzca 268 kg/d CH4. No representa la carga parasitaria. Material final seco disponible para fertilizante o enmienda de suelo, estima un 50% de la producción de lodos. Los 268 kg/d de CH4 se pueden esperar generar 340 MWh / año en el generador termoeléctrico de biogás en Taboada.

La Chira: Sólo en el supuesto de la demanda de reciclaje de agua sea de 50% de 6.3 m3/s. Suponiendo que el afluente DBO5=300, efluente=15, se producen 10,033 m3/d de lodos. Esta tendría que ser transportado al digestor anaeróbico que se espera produzca 32 t/d CH4. No representa la carga parasitaría. Material final seco disponible para fertilizante del suelo estima un 50% de la producción de lodos. Las 33 t/d de CH4 se pueden esperar para generar 41,802 MWh / año en un generador termoeléctrico. El consumo de energía y las emisiones del consumo de energía en la planta depuradora no se consideran.

Taboada: Sólo en el supuesto de que la demanda de reciclaje de agua sea 50% de 14 m3/s y suponiendo que el afluente DBO5=300, efluente=15, producirá 22,300 m3/d de lodo. Suponiendo la construcción in situ de un digestor anaeróbico. Se espera producir 73 t/d CH4. No representa la carga parasitaria. Material final seco disponible para fertilizante del suelo estima un 50% de la producción de lodos. Asumiendo también la construcción de un generador termoeléctrico de biogás que utilizará el CH4 capturado desde el digestor anaeróbico. 73 t/d de CH4 se pueden esperar para generar 92,894 MWh/año. El consumo de energía y las emisiones del consumo de energía en la planta depuradora no se consideran.

Generación Eléctrica de CH4 capturado: Suponiendo un digestor anaeróbico y un generador termoeléctrico de biogás construido. El uso de lodos de Taboada, Chira, Cercado y del COSAC; Suponiendo que 85% de captura de CH4, no representa la carga parasitaria.

Alcance 2: Suponiendo que la demanda eléctrica para la producción y distribución de agua potable sea de 0.38 kWh/m3. Con un FE de .2060 tCO2e/MWh.127 El uso de agua reciclada directamente reduce la demanda en la producción de agua potable.

92

Alcance 3: Suponiendo que el agua potable ahorrada aumentará el abastecimiento de agua en las lagunas de la cuenca, lo que permite menos bombeo de agua subterránea en la estación seca y la liberación de más agua de superficie y el aumento de la producción hidroeléctrica en la estación seca, compensando la generación termoeléctrica de GN. No representa la evapotranspiración. Potencial hidroeléctrico = 5.9 kWh/m3. GN FE de =. 5999 tCO2e/MWh.128

Uso de todos los volúmenes y las poblaciones de 2008.

93

Endnotes1 El contenido de azufre en el combustible diesel en Perú es todavía > 4,000 ppm.2 Lima Metropolitana tiene una de las peores calidades de aire en Latinoamérica. La cifra de

enfermedades pulmonarias en niños escolares es una de las cifras mas elevada en el mundo. 3 Leon, SEDAPAL (2008b)3a Conopuma, SEDAPAL (2000)3b Ibid.4 INEI, UNDP (2008)5 5,772 tC en 1990 a 10,539 tC en 2006,6 Carbon Dioxide Information Analysis Center http://cdiac.ornl.gov/trends/emis/per.html7 Ferrero (2009)8 SEDAPAL es una empresa estatal de derecho privado, íntegramente de propiedad del Estado,

constituida como Sociedad Anónima, a cargo del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, con autonomía técnica, administrativa, económica y financiera, cuyo objeto social es la prestación de servicios de saneamiento de agua potable y alcantarillado, en el ámbito de la provincias de Lima y Constitucional del Callao, conforme a su Estatuto, la Ley No. 26338, ley General de Servicios de Saneamiento, y su Reglamento, aprobado por Decreto Supremo No. 023-2005-VIVIENDA. SEDAPAL es una de las 50 EPS (proveedores de servicio de agua y saneamiento) en el Perú. Monitoreado por SUNASS. SEDAPAL la única EPS que pertenece al gobierno nacional. Los otros EPS en Perú pertenecen a la municipalidad corresponde.

9 Leon, SEDAPAL (2008b)10 Ibid.11 Leavell (2007)12 SUNASS (2006)13 Poca información disponible. 1997 – 8.1 m3/s from Rimac/Chillón + 0.22 m3/s from Lurin.14 Leavell (2007)15 SEDAPAL (2008c)16 Leon, Contamination17 SEDAPAL (2008c), Silva (2007)18 Leon, SEDAPAL, (2008a)19 Leon, SEDAPAL (2008b)20 Watkins, UNDP (2006)21 Ibid.22 Ibid.23 Leon, SEDAPAL (2008b)24 Huascar y San Juan de Miraflores estan dentro la ciudad.25 Moscoso, J. IPES, (2008)26 Ibid.27 Huascar + San Juan de Miraflores estan utilizado sus aguas recicladas para regar solo 36 ha. 28 ECA para categoria 3.29 Barranca, Huaral, Chancay, Ricardo Palma, Canta y Santa Rosa de Quives.

94

30 Sección 6.0 Impacto de las Aguas Residuales No Tratadas.31 Análisis de Laboratorio, CorpLab 200932 Perú ECA Categoría 3, Riego para vegetales de Tallo Alto. Ej. forestación, arboles de fruta, etc33 Perú ECA Categoría 3, Riego para vegetales de Tallo Bajo. Ej. Ajo, lechuga, fresas, repollo,

etc. 34 Perú ECA Categoría 1, Poblado y Recreacional: Aguas Superficiales destinadas para recreación.

Contacto Primario. 35 Perú ECA Categoría 1, Poblado y Recreacional: Aguas Superficiales destinadas para recreación.

Contacto Secundario. 36 El Comercio, (2009a)37 Las emisiones CO2 de aguas residuales no esta clasificado como GEI por las directrices del

IPCC porque son de orígenes biogénicos. 38 Whalen (2009)39 Josephus (2007), Thompson (2007)40 Thompson (2009)41 Coronado, Infoclima (2007)42 Leon, SEDAPAL (2008b)43 Molina, SENAMHI (2007)44 SUNASS (2006)45 Estacion Chosica, R2, SENAMHI, Dirección de Hidrología Operativa46 INEI, UNDP (2008)47 Fraser (2009)48 Moscoso, IPES (2008)49 8,408 GWh @ 1,001 kWh/capita/yr, or 1251 kWh/* (w/ 1.25 capital correction) * pop =10,508

GWh.50 2,977 GWh / (658,700,000 m3 * 77% from rimac)=5.9kWh51 MINEM (2009)52 Mercado Energia (2009)53 World Bank (2008)54 Watkins, UNDP (2006); UNEP (2007)55 MINEM (2009)56 Ibid.57 1001 kWh x 1.25 capital correction factor x 8.5% annual growth)58 Jung, APEC (2006)59 MINEM (2009)60 Los proyectos se encuentran en etapas variadas.61 El Comercio (2009c)62 Leon, SEDAPAL (2008b)63 Watkins, UNDP (2006)64 Ibid.

95

65 AEP (2006)66 SEDAPAL (2008c)67 SUNASS (2006)68 Debido a su interés en la generación hidroeléctrica, EDEGEL invertirán USD $22 millón en la

construcción de Huascacocha. 69 Represa de 14m, canales de 27km, tonel de 450m hasta marca III70 Inversión privada EDEGEL, Buena Pro a OAS, Brasil 71 Anunciaron que incluirá la construccion de una red de aguas recicladas para la costa verde.72 El Comercio (2009d)73 El Comercio (2009e)74 Consumo total para residencial, comercial, industrial y otros usos; no incluye perdidas, ni fugas.

2008. 75 2007 Mexico Water Statistics Book, National Water Commission.76 http://www.environment.gov.au/soe/2006/publications/drs/indicator/335/index.html77 USGS, since 1975 = 43 Fuertes (M6.0-M6.9); 5 Mayores (M7.0-M7.9) y 2 Grandes sismos

(M8.0-M8.4)77a Conopuma (2000)78 El Comercio (2008)79 El Comercio (2008)80 FAO (2009)81 EPA (2004)82 OMS, Perú, Hoja de Información, muertes del Pais. 83 Idelovitch (1997)84 Fermi (2009)85 El Comercio, 26 Agosto, 2009.86 SEDAPAL (2009)87 Buffalo News 03-01-200688 http://www.waterefficiency.net/september-october-2006/a-leak-detection-program-in-the-

desert-14112.aspx89 www.watergy.org/resources/publications/watergy.pdf90 not considering evapo-transpiration impacts.91 OMS Directrices, nota (d).92 Leon, SEDAPAL (2008b)93 http://www.johannesburgwater.co.za/94 http://www.ofwat.gov.uk/95 Los sólidos deben ser tratados por un proceso de abono orgánico o secar para asegurar su

estabilidad antes su uso en las tierras.96 Sin embargo, puede ser algunos retos en los sistemas de incineracion. Los gases efluents

require una limpieza para remover los toxicos. Tambien, las cenizas tiene un alto contenido de metales pesados.

97 Metrogas (2009)

96

98 Salveson (2009)99 Ibid.100 en $ de 2008101 Ibid.102 un lavado de 500 L x 450 busses + 0.6 L/s/ha103 Salveson (2009)104 Las plantas entregan oxigeno adicional y remueven hasta 70% de los metales pesados de las

aguas residuales tratadas.105 La operacion pasa entre los dos tanques mientras realizan la limpieza y mantenimiento regular. 106 Pagan S/. 1,500/mo. At S/. 0.34/kWh107 Las estimaciones no incluyen las reducciones de Alcance 3.109 SUNASS (2007)110 SEDAPAL(2008c)111 por el Ing. Julio Moscoso, 2009112 Ley Nº 29338 Ley de Recursos Hídricos, promulgada el 23 de marzo de 2009.113 Resolución Jefatural No. 0291-2009 ANA, del 1 de junio de 2009.114 Resolución Jefatural No. 0351-2009 ANA, del 26 de junio de 2009.115 Resolución Directoral No. 1152-2005 DIGESA/SA, del 3 de agosto de 2005.116 Decreto Ley No. 17752 Ley General de Aguas y Decreto Supremo No. 261-69-AP, 1969.117 http://www3.signonsandiego.com/stories/2009/jul/06/1m6reclaim232435-every-drop-counts/ 118 http://www.pub.gov.sg/Pages/default.aspx119 http://www.joburg.org.za/content/view/35/66/1/3/ http://www.johannesburgwater.co.za/120 http://www.sydneywater.com.au/Savingwater/RecyclingandReuse/ http://www.enviro-friendly.com/greywater-systems-australia.shtml121 The average demand of water for an office building is 10 liters/square meter, with flushing

toilets consuming 40% of this volume.122 Water reuse in Japan. M. Ogoshi, Y. Suzuki and T. Asano http://sewer.cpami.gov.tw/report/%E4%B8%8B%E6%B0%B4%E9%81%93%E7%A0%94%E8

%A8%8E%E6%9C%83/94.PDF http://unpan1.un.org/intradoc/groups/public/documents/APCITY/UNPAN015055.pdf123 City of Los Angeles Water Supply Action Plan124 El termino “presión” se refiere a la presión de los gases dentro de la lampara. Intensidad se

refiere al poder de la lampara. 125 El Instituto de Salud y Seguridad en el Trabajo han establecido limites a la exposición a los

rayos UV a una longitudes de onda de 254 nm, lo cual es limitado a 6 mW-s/ cm2 durante un dia de trabajo de 8 horas. Esta exposición es 10 a 20 veces mas baja que la exposición que recibe la flora de las aguas residuales.

126 Ago., 2009 de Lab Depot, Inc. http://www.labdepotinc.com127 2007 UN GEI estimación.128 Fridleifsson (2008)

97

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