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Cinco importantes obras de infraestructura hidráulica en México

Fuente: Comunicación Social ANEAS

El agua es el eje toral del desarrollo sostenible y resulta fundamental para el progreso socio-económico, un medio ambiente saludable y, en general, para la supervivencia humana. El agua resulta indispensable para reducir la carga mundial de enfermedades, mejorar el bienestar y la productividad de las poblaciones, así como para la producción y la preservación de una serie de bienes y servicios necesarios en la vida cotidiana. En tal virtud, invertir en acciones para mejorar la gestión de los recursos hídricos resulta inobjetable, especialmente en lo que a infraestructura hidráulica se refiere.

De acuerdo con el estudio de Mercado Global del Agua 2015, México es el segundo país que realiza mayor inversión en infraestructura para agua potable y drenaje en América Latina; en el periodo de 2011 al 2014 se destinaron a este sector 13,000 millones de dólares, mientras que en Brasil -país que ocupa el primer lugar- se invirtieron 5,000 mdd más.

En el caso de México, el sector hidráulico ocupa el tercer lugar en cuanto a inversión con obras como presas, acueductos y plantas de tratamiento, ubicándose después del sector de comunicaciones y transportes, así como el energético, de acuerdo con declaraciones de Gustavo Arballo, Presidente de la Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción (CMIC) para Economíahoy.mx

En cuanto a las principales presas de México, de las más de 5,163 presas y bordos, 181 representan el 80% del almacenamiento total del país. En el caso de agua potable, hasta el 2014, la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) estimaba que el 92.4% de la población nacional tenía cobertura de agua potable (95.1% urbana, 82.9% rural), mientras que en alcantarillado en la misma fecha se estimaba el valor de la cobertura en 91% (96.3% urbana, 72.8% rural).

Según el SINA, las 2,337 plantas de tratamiento de aguas residuales municipales en operación en 2014 trataron el 52.8% de los 211 m³/s de aguas residuales recolectados. Se estima que la industria trató 65.6 m³/s en las 2,639 plantas en operación a nivel nacional durante el mismo año.

De acuerdo con la Agenda del Agua 2030, para cumplir con los objetivos para las mejoras del abasto y la calidad del agua doméstica, así como para la agricultura, se requiere una inversión de 79,000 millones de dólares de 2010 a 2030.

Algunos de los proyectos más emblemáticos en materia de infraestructura hidráulica en nuestro país se describen a continuación:

Sistema Cutzamala

La Zona Metropolitana del Valle de México, en una superficie no mayor de mil 800 Km2, cuenta actualmente con una población de 20 millones de habitantes, que representa una de las concentraciones humanas más amplias y complejas del mundo.

La Ciudad de México y los municipios conurbados del Valle de México extraen de mantos subterráneos el agua para consumo humano. El volumen no es suficiente, por lo que desde 1972 se construyó el Sistema Cutzamala, proyecto estratégico que abastece de 16 m³/s a una de las ciudades más grandes del mundo. La demanda de agua en esta región ha crecido de manera vertiginosa y, al mismo tiempo, la disponibilidad de agua se ha reducido en forma alarmante. Pese a ello, la disponibilidad per cápita es una de las más altas del mundo, con un volumen del orden de 290 litros por día.

Desde que inició su operación en la década de los setenta, el Sistema Cutzamala se constituyó en una fuente segura de abastecimiento, ante el incremento de la demanda de agua y el fenómeno de hundimiento del suelo, originado por la sobreexplotación del acuífero del Valle, que llevaron a las autoridades de la entonces Comisión de Aguas del Valle de México, coordinadamente con la Dirección General de Obras Hidráulicas del Distrito Federal, a buscar alternativas externas de abastecimiento de agua.

Así, en 1973 se encargó a un grupo de ingenieros la tarea de desarrollar un sistema que diera mayor certeza al suministro de agua y permitiera reducir las extracciones del acuífero. Se diseñó la adaptación del viejo Sistema Hidroeléctrico “Miguel Alemán”, para adaptarlo a un sistema de agua potable.

COMPOSICIÓN (Ampliado en 2009) Y FUNCIONAMIENTO

7 presas.
6 macroplantas de bombeo que en conjunto vencen un desnivel que supera los 1,366 metros.
72.5 km de canales abiertos.
43.9 km de túneles.
218 km de acueductos.
Planta potabilizadora Los Berros, con una capacidad instalada de 19.0 m3/s.

Inicia con la recolección de agua de lluvia en siete presas: Tuxpan y El Bosque, en Michoacán; así como Ixtapan del Oro, Villa Victoria, Valle de Bravo, Chilesdo y Colorines, en el Estado de México, que convergen con la cuenca del Río Cutzamala.

Después de potabilizarla, cinco plantas hacen posible el bombeo del agua, que en total tienen una capacidad de 25 mil caballos de fuerza, para dotar de agua potable a más de 20 millones de personas en la Ciudad de México y su zona conurbada. El Cutzamala recibe mantenimiento dos veces al año para evitar desperdicio por fugas.

Túnel Emisor Oriente (TEO)

El acelerado crecimiento del área urbana del Valle de México, los hundimientos inducidos por el bombeo excesivo de agua del subsuelo y las intensas lluvias que se presentan, han provocado que la infraestructura hidráulica de drenaje resulte insuficiente para atender las necesidades ordinarias y las derivadas de los fenómenos meteorológicos.

Para resolver de fondo la problemática del sistema de drenaje de la Ciudad de México, se está construyendo el Túnel Emisor Oriente (TEO). Este túnel tendrá una longitud aproximada de 62 kilómetros, siete metros de diámetro y una capacidad de desalojo de hasta 150 metros cúbicos de aguas residuales por segundo y será inaugurado el 31 de agosto de 2018.

El TEO es una obra hidráulica subterránea para desalojar las aguas residuales y pluviales del Valle de México, que se construye a profundidades que van de 60 a 200 metros bajo la superficie.

COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO

El TEO estará compuesto por 24 lumbreras con profundidades que van de 26 hasta 150 metros; esta última cifra es equivalente a un edificio de 50 pisos. La construcción de los 62 kilómetros de longitud se dividió en seis frentes o secciones, los cuales miden aproximadamente 10 kilómetros cada uno.

El Túnel Emisor Oriente recibirá las aguas residuales y pluviales provenientes de los túneles Interceptor Oriente y Río de los Remedios, cuyos caudales confluirán en la lumbrera L-2 Túnel Río de los Remedios. A partir de ahí, el agua se conducirá por gravedad por el Emisor Oriente hasta el sitio denominado El Salto, en el Estado de Hidalgo.

Fundamentalmente consiste en la operación de compuertas para aislar el túnel del sistema de drenaje profundo, de forma tal que se le dé mantenimiento, el cual se realizará cada 20 años con inspecciones de 10 años. Esta obra proporcionará a la población el servicio de desalojo de las aguas negras y de la lluvia del Valle de México al operar todo el año. Las reparaciones consistirán en restituir el recubrimiento del acero de refuerzo en caso de que se haya dañado.

Esta monumental obra de ingeniería, permitirá tener una salida alterna al Emisor Central, de tal forma que abatirá el riesgo de inundaciones en la Ciudad de México y su zona conurbada; asimismo ofrecerá seguridad a 20 millones de habitantes.

Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Atotonilco*

En la actualidad una de las problemáticas más preocupantes para los seres humanos es el medio ambiente y su cuidado. La gran cantidad de aguas residuales que son vertidas indiscriminadamente a los cuerpos de agua hacen de esta situación una prioridad para encontrar soluciones que mitiguen el impacto negativo que tiene esto en el ambiente.

Nuestro país no es la excepción a este problema, ya que la situación se acrecienta en zonas con alta densidad de población, siendo un claro ejemplo el Valle de México donde se generan elevados volúmenes de aguas negras crudas que en su gran mayoría no son tratadas y que además, tienen un reúso como una de las principales fuentes para el riego en las zonas agrícolas, principalmente en la zona del Valle del Mezquital, en el estado de Hidalgo.

La creencia que existe entre los agricultores, es pensar que el agua cruda que abastece sus cultivos los hace superiores a los regados con agua de primer uso, ya que consideran que el agua residual contiene mayores nutrientes, situación que no es cierta debido a que el proceso de tratamiento, permite conservar la mayor cantidad de éstos.

Debemos recordar que el agua residual representa un riesgo sanitario, debido a  la presencia de bacterias patógenas, parásitos y agentes contaminantes que representan un riesgo tanto para la salud de los agricultores y sus familias, las comunidades que están en contacto prolongado con el agua y por supuesto, el medio ambiente.

Para hacer frente a esta situación, el Gobierno de la República junto con los Gobiernos del Estado de México y la Ciudad de México, impulsan la construcción de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Atotonilco. Dicha planta se construye en un terreno de 158 hectáreas en el Ejido Conejos, en Atotonilco de Tula, Hidalgo, cerca del portal de salida del Túnel Emisor Central y donde igualmente desembocará el Túnel Emisor Oriente, principales obras de drenaje profundo del Valle de México.

La puesta en marcha de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Atotonilco permitirá aumentar el porcentaje de saneamiento del Valle de México al 60% aproximadamente. Actualmente, se tiene una cobertura estimada del 15%.

La planta tendrá una capacidad para tratar 35 mil litros de agua por segundo de la siguiente manera: en época de estiaje, podrá tratar 23 mil litros por segundo con el tren de proceso convencional (biológico); y en temporada de lluvias, los otros 12 mil litros por segundo en el tren de proceso químico. De acuerdo con esto, se estima que en un año de lluvias promedio la planta podrá tratar un total 1,040 Mm3/año, lo que la convierte en una de las más grandes del mundo.

Para dimensionar este volumen tomemos como ejemplo que en el año de 2014 las plantas de tratamiento municipales de la Región Hidrológica Administrativa XIII “Valle de México”, integrada por municipios de Hidalgo, Tlaxcala, Estado de México y la Ciudad de México, trataron 7.58 m3/s (Estadísticas del Agua en México 2015, CONAGUA), la Planta Atotonilco por sí sola podrá tratar más de 4.5 veces este valor.

A continuación, se describen brevemente los componentes de cada uno de los trenes:

Tren Proceso Convencional (TPC)

Rejillas: estructura que permite retener sólidos de gran tamaño.
Desarenadores – desengrasadores: en esta etapa las partículas se sedimentan en el fondo de los tanques, igualmente en este proceso se remueven las grasas y aceites de la superficie del agua.
Sedimentadores primarios: en esta fase se remueve otra fracción de sólidos mediante la precipitación.
Sistema biológico: el agua llega a los reactores biológicos donde las bacterias y microorganismos degradan la materia orgánica.
Desinfección: en esta fase se agrega cloro con el fin de eliminar patógenos que pudieran provocar problemas a la salud.

Tren de Proceso Químico (TPQ)

Este tren también utiliza las primeras dos fases del TPC, la diferencia radica en que el agua que no pueda ser enviada a los sedimentadores primarios, es llevada a unas cámaras de mezclado en donde se agregan productos químicos para aglomerar (flocular) las partículas suspendidas, con el fin de acelerar la precipitación de dichos sólidos, quedando el agua lista para su desinfección.
El producto residual de estos procesos recibirá un tratamiento para su estabilización a fin de evitar la contaminación del medio ambiente.

Dicho tratamiento consiste en:

Espesamiento: separación del agua contenida en los lodos residuales.
Digestión: los lodos se almacenarán en tanques donde las bacterias degradan la materia orgánica, en esta etapa se generan diversos gases, entre ellos el gas metano.
Deshidratación: eliminar casi en su totalidad el agua contenida en los lodos.
Disposición: una vez procesados los lodos serán esparcidos en los monorellenos.

Para llevar a cabo el diseño de la planta se tomaron en cuenta diversos factores, entre ellos la calidad, cantidad y el uso final de las aguas residuales tratadas. El agua producto del tratamiento podrá ser utilizada para el riego agrícola en 90 mil hectáreas en los Distritos de Riego Tula (DR-003) y Alfajayucan (DR-100), lo que se traduce en el beneficio de 700 mil habitantes del Valle de Mezquital, que podrán regar sus cultivos con estas aguas y que adicionalmente será posible sembrar productos más redituables que actualmente son prohibidos en la zona.

Además de los beneficios sociales, la planta de tratamiento conlleva importantes y diversos logros ambientales, entre los que destaca la mejora en las condiciones de la región, ríos más limpios como el Tula, la conservación del acuífero del Valle de Mezquital con infiltración de agua de mayor calidad, mejor calidad en los embalses receptores de las aguas residuales como la presa Endhó, entre otros; es importante mencionar que esta planta está diseñada con el fin de cumplir con las Normas Oficiales Mexicanas NOM-001-SERMARNAT, que establece los máximos permisibles de contaminantes en la descarga de aguas residuales; la NOM-004-SEMARNAT, que especifica los límites máximos permisibles de contaminantes en lodos y disposición final; y la NOM-083-SEMARNAT, especificaciones de protección ambiental.

Adicionalmente a todos estos beneficios, es importante recalcar que dicha planta cuenta con la capacidad de generar hasta un 70% de la electricidad que consumirá mediante el aprovechamiento del gas metano, producto del proceso de la digestión de lodos, con esto se disminuye de manera sustancial la dependencia de fuentes externas de energía y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmosfera que aceleran el calentamiento global.

Actualmente la PTAR Atotonilco, presenta un avance real de 97.32%. De esta forma, con el grado de avance tanto en la obra civil como en la electromecánica, ha permitido que desde noviembre de 2015 se haya dado inicio a las pruebas de tratamiento de agua residual.

Se estima que la planta esté lista para operar en diciembre del presente año, esta obra está enfocada a un desarrollo integral, con una gran visión de futuro donde los beneficios inmediatos de la planta serán perceptibles en el riego agrícola de esta zona, además, seremos testigos de una de las construcciones más ambiciosas jamás realizadas en nuestro país, que sin duda, acercan a nuestra nación a mejores alternativas en el cuidado del agua, el ambiente, la economía y el bienestar de los ciudadanos.

* Fuente: Mtro. Ildefonso González Morales, Coordinador General de Proyectos Especiales de Abastecimiento y Saneamiento de la Comisión Nacional del Agua.

Planta Desaladora de Rosarito

El proyecto consiste en la construcción de una planta desaladora de agua de mar para una población de 2’200,000 habitantes que se ejecutará en el municipio de Rosarito, Baja California. Este proyecto tendrá capacidad de 4.4. m3/s  y se realizará en dos etapas.

El objetivo principal del proyecto es abastecer la demanda pública urbana de la región de Tijuana-Playas de Rosarito, la primera etapa beneficia a 864,000 habitantes y comenzará la producción en el 2019, cuya inversión será de 10,524 mdp; serán 36 meses de ejecución que incluye 6 de proyecto, 28 de construcción, 2 de puesta en marcha, y se espera comenzar en enero de 2017. La  segunda etapa beneficiará a 1’728,000 habitantes y se contempla que inicie en el 2024.

En el fallo para la construcción y operación de esta planta resultó ganador el consorcio internacional integrado por las empresas NuWater S.A.P.I. de C.V. y Dregremont S.A. de C.V. Es una concesión a 40 años, 3 años de producción y 37 de operación, tiempo en que las empresas deberán garantizar la producción y operación óptima de la planta, que posteriormente pasará a ser propiedad estatal.

Esta  planta desaladora de Rosarito se realiza con el apoyo del Gobierno Federal a través de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Características de la planta

Planta desaladora de agua de mar con sistema de ósmosis inversa y capacidad de 4.4 m3/s.
Toma de agua de mar del canal de llamada de CFE.
Descarga de agua de rechazo en canal de descarga de CFE.
2 tanques de depósito de agua producto con cap. total de 20,000 m3.

Acueducto

El acueducto consiste en dos tuberías paralelas con capacidad de 3.3 m3/s de 48’’ de Ф cada una.
La longitud de 2 tuberías paralelas del acueducto es de 14 km de conducción en la primera etapa y 29 km en la segunda etapa.
Planta de bombeo para manejar una capacidad total de 6.6 m3/s.
Se ampliará la capacidad del tanque número 3 a 20,000 m3.
Se considera ampliar la capacidad de los tanques de almacenamiento de la planta potabilizadora en 15,000 m3.

Datos básicos del proyecto

Planta desaladora que se desarrollará en dos etapas de 2.20 m3/s cada una.
Con una producción de 138.76 Mm3/año.
Punto de entrega para 1ª etapa es el Tanque No.3 con capacidad de 10,000 m3, a una altura de 404 m.
Punto de entrega para 2ª. etapa es la planta potabilizadora El Florido.

Acueducto II, Querétaro

La capital y el estado de Querétaro cuentan con la tasa anual de crecimiento más alta del país, un creciente índice de desarrollo industrial y un acelerado desarrollo empresarial. Se proyecta que para el año 2030 la capital y la zona conurbada crecerán a más de 1 millón 500 mil habitantes, panorama que hizo evidente la necesidad de poseer más y mejores servicios básicos para atender a las generaciones futuras.

Ante esta situación, fue preciso pensar en contar una infraestructura hidráulica que garantice el abastecimiento de agua a corto, mediano y largo plazos en Querétaro, modificando el esquema de sobreexplotación y transformándolo en uno integral, moderno y sustentable, como lo es actualmente el Acueducto II.

Esta obra hidráulica es contrato de tipo BOT (Building, Operate and Transfer) y es la primera obra de infraestructura de esta naturaleza que se construye en México bajo este esquema; es el proyecto de agua más grande del estado de Querétaro desde que se construyera el original en 1738. A través de 123 kilómetros de acueducto se transporta agua potable de noroeste a suroeste, atravesando el río Pánuco y la cuenca Lerma–Chapala, para abastecer con agua limpia en cantidad y calidad suficientes a más de 900 mil habitantes.

COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO

El plan abarca la elaboración del proyecto ejecutivo, construcción, equipamiento electromecánico, pruebas e inicio de operaciones; una planta potabilizadora, obras de almacenamiento y conservación. Un sistema simple en apariencia, pero que es en realidad una vanguardista obra de ingeniería donde no hay espacio para errores, que dará sustentabilidad al suministro de agua potable durante los próximos 30 años, permitiendo la estabilización del acuífero del Valle de Querétaro y favoreciendo el crecimiento de otros polos de desarrollo.

El sistema del Acueducto II, cuya capacidad de conducción a presión es de 2.25 (m³/s), cuenta con una presa derivadora con nivel máximo de almacenamiento de 843 mil metros cúbicos (m³) de agua, los cuales provienen de los manantiales de El Infiernillo en los límites de Querétaro e Hidalgo. Estos recursos hídricos son transportados a lo largo de los 122.9 kilómetros del Acueducto para desembocar en una planta potabilizadora con capacidad de mil 500 litros por segundo (l/s).

Al incrementar el almacenamiento y la distribución de aguas superficiales, el proyecto, de más de 2,850 millones de pesos (mdp), reducirá la sobreexplotación del acuífero de Querétaro, afectado por una extracción anual de 110 Mm3, 57% mayor a la recarga de 70 Mm3 que se realizaba al año.


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