Análisis de alternativas de solución al problema de discontinuidad en el servicio de agua potable en Cali.

Estudio de pre-factibilidad de la planta regional de Biorremediación de aguas residuales

Carlos David Hurtado García

Economista

Universidad del Valle

Situación problemao Problema: manejo de agua potable y residual.

o Puntos críticos de contaminación como el Canal Sur CVC, los sumideros dedesechos orgánicos cercanos a los ríos que atraviesan las veredas de Cali, lacontaminación excesiva del río Cauca, entre otros factores.

o Entes públicos no plantean soluciones tempranas a estos focos de contaminación.

o Impactos ambientales que se han venido generado por el mal manejo de los suelosinfluyentes en el caudal de los ríos, además de los efectos del cambio climático.

o La demanda por el servicio prestado agobia la capacidad instalada.

o Se ha ido perdiendo el sistema natural de regulación de aguas.

Planta de Tratamiento de

Aguas Residuales de Cañaveralejo

PTAR

La PTAR está situada a 3,2 km por debajo de la

PTAP Puerto Mallarino

Planta de Tratamiento de

Aguas Potable de Puerto Mallarino

PTAP

Vista de ubicación de la PTAR y la PTAP

Fuente: Tomado desde Google Earth 2013, 0 de Octubre de 2013

Contaminación del rio cerca a la bocatoma de la planta de Puerto Mallarino

Fuente: Bing Maps. Microsoft Corporation 2013

Efluente de la primera fase de la PTAR

Contaminación Canal CVC Sur

La Mancha de contaminación proveniente del Canal Sur es Notable

Fuente: El Pais.com.co. Abril 28 de 2010

Recorrido Canal Sur CVC

Salida Canal CVCal Rio Cauca

Fuente: Tomado desde Google Earth 2013, 20 de Octubre de 2013

Laguna de

los

lexiviados

Navarro Canal Sur

La interacción hidráulica entre el canal sur y el rio cauca, clave para entender el problema

Interacción hidráulica con caudal alto

Interacción hidráulica con caudal bajo

• Lluvias en el centro-norte de la ciudad

• Sin lluvias torrenciales en el sur

• Sin lluvias torrenciales en el sur

Alternativas de solución planteadas anteriormente• Traer agua de la Salvajina

• Una represa en la cuenca del rio Cauca

• El cambio en la posición de la bocatoma de PTAP Puerto Mallarino

• Traer agua dese el rio Timba por gravedad

• Una represa y planta en la cuenta del rio Pance

• Construcción de otra PTAP de agua potable antes de 2025

• Construcción de otra PTAR en el sur de Cali

• PTARs nuevas para Palmira, Rozo, Candelaria, Yumbo y Jamundí.

• Construcción de otro reservorio de emergencia para PTAP

¿Basta con una solución que garantice el fluido del servicio de agua dejando a un lado la recuperación de los ríos, el impacto ambiental y de salud (externalidades negativas), en la sociedad?

Desde una perspectiva económica¿Cuál es la alternativa de solución para garantizar la continuidad y el mejoramiento del servicio de agua y saneamiento, que desde el punto de vista social y ambiental es la más viable para la ciudad?

Surge una alternativa de tratamiento de agua residual que plantea una solución integral a todos los problemas mencionados para el municipio de Santiago de Cali y los municipios cercanos, y que puede ser aplicado en otras zonas del país, a comparación de otros alternativas como la Fase II de la PTAR propuesta por Emcali.

Objetivo del estudio: Evaluar cual alternativa genera mayores beneficios a la sociedadsolucionando de raíz el problema planteado, al garantizar la continuidad del servicio de agua potable y contrarrestar los efectos de impacto ambiental que se han venido presentando en los últimos años.

Análisis y estudio del casoEste trabajo se centra en un estudio de pre-factibilidad del proyecto alternativo con mirada regional, en el cual:o Analizar la problemática, causas y soluciones.o Se realiza una descripción del proyecto y su funcionamientoo Una estimación detallada de los costoso Identificación de los beneficios potencialeso Comparación entre la efectividad del proyecto alternativo versus la Fase II de la

PTAR en base a la carga orgánica removida por cada uno de los proyectos y el costo de su implementación. (análisis costo – beneficio)

o Se identifica las limitantes de este proyecto alternativo, sus posibles inconvenientes y soluciones.

o Finalmente, se deja planteado las bases para la realización de un análisis costo-efectividad a partir de datos más precisos, es decir:

Cómo se debería realizarMetodología se puede utilizarResultados esperados

Integridad con otras disciplinasPara el desarrollo del estudio fue importante una integridad multidisciplinaria entre:

Economía: Evaluación económica, social y análisis de impacto. Búsqueda del bienestar social.

Ingeniera: Específicamente con el área del medio ambiente y saneamiento para estudios técnicos y capacidad del sistema a plantear, e agrícola, para estudio de los procesos químicos y botánicos del sistema.

Descripción de proyectos a compararAmpliación de la Planta de Tratamiento de Cañaveralejo: tratamiento secundario – Planteada por Emcali.

Disminuyendo el índice de agua no contabilizada al 38%, que actualmente se encuentra alrededor del 56% (2015), con una remoción esperada del 85% de la contaminación. ¿Qué pasaría si no se tuviese ese nivel de pérdida de agua? (cobro, eficiencia, cubrimiento).

Inversión cercana a los 240 millones de dólares (2013), para el año 2015 se habla de una inversión de aproximadamente 400 millones de dólares.

PTAR. Emcali 2012.

Descripción de proyectos a compararPlanta regional de biorremediación de las aguas residuales – PTARR

Douglas Laing, Ing. Agrónomo, Pd.D. Investigador independiente de agricultura tropical y el medio ambiente, plantea el concepto de una planta regional de Biorremediación con niveles primario, secundario, terciario y cuaternario de tratamiento de aguas residuales en máximo 800 hectáreas de tierra salinizadas.

Este proyecto busca una solución efectiva, económica, rápida y eficiente ambientalmente para reducir la contaminación del rio Cauca desde las aguas residuales del Canal-Sur y otras fuentes.

Esta solución también puede facilitar:

Recuperación de todos los canales del sistema de drenaje fluvial de Cali.

Modelo para otras ciudades y municipios del Valle del Cauca y Colombia, en general donde las aguas residuales urbanas contaminan severamente los recursos hídricos del país.

Beneficios y costos sociales

Beneficios

i. Disminución de costos de salud

ii. Incremento en el valor de los predios

iii. Incremento en el excedente agrícola (reutilización, disminución impacto)

iv. Aprovechamiento del agua en la industria

v. Mejoramiento del medio ambiente

Costos sociales

i. Inversión

ii. Operación y mantenimiento

Separación temprana de las aguas residuales y las aguas lluvias

Tres etapas de la biorremediaciónLa planta regional de biorremediación de aguas residuales consta de tres pasos principales, siendo las siguientes:

1) Tratamiento con lagunas anaeróbicas: 60% remoción orgánica (primera etapa).

2) Laguna Facultativa (segunda etapa): combinación de bacterias anaerobias y aerobias –remoción del 31% al 38%.

3) Humedales (tercera etapa): Esta etapa a su vez contiene tres etapas, las cuales son:

Humedal Construido con 50% remoción utilizando Sauces Humedal Construido con Caña Brava - 40%Humedales de Juncos y Buchones 30% - remoción

Buscando llegar a un punto donde el agua efluente tenga aproximadamente el 2% del contenido contaminante del afluente, al final del procesos.

Es posible utilizar tierras salinizadas o de baja calidad productiva para la construcción de las lagunas

Solución integral para diferentes municipios del Valle del Cauca

• Posibilidad de que se puedan tratar aguas residuales procedentes de municipios cercanos a Santiago de Cali por medio de tuberías por gravedad

• Costos de bombeo reducidos por la existencia de pendientes a lo largo de la geografía.

• Traen aguas residuales de sitios críticos en la región que pueden tratarse de forma eficiente

Evaluación del proyectoSe tomó como metodología el Análisis Costo-Eficiencia (ACE) dada la complejidad de valorar monetariamente los beneficios del proyecto.

o Definir objetivos: ¿Qué queremos hacer?o Estructurar alternativas: ¿Cuáles son las formas de hacerlo?o Estimar costos: ¿Qué perdemos?o Calcular eficiencia: ¿Qué ganamos?o Escoger criterios: ¿Cuál alternativa es mejor?

Se debe considerar los costos asociados los cuales incluyen tuberías necesarias, materiales, compra de predios, entre otros factores.

Alternativas internas de tratamiento dentro de la planta de Biorremedación Dos alternativas de tratamiento

Variación de costos entre una y otra

Tomando el agua ya tratada de la PTAR de Cali

Comparación entre alternativasCosto total del proyecto - (Planta Biorremediación + Tuberías) - $ US

TratamientoAlternativa

A B

Región $ 76.754.069,46 $ 88.520.914,46

Efectividad de remoción de la carga orgánica

Ítem Alternativa A Alternativa B Fase II PTAR

DBO5 inicial 119 119 -

DBO5 Efluente 15 20 -

Porcentaje de la carga orgánica

removida87% 83% 85%

Los criterios de escogencia:

Costos de las alternativas y sub alternativas (alternativa A y B) como proyectos.

Identificación de la efectividad de alternativas y sub alternativas (alternativa A y B).

Calculo de los potenciales beneficiarios del proyecto: población regional enmarcada en los municipios participantes del proyecto, para 16 años iniciando desde el 2015. (3.543.441 personas)

Mirándolo desde el punto de vista del costo social

Índice Costo - Efectividad - TST 12%

Proyecto Índice de costo Per Cápita

Planta Regional de

Biorremediación

Alternativa A Alternativa B

$ 9,45 $ 10,99

Fase II - PTAR $ 36,43

Tasas social de descuento (TSD): tasa a la cual una sociedad está dispuesta a cambiar consumo presente por consumo futuro.

Limitaciones encontradaso Costo del proyecto pueden estar subestimados por la dificultad técnica en

ingeniería.o No se tiene con claridad los costos de mantenimiento.o No se tiene costos del sistema de separación de aguas tempranas, motores de

bombeos, entre otros.o Evaluación ex – ante, es decir, un estudio de Pre-Factibilidad: falta estimar

monetariamente los beneficios ambientales, de salud y de generación de ingreso.o Puede calcularse los costos evitados que produciría este proyecto, es decir, la

reducción de riesgo de contaminación, de deterioro ambiental, y su influencia en la vida cotidiana y agrícola, entre otros.

o Puede analizarse el impacto del excesivo costo en las tarifas de los servicios públicos.

Conclusiones o Es posible afirmar que el proyecto evaluado es viable.o Planta diseñada para ser expandida en un futuro. o Limpieza progresiva del Canal CVC Sur, se irá reduciendo la posibilidad exceso de

contaminación de material orgánica y turbiedad del rio, evitando cortes del servicio.o La continuidad del servicio de agua potable reduce las variaciones de la tensión en

las tuberías, mitigando la probabilidad de fugas, contribuyendo a disminuir el índice de agua no contabilizada.

o Se evita la filtración de aguas contaminadas a las tuberías de agua potable ya averiadas.

o También se podría enviar agua potable a otros municipios sin alterar la presión de las tuberías para el municipio de Santiago de Cali y percibir ingresos adicionales por esta acción.

Problemas que se pueden analizar desde la economía

o ¿Qué costo se evitaría al reducir la probabilidad de contagio de enfermedades por el contacto con las aguas residuales en la población al no tener que incurrir en programas de saneamiento, tratamiento de salud, entre otros, si se aplicase el proyecto evaluado?

o ¿Cuánto nos costará descontaminar el río Cauca en un futuro si no actuamos en su descontaminación ahora, en relación?

o ¿Cuánto costará las modificaciones y actualizaciones de la PTAT y la PTAR parar sufragar la contaminación creciente a la que estaremos expuestos en un futuro?

o ¿Cuánto cuesta estructurar de una mejor manera el tratamiento de aguas residuales de barrios en expansión en la ciudad, y en los demás municipios si en un futuro es tanta agua y tan contaminada que se hace difícil de tratar?

o ¿Cuál sería el impacto tarifario de implementar este proyecto?

o ¿Cuál es el impacto tarifario y de cobertura de reducir el índice de agua no contabilizada/pérdida?