EL AGUA NO CONTABILIZADA EN SISTEMAS DE

EL AGUA NO CONTABILIZADA
EN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE
Estay Caballero Ricardo*, Manríquez Forno Ana
E. M. O. S. S. A. - Avda. Bulnes 129 - Santiago - CHILE
El control del Agua No Contabilizada en Sistemas de Producción de Agua Potable, entendiendo por tales a
la infraestructura y a los procesos ubicados entre la captación del agua cruda y el efluente de las Plantas
de Tratamiento, tiene gran importancia económica para los administradores de las empresas sanitarias.
Estos beneficios se obtienen a partir de la disminución del costo por concepto de insumos de tratamiento y
por la posibilidad de posponer ciertas actividades, tales como: inversiones en infraestructura, adquisición
de nuevos derechos de agua, incorporación de nuevas fuentes de aguas crudas, etc.
Durante los últimos años, en el Complejo Vizcachas, principal centro productivo de agua potable para
Santiago de Chile, se ha llevado a cabo un programa de Control de Agua No Contabilizada.
En este trabajo se presenta una metodología basada en la experiencia adquirida, que permite abordar, en
forma sistemática, temas relacionados con el Control del Agua No Contabilizada en sistemas de
producción de agua potable y un programa rutinario de control, que asegura la permanencia de los
resultados alcanzados.
Palabras Clave: agua, no contabilizada, etapa, producción
INTRODUCCIÓN
En general, se denomina “ Agua No Contabilizada” - ANC - al agua potable que ingresa a un Sistema de
Distribución y que no es registrada en los micromedidores de los usuarios, principalmente por imprecisión
de estos instrumentos -insensibilidad a caudales bajos-, por fugas en la red de distribución -filtraciones- o
por consumos fraudulentos -conexiones ilegales-.
Este tipo de medición está ampliamente difundido entre los encargados de gestionar las empresas de agua
potable, quienes normalmente comparan sus indicadores de ANC contra estándares internacionales.
El motivo del presente trabajo es introducir el concepto de “ Agua No Contabilizada en Sistemas de
Producción de Agua Potable” , en adelante ANCP.
Durante la etapa de producción, se manejan grandes caudales, concentrados en pocas instalaciones, a
diferencia de lo que sucede en los sistemas de distribución y, más aún, en el sistema comercial. Por esta
razón el ANCP afecta a importantes caudales en proceso, que es necesario controlar muy estrechamente.
Definiremos el ANCP, en forma general, como “la diferencia entre el volumen de agua cruda que
ingresa a la captación del sistema productivo y el volumen de agua potable que se registra a la
salida de las plantas de tratamiento”.
Como un caso particular, definiremos al ANCP como “el volumen de agua que ingresa a una etapa del
proceso productivo y no es registrado a su salida”.
Esta ANCP se compone de consumos operacionales - CO - propios del proceso y de pérdidas - P - en los
diferentes componentes de las instalaciones productivas.
Por otra parte, es indudable que el agua cruda, a medida que avanza en el proceso de producción, va
aumentando de valor y por ello, el control del ANCP debe ser coherente con esta situación.
Un adecuado control de este parámetro, permitirá a los gestionadores de las empresas de agua potable,
reducir los costos por concepto de insumos y posponer en el tiempo obras de infraestructura que, en los
sistemas productivos, son de gran magnitud y costo.
METODOLOGÍA
A continuación se presenta la metodología propuesta para lograr el Control del Agua No Contabilizada en
sistemas productivos de agua potable:
•
•
•
•
•
•
Identificación de las Etapas del Proceso Productivo.
Determinación del Agua No Contabilizada.
Control del Agua No Contabilizada.
Costos Asociados a Cada Etapa.
Programa Priorizado de Obras.
Control Rutinario
Identificación de las Etapas del Proceso Productivo
Para identificar las etapas de control de ANCP, dentro del proceso productivo, se deben tomar uno o
más procesos unitarios de tratamiento, definiendo claramente en qué puntos comienza y termina la etapa
seleccionada.
Será requisito para la definición de estas etapas que los procesos considerados estén afectos a consumos
operacionales o a pérdidas.
Cada etapa deberá permitir la medición de sus caudales de ingreso y de salida y, además, deberá ser
posible asociarle la totalidad de sus costos de operación y mantenimiento.
De esta forma, se habrá logrado aislar completamente cada etapa seleccionada de acuerdo con el
siguiente esquema tipo:
Ci
↓
Qei
Ci
Qei
Qsi
=
=
=
→
Etapa i
→ Qsi
Costo del agua al final de la etapa i
Caudal entrada a etapa i
Caudal salida de etapa i
Determinación del Agua No Contabilizada
Para el cálculo de estos caudales se deben tener en cuenta los siguientes factores:
Identificación de los Puntos a Medir. Se requiere medir, a lo menos, tanto los caudales que ingresan como
los que salen de cada etapa.
Especial importancia deberá darse a la ubicación del punto de medida, el cual tiene que cumplir los
siguientes atributos:
•
•
•
•
•
Condiciones hidráulicas ideales
Condiciones ambientales adecuadas
Fácil acceso
Emplazamiento seguro
Suministro eléctrico cercano
Elección del Medidor. En la elección del medidor se deben tener en cuenta una serie de factores, entre los
cuales se pueden mencionar los siguientes:
•
•
•
•
•
Precisión esperada
Costo del medidor
Costo de operación y mantenimiento
Calificación del personal de mantenimiento
Presencia de un representante del fabricante en el país
Dependiendo del valor económico del agua en proceso y de la relación costo/precisión del equipo de
medida, será posible elegir el medidor más adecuado a cada situación.
Registro de la Medición. Existen diversos sistemas para registrar los datos, obtenidos desde los medidores
de caudal. Cualquiera sea el sistema elegido, los datos deberán registrarse de manera tal que se pueda
obtener, en forma oportuna, la información respecto del ANCP en cada etapa del proceso. Además, este
sistema de registro de datos deberá permitir la realización de análisis de tendencia del comportamiento del
ANCP.
Para este efecto, es recomendable utilizar sistemas computacionales que, en lo posible, sean alimentados
directamente desde los sensores de los instrumentos de medida.
En este sistema de registro, se deberá también almacenar el error asignado a cada medición, el cual será
un dato modificable en el tiempo, de acuerdo con la información entregada por el personal de
instrumentación, encargado de la instalación, del mantenimiento y de la calibración de los instrumentos.
Es importante registrar este dato ya que representa el grado de confiabilidad de los valores entregados por
los diferentes medidores instalados en el sistema productivo.
Balance de Caudales. Previo a cualquier balance de caudales se debe tener en cuenta que cada medición
tiene, siempre, asociado un error.
Este error depende de muchos factores entre los que se pueden señalar los siguientes:
•
•
•
•
•
Tecnología del instrumento de medida
Estado de conservación
Calidad de la instalación
Captura y transmisión de los datos
Nivel de mantenimiento
Sin perjuicio de que se cumpla con todas las recomendaciones del fabricante, el equipo entregará medidas
con un error asociado que se deben tener en cuenta cuando se realicen los balances de caudales
destinados a determinar el ANCP del sistema.
Cálculo del Agua No Contabilizada. El Agua No Contabilizada en sistemas productivos se ha definido
como “el volumen de agua que ingresa a una etapa del proceso y no es registrada a su salida “. En
otras palabras, corresponde a la diferencia entre el caudal que ingresa y el que sale de cada etapa en
cierta unidad de tiempo.
ANCP
donde,
εe y εs son los
=
( Qe ±
εe )
- ( Qs ± εs )
errores asociados a cada medida.
El primer problema que se presenta es el de poder calcular el valor del ANCP, ya que no es sólo efectuar
una resta entre el agua que ingresa y el agua que sale de cualquier etapa del proceso productivo.
Tal como se ha señalado anteriormente, los sistemas de medida instalados a la entrada y a la salida de
cada etapa, pueden ser de muy distinta precisión, lo que no permite obtener resultados confiables cuando
se opera con sus valores, sin incluir sus errores. De esta forma, se puede incluso, llegar a obtener valores
negativos para el ANCP, situación físicamente imposible, de no mediar el ingreso de agua al sistema
sometido a balance.
Mientras se mantengan altos los errores de las mediciones de caudal a la entrada y a la salida de la
etapa, se estarán obteniendo valores de ANCP, fuertemente afectados por estos errores, los cuales
aumentan al efectuar operaciones aritméticas con ellos.
Es posible que estos errores provoquen aumentos o disminuciones artificiales en el valor del ANCP del
sistema, creando un exceso de optimismo o pesimismo, según corresponda, respecto de la gestión.
Bajo estas condiciones, no es posible determinar el ANCP mediante la resta de los valores medidos,
mientras no se mejore la calidad de la medición. En esta situación, la determinación del agua no
contabilizada deberá intentarse por otros medios.
Esto se puede lograr midiendo directamente los caudales de agua que fluyen a través de los sistemas de
desagüe de la etapa analizada, que en los sistemas productivos, normalmente, convergen en pocos
puntos.
Si bien es cierto, esta forma de cálculo puede tener importantes imprecisiones, tiene la ventaja de poder
visualizar los flujos que egresan del sistema, situación que permite verificar si las medidas correctivas
aplicadas provocan los resultados esperados y si se mantienen en el tiempo.
Control del Agua No Contabilizada
Para abordar el control del Agua No Contabilizada debemos tener en cuenta que ella está compuesta por
dos aportes distintos. El primero se denomina Consumos Operacionales y el segundo Pérdidas.
Consumos Operacionales. Los Consumos Operacionales corresponden al caudal mínimo necesario para
desarrollar, en forma adecuada, las faenas de limpieza de las unidades y de la infraestructura productiva
incluida en cada etapa.
Si bien es cierto que estos caudales pueden ser medidos o estimados con cierta precisión - por lo tanto,
cuantificados - forman parte del ANCP porque es agua cruda captada que no termina transformándose en
agua potable.
Pérdidas. Por su parte, las pérdidas corresponden a una suma de efectos, inherentes a toda instalación
productiva, que dan origen a que un porcentaje del caudal que ingresa a un sistema se pierda sin ser
utilizado en el proceso.
Las pérdidas pueden subdividirse en:
Pérdidas Visibles: son aquellas que pueden ser detectadas por el operador y que obedecen a una mala
operación del sistema o a fallas en las instalaciones tales como: válvulas, compuertas, tuberías, etc. y
que pueden ser disminuidas o eliminadas con las siguientes medidas:
• Control de la Operación: en esta clasificación se incluyen todas aquellas medidas tendientes a reducir
pérdidas, tales como: control de reboses, cierre total de compuertas y válvulas de desagüe, etc., todas
acciones fáciles y rápidas de ejecutar que sólo requieren de una mejor inspección.
• Mantenimiento Preventivo: este tipo de mantenimiento disminuye el porcentaje de fallas en
compuertas, válvulas y conducciones. Reduce también las pérdidas que se producen desde el
momento en que falla algún elemento de la instalación hasta su reparación.
• Mantenimiento Correctivo: con este tipo de mantenimiento se atienden las fallas de las instalaciones
productivas. Mientras persiste la falla, normalmente, se producen importantes pérdidas de agua en
proceso.
• Cambio Tecnológico: se incluyen en este grupo las modificaciones en el equipamiento o en la
tecnología de la infraestructura productiva, debido al cumplimiento de la vida útil de los equipos o por
obsolescencia tecnológica de los mismos, con lo cual se obtienen aumentos en la eficiencia del
proceso.
Pérdidas Invisibles: este tipo de pérdidas son, como su nombre lo indica, no visibles y por lo tanto
difíciles de detectar. Es necesario tener presente que forman parte de todo sistema productivo.
Estas pérdidas pueden también ser reducidas indirectamente con la atención que se le de a las Pérdidas
Visibles.
Finalmente, con respecto al tema del control del Agua No Contabilizada, se podría señalar como una idea
general que el objetivo es reducir al máximo, técnicamente factible, los consumos operacionales y eliminar
las pérdidas, con medidas económicamente rentables. Para este último fin, será necesario conocer los
costos involucrados en cada etapa.
Costos Asociados a Cada Etapa
La determinación de los costos asociados a cada etapa es una de las informaciones más importantes para
abordar el tema del control del ANCP.
Esta importancia radica en que permite cuantificar el valor del Agua No Contabilizada en cada etapa del
sistema productivo y, de esta forma, individualizar dónde se producen las mayores pérdidas económicas y
hacia esos puntos encaminar los mejores esfuerzos correctivos.
Para la determinación de estos costos es necesario crear un sistema de información que permita llevar, en
forma ordenada, todos los costos involucrados en cada etapa. A continuación, se presenta una planilla tipo
para este efecto.
Costo de la
Etapa i
1.-
Material Directo
Corresponde al costo que tiene el agua en proceso, al término
de la etapa anterior.
2.-
Mano de Obra Directa
Considera el costo total
involucrado en la operación.
3.-
Mano de Obra Indirecta:
Considera el costo total de las Jefaturas y del personal de
apoyo en terreno. Además, incluye el costo del mantenimiento
de la infraestructura productiva, ejecutado por la Unidad de
Mantenimiento o por terceros.
del
personal
directamente
4.-
Material Indirecto:
Incluye costos por concepto de los insumos de producción:
- Productos Químicos
- Electricidad
- Combustibles
5.-
Otros Costos Indirectos:
En este ítem se encuentran los costos de todos los servicios,
tales como:
- Vigilancia y Resguardo
- Mantenimiento de Jardines
- Aseo de las Instalaciones
6.-
Gastos Fijos:
Considera el costo por concepto de:
- Depreciación y Seguros de las instalaciones productivas.
- Mantenimiento de equipos productivos
7.-
Gastos de Administración:
Considera el costo del personal y de la infraestructura
administrativa.
Programa Priorizado de Obras
La idea es poder crear un sistema que permita priorizar las acciones a emprender, para poder controlar en
forma eficiente el ANCP.
Tal como se señaló en el punto anterior, se puede generar la siguiente información para cada etapa del
sistema productivo.
ANCP i
Ci
=
=
Agua no contabilizada de la etapa i
Costo del agua al final de la etapa i
(m3 )
( $/m3 )
Se define como factor de prioridad, Fpi, para cada etapa , al producto de estos dos valores
FPi =
ANCPi * Ci
($)
Al graficar los factores, calculados para cada etapa, se obtiene lo siguiente:
Costo
($)
FP1
FP2
FP3
FP4
FP5
Del gráfico anterior será posible identificar, fácilmente, para cada etapa productiva, la pérdida económica
por concepto de ANCP y el beneficio que representará tomar medidas que pudieran reducir su valor
actual.
Paralelamente con lo anterior, se deberán identificar los costos de las acciones tendientes a reducir el
ANCP, con lo que será posible ordenarlas de acuerdo con la relación beneficio/costo y con ello, obtener la
priorización del Programa de Obras requerido, respaldado por un análisis técnico-económico.
Control Rutinario
El Control Rutinario se debe focalizar hacia los siguientes temas:
Control de Válvulas y Compuertas. Se debe confeccionar un catastro completo de todas las válvulas y
compuertas del sistema productivo. Estos sistemas cuentan con un importante número de estos
elementos, los cuales constituyen la principal fuente de pérdidas.
A modo de ejemplo, se puede señalar que el Complejo Vizcachas, principal centro productivo del país, con
una capacidad para 15 ( m3/s ), cuenta con aproximadamente 185 compuertas y 400 válvulas.
Tanto las válvulas como, particularmente, las compuertas, tienen valores de pérdidas inherentes a su
estructura que mediante ensayos ha sido posible estimar.
A continuación se presentan valores de pérdidas para válvulas y compuertas, que permiten tener un orden
de magnitud de los caudales que se pueden alcanzar en instalaciones bien mantenidas.
• Pérdidas Máximas en Compuertas, por metro lineal de sello
Tipo de Sello
Bronce - Bronce
Goma - Metal
Pérdidas en ( l/s )
1.072
0.568
Fuente: Publicación Biwater
• Pérdidas Máximas en Válvulas, por metro lineal de sello
Tipo de Sello
Bronce - Bronce
Goma - Metal
Goma - Goma
Pérdidas en ( l/s )
0.215
0.114
0.095
Fuente: Publicación Waterworks
Se recomienda, a lo menos, una vez al año que el personal de mantenimiento revise el correcto cierre de
válvulas y compuertas. Una buena forma de chequear el estado de estanqueidad de estos elementos es
aforar los desagües de cada unidad, tratando de identificar el origen de las fugas.
Mantenimiento y Calibración de los Medidores de Caudal. El personal de instrumentación debe llevar un
sistemático programa de mantenimiento y calibración de los instrumentos de medición.
Se deben realizar calibraciones periódicas, mediante aforos volumétricos, cuando esto sea posible, o
contra medidores de mayor precisión. En casos en los cuales se tengan problemas mayores, se
recomienda retirar el medidor para someterlo a calibraciones de banco, que permitan verificar y restituir
las condiciones iniciales de precisión en los instrumentos.
Programas de Control de los Consumos Operacionales. Esta medida puede dar muy buenos resultados sin
representar costos adicionales a la operación. En base a los datos históricos se deben confeccionar
indicadores que permitan verificar, en forma oportuna, las desviaciones e identificar sus causas .
CONCLUSIONES
El ANCP, normalmente, se calcula como la diferencia entre el caudal que ingresa y el caudal que sale de
una etapa productiva. En sistemas en los que los medidores de caudal no tienen una precisión adecuada,
se debe tener en cuenta que los errores en las mediciones se propagarán al valor de ANCP calculado a
partir de ellas, situación que puede llevar a tomar decisiones erróneas.
Para salvar este tipo de situaciones, se puede aprovechar el hecho de que las instalaciones productivas
cuentan con sistemas de desagües por los cuales, necesariamente, tienen que escurrir tanto las pérdidas
como los consumos operacionales. Por lo tanto, si no se cuenta con mediciones de caudal confiables, se
pueden aforar estos desagües, obteniéndose valores con precisiones que permiten tomar decisiones más
adecuadas.
Cualquiera sea la forma de obtención del ANCP de un sistema, se debe aceptar que siempre su valor
estará afecto a errores. Estos errores forman parte importante del ANCP, sin embargo, se diferencian de
los Consumos Operacionales y de las Pérdidas, en el sentido de no representar una cantidad física de
agua, sino que la imprecisión en el valor calculado.
Es muy importante destacar esta diferencia porque al disminuir los Consumos Operacionales y las
Pérdidas, se recupera agua en proceso. Sin embargo, al reducir los errores en las mediciones, por ejemplo
producto de un cambio tecnológico, se mejora la confiabilidad del valor medido, el cual incluso cambia
numéricamente, pero no por ello se modifica la cantidad de agua en proceso.
Es muy importante contar con una herramienta como la presentada para priorizar, fundadamente, las
obras tendientes a reducir el ANCP.
Con la aplicación de una metodología similar a la propuesta, en el Complejo Vizcachas, fue posible
disminuir el nivel de ANCP desde un 22% a un 16% en el lapso de seis años, que para los caudales
medios tratados en estas plantas, esta reducción representa aproximadamente 1 m3/s. Dicha recuperación
ha permitido posponer obras de infraestructura productiva con el consiguiente beneficio económico.
REFERENCIAS
Jeffcoate, Ph., Saravanapavan, A., La Reducción y el Control del Agua No Comtabilizada.
National Water Council-London, (1980), Leakage Control Policy and Practice.
Yepes, G., Reduction of Unaccounted for Water.