2.7 CALIDAD DEL AGUA. CLORO - ESTANQUES

Dada la gran capacidad que tiene el agua para la proliferación de patógenos, es que el agua que consumimos debe ser desinfectada antes de su consumo. Entre los procesos más frecuentes que se encuentran para esta función, estan la utilización de dióxido de cloro y tratamientos con luz ultravioleta.

En Chile, nuestras normativas reconocen al cloro como el agente desinfectante del agua potable, por sobre la utilización de luz ultravioleta.

Para saber si el tratamiento de desinfección fué efectivo, para ambos casos, las ciudades se dividen en sectores en cada uno de los cuales se deben tomar muestras en forma periódica, las que para el caso de la desinfección por UV, deben ser bacteriológicas, mientras que para el caso de la desinfección por cloro, sólo basta muestrear el cloro residual.

Es justamente en el control de calidad donde el cloro saca ventaja sobre la desinfección con UV, puesto que la muestra de cloro residual es inmediata, no así las muestras bacteriológicas que requieren un período mayor y en laboratorios especializados para ver los resultados, los que de resultar malos, significaría que un sector importante de la población habría estado expuesta a agua con presencia de bacterias nocivas.

 NCH 409 PARÁMETROS DE DESINFECCIÓN

Tipo V (de desinfección)
Se establece máximo de cloro libre residual:
- < 2 mg/l
Se cambia tolerancia para mínimo de 0.2 mg/l:
- Solo hasta el 10 % de las muestras analizadas en el mes
Todo desinfectante distinto de cloro debe ser autorizado por MINSAL.

Estos controles de calidad son realizados por las empresas sanitarias y fiscalizadas por el ministerio de Salud y la Superintendencia de Servicios Sanitarios.

Bueno y ¿Que sucede cuando el agua la retengo en un estanque?




Bueno, para efectos legales, una vez que el agua haya traspasado el medidor de agua, lo que le suceda a esta agua, pasa a ser responsabilidad de quien la use, adquiriendo en este punto una alta relevancia la función de los administradores de condominios, puesto que son ellos junto con las directivas y la comunidad quienes deben planificar las faenas de limpieza de sus estanques. el dimensionamiento de los estanques también cumple un rol importante, puesto que mientras mas tiempo permanezca el agua en el estanque, menos cloro residual tendrá.

En un estudio realizado por Beatriz Elena Díaz Merchán, se muestra este gráfico en el cual se muestra la pérdida de cloro residual en varios estanques.

  

De este gráfico, podemos observar que por el sólo hecho de que el agua este en el estanque, se tiene una pérdida de cloro residual de 0.4 mg/l , pérdida que comienza a incrementarse conforme a los días en que el agua permanezca en el estanque.

En resumen, si la red de agua trae un mínimo de cloro de 0.2 mg/l de cloro, significa que el agua en los estanques, prácticamente no tiene cloro, lo que la hace muy vulnerable a la presencia de patógenos.

Si yo fuera administrador de condominio, estaría seriamente pensando en poner a lo menos una luz ultravioleta en los estanques.

Otro de los elementos preocupantes en los estanques se refiere a la protección de estos ante el ingreso de contaminantes y es así como se ha verificado en algunos conjuntos habitacionales que con el propósito de no perder espacio útil, los estanques quedan totalmente enterrados, lo cual no es un problema si se toma las precauciones que en este caso es contar con dispositivos que eviten el ingreso de contaminantes o vectores a los estanques a través de   los ductos de rebase, puesto que si estos se encuentran bajo la cota de la solera de donde está la red pública de alcantarillado, cuando este entre en presión producto de alguna obstrucción, las aguas servidas contaminarán el agua "potable" de los estanques y peor aún, los usuarios sólo se percatarían cuando las aguas contaminadas ya se encuentren en toda la   red. Si la contaminación no fue mucha incluso podrían ni siquiera darse cuenta.











2.8 OSMOSIS VERSUS TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS

EL AGUA, VALLE AZAPA UNA VISIÓN A CONSIDERAR
1.- Algunas consideraciones frente al requerimiento futuro de agua en Arica, específicamente en el valle de Azapa [1].
 El valle de Azapa cuenta con un consumo de agua del orden de los 1200 l/s, el que puede aumentar fácilmente dado a que existen derechos de agua otorgados no utilizados.
La estructura actual del agua en Azapa es aproximadamente como se muestra en la gráfica:



Es decir, 1/3 del agua del valle está destinado al consumo humano y 2/3 a la agricultura

2.- Población que hace uso del recurso

Estimativamente, los 2/3 del agua del Valle de Azapa son utilizados por una población de menos de 1500 habitantes, los que representan a menos del 1% de la población de Arica y Azapa.
3.- ¿Cuánto cuesta agregar nuevas fuentes?
Si se considera que la extracción de agua hoy en el valle proviene de pozos de 50 m de profundidad media, se puede hacer el siguiente análisis:
i.- El costo del agua potable en la ciudad cuesta aproximadamente el doble de lo que costaría el agua para el riego. Esto se debe a que a la operación de extracción, se debe agregar el tratamiento del agua potable más los servicios asociadas a las aguas servidas.
-Si al agua de pozo le damos un valor de 50 (Valor referencial que representaría el sacar el agua a 50 m de profundidad), al agua en la ciudad le damos un valor de 100 (el doble por los tratamientos ya mencionados)
- Si se considera el proveer agua a partir de una desaladora de agua salobre, como es la del río lluta, este tratamiento requiere para su proceso más del doble de la energía de purificación de esta agua que cuenta con más de 10000 ppm de sales que debe tratar, es decir el costo para el usuario de la ciudad aumentaría de 100 originalmente más 40 (valor sólo referencial puesto que desalar el agua salobre cuesta más del doble que extraer agua de un pozo) Con esto el agua de ciudad aumenta de 100 a 140.
Si se considera la construcción de una planta de agua de mar, esta al tener más de 30000 ppm, es decir el triple de salinidad que el agua salobre de lluta, el proceso costaría más del doble que el desalar agua salobre, sin embargo para este análisis sólo se considerara un valor de 40 adicionales a los 40 que correspondería si el agua a tratar fuera salobre. Con esto el agua de la ciudad aumentaría su costo de 180.
En todo este aumento con plantas desaladoras, el agua para riego seguiría con su valor original de 50. No se sabe si aumentará su caudal puesto que no existe obligación legal para que la sanitaria entregue sus derechos de agua para riego.






4.- Construcción de una planta de tratamiento de aguas servidas
El tratamiento de aguas servidas, al tener una fuerte componente biológica y de decantación, que no requieren una gran demanda de energía, hacen que este proceso sea más barato que desalar agua. Por esto, se considera que el costo de tratamiento de aguas servidas para riego es del órden de 35, es decir poco menos del costo adicional que sería el desalar agua salobre (40 en este análisis)



El costo adicional que verían los agricultores sería del órden de 85. Cabe considerar que hoy hay predios en los cerros de azapa cuya agua la extraen hasta el nivel del lecho del río 50m y que luego elevan esta agua nuevamente al cerro a alturas sobre los 35 m, es decir, el agua para la gente del valle aumentaría el equivalente a tener sus parcelas en el cerro, como actualmente la tienen algunos agricultores.
5.- La visión general sería:
Que si se construyera una desaladora de 200 l/s el resultado sería que:
El 99% de la población verían aumentado el costo del agua en cerca de un 80% o en forma conservadora, sería un aumento del costo del agua en un 50% (de 100 original a 150)(en la gráfica aparece 180) y el 1% de la población que vive en Azapa vería que el aumento del agua liberada le permitiría aumentar su negocio agrícola aumentando rápidamente la demanda. 
Si además se construyera una planta de tratamiento de aguas servidas, el costo para el 1% de la población (Azapa) aumentaría el equivalente a subir el agua a los cerros de azapa.

6.-Tabla resumen

Item
Emisario
Tratamiento aguas servidas
Desaladora agua salobre
Desaladora de mar
Costo
Sistema de tratamiento más económico
Incremento menor
A lo menos 50% más caro que el tratamiento de aguas servidas
Más del doble del costo de tratar aguas salobres de 10000 ppm
Variación del costo para el empresario agrícola
No hay
Asume costo del tratamiento/Aumenta la disponibilidad del recurso en más de un 25%
Aumenta la disponibilidad del recurso en más de un 25% al mismo costo
Aumenta la disponibilidad del recurso en más de un 25% al mismo costo
Variación del costo para el ciudadano de Arica
No hay
No hay
Aumenta el costo en más de un 25%.
Aumenta el costo en más de un 50%
Implementación
No requiere
Requiere de una ley de fomento que privilegie la reutilización de las aguas en vez del vertimiento al mar.  
-La ley sanitaria exige que se justifique el uso de agua de fuentes de mayor costo.
-La ley sanitaria exige que se justifique el uso de agua de fuentes de mayor costo.
Superintendencia de Servicios Sanitarios

La prioridad es el consumo humano sobre el riego.
La SISS está orientada a disminuir el costo a los usuarios de los servicios, no aumentarlos.
La SISS está orientada a disminuir el costo a los usuarios de los servicios, no aumentarlos.
Instituciones ligadas al riego

El interés es aumentar el riego por sobre el consumo humano


















7.- Conclusiones
Sea cual sea el tratamiento que se escoja, el agua que se quiera adicionar provocará el aumento en el costo ya sea del beneficiario o bien en los ciudadanos sin recibir un beneficio adicional por este aumento de costo.
Los intereses sectoriales de la SISS y los organismos ligados al riego son contrapuestos, por lo que para incentivar la reutilización de las aguas servidas en las zonas costeras, sólo se puede lograr sólo después de dar respuesta a las siguientes preguntas:
¿Por qué la empresa sanitaria escogería disponer sus aguas servidas en una planta de tratamiento en vez de un emisario?. Aún si le fuera conveniente hacerlo como es ella la que tiene la obligación por concesión por concesión, podría no optar por tratarla.
Es decir SE REQUIERE DE UNA POLÍTICA DE ESTADO QUE ESTE POR SOBRE LOS SERVICIOS SECTORIALES PARA FOMENTAR EL USO DE LAS AGUAS RESIDUALES.




¿Qué HICIERON EN LIMA PARA FOMENTAR EL USO DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES?

ESTUDIO DE OPCIONES DE TRATAMIENTO Y REUSO DE AGUAS RESIDUALES EN LIMA METROPOLITANA

10.3. Políticas públicas que promueven el tratamiento y reuso de las aguas residuales Mediante Resolución Ministerial N° 176‐2010‐VIVIENDA de fecha 05 de noviembre del 2010, se aprobaron los “Lineamientos de Política para la promoción del tratamiento para el reuso de las aguas residuales domésticas y municipales en el riego de áreas verdes urbanas y periurbanas”, la cual consta de cinco (05) lineamientos de Política que de manera integral orienten las acciones al fortalecimiento del marco normativo, tecnológico, económico, de acceso a la información y fortalecimiento de capacidades relacionadas a este tema. Los lineamientos son los siguientes:
•LINEAMIENTO 1. El reuso de las aguas residuales domésticas y municipales tratadas para riego de áreas verdes en zonas urbanas y periurbanas deberá incorporarse a la política, planes y estrategias sectoriales, de forma que contribuya a la gestión integrada de los recursos hídricos a nivel nacional, propiciando la sustitución del agua potable.
• LINEAMIENTO 2. El uso de tecnologías efectivas de tratamiento de aguas residuales domésticas y municipales, para el riego de áreas verdes urbanas y periurbanas deberá ser parte de la política nacional de saneamiento, promoviendo y apoyando la implementación de investigaciones específicas que contribuyan a mejorar la eficiencia del proceso, reducir los costos de tratamiento y mitigar los impactos ambientales. 80
• LINEAMIENTO 3. La activa participación del sector público, el sector privado, la sociedad civil y los organismos internacionales es clave para fortalecer la gestión de Recursos Hídricos y garantizar el principio de sostenibilidad y el financiamiento necesario para la gestión de los sistemas de tratamiento para el reuso de aguas residuales domésticas y municipales en el riego de áreas verdes urbanas y periurbanas.
• LINEAMIENTO 4. La promoción de la participación ciudadana y el acceso público a la información debe asegurarse como forma de garantizar la transparencia, el control y la eficiencia en la gestión de los sistemas de tratamiento para el reúso de aguas residuales domésticas y municipales en el riego de    áreas verdes urbanas y periurbanas.
• LINEAMIENTO 5. El fortalecimiento de las capacidades y el entrenamiento de los diversos actores públicos y privados debe ser parte de una política sectorial permanente, dotada de recursos específicos orientados a satisfacer las demandas de los distintos actores vinculados al tratamiento para el reuso de las aguas residuales domésticas y municipales en el riego de áreas verdes urbanas y periurbanas. Para la implementación de estos lineamientos se conformó el Comité Multisectorial Conformado por representantes del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, la Autoridad Nacional del Agua‐ANA, Ministerio de Salud, Ministerio del Ambiente, la Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento‐SUNASS. Este comité se instaló en marzo de 2011 y actualmente está ejecutando el Plan de Implementación acordado para el presente año.

TAMBIÉN HAY ESTUDIOS COMPARATIVOS EN LA CUARTA REGIÓN.












[1] Para datos más precisos , se requiere un estudio más detallado

2.11 Presiones en la red

 Rango de presiones admisibles 

La Norma de Diseño del Programa Rural dicta que los servicios que han sido construidos antes del año 2020 deberán tener una presión mínima de servicio de 8 metros columna de agua, con una máxima de 40 metros columna de agua. 

El Manual de Proyectos de Agua Potable Rural 2019, dicta que los servicios que fueron construidos a partir del año 2020 deberán tener una presión mínima de servicio de 15 metros columna de agua (1,5 bar), y una máxima de 70 metros columna de agua.

Uno de los aspectos que mas se reclaman por bajas en la presión de agua, es el hecho de que artefactos como el calefon no prendan  y esto se debe a que para que este aparato funcione, dependiendo del modelo y tamaño, requerirá una presión para su encendido entre 0.15 y 0.35 Bar, es decir poco menos de 2 metros columna de agua a 3.5 mca.


Figura1

En la Figura 1, se muestra en forma esquemática, muy simplificada que es lo que ocurriría si se abren 1, 2, 3 o 4 llaves en forma simultánea y como eso disminuiría la presión de agua que sale por dichas salidas, para el cálculo se consideró que el diámetro del arranque es igual al diámetro de las redes internas de la vivienda, que la presión de la red pública es de 15 mca. y que el medidor de agua pierde 4 mca. No se consideran las pérdidas de la red o de los artefactos que pudieran estar. Notar que si sólo existiera 1 llave abierta, el agua teóricamente pudiese ser elevada hasta 11 m de altura, sin embargo si se abrieran 2 llaves simultáneamente, la presión bajaría a 2.75 mca.. Un cálefon que requiere mas de esa presión para funcionar pudiera apagarse al haber 2 llaves abiertas al mismo tiempo y definitivamente no prenderá si está en el segundo piso puesto que habría que restar la altura a la que este está.  


Figura 2

En la Figura 2,  se considera un arranque (tramo de tubería que va desde la matriz pública hasta el medidor de agua) con un diámetro 50% mayor al de la red de agua interna de la vivienda. Se puede notar el fuerte aumento de la presión aún con varias llaves abiertas, lo cual permitiría incluso prender el calefon en un  segundo piso con 2 llaves mas abiertas.

Edificios


REGLAMENTO DE INSTALACIONES DOMICILIARIAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO (RIDDA)

Artículo 55º: En los edificios de cuatro o más pisos, deberán proyectarse y construirse estanques de regulación inferior, o inferior y superior, cuya capacidad total conjunta sea superior al 50% del consumo medio diario de los departamentos, oficinas y locales comerciales, abastecidos por el sistema de elevación, salvo justificación técnica en contrario. La capacidad útil total del estanque superior deberá ser mayor al 5% de dicho consumo.

El RIDAA de 1981 DTO-70_06 indicaba

En los edificios de 4 o más pisos deberán proyectarse estanques de almacenamiento inferior, o
inferior y superior, cuya capacidad total conjunta no sea inferior al 70% del consumo medio diario. La
capacidad del estanque superior no deberá ser menor al 15% de dicho consumo.


4.1.1 El prestador debe asegurar la presión mínima dinámica aguas abajo del arranque domiciliario en la llave de paso después del medidor de 14 m.c.a. (1,373 bar) para el consumo máximo diario, tomando como referencia la cota del terreno sobre la tubería de distribución de la red pública.

la norma chilena NCh 691

“Agua Potable - Conducción, Regulación y Distribución”.
Esta norma chilena, en su punto 7.2, trata de las presiones de servicio, y en el N* 7.2.1, indica que a nivel de terreno sobre la tubería, la presión mínima de servicio en las tuberías de distribución,
excluyendo el arranque, debe ser de 15 mca, para el consumo de máximo horario, con una pérdida de carga máxima de 5 mca en el arranque, en tanto que en el punto 7.2.2, dispone que, a nivel de terreno sobre la tubería, la presión estática en tuberías de distribución no debe ser mayor que 70 mca.



Esquema. Edificación de varios pisos.

En la figura esquematica se muestra un estanque elevado el cual representa la presión en la red que sería mínimo de 15 metros columna de agua (mca) , presión que va disminuyendo conforme el agua pasa por válvulas, codos e incluso la misma tubería, de esta forma se observa que la presión luego de pasar por el medidor de agua disminuiria hasta 14 mca, dimensionándose el sistema (proyecto original) de modo tal que el último artefacto cuente con a lo menos 4 mca.

Con líneas se observa un sistema de estanque y bombas con las que se presuriza las redes de edificaciones de mas de 2 pisos.




Corte típico de edificio con sector de bombas en subterraneo para presurización de la red.

Reglamento de instalaciones domiciliarias de Agua Potable y Alcantarillado (2002)

7. REDES PRIVADAS DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
Aquella parte de la instalación domiciliaria de agua potable, ubicadas aguas abajo del arranque domiciliario y que sirve a más de un inmueble, vivienda o departamento, hasta los sistemas propios de elevación o hasta la llave de paso ubicada inmediatamente después del elemento de medición individual, según corresponda. Estas redes deben ser proyectadas y construidas en las vías de circulación o espacios de usos comunes al exterior de las edificaciones.




Esquema de cobro del agua; En Azul, es toda el agua que entra al edificio o condominio y en verde esta lo que miden los remarcadores; en celeste las aguas que no son medidas como es el caso de pérdidas o aquellas que no tienen remarcador. Estas aguas no contabilizads se agregan a las cuentas a través de un prorrateo el cual puede tener varias formas. 

El prorrateo puede ser cargado a los remarcadores ya sea en forma proporcional al consumo, a los m2 del departamento, por partes iguales o como la administración convenga con la empresa sanitaria.


Presiones fluctuantes

Gráfica de presiones en un sector durante un día. Las fluctuaciones en la red depende de varios factores, como son el tipo de presurización, regímenes de consumos entre otros. 

En  gráfica ejemplo, se pueden estimar algunos patrones, por ejemplo se puede observar en los puntos 15 y 120, que corresponden a horas de la madrugada, donde hay poco consumo, la presión en ese sector estaría relativamente estable en 14 mca. luego, en los puntos 10, 30, 110 y 130, la presión sube a 20 mca; entre los puntos 30 y 110 que corresponderían al transcurso del día, que es cuando hay mayor consumo, la presión bajaría hasta  menos de 5 mca a la hora de mayor consumo.

Y las fluctuaciones menosres (tipo dientes de sierra) , ¿que podrían ser?

Esta gráfica, se obtuvo de un lugar donde habían muchos edificios, los que además en general cuentan con válvulas de cierre y apertura rápida los cuales generan fluctuaciones en la presión de la red.






y ¿Cuanto podría influir en la presión estos caudales fluctuantes?

¿Cuanto afecta?, es variable, sin embargo, intentaré estimar las variaciones más probables que podría encontrar en el gráfico; Para ello, se hará algunas aproximaciones matemáticas. 


Este es un gráfico de amplitudes encontradas y su período de ocurrencia en horas. En este se puede ver que una de las ondas aportantes de presión con una amplitud de casi 2 mca se da cada 0.25 hrs lo que equivale a 15 min. ; luego se tienen otros aportes con otros períodos de ocurrencia y amplitudes de menos de 0.5 mca.



Video de fluctuación en la presión.

En este video, de archivo de otro sector con características similares, también se pudo ver este fenómeno, pero al ser las presiones mas altas, se pudo ver fluctuaciones de hasta 10 mca (amplitud 5 mca), pero además al ser un video contínuo, (en el gráfico de arriba, los registros eran cada 15 min) el fenómeno se hace mucho mas visible. 






Hidropack