Presentación de PowerPoint

Asociación Nacional de Fabricantes de Cal, A.C.
Congreso Nacional de la Industria de la Cal 2012
Miércoles 24 de octubre de 2012
Querétaro, Qro.
Obras de saneamiento y reúso de aguas
residuales en el Valle de México
Avances y tareas pendientes
Ernesto Espino de la O
Gerencia de Agua y Saneamiento
Coordinación de Proyectos del Valle de México
Introducción
Control de inundaciones a través de la exportación de agua a la cuenca vecina.
Déficits de agua en Valle de México → superávits en el Valle del Mezquital
Condición
Original
Condición
Actual
Fuente: OCAVM
3
Crecimiento poblacional del Área Metropolitana de la Ciudad de México
20
18.4
Al aumentar la población, aumentó la demanda de agua
Población, millones
Fue necesario desarrollar fuentes complementarias de
suministro en forma rápida y económica.
La principal fuente fue más pozos en el Valle y el
resultado fue sobre-explotación y hundimientos del
suelo.
15
10
5
3.0
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
4
Crecimiento de la ciudad del Siglo XV al Siglo XXI
La superficie lacustre en el siglo
XVI era de 2,000 km2
El área urbana actual de la
ZMVM es de 2,000 km2.
5
5
Sobre-explotación del acuífero y hundimiento del suelo
1. Extracción
de agua
Nivel original
delrío
suelo
Lecho de
“Paredes” en los bordos de los ríos
4. Drenado de
agua de las arcillas
Arcillas compresibles
saturadas, lecho de
los lagos
Nueva infraestructura construida bajo las arcillas
3. Aire llena espacios intersticiales en
lechos granulares, zona vadosa
Medio granular saturado
2. Nivel freático
desciende
6
Fuente: OCAVM
Situación del Saneamiento en México
Porcentaje de tratamiento de aguas residuales
en localidades mayores a 50,000 habitantes
Localidad
Monterrey
Puerto Vallarta
Aguascalientes
Tijuana
Tuxtla Gutiérrez
Oaxaca
Puerto Peñasco
Valle de México
Cobertura de
tratamiento en 2009
98 %
93 %
98 %
89 %
83 %
51 %
47 %
12 %
8
El Programa de Sustentabilidad Hídrica del Valle de México
Un plan integral de manejo del agua
Metas
1. Sustentabilidad hídrica: revertir la sobre-explotación
del acuífero,
2. Emplear sólo agua residual tratada en riego agrícola,
3. Saneamiento de cauces a cielo abierto,
4. Desarrollar una fuente sustentable de suministro de
agua para el Valle de México,
5. Drenaje: prevenir la inundación de zonas urbanas.
Principales obras de
saneamiento
1. Atotonilco: riego agrícola de
80,000 ha en el Valle del Mezquital
y restauración de calidad de los
acuíferos para su aprovechamiento
para agua potable.
Zum
pango
2. El Caracol: riego agrícola de
4,500 ha, restauración ecológica del
Lago de Texcoco, recarga directa de
acuíferos con agua residual tratada,
3. Zumpango: cancelación de
pozos de riego agrícola y
recuperación del Vaso de Zumpango
4. Vaso El Cristo: riego agrícola,
liberación de agua del vaso de
Guadalupe para agua potable y
cancelación de pozos
10
PTAR Atotonilco
Ref.: www.sattler-ag.com/sattlerweb/static/media/pdf/
Ubicación de la planta
• 75 km al norte de la
ciudad de México
• A 600 m de los portales de
salida de los túneles
Emisor Central Emisor
WWTP
Oriente
Watershed
divide
• En la cabeza del principal
canal de riego del Valle de
Tula,
• A un lado del río El Salto.
Dimensiones de la planta
Una obra de grandes dimensiones, desde cualquier punto de vista……
Población servida
Área del terreno de la planta
Movimiento de tierra
Concreto
Acero estructural
Gasto de diseño
12’000,000
160 ha
9,600,000 m3
330,000 m3
40,000 ton
35 m³/s
1,100 millones de m³/año
….. pero su principal interés radica, más que en su tamaño,
en el papel preponderante que la planta juega en el alcance
de la meta de sustentabilidad hídrica del Valle de México
Principales áreas de procesos
Mono-relleno
Obra de
toma
Datos económicos y financieros
pesos octubre 2009
Monto total de la inversión:
10,022 M$
Inversión en la construcción de la PTAR, M$
9,389
Costo anual total
1,066 millones de $/año
Población servida
12 millones de habitantes
Costos unitarios:
89 pesos por habitante por año
1.05 $/m³
Costos por familia de cuatro miembros: 7 pesos por semana
Aportaciones proporcionales (Est. Propias)
DF
55%,
586 M$/año
EdoMex
45%
480 M$/año
15
Numeralia del proyecto
al 31 de octubre de 2012
·
210 mil m3 de concreto colocado.
·
708 mil m2 de membrana instalada en el monorrelleno
·
Más de 9 millones de horas-hombre laboradas.
·
6,600 documentos de ingeniería realizados.
·
Acero de refuerzo 33,054 tons
·
Cimbra disponible 18,000 m2
·
Personal de contratistas y obreros 2,300
·
Personal técnico administrativo 560
·
Empleos indirectos generados de inicio a la fecha 8,700
16
Ahorro de energía y control de emisiones de GEIs
1. El biogás derivado del procesamiento de lodos se utilizará para
generar electricidad y producir vapor.
• La electricidad generada permitirá satisfacer 2/3 de la
demanda de la planta, aproximadamente 24 MW.
• El vapor se utilizará para calentar los digestores anaeróbicos.
2. El lodo, estabilizado y deshidratado, se extenderá sobre el suelo
en capas finas de no más de 15 cm de profundidad; una vez en su
lugar, el lodo será periódicamente mezclado con discos de arado
para eliminar la humedad y garantizar que la descomposición de
la materia orgánica se produzca en condiciones aeróbicas.
Beneficios:
1. reducir el consumo de electricidad externa,
2. satisfacer los requerimientos de calor la planta,
3. reducir la cantidad de emisiones de gases de efecto
invernadero.
17
Esquema de contratación y
financiamiento
FONADIN
Fondo de desarrollo
de infraestructura
Subsidio,
49% de CC
Recursos propios
40%
Durante la construcción
Créditos
60%
Contratista
51% de CC
BANOBRAS
Fideicomiso
Banco de desarrollo
2169
CONAGUA
Agencia
Ejecutora
Costo de
Construcción,
9,389 M$
Construcción
de PTAR por
Contratista
18
Esquema de contratación y
financiamiento
Durante la operación
Recursos propios
del contratista
40%
Créditos
comerciales
60%
Contratista
Gobierno
del
Distrito
Federal
Gobierno
del
Estado
de México
Tarifas de agua
y saneamiento
T1 Capital
BANOBRAS
Fideicomiso
Banco de desarrollo
2169
CONAGUA
Agencia
Ejecutora
CONAGUA
Agencia
Ejecutora
1,066 M$/año
Pago
Anual
Gobierno
Federal
T2+T3
Op. &
Mant.
Construcción
Operación Volumen de agua tratada = 1,000 Mm³/año
de PTAR por Costo unitario = 1.05 $ / m³, pesos octubre 2009
Contratista Costo unitario = 1.18 $ / m³, pesos junio 2012
19
Calendario en revisión
20
Beneficios de la planta de tratamiento…
 Disminuir la incertidumbre de
la contaminación de los
productos agrícolas de la
región.
 Detener la contaminación de
los ríos, manantiales y
embalses receptores de las
aguas residuales como la
presa Endhó, que son focos
de infección.
Beneficios de la Planta
 Proteger la salud de la
población de la región
y estados aledaños
 Evitar la contaminación
de productos agrícolas
22
Siguen conclusiones
El tratamiento de las aguas ayudará
a mejorar la:
 Salud.
 Higiene.
 Calidad de vida.
 Economía con productos de alta
calidad.
 Preservar los recursos naturales
y mejor equilibrio del medio
ambiente.
 El desarrollo armónico y limpio
de la región.
23
PTAR El Caracol
1a etapa: reúso del agua tratada para riego agrícola
y restauración ecológica
Proyecto
El Caracol
1ª etapa
• Cancelación de pozos
para riego de zonas
agrícolas, 4,500 ha
• Riego de la zona de
mitigación ambiental
(PELT), 1,800 ha
Total: 6,300 ha con
láminas de 1 m/año
6.3 Mm³/año=2m³/s
25
PELT y pozos agrícolas en
la zona propuesta para
riego con agua tratada
• 40 pozos @ de 30 l/s por
pozo= 1,200 l/s.
• El acuífero está sobreexplotado.
• El nivel freático, en algunas
zonas, se abate 1.45 m/año.
• En los últimos 30 años se ha
abatido entre 40 y 50 m.
• El Proyecto busca extender la
vida útil de los pozos de agua
potable y garantizar el
suministro de agua para riego.
Tren de procesos
Gasto de diseño: 2 m³/s
Pretratamiento + Tratamiento Primario + Tratamiento Secundario + Desinfección
Con sistema de control de olores (línea base) y sin tratamiento de lodos
Calidad del efluente
NOM-003
Servicio público con
contacto indirecto.
27
Estructura Financiera
Estructura Financiera
FONADIN
Capital de Riesgo
Crédito
Plazos
Periodo de Inversión
Periodo de Operación
Total
%
40
20
40
meses
30
246
años
2.5
20.5
276
23
Calendario de eventos de PTAR El Caracol
1ª etapa
Evento
Publicación de la convocatoria
Recepción de ofertas
Fallo
Firma de contrato
Fechas tentativas
Plazo
Evento
años
Entrada en vigor de contrato
Inicio de período de inversión
Fin de período de inversión
Inicio de período de operación
Fin de período de operación
2.5
20.5
Fechas
15 mayo 2012
22 Ago. 2012
11 Sep. 2012
30 Sep. 2012
Fecha
1 Dic. 2012
1 Dic. 2012
1 Jun. 2015
1 Jun. 2015
1 Dic. 2035
29
Costo de tratamiento de PTAR El Caracol
Caudal tratado
Inversión inicial
Costos anual total
Costo unitario, sin FONADÍN
Costo unitario, con FONADÍN
2
63
764
75
1.19
1.83
m3/s
Mm3/año
M$
M$/año
$/m3
$/m3
30
PSHCVM
Obras pendientes de saneamiento y reúso
PTAR El Caracol
2ª etapa: recarga directa de acuíferos
Área: 370 km2
Prof.: 600 m
Fuente: CIGSA
Zona de estudio de condiciones hidrogeológicas
CIGSA, 2011, 2012
Superficie estudiada
370 km2
Acuíferos estudiados
1. Cuautitlán-Pachuca
2. Texcoco
3. ZMCM
Alcances
Exploración geofísica
Censo de pozos
Piezometría
Hidrometría
Pruebas de bombeo
33
Abatimiento de los niveles freáticos
CIGSA, 2011, 2012
El acuífero está en
franco abatimiento,
más de 60 m, en
promedio, entre 1975
y 2011.
El abatimiento
promedio anual es
de 1.70 m por año.
La zona con mayor
abatimiento es Los
Héroes Tecámac.
34
Estudio hidro-geoquímico
UASLP 2011
1
80
2
80
3
60
5
60
6
7
40
40
5AF
10
20
14 D
Mg
80
H9
9
10
20
12
13
6J 13
I
E 7
8 G
C 12
3N
L
2
M
1
8
14
SO4
16
B
15
K
80
60
40
20
60
AF
DJ I
40
H
GEC
LN M
MN
L
B
K
Ca
15
16
SIMBOLOGIA
M SAN RAMON 1 (TEXCOCO)
L SAN CRISTOBAL (TEXCOCO)
N SAN RAMON 2 (TEXCOCO)
A BONITO ECATEPEC, POZO 35 (SAPASE)
J POZO GAVM 2 (SAPASE)
E POZO 31 LAS FUENTES (SAPASE)
G POZO 315 (SAPASE)
H POZO 325 (SAPASE)
F POZO 314 (SAPASE)
C POZO 16 (RAMAL REYES-ECATEPEC)
I POZO 33 (RAMAL REYES-ECATEPEC)
D POZO 26 (RAMAL REYES-ECATEPEC)
B POZO 14 (RAMAL REYES-ECATEPEC)
K POZO SOMERO EL CARACOL
Na+K
HCO3
F
C B
D
20
JIGE
A
K
H
Cl
Clasificación iónica del agua de los acuíferos
Pruebas
demonitoreo
recarga
acuífero
Pozos
piloto y de
parade
pruebas
de recarga.
GeoPerSA, 2011, 2012
Dos pozos de
recarga a 250 y
300 m y 4 pozos
de monitoreo.
Pruebas de recarga
con alternancia de
flujos
36
2ª etapa de El Caracol
para la recarga directa
de acuíferos
Diseño conceptual
• Tratamiento avanzado, efluente de
calidad equiparable a la del agua
potable (NOM 014)
• Entorno urbano,
• Restricción en uso de productos
químicos,
• Control estricto de olores,
• Tratamiento y disposición de lodos
fuera de la planta,
ZumZumpango
pango
Capacidad y objetivos
• 2 m³/s, con la posibilidad de
incrementar su capacidad en función
de los estudios en proceso de recarga
de los acuíferos Texcoco y CuautitlánPachuca
37
Zona de recarga
38
PTAR Zumpango
Diseño conceptual
• Dos trenes de tratamiento, uno
convencional y el otro con
tratamiento terciario
• Planta en entorno urbano,
• Control estricto de olores,
• Tratamiento y disposición de lodos
fuera de la planta,
ZumZumpango
pango
Capacidad y objetivos
• 1 m³/s de efluente con tratamiento
avanzado para la recuperación en
calidad y cantidad del Vaso de
Zumpango
• 1 m³/s con tratamiento secundario
para sustitución de pagua de pozos
empleada actualmente en riego
agrícola.
39
PTAR Vaso El Cristo
•
•
•
•
•
Diseño conceptual
Similar al de la PTAR El Caracol,
Entorno urbano,
Restricción en uso de productos
químicos,
Control estricto de olores,
Tratamiento y disposición de lodos
fuera de la planta,
Zumpango
Capacidad y objetivos
• 2 m³/s para sustituir agua
subterránea que se usa actualmente
en riego agrícola
• 2 m³/s para liberar para uso potable
agua de la presa Guadalupe que
actualmente se usa en riego agrícola.
40
Tareas Pendientes
Saneamiento Presa
Guadalupe y planta
potabilizadora
Diseño conceptual
• Control de descargas al vaso,
• Planta potabilizadora,
• Conducción
Zum
Zumpango
pango
Capacidad y objetivos
• 1. 5 a 2 m³/s
• Suministro de agua potable a la
ZMCM.
41
PTARs Gran Canal
Descargas de aguas residuales
en cuenca propia
Conteo de población 2005, dotaciones de agua CAEM,
proyecciones de CONAPO; época de secas, con 20% de
Salida de
túneles 4.0 m³/s
Extracciones en
túneles 1.4m³/s
San Juan Zitlaltepec
23 l/s
Zumpango norte (501 l/s en 2025)
Ma. Emilio Farías
Zumpango
Zumpango sur, 114 (1,042 l/s en 2025)
aportación pluvial, en m³/s
2025
Jaltenco
3.3 m³/s
Demandas de agua residual
m³/s, promedios mensuales en época de secas
DR 088 Chiconautla
Gran Canal
Extracciones en los túneles
Salida de túneles
Total de agua para riego de Gran Canal
1.5
0.5
1.4
4.0
7.4
Reúso en vaso de Zumpango
2.0
Jaltenco, 18 l/s
Margarita G.
del Mazo
Suma de extracciones
Nextlalpan en Gran Canal 0.5 m³/s
Melchor Ocampo
25 l/s
Las Salinas,
Santiago Atocan
Tultepec
Teotlalli
Tultepec, 88 l/s
San Diego-Tecámac
165 l/s
San Pablo de las Salinas,
Alborada Jaltenco, Nicolás
Bravo, Quintana Roo,
Bahía 403 l/s
Gasto ecológico de río Salado
1.1
Demanda total
11.0
Fuentes de agua residual del Gran Canal
Canal Cartagena
1,348 l/s
Chiconautla
1.0 m³/s
Potrero
del Rey
m³/s, estimados para el año 2025
Aportación de cuenca propia
Caudal en inicio de Gran Canal
Aportación total
CFE
0.7 m³/s
3.3
7.7
11.0
•No incluye consideración por picos diarios de demanda para riego.
•No incluye gastos extras de ciudad bicentenario Zumpango
Sadasi
Q
PTAR
Q en m³/s
*
Dren
Chapultepec
Gasto y ubicación en función
de planes municipales de
desarrollo
42
Aprovechamiento del
Acuífero del Mezquital
como nueva fuente de
suministro para el Edo. de
Hidalgo y el Valle de
México
•
•
•
•
•
•
Zum
Zumpango
pango
Diseño conceptual
Desarrollo de campo de pozos,
Potabilización,
Bombeo y conducción
Capacidad y objetivos
Sujeto a validación por estudios en
proceso, 5 a 8 m³/s,
Nueva fuente sustentable de agua
potable,
Restauración de balances hidráulicos
en los acuíferos del Mezquital y del
Valle de México
43
Tareas Pendientes
Obras complementarias a la PTAR Atotonilco
 Programa de saneamiento de la cuenca alta del río El
Salto, entre canal Santo Tomás y la PTAR.
Objetivo: evitar recontaminación del agua tratada del
TPQ
 Control de descargas municipales en los distritos de
riego del Valle de mezquital
Objetivo: Evitar recontaminación del efluente tratado
del TPC.
44
Costos estimados de nuevas plantas de tratamiento
Reúso
Proyecto
Nivel de
tratamiento
El Caracol, 2a etapa
Zumpango, tren 1
Zumpango, tren 2
Vaso El Cristo
Avanzado
Secundario
Avanzado
Secundario
Sumas
Saneamiento
Gran Canal, cuenca propia
Gran Canal, Nextlalpan
Huehuetoca
Berriozábal
Sumas
Total
Secundario
Secundario
Secundario
Secundario
Caudal de
diseño
m3/s
Costo del
proyecto
M$
*2.0
1.0
1.0
4.0
1,950
488
975
1,950
8.0
3.5
7.5
0.5
1.0
5,363
1,706
3,656
244
488
12.5
6,094
20.5
11,457
* El caudal de recarga y, consecuentemente, el gasto de diseño de la PTAR El
45
Caracol - 2ª Etapa, puede incrementarse en forma sustantiva.
IWA Water 21, agosto 2012, página 2
Conclusión
Resulta difícil entender porque
cuesta tanto trabajo aceptar que,
así como lavamos los platos
después de cada comida para que
estén limpios y listos para la
siguiente comida, así debiera ser
con el agua que usamos.
El aceptar este simple concepto
es un pre-requisito para alcanzar
un verdadero manejo sustentable
del agua
46
Gracias
Ernesto Espino de la O
Gerente de Agua Potable y Saneamiento
Coordinación General de Proyectos Especiales de Abastecimiento y
Saneamiento
Comisión Nacional del Agua
Insurgentes Sur 1228 - 6o. piso, Del. Benito Juárez 03200
Tel. 5559 2691 Ext. 5519, 5559-5105
[email protected]
Acciones de Comunicación Social
Representantes sociales/canales oficiales:
Reuniones con los diversos líderes sociales de la
región como el gobernador, secretarios de
estado, presidentes municipales, líderes
ejidales, eclesiásticos, militares, universitarios y
medios de comunicación
Población/canales informales:
Presentaciones de una obra de teatro y de un
cuentacuentos en diversos foros de Atotonilco,
Tula y Tepeji
Canales oficiales
Reunión de CONAGUA con ejidatarios
Canales oficiales
Se distribuyeron 20 mil folletos y 20 mil cuadernillos sobre los
beneficios de la planta de tratamiento en los municipios: Tula,
Tepeji y Atotonilco
Canales oficiales
Participaron cerca de 5 mil personas de las universidades:
Politécnica Francisco I. Madero, Universidad Tecnológica TulaTepeji, Universidad Tecnológica del Valle del Mezquital,
Instituto Tecnológico de Pachuca, Escuela Superior de Tepeji y
Diócesis de Tula, entre otros
Canales no oficiales
Obra de teatro “Flora”
• 6 presentaciones
• En Atotonilco, Tepeji del Río y Tula de Allende
• 2 mil 500 asistentes
Canales no oficiales
Obra de teatro “Flora”
Canales no oficiales
Cuentacuentos
• 36 funciones
• 9 mil niños
• Atotonilco, Tepeji del Río y Tula de Allende
Saneamiento y sustentabilidad hídrica en el Valle de México
1. Saneamiento
• En el año 2010 el promedio anual de aguas residuales colectadas por la
red de drenaje de la ZMCM fue de 57 m³/s, de los cuales sólo 8 m³/s
recibían algún tipo de tratamiento.
2. Sustentabilidad Hídrica
• La extracción de agua de los acuíferos del Valle de México se estima entre
49 y 59 m³/s y su recarga en 32 m³/s, la tasa de agotamiento es del orden
de 17 a 27 m³/s, equivalentes a 850 millones de metros cúbicos por
año.
• Los mantos freáticos se abaten a razón de 1.5 a 2.0 metros por año.
• Los hundimientos ocasionados por la sobrexplotación de los acuíferos
alcanzan valores de 40 o más centímetros por año en las zonas aledañas
al vaso del Lago de Texcoco.
Fuente: Estadísticas del agua de la Región Hidrológica XIII, Edición 2011, CONAGUA,
SEMARNAT, pp. 84 y 130 a 137
Acciones específicas para alcanzar la sustentabilidad
hídrica
1. Sustitución de aguas de pozos que se usan para riego agrícola
por agua residual tratada:
8 m³/s
2. Recarga directa al acuífero con efluente de plantas de
tratamiento avanzado de agua residual:
4 m³/s
3. Desarrollo de una nueva fuente sustentable de suministro de
agua potable para el Valle de México con excedentes del
acuífero del Mezquital,
5 m³/s
Total
17 m³/s
Reducción en la sobrexplotación de los acuíferos de la ZMCM de
27 a 10 m³/s
Equivalentes a 315 millones de metros cúbicos por año
Planeación y estudios asociados al proyecto El Caracol
Descripción
Descripción
Estudio de Factibilidad Ambiental
Manifestación de Impacto Ambiental.
Ingeniería Básica y ante-presupuesto, y versión
Dictamen técnico, económico y ambiental
preliminar de documentos de licitación del CPS.
Dictamen jurídico y modelo financiero
Estudio de tratabilidad del proceso avanzado
Anteproyecto de obras complementarias
para recarga (mesa de laboratorio)
Memoria técnica y estimados de inversión
Hidro-geoquímica de los acuíferos de la zona,
inicial y de contraprestación anual
Evaluación de riesgo de contaminación de
Estudio Costo-Beneficio
acuíferos, SIG,
Licitación de Gerencia Externa de Proyecto Y
Programa de Desarrollo Agropecuario / Forestal,
Supervisión
Topografía, geotecnia y alternativas de
Estudio línea base de olores
cimentación,
Proyecto Asociación Público-Privada
Caracterización del agua residual influente.
57
Al sur: Sierra de
Chihinautzin
Valle del Anáhuac
Siglo XV
Al oriente:
Sierra Nevada
(Ixtla. y Popo.)
Balance hidráulico por
precipitación y
evaporación
La desaparición de
superficie lacustre rompe
el equilibrio.
El riesgo de inundaciones
de la zona urbana se
vuelve una constante a lo
largo de la vida de la
ciudad de México
Al poniente:
Sierra de
Las Cruces
Sierra de Guadalupe
Al norte:
Sierra de
Tomado de blog “especies en acción”, 2011
Pachuca
58