Estudio del sistema de aducción y distribución de AP Montevideo

5/10/2018 Estudio del sistema de aducci n y distribuci n de AP Montevideo - slidepdf.com

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XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

II-078 - ESTUDIO DEL SISTEMA DE ADUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AGUAPOTABLE DE LA CIUDAD DE MONTEVIDEO

Paula Romay(1) Ingeniera Civil, Opción Hidráulica y Sanitaria por la Facultad de Ingeniería, Universidadde la República Oriental del Uruguay desde 1994.Trabaja en la firma C.S.I. Ingenierosdesde 1993. Ingeniero Proyectista del Area Abastecimiento de Agua Potable del PlanDirector para el abastecimiento de agua potable y saneamiento para la Cuenca del RíoSanta Lucía en ejecución por el Consorcio SOGREAH-SAFEGE-CSI para OSE. Phillipe CalleIngeniero de Obras Públicas por la Escuela Superior de Obras Públicas, Construcción eIndustria (París) desde 1983 e Ingeniero Hidráulico por la Universidad de Birmingham(Reino Unido) desde 1983. Trabaja para la empresa SAFEGE desde 1994. Jefe del Area Abastecimiento deAgua Potable del Plan Director para el abastecimiento de agua potable y saneamiento para la Cuenca del RíoSanta Lucía en ejecución por el Consorcio SOGREAH-SAFEGE-CSI para OSE.

Michel BosMaster en Ingeniería Hidráulica y Ambiental por la Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (París) desde1963. Vice-Presidente de SAFEGE. Responsable de la Dirección del área de Agua Potable del Plan Directorpara el abastecimiento de agua potable y saneamiento para la Cuenca del Río Santa Lucía en ejecución por elConsorcio SOGREAH-SAFEGE-CSI para OSE, por parte de SAFEGE.Carla BaldoIngeniera Civil, Opción Hidráulica-Ambiental por la Facultad de Ingeniería, Universidad de la RepúblicaOriental del Uruguay desde 1998.Trabaja en la firma C.S.I. Ingenieros desde 1999. Ingeniero Proyectista delArea Abastecimiento de Agua Potable del Plan Director para el abastecimiento de agua potable ysaneamiento para la Cuenca del Río Santa Lucía en ejecución por el Consorcio SOGREAH-SAFEGE-CSIpara OSE.Emma FierrroIngeniera Civil, Opción Hidráulica y Sanitaria por la Facultad de Ingeniería, Universidad de la RepúblicaOriental del Uruguay desde 1978. Gerente del Departamento Técnico de la Administración de Obras delEstado (O.S.E.). Responsable del Grupo de Seguimiento y Control del Plan Director para el abastecimientode agua potable y saneamiento para la Cuenca del Río Santa Lucía.Marcela RuizIngeniera Civil, Opción Hidráulica y Sanitaria por la Facultad de Ingeniería, Universidad de la RepúblicaOriental del Uruguay desde 1987. Integrante del Grupo de Seguimiento y Control de OSE del Plan Directorpara el abastecimiento de agua potable y saneamiento para la Cuenca del Río Santa Lucía.Karina AzurizIngeniera Civil, Opción Hidráulica-Ambiental por la Facultad de Ingeniería, Universidad de la RepúblicaOriental del Uruguay desde 1994. Integrante del Grupo de Seguimiento y Control de OSE del Plan Directorpara el abastecimiento de agua potable y saneamiento para la Cuenca del Río Santa Lucía.

Dirección(1): Wilson Ferreira Aldunate 1342 oficina 501 - Montevideo - Código Postal 11.100 - Uruguay -Tel.: +598 (2) 9021066 - Fax: +598 (2) 9019058 - e-mail: [email protected]

RESUMEN

En este trabajo se presenta el estudio realizado sobre el sistema de aducción y distribución de agua potable ala ciudad de Montevideo y localidades próximas a la misma. El principal interés del este estudio consiste enla presentación de un caso de un sistema complejo e importante para el cual el análisis del funcionamientohidráulico permitió la identificación de soluciones que posibilitarán no solo satisfacer la demanda enaumento, sino optimizar el uso de las estructuras existentes.El sistema analizado abastece en la actualidad una población cercana a 1.680.000 hab., con una producciónmáxima alcanzada de 588.000 m3 /d y un crecimiento previsto al año 2035 de 771.800 m3 /d.A partir del diagnóstico realizado, se concluyó que se trata de un sistema antiguo y frágil, que funciona

actualmente al límite de su capacidad y que presenta un nivel de agua no contabilizada excesivamente alto.





Los problemas claves identificados comprenden: el mal estado de algunas de las instalaciones debido a suedad, diseño u operación inadecuados de algunas componentes, limitaciones de capacidad y dificultades en laregulación y control de caudal y de presiones.Como respuesta a las problemáticas identificadas se presenta un resumen de las medidas propuestas, variasde cuales son acciones dirigidas a la operación del sistema que apuntan a aprovechar al máximo las

instalaciones y mejorar la respuesta del sistema. Entre ellas se destaca, la propuesta de dedicación específicade cada una de las líneas de aducción principales hacia diferentes zonas de la red, junto con una sectorizaciónde la misma que permita un mejor aprovechamiento de las capacidades de cada línea, un mejor control depresiones y una simplificación de la operación. Se propone también buscar un mejor aprovechamiento de lasestructuras de almacenamiento para la regulación de caudal, mediante la construcción de nuevos depósitos yla modificación de algunas condiciones de regulación actuales.Se plantea también, como acciones de fundamental importancia, la rehabilitación de las estructuras en malestado y la reducción del agua no contabilizada.Cabe mencionar que se entiende que las acciones arriba mencionadas requieren ser acompañadas pormedidas de orden organizacional tales como la implementación de un centro de control y la capacitación delequipo técnico que tiene a cargo el control del funcionamiento del sistema.

PALABRAS-CLAVE: Agua Potable, Redes, Aducción, Distribución.

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se presenta el estudio realizado sobre el sistema de distribución de agua potable a la ciudad deMontevideo (Uruguay) y localidades próximas a la misma, el cual abastece en la actualidad una poblaciónaproximada de 1.680.000 hab.

Dicho análisis fue realizado en el marco de un estudio de mayor alcance, cuyo objetivo principal consiste enla definición de la mejor estrategia de desarrollo de los servicios de agua potable y saneamiento a largo plazo(hasta el año 2035) de un área de 18.000km2 ubicada al sur del país, así como la elaboración de unaherramienta para la gestión y planificación para el organismo encargado.

El principal interés del este estudio consiste en la presentación de un caso de un sistema complejo eimportante para el cual el análisis del funcionamiento hidráulico permitió la identificación de soluciones quepermitirán no solo satisfacer la demanda en aumento, sino optimizar el uso de las estructuras existentes.

PRESENTACIÓN DEL SISTEMA

CARACTERISTICAS GENERALES DEL SISTEMA ACTUAL

El sistema objeto de este estudio, al cual usualmente se lo denomina Sistema Metropolitano, cuenta con unaúnica fuente de abastecimiento constituida por agua superficial proveniente del Río Santa Lucía. La totalidaddel agua bruta captada es tratada en la usina denominada Aguas Corrientes.

La producción promedio anual actual del sistema es del orden de 495.200m3 /d y abastece una población de1.683.782 hab. La producción máxima alcanzada ha sido de 588.000 m3 /d.

En la siguiente figura se presentan las localidades abastecidas, y la estructura principal del sistema deaducción y distribución, indicándose la ubicación de la fuente y las principales componentes del mismo.





Figura 1. Esquema del sistema de distribución de la Ciudad de Montevideo.

Bombeo de agua tratada desde la usina

Ubicadas en la usina de Aguas Corrientes se encuentran instaladas 3 bombas elevadoras de eje vertical(marca Ebara) y 10 bombas de eje horizontal (marca KSB).

En la tabla que se incluye a continuación se presentan las características de la instalación.

Tabla 1: Características de los equipos de bombeo de agua tratada.BOMBAS CANT. DE

EQUIPOSINSTALADOS

CAUDAL DE

TRABAJO

PRESIÓN

(m.c.a.)

ESTADO

EBARA 3 4.300-3.330 m3 /h 130 a 145 Bueno. (Año 1992)

KSB 10 2.000-1.460 m3 /h 128 a 1431 Bueno.

En la configuración actual del sistema se ha llegado a trabajar con 3 bombas Ebaras y 9 bombas KSBobteniéndose un caudal máximo de 588.000m3 /d. En estas circunstancias el respaldo de bombeo consiste enuna única bomba KSB, lo que corresponde aproximadamente a un 5% del caudal bombeado. En la actualidadtodas las bombas trabajan con una presión de impulsión máxima de 130 m.c.a.

1 Existen pequeñas variaciones entre las diferentes bombas.





Líneas de transporte principales

El agua tratada en la usina es bombeada desde la misma hacia la ciudad a través de 5 líneas principales deaducción, cuyas características se describen a continuación.

Tabla 2: Características de las líneas principales de transporte.LINEA INICIO FIN DIÁM.(mm)

LONG. (km)

MATERIAL ESTADO

1 LB1 AguasCorrientes

Cuchilla Pereira(depósito)

610 34.5 Hierro Fundido Malo Año: 1870

2 LB2 AguasCorrientes

Cuchilla Pereira(depósito)

762 34.5 Acero Malo Año: 1901

LB3 AguasCorrientes

Melilla (depósito yrecalque)

914 32.3 Acero Malo Año: 19303

LE Melilla Cerrito (depósito) 700 14 Hierro Fundido Bueno Año: 1957LB4 Aguas

CorrientesRecalque 4ta. (dep.y recalque)

1520 42 Hormigón Bueno Año:1962

1D4 Recalque 4ta Cerrito (depósito) 1220 4.18 Hormigón Bueno Año:1962

4

2D4 Recalque 4ta Red 1220 Hormigón Bueno Año:1962LB5 Aguas

CorrientesCno Mendoza yAldebarán.

1520 38.3 Fundición Dúctil Bueno Año:1996

1R5 CnoMendoza yAldebarán

Recalque 4ta. (dep.y recalque)

900 5.5 Fundición Dúctil Bueno Año:1996

5

2R5 CnoMendoza yAldebarán

Interbalnearia 1000 16.15 Fundición Dúctil Bueno Año:1996

Estas 5 líneas se cruzan en un punto, denominado Campo Méndez, donde pueden interconectarse entre sí.Además de Campo Méndez, existen varios otros puntos de interconexión entre algunas de las líneas.

Recalques

La configuración general, que se caracteriza por una distancia considerable entre la planta potabilizadora y elcentro de consumo (50 Km) obligó a la instalación de varios rebombeos.

Tabla 3: Características principales de los recalques.RECALQUE ENTRADA SALIDA CANT. DE

EQUIPOS 2 CAUDAL

(m3 /h)PRESION

(m.c.a.)ESTADO

LB1, LB2 2 Fuera deFunc.

Fuera deFunc.

Las Piedras 3 600 Sin datosProgreso 2 400 Sin datos

Km 29. LB1, LB2

Pando 2 400 Sin datos

Regular

LB3 1 3.700 65-70Melilla LB3LBE 1 2.000 65-70

Aceptable

LG1 Sin bombeo --- ---LG2, LG3 2 1.500 34

CuchillaPereira

LB1, LB2,LB5

LG4 1 1.930 67

Bueno.

2D4Recalque 4ta LB41D4

5 3.650 58 Malo

2 Equipos instalados





Almacenamiento

El Sistema cuenta con varias reservas, las capacidades de las mismas se describen en la tabla siguiente:

Tabla 4: Características de los tanques de almacenamiento.

DEPOSITO VOLUMEN(m3)

FUNCIONAMIENTO ESTADO

Km 29 4.000 Alimentación del Recalque Km 29. BuenoMelilla 1.000 Alimentación del Recalque de Melilla. BuenoCuchilla Pereira 109.000 Alimentación de 4 líneas (algunas de

ellas mediante bombeo).Bueno

Recalque 4ta 6.000 Alimentación del Recalque 4ta. BuenoCerrito 65.000 Distribución a la red. BuenoDepósito Cerrito 10.000 Fuera de funcionamiento. BuenoCordón 3.000 Distribución a la red Bueno

El volumen total de tanques representa un 39.6% de la producción diaria actual.

Red de distribución

La red de distribución (75mm<D<250mm) tiene una longitud total de 3.242km. El 60% de la misma tienemás de 30 años. Los dos materiales principales son el fibrocemento (49%) y el hierro fundido (45%). Desdeel año 1985, se utiliza polietileno de alta densidad y PVC.

Las conexiones hasta el año 1987 fueron realizadas en plomo (85%); en la actualidad se está utilizando elpolietileno.

CONDICIONES DE OPERACIÓN

En la actualidad el sistema de distribución se opera manteniendo las 5 líneas principales interconectadas

entre sí, salvo en el verano 1999-2000, cuando se operó con la 5ta línea aislada a una presión de 145 m.c.a.con el objetivo de aumentar el bombeo de agua tratada.

La presión a la salida de la planta de bombeo de agua tratada de la usina se mantiene por debajo de 130m.c.a.para limitar las roturas de las líneas 1 y 2 , que se encuentran en mal estado. Cabe mencionar, que la 5talínea ha sido diseñada para operar con una presión a la salida de 145 m.c.a., a diferencia de las demás queadmiten una presión máxima de 130 m.c.a.

En cuanto a las características de operación de cada una de las líneas se detalla lo siguiente:

Líneas 1 y 2 (LB1 y LB2)

Las líneas 1 y 2 abastecen al recalque del Km 29, el cual rebombea, por medio de 7 equipos, hacia varias

localidades ubicadas al norte de la ciudad de Montevideo (Las Piedras, La Paz, Progreso, Suárez, Toledo,Pando y varias villas aledañas)

En la actualidad este recalque funciona con los 7 equipos trabajando simultáneamente 24 horas por día.

Cabe señalar también que las líneas 1 y 2 se encuentran en muy mal estado de conservación.

Línea 3 (LB3)

La LB3 abastece el recalque de Melilla, el cual opera permanentemente bombeando:

directamente hacia la red de distribución de la zona oeste de la ciudad de Montevideo mediante un únicoequipo de bombeo; y

hacia los tanques del Cerrito por la denominada línea de emergencia (LE) mediante otro equipo debombeo instalado en 1959.





La alimentación del recalque se realiza a través de un tanque de 1.000m3. La operación del mismo es manualy la regulación de caudal se realiza estrangulando las válvulas de entrada de caudal, en una conexión entre laLB4 y la LB3 previa al recalque, y las válvulas en la salida de los equipos de bombeo. Esta regulación resultasumamente difícil debido al pequeño volumen del tanque.

Las bombas y equipos del recalque son antiguos y el estado de conservación de la LB3 no es bueno,observándose un número alto de roturas en la misma.

El sector Oeste de la ciudad es, hoy en día, el más crítico en cuanto a la situación del abastecimiento. Elmismo ha venido desarrollándose fuertemente y la infraestructura de distribución principal resultainsuficiente, habiéndose constatado zonas con presiones inferiores a los 10 m.c.a.

Línea 4 (LB4)

La función principal de esta línea consiste en transportar el agua tratada hacia el centro de la ciudad deMontevideo.

El sistema cuenta con un recalque alimentado directamente por la LB4, que fue diseñado para maximizar el

caudal transportado por la misma. A partir del recalque, el agua es rebombeada hacia los tanques del Cerritoy/o directamente a la red de distribución a través de la denominada segunda derivación de la LB4 (2D4).

El Recalque de la 4ta línea, así se le denomina usualmente, fue inaugurado en 1988 y sacado defuncionamiento en el año 1998, luego de la entrada en operación de la LB5.

Durante los años en que estuvo operando, la regulación de caudales se realizó utilizando el tanque dealimentación de 6.000 m3 y se basó en un PLC que permite adaptar el régimen de operación de las bombas(velocidad de rotación) y estabilizar el caudal sin riesgo de oscilaciones periódicas. La operación del recalquetuvo problemas debido a que se operaron los equipos en condiciones hidráulicas extremas, lo cual trajo comoconsecuencia la cavitación de los rotores de las mismas.

Sumado a este problema en los rotores de las bombas, se ha constatado que las tuberías interiores al mismo se

encuentran en mal estado debido a la corrosión y que se han producido fenómenos de cavitación también enlas válvulas.

En cuanto a los tanques del Cerrito, los mismos alimentan principalmente las zonas centro y sur de la ciudad,las cuales cuentan con una red bien dimensionada en cuanto a tuberías principales. Cabe mencionar que en lazona centro existe un sector de cotas altas que durante el día tiene presiones insuficientes. Para esta zona laAdministración de los servicios ya ha previsto la construcción de un nuevo recalque alimentado desde lostanques del Cerrito.

El volumen importante de los mismos y la gran variación de nivel que se observa a lo largo del día señalan elpapel importante que estos tanques juegan en la operación diaria del sistema de distribución.

Línea 5 (LB5)

La LB5 parte de Aguas Corrientes y abastece en primer lugar el depósito de Cuchilla Pereira; posteriormentecontinua hasta bifurcarse en dos líneas denominadas: 1R5, tubería de 900mm que se dirige hacia el Recalquede la 4ta y 2R5, tubería de 1000mm que continua hacia el este de la ciudad (Ruta Interbalnearia).

El depósito de Cuchilla Pereira es el de mayor capacidad del sistema. La alimentación del mismo se realiza através de una válvula de regulación hidráulica asociada a la variación de nivel en el depósito. En lascondiciones de operación actuales, dicho nivel varía muy poco durante las 24 horas del día.

A partir de Cuchilla Pereira se abastecen las siguientes zonas:

a través de las LB1 y LB2 se abastece el Recalque del Km 29;

por medio de dos líneas denominadas LG1 y LG2 se abastece la zona NW de la ciudad; y

mediante rebombeo, a través de las líneas LG3 y LG4, se abastece la zona SW, la cual recibe también unaportes desde los tanques de Cerrito y de la LB3.





En cuanto a la zona Este del Sistema, la misma ha venido desarrollándose fuertemente, principalmente en eldepartamento de Canelones. El abastecimiento de la misma se realiza a través del 2R5 y de la 2D4.

Estas zonas de cotas bajas presentan un alto índice de roturas desde la puesta en operación de la LB5,fundamentalmente en las tuberías de asbesto cemento.

PROYECCIÓN DE LA DEMANDA

Como ya se dijo anteriormente, el análisis de este sistema de aducción y distribución de agua se realizó en elmarco de un estudio de mayor alcance que comprende el desarrollo de la mejor estrategia de servicios deagua potable en un periodo que se extiende hasta el año 2035.

Como parte fundamental de dicho análisis se realizó una proyección de la demanda de agua que incluyó unestudio del desarrollo urbano, con especial énfasis en la ocupación actual del suelo y las tendencias para elfuturo, del cual resultaron una serie de propuestas de ordenamiento territorial, como forma de encauzar lasimportantes migraciones internas de población.

Por otra parte, se consideró la integración de zonas aledañas al actual sistema Metropolitano. A partir de unanálisis comparativo, se concluyó que resulta mas ventajoso la integración de las mimas frente a laalternativa de que sigan operando como sistemas independientes.

En lo que respecta al sistema Metropolitano, las zonas de expansión identificadas son las siguientes:

localidades ubicadas al Norte de la ciudad de Montevideo (Sauce, Totoral del Sauce, Empalme Olmos,etc.); y

zona al este del sistema actual (Costa de Oro y Balnearios).

Esta última zona cuenta actualmente con una fuente independiente de abastecimiento, la Laguna del Cisne.En el futuro se espera un crecimiento de población muy acentuado en la misma, asociado también a una

fuerte expansión del servicio y aumento de cobertura. Como solución de abastecimiento a corto y medianoplazo se ha planteado la incorporación de las mismas al sistema Metropolitano. A largo plazo, luego del año2010, se recomienda la incorporación progresiva de nuevas fuentes locales.

En el Gráfico siguiente se presentan los valores globales de demanda pico esperados a lo largo del periodo.

Figura 2. Demanda pico del Sistema Metropolitano.

Demanda pico de Agua potable - Sistema Metropolitano y expansiones

500.000

550.000

600.000

650.000

700.000

750.000

800.000

850.000

36526 38353 40179 42005 43831 45658 47484 49310

m 3 / d í a

Esta proyección se realizó en el supuesto de que las pérdidas físicas disminuyen un 5% entre el año 2000 y2010. Es importante destacar dos cosas: en primer lugar de que de mantenerse el status quo actual será





necesario suministrar aproximadamente 1.3m3 /s suplementarios, sin ningún beneficio adicional más queaumentar las pérdidas y en segundo lugar que de aplicarse una política orientada a reducir de las pérdidasfísicas e incentivar un mejor uso del agua por parte de los usuarios, se podría economizar un caudal adicionalde 0.4m3/s. Estos resultados permiten apreciar la impotencia primordial que tendrá la lucha contra las fugasy los usos abusivos del agua.

En el Gráfico 3 se muestra la participación de las diferentes zonas del Sistema en este crecimiento dedemanda.

Gráfico 3. Participación de cada zona en el aumento de la demanda.

Participación de cada zona en el aumento de la demanda

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

AguasCorrientes

Oeste deMontevideo

Centro deMontevideo

Localidades alNorte de Mdeo.

Sur deMontevideo

Este deMontevideo

Costa de Oro yBalnearios ( c

r e c i m . e n l a z o n a / c r e c i m .

t o t a l ) * 1 0 0

Crecim. al 2035

Como puede verse en el gráfico anterior, el mayor crecimiento de demanda se producirá en la zona oeste deMontevideo que como ya se mencionó anteriormente cuenta ya con un déficit importante de infraestructurapara el abastecimiento, y en las zonas al este de Montevideo y Costa de Oro y Balnearios.

PRINCIPALES PROBLEMAS IDENTIFICADOS EN EL DIAGNÓSTICO

En términos generales podemos decir que nos encontramos frente a un sistema antiguo y frágil, que funcionaal límite de su capacidad y tiene un nivel de agua no contabilizada muy alto.

Además de estos factores, como se desprende del análisis de demanda presentado, el mismo estará aún más

exigido en un futuro próximo.

Se presentan a continuación los temas claves identificados.

ESTADO DE LAS INSTALACIONES

El sistema Metropolitano representa un patrimonio de mucho valor que ha sido construido, renovado yreforzado a lo largo del tiempo. Sin embargo estos esfuerzos no han podido evitar la pérdida de eficacia dealgunas de sus componentes, que se encuentran en un estado de deterioro que pone en riesgo la continuidaddel servicio.

Líneas principales de aducción

Las tres líneas más antiguas del sistema LB1, LB2 y LB3 están en mal estado y padecen de numerosasroturas, lo que implica grandes pérdidas de agua y gastos elevados de mantenimiento.





la LB1, de Hierro Fundido, presenta un índice de roturas de aproximadamente 4.2 roturas/año.km3 comoconsecuencia de su edad;

la LB2, de Acero, tiene un índice de roturas de 6.4 roturas/año.km como consecuencia de una corrosiónavanzada. La situación de esta línea es muy crítica, y las numerosas roturas son causa de pérdidas de

agua importantes (entre 3 y 4% del caudal elevado en la usina);

la LB3, de Acero, está sujeta a un índice de 3.7 roturas/año.km por la misma razón; y

en la LB4 la situación de la tubería es buena, pero es importante mencionar que las piezas especialestienen también problemas de corrosión significativos.

Las tuberías de acero han sufrido fenómenos de corrosión significativos debido a que están instaladas ensuelos sumamente agresivos y no cuentan con un revestimiento de protección externa adecuado.

Recalques

El Recalque de la 4ta línea, como ya se dijo anteriormente, actualmente se encuentra fuera de funcionamiento

debido al mal estado de varios de sus elementos. Tanto las tuberías como válvulas y equipos de bombeorequieren ser reparados o sustituidos antes de poder operar nuevamente.

Es importante señalar que la puesta en funcionamiento de este recalque repercutirá en un aumento de lacapacidad de transporte de agua a la zona centro de la ciudad.

También las instalaciones del recalque de Melilla son antiguas y requieren de un rediseño y cambio de lascomponentes.

Troncales de distribución y red secundaria

De acuerdo a la información disponible el estado de las tuberías de hierro fundido es regular, presentándosecierto nivel de oxidación de la pared interna, lo cual aumenta la rugosidad y por consiguiente las pérdidas de

carga y reduce significativamente la capacidad de transporte de las líneas.

Por su parte, las tuberías de acero presentan, en varios tramos, fenómenos de corrosión importantes quehacen necesaria la rehabilitación de las mismas.

En cuanto a la red de distribución secundaria, las redes de hierro fundido presentan los mismos problemasmencionados para las troncales y las tuberías de asbesto cemento han perdido parte de su resistenciamecánica debido a la calidad del material, lo que resulta en un nivel alto de roturas por kilómetro y por año.

Cabe señalar que al problema de roturas en las tuberías se le suma que muchas válvulas se encuentran en malestado, tiene fugas y/o son imposibles de operar.

Asimismo las conexiones de plomo están frecuentemente en mal estado y tienen fugas.

OPERACIÓN DE LAS COMPONENTES DEL SISTEMA

A partir del análisis detallado de funcionamiento de cada una de las componentes se han podido identificarproblemas en el diseño y/u operación de alguna de ellas.

Bombeo de agua tratada en la usina y LB5

La situación de operación actual, interconexión de todas las líneas principales de aducción, obliga a operarcon una presión máxima a la salida de la planta de 130 m.c.a. Esto trae como consecuencia que los equipos

3 En el tramo comprendido entre Aguas Corrientes y Campo Méndez.





Ebara no puedan funcionar en su punto de eficiencia máxima, que corresponde a una presión de 145 m.c.a., yque no se pueda aprovechar al máximo la capacidad de la LB5.

Recalques

Nuevamente los recalques de Melilla y de la 4ta línea son los que presentan dificultades, no solo debido a laantigüedad o mal estado de las instalaciones, sino también a problemas en el diseño o funcionamientoinadecuado para los requerimientos actuales.

En el caso de Melilla se han identificado los siguientes problemas: el diámetro de las tuberías de entrada y decomunicación con el tanque resulta insuficiente, los trazados tanto de estas como de las tuberías de impulsióntienen numerosos cruces y quiebres que aumentan las pérdidas de carga innecesariamente y por último elreducido volumen del tanque, 1.000 m3, dificulta enormemente la operación y regulación de caudal.

En cuanto al recalque de la 4ta línea, se entiende que el modo de operación con el que funcionó, bombeandosimultáneamente a la red y a los tanques de Cerrito, implicó condiciones de funcionamiento muy difíciles decompatibilizar que tuvieron como consecuencia la operación de los equipos en condiciones hidráulicasextremas que generaron el desgaste prematuro de los rotores.

Tanques

Resulta importante señalar que el depósito más importante del sistema, Cuchilla Pereira, se aprovecha muypoco para la regulación de los caudales horarios, siendo el nivel de agua muy próximo al máximo.

CAPACIDAD DE LAS COMPONENTES

En función del crecimiento de demanda que se espera a lo largo del período analizado y de las modelacioneshidráulicas realizadas se encontró que:

en la actualidad se está operando al límite de capacidad en la planta de bombeo de agua tratada en la

usina; en las condiciones de operación actuales las líneas principales de transporte hacia la ciudad de

Montevideo, LB3, LB4 y LB5, operan ya al máximo de capacidad útil;

los recalques del Km 29 y de Melilla se encuentran hoy en día trabajando al máximo de sus capacidades;y

como ya fuese mencionado anteriormente, en varios sectores de la ciudad la infraestructura de troncalesprincipales y de la red secundaria es insuficiente, en especial para la zona oeste de Montevideo.

AGUA NO CONTABILIZADA

El tema del agua no contabilizada es un asunto de preocupación fuerte dado el alto porcentaje, 46%, que éstarepresenta con respecto a la producción.

Este porcentaje corresponde aproximadamente a: un 23% de pérdidas físicas y un 23% de pérdidas no físicas(o comerciales).

Del volumen de agua que se pierde debido a pérdidas físicas se estima que: un 3.5% se pierde en las líneasprincipales de aducción, un 1% en los recalques de Melilla y de la 4ta línea y el resto se produce en las redesde distribución principalmente en tuberías de asbesto cemento, válvulas y conexiones de plomo.

Estos datos se obtuvieron a partir de un estudio desarrollado en los años 1997-1998, que tenía como finalidaddiagnosticar la situación e identificar un programa global de reducción de agua no contabilizada. En laactualidad se está llevando a cabo la sustitución de medidores y conexiones como parte del programa

propuesto.





CONTROL Y REGULACIÓN DEL CAUDAL

En la actualidad resulta complicado conseguir una regulación adecuada de presiones y caudales en el sistema.

Del análisis del funcionamiento se pudo concluir que más de un 60% del caudal llega directamente a la red

sin pasar por un depósito o tanque que permita una regulación diaria. Como consecuencia hay unainteracción directa entre las condiciones de distribución en la red y las condiciones de bombeo en AguasCorrientes.

Esto lleva a que en la práctica los recalques de Melilla y de la 4ta (cuando está en funcionamiento) debanoperarse con dos criterios: presión de succión definida por el tanque de succión asociado, lo que impone pocaflexibilidad de caudal desde Aguas Corrientes, y el caudal de bombeo requerido para la distribución.

En el caso de Melilla, generalmente la compatibilización de los dos criterios es difícil de conseguir sinestrangular válvulas que regulen los caudales, lo que redunda en una pérdida de energía adicional.

En lo que respecta al recalque de la 4ta, hay tres aspectos importantes que dificultan la regulación: en primerlugar un rango de operación de las bombas que las obliga a operar en punto extremos lo que produce la

cavitación de los equipos, en segundo lugar un cambio de régimen importante entre la condición de recalqueprendido o apagado que impacta fuertemente en el bombeo de Aguas Corrientes y por último la configuraciónde operación del recalque, que bombea simultáneamente a la red y a los tanques del Cerrito, y que hace difícilcompatibilizar los criterios de presión en ambos sentidos con la regulación del tanque de succión.

CONTROL DE PRESIONES

Actualmente el sistema no tiene un control adecuado de presiones de distribución, lo cual trae comoconsecuencia la existencia de presiones demasiado altas durante la noche en varios sectores bajos y presionesinsuficientes en la red durante el día en los sectores más altos.

Esta situación resulta de tres factores:

falta de depósitos de regulación entre el transporte y la distribución, debido a lo cual las variaciones en elbombeo de Aguas Corrientes repercuten directamente en la red;

no hay una sectorización adecuada en la red que permita seleccionar para cada sector la presión deentrada más adecuada; y

falta de capacidad de transporte en varios sectores.

PRINCIPALES ACCIONES RECOMENDADAS

REHABILITACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES

La rehabilitación y mantenimiento de las estructuras existentes, resulta de vital importancia no sólo desde elpunto de vista de conservación del patrimonio actual, sino también a los efectos de obtener una mejora de lacapacidad del sistema.

Las acciones principales previstas suponen:

el remplazo de la LB3 en etapas, en el corto y mediano plazo, desde Aguas Corrientes hasta el recalquede Melilla con una tubería de 1000mm;

el remplazo a mediano plazo de la LB1 por una tubería nueva en 600mm desde Campo Méndez alrecalque del Km29;

abandonar definitivamente la LB2 cuando se construya la nueva LB1. Esto se justifica dado que todas las

conexiones existentes están sobre la línea LB1 y porque la nueva tubería tendrá la capacidad suficientepara transportar el total de la demanda requerida;





rehabilitación en el corto plazo del recalque de la 4ta línea, de manera de aumentar el caudaltransportado por la LB4 y disminuir las pérdidas que se producen en el mismo actualmente;

rehabilitación completa del recalque de Melilla, que incluirá la construcción de un nuevo tanque devolumen mucho mayor; y

rehabilitación de la red secundaria. Se prevé la rehabilitación de las tuberías de asbesto cemento con unritmo de 7 km/año durante el primer quinquenio y luego de 32 km/año, lo que significa un remplazototal en 35 años. En cuanto a las tuberías de hierro fundido se prevé un ritmo de 2 km/año en el primerquinquenio y luego de 12 km/año.

AUMENTO DE LA CAPACIDAD Y MEJORA DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA

En cuanto al aumento de la capacidad del sistema, cabe mencionar que la utilización de un modelomatemático posibilitó el estudio y comparación de diferentes alternativas de conexión entre las líneas,permitiendo la selección del esquema más conveniente. Como resultado de estos análisis, se concluyó queademás de la instalación de nueva infraestructura, es necesario reorganizar la red de distribución y

simplificar la operación mediante una clara dedicación de las diferentes líneas a partir de Agua Corrientes asectores definidos.

Las principales medidas propuestas a estos efectos son las siguientes:

Instalación de nueva infraestructura

refuerzo de la capacidad de bombeo de agua tratada desde la usina, mediante la instalación de: 3 nuevosequipos tipo EBARA en el corto plazo, sustitución de algunos de los equipos KSB por bombas de mayorcaudal en el mediano y largo plazo;

aumento de la capacidad de bombeo en varios de los recalques existentes: recalque km 29, equipos debombeo a las líneas LG3 y LG4 instalados en Cuchilla Pereira; recalque de Melilla, recalque del Cerro

(bombeo a una zona alta de la zona Oeste de Montevideo;

construcción de nuevos recalques: recalque de Cerrito que bombeará hacia una zona de cotas altas en lazona centro de la ciudad de Montevideo; recalque Suárez que permitirá bombear el agua transportadapor la 5ta línea hacia algunas de las localidades al norte de Montevideo y Recalque de Ciudad de laCosta que tendrá como objetivo el abastecimiento de las zonas ubicadas al este del sistema;

construcción de un nuevo tanque en Melilla de 25.000m3 que facilitará la operación del recalque y laregulación de caudales de acuerdo a las variaciones de consumo;

refuerzo de troncales de distribución fundamentalmente en la zona Oeste.

Modificación de las condiciones de operación

en primer lugar se propone operar con la LB5 aislada del resto de las líneas principales y conectada a losequipos EBARA, dado que estos elementos han sido proyectados para obtener un máximo rendimientotrabajando con una presión a la salida de Aguas Corrientes de 145 m.c.a. Luego del remplazo de la LB3por una tubería nueva, ésta podrá también pasar a trabajar a esta presión y aislada de las líneas LB1, LB2y LB4;

como ya se dijo el recalque de la 4ta línea será rehabilitado, pero se recomienda que pase a funcionarbombeando solamente hacia los tanques del Cerrito;

se recomienda la modificación de la regulación de caudal desde la LB5 hacia Cuchilla Pereira de manerade lograr un mejor aprovechamiento de la capacidad del depósito.

En la Figura que se incluye a continuación se presenta el esquema de funcionamiento propuesto para el largoplazo (año 2035).





Figura 4. Esquema de funcionamiento para el año 2035.

Sectorización

El estudio e implementación de una sectorización de la red de distribución tendrá como objetivos principalesposibilitar el control de presiones en las diferentes zonas del sistema y simplificar el control y operación del mismo.

Por lo tanto los criterios que guían la definición de la misma son los siguientes: Permitir mantener la presión en la red de distribución en el rango entre 15 y 45 m.c.a., tanto de día como de

noche, para lo cual será necesario la identificación de sectores que respeten las cotas de terreno naturales; y

Tratar de minimizar la cantidad de sectores de modo de minimizar el costo y no complicar la operaciónde la red.

El análisis de sectorización de acuerdo a estos criterios, conduce a contemplar doce sectores, cuyascondiciones de abastecimiento se describen brevemente a continuación:

Tabla 5. Propuesta de sectorización.SECTOR COTAS

TERRENONº NOMBRE MAX MIN

ABASTECIDO POR G/B

G Cerrito gravedad 30 0 Tanques del Cerrito GI Cuchilla Pereira bombeo 50 30 Bombeo por líneas LG3 y LG4. BF Cerrito bombeo 65 40 Nuevo Recalque Cerrito BD Melilla gravedad 35 0 LB3 rehabilitada GH Cuchilla Pereira gravedad 30 0 LG1 y LG2 GJ y K LB5 Sur 40 0 LB5 GL LB5 Este 30 0 LB5 GC y K LB5 Norte 65 20 Recalque Km29 y Nuevo

Recalque SuárezB

B Km 29 75 50 Recalque Km 29 BE Melilla 60 35 Recalque Melilla BC Cercanía de Sauce 60 30 Recalque Km29 y LB5 BA Cercanía de Aguas Corrientes 30 0 LB3 B





La Figura que se presenta a continuación muestra la ubicación geográfica de los sectores cercanos a la ciudadde Montevideo, así como la demanda que se prevé para cada uno de ellos. En esta Figura ya se encuentranincluidas las nuevas obras que se han propuesto en el marco del estudio.

Figura 3. Sectorización.

REDUCCIÓN DEL AGUA NO CONTABILIZADAComo ya se dijo anteriormente la reducción del agua no contabilizada resulta de fundamental importanciapara este sistema.

En conformidad con las recomendaciones del estudio específico realizado en los años 1997-1998, se hamanejado un objetivo de mejora que consiste en reducir el porcentaje del ANC de 46% a 30%:

pérdidas físicas a ser reducidas de 23% a 18% pérdidas comerciales a reducir de 23% a 12% total a reducir de 46% a 30%

El plazo contemplado para conseguir esta reducción será de 10 años4.

Se presenta a continuación un resumen del programa de acción recomendado para conseguir este objetivo.

El Programa de Acción está compuesto de cuatro partes:

las acciones previas que son necesarias para la puesta en marcha del Plan; las acciones que tratan de reducir las pérdidas físicas; las acciones que tratan de reducir las pérdidas no físicas; y las acciones de tipo institucional u organizativo que tratan de perpetuar las acciones anteriores.

Se da a continuación el detalle de cada parte.

4 En lugar de un plazo de 5 años inicialmente contemplado.





Acciones previas:

finalización del plan de macromedición del Sistema de Aguas Corrientes; definición de un programa de estudio pormenorizado de los medidores; definición del material adecuado para la realización de las conexiones; y definición de los materiales o de las técnicas que tienen que ser utilizadas en los programas de

renovación y reposición.

El componente "definición de un programa de estudio pormenorizado de los medidores incluye:

la implementación de una actividad de estudio de los micro medidores en servicio (envejecimiento, vidaútil); y

la identificación de nuevos tipos de micro medidores que podrían ser más eficientes.

El componente "definición del material adecuado para la realización de conexiones" incluye:

la finalización del diagnóstico de las condiciones de realización de las conexiones; y

la selección de los materiales y procedimientos más adecuados

Acciones que prevén reducir las pérdidas físicas:

programas de rehabilitación y/o reposición de redes; campaña de reposición de válvulas en la red; reducción del número de fugas pendientes; y campañas optimizadas de detección de fugas.

ASPECTOS ORGANIZACIONALES

Las acciones arriba recomendadas no serían completamente viables si no se considera un ajuste en la

organización interna de la empresa, de forma de acompañar las modificaciones propuestas. En tal sentidomerecen destacarse por su importancia dos acciones claves: la implementación de un centro de control parapermitir el monitoreo eficiente en tiempo real y la optimización de la operación del sistema y la capacitacióndel equipo técnico que tendrá a su cargo el control del funcionamiento del sistema.

Estudio del sistema de aducción y distribución de AP Montevideo

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