Agua potable desalinizada para los balnearios del sur limeño

Más de 100,000 habitantes de los distritos de Punta Hermosa, Punta Negra, San Bartolo y Santa María del Mar, al sur de Lima, se verán beneficiados con la construcción de una planta desalinizadora que potabiliza el agua del mar. El proyecto incluye además la construcción de una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR), la rehabilitación de otras dos existentes y mejoras sustanciales en el servicio de alcantarillado.

Los cuatro distritos ubicados al sur de Lima comprenden una población aproximada de 24,000 habitantes, cifra que se incrementa exponencialmente durante el verano, llegando a bordear las 100,000 personas. El agua potable para toda esta zona es abastecida por Sedapal a través de siete pozos ubicados en Lurín.

El abastecimiento resulta insuficiente, pues se limita a solo nueve horas diarias en promedio, frecuencia que disminuye a cinco en verano. Respecto al servicio de acantarillado la realidad es similar, pues la cobertura de las redes de recolección llega apenas al 50%. Las aguas residuales son tratadas en tres plantas y sus efluentes son reutilizados para riego o vertidos en el mar.

En el caso de Santa María, el servicio de agua potable es suministrado por una Asociación de Propietarios a través de un pozo ubicado en el valle de Chilca. En este caso, el suministro es de 24 horas durante todo el año, pero no disponen de una fuente de abastecimiento adicional que pueda cubrir la demanda futura.

AGUA PARA EL SUR

Con el objetivo de beneficiar a más de 100,000 personas que habitan Punta Hermosa, Punta Negra, San Bartolo y Santa María del Mar, se encuentra en marcha el proyecto Provisur (Provisión de Servicios de Saneamiento para los distritos del Sur de Lima). La iniciativa comprende el diseño, financiamiento, construcción, operación y mantenimiento de infraestructura sanitaria, bajo el ámbito de Sedapal.

El proyecto se divide en tres componentes. El primero (A) consiste en el mejoramiento de las dos Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) existentes en el distrito de Santa María del Mar, con un caudal promedio de 24 litros/seg.

En la primera planta desalinizadora de agua para consumo humano del país se pondrán en práctica procedimientos de alta tecnología.

 

El componente B se centra en la construcción de una Planta Desaladora (caudal máximo diario de 250 litros/seg) y una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) proyectada (caudal promedio de 135 litros/seg. Incluye además la red de distribución y red de alcantarillado en los cuatro distritos.

El tercer y último componente (C) comprende la infraestructura necesaria para incrementar la producción de la Planta Desaladora, hasta un caudal máximo diario de 400 litros/seg, así como aumentar la capacidad de tratamiento de la PTAR proyectada, hasta un caudal promedio de 180 litros/seg.

El proyecto fue adjudicado en el año 2013 a la empresa Concesionaria Desaladora del Sur S.A. – CODESUR, y al año siguiente fue suscrito el contrato con el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. Luego de realizar el expediente técnico, a finales del 2017 iniciaron las obras, las cuales se entregarán a inicios del 2020. La iniciativa ha demandado una inversión aproximada de US$ 100 millones.

¿CÓMO FUNCIONA?

La fase inicial del proyecto implica tomar agua proveniente del mar a través de un emisario submarino, la cual es bombeada hacia la planta de tratamiento para pasar por un proceso de desalinización, mediante el proceso de ósmosis inversa. Posteriormente, es remineralizada y purificada, con lo que será apta para el consumo humano.

El agua desalada será distribuida a los hogares en los cuatro distritos beneficiarios de forma continua. Luego, las aguas servidas serán trasladadas en una segunda fase para el riego de parques y jardines, o en su defecto, será devuelta al mar de forma purificada.

DETALLES DEL PROYECTO

La iniciativa ha sido dividida en seis unidades: Redes de abastecimiento, redes de saneamiento, sistema de captación, la planta de tratamiento de desalación de agua del mar (IDAM), la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) y el emisario submarino.



CISTERNA DE AGUA DESALADA

Entre las obras que se encuentran en marcha, existe una primera fase de abastecimiento que implica la remodelación, ampliación y mejoramiento del sistema de agua potable en los cuatro distritos beneficiados. Uno de los elementos de mayor importancia en esta fase es la cisterna que almacenará el agua desalada.

El depósito que se está instalando es de concreto armado, con un volumen suficiente para poder brindar de forma continua el requerimiento de los caudales demandados. Su diseño comprende dos vasos, cada uno de ellos de 37.50 m x 29.45 m, con un tirante máximo de agua de 7.45 m. Incluye una caseta de entrada y otra de salida adosadas al depósito, donde se alojan las tuberías de agua.

Estructuralmente, se plantearon muros perimetrales (e intermedios entre vasos) de contención de agua interior y empuje de tierras exterior, así como vigas y pilares intermedios, como consecuencia de las dimensiones del depósito y luces. Es así que se plantearon muros interiores de 30 cm de espesor y 5 m de altura, que le darán recorrido al agua.

La solución estructural fue planteada a base de muros de 50 cm de espesor con cuatro líneas de vigas interiores con sus correspondientes pilares (cinco interiores en cada línea), a fin de soportar la cubierta y sobrecargas exteriores. Gracias a este diseño se pueden mantener las luces de las vigas (6.30 m).

ESTACIÓN DE BOMBEO

La nueva planta desalinizadora incluye el diseño de una estación de bombeo, desde la cual se impulsarán los caudales tratados en la planta y se almacenarán en la cisterna de agua tratada, hasta el reservorio central. Esta estación se divide en tres compartimientos: sala de bombas, sala de grupo electrógeno y sala de control y mando.

La sala de las bombas consiste en una arqueta enterrada, con dimensiones interiores de 14.0 m x 9.0 m y una profundidad de 2.4 m. Tanto la sala del grupo electrógeno como la de control y mando se ubicarán al nivel de la superficie. Sus dimensiones interiores son de 10.4 m x 5.0 m y de 4.0 m x 5.0 m, respectivamente.

Las tres salas estarán alojadas en una caseta con estructura de pórticos de concreto armado cimentados con zapatas aisladas. Cada sala funcionará de forma independiente y contarán con su propio acceso desde el exterior.

Provisur fue adjudicado en el año 2013 a la empresa Concesionaria Desaladora del Sur S.A. CODESUR. Las obras iniciaron a finales del 2017 y se espera sean culminadas a inicios del próximo año. La inversión total de este proyecto asciende a US$ 100 millones.

 

IMPULSIÓN

La tubería de impulsión permitirá conectar la estación de bombeo con el reservorio central, ubicado en un cerro en el distrito de Santa María del Mar. La tubería será de Fundición Dúctil Clase – K9, revestida en su interior con mortero de cemento y protegida con manga de polietileno en su exterior. Contará con un diámetro nominal de 700 mm y una longitud total de 613 m.

A lo largo de su trazado no existirán puntos bajos ni altos, ya que siempre tendrá una pendiente ascendente desde la estación de bombeo. Cabe resaltar que, en la mayor parte de su trazado, la impulsión se instalará en la misma zanja que la aducción principal 2. No se contempla que la excavación de la zanja afecte el pavimento.

RESERVORIO CENTRAL

El Reservorio Central del proyecto será útil para almacenar los caudales impulsados desde la planta desalinizadora, para luego abastecer a los distritos beneficiarios a través de dos aducciones. Estará ubicado en un cerro de Santa María del Mar, al lado de Villa Mercedes. Desde este depósito, los caudales serán conducidos por gravedad hacia las redes de cada distrito.

Dos cuerpos circulares de concreto armado conforman el reservorio, ambos ejecutados in situ, con muros de una altura total de 7.50 m y espesor variable desde 0.70 m en la base hasta 0.30 m en la cabeza.

La cubierta está conformada por un casquete esférico de concreto armado de un espesor de 10 cm. Cada cuerpo tendrá un diámetro interior de 30.82 m, una altura libre interior de 7.50 m y una altura útil de 6.50 m. Dicha geometría dotará a cada uno de estos cuerpos de un volumen de 4,849 m3.

La arqueta de la cámara de llaves se viene ejecutando en concreto armado, entre los dos cuerpos que componen el reservorio. En su interior se instalará una caseta con estructura de pórticos de concreto armado, que contendrá valvulería y dos cisternas de almacenamiento de cloro con capacidad para 2,500 litros cada una, lo que garantizará la calidad del agua.

La disposición de una válvula de control de llenado automático, ubicada en la tubería de entrada al reservorio, hará posible el control del nivel en el mismo. Además, un filtro de cuerpo recto brindará protección ante el desgaste ocasionado por las partículas arrastradas por el agua.

ADUCCIÓN PRINCIPAL 1

Los caudales serán conducidos desde el reservorio central hasta las redes de distribución de Punta Negra y Punta Hermosa a través de la aducción principal 1. El punto de inicio del trazado será el cerro de Santa María del Mar, donde se ubica el reservorio central, y se trasladará en dirección noreste, hasta llegar a la Antigua Panamericana Sur.

Desde el punto de aducción, en paralelo a la carretera, la tubería se desplazará rumbo al noroeste hasta llegar al punto de conexión a la red de Punta Negra, y luego al de Punta Hermosa, sin afectar al firme de la calzada.

Tiene una longitud de 9,455 m y entre sus componentes figura una tubería de fundición dúctil Clase C40, revestida en su interior con mortero de cemento y con manga de polietileno en su exterior. En su primer tramo, hasta la red de Punta Negra, tendrá 5,195 m de longitud y un diámetro nominal de 500 mm. En su segundo tramo con dirección a Punta Hermosa contará con 4,260 m de longitud y diámetro nominal de 450 mm.

ADUCCIÓN PRINCIPAL 2

La aducción principal 2 permitirá conducir los caudales desde el reservorio central hasta las redes de distribución en los distritos de Santa María del Mar y San Bartolo, con un trazado que discurrirá en dirección suroeste, partiendo desde el cerro de Santa María del Mar. En este caso, la aducción tendrá solo dos puntos de derivación, cada uno hacia la red de los referidos distritos.

Cabe señalar que la tubería irá instalada en la misma zanja que la impulsión hasta el P.K.0+586. A partir de este punto, la aducción se separa de la impulsión y se instala en su propia zanja. Su longitud total será de 789 m y estará formada por una tubería de fundición dúctil Clase C40, con revestimiento interior de mortero de cemento y manga de polietileno como protección externa.

El primer tramo de la aducción tendrá una longitud total de 723 m y un diámetro nominal de 400 mm, considerando un trayecto hasta el punto de derivación a la red de Santa María del Mar. El segundo tramo, que conduce hacia la red de San Bartolo, tendrá una longitud de 66 m y un diámetro nominal de 400 mm.

CAPTACIÓN DEL AGUA DE MAR

La conducción submarina de toma está diseñada en PE100, partiendo de la estructura de toma y terminando en la cámara de bombeo.

La longitud total de la conducción es 517.8 m. Comienza en la batimétrica de -15 m y termina en la cota -3.2 m de la cámara de bombeo pasando por debajo de la playa. La conducción en su trazo a tierra está diseñada en túnel, evitando la afección a la playa y la zona de rompemuelles.

PLANTA DESALINIZADORA

La Planta de Tratamiento de Desalinización de Agua del Mar (IDAM) es el sistema mediante el cual se podrá obtener agua del mar y procesarla, a fin de que pueda ser apta para el consumo humano. Está situada entre un inmueble privado en el distrito de San Bartolo y un predio estatal en Santa María del Mar.

A través de la fase de pretratamiento, se garantiza que el agua del mar reúna las condiciones necesarias antes de pasar por las membranas de ósmosis inversa. A fin de asegurar el buen funcionamiento de los equipos ante cualquier eventualidad con el agua, se pondrán en práctica las etapas de pretratamiento físico-químico (flotación), pretratamiento físico (filtración con membranas) y pretratamiento químico.

La ósmosis inversa incluye los procedimientos de caudales de aporte y producto, membranas, caudal específico de permeado, regulación de la presión de trans-membrana, conversión de trabajo, distribución de las membranas, unidad de desplazamiento y sistema de lavado de membranas.



Esto último consiste en que los efluentes líquidos generados en la IDAM que no contienen grandes cantidades de reactivos (salmuera, lavados y purgas del DAF), son enviados a la arqueta de descarga de salmuera para su vertido directo al mar, junto con la salmuera y el efluente tratado de la PTAR. El resto de líquidos (lavados) se enviarán al depósito de neutralización de efluentes de 80 m3 de capacidad para su neutralización y posterior bombeo a la red de descarga y salmuera.

El post tratamiento contempla la dosificación de dióxido de carbono, lechos de calcita y una desinfección final.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

La nueva PTAR reemplazará las plantas antiguas ubicadas en Punta Hermosa, San Bartolo y Santa María del Mar. Las aguas residuales tratadas en esta planta proyectada tendrán un caudal de 159 litros/seg en su primera fase, para pasar a 204 litros/seg en la segunda, de los cuales 24 litros/seg serán reutilizados. El resto será descargado a través del emisario submarino.

Según los alcances del proyecto, la toma de 24 litros/seg para reúso será destinada al riego de áreas verdes tanto públicas como privadas, bajo la administración de los gobiernos locales, en los cuatro distritos beneficiados. Como se recuerda, la actual demanda promedio de agua por año en estas zonas es de 9.65 litros/seg.

Las especies a regar son cultivadas y pertenecen al ámbito urbano. En relación al sistema que se empleará y las necesidades de almacenamiento, estas forman parte del alcance operario de las redes, en este caso Sedapal, en coordinación con los gobiernos locales, por lo que están fuera del alcance de Provisur.

Publicado en revista Agua y Saneamiento Ed. 11