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XV CONGRESO DE INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL AIDIS – CHILE
Concepción, Octubre de 2003
CAUDALES DE AGUAS SERVIDAS EN PLANTA EL TREBAL Y PROPOSICIÓN
DE RED DE MEDICIÓN PARA EL GRAN SANTIAGO
Soledad Alarcón Muñoz - José Miguel Olavarría Revello
Area Control Riles - Aguas Andinas S.A.
Balmaceda # 1398, Piso 11, Santiago, Chile
[email protected] - [email protected]
Fono-Fax: 6942251 / 6942973
RESUMEN
Recolección y disposición de las aguas servidas es tema de gran importancia para la ciudad
de Santiago, la cual posee una población aproximada de 5.5 millones de personas que
vertían hasta hace pocos años gran parte de sus aguas servidas a las corrientes
superficiales. Teniendo presente lo anterior y la misión de Aguas Andinas en el sentido de
dar plena vida a los habitantes de la cuenca de Santiago, se ha privilegiado la aplicación de
las metodologías y técnicas más avanzadas para el manejo integral de las redes de
recolección, los procesos de depuración y la reducción del impacto al medio ambiente y el
medio urbano.
El primer año de funcionamiento de la Planta de Tratamiento de El Trebal ha sido la ocasión
de estudiar más en detalle las variaciones y evoluciones de los caudales y flujos de
contaminación generados por las aguas servidas de la subcuenca Sur del Gran Santiago.
Considerando la relevancia de esta información ha resuelto impulsar un proyecto tendiente a
instalar una red de caudalímetros en la red de recolección de aguas servidas del Gran
Santiago.
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INTRODUCCIÓN
El Grupo Aguas, a través de los respectivos Sistemas de Clientes de sus empresas, cuenta
con información de consumos de agua potable de cada uno de los servicios, lo que permite
efectuar análisis respecto a evolución de consumos.
El Sistema Comercial se encuentra relacionado con el Sistema de Información Geográfico
Corporativo, lo que permite georreferenciar cada uno de los servicios y por tanto efectuar
análisis específicos para áreas geográficas determinadas.
Teniendo en consideración el Plan de Saneamiento de aguas servidas que se lleva a cabo
en el Gran Santiago, el Grupo Aguas requiere conocer la evolución de los consumos, y por
tanto, los caudales generados de aguas servidas para poder verificar las proyecciones
efectuadas en los diseños de las plantas de tratamiento de aguas servidas construidas o en
construcción y para realizar el dimensionamiento de la futura Planta Los Nogales en
proyecto.
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DESARROLLO
CAUDALES DE AGUAS SERVIDAS
Se ha logrado efectuar una modelación hidráulica de la red de alcantarillado, considerando
los ductos de diámetros mayores a 300 mm del área tributaria El Trebal. La calibración de
dicha área, efectuada entre los años 2001 y 2002, arrojó valores variables para el factor de
recuperación dependiendo de la subárea considerada, siendo el valor medio igual a 0,83.
BALANCE DE AGUAS
Con la construcción de la Planta de Tratamiento de El Trebal, que trata las aguas servidas
de la subcuenca Sur del Gran Santiago, Aguas Andinas ha instalado dos puntos de medición
de caudal: uno sobre el interceptor Maipú antes de su conexión al emisario de la planta, para
medir las aguas generadas por el area de concesión de recolección de SMAPA y el otro a la
entrada de la planta de tratamiento que mide la totalidad de las aguas generadas por la
subcuenca Sur (ver Grafico Nº1). Los caudales aportados por el área de concesión de Aguas
Andinas son deducidos por diferencia de los anteriores. La información recopilada se
visualiza en el Grafico N°2.
HIDROGRAMA PLANTA DE TRATAMIENTO EL TREBAL - INTERCEPTOR MAIPU (SMAPA)AÑO 2002
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
01/0
1
15/0
1
29/0
1
12/0
2
26/0
2
12/0
3
26/0
3
09/0
4
23/0
4
07/0
5
21/0
5
04/0
6
18/0
6
02/0
7
16/0
7
30/0
7
13/0
8
27/0
8
10/0
9
24/0
9
08/1
0
22/1
0
05/1
1
19/1
1
03/1
2
17/1
2
31/1
2
VD
D (m
3/di
a)
VDD Ptas. El Trebal (m3/dia) VDD Int. Maipu (m3/dia)
Grafico Nº1
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CAUDALES MENSUALES (m3/s)Aguas Servidas
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Q (m
3/s
)
El Trebal 3,34 3,35 3,51 3,09 2,99 2,90 2,74 2,83 2,88 3,27 3,49 3,33
SMAPA 1,28 1,24 1,96 1,91 1,99 2,12 1,78 1,93 2,19 2,64 2,84 2,42
Dif. Estimada 1,48 1,50 1,35 1,23 1,20 1,14 1,03 0,97 1,09 1,09 1,22 1,30
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Grafico Nº2
Las mediciones de caudal efectuadas en el período enero-agosto del año 2002 indican, en
una primera lectura, discrepancias entre los valores deducidos por diferencia para el área de
concesión de Aguas Andinas que tributa a El Trebal, al compararlos con los caudales de
aguas servidas deducidas de los consumos de agua potable de los servicios incluidos en
dicha área. Ante ello, la Gerencia de Técnica y Medio Ambiente efectuó un estudio para
analizar dichas discrepancias. Dicho estudio, que consideró la modelación de redes con su
calibración en el primer trimestre del 2002, inspecciones y estudios de calidad, concluyó que
las infiltraciones de canales a los colectores y los caudales de aguas lluvias que también
ingresan a los colectores, explican las diferencias detectadas.
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COMPARACION VDM AGUAS ANDINAS A PLANTA DE TRATAMIENTO EL TREBALAÑO 2002
-
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
ene-
02
feb-
02
mar
-02
abr-
02
may
-02
jun-
02
jul-
02
ago-
02
sep-
02
oct-
02
nov-
02
dic-
02
VD
M (
m3/
mes
)
VDM Diferencia Mediciones VDM Agua Potable * 0,83 VDM más aporte de canales
Grafico Nº3
En el gráfico Nº3 se identifican los caudales de aguas servidas que aportarían los clientes de
Aguas Andinas y los resultantes por diferencia de los medidos. En el se puede observar que
en el período enero – marzo llega un caudal superior al teórico y en el período septiembre -
diciembre a la inversa.
El resultado de los trabajos de modelación, calibrado en el período enero - marzo, ya
detectaron infiltraciones asumidas por canales de riego y ello se ha representado en los
valores indicados en la curva correspondiente, lo cual esta señalando resultados coherentes.
Si bien los resultados son coherentes, Aguas Andinas debe cautelar por los caudales
vertidos a su red de recolección tanto en cantidad como en calidad. Es por esta razón que ha
considerado imprescindible contar con una red que le permita hacer los análisis pertinentes.
Un ejemplo de ello, se observó con motivo de una campaña de caracterización de
colectores, en el sector parque industrial Puerta Sur de la comuna de San Bernardo, lugar
donde se encontró un tablero de madera y tapas de cámaras abiertas en la confluencia del
colector San Eugenio con el Interceptor antiguo San Bernardo-Maipo.
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Se presume que este tablero y probablemente otros elementos, fueron utilizados para
obstruir el libre flujo de las aguas proveniente del colector, y así producir el efecto inverso de
los cauces normales para ser usados en regadío.
Situación que fue regularizada, extrayéndose
tubería de fierro y sellando las cámaras, lo
que se vio reflejado en las mediciones de la
siguiente temporada.
Para detectar situaciones como la antes
descrita y un control de caudales de las
subcuencas, se ha propuesto la
implementación de una red de mediciones,
cuya información en una primera etapa será
rescatada en forma manual (Logger), para posteriormente sea centralizado en el centro de
control operativo en el edificio central.
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RED DE MEDICION DE CAUDALES DE AGUAS SERVIDAS DEL GRAN SANTIAGO
Esta red permitirá estimar con un buen grado de confiabilidad, los volúmenes de agua que
ingresarán por sectores a la red de alcantarillado que alimenta cada una de las plantas,
permitiendo tener una estimación continua de infiltraciones o robos de agua.
Además, se cuenta con las industrias aportantes a cada sector, georeferenciadas y con
mediciones históricas de caudal y calidad, lo que nos ayudará a tener una rápida respuesta
en algún evento de emergencia y de esta manera poder realizar una gestión de control de
riles más eficiente (ejemplo, ver Figura Nº1).
Figura Nº1
La primera etapa del proyecto, es la instalación de un conjunto de medidores de caudal en la
red de colectores de Aguas Servidas que permita cuantificar tanto los caudales que escurren
por cada uno de los grandes colectores, y así como también el control futuro de la
subcuenca por grandes sectores.
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Es importante señalar que la consolidación de una red de medición sostenible en el tiempo
debe ser respaldada por equipos adecuados según la condiciones del flujo. Considerando lo
anterior se propone la instalación de equipos ultrasónicos (ver Figura Nº2), considerándolos
como los más adecuados para este tipo de medición, ya que no tienen contacto directo con
el flujo evitando la obstrucción sobre los elementos de medición y por tanto una mayor
confiabilidad y una menor demanda de mantenimiento.
Figura Nº2
En el último tiempo se ha efectuado un trabajo catastral minucioso que ha permitido
identificar sub áreas en cada una de las tres areas tributarias definidas en el Gran Santiago.
La red de medidores propuesta ha tenido en cuenta el tamaño y características hidráulicas
de cada una de ellas, además de consideraciones como la influencia de agua de riego, la
actividad industrial y el tamaño de colectores.
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ÁREA EL TREBAL
La localización de los puntos de medición para el Área El Trebal estuvo influenciada por los
antecedentes aportados por el proyecto de modelación de aguas servidas y los estudios de
calidad.
Puntos de medición de caudal propuestos par el Área Tributaria El Trebal.
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ÁREA LA FARFANA
Para la localización de los puntos de medición en el Área Tributaria La Farfana se tuvo en
cuenta un criterio netamente hidráulico de las subáreas tributarias. Esta localización
pretende determinar el comportamiento de las subáreas más importantes y efectuar el
balance hidráulico del sistema, posteriormente se propondrán nuevos puntos, de acuerdo
con resultados de proyectos que se están desarrollando en esta área.
Puntos de medición de caudal propuestos par el Área Tributaria La Farfana.
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ÁREA LOS NOGALES
La medición de caudales en el Área de Los Nogales resulta ser mas compleja comparada
con las otras áreas, puesto que aún no se ha construido en su totalidad el interceptor del Río
Mapocho. Esta condición hace que se presenten muchas descargas hacia el Río, haciendo
totalmente inviable la medición precisa de la totalidad del caudal vertido.
En virtud de lo anterior no se propone localizar nuevos caudalímetros en el Área de Los
Nogales y realizar los balances hídricos solamente con la información disponible que
corresponde a los puntos de medición controlados en el marco de la preparación de la
licitación de la futura planta de tratamiento, la cual asegura que el caudal medido por los tres
caudalímetros ultrasónicos existentes asciende aproximadamente a un 80% de la totalidad
vertida por esta Área Tributaria.
Caudalímetros instalados en Área Tributaria Los Nogales.
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SITUACIÓN FUTURA
RED DE MEDICIÓN DE CAUDALES DE AGUAS SERVIDAS DEL GRAN SANTIAGO
A continuación se presenta una síntesis de los caudalímetros instalados y los caudalímetros
propuestos para la consolidación de la red de medición para el Gran Santiago.
COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
La realidad indica que se deben seguir haciendo los seguimientos correspondientes además
de confirmar la importancia de implementar un sistema de medición de caudales para todo el
Gran Santiago y verificar los caudales que llegan y llegarán a las plantas de tratamiento
consideradas en el Plan de Saneamiento.
Para tal efecto La Gerencia de Técnica y Medio Ambiente ha propuesto una red de
mediciones de caudal la cual debería estar implementada en el curso de los años 2003 -
2004, para después incorporar la telemetría y la llegada de datos al centro de control
operativo del edificio corporativo.
Estos puntos a futuro podrían ser equipados de sensores y/o analizadores (Estaciones de
Monitoreo) para complementar la información, obteniendo una gestión preventiva más
eficiente a nivel de las plantas y las redes de alcantarillado, detectando vertidos de riles
peligrosos y asimilándolos al sector correspondiente con las actividades económicas
involucradas.