reducción de pérdidas en sistemas de agua potable

MIDEPLAN
M INISTERIO DE PLANIFICACION Y COOPERACION
MINISTERIO DE PLANIFICACIÓN Y COOPERACIÓN
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
PROGRAMA DE ADIESTRAMIENTO EN PREPARACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS
PROYECTO
“REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS EN SISTEMAS
DE AGUA POTABLE”
SANTIAGO, Noviembre, 1997
Participantes:
Manuel Albarrán Ulsen
Freddy Banda Cheuquepán
Esteban Colla
Héctor Concha Aspe
María de Fátima Ferreira
Alonso Figueroa Garay
Juan Luis Orellana Iturriaga
ÍNDICE
PRÓLOGO
RESUMEN Y CONCLUSIONES
CAPÍTULO I
ORIGEN Y OBJETIVOS
I. Marco institucional e identificación de beneficios
II. Origen del estudio
III. Objetivos del estudio
CAPÍTULO II
SISTEMAS DE AGUA POTABLE, SUS PÉRDIDAS Y MEDIDAS DE REDUCCIÓN Y
CONTROL
I. Clasificación y origen de las pérdidas
A. Pérdidas técnicas
B. Pérdidas comerciales
II. Caracterización de los sistemas de agua potable y análisis de sus pérdidas
A. Etapa de producción
B. Etapa de distribución
III. Medidas de control y reducción de pérdidas
A. Pérdidas físicas
B. Pérdidas y consumos operacionales
C. Pérdidas comerciales
IV. Selección de las medidas
CAPÍTULO III
EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS FÍSICAS EN LA
RED
I. Metodología
A. Determinación de las situaciones sin y con proyecto
B. Beneficios y costos
C. Cuantificación de los beneficios por postergación de inversiones de ampliación de la capacidad del
sistema
D. Cuantificación de la reducción de pérdidas
E. Tratamiento de la información para la evaluación de proyecto de reducción de pérdidas
II. Aplicación de la metodología al sistema de agua potable EMOS-Santiago
A. Descripción de la situación actual
B. Número óptimo de vehículos en la detección sistemática100
C. Medición distrital
D. Evaluación económica
E. Conclusiones, recomendaciones y limitaciones
III. Aplicación de la metodología al sistema de agua potable de Arica (ESSAT)
A. Situación sin proyecto
B. Situación con proyecto
C. Beneficios del proyecto
D. Evaluación económica
E. Conclusiones, limitaciones y recomendaciones
CAPÍTULO IV
EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO APLICADO A
LA REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS POR ERRORES DE MEDICIÓN
I. Metodología general para la optimización de programas de mantenimiento preventivo
A. Marco teórico
B. Estimación de los costos
C. Criterio de decisión
II. Mantenimiento preventivo aplicado a micromedidores
A. Origen de las pérdidas
B. Metodología de evaluación de cambio de tecnología de micromedidores
C. Aplicación al parque de micromedidores de EMOS
D. Aplicación al parque de micromedidores de ESSAT
ANEXO 1
Análisis del sistema tarifario en empresas de agua potable
ANEXO 2
Descripción del sistema de agua potable de Santiago (EMOS) y de Arica (ESSAT)
ANEXO 3
Curva de error de los micromedidores
ANEXO 4
Comentarios panel evaluador
GLOSARIO
BIBLIOGRAFÍA
RESUMEN Y CONCLUSIONES
I. ORIGEN Y OBJETIVOS
El agua potable proviene de un sistema productivo compuesto por instalaciones que
captan el agua cruda desde sus fuentes, la transforman en apta para el consumo humano
y la distribuyen a los consumidores a través del sistema de distribución. Estas
instalaciones se agrupan en las etapas de producción y distribución, y en ellas se
producen diferencias entre el volumen de agua que ingresa y el que sale, las que se
denominan pérdidas.
A.
Marco institucional e identificación de beneficios
La explotación de los sistemas de agua potable en Chile es realizada por empresas en las que el
Estado es el principal accionista, y por empresas privadas, todas las cuales operan con economías
de escala y constituyen monopolios naturales. Con el propósito de que los consumidores paguen un
precio eficiente por el servicio recibido y no se generen costos sociales netos derivados de la acción
monopólica, la Superintendencia de Servicios Sanitarios fija la tarifa máxima que cada empresa
puede cobrar. La ley establece que el cálculo de esta tarifa se realice simulando cada sistema con
una empresa modelo que recién inicia su operación con costos marginales y medios de explotación
eficientes, incluyendo un nivel máximo admisible de pérdidas. Este nivel máximo es del 20% para
sistemas de captación superficial, y del 15% para los de captación subterránea. Por lo tanto, no
influye en la tarifa la situación real de pérdidas que presenta el sistema explotado por la empresa en
su área de concesión.
Los proyectos de reducción de pérdidas se ejecutan principalmente en (i) la red de distribución, para
disminuir los volúmenes de fugas de agua (ya) potable en sus tuberías, y (ii) en el proceso de
comercialización, para disminuir los errores de medición y los consumos clandestinos. Otros
proyectos de reducción de pérdidas se relacionan con mejoramientos en la gestión de las
actividades que las empresas habitualmente ejecutan para el control de otras pérdidas.
El nivel óptimo de pérdidas que a cada empresa le conviene alcanzar desde el punto de vista
económico, se obtiene de evaluar los beneficios y costos asociados a su reducción,
disminuyéndolas hasta aquél nivel en que los costos marginales de reducirlas se igualan a los
beneficios marginales. Los beneficios dependerán del valor que tiene el agua recuperada; para el
caso de pérdidas en la red de distribución, será el costo incurrido en obtenerla (costo del agua cruda
más los de hacerla potable), si es que ello no genera una mayor facturación, más el ahorro que
significa postergar las inversiones futuras requeridas para -como lo exige la ley- satisfacer la
demanda futura. Para las pérdidas de comercialización, el beneficio principal será una mayor
facturación o ingresos brutos para la empresa -cuyo valor depende de la tarifa-, lo cual a su vez
puede llevar a un menor consumo y a la postergación de inversiones futuras.
Así, dependiendo de los costos y beneficios de reducir ambas pérdidas, las empresas podrán
mejorar los resultados de su gestión y, por ende, su valor económico.
B.
Origen del estudio
MIDEPLAN, a través de su Departamento de Inversiones, solicitó al curso del CIAPEP 97
desarrollar una metodología para determinar el nivel óptimo económico de pérdidas, y aplicarlo en
sistemas “representativos” de la realidad del país. Ello, en vista de que los “altos” niveles de
pérdidas en algunos sistemas de agua potable, que fluctúan entre el 20% y 40%, son superiores a
los establecidos en las empresas modelo supuestas para la fijación tarifaría (20% como máximo).
C.
Objetivos del estudio
Durante el desarrollo del estudio se concluyó que -debido a las características particulares que
presenta cada sistema y a que el nivel de pérdidas no influye en el nivel de las tarifas que las
empresas puedan cobrar- el nivel óptimo de pérdidas de cada sistema sólo puede determinarse
evaluando cada uno de los proyectos específicos que las empresas puedan ejecutar para su
disminución. Por este motivo, el objetivo del estudio se limitó a formular metodologías de evaluación
económica privada de proyectos específicos destinados a reducir pérdidas, y aplicarlas a la
situación que enfrentan la Empresa Metropolitana de Servicios Sanitarios (EMOS) en el Gran
Santiago, y a la de la Empresa de Servicios Sanitarios de Tarapacá (ESSAT), en Arica. Estas
empresas han ejecutado investigaciones y realizado trabajos que son útiles para validar las
metodologías que se desarrollarán en el presente estudio.
Las metodologías de evaluación económica desarrolladas corresponden a (a) proyectos de
reducción de las pérdidas en la red de distribución mediante (i) el control de presiones (que reduce
la tasa de ocurrencia y el caudal por fugas), y (ii) la detección de fugas que no son visibles, las
cuales pueden con ellos detectarse antes de que afloren, y (b) a proyectos de reducción de pérdidas
comerciales por errores de medición mediante un programa de mantenimiento preventivo y
reposición de medidores al nivel de consumidor final, lo cual conducirá a una mayor facturación.
II. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS EN LA
RED
A.
Origen de las pérdidas
Las pérdidas que se producen en la red de distribución pueden clasificarse como (i) físicas y (ii)
operacionales, además de los consumos operacionales. La magnitud de estas pérdidas se calcula
realizando balances de agua, utilizando información proveniente de medidores de caudal instalados
en el sistema.
Las pérdidas físicas corresponden a los volúmenes de agua que se pierden como consecuencia de
fallas en la infraestructura física instalada: fisuras, roturas y filtraciones. Las causas de estas fallas
pueden ser: (i) factores sobre los cuales se pueden ejercer acciones de control, tales como
presiones máximas, calidad de los materiales, procesos constructivos y estado de conservación de
los materiales y elementos estructurales, y (ii) factores externos no controlables, tales como
características del agua y de los suelos, siniestros provocados por terceros, efectos de las raíces de
los árboles sobre las tuberías y presiones externas, entre otras.
Las pérdidas operacionales corresponden a los volúmenes de agua que son desechados debido a
la operación misma del sistema, y se manifiestan en rebalses en estanques y desagües en
cualquiera de las instalaciones de la red de distribución. También existen los llamados consumos
operacionales, que corresponden a los volúmenes de agua que son utilizados con el objetivo de
cumplir un propósito operacional y, por lo tanto, constituyen una pérdida intrínseca para su
funcionamiento, que puede ser excluida del volumen de pérdidas totales del sistema. Los consumos
operacionales más importantes ocurren en el lavado de filtros y estanques en las plantas de
tratamiento, y en el lavado de los estanques de las redes de distribución. Las pérdidas y consumos
operacionales no serán abordados en este estudio.
B.
Proyectos para la reducción y control de pérdidas físicas en la red
Los proyectos para reducir y controlar las pérdidas físicas en la red consisten en la ejecución de
medidas de: (i) mantenimiento correctivo, (ii) mantenimiento preventivo, (iii) control de las presiones
y (iv) detección de fugas no visibles.
Estos proyectos buscan reducir el volumen de agua que se pierde en la red, disminuyendo
alguna(s)
de
las
siguientes
variables
que
lo
determinan:
(a) número de fugas simultáneamente presentes en la red y (b) el caudal promedio que se pierde
por cada fuga. A la vez, el número de fugas simultáneamente presentes en la red depende de (i) la
tasa de aparición de nuevas fugas y (ii) el tiempo de permanencia de la fuga, hasta que sea
detectada o se haga visible.
1. Mantenimiento correctivo-pasivo (fugas visibles)
Las medidas de mantenimiento correctivo consisten en los trabajos de reparación o reposición
de elementos de la red cuando las fugas se hacen visibles o cuando éstas provocan una
reducción tal en las presiones y caudales que son denunciadas por los usuarios. Estas medidas
corresponden a un método de control pasivo de las pérdidas físicas. Los servicios de atención de
emergencias, del que disponen la generalidad de las empresas, son un ejemplo de la aplicación
de este método de control pasivo. Estas medidas no se evaluarán en este estudio.
2. Mantenimiento preventivo (fugas no visibles)
Las medidas de mantenimiento preventivo consisten en realizar trabajos periódicos destinados a
mantener los elementos del sistema en buenas condiciones de funcionamiento, con el propósito
de reducir la tasa de aparición de nuevas fugas. Estas medidas incluyen trabajos de inspección,
pruebas de rutina, lubricación de los mecanismos y reparación y reposición parcial o total de los
elementos del sistema. Información sobre la antigüedad y calidad de las instalaciones y sobre la
frecuencia de fugas visibles pueden hacer más eficiente y eficaz el mantenimiento preventivo.
Estas medidas no se evaluarán en este estudio.
3. Control de presiones
El control de las presiones consiste en mantener las variaciones de la presión en la red dentro de
un rango definido, lo que permite reducir la tasa de aparición de nuevas fugas y el caudal que se
pierde por cada una de ellas. La sectorización de la red, materializando sectores aislados
1
hidraúlicamente , permite un mejor control de las presiones en ellos. Sin embargo, mantener los
niveles de presión máximo y mínimo dentro de un rango de menor variación implica la creación
de un mayor número de sectores, situación que involucra un aumento en los costos para
ejecutarlos y operarlos. La evaluación del proyecto no será abordada en el estudio, si bien la
metodología desarrollada para evaluar la distritación de los sectores es aplicable a la decisión
de sectorizar.
4. Detección Sistemática de fugas no visibles
Las medidas de detección de fugas no visibles en la red pretenden reducir el tiempo que
transcurre desde el inicio de la fuga hasta su detección y reparación. Esto se logra aumentando
la frecuencia con que se recorre la red para detectar y reparar las fugas antes que se hagan
visibles, con lo que se reduce el volumen de la pérdida que hubiera ocurrido si sólo se aplicase
un mantenimiento correctivo-pasivo.
El método más común consiste en utilizar equipos de detección del sonido producido por la
salida del agua a presión a través de una rotura en las tuberías (detector acústico), instalados en
vehículos que recorren la red. Este equipo de detección se puede utilizar recorriendo
sistemáticamente toda la red de distribución (“Detección Sistemática”), o bien priorizando la
búsqueda en sectores aún de menor tamaño, llamados distritos, que presenten una mayor
probabilidad de existencia de fugas (“Medición Distrital”).
Los distritos son también aislados hidraúlicamente, y abarcan entre 2 y 4 mil clientes. Se
equipan con medidores de caudal para con ellos estimar las pérdidas sobre la base de balance
de agua o de medir el consumo nocturno y compararlo con la cantidad que sugiere una norma
técnica. La diferencia entre la Detección Sistemática y la Medición Distrital radica en que con la
segunda se consigue una menor duración de la fuga (dado un número de vehículos), o bien se
consigue la misma duración de la fuga con un menor número de vehículos detectores que los
usados para la primera. Se generan entonces distintas combinaciones de inversión en equipos
detectores acústicos y distritación, existiendo una que será la óptima.
C.
Identificación de beneficios
Los beneficios de la reducción de las pérdidas físicas en la red se identifican comparando el nivel de
pérdidas con versus sin la ejecución de los proyectos.
En el caso de sistemas que no estén sometidos a restricción de oferta, se generarán beneficios
derivados de (i) el ahorro de costos variables del agua cruda, energía y químicos, y de (ii) la
postergación de las inversiones requeridas para aumentar la capacidad del sistema, pues con
proyecto será necesario producir un menor volumen de agua para satisfacer igual nivel de
demanda.
En el caso de sistemas con restricción de oferta, el beneficio de la reducción de las pérdidas se
manifiesta directamente en un mayor consumo de los clientes y, por lo tanto, en un aumento de la
facturación de la empresa y, posiblemente, en una postergación de inversiones.
El beneficio por postergación de inversiones se refiere (i) a las obras de aumento de capacidad del
sistema (para satisfacer las proyecciones futuras de demanda) que efectivamente son postergables
(pozos, ampliaciones de plantas de tratamiento embalses, entre otras, y (ii) a la compra de derechos
de agua, que también podrían postergarse.
Este beneficio se estima mediante el desplazamiento en el tiempo de estas inversiones,
consideradas por la empresa en su Plan de Desarrollo, para lo cual se calcula su Costo Anual
Equivalente (CAE). Este flujo de CAE se posterga en un lapso que se calcula en función de la
magnitud de la reducción de las pérdidas del proyecto y la tasa de crecimiento de la producción
requerida para satisfacer la demanda. El Valor Presente de la diferencia entre estos flujos, con y sin
la postergación de las inversiones, determina la magnitud de este beneficio.
D
Criterio de decisión
La evaluación económica se realiza sobre la base de calcular el máximo VAN de los flujos
1
Estos sectores tendrán definidos sus puntos de alimentación, límites físicos, tipo de
consumidores y niveles de presión apropiados.
diferenciales netos de la empresa con y sin la ejecución de proyectos de distinto tamaño. Se
recomendará ejecutar aquellos proyectos cuyo VAN diferencial de sus flujos sea máximo y positivo,
pues éste representa el aumento en el valor de la empresa debido a la ejecución de cada uno de los
proyectos, el cual debe maximizarse. Si los proyectos son interrelacionados (sustitutos o
complementarios) deberá encontrarse aquel Proyecto conjunto que maximice el valor de la
empresa.
III. APLICACIÓN A LOS PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE FUGAS FÍSICAS EN EL SISTEMA DE
AGUA POTABLE DE SANTIAGO (EMOS)
En Santiago, el 85% del consumo de agua potable de su población es abastecida por la
empresa EMOS, cuyo sistema de distribución consta de subsectores hidráulicamente
independientes. La empresa efectúa un mantenimiento sobre la base de una Detección
Sistemática con sólo un detector acústico para recorrer todos los subsectores, los cuales
no tienen distritos. Primeramente, se evaluará la conveniencia de adicionar nuevos
detectores para recorrer toda la red, para posteriormente evaluar la conveniencia de
efectuar una Medición Distrital. Finalmente, se encontrará aquella combinación de número
de camiones y número de distritos que maximiza el VAN.
A.
Descripción de la situación actual
El nivel total de pérdidas en el sistema de EMOS fue de un 31,4% en 1996; incluye consumos
operacionales, del cual se estima que sólo un 3,65% corresponde a las pérdidas totales en la red de
1
distribución; de ese porcentaje, entre un 1,7% a 1,8% corresponden a fugas sin afloramiento . De
acuerdo con estas cifras, dado que las captaciones en 1997 serán de aproximadamente 583
3
3
millones de m , el volumen de pérdidas por fugas no visibles será de unos 10,2 millones de m
(1,75%).
Las medidas de reducción de pérdidas que aplica EMOS son (i) el control de presiones mediante la
sectorización de la red, y (ii) la detección sistemática de fugas no visibles mediante el uso de un
vehículo equipado con un detector acústico de fugas.
Para el control de presiones, la red se encuentra dividida en 74 subsectores, cada uno de los cuales
cuenta con válvulas reguladoras que permiten controlar las presiones máximas y mínimas en cada
subsector. Además, está en ejecución un programa para facilitar el cálculo de balances de agua,
mediante la instalación de medidores de caudales (“macromedidores”) en las tuberías por las que
se abastecen estos subsectores, cuya conclusión está prevista para el año 2000.
Las características del suelo de Santiago (de origen fluvial) dificultan el afloramiento de las fugas,
por lo que se estima que el tiempo transcurrido entre que se produce la fuga hasta que se hace
visible es de a lo menos 3 años. El vehículo detector permite encontrar y reparar fugas antes que se
hagan visibles.
El vehículo detector de fugas realiza el recorrido de toda la red (8.173 Km) en un plazo de dos años
y medio a tres años, con lo cual la duración media de las fugas no visibles se ha reducido a un año
y medio (pues cualquier punto de la red es revisado en un plazo máximo de 3 años), siendo la tasa
de aparición de fugas ( λ ) en la red de 289 fugas al año. El vehículo trabaja dos turnos de 8 horas
en los días de semana, aprovechando las horas de menor consumo de agua potable y de
congestión, y las 24 horas los días sábado, domingo y festivos.
El desarrollo del proyecto “detección sistemática con un vehículo” originó la reducción de las
pérdidas por fugas no visibles en la red en un 40% a partir de 1996, en promedio, lo que generó un
VAN de $2.102 millones.
B.
Determinación del número óptimo de vehículos para la detección sistemática
1. Situación sin proyecto
Esta situación corresponde a la evolución que tendrán las pérdidas por fugas no visibles en la
red de continuar la estrategia actual que aplica EMOS con un sólo camión. Se supuso que el
3
caudal por fuga física en la red se disminuirá desde 1.400 a 1.300 m /mes en el período 19972006 como consecuencia de la menor duración de la fugas y el mejoramiento del control de las
presiones. También en 25 años se reducirá la tasa de aparición de fugas ( λ ) presentes en la
red desde 289 a 221 fugas por año, debido a un plan de reposición de tuberías y control de
presiones. Sin embargo, la duración de la fugas no visibles se incrementará de 1,5 a 2 años
1
Todos los porcentajes se calculan sobre el volumen total captado.
debido a que el vehículo se demorará más tiempo en recorrer una red que tendrá mayor longitud.
En suma, y como consecuencia de la interpelación de estas 3 variables, la situación sin proyecto
finalmente contempla que las pérdidas por fugas no visibles disminuirían linealmente desde 10,2
3
3
millones de m en 1997 a 7,1 millones de m en 2022.
2. Situación con proyecto
El proyecto consiste en incorporar más vehículos de detección de fugas en toda la red de
distribución (Detección Sistemática). La incorporación de más vehículos tiene como efecto la
reducción de la duración promedio de las fugas respecto de la situación sin proyecto, debido a
que cualquier punto de la red es revisado con mayor frecuencia que con sólo un vehículo.
Teniendo en cuenta que un vehículo demora aproximadamente 3 años en recorrer la red, la
duración de las fugas cuando se utilizan 2, 3, 4 y 5 vehículos se muestran en el Cuadro N° 1.
3. Beneficios del proyecto
3
Corresponden a (i) 2,56 $/m por ahorros de costos variables de energía y productos químicos y
3
(ii) la postergación de inversiones, siendo que una reducción de 10.000.000 m anuales en las
pérdidas físicas en la red permite abastecer el incremento del consumo de todo el año 1997.
Cuadro N° 1 Duración promedio de las fugas no visibles en la situación con proyecto.
Cantidad
de
vehículos
Duración de las fugas no visibles con la
ejecución del proyecto
 T 
D=
 ; T = 36meses, N = 2,3,4,5
2* N
% de reducción de pérdidas
por fugas detectadas (con
respecto a la situación sin
proyecto)
2
9 meses
50%
3
6 meses
67%
4
4,5 meses
75%
5
3,6 meses
80%
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 3.
4. Costos del proyecto
Los “costos de operación e inversión” de un vehículo adicional ascienden a $77,4 millones por
año, desglosados en: $63,6 millones por remuneraciones al personal, $2,6 millones por
costos directos de operación del vehículo (mantenimiento y combustible) y $11,2 millones por
concepto de “costos de capital” del vehículo y del equipo detector, siendo que éste corresponde
a un costo anual equivalente, considerando una vida útil de 5 años y una tasa de descuento del
9,16%.
5. Evaluación económica
Del Cuadro N° 2 se concluye que 3 es el número óptimo de vehículos de detección para hacer la
detección sistemática de fugas en toda la red de Santiago. El VAN para 3 vehículos se
desagrega de la manera indicada en el Cuadro N°3.
Cuadro Nº 2 Resultados de la evaluación para distintas cantidades de vehículos (millones de $
de enero de 1997)
Cantidad de vehículos
2
3
4
5
VAN del proyecto
2.625
2.977
2.772
2.347
FUENTE: Elaboración propia, ver capítulo 3.
Cuadro N° 3 Resultados de la evaluación económica (millones de $ de enero de 1997)
Valor presente de:
Cantidad de
vehículos
Costos de
operación e
inversión
Ahorro de costos
variables
Benef. por post.
de Inversiones
VABN a/
3
-1.508
105
4.380
2.977
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 3.
a/: Tasa de descuento del 9,16% anual.
En el Cuadro N° 4, se muestra la variación del VAN del proyecto ante distintas variaciones de %
de donde se concluye que si aumentan las pérdidas en la red, debido al aumento de %, el
proyecto aumenta su rentabilidad para un número dado de vehículos de detección.
Cuadro N°4 VAN para distintos escenarios de %(millones de $ de enero de 1997)
Cantidad de vehículos
2
3
4
5
% se reduce de 289 a 154 fugas por año
2.536
2.859
2.641
2.207
% no cambia
2.713
3.094
2.903
2.486
% crece
2.802
3.211
3.034
2.625
FUENTE: Elaboración propia, ver Capítulo 3.
6. Conclusiones, recomendaciones y limitaciones
Los resultados de la evaluación demuestran que es posible optimizar la situación actual de
Detección Sistemática de fugas agregando dos vehículos de detección. Sería conveniente
evaluar la operación del vehículo detector a 3 turnos las 24 horas durante los días de lunes a
viernes, o utilizarlo alternativamente durante el día como vehículo para localización de las fugas
visibles (control pasivo).
Las limitaciones del presente estudio son:
1) El proyecto no ha sido optimizado en el tiempo, lo que implica evaluar cuál es la cantidad
óptima de vehículos para cada año. Teniendo en cuenta que las pérdidas se reducen al
primer año, podría resultar conveniente dejar de operar uno o más vehículos en los años
siguientes.
2) Las variables para calcular la reducción de las pérdidas (caudal por fuga, tasa de aparición de
fugas en la red y duración de las fugas) en la situación sin proyecto se han estimado en forma
conservadora con el propósito de no sobrevalorar los beneficios del proyecto. Por ello, sería
conveniente revisar los resultados con antecedentes que se pudieran medir o determinar con
mayor precisión.
3) La tasa disminución del 50% en la tasa de aparición de fugas en la red (de 289 fugas/año a
221 fugas/año) en el plazo de 25 años no ha sido sustentada y es más bien arbitraria. Sería
conveniente tener una mejor estimación de ellas pues podría afectar los beneficios del
proyecto y las conclusiones.
4) Se ha supuesto que la eficacia del equipo de detección es del 100% de las fugas
consideradas detectables por el equipo, según la estimación realizada por EMOS, lo cual
podría ser sensibilizado en una evaluación posterior.
5) No se ha considerado el costo financiero debido al adelanto de la reparación de las fugas
detectadas en relación a la situación sin proyecto.
6) El cálculo de la postergación de inversiones se realizó estimando el flujo de fondos como un
Costo Anual Equivalente (CAE) de las inversiones planificadas en el Plan de Desarrollo. Sería
conveniente revisar el programa de inversiones en la situación con proyecto desde el punto
de vista de la magnitud de las inversiones así como también de su real posibilidad de
postergarlas en el tiempo. También existe una aproximación al suponer que el crecimiento de
la producción requerida para satisfacer la demanda es una recta.
C.
Evaluación del proyecto medición distrital
Este proyecto es sustituto -si bien no excluyente- del de Detección Sistemática. En efecto, si bien
puede evaluarse la Medición Distrital tomando como “sin proyecto” la situación actual de EMOS
(detección sistemática de fugas con un sólo camión), puede y debe evaluarse conjuntamente con el
de establecer el número óptimo de vehículos para cada nivel de distritación, seleccionándose
aquella combinación de número de distritos y número de vehículos que hace máximo el VAN.
1. Situación sin proyecto
Esta situación corresponde a la evolución que tendrán las pérdidas por fugas no visibles en la
red si EMOS continúa con su estrategia actual. Es decir, corresponde a la misma que la del
literal B.
2. Situación con proyecto
El proyecto consiste en planificar los trabajos de detección de fugas no visibles a partir de
balances de caudales obtenidos de macromedidores instalados en subsectores. Aquellos que
presenten mayores fugas, se priorizan para la instalación de macromedidores móviles en
distritos que incluyan entre 2.000 y 4.000 clientes cada uno. La creación de distritos requiere
construir o habilitar cámaras para instalar los medidores móviles durante una semana en cada
subsector y así horquillar mejor la ubicación de la fuga. Considerando que el Gran Santiago
abastece a aproximadamente un millón de clientes y que consta de 74 subsectores, cada
subsector deberá en promedio dividirse en 3 distritos para abarcar unos 4.000 clientes cada uno.
Así, en cada subsector se instalará un conjunto de 3 medidores móviles. Los balances o
mediciones de consumos mínimos nocturnos aportados por estos medidores móviles permiten
orientar los trabajos de detección de fugas del vehículo detector entre los distritos de un
subsector, pues se conocerá cuáles son los que más contribuyen a las pérdidas y, por lo tanto,
cuáles deben ser recorridos en forma prioritaria, mejorándose así la eficacia del camión
detector.
Para operar la Medición Distrital, se requieren ejecutar las siguientes actividades en cada
subsector (las duraciones son aproximadas): (i) construcción de cámaras e instalación de los
medidores (duración: 5 días); (ii) medición y registro de las pérdidas en cada distrito (duración:
diez días); (iii) retiro de los medidores y procesamiento de la información (duración: 2 días) y (iv)
inspección de los distritos que presentan pérdidas y reparación de las fugas detectadas
(duración aproximada: 8 días en promedio por subsector si se utiliza un sólo vehículo).
De acuerdo a estos plazos, si se utiliza un conjunto de 3 medidores móviles y un vehículo para
detección de fugas en un subsector, se requieren alrededor de 50 días para revisar 4
subsectores (12 distritos), es decir, en un año se revisarían 39 subsectores. Si en cambio se
utilizan 2 conjuntos de 3 medidores cada uno, podrían revisarse 44 subsectores en un año (más
del 50% de la red y un porcentaje superior de aquella parte de la red que presenta mayores
fugas); es decir, ello aumenta la frecuencia de las revisiones y se obtiene una reducción de la
duración de las fugas, pero crecen también los costos de inversión y de operación. Los
resultados de esta simulación se pueden resumir en el Cuadro Nº 5, que muestra la cantidad de
subsectores que se pueden recorrer en un año en función del número de conjuntos de
medidores y vehículos disponibles. De él se desprende que en la medida que se dispone de un
mayor número de conjuntos de medidores y de vehículos detectores, aumentan las detecciones
de fugas en un año (y, por lo tanto, disminuyen las pérdidas), pero también aumentan sus costos
de inversión y operación. El objetivo es establecer aquella combinación que maximiza el VAN.
Cuadro Nº 5 Número de subsectores revisados por año
Conjuntos de Medidores
Nº de vehículos
1
2
3
4
5
1
39
44
44
44
44
2
40
55
88
88
88
3
40
60
117
117
117
118
156
175
4
FUENTE:
Elaboración propia basada en el Modelo de Simulación. Ver Capítulo 3.
3. Beneficios del proyecto
Los beneficios provienen de reducir la duración promedio de las fugas. Para estimar la
reducción de pérdidas se utilizó un modelo de simulación de la operación de la Medición Distrital,
que entrega los resultados para las alternativas estudiadas. (Ver Capítulo 3).
El valor presente de los beneficios por reducción de costos de producir agua potable, más el
correspondiente a la postergación de inversiones, se calcularon de la manera indicada en el
literal B.
4. Costos del proyecto
Además de los costos de capital y operación de las unidades de detección (vehículo y detectores
acústicos), debe considerarse la construcción de cámaras y la inversión en los conjuntos de
medidores móviles (se ha supuesto una vida útil de 10 años), más los costos de instalación y
retiro de los medidores móviles, junto con los costos de manejar la información obtenida.
5. Evaluación económica
El Cuadro N° 6 muestra el VAN de cada combinación de vehículos y conjuntos de medidores
considerados, obteniéndose que la de mayor VAN corresponde a 3 conjuntos de medidores y 2
vehículos. En el Cuadro N° 7 se muestra el valor presente de los ítemes que explican el máximo
VAN de $3.681 millones en moneda de enero de 1997.
Cuadro Nº 6 VAN del proyecto para cada alternativa (millones de $ de enero de 1997)
Nº de vehículos
Conjunto de Medidores
1
2
3
4
5
1
3.133
3.419
3.385
3.351
3.317
2
2.477
3.055
3.681
3.648
3.614
3
1.878
2.443
3.253
3.219
3.185
2.595
2.752
2.782
4
FUENTE: Elaboración propia en base al modelo de simulación. Ver Capítulo 3.
Cuadro N° 7: Componentes del VAN para la combinación óptima (millones de $ de enero de
1997)
Valor Presente de:
Beneficio por postergación de inversiones
Ahorro de costos variables de prod.
Costos de operación e inversiones
VAN
Valor presente a/
5.266
143
-1.728
3.681
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 3.
a/:
Tasa de descuento del 9,16% anual.
6. Conclusiones, recomendaciones y limitaciones
De comparar el Cuadro N° 3 con el Cuadro N° 7, se concluye que para el caso de la ciudad de
Santiago, la Medición Distrital es más rentable para EMOS que la Detección Sistemática
optimizada. Es decir, es preferible adquirir un detector acústico adicional (con su vehículo),
distritar y planificar los trabajos de detección a partir de los antecedentes entregados por tres
conjuntos de medidores móviles, que recorrer sistemáticamente toda la red con 3 vehículos,
consiguiendo con ello incrementar el VAN en 704 millones de pesos.
Además de las limitaciones derivadas de la definición de la situación “sin proyecto” indicados en
B.6, la principal limitación de este proyecto está en el modelo de simulación utilizado para
determinar la reducción de las pérdidas funciona en base a números aleatorios que otorgan
prioridad a cada subsector distritado de la red. Se recomienda evaluar este modelo utilizando
antecedentes históricos de fugas visibles en la red para asignar esta prioridad en función de
ellos, lo cual podría llevar a disminuir el tamaño del proyecto. Tampoco se han considerado los
probables incrementos en los costos de administración debido al mayor manejo de información
que requiere esta metodología.
IV. APLICACIÓN A LOS PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE FUGAS FÍSICAS EN EL SISTEMA DE
AGUA POTABLE DE ARICA (ESSAT)
En Arica, la red ya cuenta con distritos para el control de las presiones y para la medición del balance de
caudales. La detección de fugas se realiza mediante sólo un detector acústico, el cual prioriza la búsqueda
de fugas con la información obtenida de los medidores fijos de caudal instalados en cada distrito. En este
estudio se realizará una evaluación ex-post del proyecto conjunto “distritación-detección” para el control de
presiones y de detección de fugas ejecutado por ESSAT.
A.
Situación sin proyecto
La situación sin proyecto corresponde al método de detección de fugas que aplicaba ESSAT en la
ciudad de Arica hasta 1995, y que consistía en el control pasivo de las fugas visibles en la red. Las
pérdidas totales en el sistema eran de un 45%, estimándose que de continuar aplicando este
método de control pasivo de fugas, las pérdidas se hubieran mantenido en el mismo nivel del 45%.
La red estaba dividida en 4 sectores de aproximadamente 10.000 clientes en promedio cada uno.
La presión se controlaba desde la salida de los estanques alimentadores y a través de la maniobra
2
de las válvulas de corta de la red, registrándose niveles que variaban entre los 8 mca (0,8 kg/cm ) a
2
45 mca (4,5 kg/cm ), en promedio.
Por otra parte, hasta agosto de 1997 existió restricción de la oferta de agua potable, con una
disponibilidad de hasta alrededor de 10 horas diarias en 1996, pues la capacidad del acuífero que
se estaba explotando no era capaz de satisfacer toda la demanda. En enero de 1997 se inició la
incorporación de nuevas captaciones subterráneas, lo que permitió que recién en agosto se
terminara con la restricción de oferta de agua potable en la ciudad de Arica.
B.
Situación con proyecto
La situación con proyecto corresponde al sistema de control de presiones y detección de fugas no
visibles aplicada por ESSAT en su red de distribución a partir de enero de 1996.
El proyecto consistió en la construcción, durante 1995, de 20 distritos en la red de distribución,
aislados hidráulicamente y equipados con macromedidores de caudal y dispositivos para la
regulación y control de la presión. De esta forma, cada uno de los 4 sectores que conformaban la
red de distribución incluyó un promedio de 5 distritos, con aproximadamente 2.100 clientes cada
uno. Con la distritación, el nivel inferior de presiones en la red se pudo elevar a 15 mca y se redujo
el nivel máximo a 30 mca.
A su vez, ESSAT adquirió un equipo detector de fugas que opera sobre un vehículo; trabaja 2
turnos diarios 5 días a la semana y es operado con 2 cuadrillas de 3 personas cada una.
En esta nueva situación que se define como con proyecto, el nivel de pérdidas bajó a 40,4% en
diciembre de 1996, alcanzándose un 36% entre enero y septiembre de 1997, nivel que ESSAT
estimó representativo del nivel de pérdidas que podría alcanzar el proyecto durante el horizonte de
evaluación (25 años) si no se ejecutan medidas adicionales para controlarlas. En este estudio se
supuso que la disminución de 9 puntos porcentuales en la pérdidas (45% a 36%) es toda atribuible
a sólo este proyecto conjunto, lo cual seguramente conduce a sobreestimar sus beneficios, pues si
bien no se ejecutó otro proyecto de reducción de pérdidas en este período, no puede con “certeza”
asignársele a él toda dicha reducción.
C.
Beneficios del proyecto
Los beneficios corresponden a i) mayor facturación en el período de restricción de la oferta de agua
potable (1996 y hasta julio de 1997), ii) reducción de los costos variables de energía eléctrica y
productos químicos a partir de agosto de 1997, y iii) postergación de las inversiones necesarias
para satisfacer la demanda futura respecto a la situación sin proyecto.
La reducción de los costos variables energía eléctrica y productos químicos permite un ahorro de
3
1
16,4 $/m . El beneficio por la postergación de inversiones corresponden a que el Valor Presente de
las Inversiones para satisfacer la demanda en la situación con proyecto es de $37.716 millones,
mientras que en la situación sin proyecto sería de $47.682 millones, obteniéndose un ahorro de
$9.966 millones ($ de enero de 1997). Las obras postergadas corresponden a la construcción de
pozos y aprovechamiento de recursos superficiales del río Lluta.
1
Incluye las inversiones en derechos de agua de captaciones superficiales.
En el Cuadro N° 8 se detallan los consumos estimados, las producciones requeridas y las pérdidas
totales en las situaciones con y sin proyecto, junto con los metros cúbicos ahorrados en cada año.
El Cuadro N° 9 muestra el valor presente de los beneficios operacionales (mayor facturación y
ahorro de costos variables) y los de postergar inversiones.
D.
Costos del proyecto
El valor presente de las inversiones del proyecto suma $433 millones. Los costos anuales de
operación son de $29,3 millones: $14,4 millones en remuneraciones del personal, $2,5 millones en
mantenimiento y combustibles del vehículo y $12,4 millones por concepto de “costos de capital” del
vehículo y de los equipos detectores. Ambos costos se indican en el Cuadro N° 9.
E.
Evaluación económica
El Cuadro N° 9 muestra que el VAN del proyecto es positivo y asciende a $10.578 millones (en $ de
enero de 1997), como así también que el beneficio más importante corresponde al de postergación
de las inversiones.
3
Cuadro N° 8 Beneficio del Proyecto de reducción de pérdidas en la red (miles de m )
Año
Consumo
Situación
s/p
Situación
c/p
Beneficio
previsto
Producción
Pérdidas
Producción
Pérdidas
a/
requerida
Totales
requerida
Totales
(miles de
3
m)
3
(miles de m )
(%)
3
(miles (miles de m )
3
de m )
(%)
(miles
3
de m )
(miles de
3
m)
1995
10.111
18.675
45,9
8.564
18.675
1996
9.508
17.288
45,0
7.780
15.951
40,4
6.443
1.337
1997
10.973
19.951
45,0
8.978
17.145
36,0
6.172
2.806
1998
12.173
22.133
45,0
9.960
19.020
36,0
6.847
3.112
1999
13.361
24.293
45,0 10.932
20.877
36,0
7.516
3.416
2000
13.716
24.938
45,0 11.222
21.431
36,0
7.715
3.507
2001
14.067
25.576
45,0 11.509
21.979
36,0
7.912
3.597
2002
14.526
26.411
45,0 11.885
22.697
36,0
8.171
3.714
2003
14.795
26.900
45,0 12.105
23.117
36,0
8.322
3.783
2004
15.173
27.587
45,0 12.414
23.708
36,0
8.535
3.879
2005
15.561
28.293
45,0 12.732
24.314
36,0
8.753
3.979
2006
15.959
29.016
45,0 13.057
24.936
36,0
8.977
4.080
2007
16.367
29.758
45,0 13.391
25.573
36,0
9.206
4.185
2008
16.786
30.519
45,0 13.734
26.228
36,0
9.442
4.292
2009
17.215
31.300
45,0 14.085
26.899
36,0
9.683
4.402
2010
17.656
32.101
45,0 14.445
27.587
36,0
9.931
4.514
2011
18.107
32.922
45,0 14.815
28.293
36,0 10.185
4.630
2012
18.478
33.596
45,0 15.118
28.872
36,0 10.394
4.724
2013
18.856
34.284
45,0 15.428
29.463
36,0 10.607
4.821
2014
19.242
34.986
45,0 15.744
30.066
36,0 10.824
4.920
2015
19.637
35.703
45,0 16.066
30.682
36,0 11.046
5.021
2016
20.039
36.434
45,0 16.395
31.311
36,0 11.272
5.124
2017
20.449
37.181
45,0 16.731
31.952
36,0 11.503
5.229
2018
20.869
37.943
45,0 17.074
32.607
36,0 11.739
5.336
2019
21.296
38.721
45,0 17.424
33.276
36,0 11.979
5.445
2020
21.733
39.515
45,0 17.782
33.958
36,0 12.225
5.557
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 3.
a/:
ICSA Ingenieros Consultores. Informe final borrador. Actualización Planes de Desarrollo de Arica. I
Región. ESSAT S.A. Santiago, mayo de 1995.
Cuadro N° 9 Resultados de la evaluación económica (millones de $ de enero de 1997)
Valor presente de:
Valor presente a/
Inversiones
-433
Costos de operación
-281
Beneficios operacionales
1.326
Beneficio por postergación de Inv.
9.966
Total Valor Presente
10.578
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 3.
a/: Tasa de descuento del 9,16%.
F.
Conclusiones, limitaciones y recomendaciones
Los resultados de la evaluación económica demuestran que fue conveniente para ESSAT la
ejecución del proyecto conjunto de control de presiones y Medición Distrital con un sólo equipo
detector de fugas no visibles. Sería conveniente evaluar la operación del camión detector a 3
turnos y 7 días a la semana.
Las limitaciones del presente estudio son:
1) El proyecto de distritación de la red de distribución tiene el doble propósito de controlar las
presiones y permitir la Medición Distrital. No fue posible separar estos proyectos de modo de
evaluar el impacto del control de las presiones separadamente del de Medición Distrital.
2) El beneficio de la postergación de inversiones se calculó estimando que las obras adicionales
que se hubiesen requerido son las consideradas en el Plan de Desarrollo presentado por
ESSAT, el cual podría no ser el de mínimo costo.
3) Se supuso que el nivel de pérdidas se mantiene en un 36% con el proyecto conjunto. Este valor
bien podría bajar debido a la más pronta instalación de nuevas cañerías permitida por el
proyecto, respecto de la situación sin proyecto.
4) Se supuso que no es posible conseguir reducir el nivel de pérdidas por otros medios, por lo que
es legítimo atribuirle los beneficios al proyecto, es decir: si bien una “máxima” de la evaluación
de proyectos es que no es legítimo asignarle a un proyecto un beneficio mayor que el costo de
obtener ese mismo beneficio por otro medio (proyecto), no se ha considerado aquí sino que esta
alternativa, supuesta de mínimo costo.
V. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS
COMERCIALES
A.
Origen de las pérdidas
Las pérdidas comerciales corresponden a las que se originan en la imprecisión de los medidores
que registran los consumos de los clientes finales, ya sea por causa de una tendencia sistemática a
subvalorar los caudales medidos cuando éstos son muy bajos o cercanos a su límite de
sensibilidad, o bien porque la precisión del instrumento disminuye con su uso producto del desgaste
natural de sus piezas, produciéndose en ambos casos un “subcontaje”. Existen también pérdidas
comerciales por consumos fraudulentos debidos a conexiones clandestinas a la red de distribución y
otras acciones que conllevan hurto. No se incluye en este estudio la evaluación de medidas para
disminuir el hurto de agua potable.
B.
Identificación de costos y beneficios privados de reducir el subcontaje
Las pérdidas comerciales por subcontaje pueden disminuirse a través de proyectos de
mantenimiento preventivo, consistentes en reemplazar los medidores con una determinada
frecuencia. La mayor frecuencia de reemplazos origina costos en términos del recambio del
medidor completo o de algunas de sus piezas y beneficios en términos de una mayor facturación y
de postergar inversiones si reducir el subcontaje reduce los niveles de consumo como consecuencia
de que, para el cliente, el menor subcontaje es como un aumento de la tarifa que paga.
Para su evaluación se requiere, entonces, conocer cómo aumenta el subcontaje con el uso
(“antigüedad”) del medidor -su “curva de error”- y el caudal que se está dejando de facturar por ello,
junto con la mayor recaudación que se obtiene con su reemplazo. La curva de error se obtiene
ocupando datos experimentales o históricos que las empresas tienen sobre esta relación.
C.
Evaluación económica privada de los proyectos
La evaluación económica privada consiste en determinar el período de reemplazo más conveniente
para la empresa, el cual considera los costos por subcontaje del medidor más los correspondientes
al reemplazo de medidores (retiro e instalación, más el costo del medidor nuevo o de las piezas que
se recambian).
3
El costo por subcontaje corresponde al producto de la tarifa por el menor volumen de m de
consumo anual que registra por su deterioro el medidor (el cual se determina con la curva de error,
la que relaciona el porcentaje de error con la “antigüedad” del medidor, expresada ésta en el
volumen acumulado que registra el medidor). Por otra parte, el costo del programa de
mantenimiento para cada período corresponde a los costos que le significan a la empresa efectuar
1
el recambio, siendo que la frecuencia puede reemplazarlos cada 1, 2, 3 o más años.
El criterio de decisión es determinar aquél período de reemplazo que minimiza el Costo Anual
Equivalente (CAE) del costo total de ejecutarlo, el cual incluye tanto el costo por subcontaje como
el de reemplazar el medidor.
Estos costos varían en forma inversa, ya que el CAE del subcontaje crece a medida que el
recambio se hace con menor frecuencia, y el CAE del mantenimiento preventivo disminuye a
medida que el recambio se realiza con menor frecuencia. Así, la suma de ambos costos tendrá un
mínimo para alguna frecuencia de reemplazo, correspondiendo ésta a la frecuencia más
conveniente para la empresa. La forma que asumirían las curvas de los CAE se muestra en el
Gráfico Nº 2, siendo a* el período óptimo de reemplazo.
Gráfico Nº 2
CAE programa de mantenimiento preventivo
C
o
s
t
o
s
($)
CAE Total
programa de
mantenimiento
CAE del
subcontaje
CAEpm*
CAE
mantenimiento
preventivo
a*
1
Período de reemplazo
Para el caso de consumos “grandes” y con variaciones estacionales significativas,
convendrá periodizar los reemplazos por trimestres.
D.
Metodología de evaluación de cambio de tecnología de micromedidores
Para evaluar la conveniencia de cambiar de tecnología de medición de los micromedidores, se debe
determinar además del Costo Total del programa de mantenimiento, el momento óptimo de
reemplazo. Con este propósito se requiere conocer la Curva de Error de los medidores de la nueva
tecnología y su costo de reemplazo. Para cada tecnología se determina el período óptimo de
reemplazo, según la metodología explicada en D, y luego se evalúa el momento de reemplazo de
tecnología para diferentes escenarios, dentro de 1,2,3, ó más años, eligiéndose la alternativa que
represente el menor Valor Actual de Costo (VAC).
VI. APLICACIÓN AL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE EMOS EN SANTIAGO
A.
La curva de error
EMOS encargó un estudio del subcontaje de los medidores de transmisión mecánica de 15 mm de
diámetro. Este se basó en una muestra de 180 medidores de 15 mm de un universo de 827.706
medidores residenciales. El 95,3% de los clientes que los tienen instalados, registran en consumo
3
3
promedio anual de 256 m /año, con una desviación estándar de 81 m /año. El error por subcontaje
derivado del estudio se muestra en el Cuadro N° 10.
Cuadro Nº 10 Error de medidores de 15 mm. (muestra de 180 medidores)
Volumen acumulado
3
FUENTE:
a/
B.
Error de medición
(m )
(%)
0000 - 1000
- 0.85 a/
1001 - 2000
- 2.25 a/
2001 - 3000
- 4.25 a/
3001 - 4000
- 5.95
4001 - 5000
- 6.29
5001 - 6000
- 6.63
6001 - 7000
- 8.41
7001 - 8000
- 10.93
8001 - 9000
- 12.72
9000 - más
- 13.10
Programa de mantenimiento del parque de medidores de EMOS S.A. Período 1996-2005
(Cuadro N° 8).
Valores extrapolados.
Costos por recambio y por subcontaje
El costo neto de cambiar un medidor es de $8.377 (moneda de enero de 1997), e incluye el retiro
del medidor usado y su reemplazo por uno con un “kit” metrológico nuevo. Este costo considera la
reutilización de la carcaza del medidor retirado, en el cual se instalará a su vez un nuevo “kit”.
El costo por subcontaje se determinó considerando que el consumo promedio se mantiene en los
3
256 m /año. La pérdida por menor facturación se valorizó según el cargo variable de la tarifa fijada
(que incluye agua potable y alcantarillado).
C.
Resultados de la evaluación
El Cuadro N° 11 muestra los resultados de la evaluación. El valor mínimo del CAE de los costos por
subcontaje más el de cambio del medidor se obtuvo para un período de reemplazo de 11 años,
3
siendo que el volumen acumulado del medidor sería de 2.816 m y su error por subcontaje llegaría
al 4,25%.
Cuadro N°11 Resultados evaluación reemplazar medidores de 15 mm. ($ de enero de 1997)
Período
Volumen
Error
CAE
CAE
CAE
de reem-
acumulado
Subcontaje
Recambio
Subcontaje
Costo total
($)
($)
3
plazo
(m )
(%)
($)
6
1.536
2,25
1.109,0
551,3
1.660,3
7
1.792
2,25
906,1
584,1
1.490,1
8
2.048
4,25
755,2
679,9
1.435,1
9
2.304
4,25
639,1
753,8
1.392,8
10
2.560
4,25
547,2
812,2
1.359,3
11
2.816
4,25
473,0
859,3
1.332,3
12
3.072
5,95
412,0
932,6
1.344,5
13
3.328
5,95
361,1
993,6
1.354,7
14
3.584
5,95
318,3
1.045,1
1.363,3
15
3.840
5,95
281,7
1.088,9
1.370,6
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 4.
Se realizó una sensibilización de la frecuencia de reemplazo para los consumos que difieren en una
3
3
desviación estándar del consumo promedio: para consumos de 175 m /año y 337 m /año. Estos
resultados se muestran en el Cuadro Nº 12. Como es obvio, la frecuencia de recambio es mayor
para consumos anuales mayores.
Cuadro N° 12 Período de reposición de micromedidores para diversos consumos anuales ($de
enero de 1997)
Volumen
estimado
3
(m /año)
Período estimado de
recambio
micromedidores
Error
CAE
Subcontaje
Programa
Mantenimiento
(%)
(años)
Volumen
acumulado
de recambio
3
(m )
($)
175
17
4,25
748,6
2.975
256
11
4,25
1.332,3
2.816
337
8
4,25
1.963,8
2.696
FUENTE: Elaboración propia con base en resultados obtenidos. Ver Capítulo 4.
D.
Rentabilidad programa de mantenimiento
La rentabilidad del proyecto se mide como la diferencia de VAN entre realizar el reemplazo del
medidor en el volumen óptimo (situación con proyecto) menos realizar el reemplazo con volúmenes
acumulados posteriores al óptimo (situación sin proyecto). Para estos efectos, los costos del
programa de mantenimiento se tratan como un gasto, dado que el primer micromedidor que se
instala en el arranque domiciliario es de cargo del cliente de la empresa, por lo que no corresponde
tratarlo contablemente como un activo. En el Cuadro N° 13 se resumen los VAN de efectuar
3
reemplazos de medidores con volúmenes posteriores al óptimo (2.975 m ).
Cuadro N° 13 Rentabilidad de programas alternativos de recambio de micromedidores ($ de enero
de 1997)
Volúmenes de recambio alternativos (situación sin proyecto)
3
3.328 m
3
3.584 m
3
3.840 m
3
4.096 m
3
$/micromedidor
3.072 m
Valor actual del
mayor costo de
recambio (a)
665,9
1.221,6
1.688,9
2.088,4
2.430,1
Valor actual del
800,2
1.466,2
2.028,4
2.506,6
2.964,0
mayor ingreso (b)
VAN
(b) - (a)
134,3
244,5
339,5
418,1
533,8
FUENTE: Elaboración propia en base al Cuadro N° 4.4.
Del Cuadro N° 13 se observa que si el reemplazo del medidor se realiza con mayor volumen
acumulado respecto al óptimo (situación sin proyecto), el VAN del proyecto de un programa de
mantenimiento preventivo es mayor.
E.
Conclusiones
1) Realizar proyectos de mantenimiento preventivo aumenta el valor de la empresa frente a
programas de recambio de micromedidores con carácter correctivo.
2) El CAE óptimo se estimó para un cierto valor de la tarifa y de costo de reemplazo; si éstos costos
aumentan, el valor de reemplazo más conveniente para la empresa será menor.
3) El error de subcontaje de los medidores depende del: (i) desgaste de las piezas por su uso en el
tiempo y (ii) error de medición según el caudal que está midiendo el instrumento (Curva
Característica del medidor). La Curva de Error del medidor integra estas dos fuentes de error.
Por lo tanto, es conveniente optimizar el tipo de medidor según los resultados obtenidos de la
Curva de Error de cada tipo de cliente (“alto”, “medio” y “bajo”).
4) El interés del recambio del medidor es contrapuesto entre la empresa y el cliente, ya que el
aumento de este error favorece al cliente como una rebaja en la tarifa.
F.
Limitaciones y recomendaciones
Las limitaciones del estudio son las siguientes:
3
1) El error de medición utilizado para los medidores con volumen acumulado entre 2.000 y 3.000 m
es un valor extrapolado, por lo que pudiera afectar la conclusión acerca del período de
reemplazo óptimo.
2) Los cálculos se han realizado suponiendo que el consumo promedio de los clientes se mantiene
3
en 256 m / año. Sin embargo, este supuesto sólo afecta la estimación del período de reemplazo
y se utiliza por efectos de la metodología de cálculo, pero no afecta la decisión de reemplazarlo
cuando el volumen acumulado que registra el medidor llegue a los valores aquí estimados. Por
otra parte, para obtener una mejor estimación del período de reemplazo, se debiera considerar
que este consumo es creciente con el tiempo.
3) En este estudio sólo se tuvo acceso a las Curvas de Error de los medidores de 15 mm para la
3
estructura de consumo de clientes de 256 m /año. Se recomienda determinar las Curvas de
Error para diferentes estructuras de consumo (“alto”, “medio” y “bajo”), así como también para los
medidores residenciales de 20 mm.
4) No se evaluó el proyecto de cambio de tecnología de transmisión mecánica a magnética, que
incluye la determinación del momento óptimo de su reemplazo, para lo cual se requiere conocer
la Curva de Error de los medidores de transmisión magnética.
VII. APLICACIÓN AL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE ESSAT EN ARICA
3
El consumo promedio sin restricción en la ciudad de Arica es de 185 m /año para los clientes con arranques
de 15mm de diámetro, según información entregada por ESSAT.
Debido a que no se dispone de información confiable sobre la curva de error de los
medidores domiciliarios en la ciudad de Arica, se utilizará la derivada del estudio para
Santiago. Sin embargo, debido a que las características de mayor salinidad del agua
potable en Arica puede malograr el funcionamiento de los medidores, se la corregirá
aumentando el error de subcontaje en un 5%, 10% y 15%, para cada volumen acumulado,
como se indica en el Cuadro N° 14. El período óptimo de recambio se determinará para
estos tres escenarios.
Cuadro N° 14 Error estimado de la lectura de micromedidores de 15 mm.
Volumen acumulado
3
(m )
Error de medición 5%
mayor subcontaje
Error de medición 10%
mayor subcontaje
Error de medición 15%
mayor subcontaje
0000-1000
0,89
0,94
0,98
1001-2000
2,36
2,48
2,59
2001-3000
4,46
4,68
4,89
3001-4000
6,25
6,55
6,84
4001-5000
6,60
6,92
7,23
5001-6000
6,96
7,29
7,62
6001-7000
8,83
9,25
9,67
7001-8000
11,48
12,02
12,57
8001-9000
13,36
13,99
14,63
9001 y más
13,76
14,41
15,07
FUENTE: Cuadro N° 8. Error de micromedidores en función del volumen acumulado.
A.
Costos
El costo de cambiar el medidor es de $12.550 ($ de enero de 1997) , e incluye el retiro del medidor
usado y la instalación de uno nuevo; es decir, en Arica no se reutiliza la carcaza del medidor
retirado para recibir un “kit” metrológico nuevo.
El costo debido al subcontaje se determinó considerando que el consumo promedio se mantiene en
3
los 185 m /año, utilizándose el cargo variable de la tarifa de agua potable más la de alcantarillado
para valorar la pérdida por menor facturación.
B.
Resultados de la evaluación
os
Los Cuadros N 15, 16 y 17 muestran los resultados de la evaluación, e incluye los CAE de los
costos de la pérdida por subcontaje, más el de reemplazo del medidor en cada uno de los tres
escenarios. Los períodos de reemplazo óptimos se muestran en el Cuadro N° 18 para cada
escenario.
Cuadro N° 15 Resultados evaluación recambio medidores. Escenario 5% ($ de enero de 1997)
Año
Volumen
Error de
CAE
CAE
CAE
acumulado
subcontaje
recambio
subcontaje
Costo total
(m )
(%)
($)
($)
($)
6
1110
2,36
1661,4
663,4
2324,8
7
1295
2,36
1357,4
749,2
2106,6
8
1480
2,36
1131,4
813,0
1944,4
9
1665
2,36
957,4
862,2
1819,5
10
1850
2,36
819,8
901,0
1720,8
11
2035
2,36
708,6
932,4
1641,0
12
2220
4,46
617,2
1024,9
1642,1
13
2405
4,46
541,0
1102,0
1643,0
14
2590
4,46
476,8
1167,0
1643,8
15
2775
4,46
422,1
1222,3
1644,4
16
2960
4,46
375,1
1269,8
1645,0
3
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 4.
Cuadro N° 16 Resultados evaluación recambio medidores. Escenario 10% ($ de enero de 1997)
Año
Volumen
Error de
CAE
CAE
CAE
acumulado
subcontaje
recambio
subcontaje
Costo total
(m )
(%)
($)
($)
($)
5
925
0,94
2.090,3
568,3
2.658,7
6
1.110
2,48
1.661,4
695,4
2.356,8
7
1.295
2,48
1.357,4
785,5
2.142,9
8
1.480
2,48
1.131,4
852,4
1.983,8
9
1.665
2,48
957,4
904,0
1.861,4
10
1.850
2,48
819,8
944,8
1.764,5
11
2.035
4,68
708,6
1.058,2
1.766,7
12
2.220
4,68
617,2
1.151,4
1.768,6
13
2.405
4,68
541,0
1.229,0
1.770,1
14
2.590
4,68
476,8
1.294,5
1.771,3
15
2.775
4,68
422,1
1.350,3
1.772,4
3
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 4.
Cuadro N° 17 Resultados evaluación recambio medidores. Escenario 15% ($ de enero de 1997)
Año
Volumen
Error de
CAE
CAE
CAE
acumulado
subcontaje
recambio
subcontaje
Costo total
(m )
(%)
($)
($)
($)
5
925
0,98
2090,3
594,4
2684,8
6
1110
2,59
1661,4
727,5
2388,9
7
1295
2,59
1357,4
821,8
2179,2
8
1480
2,59
1131,4
891,9
2023,3
9
1665
2,59
957,4
945,9
1903,3
10
1850
2,59
819,8
988,6
1808,3
11
2035
4,89
708,6
1107,5
1816,1
12
2220
4,89
617,2
1205,2
1822,4
13
2405
4,89
541,0
1286,6
1827,7
14
2590
4,89
476,8
1355,3
1832,1
15
2775
4,89
422,1
1413,8
1835,9
16
2960
4,89
375,1
1464,0
1839,2
3
FUENTE: Elaboración propia. Ver Capítulo 4.
Cuadro N° 18 Período de reposición de micromedidores para diferentes escenarios de curva de
error ($ en moneda de enero de 1997)
Escenario
Período de recambio
Error de
CAE
Volumen
acumulado
Curva de error
medidores
subcontaje
Costo total
(% sobre EMOS)
(años)
(%)
($)
5
11
2,36
1.641,0
2.035
10
10
2,47
1.764,5
1.850
15
10
2,59
1.808,3
1.850
3
(m )
FUENTE: Elaboración propia.
C.
Conclusiones, limitaciones y recomendaciones
La frecuencia de recambio es prácticamente igual para los tres escenarios, pues los valores del
mínimo CAE no se diferencian significativamente para una frecuencia de 10 a 11 años en los tres
escenarios. De la comparación de estos resultados con los obtenidos en EMOS, se puede concluir
que en la medida en que los programas de mantenimiento tienen costos más altos, en términos de
pérdidas por subcontaje, valor del agua y costos del recambio, es conveniente realizar el
mantenimiento cuando se alcanzan volúmenes acumulados menores.
Las limitaciones son las siguientes:
1) El error por subcontaje para el período de reemplazo óptimo no fue observado en el estudio de
EMOS, sino que fue determinado a partir de un valor extrapolado. Será así recomendable
estudiar la curva de error para estos menores valores acumulados de consumos.
2) Los cálculos se han realizado suponiendo que el consumo promedio de los clientes se mantiene
en 185 m3/año, sólo para efectos de la aplicación de la metodología.
3) Sería conveniente revisar los resultados obtenidos por ESSAT, para la curva de error de los
medidores de transmisión mecánica pues contienen contradicciones que no fue posible dilucidar.
Asimismo, estimar dichas curvas para los medidores de transmisión magnética. Cabe señalar
que en esta ciudad ESSAT está realizando el cambio de todos los medidores de transmisión
mecánica por magnética, proceso que se inició en septiembre de 1997 y que está programado
terminarse en un plazo de 4 años. ¿Será conveniente cambiarlos todos, cualquiera sea en nivel
de consumo del cliente?. No se avaluó el proyecto de cambio de tecnología.
4) Para este proceso de cambio tecnológico en ejecución, sería conveniente para ESSAT estudiar la
posibilidad de reutilizar la carcaza del medidor antiguo de modo de reducir el costo del medidor
nuevo. De acuerdo a información entregada por la empresa, se han iniciado las gestiones para
evaluar esta alternativa.
VIII. RECOMENDACIONES GENERALES
De acuerdo a las conclusiones y limitaciones determinadas para cada uno de los
proyectos evaluados, es posible mencionar las siguientes recomendaciones generales
para continuar con estudios tendientes a evaluar proyectos de reducción de pérdidas en
sistemas de agua potable:
1) Para la determinación del nivel óptimo de pérdidas de un sistema de agua potable es conveniente tener
en consideración los siguientes aspectos:
-
Estudiar en forma particular cada SAP, ya que éstos tienen características propias que los hacen
diferentes entre ellos.
-
Recopilar la información pertinente para hacer el análisis de las pérdidas tanto físicas como
comerciales. Esta información debe incluir los costos variables relacionados con dichas pérdidas.
-
Revisar el programa de inversiones de aumento de capacidad y su relación con la proyección de las
pérdidas del sistema.
-
Uniformar el criterio para medir las pérdidas del sistema, señalando los volúmenes que corresponden
a los consumos operacionales y de utilidad pública y los que son una estimación de las pérdidas.
-
Invertir en proyectos que entreguen la información necesaria para poder evaluar proyectos de
reducción de las pérdidas: macromedición, determinación de los parámetros que definen los
volúmenes de fugas en la red, curvas de error de los medidores por estructura de consumo de los
clientes y otros que se estimen convenientes.
2) Observar los siguientes aspectos de un sistema de agua potable con el propósito de conocer en forma
preliminar la situación de sus pérdidas y de los proyectos que se podrían ejecutar para su reducción:
-
Nivel de presiones en la red.
-
Macromedición existente para la medición de las pérdidas y el manejo de la información que
entregan.
-
Indice de roturas en la red y sus causas probables: presión, antigüedad de las tuberías,
características del suelo.
-
Ejecución de programas de mantención preventiva de los elementos del sistema.
-
Programa de las inversiones futuras de aumento de la capacidad del sistema.
-
Cultura organizacional dentro de la empresa orientada al control de las pérdidas .
-
Estructura de consumo de los clientes de la empresa.
-
Cobertura de la micromedición a nivel de clientes.
- Cultura de los consumos fraudulentos de los clientes: conexiones clandestinas y acciones que
conlleven hurto.
-
Calidad del agua en relación al desgaste de los micromedidores.
-
Valor de la tarifa de agua potable.
PRÓLOGO
El presente estudio forma parte de los cuatro elaborados durante la fase práctica de la Décimo Novena
versión del Curso Interamericano de Preparación y Evaluación de Proyectos (CIAPEP), que se desarrolló
entre febrero y diciembre de 1997, auspiciado conjuntamente por el Ministerio de Planificación y
Cooperación Mideplan y el Instituto de Economía de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Esta fase
práctica, cuyo objetivo es la aplicación de los conocimientos entregados a los participantes, en la etapa
teórica, incluye la preparación y evaluación de un proyecto específico que represente interés y sea además
un aporte metodológico significativo en el estudio de los proyectos de alguno de los sectores de la actividad
nacional, tales como: Transporte, Telecomunicaciones, Salud, Sanitario y Educación, entre otros. De esta
forma, los participantes se dedicaron en forma exclusiva entre los meses de julio y diciembre, a la
preparación, identificación, formulación y evaluación del proyecto “Reducción de Pérdidas en Sistemas de
Agua Potable”. Una versión preliminar de este trabajo fue presentada un panel evaluador en diciembre, la
presente versión incorpora las sugerencias de los panelistas.
En principio Mideplan solicitó la elaboración de un proyecto que permitiese determinar el
nivel óptimo de pérdidas, en un sistema de agua potable; esto no fue posible pues dada la
legislación sanitaria vigente, las tarifas se calculan a partir de una "empresa modelo"
teórica, con un nivel de pérdidas ideal, y por lo tanto no dependen de las pérdidas reales
que presenten los sistemas en explotación.
En este escenario, las acciones que se emprenda para contener las fugas de agua sólo inciden en mejoras
de la eficiencia de la empresa real en el corto plazo, aumentando la disponibilidad de venta (y por lo tanto
los ingresos) en situaciones de escasez, o bien por ahorro de costos de producción variables, en
situaciones sin escasez. En el largo plazo, los aumentos de disponibilidad se traducen en postergaciones de
los planes de expansión de los sistemas al aumentar su capacidad disponible. Por ello, las decisiones de
reducción de pérdidas y en definitiva el nivel óptimo que a cada empresa le convenga alcanzar estará dado
por la evaluación adecuada de los beneficios y costos asociados a los proyectos específicos.
La administración de procesos productivos requiere de una serie de criterios de eficiencia,
que en el caso del suministro de agua potable se traducen, entre otros, en cantidad de
agua vendida versus cantidad de agua producida; para ello se requiere efectuar balances
ya sea de flujo o de volumen de agua en determinados períodos de tiempo entre las
diferentes etapas del proceso. De aquí surge la importancia de la macromedición o
medición de “grandes entregas” (plantas, estanques o conducciones) y de la
micromedición o cuantificación de los volúmenes suministrados a nivel de los domicilios de
los usuarios. Los balances de flujo requieren instantaneidad y simultaneidad en los
balances de tipo volumétrico se facilitan al considerar períodos de tiempo adecuados de
traspaso del agua entre una y otra etapa. En este sentido, las empresas sanitarias han
desarrollado diversos sistemas de medición aplicando los mecanismos y tecnologías que
han ido apareciendo en el área. Aunque la cobertura de micromedición es lo
suficientemente amplia (Chile ocupa uno de los primeros lugares en este aspecto en
América Latina), la cobertura de macromedición no lo es. El estudio mostró, en general, la
conveniencia de aumentar la macromedición en las empresas de agua potable.
El análisis de las características generales de los sistemas y sus situaciones permitió concluir que el estudio
particular de cada caso, empresa o sistema en explotación, daría las pautas o acciones a emprender para la
reducción de pérdidas de nivel productivo y de grandes conducciones, determinándose allí sus costos y
beneficios, tarea que no debería ser muy laboriosa para los técnicos de las empresas. Con ello, el objetivo
del presente estudio se centró en la formulación de metodologías para la identificación y evaluación de
proyectos que pudieren ser válidas en forma general y tener amplia aplicación, orientándose por ello los
esfuerzos a las etapas de distribución y comercialización del agua potable.
Según lo anterior, se formularon metodologías de evaluación económica privada de proyectos de reducción
de pérdidas en la red de distribución (usualmente denominadas fugas) y a la reducción de pérdidas de tipo
comercial producto de sub-facturación. Las metodologías se aplicaron al sistema que atiende al Gran
Santiago cuya concesión pertenece a la Empresa Metropolitana de Servicios Sanitarios (EMOS S.A.), y al
sistema de la ciudad de Arica cuya concesión pertenece a la Empresa de Servicios Sanitarios de Tarapacá
(ESSAT S.A.).
En el caso de las pérdidas en la red de distribución se abarcaron aspectos como el
número de fugas presentes en la red, el caudal promedio que se pierde por fuga, las tasas
de aparición de nuevas fugas y el tiempo de permanencia de la fuga hasta ser detectada.
Respecto de las acciones directas a seguir se examinaron las de detección sistemática de
fugas y medición distrital de caudales (balance de volúmenes en sectores “reducidos” de
la red), que están orientadas a reducir la tasa de aparición de nuevas fugas. Los costos
se determinaron en función de las acciones de contención, mientras que los beneficios
corresponden a los aumentos de disponibilidad de agua en el corto plazo (con escasez y
sin escasez) y largo plazo (postergación de inversiones), tal como se mencionó
precedentemente.
En el caso de las pérdidas de tipo comercial, las investigaciones desarrolladas respecto de la micromedición
han mostrado que los medidores domiciliarios presentan sistemáticamente un error de subcontaje, el que es
función del uso o volumen acumulado que haya registrado el medidor. Sobre esta base, se definieron
proyectos de reemplazo con sus costos de recambio de medidores en función de la edad y beneficios
provenientes de facturar volúmenes crecientes en el tiempo y que sin recambio se perderían.
Teniendo en cuenta los supuestos y limitaciones, los resultados permiten afirmar la
conveniencia de realizar detección sistemática de fugas ya sea con o sin medición distrital,
en tanto que la cantidad de equipamiento por emplear dependerá de cada caso. Respecto
de los proyectos de reducción de pérdidas comerciales, en ambos sistemas sometidos a
análisis, se observó la conveniencia de efectuar, las reposiciones de medidores
aproximadamente a los 11 años de uso, para un determinado nivel de consumo mensual
promedio.
La evaluación de los proyectos fue solamente de tipo privado, ya que se supuso que tanto los costos como
los ingresos percibidos por las empresas a precios de mercado son representativos de los precios sociales.
Sin embargo, los aumentos de disponibilidad no fueron valorados socialmente en lo que a excedente del
consumidor se refiere y que sería un beneficio adicional de los proyectos que cubren situaciones de
escasez. Tampoco se incorporó el efecto que podría tener en la contracción de demanda, vía elasticidadprecio, el “aumento de precio” que podrían percibir los usuarios al cambiarles los micromedidores y recibir
facturaciones mayores.
La Dirección del Programa desea expresar los agradecimientos a la Empresa
Metropolitana de Obras Sanitarias y a la Empresa de Servicios Sanitarios de Tarapacá,
por su cooperación en el suministro de información, además de las orientaciones y
comentarios de sus profesionales de las áreas de Operaciones, Planificación y Comercial.
También hago presente el aporte realizado por la Superintendencia de Servicios
Sanitarios, como ente regulador del sector, por su apoyo e interés en el desarrollo de este
trabajo.
Finalmente, deseo expresar mi reconocimiento personal a la magnífica labor realizada por todos y cada uno
de los integrantes del grupo de trabajo, así como por su supervisor, el ingeniero señor Daniel Saavedra. El
profesionalismo y dedicación en la ejecución de las tareas, la capacidad para abordar áreas de
conocimiento desconocidas y el espíritu y organización del grupo de trabajo son aspectos dignos de
destacar.
Ernesto R. Fontaine
Director CIAPEP
Nota:
Las opiniones, conclusiones y recomendaciones contenidas en el presente trabajo
no coinciden necesariamente con las que pudiera tener MIDEPLAN o el Instituto de
Economía de la Pontificia Universidad Católica de Chile.
GLOSARIO
Arranque Irregular
Consiste en una manguera de plástico que se deriva desde un punto de la cañería secundaria o un
arranque regular, hasta las viviendas contiguas existentes en el lugar.
Arranque Regular
Tubería que se deriva desde una cañería de la red secundaria y termina al interior del sitio de un
consumidor en un medidor de caudal, el cual permite determinar el consumo de agua potable en
una vivienda.
By Pass
Desvío fraudulento del medidor.
Coeficiente de Demanda Máxima Diaria
Corresponde aproximadamente a 1,1 veces el coeficiente de máximo mensual (correspondiente al
mes de enero). Se utiliza el mes de enero por ser este donde se produce la máxima demanda en el
año. Por su parte, el coeficiente máximo mensual se obtiene comparando la demanda total media
mensual del mes de enero con respecto a la media mensual anual (caso EMOS).
Coeficiente máximo día = 1,1* coeficiente mensual (enero)
Coeficiente máximo mensual = (Consumo medio de enero)
(Consumo total anual/12)
En el caso de Arica este coeficiente corresponde a 1,3 veces el coeficiente de máximo mensual,
también del mes de enero.
Coeficiente Máximo Horario
En general se considera un coeficiente de máximo horario de 1,5 veces sobre el coeficiente de
máximo diario.
Coeficiente máximo horario = 1,5* coeficiente máximo diario
Capacidad Máxima Diaria
Volumen máximo que puede pasar por el aparato durante un día. El número de días por mes debe
ser tal que no se exceda la capacidad máxima mensual.
Capacidad Máxima Horaria
Volumen máximo que puede pasar por el aparato, durante períodos de una hora. El número de
estos períodos por día, debe ser tal que no exceda la capacidad máxima diaria. También se
denomina caudal admisible y equivale a la mitad del caudal nominal para medidores de velocidad.
Capacidad Máxima Mensual
Volumen de agua que puede pasar por el aparato durante un mes sin que sufra desgaste acelerado.
Consumo no Residencial
Corresponde a las categorías industrial, comercial y fiscal, se mide en lts/arranq/día.
Consumo no Registrado o no Facturado
Son aquellos consumos que no son registrados a través del sistema comercial de la empresa y que
por lo tanto no generan facturación. Por ejemplo: aguas de uso público para riego, incendios, lavado
de calles, instalaciones sin medidor o con medidor en mal estado, conexiones clandestinas, etc.
Dimensionamiento del Medidor
Corresponde a la elección de medidor más adecuado a un determinado usuario, basándose en las
características de consumo y de presión disponible.
Dotación de Consumo
Consumo per-cápita, en lts/hab/día, dado un ingreso promedio de cada estrato social y a un nivel de
tarifa imperante.
Eficiencia de la Facturación
Es la relación existente entre el volumen de agua consumida y el agua facturada en un período de
tiempo dado
Donde:
Ef
= Eficiencia de la facturación.
Vcoi = Volumen consumido en el período i.
Vfi
= Volumen facturado en el período i.
Eficiencia Operativa del Sistema de Distribución de Agua Potable
Es la relación porcentual entre el agua que es registrada en los medidores de los usuarios en un
período de tiempo dado, y el volumen de agua que ingresa al sistema de distribución desde los
centros de producción, en el mismo período.
Ed =
Vsei
× 100
Vcoi
Donde
Ed
= Eficiencia de la distribución.
Vsei = Volumen a la salida de estanques en el período i.
Vcoi = Volumen consumido en el período i.
Eficiencia Productiva
Es la relación existente entre el agua medida o estimada a nivel de captación y la registrada a la
salida de los estanques que alimentan la red de distribución de agua potable (expresada en
términos porcentuales), válida en un período determinado.
Ep =
Vsei
× 100
Vci
Donde:
Ep
= Eficiencia productiva.
Vci
= Volumen captado en el periodo i.
Vsei
= Volumen a la salida de estanques en el período i.
Eficiencia del Sistema
Es la relación existente entre el agua medida o estimada a nivel de captación y el consumo
facturado a los usuarios.
Es =
Vfi
× 100
Vci
Donde
Es
= Eficiencia del sistema.
Vfi
= Volumen facturado en el período i.
Vci
= Volumen captado en el período i.
Estanqueidad
Capacidad de mantener el agua durante un determinado tiempo a una determinada presión,
sin fugas, sin exudaciones y sin deformaciones de la cañería o del medidor.
Kit
Se denomina a todo el conjunto de mecanismo interior del medidor, formado por: relojería,
platina intermediaria, tren reductor y conjunto de medición.
Mecanismo Totalizador
Esta constituido por un dispositivo que permite a través de la simple yustaposición de las
indicaciones de los diferentes elementos que lo componen, una lectura segura, fácil y sin
ambigüedades del volumen de agua medido.
Período de Expansión
Período durante el cual se realizan las inversiones que permiten dimensionar la capacidad del
sistema con el objeto de satisfacer la demanda proyectada.
Período de Previsión
Período durante el cual un sistema puede satisfacer la demanda prevista sin necesidad de
incrementar su capacidad.
Período Punta
Conjunto de meses en que la demanda del sistema excede significativamente la demanda
correspondiente a los meses de menor consumo. Los criterios para la determinación de períodos
punta se establecen en las bases de los estudios tarifarios.
Transmisión
Sistema utilizado para transferir el movimiento del mecanismo de medición al mecanismo
totalizador.
Zona de Concesión o Territorio Operacional
Área geográfica delimitada en extensión territorial y cota, donde existe obligatoriedad de servicio
para las empresas de distribución de agua potable que tiene la concesión.
CAPÍTULO I
ORIGEN Y OBJETIVOS
El agua potable proviene de un sistema productivo compuesto por instalaciones que
captan el agua cruda desde sus fuentes, la transforman en apta para el consumo humano
y la distribuyen a los consumidores a través del sistema de distribución. Estas
instalaciones se agrupan en las etapas de producción y distribución, y en ellas se
producen diferencias entre el volumen de agua que ingresa y el que sale, las que se
denominan pérdidas.
I.
Marco institucional e identificación de beneficios
La explotación de los sistemas de agua potable en Chile es realizada por empresas en las que el
Estado es el principal accionista, y por empresas privadas, todas las cuales operan con economías
de escala y constituyen monopolios naturales. Con el propósito de que los consumidores paguen
un precio eficiente por el servicio recibido y no se generen costos sociales netos derivados de la
acción monopólica, la Superintendencia de Servicios Sanitarios fija la tarifa máxima que cada
empresa puede cobrar. La ley establece que el cálculo de esta tarifa se realice simulando cada
sistema con una empresa modelo que recién inicia su operación con costos marginales y medios de
explotación eficientes, incluyendo un nivel máximo admisible de pérdidas. Este nivel máximo es del
20% para sistemas de captación superficial, y del 15% para los de captación subterránea. Por lo
tanto, no influye en la tarifa la situación real de pérdidas que presenta el sistema explotado por la
empresa en su área de concesión.
Los proyectos de reducción de pérdidas se ejecutan principalmente en (i) la red de distribución, para
disminuir los volúmenes de fugas de agua (ya) potable en sus tuberías, y (ii) en el proceso de
comercialización, para disminuir los errores de medición y los consumos clandestinos. Otros
proyectos de reducción de pérdidas se relacionan con mejoramientos en la gestión de las
actividades que las empresas habitualmente ejecutan para el control de otras pérdidas.
El nivel óptimo de pérdidas que a cada empresa le conviene alcanzar desde el punto de vista
económico, se obtiene de evaluar los beneficios y costos asociados a su reducción,
disminuyéndolas hasta aquél nivel en que los costos marginales de reducirlas se igualan a los
beneficios marginales. Los beneficios dependerán del valor que tiene el agua recuperada; para el
caso de pérdidas en la red de distribución, será el costo incurrido en obtenerla (costo del agua
1
cruda más los de hacerla potable), si es que ello no genera una mayor facturación, más el ahorro
que significa postergar las inversiones futuras requeridas para -como lo exige la ley- satisfacer la
demanda futura. Para las pérdidas de comercialización, el beneficio principal será una mayor
facturación o ingresos brutos para la empresa -cuyo valor depende de la tarifa-, lo cual a su vez
puede llevar a un menor consumo y a la postergación de inversiones futuras.
Así, dependiendo de los costos y beneficios de reducir ambas pérdidas, las empresas podrán
mejorar los resultados de su gestión y, por ende, su valor económico.
II.
Origen del estudio
MIDEPLAN, a través de su Departamento de Inversiones, solicitó al curso del CIAPEP 97
desarrollar una metodología para determinar el nivel óptimo económico de pérdidas, y aplicarlo en
sistemas “representativos” de la realidad del país. Ello, en vista de que los “altos” niveles de
pérdidas en algunos sistemas de agua potable, que fluctúan entre el 20% y 40%, son superiores a
los establecidos en las empresas modelo supuestas para la fijación tarifaria (20% como máximo).
III.
Objetivos del estudio
Durante el desarrollo del estudio se concluyó que -debido a las características particulares que
presenta cada sistema y a que el nivel de pérdidas no influye en el nivel de las tarifas que las
empresas puedan cobrar- el nivel óptimo de pérdidas de cada sistema sólo puede determinarse
evaluando cada uno de los proyectos específicos que la empresas puedan ejecutar para su
disminución. Por este motivo, el objetivo del estudio se limitó a formular metodologías de evaluación
económica privada de proyectos específicos destinados a reducir pérdidas, y aplicarlas a la
1
Para los efectos del presente estudio, el costo del agua cruda (derechos de agua) se
considerará entre las inversiones que las empresas tienen planificado ejecutar para cumplir
con su obligación de contar con los recursos hídricos necesarios para satisfacer siempre
toda la demanda en su sistema.
situación que enfrentan la Empresa Metropolitana de Servicios Sanitarios (EMOS) en el Gran
Santiago, y a la de la Empresa de Servicios Sanitarios de Tarapacá (ESSAT), en Arica. Estas
empresas han ejecutado investigaciones y realizado trabajos que son útiles para validar las
metodologías que se desarrollarán en el presente estudio.
Las metodologías de evaluación económica desarrolladas corresponden a (a) proyectos de
reducción de las pérdidas en la red de distribución mediante (i) el control de presiones (que reduce
la tasa de ocurrencia y el caudal por fugas), y (ii) la detección de fugas que no son visibles, las
cuales pueden con ellos detectarse antes de que afloren, y (b) a proyectos de reducción de pérdidas
comerciales por errores de medición mediante un programa de mantenimiento preventivo y
reposición de medidores al nivel de consumidor final, lo cual conducirá a una mayor facturación.
CAPÍTULO II
SISTEMAS DE AGUA POTABLE, SUS PÉRDIDAS Y MEDIDAS DE REDUCCIÓN Y CONTROL
I.
Clasificación y origen de las pérdidas
Un Sistema de Agua Potable (SAP) es un conjunto de instalaciones destinadas a la captación,
aducción, tratamiento, regulación, distribución y comercialización de agua potable en calidad y
cantidad demandada por los diversos tipos de consumidores.
Comprende la etapa de producción, que incluye las unidades desde la captación hasta la entrega
en los estanques de regulación, y la etapa de distribución, que incluye desde los estanques hasta
las instalaciones domiciliarias.
Las Figuras Nos. 2.1 y 2.2 ilustran los diversos tipos y unidades componentes de un SAP.
En un SAP se registran pérdidas de agua en cada una de las unidades que lo componen y además
consumos propios para el adecuado funcionamiento de las unidades del sistema, llamados
consumos operacionales. Por lo tanto, el volumen de agua disponible en un SAP debe atender los
requerimientos de los consumidores más las pérdidas y consumos operacionales previstas.
Para los efectos de este trabajo, se considera que la pérdida total en un sistema de agua potable
corresponde a la diferencia entre el volumen captado en la fuente y el volumen facturado (medido
1
más el estimado) a los diversos clientes. Normalmente se expresa como un porcentaje del volumen
captado. Esta definición de pérdida incluye los consumos operacionales, que son pérdidas
intrínsecas de cada SAP, y los consumos de utilidad pública (riego de jardines, agua para la
extinción de incendios y otros). Sin embargo, éstos volúmenes se pueden descontar del agua que
es captada en la fuente y, por lo tanto, no ser consideradas como pérdidas.
Figura N° 2.1
Sistema de agua potable - esquema general
captación superficial
Aducción gravitacional
FUENTES ESTANQUE
REGULACIÓN
MATRIZ ADUCCIÓN
PLANTACIÓN CAPTACIÓN
FLUORACIÓN
ELEVACIÓN CLORACIÓN
PLANTA
TRATAMIENTO
ARRANQUE DOMICILIARIO
RED SECUNDARIA
RED DISTRIBUCIÓN
Aducción por bombeo
ESTANQUE
REGULACIÓN
PLANTA CLORACIÓN
FUENTES
1
ELEVACIÓN
FLUORACIÓN
ADUCCIÓN
MATRIZ
El volumen estimado corresponde a los consumos de agua que no son medidos, pero son
estimados como cuotas mensuales para efectos de facturación, a partir de criterios
adoptados por cada empresa.
PLANTA
TRATAMIENTO
ARRANQUE DOMICILIARIO
RED SECUNDARIA
RED DISTRIBUCIÓN
Figura N° 2.2
Sistema de agua potable - esquema general captación subterránea
Captación por pozos
ADUCCIONES
CLORACIÓN ESTANQUE
FLUORACIÓN REGULACIÓN
MATRIZ
ARRANQUES DOMICILIARIOS
RED SECUNDARIA
RED DISTRIBUCIÓN
Captación por drenes
PLANTA
ELEVACIÓN
CLORACIÓN
FLUORACIÓN
MATRIZ
ARRANQUES DOMICILIARIOS
RED SECUNDARIA
RED DISTRIBUCIÓN
ESTANQUE
REGULACIÓN
Su determinación, en cada una de las etapas del sistema, depende de la infraestructura de
medición instalada o de estimaciones, en caso de ausencia de medidores. La macromedición
(medidores instalados en la etapa de producción y ductos principales de alimentación de la red de
distribución) asociada a la micromedición (medidores instalados en las unidades de consumo)
permiten evaluar los niveles de pérdidas en cada una de las etapas del sistema.
Para facilitar el análisis de las pérdidas en las diversas etapas de un SAP conviene clasificarlas según las
características que las distinguen. Para efectos del presente trabajo las pérdidas serán
clasificadas según su naturaleza en dos grupos: técnicas y comerciales. Además, se
definirán los consumos operacionales, dentro de las pérdidas técnicas, las que pueden o
no ser consideradas como pérdidas del SAP.
A. Pérdidas técnicas
Corresponden a los volúmenes de agua que se pierden en las unidades del sistema como
consecuencia de sus condiciones físicas u operacionales. Estas pérdidas se producen
principalmente en la planta de tratamiento y en la red de distribución. Estas pérdidas pueden ser
subdivididas en: físicas y operacionales.
1. Pérdidas físicas
Son los volúmenes de agua que se pierden en una etapa cualquiera del SAP como
consecuencia de fallas en la infraestructura física instalada o por evaporación.
Se manifiestan como fugas en las juntas de interconexión entre tuberías y elementos
accesorios (piezas especiales, válvulas, ventosas, medidores, grifos), y fugas por fisuras,
roturas, filtraciones y goteos en las diversas unidades del sistema. Las pérdidas por
evaporación más comunes ocurren en los canales abiertos de aducción, en los estanques de
almacenamiento y plantas de tratamiento.
Las pérdidas físicas son función de varios factores sobre los cuales se pueden o no ejercer
acciones de control. Se destacan los indicados a continuación:
a) Presiones internas: son aquellas a que están sometidas internamente las tuberías, y en
cualquier punto analizado presentan tres situaciones distintas en cuanto a su magnitud: i)
presiones dinámicas: ocurren en condiciones normales de escurrimiento del agua; ii)
presiones estáticas: son de mayor magnitud que las dinámicas y ocurren en condiciones
de interrupción del escurrimiento del agua; iii) sobrepresiones: son aquellas generadas
cuando ocurren cambios bruscos en las condiciones del escurrimiento del agua,
provocados por corte de energía, o cierres rápidos de válvulas. Son las llamadas
presiones de golpe de ariete, que muchas veces llegan a sobrepasar en el doble a las
presiones normales de trabajo (dinámicas).
La experiencia en la operación de los sistemas y los estudios y análisis del
1
comportamiento de las pérdidas frente a las presiones a que están sometidos han
comprobado el efecto de mayor frecuencia de roturas en función del aumento de las
presiones. Normalmente, esta mayor frecuencia se registra durante la noche, cuando el
menor consumo nocturno somete a las tuberías de distribución a presiones cercanas a la
estática, o en situaciones de sobrepresiones, por efecto del golpe de ariete. Las altas
presiones también provocan el aumento de las secciones de las roturas y
consecuentemente el de los caudales que se pierden.
b) Calidad de los materiales y procesos constructivos: son factores definidos en el diseño y
especificados en función de la presión a que estarán sometidas las tuberías, piezas
especiales y elementos estructurales, así como también en función de la calidad del agua
conducida y del suelo donde serán instaladas dichas unidades del sistema. El empleo de
material y procesos constructivos inadecuados y la falta de control de calidad, hacen que
los sistemas se tornen más vulnerables a las roturas, filtraciones, corrosiones o
incrustaciones, generando una mayor probabilidad de pérdidas.
El estado de
conservación de cada tipo de material es función del tiempo de servicio y de los
procedimientos de mantención utilizados.
c) Calidad del agua: influye directamente sobre la vida útil de los materiales empleados para
transportarla. Aguas que presentan bajos niveles de pH provocan corrosión interna de las
1
Techical Working Group on Waste of Water-Leakage Control Policy and Practice-Standing
Technical Committee reports, Number 26.
tuberías y elementos accesorios, principalmente en puntos donde existan fallas en los
revestimientos de los mismos (capa de cemento en tubos de fierro fundido y bitumix en los
de acero). Las aguas con alto contenido de sulfatos actúan igualmente con efectos
corrosivos en tuberías de asbesto cemento y de hormigón. El efecto de la corrosión
aumenta la velocidad de deterioro de los materiales, generando una mayor probabilidad de
ocurrencia de pérdidas.
d) Raíces y piedras: son los principales factores externos de ocurrencia de pérdidas. Las
microfisuras en las tuberías de asbesto cemento generan humedad en el terreno,
atrayendo las raíces de los árboles, las que provocan fisuras y roturas en este tipo de
tubería.
Las piedras que eventualmente ingresan a las tuberías, principalmente durante los
servicios de reparaciones, también causan averías que pueden resultar en pérdidas por
roturas.
e) Siniestros que afectan a las tuberías: las intervenciones en arterias urbanas para
reparaciones de otras redes de servicio público (gas, aguas lluvias, energía, alcantarillado,
teléfono) pueden dañar las tuberías de aducción y distribución de agua potable,
provocando fisuras o roturas. La inexistencia o ineficiencia de un catastro técnico de los
diversos sistemas referidos, asociados a negligencias técnicas y constructivas, son los
elementos responsables de tales ocurrencias.
f) Presiones externas: son aquellas generadas por el tráfico de vehículos y sobrecarga del
relleno sobre las tuberías. La utilización de materiales y procesos constructivos
inadecuados generan la mayor ocurrencia de pérdidas por esta causa.
g) Tipo de suelo: influye en las pérdidas cuando el suelo presenta compuestos agresivos a los
materiales empleados en las tuberías y piezas especiales, pudiendo provocar problemas
de corrosión externa. Además, el grado de permeabilidad de los suelos influye en el
tiempo para que una fuga se haga visible en la superficie y sea detectada y reparada.
Cuando no ha sido empleado un método constructivo adecuado, los suelos de baja resistencia
mecánica y, por lo tanto, susceptibles de asentamientos, provocan desplazamientos de
tuberías que pueden resultar en pérdidas por roturas. También los efectos de movimientos
sísmicos sobre determinados tipos de suelo y de tubería pueden provocar roturas.
2. Pérdidas operacionales
Las pérdidas operacionales son los volúmenes de agua que se pierden por rebalse o
desagües en una etapa cualquiera del sistema, como consecuencia de fallas en su control
operacional y, por lo tanto, pueden ser evitadas.
3. Consumos operacionales
Corresponden a aquellos volúmenes que son desechados después de ser utilizados en el
cumplimiento de una función operacional: lavado de unidades, desagüe o expulsión del aire
atrapado en las tuberías. A pesar de corresponder a una parte del agua que no es
comercializada, representa una pérdida inevitable para el eficiente funcionamiento del
sistema y, por lo tanto, podrá ser excluida del volumen de pérdida total del SAP.
B. Pérdidas comerciales
Son los volúmenes de agua consumidos por los usuarios pero que no son registrados o estimados
por la empresa y, por lo tanto, no son facturados y constituyen una pérdida de ingreso para la
empresa.
1. Pérdidas por errores de medición
Los medidores de agua potable presentan errores asociados al registro de volúmenes, los cuales
son función, principalmente, de la estructura de consumo, del tipo de medidor utilizado,
calidad del agua y volumen acumulado en el transcurso del tiempo. Las pérdidas por errores
de medición pueden deberse a las siguientes causas:
a) Insensibilidad:
corresponde al volumen consumido pero no registrado por los
micromedidores debido a la tendencia sistemática que presentan estos instrumentos a
subvalorar la medición cuando los caudales de consumo son inferiores a su límite de
sensibilidad. El uso de medidores sobredimensionados agrava las distorsiones de
medición por insensibilidad, representando un menor registro de los consumos.
b) Subcontaje e imprecisión: Corresponde al volumen consumido pero no registrado en los
micromedidores, debido a su descalibración natural provocada por el tiempo de uso, falta
de limpieza o de sustitución de las piezas.
2. Pérdidas por ausencia de medición
Corresponde a la diferencia entre los volúmenes que son efectivamente consumidos y aquellos
estimados por la empresa para efectos de facturación, en caso de ausencia de
micromedidores, o cuando estos se encuentran detenidos.
3. Pérdidas por consumo fraudulento
Corresponde a los consumos de agua a través de conexiones clandestinas y que no son
medidos o estimados por la empresa. Pueden ocurrir a lo largo de las tuberías y de los
elementos accesorios (piezas especiales, válvulas, ventosas o grifos) de las etapas de
producción y distribución. Los más comunes se producen en esta última etapa, donde se
caracterizan como: medidor invertido, arranques conectados clandestinamente y by-pass del
medidor.
4. Pérdidas por consumo de utilidad pública
Ocurre cuando la empresa permite la extracción gratuita de agua desde los grifos para: extinción
de incendios, regadío de áreas verdes, lavado de calles y entretención. Estos volúmenes
también podrán ser excluidos del volumen de pérdida total del SAP.
II.
Caracterización de los sistemas de agua potable y análisis de sus pérdidas
A continuación se presenta una descripción de las unidades constituyentes de los SAP, destacándose los
puntos más significativos en relación a sus pérdidas.
A. Etapa de producción
La etapa de producción incluye las unidades de captación, aducción, plantas de elevación y de
tratamiento. La Figura N° 2.3 presenta las diversas unidades de esta etapa, señalando los
elementos donde hay más probabilidad de ocurrencia de pérdidas.
1. Captación
Es la unidad del sistema que permite el aprovechamiento del agua de una fuente para el
abastecimiento de una ciudad o centro de consumo.
Las fuentes pueden ser superficiales (ríos, lagos, quebradas, u otras) o subterráneas (napas
freáticas o artesianas). La elección de una fuente depende fundamentalmente de la calidad
de sus aguas, su capacidad de atender la demanda requerida, su ubicación relativa al centro
de abastecimiento (topografía y distancia) y del valor del agua cruda. Estos factores deben
ser considerados en un análisis costo-beneficio de probables alternativas, eligiéndose la
fuente que ofrezca los menores costos de explotación.
Figura N° 2.3
Sistema de agua potable - etapa de producción
Puntos de ocurrencia de pérdidas
Tramo captación - planta de tratamiento
EMBALSE
VÁLVULA DE
CORTA
MEDIDOR DE
CAUDAL
VENTOSAS
(VALV. DE
EXPULSIÓN DE
AIRE)
PLANTA DE
TRATAMIENTO
VÁLVULA DE
CORTA
VÁLVULA DE
DESAGÜE
Tramo planta de tratamiento - estanque de regulación
VENTOSAS
(VALV. DE
EXPULSIÓN DE
AIRE)
VÁLVULA DE
CORTA
ESTANQUE DE
REGULACIÓN
VÁLVULAS DE
DESAGÜE
PLANTA DE
ELEVACIÓN
MACROMEDIDOR
ESTANQUE DE
AGUA TRATADA
Para las fuentes superficiales la captación puede ser una bocatoma directa en un río, o a
través de una estructura de regulación (embalse) y torre de toma. Para las fuentes
subterráneas la estructura de captación se hace a través de la perforación de pozos o
sistema de drenes y la instalación de equipos de bombeo.
Normalmente las aguas subterráneas presentan una mejor calidad que las aguas
superficiales, las cuales están sujetas en el transcurso del año a variaciones en sus
parámetros físico-químicos principales, tales como: turbiedad, color, sólidos disueltos y en
suspensión. Tales variaciones influyen sobre los tipos y cantidades de productos químicos
utilizados y, por lo tanto, sobre los costos de tratamiento y las pérdidas por consumos
operacionales (lavado de decantadores y filtros).
Las pérdidas de agua en los SAP obligan a aumentar los consumos de energía y a
sobredimensionar o adelantar las inversiones necesarias para captar las aguas desde las
fuentes
2. Aducciones
Las aducciones consisten en estructuras por las cuales se transporta el agua entre las
unidades del sistema: captación a planta de tratamiento, planta de tratamiento a estanques
de regulación e interconexiones entre estanques de regulación.
Dependiendo de las cotas topográficas relativas entre las diversas unidades, las aducciones
pueden funcionar gravitacionalmente o por bombeo.
Las aducciones gravitacionales pueden funcionar hidráulicamente como canales (abiertos o
cerrados) o como conductos bajo presión, mientras que las por bombeo funcionan siempre
bajo presión.
Las tuberías bajo presión están dotadas de diversos elementos accesorios tales como: i)
piezas especiales, que permiten las interconexiones en puntos singulares de las tuberías
(cambio de diámetro y de dirección e interconexión con otros elementos); ii) válvulas de corta
y de desagüe, que permiten interrumpir el flujo o descargar las tuberías; iii) válvulas de
expulsión de aire (ventosas); iv) medidores de caudal o volumen y; v) válvulas reguladoras o
reductoras de presión.
Los canales son dotados de cámaras que permiten la instalación de medidores de caudal y
válvulas o compuertas para desagües.
Cada punto de las tuberías o canales donde estén instalados cualquiera de estos elementos
accesorios pueden representar un punto de vulnerabilidad del sistema en cuanto a las
pérdidas. La magnitud de los caudales, reflejada en los diámetros de tuberías y dimensiones
de los canales, y la presión a que estén sometidas las tuberías, también contribuyen a
aumentar estas pérdidas, principalmente en las aducciones por bombeo, que están sujetas a
mayor frecuencia de sobrepresiones del golpe de ariete.
En las aducciones por canales, el riesgo de contaminación, las fallas en los revestimientos y falta
de cubierta son los principales factores de pérdidas físicas por filtraciones y evaporación, lo
que contraindica el empleo de este tipo de estructura para el transporte de agua tratada, que
ya tiene incorporado costos de productos químicos y energía.
3. Plantas de elevación
Las plantas de elevación son instalaciones destinadas al bombeo del agua y se constituyen
de una cámara de bombeo, elementos hidráulicos (tuberías de succión y descarga de las
bombas, conjunto motor-bomba, válvulas, piezas especiales) y elementos eléctricos, los
cuales normalmente se encuentran instalados en edificaciones ad-hoc.
Los elementos hidráulicos se encuentran sometidos a las sobrepresiones del golpe de ariete, por
lo que cualquier falla de estanqueidad entre las interconexiones, provocadas por mala
instalación o materiales inadecuados (principalmente en términos de soporte de presiones),
además de causar trastornos operacionales e interrupciones del suministro, pueden
representar pérdidas de agua.
4. Plantas de tratamiento
El proceso de tratamiento a que se debe someter el agua cruda tiene por objetivo
transformarla en agua potable. Para las aguas de fuentes subterráneas, el tratamiento
consiste, normalmente, en desinfección con cloro, a menos que presenten algunas
sustancias que requieran ser removidas.
Las aguas de fuentes superficiales generalmente exigen un tratamiento completo, el que
consiste de los procesos de coagulación, decantación, filtración y desinfección, los cuales
permiten la remoción de las partículas sólidas presentes en el agua y garantizan su calidad
bacteriológica. Estos procesos se realizan en la planta de tratamiento, que consiste de un
conjunto de estanques (cámaras de mezcla de coagulantes, floculadores, decantadores,
filtros, cámaras de desinfección) interconectados por canales, ductos y galerías. Además, de
un conjunto de elementos hidráulicos y equipos (tuberías, piezas especiales, válvulas de
diversos tipos, compuertas, medidores de caudal, nivel y presión, conjuntos moto-bombas),
que permiten realizar las operaciones de tratamiento y lavado.
Las unidades estructurales de la planta de tratamiento (estanques), elementos hidráulicos y
equipos están sujetos a deteriorarse con el tiempo y el uso por efecto de la erosión, corrosión
o incrustaciones provocadas por la calidad del agua, de los productos químicos utilizados y
por los propios procesos operacionales, generando pérdidas físicas por filtraciones, fisuras,
roturas o fallas en la estanqueidad.
También ocurren pérdidas por evaporación y por consumos operacionales. Estos consumos
se producen debido a los desagües para vaciamiento de los estanques y a la utilización de
volúmenes de agua ya procesada para su lavado.
Las unidades que requieren mayor frecuencia y volumen para lavado son los filtros. Puede
haber un sobre-consumo operacional en caso del uso de equipos o tecnologías inadecuadas,
mano de obra no calificada o sin entrenamiento, cambios significativos en la calidad del agua
cruda o por ineficiencia del proceso de tratamiento en cada una de las unidades anteriores.
Las pérdidas físicas y consumos operacionales en una planta de tratamiento representan
pérdidas de agua ya procesada, por la que se ha incurrido en costos debido a los consumos
de energía y de productos químicos utilizados en los procesos de captación, aducción y
tratamiento.
B. Etapa de distribución
La etapa de distribución comprende los estanques de regulación y almacenamiento, la red de
distribución y arranques e instalaciones domiciliarias. La Figura N° 2.4 presenta las diversas
unidades componentes de esta etapa, con indicación de los puntos de mayor probabilidad de
ocurrencia de pérdidas.
1. Estanques de regulación
Son unidades destinadas al almacenamiento y regulación de los volúmenes de agua
requeridos para la distribución, acumulando agua en horas de bajo consumo y reforzando la
entrega en horas de mayor consumo. Su empleo permite que las unidades de producción
sean dimensionadas para los consumos máximos diarios mientras que la
red es
dimensionada para atender los consumos máximos horarios. Además, permite mantener los
niveles máximo y mínimo de presión recomendados para el funcionamiento de la red de
distribución, flexibilidad operacional y ahorro de gastos de energía para bombeo.
La determinación del número, ubicación, tipo, cotas y volúmenes de los estanques debe
basarse en un estudio económico de costo/beneficio, entre diversas alternativas técnicamente
viables, considerando las características urbanas y topográficas del área por abastecer los
consumos previstos y la distribución relativa de los demás elementos del sistema.
Dependiendo de su capacidad y requisitos estructurales, los estanques pueden ser de
hormigón armado o metálico (menores capacidades), o del tipo elevado, superficial o
semienterrado, dependiendo de las cotas topográficas de la zona donde puedan ser
construidos y las de aquellos puntos más lejanos o más elevados de su área de influencia.
Siempre que las condiciones topográficas lo permitan, conviene evitar la construcción de
estanques elevados, porque representan un mayor costo. Las ciudades que se desarrollan en
áreas prácticamente planas requieren un mayor número de estanques elevados, para
mantener las presiones recomendadas en la red.
En los estanques pueden ocurrir pérdidas físicas por filtraciones en su estructura o por fallas de
estanqueidad en sus tuberías de alimentación, salida y desagües. Las filtraciones en los
estanques superficiales o semienterrados pueden, dependiendo de la permeabilidad del suelo
y/o inexistencia de un sistema de drenaje, no hacerse visibles, ocasionando pérdidas por
largos periodos hasta que éstas sean detectadas.
Figura N° 2.4
Sistema de agua potable - etapa de distribución puntos de ocurrencia de pérdidas
Tramo estanque de regulación - arranques domiciliarios
ESTANQUE DE
REGULACIÓN
VÁLVULA DE CORTA Y
MACROMEDIDOR
SECTOR 1
VÁLVULA REDUCTORA DE PRESIÓN
VÁLV. DE CORTA Y MACROMEDIDOR
SECTOR
2
MATRIZ
GRIFOS
ARRANQUE
DOMICILIARIO
VÁLVULA DE
DESAGÜE
RED
SECUNDARIA
Detalle estanques de regulación
REBALSE
DESAGÜE PARA
LAVADO
DESDE LA
PLANTA DE
TRATAMIENTO
HACIA LA RED DE
DISTRIBUCIÓN
Los consumos operacionales en los estanques ocurren debido a su lavado, cuya frecuencia
depende de la calidad del agua a ser distribuida.
Las pérdidas operacionales por rebalse ocurren por ineficiencias en el sistema de
comunicación utilizado entre la unidad alimentadora y el estanque, falta de conocimiento del
comportamiento de consumo del área abastecida y, en la mayoría de los casos, como
resultado de una macromedición inexistente o deficiente.
2. Red de distribución
La red de distribución consiste en un conjunto de tuberías y elementos accesorios por los cuales
se realiza la conducción del agua desde los estanques de regulación hasta los consumidores.
Incluyen tuberías principales de transporte, llamadas matrices, y tuberías secundarias de
menor diámetro a partir de las cuales se realizan las interconexiones hacia los arranques
domiciliarios.
La red de distribución puede ser sectorizada con el objeto de mantener las presiones dentro de
límites mínimos y máximos recomendados para su operación y el control de sus pérdidas. La
sectorización consiste en dividir la red de distribución en sectores y subsectores aislados
hidráulicamente, teniendo bien definidos sus puntos de alimentación, límites físicos,
consumos y niveles de presión.
Cada uno de los sectores y subsectores pueden estar alimentado directamente por un
estanque o a través de válvulas reductoras o reguladoras de presión, instaladas en puntos de
traspaso entre sectores.
Los sectores y subsectores, dependiendo de su área y de la necesidad de control de
pérdidas, pueden ser subdivididos en otros menores, aislados hidráulicamente mediante el
empleo de válvulas de corta. Son los llamados distritos de distribución, los cuales permiten la
flexibilización operacional y de mantenimiento del sistema, evitando que grandes áreas
puedan ser perjudicadas por interrupciones del suministro, cuando sean necesarias
reparaciones o intervenciones en la red. Además, la subdivisión de la red en distritos permite
evaluar con mayor precisión los consumos que en ellos se realizan, presentándose como una
herramienta importante para la detección de las fugas.
Los materiales normalmente encontrados en la red de distribución dependen del sistema de
agua potable siendo normalmente utilizados fierro fundido, asbesto cemento, hormigón, acero
y PVC. Su elección se hace en función de las características técnicas requeridas y de su
disponibilidad y precios en el mercado.
Los elementos accesorios utilizados en la red son del mismo tipo que los utilizados en las
líneas de aducción, señalados anteriormente en la letra A.2.
El comportamiento de las pérdidas físicas en la red de distribución es similar al de las
aducciones, en cuanto a los factores de que dependen: presión interna, calidad y estado de
conservación de los materiales, métodos de construcción empleados, etc., los cuales fueron
señalados en el punto I.A.1. Sin embargo, la extensión de las tuberías, el número
significativamente superior de sus elementos accesorios (piezas especiales, válvulas, grifos),
y de factores externos (tráfico de vehículos, interferencia de servicios en otras redes
públicas), las exponen a una mayor probabilidad de roturas y fallas de estanqueidad que se
traducen en pérdidas físicas de agua.
Otra causa de pérdida en la red son los consumos operacionales que corresponden a los
desagües para la limpieza, interconexión de nuevas obras y su puesta en marcha, y los
volúmenes retirados en grifos y ventosas para la expulsión del aire atrapado en las tuberías.
También los volúmenes retirados de los grifos para desobstrucción de colectores de
alcantarillado.
3. Arranques domiciliarios
El arranque domiciliario es la unidad del sistema por la que se entrega el agua al consumidor
y se compone de tuberías, piezas especiales, válvulas y el medidor. Incluye el tramo desde
la línea de distribución hasta el medidor. Es la unidad física que permite la comercialización
del sistema, o sea, la venta del agua.
Las pérdidas físicas en los arranques son causadas por falta de estanqueidad en las conexiones
de piezas especiales, válvulas y medidores, o por fisuras y roturas provocadas principalmente
por exceso de presión y falta de protección del arranque.
Las pérdidas comerciales se deben a la imprecisión e insensibilidad del medidor, ausencia de
medición o existencia de arranques fraudulentos, tal como ya se señalo en punto I.B. La
Figura N° 2.5 ilustra las pérdidas comerciales.
Figura N° 2.5
Arranque domiciliario
Punto de ocurrencia de pérdidas comerciales
ARRANQUE
FRAUDULENTO
MICROMEDIDOR
PÉRDIDAS
DOMICILIARIAS
BY PASS
Detalle de arranque domiciliario con micromedidor y by pass
MICROMEDIDOR
VÁLVULA DE
CORTE
ARRANQUE
BY PASS
RED SECUNDARIA
4. Instalaciones domiciliarias
Las instalaciones domiciliarias pueden ocasionar pérdidas comerciales que se manifiestan como
bajos caudales (goteos), que son inferiores al límite de sensibilidad de los medidores. Las
más frecuentes se registran como consecuencia de desperfectos en las válvulas y diversas
piezas especiales de las instalaciones
III.
Medidas de control y reducción de pérdidas
Las medidas de control y reducción de pérdidas que pueden ser adoptadas por una empresa dependen del
conocimiento de su nivel real de pérdidas en cada una de las etapas del sistema. Para tal
efecto se debe realizar un diagnóstico que permita conocer la situación en que se
encuentra la infraestructura física instalada, la eficiencia operativa y comercial de la
empresa y las medidas de reducción de pérdidas que ya son usadas.
A partir de esta información se pueden establecer medidas de optimización de la situación actual y
posteriormente definir estrategias de acción y priorización en la ejecución de proyectos de control y
reducción de las pérdidas.
Un programa de control y reducción de pérdidas no debe ser una acción de carácter aislado dentro de la
empresa, sino un sistema integrado del cual puedan participar representantes de todas las
áreas (técnica, operacional, comercial, administrativa) y, preferentemente, mediante la
creación de una unidad de coordinación de todas las acciones requeridas, y que sea
adecuada a la conformación y realidad institucional de la empresa.
Las medidas de control y reducción de pérdidas pueden ser agrupadas conforme a los tipos de pérdidas
analizadas, es decir: físicas, operacionales y comerciales.
A. Pérdidas físicas
Las medidas para el control y reducción de las pérdidas físicas pueden ser las siguientes:
1. Normas de diseño y especificaciones técnicas
Es conveniente que las normas técnicas definan los procedimientos y recomendaciones
orientados a la reducción de las pérdidas en los SAP, los cuales deben ser considerados en
las etapas de diseño del proyecto y ejecución de las obras de nuevos sistemas o de
ampliación de los existentes.
Para los sistemas existentes, se recomienda analizar la necesidad de adecuación de algunas
unidades respecto a los niveles de presión en la red.
Las especificaciones de los materiales de acuerdo a las condiciones de servicio a las que van
a estar sometidos, el control de calidad al recepcionarlos, la inspección durante la ejecución
de las obras, la realización de pruebas de presión y de estanqueidad antes del cierre de las
zanjas y puesta en marcha de los sistemas, constituyen una recomendación en cuanto a la
prevención de las pérdidas.
2. Mantenimiento correctivo
Consiste en trabajos de reparación o reposición de elementos del SAP, tras la ocurrencia del
daño provocado por la falla. Es, por lo tanto, una medida o método pasivo de control de
pérdidas físicas y su desventaja es actuar sobre las pérdidas solamente cuando estas se
hacen visibles o cuando los efectos de bajas presiones y caudales comprometen,
temporalmente, la calidad del servicio suministrado.
Las empresas en general ejecutan el mantenimiento correctivo mediante un sistema de atención
de emergencia, constituido de una central telefónica de llamados de atención al público,
cuadrillas entrenadas y equipadas con material de reposición, herramientas y vehículos
adecuados. Este sistema permite ejecutar los trabajos para restaurar las condiciones
normales de funcionamiento del SAP en el menor tiempo posible, en consecuencia, reducir
las pérdidas físicas provocadas por las fallas.
Cuando se efectúa el mantenimiento correctivo, se recomienda elaborar una estadística de
fugas (sistema de información de fallas), con el objetivo de, a partir del conocimiento de la
causa de los daños, hacer una programación para la reducción de éstos a través del
mantenimiento preventivo.
3. Mantenimiento preventivo
Consiste en la realización periódica de trabajos de inspección, pruebas de rutina,
lubricación, reparación y reposición parcial o total de elementos del SAP, con el propósito de
mantenerlos en buenas condiciones de funcionamiento y así reducir los costos totales
derivados de las fallas, evitando que se produzcan pérdidas de agua e interrupción del
suministro de servicio.
En general, las acciones de mantenimiento como medida preventiva de reducción de
pérdidas pueden involucrar todas las unidades del sistema, con énfasis en los elementos
accesorios de las tuberías de aducción y distribución: válvulas y medidores (macro y micro);
válvulas, compuertas y equipos de las plantas elevadoras y de tratamiento y elementos
estructurales (estanques de regulación y unidades de la planta de tratamiento).
4. Control de presiones en la red
El control de las presiones en la red de distribución, a través de su sectorización, ha
demostrado ser una medida efectiva en la reducción de las pérdidas físicas. Para lograrlo
se divide la red en distintos sectores de distribución, tal como fue señalado en el punto II.B.2.
El nivel mínimo de presión está definido por ley y debe ser aquel que permita el adecuado
funcionamiento de las instalaciones domiciliarias y equipos domésticos, mientras que el
máximo debe ser aquel que permita conjugar factores técnico-económicos para la empresa,
analizándose los beneficios relacionados con las menores presiones (empleo de materiales
de menores costos, reducción de la probabilidad de fallas en la red, menores caudales
perdidos en las fallas y un mejor control operacional), versus los costos involucrados para
obtenerlos.
En nuevos sistemas, la sectorización conviene que sea definida en la etapa de proyecto. En
los sistemas existentes se recomienda reestudiar su sectorización y adecuarla a la necesidad
de reducir pérdidas, donde el proyecto original admitía rangos de presión muy amplios (entre
15 a 100 mca.), o cuando fueron realizadas obras de ampliaciones de la red excediendo los
límites inicialmente establecidos.
Mientras menor sea la variación de presión en un sector, más eficaz será su control de
pérdidas. Por otro lado, mantener las variaciones de presión dentro de un rango mínimo,
implica la creación de un mayor número de sectores, situación que involucra complejidad
hidráulica para su aislamiento y aumento de los costos para ejecutarlos. Se debe buscar el
óptimo económico en términos de número de sectores y control de pérdidas esperado.
5. Control de fugas no visibles en la red
El control de fugas no visibles en la red se basa en la aplicación de métodos que permitan
detectar una fuga antes de su afloramiento. Ellos permiten reducir el tiempo de duración de
una fuga y además encontrar aquellas que nunca llegarían a ser visibles. Los principales
métodos empleados para la detección de fugas no visibles son:
a) Detección sistemática de fugas: consiste en la inspección sistemática de la red, utilizando
equipos de detección acústica para la localización de puntos de fugas no visibles, a partir
del sonido producido por la salida del agua a presión.
Dependiendo del tamaño del sistema, pueden ser utilizados equipos manuales, los cuales
exigen un operador debidamente entrenado para distinguir los sonidos característicos, o
equipos electrónicos (relacionador acústico), instalados en vehículos que hacen el
recorrido por la red. La detección sistemática en toda la red puede ser optimizada
aplicándola en sectores de la red que presenten mayor probabilidad de existencia de
pérdidas.
b) Medición distrital: Es un método de control de pérdidas en redes que permite planificar las
operaciones de detección de fugas, a partir del análisis de los datos aportados por
medidores de caudal. Estas medidas se instalan en los distritos de distribución, los cuales
pueden constituir sectores de presión independientes o pueden ser áreas separadas
dentro de un mismo sector.
Esta medición consiste en aislar hidráulicamente distritos de la red que incluyan entre
5.000 a 2.000 arranques domiciliarios. Se instalan, en forma temporal o permanente,
medidores de caudal en la entrada y eventualmente en la salida del distrito y se
determinan los consumos mínimos nocturnos y promedio diario, considerando sus
características industriales, comerciales y residenciales. Se monitorean y analizan estos
consumos durante un período y se determina la relación porcentual entre los consumos
1
nocturnos netos y el promedio diario (tasa de consumo mínimo nocturno).
Según criterios internacionalmente aceptados, esta tasa es buen indicador de las pérdidas
2
físicas en el distrito analizado. Cuando son superiores al 25% indican una alta
probabilidad de fugas en el distrito. En base a este antecedente se procede a realizar la
detección local de las fugas y su reparación.
Los cambios en el consumo mínimo nocturno de un distrito sirven para orientar los
trabajos de detección de fugas, mejorando su eficiencia.
1
2
Consumo nocturno neto = caudal ingresado al distrito menos consumos no residenciales
permanentes (industrias, hospitales, hoteles)..
JEFFCOATE, Philip y SARAVANAPAVAN, Arumukham, La Reducción y el control de agua
no contabilizada-Guías de Trabajo (Documento Técnico del Banco Mundial, N° 72.S).
La configuración de la red de distribución y las características de los consumidores son los
factores más importantes a tener en cuenta en la determinación de los límites y tamaño de
los distritos y cantidad de medidores requeridos para desarrollar la medición distrital.
Conviene priorizar la medición distrital ejecutándola en sectores mal abastecidos con
frecuentes roturas o con red muy antigua (vida útil cumplida) en los que se sospeche la
existencia de fugas.
c) Medición directa de fugas: permite determinar las fugas en un distrito menor de la red
mediante el balance entre el volumen medido en el punto de alimentación del distrito y los
consumos registrados en él.
Consiste en aislar hidraúlicamente, a través del cierre de válvulas, un sector de la red que
presente presiones prácticamente homogéneas y que incluya entre 200 a 1.000 arranques
domiciliarios. Se instala un medidor de caudal en la entrada del distrito y se compara su
registro con los consumos domiciliarios medidos. En base al resultado del balance se
procede a priorizar la detección local de la fuga entre los diferentes distritos analizados.
B. Pérdidas y consumos operacionales
Las medidas utilizadas para reducción de las pérdidas operacionales por rebalses y desagües
consisten en aplicar o mejorar los métodos de control operacional del sistema. Las medidas
más comunes para su reducción son:
i) instalación de macromedidores entre la etapa de producción y distribución, ii) instalación de
medidores de nivel en los estanques de regulación, iii) mejorar medio de comunicación entre
las unidades del sistema y iv) aplicar tecnología de telemedición y telecontrol a los elementos
pertinentes del sistema (macromedidores, válvulas reguladoras de presión y otros elementos
adaptados para tal función).
Generalmente los consumos operacionales más significativos en un SAP ocurren en la planta
de tratamiento. Las medidas usualmente empleadas para evitar sobreconsumos en las
operaciones de lavado de sus unidades son: i) mantenimiento preventivo de los elementos
más expuestos a desgaste y del medio filtrante, ii) ajustes periódicos en la operación de la
planta a partir del análisis de los consumos de agua de lavado de los filtros(volúmenes
utilizados, frecuencia, velocidades y caudales), iii) control de calidad del agua en cada uno de
los procesos, iv) capacitación del personal involucrado en la operación y v) adecuación de
las instalaciones a la calidad del agua cruda.
En las aducciones y red de distribución, los distintos servicios de mantenimiento preventivo o
limpieza deben ser programados de tal forma de evitar sucesivos desagües en el mismo
tramo o distrito.
C. Pérdidas comerciales
Las medidas adoptadas para reducir y controlar las pérdidas comerciales se relacionan con
acciones sobre los errores de medición y sobre los consumos fraudulentos.
1. Medidas de reducción de errores de medición
Son aquellas empleadas con el propósito de reducir las distorsiones entre el volumen de agua
potable efectivamente consumido por los clientes y el registrado por el sistema de medición.
Las medidas normalmente adoptadas son:
a) Mantenimiento correctivo: consiste en el reemplazo de los medidores a partir del momento
en que se detecta que no está cumpliendo su función para el que fue diseñado. Las
medidas que toma la empresa para minimizar el tiempo en que ocurre esta situación
consisten en: i) mejoramiento de la información entregada por la lectura de los
micromedidores, ii) análisis de consumo y iii) estimulación de denuncias y de reclamos de
clientes.
b) Mantención preventiva: Consiste en la realización de trabajos destinados a mantener el
funcionamiento de los medidores dentro de un nivel determinado de error de medición.
Este tipo de mantenimiento incluye trabajos de: calibración, reparación o sustitución de
algunas piezas del conjunto metrológico o reemplazo del medidor.
El reemplazo del medidor debe ocurrir cuando éste haya cumplido su tiempo óptimo de
funcionamiento, el cual es definido según un estudio técnico-económico que analiza el
volumen acumulado para el cual el costo de reposición del medidor más el costo asociado
a una menor facturación por errores de medición es mínimo.
c) Cambio tecnológico: Al programa de reemplazo de medidores por mantenimiento
preventivo se puede agregar el cambio tecnológico, que consiste en reemplazar los
medidores de transmisión mecánica (clase metrológica A), por medidores de una clase
metrológica superior (por ejemplo, los de transmisión magnética), que se refleja en una
mayor precisión de la medición realizada. También un mejoramiento en la forma de
instalar el medidor, empleando para ello un dispositivo estabilizador con el cual se evita
que el medidor se incline, evitando pérdidas por subcontaje.
d) Dimensionamiento correcto de arranques y medidores: Consiste en determinar las
distorsiones de la medición producto del dimensionamiento inadecuado de arranques y
medidores; en función de estos resultados programar el reemplazo correctivo de ellos,
incorporando los cambios de dimensionamiento cuando convenga.
En efecto, se debe buscar el equilibrio entre el diámetro del medidor, el del arranque y el
de la instalación interior, ya que si hay diámetros superiores a los efectivamente
necesarios, cuando los caudales se encuentren bajo el campo inferior de precisión del
medidor, se agravan los errores por subconteo. Por otro lado, los medidores de diámetro
subdimensionados, a pesar de ser más precisos, se deterioran más rápidamente al estar
sometidos a regímenes de caudal superiores a su capacidad máxima.
e) Sistema de lectura y registro de informaciones: Consiste en utilizar capturadores
electrónicos de datos que permiten minimizar los errores de lectura en terreno y el
traspaso de esta información para la facturación del servicio.
Los capturadores de datos también registran informaciones de localización, tipo y clase
socio económica del usuario, estado del medidor instalado y consumos periódicos. El
análisis de estos elementos permite detectar posibles pérdidas o desperfectos tanto en el
arranque como en el medidor.
f) Reducción de pérdidas intradomiciliarias: Consiste en establecer un conjunto de medidas
o acciones junto a los consumidores con el propósito de sensibilizarlos de la importancia
en la identificación y reparación de las pérdidas domiciliarias, las cuales normalmente
representan caudales que están dentro del rango de insensibilidad del medidor y, por lo
tanto, no se facturan.
Dependiendo de la magnitud de estas pérdidas, la propia empresa puede asumir los
gastos involucrados, incluyendo: i) reparación de instalaciones intradomiciliarias; ii) cursos
de talleres de gasfitería; iii) educación al consumidor sobre el correcto uso de las
instalaciones, utilización racional del agua e identificación de las pérdidas
2. Medidas de reducción de consumos fraudulentos
Son aquellas medidas destinadas a disminuir las pérdidas de facturación por consumos
fraudulentos a través de programas que permitan prevenir, corregir y sancionar las acciones
de terceros conducentes a la obtención fraudulenta de los servicios. Comprende los
siguientes programas: i) detección de arranques fraudulentos a través de denuncias de
posibles anormalidades hechas a partir del proceso de lectura, inspecciones en terreno e
informaciones del público en general; ii) investigación de arranques fraudulentos a partir de
servicios suspendidos de facturación, servicios con consumos anormalmente bajos para el
diámetro, tipo de cliente, y datos históricos del consumidor; iii) Creación de una unidad
especial dentro de la empresa, con atribuciones para corregir las irregularidades, incentivar
las denuncias, aplicar sanciones conforme lo establece la ley y definir una política que
permita la incorporación definitiva del infractor como cliente.
IV.
Selección de las medidas
De las medidas expuestas para control y reducción de las pérdidas, algunas presentan un carácter
de prevención, las cuales son incorporadas en la etapa de diseño del proyecto y ejecución de las
obras, mientras que otras son adoptadas para reducir estas pérdidas en sistemas ya existentes.
En general las empresas tienen incorporadas en su gestión, en menor o mayor grado de eficiencia, medidas
relativas a los mantenimientos correctivos y preventivos de los diversos elementos del
sistema. También existen medidas relacionadas con la cultura empresarial de la empresa
orientadas a la reducción de las pérdidas, tales como incentivos al personal en relación a
la gestión específica de cada área. Las medidas relativas a las pérdidas y consumos
operacionales y pérdidas comerciales pueden ser consideradas como optimización de la
situación actual, cuando no involucran inversiones "significativas". Los beneficios de
adopción de estas medidas pueden no ser asignados exclusivamente a la reducción de
pérdidas, sino también al mejoramiento de la eficiencia operacional y comercial del
sistema y de la imagen de la empresa.
Por otro lado, las medidas de control de fugas no visibles en la red de distribución generalmente
hacen parte de un proyecto de reducción de pérdidas que normalmente involucran "significativos"
costos, que es conveniente evaluarlo.
La selección de las medidas que a cada empresa le es conveniente aplicar, desde el punto de vista
económico, depende de evaluar los beneficios y costos asociados a cada una de ellas, hasta el
nivel que los costos marginales de reducirlas se igualan a sus beneficios marginales.
CAPÍTULO III
EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS FÍSICAS EN LA RED
I.
Metodología
El criterio que se utilizará para la evaluación de los proyectos consiste en elegir y ejecutar aquellos
cuyo VAN del flujo de fondos generado es positivo. Para esto deben identificarse, cuantificarse y
valorizarse los costos y los beneficios de cada proyecto, para luego construir el flujo de fondos y
calcular el VAN. Los costos y beneficios surgen de comparar la situación de la empresa sin y con
proyecto. El VAN de un proyecto representa el cambio en el valor de la empresa que resulta de la
realización del proyecto.
A. Determinación de las situaciones sin y con proyecto
En un sistema de agua potable que puede abastecer todo el consumo (no existe racionamiento),
la situación sin proyecto pertinente para la identificación de los costos y beneficios de los
proyectos está determinada por los siguientes factores:
1) Nivel de pérdidas físicas en la red, que obliga a captar y producir una cantidad de agua que es
mayor que la que finalmente se entrega al cliente, con el consecuente
sobredimensionamiento de las instalaciones y el consumo adicional de productos químicos y
energía. Además, la reparación de las pérdidas significa para la empresa un gasto que
aumenta con la cantidad de fugas que se deben reparar.
2) Programas de control de pérdidas físicas actualmente ejecutados en la empresa y sus costos
de operación.
3) Plan de inversiones para aumentar la capacidad de captación, producción y distribución de
agua potable del sistema, incluyendo la adquisición de nuevos derechos de agua. Para
determinar los costos de estas inversiones y el momento en que deben llevarse a cabo, se
proyecta la producción requerida de agua potable para satisfacer los incrementos del
consumo. Esta producción es igual a la suma del consumo y las pérdidas físicas del sistema
más coeficientes técnicos de caudales diarios y horarios que se utilizan para el
dimensionamiento de las obras. Cuando la producción proyectada iguala la capacidad
máxima del sistema, deben entrar en operación las nuevas instalaciones que amplían dicha
capacidad. El monto y momento en que se ejecutan las inversiones dependen entonces de la
evolución futura tanto de la demanda como de las pérdidas físicas.
La situación con proyecto corresponde a los nuevos programas de reducción de pérdidas que
se agreguen o reemplacen a los considerados en la situación sin proyecto. Estos nuevos
programas exigen nuevas inversiones que pueden modificar los costos de operación.
Si los nuevos programas de control de pérdidas tienen resultados positivos, el nuevo nivel de
pérdidas en la red será menor que el considerado en la situación sin proyecto, reflejándose
en una disminución de las cantidades de productos químicos y energía utilizados en la
producción y distribución de agua.
A su vez, las inversiones de aumento de la capacidad podrán efectuarse en una fecha
posterior a lo de la situación sin proyecto.
Lo expuesto anteriormente está bajo el supuesto que los sistemas no están sometidos a
racionamiento en el consumo. Si se presenta esta situación, las pérdidas de agua que se
logran recuperar con los proyectos son destinadas a satisfacer el mayor consumo. En este
caso, lo que interesa destacar en las situaciones sin y con proyecto es el nivel de facturación
en cada caso.
B. Beneficios y costos
De comparar las situaciones sin y con proyecto descritas en el numeral A, pueden identificarse
los siguientes beneficios:
1) reducción de costos variables para producir agua potable: costo de productos químicos y
costo de energía.
2) beneficio de postergar las inversiones destinadas a aumentar la capacidad del sistema para
satisfacer el incremento del consumo.
3) mayor facturación en situaciones de racionamiento al consumo.
En cuanto a los costos, deberán considerarse los requeridos para operar las medidas
(remuneraciones, materiales, combustible para vehículos, costo de reparar fugas, entre otros), y
las inversiones en infraestructura, incluyendo costos de instalación de los equipos (equipos de
detección de fugas, vehículos, medidores, refuerzos de red, construcción de cámaras, válvulas
reguladoras y otros, dependiendo de la naturaleza de cada proyecto).
C. Cuantificación de los beneficios por postergación de inversiones de ampliación de la capacidad
del sistema
En la situación sin proyecto las inversiones previstas de ampliación de la capacidad del sistema
son Io1, Io2,.....Ioj, las cuales están programadas realizarse en los años k1, k2.....kj,
respectivamente. En la situación con proyecto, las inversiones son I1, I2,....Ij, las cuales se
realizarán en los años m1, m2,.....mj respectivamente, como consecuencia de haber desplazado
la curva de producción requerida debido a la reducción de las pérdidas. El beneficio financiero
por la postergación de inversiones de ampliación de la capacidad de producción y distribución
del sistema es la diferencia del Valor presente de las inversiones de las situaciones con proyecto
versus la sin proyecto, según se muestra en el Gráfico N°3.1.
Gráfico N°3.1
Beneficio por postergación de inversiones
I01
I02
I03
I04
I0J
⇒VPS/P
Situación sin proyecto
(s/p)
0
k1
k2
k3
I1
I2
k4
kj
I3
Ij
⇒ VPC/P
Situación con proyecto
(c/p)
0 m1
m2
m3
mj
⇒ VPC/P -VPS/P
Beneficios: Fi = I1i - I0i
0
F1
F2
F3
F4
FI
Las inversiones Ij pueden ser iguales o diferentes a las Ioj dependiendo de la evolución de las
producciones requeridas en el período de evaluación. En el caso de sistemas de abastecimiento
de agua potable a poblaciones con bajo crecimiento y consumos por arranque aproximadamente
constantes, las inversiones Ij serán inferiores a las Ioj, pudiendo llegar incluso a ser innecesario
realizarlas (Gráfico N° 3.2). En cambio, en poblaciones que presentan un mayor crecimiento en
el tiempo, las inversiones Ij serán en general iguales a las Ioj, pero desplazadas en un lapso (l)
que dependerá de la magnitud total de la reducción de las pérdidas y de la tasa de crecimiento
de los consumos proyectados (Gráfico N°3.3).
Gráfico N° 3.2 Inversiones con bajo crecimiento de la prod. requerida
vol/t
Capacidad c/p
Capacidad s/p
Prod. requerida s/p
I0K
Prod. requerida c/p
s
i
k
años
Donde
s:
desplazamiento de la curva de producción requerida debido a la reducción de
pérdidas en el año i.
I0k: Inversión de aumento de capacidad en el año k en la situación sin proyecto
Gráfico N° 3.3
Inversiones con mayor crecimiento de la prod. requerida
Capacidad c/p
vol/t
Capacidad s/p
I0k
I0m
Prod. requerida s/p
Producción requerida c/p
s
i
k
?
m
años
l
Donde
l:
lapso de la postergación de las inversiones de ampliación de capacidad
I0m: inversión I0 de aumento de capacidad realizada en el año m
El lapso “l” en que se postergan las inversiones se calcula considerando que la curva de
producción requerida con proyecto “c/p” se desplaza en forma paralela, es decir, con la misma
pendiente “a” de la curva de producción requerida sin proyecto “s/p”. De esta forma la cantidad “l”
se determina despejando la siguiente expresión:
tan α =
s
l
En forma aproximada, el beneficio financiero se puede calcular aproximando el flujo de fondos de
inversión en aumento de la capacidad “Ii” a un Costo Anual Equivalente (CAE), con períodos de
reinversión en meses o años según sea pertinente de acuerdo a la magnitud de la reducción de
las pérdidas. El flujo de fondos CAE en la situaciones sin y con proyecto será el mismo, pero
desplazado en el tiempo el lapso “l”. De esta forma, el beneficio por la postergación de las
inversiones debido a la reducción de pérdidas “s” se calcula como el Valor Presente de la
diferencia entre los CAE de las situaciones: CAEcp- CAEs/p.
D. Cuantificación de la reducción de pérdidas
Para cuantificar la reducción de pérdidas originada por los distintos proyectos, deben
identificarse las variables que se modifican en cada caso: i) cantidad de fugas, ii) duración de la
fuga, iii) caudal por fuga y la relación que existe entre el cambio de estas variables y el cambio
en las pérdidas. A continuación, mediante un ejemplo sencillo, se muestra que la reducción de
pérdidas puede lograrse de diversos modos, ya sea actuando sobre: i) la tasa de aparición de
nuevas fugas, ii) el caudal que se pierde por cada fuga, iii) la duración de la fuga. En todos estos
casos, el resultado es el mismo y consiste en la disminución del volumen anual de agua perdida.
Si en una red de distribución de agua potable en la que cada 3 meses aparece una nueva fuga
1
(tasa de aparición de fugas) que en promedio tarda 2 años en transformarse en visible . La
política actual de control de pérdidas físicas en la red consiste en reparar sólo las fugas visibles
(control pasivo de fugas), sin hacer esfuerzos de detección. Esta situación corresponde a la
situación sin proyecto.
1
Documentos técnicos DTIAPA. El control de las pérdidas de agua en sistemas de
abastecimiento de agua potable (Lima-Perú, 1981).
A su vez, las alternativas propuestas para reducir las pérdidas son las siguientes: i) ejecutar
medidas de control de presiones, con las que se espera que se reduzcan tanto la tasa de
ocurrencia de fugas como el caudal perdido por cada fuga (situación con proyecto 1) y ii) ejecutar
medidas de detección de fugas no visibles mediante equipos acústicos, en cuyo caso lo que
cambia es la duración de la fuga, permaneciendo invariables el caudal por fuga y la tasa de
aparición de nuevas fugas (situación con proyecto 2).
Los Gráficos Nos. 3.4, 3.5 y 3.6 representan la evolución de las pérdidas en el tiempo para la
situación sin proyecto y para cada una de las dos situaciones con proyecto. El largo de cada
barra representa la duración de la fuga y el ancho representa el caudal que se pierde por ella. A
su vez, las áreas con sombreado oscuro (año 1998) representan el volumen anual perdido en
cada caso.
Gráfico No. 3.1 Situación sin proyecto
Gráfico N ° 3.1
Situación sin proyecto: Control p asivo d e fu gas
1996
1
2
3
4
5
6
7
1997
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
1998
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
1999
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
Afloram iento y
rep aración d e la fu ga
Origen d e la fuga
Pérd id a total p or año
(rep resentad a p or el
área con som bread o
oscu ro)
Gráfico N ° 3.2
Situ ación con p royecto 1: Control d e p resiones
1996
1
2
3
4
5
6
7
1997
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
1998
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
1999
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
8
9 10 11 12
Pérd id a total p or año
Gráfico N ° 3.3
Situ ación con p royecto 2: Detección d e fugas no visibles
1996
1
2
3
4
5
6
7
1997
8
9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7
1998
8
9 10 11 12
Pérd id a total por año
1
2
3
4
5
6
7
1999
8
9 10 11 12
6
7
Puede verificarse que el volumen anual de pérdidas se calcula de acuerdo a la siguiente
expresión:
V = λ ⋅ D ⋅ q En la ecuación N° 1, λ es la tasa de aparición de fugas (No/año), D es la duración
3
promedio de la fuga (en años) y q es el caudal promedio de cada fuga (en m /año
3
o l/año). V está expresada en m /año o l/año.
1. Detección sistemática
La duración de una fuga que se origina en algún punto de la red, depende de en qué lugar de
la misma se encuentre el vehículo detector de fugas. Si está a punto de pasar por el lugar, la
duración de la fuga será aproximadamente 0; si en cambio el vehículo acaba de pasar, la
duración de la fuga será T (tiempo que se tarda en recorrer completamente la red), ya que su
detección ocurrirá cuando el vehículo vuelva a pasar por ese lugar. Por lo tanto, cuando hay
detección de fugas, las fugas no visibles duran en promedio T/2. Si se destinan N vehículos a
recorrer la red en forma simultánea (cada uno recorriendo un sector determinado o todos los
vehículos efectuando el recorrido total pero equidistanciados entre sí) la duración promedio
de las fugas no visibles es D=T/2N.
2. Control de presiones
En el caso del control de presiones, la variable sobre la que se actúa es la presión máxima,
mínima y promedio de la red. Para determinar entonces la reducción de las pérdidas
ocasionada por un proyecto de estas características, debe conocerse la relación existente
entre las presiones en la red y los caudales perdidos. A este respecto, pueden resultar útiles
las conclusiones obtenidas por el Consejo Nacional de Agua del Reino Unido a partir de un
1
programa experimental llevado a cabo en 1977.
En este estudio se verificó que la reducción de altas presiones en la red provoca una
reducción de caudales perdidos proporcionalmente mayor, no verificándose la ecuación
teórica de Bernoulli (que establece que el caudal perdido por un orificio es proporcional a la
raíz cuadrada de la diferencia de presiones dentro y fuera del mismo). A partir de estos
experimentos, se determinó una curva representativa de la relación entre el caudal nocturno
neto suministrado al sector (caracterizado por un índice de pérdidas) y la presión nocturna
correspondiente (Gráfico N° 3.7). Debe tenerse en cuenta que esta curva depende
fuertemente de las características de cada sistema: tipo de materiales, antigüedad,
mantenimiento, etc. y sólo sirve como referencia.
La relación mostrada en el Gráfico N° 3.4 puede utilizarse para predecir el cambio en las
pérdidas ante un determinado cambio en la presión. Los pasos para hacerlo son los
siguientes:
a) Determinar el caudal nocturno neto (en l/h) y la presión nocturna actual de la zona (en
metros de columna de agua, mca);
b) Determinar a partir de la curva el índice de pérdidas correspondiente a la presión actual y a
la presión modificada;
c) Calcular el cociente entre el índice de pérdidas correspondiente a la presión modificada y el
correspondiente a la presión actual;
d) El caudal nocturno neto correspondiente a la presión modificada es igual al producto entre
el cociente determinado en 3) y el caudal nocturno neto actual.
1
Department of the Environment National Water Council. Leakage Control Policy and
Practice. Report N° 26 (july 1980).
Gráfico N° 3.7: Índice de pérdidas en función de la presión nocturna
100
90
80
índice de pérdidas
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
presión (mca)
3. Medición distrital
La metodología para calcular la reducción de pérdidas lograda con la medición distrital es
semejante a la de la detección sistemática, ya que en ambos casos el efecto es el mismo: la
menor duración de las fugas. La diferencia radica en que en la distritación no se requiere
recorrer el 100% de la red, ya que a partir de datos aportados por medidores instalados en los
distritos pueden dirigirse los esfuerzos de detección sólo a aquellos distritos en donde se
haya comprobado la existencia de pérdidas.
Considerar como ejemplo, una red de distribución hipotética que está dividida en 5 distritos.
Un vehículo detector de fugas tarda 1 semana en recorrer cada uno. Los distritos tendrán
más o menos pérdidas por fugas no visibles dependiendo de cuál sea la tasa de aparición de
fugas (λ), la duración promedio de la fuga (d) y el caudal por fuga (q) de cada distrito. A su
vez, λ depende de las características intrínsecas del distrito (presiones, material y antigüedad
de las cañerías, acción de cargas externas, entre otras), d depende de la frecuencia con que
se recorra el distrito y que depende fundamentalmente de la magnitud de la rotura y de la
diferencia de presiones. La pregunta que corresponde hacerse es: dados λ y q para cada uno
de los distritos, ¿con qué frecuencia se visitará cada distrito en promedio?
Para responder esta interrogante, suponer como ejemplo las siguientes cantidades (Cuadro
N° 3.1).
Cuadro N° 3.1 Pérdidas por fugas no visibles en cada distrito
Distrito
1
2
3
4
5
pérdida (m /mes)
304
179
467
245
267
λ (N°/mes)
13
7
19
10
11
q (m /mes)
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
D (años)
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
3
3
FUENTE: Elaboración propia.
Si se instalan medidores para balance de aguas o medición de caudal nocturno y se prioriza
el recorrido del vehículo detector de fugas en los distritos a partir de los datos aportados por
los medidores, el primer distrito en ser recorrido es el 4, luego el 3 y así sucesivamente. Una
vez reparadas las fugas de un distrito, comienzan nuevamente a originarse fugas de acuerdo
a la tasa de aparición de fugas. El Cuadro Nº 3.2 muestra la evolución de las pérdidas de
cada uno de los distritos y el distrito recorrido por el vehículo en cada mes.
Del Cuadro N° 3.2 puede verse que el distrito recorrido con más frecuencia es el Nº 3. El
tiempo que transcurre entre dos revisiones consecutivas de este distrito es de 4 meses por lo
que la duración aproximada de las fugas es de 2 meses. La pérdida estimada que habrá en el
3
3
distrito 3 es de 2 meses*19 fugas por mes*1 m por fuga=38m por mes, es decir,
3
aproximadamente un 8% de la pérdida original del distrito (467 m /mes). De esta manera, las
pérdidas por fugas no visibles de todo el sistema se reducen a un 13% del valor original,
como consecuencia de la distritación y del uso del vehículo detector de fugas.
Cuadro Nº 3.2 Evolución de las pérdidas por fugas no visibles
N° de distrito
1
2
3
4
5
Pérdida (m /mes) 304
179
467
245
267
λ (N°/mes)
7
19
10
11
q (m /mes) 1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
D (años) 2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
3
13
3
mes
distrito
recorrido
0
evolución de las pérdidas
3
total
3
(m /mes) a/
(m /mes)
% sobre pérdida
inicial
304
179
467
245
267
1462
100%
1
3
304
179
19
245
267
1014
69%
2
1
13
179
39
245
267
742
51%
3
5
25
179
58
245
11
518
35%
4
4
38
179
78
10
22
327
22%
5
2
51
7
97
20
33
209
14%
6
3
63
15
19
31
45
173
12%
7
1
13
22
39
41
56
170
12%
8
5
25
30
58
51
11
176
12%
9
3
38
37
19
61
22
178
12%
10
4
51
45
39
10
33
178
12%
11
1
13
52
58
20
45
188
13%
12
3
25
60
19
31
56
191
13%
FUENTE: Elaboración propia.
a/: Los números destacados corresponden a los distritos con mayor pérdida y que
corresponde recorrer con el vehículo detector (en un período se recorre aquel
distrito cuya pérdida del período anterior fue la más alta).
E. Tratamiento de la información para la evaluación de proyecto de reducción de pérdidas
Un factor que es clave para la ejecución exitosa de proyectos de reducción de pérdidas en
sistemas de agua potable, es contar con información confiable sobre cuáles son pérdidas
correspondientes a las distintas etapas del sistema y sobre la presencia de las distintas causas
que las determinan. De esta manera, para decidir la ejecución de los proyectos, debe tomarse
previamente la decisión de invertir para obtener información. Surgen entonces los siguientes
interrogantes: (i) Cuál es la información que se requiere para definir la conveniencia y prioridad
de los distintos proyectos; (ii) Cuál es la rentabilidad del proyecto “información”.
En primer lugar deben separarse y cuantificarse los distintos tipos de pérdidas, y definirse qué
posibles proyectos pueden ejecutarse para cada caso.
Teniendo en cuenta que la priorización de los proyectos se efectúa en base a la rentabilidad de
éstos, lo primero que se requiere es conocer de cada proyecto: (i) en qué medida contribuye a
reducir las pérdidas del sistema, (ii) cuál es el beneficio de esta reducción, y (iii) cuánto cuesta
ejecutar y operar dicho proyecto. Los costos son en general conocidos o relativamente fáciles de
determinar mientras que el obstáculo más fuerte para evaluar un proyecto es la cuantificación y
valoración de los beneficios. Los beneficios son mayores en la medida en que la reducción de
3
pérdidas originada es más grande y en la medida en que el valor de cada m es más alto.
En general, para cuantificar las pérdidas de cada etapa del sistema se requiere de
macromedición que permita efectuar balances de agua y determinar por diferencia las pérdidas
físicas, y micromedición para medir las pérdidas comerciales. Esto permitirá determinar en qué
etapa conviene centrarse en primer lugar. Para algunos sistemas, por ejemplo, la pérdida más
importante estará en la red de distribución mientras que en otros convendrá centrarse en las
aducciones, planta de tratamiento o micromedición.
Con respecto a la rentabilidad de la información, puede pensarse a ésta como un activo que
brinda flexibilidad a la empresa para enfrentar en forma óptima la reducción y el control de las
pérdidas. Un ejemplo de esto es la decisión de incorporar macromedición para apoyar las tareas
de detección de fugas no visibles. Si no se conocen las pérdidas por sectores, deberá recorrerse
sistemáticamente toda la red con la consecuente demora o aumento en los costos. Si en cambio
se cuenta con macromedición, será posible optimizar la detección de fugas recorriendo sólo
aquellos sectores que presenten fugas. Los beneficios de esta optimización pueden atribuirse a
la incorporación de información (brindada en este caso por macromedidores instalados en cada
sector). De este modo, será rentable obtener información si los beneficios de hacerlo son
mayores que los costos.
Por otro lado, en la medida en que las pérdidas tengan un comportamiento aleatorio, la
información sobre la evolución futura de las pérdidas agrega valor a la empresa porque permite
tomar decisiones sobre la conveniencia de adelantar o postergar la ejecución de un proyecto, y
en general, decisiones sobre el momento óptimo.
II.
Aplicación de la metodología al sistema de agua potable EMOS-Santiago
A. Descripción de la situación actual
Las pérdidas de agua potable en la red de distribución de EMOS-Santiago se componen de
acuerdo a lo indicado en el Cuadro N° 3.3 (porcentajes respecto del volumen total captado).
Cuadro N° 3.3 Pérdidas en la red de distribución EMOS-Santiago (1996)
Consumos operacionales
0.2%
Fugas no visibles
1.8%
Fugas con afloramiento
0.3%
Fugas no detectables
1.4%
Total pérdidas en la red:
3.7%
FUENTE: Gerencia de Operaciones EMOS
La estrategia empleada por EMOS para controlar las pérdidas por fugas, además del control de
presiones aplicado desde 1984, es el recorrido sistemático de toda la red (8.173 km) mediante
un vehículo equipado con un detector acústico de fugas. El Cuadro N° 3.4 muestra los caudales
de pérdidas detectados con este sistema:
Cuadro N° 3.4 Resultados detección de fugas no visibles en 1996
Mes
Recorrido
Caudal recuperado
1996
(km)
(l/s)
Enero
184
8
Febrero
114
4
Marzo
261
14
Abril
282
30
Mayo
361
8
Junio
289
5
Julio
335
6
Agosto
370
10
Septiembre
339
11
Octubre
298
23
Noviembre
254
26
Diciembre
189
30
3.276
175
Total
FUENTE: EMOS. Depto. de asistencia técnica.
El vehículo es operado por 2 cuadrillas de 4 personas cada una, que trabajan en dos turnos de 8
horas cada uno en los días de semana y las 24 horas los sábados, domingos y feriados. De
acuerdo a este esquema de trabajo, se tarda entre 2 años y medio y 3 años en recorrer toda la
red. Cuando se detecta una fuga, se efectúa un relevamiento de las características de la misma
(caudal y antigüedad estimados, material de la cañería, causa de la rotura) y se informa al
servicio de emergencia para su reparación. Como consecuencia de esta medida, se logra acotar
la duración de la fuga a un tiempo menor a 2 años (ya que cualquier punto de la red es revisado
cada 3 años). Debe tenerse en cuenta que las características del suelo de Santiago (ripio y
grava) dificultan el afloramiento de las fugas, por lo que se estima que el tiempo promedio que
1
transcurre entre el origen y el afloramiento de una fuga es por lo menos de 3 años.
El desarrollo del proyecto “detección sistemática con un vehículo” originó la reducción de las
pérdidas por fugas no visibles en la red en un 40% a partir de 1996 en promedio (Gráfico N° 3.8).
Si no se ejecutaba el proyecto, habría que haber adelantado el programa de inversiones para
aumento de la capacidad, por lo que se originó un beneficio de postergar inversiones, además
del ahorro de químicos y energía, El valor actual neto de dicho proyecto es de $2.102 millones.
Gráfico N° 3.8 Evolución de pérdidas por fugas no visibles sin y con proyecto “detección
sistemática 1 vehículo”
1
Documentos técnicos DTIAPA N° 1. El control de las pérdidas de agua en sistemas de
abastecimiento de agua potable (Lima-Perú, 1981)
16,000
14,000
fugas previstas
s/p (en miles
m3/año)
miles m3/año
12,000
10,000
8,000
fugas previstas
c/p (en miles
m3/año)
6,000
4,000
2,000
2017
2014
2011
2008
2005
2002
1999
1996
0
años
Desde el punto de vista del control de presiones, la red de distribución se encuentra dividida en
74 subsectores, cada uno de los cuales cuenta con válvulas reguladoras que permiten controlar
las presiones máximas y mínimas en cada sector. Además, se está ejecutando un programa
destinado a dotar de macromedición a cada uno de estos sectores.
B. Número óptimo de vehículos en la detección sistemática
1. Descripción de la situación sin proyecto
De mantenerse en el futuro la estrategia actualmente empleada por EMOS en relación a las
fugas no visibles, se ha proyectado el nivel de dichas pérdidas en base a los siguientes
supuestos:
a) EMOS comenzó a utilizar el vehículo detector en 1987 y en enero de 1996 cambió la
tecnología comenzando a utilizar aparatos Microcorr 5. Debido a esto, en la situación sin
proyecto, se espera que disminuyan tanto el caudal por fuga como la duración promedio
de la fuga. El caudal que se pierde por cada fuga disminuye porque el camión detector
permite detectar las fugas más tempranamente (debe tenerse en cuenta que el caudal
perdido por una fuga aumenta con el tiempo al acentuarse la magnitud de la rotura. Por
otra parte, la empresa terminará en los próximos 10 años de optimizar el control de
presiones ya ejecutado en la red, agregando telemetría y telecontrol, con lo que se espera
que también disminuya el caudal por fuga por esta razón.
b) Por otro lado, debido al crecimiento de la red, el vehículo detector emplea cada vez más
tiempo en recorrerla entera, lo cual incide en la duración promedio de la fuga, que crece al
mismo ritmo que la red (1.27% de crecimiento anual, valor que se estimó en base al
crecimiento de últimos 2 años).
c) A su vez, considerando que la empresa está llevando a cabo un plan de reposición de
cañerías y teniendo en cuenta que en la extensión de la red se utilizan cañerías nuevas,
se ha supuesto una tasa de aparición de fugas decreciente en el tiempo.
Las cantidades iniciales del caudal por fuga (q), duración promedio de la fuga (d) y tasa de
aparición de fugas (λ a partir de los cuales se efectuaron las proyecciones descritas son los
siguientes (a diciembre de 1997) y se muestra en el Gráfico N° 3.9.
a) q: a partir de los resultados de caudales recuperados en tareas de detección de fugas y
3
atención de emergencias, se estima un caudal por fuga de 1400 m /mes;
b) d: la duración promedio de la fuga pasa de 3 años en 1996 a 1.5 años en 1999. Para 1997
se considera una duración de 2,1 años.
c) λ considerando que el volumen total captado en 1997 llegará a 582.000.000 m , y que las
pérdidas por fugas no visibles representan el 1,75% del volumen captado, se espera que
3
las pérdidas por fugas no visibles de 1997 sean de 10.195.000 m . A partir de este valor y
de la expresión de las pérdidas p=λ*q*d se obtiene p igual a 289 fugas por año.
3
Gráfico N° 3.9 Evolución de pérdidas en la situación sin proyecto
q (m3/mes)
d (años)
2,50
1400
2,00
1350
1,50
1300
tasa de aparición de fugas
(#/año)
2020
2016
2008
2012
2020
2016
2012
2008
2004
2000
1996
12
10
8
6
4
2
0
2020
2016
2012
2008
2004
2000
2004
pérdidas totales (millones de m3)
300
250
200
150
100
50
0
1996
1996
2020
2016
2012
2008
2004
2000
0,00
1996
0,50
1200
2000
1,00
1250
2. Descripción de la situación con proyecto
El proyecto consiste en incorporar más vehículos a la detección de fugas no visibles. La
cantidad óptima será aquella que maximice el VAN del proyecto.
La incorporación de más vehículos tiene como efecto la reducción de la duración promedio de
la fuga, debido a que cualquier punto de la red es revisado con mayor frecuencia que la
correspondiente a un solo vehículo. Teniendo en cuenta que un vehículo tarda
aproximadamente 3 años en recorrer la red, las duraciones de la fuga para 2, 3, 4 y 5
vehículos son las que se indican en el Cuadro N° 3.5.
Cuadro Nº 3.5 Duración promedio de las fugas no visibles en la situación con proyecto
Cantidad
de
vehículos
Duración de las fugas no visibles con la
ejecución del proyecto
 T 
D=
 ; T = 36meses, N = 2,3,4,5
2* N
% de reducción de
pérdidas por fugas
detectadas (con
respecto a la situación
sin proyecto)
2
9 meses
50%
3
6 meses
67%
4
4,5 meses
75%
5
3,6 meses
80%
FUENTE: Elaboración propia.
3. Beneficios y costos del proyecto
a) Beneficios: La menor duración promedio de las fugas tiene como consecuencia
reducción de las pérdidas físicas en la red, lo que se traduce en 2 beneficios:
la
(i) ahorro de insumos variables: por cada m3 de agua que se evita perder en la red, EMOS
ahorra 2.56 $ en concepto de costos variables de producción (energía y productos
químicos);
(ii) beneficio por modificación del plan de inversiones para aumento de la capacidad. Se
estima que esta modificación es la postergación del cronograma de inversiones,
aunque en rigor debe establecerse cuál es el programa de inversiones óptimo sin
proyecto y cuál es el óptimo con proyecto siendo el beneficio del proyecto la diferencia
de los valores actuales de inversión de ambos flujos. Para hacerse una idea de las
magnitudes, considerar que una reducción de 10.000.000 m3 anuales en las pérdidas
físicas en la red permite abastecer el incremento del consumo de todo un año. Por lo
tanto, se obtiene un beneficio financiero resultante de postergar las inversiones
previstas para cubrir ese aumento en el consumo.
b) Costos: La incorporación de un vehículo adicional ocasiona un incremento en los costos
anuales de 77,4 millones de $ por año, compuestos de la siguiente manera: 63.6 millones
en remuneraciones al personal, 2.6 millones en costos de operación del vehículo
(mantenimiento y combustible) y 11.2 millones en concepto de costos de capital del
vehículo y el equipo detector.
Para determinar el costo por remuneraciones se han considerado 8 personas con un
sueldo promedio de 400.000 $/mes.
Para determinar el costo de capital, se ha supuesto que tanto el vehículo como el equipo
detector deben reponerse cada 5 años, originando el flujo de egresos correspondiente. El
valor de 11.2 millones es el costo anual equivalente (CAE) de dicho flujo de egresos, el
cual se detalla en el Cuadro N° 3.6.
Cuadro Nº 3.6 Determinación del costo de capital del vehículo equipado con detector
($ en moneda de enero de 1997)
Año
Inversión
Valor actual (9,16%)
1997
43,300,000
43,300,000
2002
43,300,000
27,936,388
2007
43,300,000
18,024,060
2012
43,300,000
11,628,802
2017
43,300,000
7,502,696
Valor actual de costo
108,391,947
FUENTE: Elaboración propia
CAE =
108,391,947.
= 11,178,356$


1
1
* 1 −

0.0916  (1 + 0.0916 )25 
Debe tenerse en cuenta que al haber una reducción de la duración de las fugas respecto
de la situación sin proyecto, hay un costo por adelantar los gastos de reparación de la
misma; sin embargo, por su bajo valor en comparación con el resto de los costos, no ha
sido considerado en la evaluación.
4. Evaluación económica
En el Cuadro N° 3.7 se muestran los resultados de la evaluación económica para 2, 3, 4 y
cinco vehículos:
Cuadro Nº 3.7 Resultados de la evaluación para distinta cantidad de vehículos (millones
de $ en moneda de enero de 1997)
cantidad de vehículos
2
3
4
5
VAN del proyecto
2625
2977
2772
2347
FUENTE: Elaboración propia.
El VAN
Nº 3.8):
para
3
vehículos
se
desagrega
de
la
siguiente
manera
(Cuadro
Cuadro Nº 3.8 Desagregación del VAN para 3 vehículos (millones de $ en moneda de
enero de 1997)
Valor actual de costos
Valor actual de
de operación y capital beneficios por ahorro
de vehículos
de costos variables
detectores
-1.508
Valor actual de
beneficios por
postergación de
inversiones
VAN del
proyecto
4.380
2.977
105
FUENTE: Elaboración propia.
De acuerdo a los valores del Cuadro N° 3.8, el óptimo se logra con la utilización de 3
vehículos.
El beneficio de postergar inversiones es el principal “responsable” del VAN del proyecto. Este
valor se calcula por la diferencia de los valores actuales de inversión (VAI) del programa de
inversiones sin proyecto y con proyecto, que es el mismo programa pero postergado 8 meses
(Cuadro Nº 3.9).
El monto del beneficio es: Beneficio =VAIs/p-VAIc/p=$119.209mill $114,829mill= $4.380 millones.
Cuadro Nº 3.9 Programa de inversiones para aumento de capacidad (millones de $ en moneda de
enero de 1997)
año
Derechos de
agua a/
Pozos
L. Negra
E. Coyanco
Florida
Acueductos y
Plantas
1997
166
1.129
49
1.152
1998
166
1.975
1999
166
11
1.326
2000
166
1.326
2001
166
635
2002
166
973
2003
166
291
48
2004
166
17.469
2005
166
19.412
2006
166
19.412
198
2007
166
19.412
367
2008
166
2009
166
2010
166
117
2011
166
28
3.882
2012
166
296
3.882
2013
166
2014
166
2015
166
2016
166
2017
166
2018
2019
Redes
Flujo de caja
1.837
4.981
9.714
10.528
980
2.030
15.691
5.431
2.929
856
10.709
291
3.944
7.714
13.441
494
1.247
4.246
6.788
3.805
3.043
7.987
5.008
2.016
7.529
198
518
2.252
20.602
145
0
1.405
21.128
3.882
0
1.409
25.148
3.882
776
1.981
26.584
4.853
518
310
5.847
9.706
0
282
10.154
0
66
8.109
1.116
172
5.365
7.971
172
12.488
6.348
186
6.701
7.759
0
0
166
117
0
141
425
35
3.882
0
494
4.578
691
3.882
0
935
5.675
166
0
837
1.003
166
0
837
1.003
2020
166
0
0
166
2021
166
0
0
166
2022
166
0
0
166
VAI
1.781
19.348
23.972
119.209
3.152
39.426
8.538
22.991
FUENTE: EMOS S.A. Plan de Desarrollo. Gerencia de Planes y Desarrollo, Santiago, 1997.
a/:
La valoración de los Derechos de agua corresponde a la realizada por EMOS en el Plan de
Desarrollo.
Dado que la evolución de λ se estimó sin mayor fundamento, se ha sensibilizado el resultado
del proyecto ante distintos escenarios (Cuadro N° 3.10):
Cuadro Nº 3.10 VAN para distintos escenarios de λ (millones de $ en moneda de enero de
1997)
Cantidad de vehículos
2
3
4
5
λ se reduce de 289 a 154 fugas por año
2536
2859
2641
2207
λ no cambia
2713
3094
2903
2486
λ crece
2802
3211
3034
2625
FUENTE: Elaboración propia.
5. Conclusiones, recomendaciones y limitaciones
Los resultados de la evaluación demuestran que es posible optimizar la situación actual de
Detección Sistemática de fugas agregando dos vehículos de detección. Sería conveniente
evaluar la operación del vehículo detector a 3 turnos las 24 horas durante los días de lunes a
viernes o utilizarlo durante el día como vehículo para la localización de las fugas visibles
(control pasivo).
Las limitaciones del presente estudio son:
1) Debe considerarse que el proyecto no ha sido optimizado en el tiempo. Teniendo en
cuenta que los beneficios del proyecto son decrecientes en el tiempo, debe evaluarse la
conveniencia de dejar de operar vehículos en determinados años.
2) Las variables para calcular la reducción de las pérdidas (caudal por fuga, tasa de aparición
de fugas en la red y duración de las fugas) en la situación sin proyecto se han estimado en
forma conservadora con el propósito de no sobrevalorar los beneficios del proyecto. Por
ello, sería conveniente revisar los resultados con antecedentes que se pudieran medir o
determinar con mayor precisión.
3) La tasa disminución del 50% en la tasa de aparición de fugas en la red (de 289 fugas/año a
221 fugas/año) en el plazo de 25 no ha sido sustentada y es más bien arbitraria. Sería
conveniente tener una mejor estimación de ellas pues podría afectar los beneficios del
proyecto y las conclusiones.
4) Se ha supuesto que la eficacia del equipo de detección es del 100% de las fugas
consideradas detectables por el equipo, según la estimación realizada por EMOS, lo cual
podría ser sensibilizado en una evaluación posterior.
5) No se ha considerado el costo financiero debido al adelanto de la reparación de las fugas
detectadas en relación a la situación sin proyecto.
6) El cálculo de la postergación de inversiones se realizó estimando el flujo de fondos como
un Costo Anual Equivalente (CAE) de las inversiones planificadas en el Plan de
Desarrollo. Sería conveniente revisar el programa de inversiones en la situación con
proyecto desde el punto de vista de la magnitud de las inversiones así como también de
su real posibilidad de postergarlas en el tiempo. También existe una aproximación al
suponer que el crecimiento de la producción requerida para satisfacer la demanda es una
recta.
C. Medición distrital
1. Situación sin proyecto
Es la misma que la descrita en el proyecto detección sistemática (II.B.1). A continuación se
resumen los antecedentes más importantes.
a) El caudal que se pierde por cada fuga disminuye un 3% en 10 años para posteriormente
permanecer constante.
b) Debido al crecimiento de la red, el vehículo detector emplea cada vez más tiempo en
recorrerla entera, lo cual incide en la duración promedio de la fuga, que crece al mismo
ritmo que la red (1.27% de crecimiento anual, valor que se estimó en base al crecimiento
de últimos 2 años).
c) λ disminuye con el tiempo (se pasa de 289 a 221 fugas por año en 25 años);
Las cantidades iniciales del caudal por fuga (q), duración promedio de la fuga (d) y tasa de
aparición de fugas (λ a partir de los cuales se efectuaron las proyecciones descritas son los
siguientes (a diciembre de 1997):
3
a) q: 1400 m /mes;
b) d: 2.1 años;
c) λ: 289 fugas por año.
2. Situación con proyecto
El proyecto consiste en utilizar los macromedidores instalados o por instalarse en cada uno
de los subsectores en los que se divide la red, para planificar los trabajos de detección de
fugas. Los subsectores que a partir del análisis de los registros de los macromedidores
evidencien mayores pérdidas se dividen a su vez en otros sectores más pequeños, llamados
distritos, en cada uno de los cuales se instalan medidores móviles durante una semana.
Estos distritos abarcan entre 2.000 y 4.000 clientes. Si consideramos distritos de 4.000
clientes, teniendo en cuenta que la red de Santiago (de aproximadamente 1.000.000 de
clientes) se divide en 74 subsectores, cada subsector deberá dividirse en 3 distritos como
valor promedio.
Los datos aportados por estos medidores permiten orientar los trabajos de detección de fugas
del vehículo detector, ya que brindan información acerca de cuáles son los distritos que
contribuyen más a las pérdidas del sector y que por ende, deben ser recorridos por el
vehículo. De este modo, la diferencia con la detección sistemática radica en que debido a los
datos aportados por los medidores móviles, mejora la eficiencia de las actividades de
detección. En otras palabras, para detectar una misma cantidad de fugas, un vehículo
apoyado por la medición distrital recorre una menor extensión de redes con respecto a lo que
debiera recorrer un vehículo que no cuenta con ese apoyo y que en consecuencia debe
recorrer el 100% de la red.
Los resultados de la medición distrital en términos de menor duración de las fugas dependen
de cuántos subsectores puedan revisarse en un año y esto a su vez depende de la cantidad
de vehículos y medidores móviles con que se cuente.
Para operar la medición distrital, se requiere ejecutar las siguientes actividades:
a) Construcción de cámaras e instalación de los medidores (duración: 5 días);
b) Medición y registro de las pérdidas en cada distrito (duración: diez días);
c) Retiro de los medidores y procesamiento de la información;
d) inspección de los distritos que presentan pérdidas y reparación de las fugas detectadas
(duración aproximada: 10 días).
En base a estos plazos, se han programado las tareas para distintas cantidades de
medidores y vehículos con el propósito de determinar la cantidad de subsectores que pueden
ser revisados en un año. Los resultados se muestran en el Cuadro Nº 3.11:
Cuadro N° 3.11 Subsectores recorridos en un año, para distintas números de vehículos
y medidores
Vehículos
Conjuntos de 3 medidores
1
2
3
4
5
1
39
44
44
44
44
2
40
55
88
88
88
3
40
60
117
117
117
118
156
175
4
FUENTE: Elaboración propia
La programación de tareas para ejecutar la medición distrital con 3 conjuntos de medidores y
2 vehículos, se muestra en el Cuadro N° 3.12.
Cuadro N° 3.12 Distritación: programación de actividades
3 sets d e med id ores y 2 vehícu los
Su bsector A
1.
constru cción d e cám aras e instalación d e
m ed id ores
5
2. m ed ición
7
retiro d e m ed id ores y p rocesam iento
3.
inform ación
2
4. d etección y rep aración d e fu gas
4
Su bsector B
1.
constru cción d e cám aras e instalación d e
m ed id ores
5
2. m ed ición
3.
7
retiro d e m ed id ores y p rocesam iento
inform ación
2
4. d etección y rep aración d e fu gas
4
Su bsector C
1.
constru cción d e cám aras e instalación d e
m ed id ores
5
2. m ed ición
3.
7
retiro d e m ed id ores y p rocesam iento
inform ación
4. d etección y rep aración d e fu gas
2
#
4
#
Su bsector D
1.
constru cción d e cám aras e instalación d e
m ed id ores
2. m ed ición
3.
retiro d e m ed id ores y p rocesam iento
inform ación
4. d etección y rep aración d e fu gas
Su bsector E
5
7
2
4
3. Beneficios y costos del proyecto
a) Beneficios: El efecto de la medición distrital es la reducción de las pérdidas de agua en la
red a través de una menor duración promedio de las fugas, lo que se traduce en una
reducción de los costos variables de producción y en la posibilidad de postergar
inversiones de aumento de capacidad. La reducción de pérdidas se calculó según la
metodología explicada en el numeral I.C.3. Para 1 set de medidores y un vehículo, la
reducción esperada en las pérdidas por fugas no visibles es del 50%, para 2 sets de
medidores y 2 vehículos, la reducción esperada es del 60% y para 3 conjuntos de
medidores y 2 vehículos, la reducción esperada es del 80%.
b) Costos: Además de los costos de capital y operación de las unidades de detección
(vehículo y detector acústico) debe considerarse la inversión en medidores móviles (se ha
supuesto la reposición de los mismos cada 10 años) y construcción de cámaras y los
costos de instalación y retiro de los medidores móviles (Cuadro Nº 3.13).
Cuadro Nº 3.13 Costos e inversiones del proyecto distritación ($ en moneda de enero
de 1997)
Precio
unitario
Precio total
Valor actual de
costo
Medidores (se considera
reposición cada 5 años
4.500.000$
13.500.000$
101.382.000$
Construcción de cámaras (a
construir en el 50% de los
subsectores, en un plazo de 4
años)
1.500.000$
41.625.000$
(primeros 4
años)
146.690.000$
Costos de capital y operación
vehículos (incluye
remuneraciones)
77.400.000$
154.800.000$
1.479.399.600$
FUENTE: Elaboración propia.
D. Evaluación económica
El Cuadro Nº 3.14 muestra los resultados de la evaluación (VAN en millones de $) para distintas
cantidades de vehículos y medidores.
Cuadro Nº 3.14 VAN del proyecto distritación, para distintas cantidades de vehículos y
medidores (millones de $ en moneda de enero de 1997)
Conjuntos de 3 medidores
Vehículos
1
2
3
4
5
1
3133
3419
3385
3351
3317
2
2477
3055
3681
3648
3614
3
1878
2443
3253
3219
3185
2595
2752
2782
4
FUENTE: Elaboración propia
Se verifica que el VAN es máximo si se utilizan 3 conjuntos de medidores (9 en total) y 2
vehículos de detección de fugas. El proyecto permitiría reducir las pérdidas por fugas no visibles
3
a un 20% del valor original, lo que se traduce en una reducción de 8 millones de m /año en las
pérdidas totales de EMOS-Santiago.
El VAN del proyecto se desagrega de acuerdo a lo indicado en el Cuadro N° 3.15.
Cuadro Nº 3.15 Desagregación del VAN (millones de $ en moneda de enero de 1997)
VAN
Valor actual de costos Valor actual de Valor actual de Valor actual de
de operación y capital costo de equipos beneficios por
beneficios por
del
de vehículos
de medición y ahorro de costos postergación de proyecto
detectores
construcción de
variables
inversiones
cámaras
-1.479
-249
143
5.266
3.681
FUENTE: Elaboración propia.
E. Conclusiones, recomendaciones y limitaciones
De comparar el Cuadro N° 3.15 con el Cuadro N° 3.8, se concluye que para el caso de la ciudad
de Santiago, la Medición Distrital es más rentable para EMOS que la Detección Sistemática
optimizada. Es decir, es preferible adquirir un detector acústico adicional (con su vehículo),
distritar y planificar los trabajos de detección a partir de los antecedentes entregados por tres
conjuntos de medidores móviles, que recorrer sistemáticamente toda la red con 3 vehículos,
consiguiendo con ello incrementar el VAN en 704 millones de pesos.
Además de las limitaciones derivadas de la definición de la situación “sin proyecto” indicados en
B.6, la principal limitación de este proyecto está en el modelo de simulación utilizado para
determinar la reducción de las pérdidas funciona en base a números aleatorios que otorgan
prioridad a cada subsector distritado de la red. Se recomienda evaluar este modelo utilizando
antecedentes históricos de fugas visibles en la red para asignar esta prioridad en función de
ellos, lo cual podría llevar a disminuir el tamaño del proyecto. Tampoco se han considerado los
probables incrementos en los costos de administración debido al mayor manejo de la información
que requiere esta metodología.
III.
Aplicación de la metodologia al sistema de agua potable de ARICA (ESSAT)
En Arica, desde 1996 la red se encuentra con distritos para el control de las presiones y la medición
de los caudales. La detección de fugas se realiza mediante un detector acústico que prioriza la
búsqueda de fugas con la información obtenida de los medidores de caudal de cada distrito. En
este sistema se realizará una evaluación ex-post del proyecto conjunto “distritación-camión” para el
control de presiones y detección de fugas en la red ejecutada por ESSAT.
A. Situación sin proyecto
La situación sin proyecto corresponde al método de detección de fugas que aplicaba ESSAT en
la ciudad de Arica hasta 1995 y que consistía en el control pasivo de las fugas visibles en la red.
Las pérdidas totales observadas desde 1993 a 1995 se detallan en el Cuadro N° 3.16, donde se
concluye que el promedio ponderado de las pérdidas en este período, medidas con respecto a la
producción total, eran de un 45,0%.
3
Cuadro N° 3.16 Pérdida total en el SAP de Arica (miles de m al año)
Año
Volumen producido
Volumen
1993
16.997
9.676
43,1%
1994
19.352
10.503
45,7%
1995
18.675
10.111
45,9%
Promedio ponderado
facturado
Pérdida
total
45,0%
FUENTE: Unidad de Control de Pérdidas. ESSAT-Arica.
La red estaba dividida en 4 sectores de aproximadamente 10.000 clientes promedio cada uno.
La presión se controlaba desde la salida de los estanques alimentadores y a través de la
maniobra de las válvulas de corta de la red, registrándose niveles que variaban entre los 8 (0,8
2
2
kg/cm ) a 45 mca (4,5 kg/cm ) en promedio.
Por otra parte, existía restricción de la oferta de agua potable con disponibilidad promedio de
alrededor de 10 horas diarias, ya que la capacidad del acuífero que se estaba explotando no era
capaz de satisfacer toda la demanda. Esta situación se produjo hasta fines de 1996.
De haber continuado aplicando este método de control pasivo de fugas, las pérdidas se hubieran
mantenido en un 45%.
B. Situación con proyecto
La situación con proyecto corresponde al sistema de detección de fugas no visibles en la red de
distribución, que aplica ESSAT a partir de enero de 1996, y que consiste en la ubicación y
reparación de fugas mediante la utilización de un equipo de detección acústica. Este equipo
recorre la red priorizando su búsqueda en aquellos sectores y sus distritos que presenten mayor
probabilidad de existencia de pérdidas.
El proyecto consistió en la construcción, durante 1995, de 20 distritos en la red de distribución
aislados hidráulicamente y equipados con macro-medidores de caudal y dispositivos para la
regulación y control de la presión. De esta forma, cada uno de los 4 sectores que conformaban
la red de distribución incluyó un promedio de 5 distritos con 2.100 clientes cada uno. Este
sistema comenzó a operar en enero de 1996.
También, durante 1995, ESSAT adquirió un equipo detector de fugas, que funciona relacionando
el sonido de la fuga con la distancia entre sus sensores. Este equipo comenzó a trabajar en
enero de 1996 y opera sobre un vehículo de transporte. En agosto de 1997 comenzó a trabajar
un equipo complementario al detector de fugas (“pre-localizador de filtración acústico”), el cual
permite mejorar su eficiencia al monitorear una mayor longitud de red sin incurrir en tiempos
significativos ni costos operacionales adicionales al uso del detector.
En enero de 1997 se inició la incorporación de nuevas captaciones subterráneas, lo que permitió
que la disponibilidad de agua fuera aumentando paulatinamente durante el año hasta que en
agosto se logró alcanzar la oferta de agua potable durante las 24 hrs. del día.
Con la distritación de la red, el nivel inferior de presiones en la red se pudo elevar a 15 mca (1,5
2
2
kg/cm ) y se redujo su nivel máximo a 30 mca (3,0 kg/cm ).
En esta nueva situación, que corresponde al sistema de control de presiones y detección de
fugas no visibles y que comenzó en enero de 1996, que denominamos “con proyecto”, el nivel de
pérdidas bajó registrándose en 1996 un 40,4% y hasta septiembre de 1997 uno del 36,0%, que
corresponde al promedio acumulado de este año, el cual se estima representativo del nivel de
pérdidas que podría alcanzar el proyecto durante el horizonte de evaluación de 25 años.
Cuadro N° 3.17 Inversiones proyecto de distritación y detección de fugas no visibles
(miles de $ sin IVA en moneda de enero de 1997)
Descripción
Inversión
Suministro válvulas reguladoras de presión de los distritos
131.994
Instalación válvulas reguladoras de presión de los distritos
49.816
Refuerzo aducción Azapa
137.383
Construcción cámaras
58.977
Suministro macro-medidores electromagnéticos
18.521
Instalación macro-medidores electromagnéticos
32.257
Equipo de calibración de los macro-medidores
2.665
Macro-medidor portátil acústico
1.280
Total
432.893
FUENTE: Unidad de Control de Pérdidas. ESSAT-Arica.
a/ Considera la vida útil de los equipos en 5 años.
Las inversiones del proyecto correspondieron a la distritación de la red, la adquisición del equipo
de detección de fugas con el vehículo de transporte y los equipos necesarios para la calibración
de los macro-medidores electromagnéticos, los cuales se detallan en el Cuadro N° 3.17.
Los costos anuales de operación del proyecto corresponden a los del equipo detector de fugas
que incluye costos de mantenimiento y combustibles del vehículo y remuneraciones del personal
que trabaja dos turnos diarios 5 días en la semana. La operación de la distritación (lectura y
calibración de los medidores electromagnéticos, operación de las válvulas y otros trabajos de
mantención), no significó un gasto adicional para la empresa. Estos costos se indican en el
Cuadro N° 3.18.
Cuadro N° 3.18 Costos de operación del proyecto (miles de $ al año sin IVA en moneda de
enero de 1997)
Descripción
Personal
Operación del vehículo
Costos de capital del vehículo y equipos detectores a/
Total costos de operación
Costos anuales
14.400
2.500
12.400
29.300
FUENTE: Unidad de Control de Pérdidas. ESSAT-Arica.
a/ Considera la vida útil de los equipos en 5 años. Calculado como CAE del flujo de
egresos.
C. Beneficios del proyecto
Los beneficios del proyecto corresponden a: i) mayor facturación en el período de restricción de
la oferta de agua potable (1996 y hasta julio de 1997), ii) reducción de los costos variables de
energía eléctrica y productos químicos a partir de agosto de 1997 y iii) postergación de las
inversiones necesarias para satisfacer la demanda respecto a la situación sin proyecto.
Se supone que la disminución de 9% en las pérdidas (45% a 36%) es toda atribuible a sólo este
proyecto conjunto de control de presiones y detección de fugas no visibles. Si bien no se ejecutó
otro proyecto de reducción de pérdidas en este período, no puede con certeza asignársele a él
toda dicha reducción, ya que seguramente conduce a una sobreestimación de sus beneficios.
En el Cuadro N° 3.19 se detallan los consumos estimados, las producciones requeridas en las
situaciones sin y con proyecto, las pérdidas totales en ambos escenarios y el beneficio por la
reducción de la producción requerida para satisfacer la demanda.
Del punto de vista del beneficio por la postergación de inversiones que se produjo debido a la
ejecución del proyecto, la situación sin proyecto corresponde a la mantención del nivel de
pérdidas del 45% que presentaba el sistema y que hubiese hecho necesario adelantar las
inversiones consideradas en la situación con proyecto, cuyas pérdidas son del 36%.
La capacidad y costos de las obras para el aumento de la capacidad instalada corresponden a
las consideradas en el Plan de Desarrollo presentado por ESSAT a la Superintendencia de
Servicios Sanitarios. Debido a que no se dispone de información para estimar las instalaciones
adicionales que se hubiesen requerido en la situación sin proyecto, se considera que el
incremento en esta capacidad instalada se habría obtenido construyendo obras similares a las
anteriores (construcción de pozos y aprovechamiento de recursos superficiales del río Lluta)
En el Cuadro N° 3.20 se muestra la evolución de las capacidades que se deben instalar para
satisfacer la demanda en las situaciones con y sin proyecto y las inversiones asociadas.
3
Cuadro N° 3.19 Beneficio del Proyecto de reducción de pérdidas en la red (miles de m )
Consumo
Año
Situación
s/p
Situación
c/p
previsto
Producción
Pérdidas
Producción
Pérdidas
a/
requerida
Totales
requerida
Totales
3
(m )
3
(m )
(%)
3
(m )
3
(m )
(%)
Beneficio
3
(m )
3
(m )
1995
10.111
18.675
45,9
8.564
18.675
1996
9.508
17.288
45,0
7.780
15.951
40,4
6.443
1.337
1997
10.973
19.951
45,0
8.978
17.145
36,0
6.172
2.806
1998
12.173
22.133
45,0
9.960
19.020
36,0
6.847
3.112
1999
13.361
24.293
45,0 10.932
20.877
36,0
7.516
3.416
2000
13.716
24.938
45,0 11.222
21.431
36,0
7.715
3.507
2001
14.067
25.576
45,0 11.509
21.979
36,0
7.912
3.597
2002
14.526
26.411
45,0 11.885
22.697
36,0
8.171
3.714
2003
14.795
26.900
45,0 12.105
23.117
36,0
8.322
3.783
2004
15.173
27.587
45,0 12.414
23.708
36,0
8.535
3.879
2005
15.561
28.293
45,0 12.732
24.314
36,0
8.753
3.979
2006
15.959
29.016
45,0 13.057
24.936
36,0
8.977
4.080
2007
16.367
29.758
45,0 13.391
25.573
36,0
9.206
4.185
2008
16.786
30.519
45,0 13.734
26.228
36,0
9.442
4.292
2009
17.215
31.300
45,0 14.085
26.899
36,0
9.683
4.402
2010
17.656
32.101
45,0 14.445
27.587
36,0
9.931
4.514
2011
18.107
32.922
45,0 14.815
28.293
36,0 10.185
4.630
2012
18.478
33.596
45,0 15.118
28.872
36,0 10.394
4.724
2013
18.856
34.284
45,0 15.428
29.463
36,0 10.607
4.821
2014
19.242
34.986
45,0 15.744
30.066
36,0 10.824
4.920
2015
19.637
35.703
45,0 16.066
30.682
36,0 11.046
5.021
2016
20.039
36.434
45,0 16.395
31.311
36,0 11.272
5.124
2017
20.449
37.181
45,0 16.731
31.952
36,0 11.503
5.229
2018
20.869
37.943
45,0 17.074
32.607
36,0 11.739
5.336
2019
21.296
38.721
45,0 17.424
33.276
36,0 11.979
5.445
2020
21.733
39.515
45,0 17.782
33.958
36,0 12.225
5.557
FUENTE: Elaboración propia
a/: ICSA Ingenieros Consultores. Informe final borrador. Actualización Planes de Desarrollo de
Arica. I Región. ESSAT S.A. Santiago, mayo de 1995.
Cuadro N° 3.20 Capacidad instalada del SAP (millones de $ en moneda de enero de 1997)
Año
Con Proyecto
Sin proyecto
Aum.
Capac.
Instalada
Capacidad
Inversión
total a/
b/
(l/s)
(l/s)
($)
Aum. Cap.
instalada
Capacidad
(l/s)
(l/s)
Inversión b/
total a/
($)
1995
620
620
1996
527
-11.626
527
-11.626
1997
103
630
-21.694
103
630
-21.694
1998
245
875
-2.978
245
875
-2.978
1999
50
925
50
925
2000
82
1.007
82
1.007
2001
1.007
1.007
-7.279
2002
1.007
1.007
-7.279
2003
1.007
2004
1.007
1.187
2005
1.007
1.187
2006
1.007
1.187
2007
1.007
-7.279
1.187
2008
1.007
-7.279
1.187
-8.149
1.187
-8.149
2009
180
180
1.187
2010
1.187
2011
1.187
1.302
2012
1.187
1.302
-8.149
2013
1.187
1.302
-8.149
2014
1.187
2015
1.187
-8.149
1.417
2016
1.187
-8.149
1.417
-8.149
1.417
-8.149
2017
115
115
1.187
115
1.302
2018
1.302
2019
1.302
2020
1.302
Valor Presente de las
inversiones (9,16% anual)
(millones de $ en moneda de
enero de 1997)
115
1.302
1.417
1.532
1.532
-9.013
1.532
-37.716
-24.172
-47.681
FUENTE: ICSA Ingenieros Consultores. Informe final borrador. Actualización Planes de Desarrollo de
Arica. I Región. ESSAT S.A.. Santiago, mayo de 1995.
a/
Hasta junio de 1997 corresponde a la capacidad real en Arica
b/
La vida útil de las instalaciones es de 25 años.
D. Evaluación económica
Para la valoración de los beneficios por mayor facturación y reducción de los costos variables de
energía eléctrica y químicos, se utilizan los antecedentes indicados en el Cuadro N° 3.21.
Cuadro N° 3.21 Precios unitarios utilizados en la valoración de los beneficios (miles de $
en moneda de enero de 1997)
Descripción
Energía eléctrica
Precio
3
($/m )
15,406
Fuente
Elab. Propia en base a antecedentes de la
Unidad de Control de Pérdidas. ESSAT-Arica
Prod. químicos
1,008
Unidad de Control de Pérdidas. ESSAT-Arica
Cargo variable de la
tarifa (A. Potable y Alc.)
325,5
Unidad de Control de Pérdidas. ESSAT-Arica
FUENTE: La indicada
El Cuadro N° 3.22 muestra que el VAN del proyecto es positivo y asciende a $10.578 millones
(en $ de enero de 1997), así como también que el beneficio más importante corresponde al de
postergación de inversiones.
Cuadro N° 3.22 Valor presente flujos del Proyecto (millones de $ en moneda del 01.01.97)
Descripción
Valor presente a/
Inversiones
-433
Costos de operación
-281
Beneficios operacionales
+1.326
Beneficio por postergación de inversiones
+9.966
Total
10.578
FUENTE: Elaboración propia.
a/: Tasa de descuento del 9,16% anual.
E. Conclusiones, limitaciones y recomendaciones
Los resultados de la evaluación económica demuestran que fue conveniente para ESSAT la
ejecución del proyecto conjunto de control de presiones y Medición Distrital con un sólo equipo
detector de fugas no visibles. Sería conveniente evaluar la operación del camión detector a 3
turnos y 7 días a la semana.
Las limitaciones del presente estudio son:
1) El proyecto de distritación de la red de distribución tiene el doble propósito de controlar las
presiones y permitir la Medición Distrital. No fue posible separar estos proyectos de modo de
evaluar el impacto del control de las presiones separadamente del de Medición Distrital.
2) El beneficio de la postergación de inversiones se calculó estimando que las obras adicionales
que se hubiesen requerido son las consideradas en el Plan de Desarrollo presentado por
ESSAT, el cual podría no ser el de mínimo costo.
3) Se supuso que el nivel de pérdidas se mantiene en un 36% con el proyecto conjunto. Este
valor bien podría bajar debido a la más pronta instalación de nuevas cañerías permitida por el
proyecto, respecto de la situación sin proyecto.
CAPÍTULO IV
EVALUACIÓN DE PROYECTOS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO APLICADO A LA
REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS POR ERRORES DE MEDICIÓN
I.
Metodología general para la optimización de programas de mantenimiento preventivo
La metodología que se presenta, entrega una herramienta que permite evaluar diferentes
alternativas de programas de mantenimiento preventivo, con el fin de seleccionar aquel que
presente los menores costos, tanto en términos de recursos destinados para las actividades propias
del mantenimiento preventivo (procedimientos de inspección, evaluación, limpieza, lubricación,
reposiciones parciales o totales y otros) como en producción que se pierde ante eventuales averías
en las instalaciones del sistema de agua potable, como por ejemplo, filtraciones en piezas
especiales deterioradas y pérdidas comerciales debido al desgaste de diferentes tipos de medidores
A. Marco teórico
Cuando algún elemento que compone un sistema sufre alguna avería, se generan costos
directos e indirectos para la empresa prestadora del servicio. Son costos directos aquellos
que corresponden a la reparación o reposición anticipada de los elementos deteriorados
más los costos que significan las pérdidas de agua producto del desperfecto, y son costos
indirectos aquellos que están asociados a los efectos que la avería tiene sobre elementos
relacionados, como por ejemplo, pérdidas de eficiencia sobre otros componentes,
alteración de programas de producción o directamente averías en otros componentes de
las instalaciones.
Para reducir los efectos negativos y gastos derivados de una probable avería es posible contar con
diferentes alternativas de programas de mantenimiento preventivo; sin embargo, hay que tener en
cuenta que programas intensivos, con frecuentes revisiones y recambios de equipos y materiales
tendientes a disminuir al mínimo la probabilidad de avería, tendrán costos que posiblemente serán
superiores a los derivados de la propia avería. Mientras que en el otro extremo, programas que
destinen pocos recursos a la prevención arriesgan averías cuyo costo puede ser importante para la
empresa. En otras palabras, todo programa de mantenimiento tendrá asociado un costo de avería
admisible; por lo tanto, el objetivo será determinar un programa óptimo cuyo costo total (costo de las
acciones de mantenimiento más el costo de avería permitido) sea mínimo.
La pertinencia de las acciones de mantenimiento preventivo debe establecerse a partir del análisis
tanto de las interrelaciones que existen entre las diferentes partes que conforman el sistema de
agua potable, como de la interrelaciones con el medio en el cual operan las instalaciones; de
este modo, se pueden establecer las principales causas que desencadenan las averías y orientar
así las acciones preventivas más convenientes desde un punto de vista económico.
B. Estimación de los costos
1. Costos de avería
1
De acuerdo a estudios realizados sobre sistemas de mantenimiento industrial los costos de
avería son valores de tipo aleatorio que dependen de la probabilidad de que falle un componente
del sistema de agua potable en un período determinado. Su cálculo parte sobre la base de que
no existe mantenimiento preventivo, por lo cual se considera el historial de mantención correctiva
que se ha efectuado en el tipo de componente bajo análisis. Con ello se obtiene un costo
esperado y un período probable de avería. Por otra parte, se debe agregar el nivel de pérdidas
esperadas en función de las condiciones de uso del material o equipo a considerar, dicho nivel
de pérdidas se obtiene a partir de datos experimentales o históricos que las empresas tienen
sobre el comportamiento de los diferentes componentes de los sistemas de producción y
distribución (estadísticas de roturas en redes, estudios de subcontaje de micromedidores y
otros), o bien en modelos matemáticos de simulación que suponen proporcionalidad entre
2
caudales de fuga y caudales controlados . En general, se obtienen funciones algebraicas o
1
2
REED, Ruddell., Localización, “layout” y mantenimiento de planta, 1a. ed., trad. por J.
Thomas (Buenos Aires, Argentina, Centro regional de ayuda técnica, 1971), págs. 184/185.
Un modelo de este tipo se desarrolla en: VELA, Antonio; MARTINEZ, Fernando; GARCIASERRA, Jorge y PEREZ, Rafael, “Estrategias óptimas para la reducción de pérdidas de
tabulaciones de valores que relacionan las condiciones de uso del componente bajo estudio con
los respectivos volúmenes de agua perdida o no facturada durante cierto tiempo por dicho
componente.
Los valores de pérdida se asumen crecientes en el tiempo debido a que el deterioro de los
materiales es progresivo y la probabilidad de que ocurra una avería es mayor mientras más
tiempo transcurre sin efectuar un mantenimiento preventivo. Gráficamente los costos de avería
se pueden expresar en el diagrama de flujo de la Figura N° 4.1, donde Ei(Cmc) es el costo
1
esperado de efectuar un mantenimiento correctivo en el período i y cuyo cálculo se obtiene de
Ei(Cmc) = Cmc * pi , siendo Cmc el costo del mantenimiento correctivo y pi la probabilidad de
avería en el período i, y Cpi es el costo de la pérdida de agua en el período i calculado como Cpi
= Ni * Ca, donde Ni es el nivel de agua perdida en el período i y Ca el costo del agua en la etapa
del sistema (producción o distribución) donde se encuentra el componente al cual se le realizará
el mantenimiento; luego el costo total de avería por período será Cfi = Ei(Cmc) +Cpi.
Figura N° 4.1 Diagrama de flujo de los costos de avería sin mantenimiento preventivo
E2(Cmc)
E1(Cmc)
En(Cmc)
E3(Cmc)
Cp3
Cp2
Cp1
Cpn
0
1
2
3
n
años
Debe notarse que los conceptos precedentes son válidos cuando la metodología se aplica en
componentes que están sometidos a similares condiciones operacionales, como por ejemplo,
válvulas sometidas a similar régimen de presión y caudal, micromedidores en arranques de un
mismo diámetro y con similares estructuras de consumo, ya que en rigor el deterioro de un
equipo o material es función de su condición de uso más que de la antigüedad de la instalación;
no se puede aplicar por igual la metodología a micromedidores de distinto diámetro o a clientes
2
con diferentes estructuras de consumo mensual ; los programa de mantenimiento serán distintos
para cada caso.
1
2
agua en sistemas de abastecimiento”, aparecido en Ingeniería del Agua, N°1, Vol 1, 1994,
pág 48/52.
Adaptado de REED, Ruddell., op. cit., pág. 185.
Los clientes de bajos recursos consumen a menor caudal que los clientes de altos
ingresos, lo que afecta el comportamiento mecánico del micromedidor.
2. Costo del programa de mantenimiento
Se consideran aquellos costos en que incurre la empresa para llevar a cabo los diferentes
procedimientos (inspección, evaluación, limpieza, reposiciones y otros) que son necesarios para
evitar el mantenimiento correctivo.
En general, es posible tener programas de mantenimiento alternativos que se diferencian por
distintas combinaciones de procedimientos llevados a cabo en períodos diferentes; así por
ejemplo, para un determinado filtro puede ser posible aplicar dos alternativas de
mantenimiento preventivo, limpiar cada dos años y reponer al sexto año o limpiar todos los
años y reponer al décimo año, tales combinaciones de limpieza y reposición se evalúan
económicamente considerando la probabilidad de avería asociada a cada alternativa, de este
modo el programa de mantenimiento óptimo será el que presente el menor costo.
Normalmente las combinaciones de procedimiento van a estar acotadas por las
características técnicas de los materiales y equipos; en el ejemplo anterior los filtros no se
podrían limpiar todos los meses por que se deterioran y no se consideraría reponerlo más allá
del decimoquinto año, porque a esa fecha el componente habrá perdido toda su efectividad.
Por lo tanto, siempre existirán rangos entre los cuales se conformarán los programas de
mantenimiento alternativos.
C. Criterio de decisión
1
De acuerdo a la literatura sobre políticas de mantenimiento en sistemas productivos , el criterio de
decisión que se aplica para determinar el programa óptimo de mantenimiento preventivo es el Costo
Anual Equivalente (CAE), calculado para el costo de los procedimientos del programa preventivo y
el costo de avería. De esta forma, se comparará el CAE de llevar a cabo un programa alternativo
cada un período, cada dos períodos, cada tres períodos y así sucesivamente, hasta establecer el
mínimo CAE que definirá el programa óptimo de mantenimiento preventivo.
La expresión matemática que anualiza el costo del programa de mantenimiento, esta dada por:
(1)
CAEm =
r * (1 + r )n
 Cmj
Cmk
Cmn 
*
+
+ .... +

(1 + r )n 
(1 + r )n − 1  (1 + r ) j (1 + r )k
Donde:
CAEm = Costo anual equivalente del programa de mantenimiento preventivo.
r = Tasa de descuento pertinente.
n = Número de períodos considerados para la evaluación.
j, k, n = Período donde se realiza un procedimiento de mantenimiento preventivo.
Cm = Costo del procedimiento de mantenimiento preventivo en los períodos j, k, y n.
Cabe señalar que los procedimiento antes indicados pueden ser uno, dos, tres o varios
dependiendo de las alternativas de mantenimiento que sea pertinente analizar para el
componente de la instalación bajo estudio. Por ejemplo, en la aplicación a los micromedidores
se considera como procedimiento sólo el recambio de la unidad afectada.
Para el costo de avería, la expresión correspondiente a la anualidad es:
(2)
CAEf
=
r * (1 + r )n
(1 + r )n − 1
n
*∑
Cfi
(
i =1 1 + r
)i
Donde:
CAEf = Costo anual equivalente de la avería.
r = Tasa de descuento pertinente.
1
n
= Número de períodos considerados para la evaluación.
Cfi
= Costo de la avería en el período i.
CAVALCANTI, Adalberto., Medicão de agua, política e práctica, (Recife, Brasil, Editorial
Comunicarte, Enero de 1996), pág. 248 y REDD, Ruddell., op. cit., págs. 188/189.
Este costo de avería dependerá de las alternativas de mantenimiento consideradas, ya que una
vez efectuado un procedimiento de mantenimiento preventivo, el costo de avería disminuye en el
período siguiente, dado que se reduce la probabilidad de que sufra una avería el componente
bajo análisis, gráficamente esto se observa en el diagrama de flujo de la Figura N° 4.2.
Figura N° 4.2 Diagrama de flujo de los costos de avería aplicado un procedimiento de
mantenimiento preventivo
Cmi
Cmk
Cfi
Cfk+2
Cf3
Cf2
Cf1
Cfi+1
Cfi+2
Cfk
Cfi+3
Cfk+1
Cfk+2
Cfk+1
0
1
k
k+1
2
3
j
j+1
j+2
j+3
k+2
Donde Cf es el costo de avería en cada período, el que se incrementa por el aumento de
probabilidad de avería y Cm es el costo del mantenimiento en un determinado período. En los
períodos j+1 y k+1 los costos de avería se reducen por efecto del mantenimiento en los períodos
j y k respectivamente.
En consecuencia, el costo anual equivalente total del programa de mantenimiento preventivo
(CAEpm) será:
(3)
CAEpm
= CAEm + CAEf
Dado que este valor considera la anualidad de dos términos que se contraponen numéricamente
debido a que el CAE de la avería crece a medida que transcurre el tiempo y el CAE del
mantenimiento preventivo disminuye a medida que se consideran más años en su anualización, se
tendrá un punto en que el costo anual equivalente total dado por la fórmula N° 3 será mínimo (ver
Gráfico N° 4.1), en dicho punto se obtendrá el programa óptimo de mantenimiento preventivo.
Costos ($)
Gráfico N° 4.1 CAE programa de mantenimiento preventivo
CAE Total
progarma de
mantenimiento
CAE de
la avería
CAEpm*
CAE
mantenimiento
preventivo
a*
II.
Mantenimiento preventivo aplicado a micromedidores
A. Origen de las pérdidas
Período de recambio
La precisión de la medición se va perdiendo con el tiempo producto del desgaste natural del
instrumento y por la acción de partículas en suspensión traídas por el agua que se adhieren a las
piezas que conforman la relojería retardando el movimiento del mecanismo. Este desgaste
progresivo causa un subconteo que induce pérdidas de facturación que pueden llegar a ser
1
significativas para la administración de la empresa . Por tal motivo, los micromedidores deben
reponerse en un determinado momento para optimizar las pérdidas de facturación, dicho momento
establece la vida útil económica de este instrumento de medición.
En consecuencia, para determinar el programa óptimo de mantenimiento preventivo, se deben
conocer: (i) La curva de error que determina las pérdidas de facturación que se producen a medida
que transcurre el tiempo dada ciertas condiciones de consumo, y (ii) El costo de recambio del
micromedidor o de su relojería.
Un proyecto complementario es realizar el cambio de tecnología del micromedidor cuando
corresponde reemplazarlo como consecuencia de un mantenimiento correctivo o preventivo. Este
proyecto no se evaluará en este estudio, pero se presentará la metodología de evaluación
correspondiente.
B. Metodología de evaluación de cambio de tecnología de micromedidores
Para evaluar la conveniencia de cambiar de tecnología de medición de los micromedidores, se
debe determinar además del Costo Total del programa de mantenimiento el momento óptimo de
reemplazo. Con este propósito se requiere conocer la Curva de Error de los medidores de la
nueva tecnología y su costo de reemplazo. Para cada tecnología de determina el período óptimo
de reemplazo, según la metodología aplicada en II, y luego se evalúa el momento de reemplazo
de tecnología para diferentes escenarios, dentro de 1,2,3, o más años, eligiéndose la alternativa
que represente el menor Valor Actual de Costo (VAC).
Con el propósito de explicar esta metodología, se definen las siguientes variables:
CRa: costo de reemplazo del micromedidor de tecnología a
CRb: costo de reemplazo del micromedidor de tecnología b
Sia: Pérdidas por subcontaje en el año i del micromedidor de tecnología a, las que dependen de
su Curva de Error y del volumen acumulado.
Sib: Pérdidas por subcontaje en el año i del micromedidor de tecnología b, las que dependen de
su Curva de Error y del volumen acumulado.
Si se supone que el período óptimo de reemplazo de la tecnología a es cada 3 años y la de b es
cada 4 años, los distintos escenarios que es necesario evaluar el VAC para determinar el
período óptimo de reemplazo se indican en el Cuadro N°4.1.
1
CAVALCANTI, Adalberto., Medicão de agua, política e práctica, (Recife, Brasil, Editora
Comunicarte, Enero de 1996).
Cuadro N° 4.1 Distintos escenarios para determinar el momento óptimo de reemplazo de
tecnología de micromedidores
Período
sit. s/p: sin
tecnología
0
cambio
sit. c/p 1: cambio la
tecnología hoy
1
2
3
S1A S2A
S1B S2B
6
7
8
9
S3A
S1A S2A S3A
S1A
S2A
S3A
CRA
CRA
S3B
S4B S1B S2B
CRB
sit. c/p 1: cambio la tecnología
dentro de un año
4
dentro de dos años
dentro de tres años
S3B
S1A S2A
S1B
S1A S2A
S1A S2A
S4B
S1B
CRB
S2B S3B S4B
S1B
S2B
S3B
S4B
S1B
S2B
S4B
S1B
CRB
S3A
S1B S2B S3B
CRB
sit. c/p 1: cambio la tecnología
CRA
CRB
CRB
sit. c/p 1: cambio la tecnología
5
S3A
CRB
S4A S1B S2B
CRB
S3B
CRB
FUENTE: Elaboración propia
El momento de reemplazo óptimo es el correspondiente a la alternativa de menor VAC, si es que
el cambio de tecnología es conveniente; es decir, si el menor VAC de las situaciones con
proyecto es menor que el de la situación sin proyecto.
C. Aplicación al parque de micromedidores de EMOS
La Gerencia Comercial de EMOS, a través del Subdepartamento de Medición y Catastro, realizó en
1
el año 1994 un estudio técnico económico que determinaba el momento óptimo de reposición de
los micromedidores de 15 mm, clase metrológica A (transmisión mecánica), con el fin de establecer
una estrategia de mantenimiento preventivo que permitiera reducir el porcentaje de pérdidas
comerciales. A partir de los antecedentes que sirvieron de base para el estudio técnico económico
elaborado por la empresa, se aplicará la metodología de optimización de programas de
mantenimiento preventivo al parque de micromedidores de transmisión mecánica de EMOS.
1. Curva de error
El estudio llevado a cabo por EMOS se basó en una muestra de 180 micromedidores de un
universo de 827.706 micromedidores de 15 mm. que se consideran representativos del 95,3%
de la población de clientes residenciales cuya distribución tiene un consumo promedio anual de
3
2
3
256 m con una desviación estándar de 81 m /año. Los clientes de la muestra son abastecidos
1
2
EMOS S.A., Programa de mantenimiento del parque de medidores de EMOS S.A. período
1996-2005, (Santiago, Subdepartamento Medición y Catastro, Departamento Gestión
Comercial, Gerencia Comercial, Marzo de 1994)
Desviación estándar calculada a partir de las tablas de consumo residencial señaladas en
el estudio realizado por DICTUC, Curvas de consumo desagregadas para usuarios
residenciales de 15 mm y 20 mm, (Santiago, EMOS, informe técnico, Agosto de 1992),
págs. 8/9; en el cual se basó el estudio técnico económico que llevo a cabo EMOS S.A.
para evaluar el programa de mantenimiento de su parque de micromedidores.
con aguas provenientes del sistema Río Maipo - Laguna Negra, por lo cual la calidad del agua es
igual para todos los micromedidores y, por consiguiente, no incide en los resultados
1
metrológicos. Teniendo presentes estudios anteriores , donde se concluía que la reposición del
3
medidor era conveniente realizarla cuando el volumen acumulado llegaba a los 6.000 m , se
3
aceptó construir la muestra sólo a partir de los 3.000 m acumulados, condición que cumplen
97.931 micromedidores. El número de clientes por rango de volumen acumulado y el tamaño
muestral se indica en el Cuadro N° 4.2. La distribución de la muestra por rango se construyó a
partir de lo establecido en la norma chilena NCH-44 Of. 78 sobre muestreos para inspección.
Cuadro N° 4.2 Tamaño muestral de micromedidores según volumen acumulado
Volumen acumulado
(m3)
N° Micromedidores
Tamaño muestra
3000 - 4000
38.213
37
4000 - 5000
23.702
25
5000 - 6000
14.614
25
6000 - 7000
9.240
25
7000 - 8000
5.813
25
8000 - 9000
3.771
25
9000 - más
2.578
18
Total
97.931
180
FUENTE: Programa de mantenimiento del parque de medidores de EMOS S.A., período 1996 2005 (Cuadro N° 4).
Cada medidor de la muestra fue sometido a pruebas de laboratorio para determinar su curva
característica y establecer la desviación que ésta presenta con respecto a la curva característica
de un medidor nuevo. A partir de los antecedentes sobre el comportamiento de consumo de los
clientes de 15 mm., se obtuvo los errores de medición por rango de volumen acumulado que se
indican en el Cuadro N°4.3.
Cuadro N° 4.3 Error estimado de subcontaje de micromedidores según volumen acumulado
3
Volumen acumulado (m )
Error de subcontaje (%)
0000 - 1000
- 0.85
a/
1001 - 2000
- 2.25
a/
2001 - 3000
- 4.25
a/
3001 - 4000
- 5.95
4001 - 5000
- 6.29
5001 - 6000
- 6.63
6001 - 7000
- 8.41
7001 - 8000
- 10.93
8001 - 9000
- 12.72
9000 - más
- 13.10
FUENTE: Programa de mantenimiento del parque de medidores de EMOS S.A., período 1996 2005 (Cuadro N° 8).
a/
Valores extrapolados.
2. Costo por subcontaje
Conocido el error por subcontaje, según rangos de volumen acumulado, se debe determinar la
pérdida de facturación anual de agua para el cliente promedio. Bajo el supuesto que el consumo
registrado por el micromedidor permanece constante a través del tiempo, con un costo del agua
también constante, el volumen acumulado hasta el año n (como número ordinal) será: Vn = n *
1
EMOS S.A., Mantenimiento preventivo para medidores de agua potable de 15 y 20 mm,
definidos según norma técnica EMOS N° 330-00, (Santiago, informe técnico, Subdepto.
Medición y Catastro, Gerencia Comercial, Marzo de 1994), pág. 3.
3
(256 m /año). Para cada volumen Vn obtenido por año se asocia un error de subcontaje según
los rangos indicado en el Cuadro N° 3.2; dado que los volúmenes considerados (consumo anual
y acumulado) son los registrados por el micromedidor que ya tiene una pérdida incorporada, el
volumen no facturado durante el año i (Vnfi ) se calculó como Vnfi = 256 * ei / (1 - ei ), donde ei
es el error de medición (en tanto por uno) asociado al año i. La pérdida por menor facturación
anual se obtiene al multiplicar el volumen anual no facturado por el cargo variable de la tarifa de
3
agua potable más alcantarillado (145 $/m valor informado por EMOS en $ de enero de 1997).
1
Los resultados obtenidos para un horizonte de 35 años se indican en el Cuadro N° 4.4.
Cuadro N° 4.4 Estimación de pérdidas según volumen acumulados ($ de enero de 1997)
Año
Volumen acumulado (m3)
Error subcontaje (%)
Pérdida anual (m3)
Pérdida ingreso ($)
1
256
0,85
2,19
318
2
512
0,85
2,19
318
3
768
0,85
2,19
318
4
1.024
2,25
5,89
854
5
1.280
2,25
5,89
854
6
1.536
2,25
5,89
854
7
1.792
2,25
5,89
854
8
2.048
4,25
11,36
1.648
9
2.304
4,25
11,36
1.648
10
2.560
4,25
11,36
1.648
11
2.816
4,25
11,36
1.648
12
3.072
5,95
16,20
2.348
13
3.328
5,95
16,20
2.348
14
3.584
5,95
16,20
2.348
15
3.840
5,95
16,20
2.348
16
4.096
6,29
17,18
2.492
17
4.352
6,29
17,18
2.492
18
4.608
6,29
17,18
2.492
19
4.864
6,29
17,18
2.492
20
5.120
6,63
18,18
2.636
21
5.376
6,63
18,18
2.636
22
5.632
6,63
18,18
2.636
23
5.888
6,63
18,18
2.636
24
6.144
8,41
23,51
3.408
25
6.400
8,41
23,51
3.408
26
6.656
8,41
23,51
3.408
27
6.912
8,41
23,51
3.408
28
7.168
10,93
31,41
4.555
29
7.424
10,93
31,41
4.555
30
7.680
10,93
31,41
4.555
31
7.936
10,93
31,41
4.555
32
8.192
12,72
37,31
5.410
33
8.448
12,72
37,31
5.410
34
8.704
12,72
37,31
5.410
35
8.960
12,72
37,31
5.410
FUENTE: Elaboración propia en base al estudio “Programa de mantenimiento del parque de
medidores de EMOS S.A. período 1996- 2005”.
1
Se escogió un horizonte de 35 años por ser la edad máxima de los medidores obtenidos
en el muestreo.
3. Costos del mantenimiento preventivo
Los procedimientos del programa de mantenimiento preventivo que actualmente se aplican al
parque de micromedidores consisten en: (i) retirar el equipo de medida e instalar uno con
conjunto metrológico nuevo; (ii) cambiar el conjunto metrológico (también denominado “kit”)
del equipo retirado manteniendo la carcaza; y (iii) instalar este micromedidor en otro
arranque que requiera el mantenimiento bajo análisis. En general, las carcazas son
reutilizadas por la resistencia mecánica que presentan, sin embargo, cuando no es posible
reutilizarlas se entregan como parte de pago al proveedor de un medidor nuevo, según se
1
establece en los contratos de EMOS.
El costo del programa de mantenimiento preventivo que se consideró fue el valor de
reposición del “kit”, el cual se desglosa según los siguientes conceptos a valores actualizados
según información proporcionada por EMOS.
Costo de recambio conjunto metrológico (kit)
= $ 6.574,07
(a)
Costo de la reinstalación del medidor
= $ 1.803,04
(b)
Costo unitario del programa de mantenimiento = $ 8.377,11
(a+b)
Los valores señalados no incluyen IVA y están en moneda de enero de 1997.
Para efectos de la metodología, se consideró como programas de mantenimiento alternativos
el recambio del kit metrológico todos los años, cada dos años, cada tres años y así
sucesivamente hasta los 35 años, antigüedad máxima de los micromedidores de la muestra
analizada.
4. Optimización del programa de mantenimiento preventivo
Para encontrar el período óptimo de recambio del conjunto metrológico se calculó el costo
anual equivalente de los programas de mantenimiento alternativos y el costo anual
equivalente de la pérdida de ingreso que sufre la empresa por cada año de registro del
micromedidor antes de efectuar un recambio del kit metrológico. La suma de ambos CAE
entrega el costo total anual equivalente del programa de mantenimiento preventivo, cuyo
menor valor determina el período óptimo buscado. Los resultados obtenidos se indican en el
Cuadro N° 4.5.
La tasa de descuento pertinente para la evaluación económica es de 9,16%, valor fijado por
la Superintendencia de Servicios Sanitarios en el último proceso tarifario.
Cuadro N° 4.5 Costos anuales equivalentes del programa de mantenimiento de
micromedidores ($ de enero de 1997)
Año
1
CAE ($)
CAE ($)
CAE ($)
Recambio "kit" micromedidor
Pérdida de ingreso
Programa de mantenimiento
1
8.377,1
318,2
8.695,3
2
4.005,1
318,2
4.323,3
3
2.551,5
318,2
2.869,7
4
1.827,5
435,2
2.262,7
5
1.395,3
505,0
1.900,3
6
1.109,0
551,3
1.660,3
7
906,1
584,1
1.490,1
8
755,2
679,9
1.435,1
9
639,1
753,8
1.392,8
10
547,2
812,2
1.359,3
11
473,0
859,3
1.332,3
12
412,0
932,6
1.344,5
13
361,1
993,6
1.354,7
14
318,3
1.045,1
1.363,3
15
281,7
1.088,9
1.370,6
EMOS S.A., op. cit.
16
250,4
1.130,8
1.381,2
17
223,3
1.167,1
1.390,3
18
199,7
1.198,7
1.398,3
19
179,0
1.226,3
1.405,3
20
160,8
1.253,3
1.414,2
21
144,8
1.277,2
1.422,0
22
130,6
1.298,4
1.429,0
23
117,9
1.317,2
1.435,2
24
106,7
1.343,9
1.450,5
25
96,6
1.367,7
1.464,2
26
87,6
1.389,0
1.476,5
27
79,4
1.408,1
1.487,6
28
72,2
1.435,2
1.507,4
29
65,6
1.459,7
1.525,2
30
59,6
1.481,7
1.541,4
31
54,3
1.501,6
1.555,9
32
49,4
1.524,7
1.574,1
33
45,0
1.545,6
1.590,6
34
41,1
1.564,5
1.605,6
35
37,5
1.581,7
1.619,2
FUENTE: Elaboración propia en base al estudio “Programa de mantenimiento del parque de
medidores de EMOS S.A. período 1996- 2005”
De acuerdo a los resultados obtenidos en la Cuadro N° 4.4, se puede observar que el período
óptimo de mantenimiento preventivo para el parque de micromedidores de 15 mm se produce
a los 11 años (CAE = $ 1.332,3). En ese período el volumen acumulado por el micromedidor
3
alcanza los 2.816 m (ver Cuadro N° 4.4), lo que arroja un error de subcontaje del 4,25%,
valor correspondiente a la pérdida óptima en agua no facturada.
5. Sensibilización del programa de mantenimiento preventivo
3
Considerando que el período de reemplazo a los 2.816 m (11 años) es válido para un
consumo promedio de 256 m3/año, se sensibilizará el programa de mantenimiento preventivo
3
3
para los consumos de: 175 m /año y 337 m /año, correspondientes a los valores que fija la
3
desviación estándar (81 m /año) del consumo promedio de la población de clientes bajo
análisis.
3
Para el consumo de 175 m /año, los resultados de la estimación de pérdidas por facturación
se indican en el Cuadro N° 4.6 y los costos anuales equivalentes de los programas de
mantenimiento alternativos en el Cuadro N° 4.7. De igual modo, para el consumo de 337
3
m /año, los resultados de la estimación de pérdidas por facturación se indican en el Cuadro
N° 4.8 y los costos anuales equivalentes de los programas de mantenimiento alternativos en
el Cuadro N° 4.9.
Cuadro N° 4.6 Estimación de pérdidas según volumen acumulado caso consumo anual
3
175 m ($ de enero de 1997)
Año
Volumen acumulado (m3)
Error subcontaje (%)
Pérdida anual (m3)
Pérdida ingreso ($)
1
175
0,85
1,50
218
2
350
0,85
1,50
218
3
525
0,85
1,50
218
4
700
0,85
1,50
218
5
875
0,85
1,50
218
6
1.050
2,25
4,03
584
7
1.225
2,25
4,03
584
8
1.400
2,25
4,03
584
9
1.575
2,25
4,03
584
10
1.750
2,25
4,03
584
11
1.925
2,25
4,03
584
12
2.100
4,25
7,77
1.126
13
2.275
4,25
7,77
1.126
14
2.450
4,25
7,77
1.126
15
2.625
4,25
7,77
1.126
16
2.800
4,25
7,77
1.126
17
2.975
4,25
7,77
1.126
18
3.150
5,95
11,07
1.605
19
3.325
5,95
11,07
1.605
20
3.500
5,95
11,07
1.605
21
3.675
5,95
11,07
1.605
22
3.850
5,95
11,07
1.605
23
4.025
6,29
11,75
1.703
24
4.200
6,29
11,75
1.703
25
4.375
6,29
11,75
1.703
26
4.550
6,29
11,75
1.703
27
4.725
6,29
11,75
1.703
28
4.900
6,29
11,75
1.703
29
5.075
6,63
12,43
1.802
30
5.250
6,63
12,43
1.802
31
5.425
6,63
12,43
1.802
32
5.600
6,63
12,43
1.802
33
5.775
6,63
12,43
1.802
34
5.950
6,63
12,43
1.802
35
6.125
8,41
16,07
2.330
FUENTE: Elaboración propia en base al estudio “Programa de mantenimiento del parque de
medidores de EMOS S.A. período 1996 - 2005”.
Cuadro N° 4.7 Costos anuales equivalentes del programa de mantenimiento de
3
micromedidores, caso consumo anual 175 m ($ de enero de 1997)
Año
CAE ($)
CAE ($)
CAE ($)
Recambio "kit" micromedidor
Pérdida de ingreso
Programa de mantenimiento
1
8.377,1
217,5
8.594,6
2
4.005,1
217,5
4.222,7
3
2.551,5
217,5
2.769,1
4
1.827,5
217,5
2.045,0
5
1.395,3
217,5
1.612,8
6
1.109,0
266,1
1.375,1
7
906,1
300,5
1.206,5
8
755,2
326,0
1.081,2
9
639,1
345,7
984,8
10
547,2
361,3
908,5
11
473,0
373,9
846,8
12
412,0
410,9
822,8
13
361,1
441,7
802,8
14
318,3
467,7
786,0
15
281,7
489,9
771,6
16
250,4
508,9
759,3
17
223,3
525,3
748,6
18
199,7
551,1
750,7
19
179,0
573,6
752,6
20
160,8
593,4
754,2
21
144,8
610,9
755,7
22
130,6
626,4
757,0
23
117,9
641,6
759,5
24
106,7
655,1
761,7
25
96,6
667,2
763,7
26
87,6
678,0
765,5
27
79,4
687,7
767,2
28
72,2
696,5
768,6
29
65,6
705,1
770,7
30
59,6
712,9
772,6
31
54,3
720,0
774,3
32
49,4
726,4
775,8
33
45,0
732,1
777,2
34
41,1
737,4
778,5
35
37,5
744,5
782,0
FUENTE: Elaboración propia en base al estudio “Programa de mantenimiento del parque
de medidores de EMOS S.A. período 1996- 2005”.
Cuadro N° 4.8 Estimación de pérdidas según volumen acumulado, caso consumo anual
3
337 m
Año
Volumen acumulado (m3)
Error subcontaje (%)
Pérdida anual (m3)
Pérdida ingreso ($)
1
337
0,85
2,89
419
2
674
0,85
2,89
419
3
1.011
2,25
7,76
1.125
4
1.348
2,25
7,76
1.125
5
1.685
2,25
7,76
1.125
6
2.022
4,25
14,96
2.169
7
2.359
4,25
14,96
2.169
8
2.696
4,25
14,96
2.169
9
3.033
5,95
21,32
3.091
10
3.370
5,95
21,32
3.091
11
3.707
5,95
21,32
3.091
12
4.044
6,29
22,62
3.280
13
4.381
6,29
22,62
3.280
14
4.718
6,29
22,62
3.280
15
5.055
6,63
23,93
3.470
16
5.392
6,63
23,93
3.470
17
5.729
6,63
23,93
3.470
18
6.066
8,41
30,94
4.487
19
6.403
8,41
30,94
4.487
20
6.740
8,41
30,94
4.487
21
7.077
10,93
41,35
5.996
22
7.414
10,93
41,35
5.996
23
7.751
10,93
41,35
5.996
24
8.088
12,72
49,11
7.121
25
8.425
12,72
49,11
7.121
26
8.762
12,72
49,11
7.121
27
9.099
13,10
50,80
7.366
28
9.436
13,10
50,80
7.366
29
9.773
13,10
50,80
7.366
30
10.110
13,10
50,80
7.366
31
10.447
13,10
50,80
7.366
32
10.784
13,10
50,80
7.366
33
11.121
13,10
50,80
7.366
34
11.458
13,10
50,80
7.366
35
11.795
13,10
50,80
7.366
FUENTE: Elaboración propia en base al estudio “Programa de mantenimiento del parque de
medidores de EMOS S.A. período 1996 - 2005”.
Cuadro N° 4.9 Costos anuales equivalentes del programa de mantenimiento de
3
micromedidores, caso consumo anual 337 m ($ de enero de 1997)
Año
CAE ($)
CAE ($)
CAE ($)
Recambio "kit"
micromedidor
Pérdida de
ingreso
Programa de
mantenimiento
1
8.377,1
418,9
8.796,0
2
4.005,1
418,9
4.424,0
3
2.551,5
633,9
3.185,4
4
1.827,5
741,0
2.568,5
5
1.395,3
804,9
2.200,2
6
1.109,0
985,5
2.094,5
7
906,1
1.113,5
2.019,5
8
755,2
1.208,6
1.963,8
9
639,1
1.352,3
1.991,3
10
547,2
1.465,9
2.013,1
11
473,0
1.557,6
2.030,6
12
412,0
1.642,3
2.054,3
13
361,1
1.712,9
2.074,1
14
318,3
1.772,5
2.090,7
15
281,7
1.829,6
2.111,3
16
250,4
1.878,6
2.129,0
17
223,3
1.921,0
2.144,3
18
199,7
1.982,1
2.181,8
19
179,0
2.035,7
2.214,7
20
160,8
2.082,7
2.243,5
21
144,8
2.150,4
2.295,1
22
130,6
2.210,3
2.340,9
23
117,9
2.263,6
2.381,5
24
106,7
2.325,5
2.432,1
25
96,6
2.380,7
2.477,3
26
87,6
2.430,3
2.517,8
27
79,4
2.477,1
2.556,5
28
72,2
2.519,2
2.591,4
29
65,6
2.557,2
2.622,7
30
59,6
2.591,4
2.651,0
31
54,3
2.622,3
2.676,6
32
49,4
2.650,3
2.699,8
33
45,0
2.675,7
2.720,7
34
41,1
2.698,7
2.739,8
35
37,5
2.719,6
2.757,0
FUENTE: Elaboración propia en base al estudio “Programa de mantenimiento del parque de
medidores de EMOS S.A. período 1996- 2005”.
3
Los resultados obtenidos de la sensibilización señalan que para un consumo de 175 m /año,
3
el mínimo costo anual equivalente se presenta cuando el micromedidor acumula 2.975 m ,
3
valor que se mide a los 17 años; en cambio cuando el consumo es de 337 m /año, el mínimo
3
costo anual equivalente se presenta a los 8 años con un volumen acumulado de 2.696 m .
En todos los casos el error de medición es de 4,25%.
El Cuadro N° 4.10 resume los resultados obtenidos para el consumo promedio y su
desviación estándar.
Cuadro N° 4.10
Período de recambio de micromedidores para consumos anuales
alternativos($ de enero de 1997)
Consumo
estimado
3
(m /año)
Período estimado
de recambio
micromedidores
(años)
Error
subcontaje
(%)
CAE
Programa
mantenimiento
($)
Volumen
acumulado
de recambio
3
(m )
175
17
4,25
748,6
2.975
256
11
4,25
1.332,3
2.816
337
8
4.25
1.963,8
2.696
FUENTE: Elaboración propia en base a resultados obtenidos.
6. Rentabilidad del programa de recambio
Debido a que esta empresa sanitaria antes de efectuar el estudio “Programa de
mantenimiento del parque de medidores de EMOS S.A. período 1996-2005” realizaba sólo
mantenimiento correctivo sobre los micromedidores cuando éstos por su desgaste ya no
registraban, interesa conocer cuál es la rentabilidad de realizar un recambio en un período
óptimo (situación con proyecto) versus realizar recambios en períodos posteriores al óptimo
(situación sin proyecto). De este modo se calculó el VAN de pasar de un programa de
3
3
3
3
recambio cuando se registran alternativamente 3.072 m , 3.328 m , 3.584 m , 3.840 m y
3
4.096 m de volumen acumulados por el registro del micromedidor al programa óptimo de
3
2.816 m de registro acumulado, se consideró un consumo promedio anual registrado de 256
3
m /año. Los resultados se indican en el Cuadro N° 4.11, el cual considera una tasa de
descuento de 9,16%.
Por otra parte, se debe tener en cuenta que el programa de mantenimiento preventivo, en
este caso, se trata como gasto, dado que el costo del primer micromedidor que se instala es
de cargo del cliente la empresa no lo puede tratar como un activo.
Cuadro N° 4.11 Rentabilidad de programas alternativos de recambio de micromedidores
($ de Enero de 1997)
Volúmenes de recambio alternativos (situación sin proyecto)
$/micromedidor
3.072 m
3
3.328 m
3
3.584 m
3
3.840 m
3
4.096 m
3
CAE recambio
micromedidor
s/p
412,0
361,1
318,3
281,7
250,4
CAE recambio
micromedidor
c/p
473,0
473,0
473,0
473,0
473,0
Mayor CAE
recambio
micromedidor
61,0
111,9
154,7
191,3
222,6
Valor actual del
mayor costo de
recambio (a)
665,9
1.221,6
1.688,9
2.088,4
2.430,1
CAE pérdida de
ingreso s/p
932,6
993,6
1.045,1
1.088,9
1.130,8
CAE pérdida de
ingreso c/p
859,3
859,3
859,3
859,3
859,3
Mayor ingreso
s/p - c/p
73,3
134,3
185,8
229,6
271,5
Valor actual del
mayor ingreso
(b)
800,2
1.466,2
2.028,4
2.506,6
2.964,0
134,3
244,5
339,5
418,1
533,8
VAN
(b) - (a)
FUENTE: Elaboración propia en base al Cuadro N° 4.5.
De este último cuadro se puede observar que mientras más tardío sea el recambio de
micromedidores sin proyecto, llevar a cabo un programa de mantenimiento preventivo en un
período óptimo es más conveniente para la empresa (presenta mayor VAN).
7. Conclusiones
a) El recambio del micromedidor debe hacerse en función del volumen acumulado y no del
tiempo de funcionamiento.
b) El dimensionamiento del medidor para clientes de “altos” consumos anuales pueden influir
sobre el error del subcontaje, ya que en el caso de que el medidor esté subdimensionado
para el consumo esperado del cliente, aumentará su error de subcontaje y llevará a
disminuir su período de reemplazo.
c) El interés del recambio del medidor es contrapuesto entre la empresa y el cliente, ya que el
aumento de este error favorece al cliente como una rebaja en la tarifa.
d) El CAE óptimo se estimó para un cierto valor de la tarifa y costo de recambio; si éstos
varían, el período de recambio más conveniente para la empresa cambiará, siendo menor
cuanto más alto sea la tarifa y el costo de recambio, esto último incide en un mayor CAE
total del programa de mantenimiento.
e) Disponer de un programa de mantenimiento preventivo que se realice en período óptimo
aumenta el valor de la empresa frente a programas de recambio de micromedidores con
carácter correctivo. Por lo tanto esta actividad preventiva afecta positivamente el valor de
las acciones de la empresa.
8. Limitaciones y recomendaciones
a) El error de medición utilizado para los medidores con volumen acumulado entre 2.000 y
3
3.000 m es un valor extrapolado, por lo que pudiera afectar la conclusión acerca del
período de reemplazo óptimo.
b) Los cálculos se han realizado suponiendo que el consumo registrado promedio de los
3
clientes se mantiene en 256 m /año. Sin embargo, debe considerarse que tal consumo
debiera ser creciente en el tiempo a una tasa estimada por la empresa sanitaria.
c) Para el caso de los clientes con “altos” o “bajos” consumos, fuera del rango de consumo
promedio y con variaciones estacionales significativas, las frecuencias de reemplazo
dependerán de curvas de error distintas a la indicada en este estudio, dado que ésta
depende de las estructuras de consumo que son diferentes según sea el comportamiento
de consumo de los clientes. Por lo tanto, conviene realizar un análisis segmentando a los
clientes en categorías “alto”, “medio” y “bajo” cada uno con su respectiva curva de error.
También sería conveniente establecer las “curvas de error” para medidores de 20 mm.
D. Aplicación al parque de micromedidores de ESSAT
1
La gerencia provincial de ESSAT de la ciudad de Arica realizó un estudio técnico económico ,
con el fin de evaluar un cambio de los micromedidores de 15 mm de transmisión mecánica por
uno de transmisión magnética en la medición de los caudales bajos de consumo (menores a 30
lts/seg.); para ello se determinó el error de subcontaje en los micromedidores domiciliarios por
antigüedad, por acumulación de medición y por marca, para clientes cuyo consumo oscila entre
3
3
los 5 m y 60 m al mes.
Sin embargo, la metodología planteada en este trabajo requiere la información sobre las
pérdidas por medidor y una estructura de consumo promedio representativa de la
población sobre la que se aplica el programa de mantenimiento preventivo; el estudio
realizado por la empresa sanitaria de Arica no contempla este tipo de información, sino
volúmenes totales de pérdida comercial. Por consiguiente, dicho estudio no pudo ser
utilizado, siendo necesario asumir datos y supuestos para aplicar la metodología de
optimización de mantenimiento preventivo en la ciudad de Arica.
1. Curva de error
Para analizar económicamente el programa de mantenimiento preventivo en el parque de
micromedidores domiciliarios de ESSAT Arica, se procedió a tomar como información base la
contenida en el estudio de subcontaje de micromedidores domiciliarios de EMOS.
Considerando que el agua proveniente de las captaciones subterráneas de Arica presenta un
nivel de salinidad mayor que en Santiago, se estima que el desgaste del mecanismo de
medición y, por consiguiente, el subcontaje de los micromedidores en ESSAT es mayor que
el obtenido por EMOS. A partir del Cuadro N° 4.3 en que se indica el error estimado de
medición de los micromedidores según volumen acumulado en Santiago, se construirán tres
escenarios para la ciudad de Arica, en los cuales los errores estimados de medición, según
volumen acumulado en Arica son, un i) 5% mayor; (ii) 10% mayor; y (iii) un 15 % mayor. Los
resultados de error para estos tres escenarios se indican en el Cuadro N° 4.12.
Cuadro N° 4.12
1
Error estimado de subcontaje de micromedidores según volumen
acumulado para diferentes escenarios
Volumen
3
acumulado (m )
Error de subcontaje
escenario “5%”
Error de subcontaje
escenario “10%”
Error de subcontaje
escenario “15%”
0000-1000
0,89
0,94
0,98
1001-2000
2,36
2,48
2,59
2001-3000
4,46
4,68
4,89
3001-4000
6,25
6,55
6,84
4001-5000
6,60
6,92
7,23
5001-6000
6,96
7,29
7,62
ESSAT S.A., Pérdidas por subcontaje en la micromedición de la ciudad de Arica, (Arica,
Unidad de Operaciones, informe técnico interno, 1997).
6001-7000
8,83
9,25
9,67
7001-8000
11,48
12,02
12,57
8001-9000
13,36
13,99
14,63
9001 y más
13,76
14,41
15,07
FUENTE: Cuadro N° 4.2. Error estimado de subcontaje de micromedidores según volumen
acumulado.
2. Costo por subcontaje
Para determinar las pérdidas de facturación anual de agua se consideró un consumo promedio
3
de 185 m /año para la población correspondiente a los arranques domiciliarios de 15 mm de
1
diámetro , dato estimado por ESSAT sobre el cual se desarrolló la evaluación. Cabe mencionar
que se desconoce la distribución del consumo de la población de clientes, por lo cual la
valoración del agua no facturada basada en tal consumo promedio, tiene validez de simulación.
Considerando que el consumo promedio permanece constante a través del tiempo a un costo
del agua, también constante, la pérdida por menor facturación se obtuvo a partir del producto
entre el volumen anual no facturado por el cargo variable correspondiente a la tarifa de agua
potable más alcantarillado, cuyo valor es de $ 325,5. Bajo el mismo procedimiento aplicado
al caso de EMOS, se obtienen los resultados indicados en los Cuadros N° 4.13 al 4.15 para
los diferentes escenarios de errores de subcontaje.
Cuadro N° 4.13 Estimación de pérdidas de ingreso según consumos acumulados escenario
error 5% mayor a estructura EMOS ($ de enero de 1997)
Año
Volumen acumulado Error subcontaje
3
(m )
(%)
Pérdida anual
3
(m )
Pérdida ingreso
($)
1
185
0,89
1,67
542
2
370
0,89
1,67
542
3
555
0,89
1,67
542
4
740
0,89
1,67
542
5
925
0,89
1,67
542
6
1110
2,36
4,48
1457
7
1295
2,36
4,48
1457
8
1480
2,36
4,48
1457
9
1665
2,36
4,48
1457
10
1850
2,36
4,48
1457
11
2035
2,36
4,48
1457
12
2220
4,46
8,64
2813
13
2405
4,46
8,64
2813
14
2590
4,46
8,64
2813
15
2775
4,46
8,64
2813
16
2960
4,46
8,64
2813
17
3145
6,25
12,33
4013
18
3330
6,25
12,33
4013
19
3515
6,25
12,33
4013
20
3700
6,25
12,33
4013
FUENTE : Elaboración propia.
1
Información proporcionada por la Unidad de Operaciones ESSAT S.A. Arica.
Cuadro N° 4.14 Estimación de pérdidas de ingreso según consumos acumulados escenario
error 10% mayor a estructura EMOS ($ de enero de 1997)
Año
Volumen acumulado Error subcontaje
3
(m )
(%)
Pérdida anual
3
(m )
Pérdida ingreso
($)
1
185
0,935
1,75
568
2
370
0,935
1,75
568
3
555
0,935
1,75
568
4
740
0,935
1,75
568
5
925
0,935
1,75
568
6
1110
2,475
4,69
1528
7
1295
2,475
4,69
1528
8
1480
2,475
4,69
1528
9
1665
2,475
4,69
1528
10
1850
2,475
4,69
1528
11
2035
4,675
9,07
2953
12
2220
4,675
9,07
2953
13
2405
4,675
9,07
2953
14
2590
4,675
9,07
2953
15
2775
4,675
9,07
2953
16
2960
4,675
9,07
2953
17
3145
6,545
12,96
4217
18
3330
6,545
12,96
4217
19
3515
6,545
12,96
4217
20
3700
6,545
12,96
4217
FUENTE: Elaboración propia.
Cuadro N° 4.15 Estimación de pérdidas de ingreso según consumos acumulados
escenario error 15% mayor a estructura EMOS ($ de enero de 1997)
Año
Volumen acumulado Error subcontaje
3
(m )
(%)
Pérdida anual
3
(m )
Pérdida ingreso
($)
1
185
0,98
1,83
594
2
370
0,98
1,83
594
3
555
0,98
1,83
594
4
740
0,98
1,83
594
5
925
0,98
1,83
594
6
1110
2,59
4,91
1600
7
1295
2,59
4,91
1600
8
1480
2,59
4,91
1600
9
1665
2,59
4,91
1600
10
1850
2,59
4,91
1600
11
2035
4,89
9,51
3094
12
2220
4,89
9,51
3094
13
2405
4,89
9,51
3094
14
2590
4,89
9,51
3094
15
2775
4,89
9,51
3094
16
2960
4,89
9,51
3094
17
3145
6,84
13,59
4423
18
3330
6,84
13,59
4423
19
3515
6,84
13,59
4423
20
3700
6,84
13,59
4423
FUENTE: Elaboración propia.
3. Costos del mantenimiento preventivo
Para el caso de los micromedidores en la ciudad de Arica el programa de mantenimiento
preventivo consiste en retirar el equipo de medida e instalar un conjunto metrológico nuevo.
De acuerdo a información entregada por ESSAT no se recupera la carcaza.
De acuerdo a información entregada por la unidad de control de pérdidas de ESSAT, el costo
del programa de mantenimiento preventivo se desglosa de acuerdo a los siguientes
conceptos:
Costo de recambio del micromedidor= $ 10.550
Costo de instalación del medidor= $ 2.000
(a)
(b)
Costo unitario del programa de mantenimiento= $ 12.550
(a+b)
Los valores señalados no incluyen IVA y están en moneda de enero de 1997.
Para efectos de la metodología, se consideró como alternativas de programas de
mantenimiento preventivo el cambio de micromedidores cada un año, cada dos años y así
sucesivamente hasta los 20 años, antigüedad máxima de los micromedidores de la muestra
1
analizada en el estudio de subcontaje de ESSAT.
4. Optimización del programa de mantenimiento preventivo
Para encontrar el período óptimo de cambio del micromedidor, se calcula el costo anual
equivalente de los programas de mantenimiento alternativos y el costo anual equivalente de
la pérdida de ingreso que sufre la empresa por cada año de registro del micromedidor. La
suma de ambos CAE entrega el costo total anual equivalente del programa de mantenimiento
preventivo, el menor valor determina el período óptimo buscado. Los resultados obtenidos
para los tres escenarios propuestos sobre el error de medición se indican en los Cuadros N°
4.16 al 4.18. Se consideró una tasa de descuento de 9,16%, valor correspondiente al
incorporado en el proceso tarifario.
Cuadro N° 4.16 Costos anuales equivalentes del programa de mantenimiento de
micromedidores, escenario error 5% mayor a estructura EMOS ($
de enero de 1997)
Año
1
CAE ($)
CAE ($)
CAE ($)
Recambio "kit"
micromedidor
Pérdida de
ingreso
Programa de
mantenimiento
1
12550,0
542,3
13092,3
2
6000,2
542,3
6542,5
3
3822,5
542,3
4364,8
4
2737,8
542,3
3280,1
5
2090,3
542,3
2632,6
6
1661,4
663,4
2324,8
ESSAT S.A., op. cit.
7
1357,4
749,2
2106,6
8
1131,4
813,0
1944,4
9
957,4
862,2
1819,5
10
819,8
901,0
1720,8
11
708,6
932,4
1641,0
12
617,2
1024,9
1642,1
13
541,0
1102,0
1643,0
14
476,8
1167,0
1643,8
15
422,1
1222,3
1644,4
16
375,1
1269,8
1645,0
17
334,5
1343,0
1677,4
18
299,1
1406,6
1705,7
19
268,2
1462,3
1730,4
20
240,9
1511,2
1752,2
FUENTE: Elaboración propia.
Cuadro N° 4.17
Año
Costos anuales equivalentes del programa de mantenimiento de
micromedidores, escenario error 10% mayor a estructura EMOS ($ de
enero de 1997)
CAE ($)
CAE ($)
CAE ($)
Recambio "kit"
micromedidor
Pérdida de
ingreso
Programa de
mantenimiento
1
12550,0
568,3
13118,3
2
6000,2
568,3
6568,5
3
3822,5
568,3
4390,8
4
2737,8
568,3
3306,2
5
2090,3
568,3
2658,7
6
1661,4
695,4
2356,8
7
1357,4
785,5
2142,9
8
1131,4
852,4
1983,8
9
957,4
904,0
1861,4
10
819,8
944,8
1764,5
11
708,6
1058,2
1766,7
12
617,2
1151,4
1768,6
13
541,0
1229,0
1770,1
14
476,8
1294,5
1771,3
15
422,1
1350,3
1772,4
16
375,1
1398,2
1773,4
17
334,5
1473,4
1807,9
18
299,1
1538,8
1837,9
19
268,2
1596,0
1864,2
20
240,9
1646,3
1887,3
FUENTE: Elaboración propia.
Cuadro N° 4.18
Año
Costos anuales equivalentes del programa de mantenimiento de
micromedidores, escenario error 15% mayor a estructura EMOS($ de
enero de 1997)
CAE ($)
CAE ($)
CAE ($)
Recambio "kit"
micromedidor
Pérdida de
ingreso
Programa de
mantenimiento
1
12550,0
594,4
13144,4
2
6000,2
594,4
6594,6
3
3822,5
594,4
4416,9
4
2737,8
594,4
3332,3
5
2090,3
594,4
2684,8
6
1661,4
727,5
2388,9
7
1357,4
821,8
2179,2
8
1131,4
891,9
2023,3
9
957,4
945,9
1903,3
10
819,8
988,6
1808,3
11
708,6
1107,5
1816,1
12
617,2
1205,2
1822,4
13
541,0
1286,6
1827,7
14
476,8
1355,3
1832,1
15
422,1
1413,8
1835,9
16
375,1
1464,0
1839,2
17
334,5
1542,9
1877,4
18
299,1
1611,5
1910,7
19
268,2
1671,6
1939,8
20
240,9
1724,4
1965,4
FUENTE: Elaboración propia.
De acuerdo a los resultados obtenidos en los Cuadros N° 3.14 al 3.16 el mínimo CAE del
programa de mantenimiento preventivo ocurre a los 11 años en el escenario “5%” y a los 10
años en los escenarios “10%” y “15%”. En el primer caso el cambio de medidor debe hacerse
3
cuando presenta un volumen acumulado de 2.035 m y en los dos escenarios siguientes
3
cuando alcanza 1.850 m . El error que se admite en agua no facturada es de un 2,36% para
el escenario “5%”, 2,47% para el escenario “10%” y 2,59% para el escenario “15%”.
El Cuadro N° 4.19 resume los resultados obtenidos para los tres escenarios estudiados.
Cuadro N° 4.19 Programas de mantenimiento preventivo óptimo según escenarios de error
de medición ($ de enero de 1997)
Escenarios de
error de
medición
Período de
recambio
micromedidores
(años)
Error
Subcontaje
(%)
CAE
Programa de
mantenimiento
($)
Volumen
acumulado
3
(m )
5%
11
2,36
1.641,0
2.035
10%
10
2,47
1.764,5
1.850
15 %
10
2,59
1.808,3
1.850
FUENTE: Elaboración propia.
Cabe destacar que el error admisible por subcontaje es menor en el caso de ESSAT que en
el EMOS, lo que lleva a efectuar los cambios de micromedidores antes en Arica que en
Santiago, donde se acepta alcanzar un volumen acumulado mayor (ver Cuadro N° 4.10).
5. Conclusiones, recomendaciones y limitaciones
a) La frecuencia de recambio es prácticamente igual para los tres escenarios, pues los
valores del mínimo CAE no se diferencia significativamente para una frecuencia de 10 a
11 años en los tres escenarios.
b) Comparando lo resultados de la aplicación en ESSAT con los obtenidos en EMOS, se
puede concluir que en la medida en que los programas de mantenimiento son más
costosos, en términos de pérdidas por subcontaje, valor del agua y costos del recambio,
es conveniente realizar el mantenimiento en períodos más cortos en términos de volumen
acumulado que registra el micromedidor.
c) En términos generales, una forma de alcanzar un nivel de pérdida óptima, desde el punto
de vista privado, es a través de la implementación de programas de mantenimiento
preventivo en período óptimo.
Las recomendaciones y limitaciones son las siguientes:
a) El error por subcontaje para el período de reemplazo óptimo no fue observado en el
estudio de EMOS, sino que fue determinado a partir de un valor extrapolado.
Será así recomendable estudiar la curva de error para estos menores valores acumulados
de consumos.
b) Los cálculos se han realizado suponiendo que el consumo promedio de los clientes se
3
mantiene en 185 m /año, al igual que en el caso se EMOS debiera considerarse un
crecimiento en el tiempo del consumo registrado.
c) Sería conveniente revisar los resultados obtenidos por ESSAT en su estudio para llegar a
determinar curvas de error de los medidores de transmisión mecánica segmentando por
tipo de cliente. Asimismo, estimar dichas curvas para los medidores de transmisión
magnética. Cabe señalar que en Arica ESSAT está realizando el cambio de todos los
medidores de transmisión mecánica por magnética, proceso que se inició en septiembre
de 1997 y que está programado terminarse en un plazo de 4 años. ¿Será conveniente
cambiarlos todos, cualquiera sea en nivel de consumo del cliente?
d) Para este proceso de cambio tecnológico en ejecución, sería conveniente para ESSAT
estudiar la posibilidad de reutilizar la carcaza del medidor antiguo de modo de reducir el
costo del medidor nuevo. De acuerdo a información entregada por la empresa, se han
iniciado las gestiones para evaluar esta alternativa.
Finalmente, debe tenerse en cuenta que el error por subcontaje afecta el dimensionamiento
de las obras de alcantarillado.
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REED, Ruddell Jr., Localización, “Layout” y Mantenimiento de Planta, Centro Regional de Ayuda Técnica
para el Desarrollo Internacional (AID), Buenos Aires, 1971
ENTREVISTAS A EXPERTOS
AHUMADA, Gerardo; Sectorización en redes de agua potable, (IFARLE Consultores).
ALACHE, Edgar; Sectorización de la red de agua potable para control de pérdidas, (ESSAT S.A. Arica).
ALE, Jorge; Determinación del costo del agua, (ENERSIS S.A.).
ANTIVILO, José; Mantenimiento preventivo de micromedidores, (ESSAT S.A. Arica).
ELICER, Patricio; Detección de fugas en red de distribución de agua potable, (EMOS S.A.).
ESTAY, Ricardo; Plantas de tratamiento de agua potable, (EMOS S.A.).
FAUNDEZ, Luis; Plan de desarrollo y postergación de inversiones, (EMOS S.A.).
GRILLI, Alejandro; Derechos de agua, (EMOS S.A.).
GRAU, Francisco; Sectorización de la red de agua potable para control de pérdidas, (EMOS S.A.).
MATURANA, Renato; Mantenimiento preventivo de micromedidores,
(EMOS S.A.).
VELOZ, Mariana; Tarifa de agua potable, (Superintendencia de Servicios Sanitarios, Santiago).
ANEXO 1
ANÁLISIS DEL SISTEMA TARIFARIO EN EMPRESAS DE AGUA POTABLE
Las empresas de agua potable operan con costos medios decrecientes, lo que se traduce en la presencia
de economías de escala, que transforman a las empresas en monopolios naturales. Como en este tipo de
mercado la tendencia es establecer precios que generan pérdidas de bienestar social, el Estado crea una
normativa legal que fija una tarifa que lleve al monopolio a operar bajo principios de eficiencia social. El
objetivo es que esta tarifa refleje el verdadero costo que significa para la sociedad la producción de
unidades adicionales del servicio, sin recoger ineficiencias de las empresas, y que ésta sea una señal para
la asignación eficiente de los recursos.
I. MARCO LEGAL
1
A. Normativa
En la actualidad las tarifas por servicios de agua potable están reguladas por los siguientes cuerpos legales:
i) Ley General de tarifas de servicios sanitarios y aportes reembolsables de financiamiento (D.F.L. N° 70
DEL 30.12.88 del Ministerio de Obras Públicas), que establece las bases, procedimientos para la
determinación de las tarifas y el régimen de aportes reembolsables de financiamiento.
ii) Reglamento del D.F.L. N° 70 (D.S. N° 453 del 12.12.89 del Ministerio de Economía, Fomento y
Reconstrucción), que establece el procedimiento administrativo para el cálculo de tarifas y los aportes
financieros reembolsables.
iii) Ley General de Servicios Sanitarios, Régimen de Concesiones (D.F.L. N° 382 del 21.06.89 del Ministerio
de Obras Públicas). Esta ley establece la normativa de operación de las empresas de servicios sanitarios y
lo relativo a la institución de las concesiones.
iv) Ley de subsidio de consumidores de escasos recursos (Ley N° 18.778 del 02.02.89 y Ley N° 19.059 del
31.05.91). Establece un mecanismo de subsidio directo orientado a asegurar un consumo mínimo a los
sectores de escasos recursos.
v) Ley de Superintendencia de Servicios Sanitarios (Ley N° 18.902 del 27.01.90). Crea la Superintendencia
de Servicios Sanitarios con la finalidad de realizar funciones de fiscalización, a nivel nacional, de todos los
prestadores de servicios sanitarios y del cumplimiento de las normas técnicas relativas a descargas y
residuos líquidos industriales y las normas relativas a tarifas.
vi) Disposiciones legales que transforman a EMOS y ESVAL en sociedades anónimas (Ley N° 18.777 del
08.02.89) y a las Direcciones Regionales de SENDOS en sociedades anónimas (Ley N° 18.885 del
12.01.90).
B. Principios económicos
La normativa vigente fue elaborada buscando el cumplimiento de los siguientes principios económicos:
i) Principio de eficiencia económica y social: se refiere a establecer para cada usuario la igualdad de precio
por unidad adicional de agua y cobrar al consumidor el costo marginal social de proveer el servicio. Esto se
plantea de manera que, por un lado, el usuario haga un uso racional de los servicios y por otro, que las
empresas proveedoras asignen en forma óptima los recursos.
ii) Principio de rentabilidad de largo plazo: se orienta a que las tarifas permitan a la empresa cubrir sus
costos de explotación (operación y mantención), generar excedentes para efectuar las inversiones
requeridas para ampliar el servicio, reponer los sistemas actuales y obtener una rentabilidad sobre el capital
invertido.
iii) Principio de equidad: cada usuario debe pagar los costos que le corresponden. Sin embargo, puede
considerarse equitativo subsidiar los precios a cobrar a los consumidores de menores ingresos, por cuanto
desde el punto de vista social es deseable que alcancen un nivel de consumo que con la tarifa a costo
marginal no realizarían.
iv) Principio de simplicidad: se requiere disponer de una estructura tarifaria de fácil comprensión con el
objetivo de orientar al usuario respecto de su decisión de consumo.
1
Extraído de “Sistema de Aguas Servidas de Victoria y Tarificación del Agua Potable de
Traiguén”, Curso Interamericano en Preparación y Evaluación de Proyectos, noviembre,
1994.
II. SISTEMA TARIFARIO
A. Estructura de costos
La tarifa definida en la ley (D.S. Nº 453/89 del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción) separa a
las empresas en etapas de producción y distribución, ya que es posible asociar costos independientes a
cada una de ellas y además pueden considerarse como dos negocios independientes que interactúan para
prestar el servicio.
El objetivo de esta estructura es cobrar al cliente un precio tal que cubra adecuadamente los costos de
explotación y el costo de oportunidad de las inversiones asociadas a ambas etapas bajo el concepto de
eficiencia.
Los costos que se determinan para el cálculo tarifario son los siguientes:
1. Costo independiente del servicio
Corresponde a un costo fijo mensual por cliente, independiente del consumo realizado, el cual refleja el
costo que significa para la empresa tener un cliente más; considera aquellos gastos relacionados con la
atención comercial originados en el proceso de lectura de medidores, reparto de boletas y facturas, atención
de clientes, recaudación, informática y oficinas comerciales.
2. Costos en la etapa de producción
Considera los gastos de operación y mantención (energía, productos químicos y mano de obra) asociados
1
al volumen de producción separado en períodos punta y no punta , más las inversiones requeridas para
satisfacer los incrementos de la demanda en el período punta; se incluye como inversión el costo de
2
oportunidad del agua cruda proveniente tanto de fuentes superficiales como subterráneas.
3. Costos en la etapa de distribución
Considera los gastos de operación (principalmente energía) y mantención asociados al volumen de agua
potable, de acuerdo a la estacionalidad de la demanda (período punta y no punta), más las inversiones
requeridas para satisfacer los incrementos de la demanda en el período punta. Se agrega, además, un
3
costo fijo por arranque equivalente que comprende los gastos por concepto organización.
B. Costos y empresa modelo
Como las empresas de agua potable son monopolios naturales, los costos reales en que incurre la empresa
no necesariamente corresponden a los costos de eficiencia que se logran bajo competencia perfecta, por
consiguiente, uno de los objetivos de la tarifa es que no se traspasen los costos de las ineficiencias a los
usuarios. Ello se logra simulando una empresa modelo que opera con costos eficientes, tanto en la
explotación como en las inversiones correspondientes al plan de desarrollo establecido para cubrir los
incrementos de la demanda proyectada.
El D.S. N° 453/89 define la empresa modelo como “una empresa prestadora de servicios sanitarios
diseñada con el objeto de proporcionar en forma eficiente los servicios sanitarios requeridos por la
población, considerando la normativa y reglamentaciones vigentes y las restricciones geográficas,
demográficas y tecnológicas en las cuales deberá enmarcar su operación”.
El diseño de esta empresa comprende la definición de los siguientes aspectos:
i) Estructura organizacional: que permita especificar los requerimientos de personal e insumos para la
operación del servicio en funciones administrativas, de atención de público, lectura de medidores,
facturación, reparto de cuentas, adquisiciones, cobranzas, mantención y reparación del sistema y
mantención de los recintos.
ii) Estructura física: se adopta un esquema físico operacional que permita especificar los requerimientos de
inversión y costos de operación. Para ello la empresa modelo se simula basándose en un diseño lógico de
1
2
3
Período punta corresponde a los meses de diciembre a marzo y el período no punta a los
meses de abril a noviembre.
Como el mercado del agua es imperfecto se determina el costo de oportunidad a través del
valor implícito de la tierra, el cual está incorporado dentro del proceso tarifario.
El arranque equivalente se define como el número de arranques de agua potable de 15
mm de diámetro que, en conjunto, presenta un caudal igual al del arranque de
comparación, usando para ello una tabla que se establece en las bases de los estudios
tarifarios.
los sistemas que la conforman, usando, para estos efectos, esquemas donde los nodos y arcos
representan, en forma abstracta, las relaciones entre los distintos elementos que conforman las etapas de
producción y distribución de agua potable (ver Figura N° A.1.1). Los nodos representan las fuentes de
producción, plantas elevadoras, planta de tratamiento, centros de cloración, fluoración y puntos de
bifurcación, y los arcos representan las conducciones.
Figura N° A.1.1 Sistema real
ESTANQUE
REGULACIÓN
PLANTA CLORACIÓN
FUENTE
ELEVACIÓN
FLUORACIÓN
IMPULSIÓN
PLANTA
TRATAMIENTO
RED DISTRIBUCIÓN
Sistema modelado
nodo 1
arco 1
nodo 7
nodo 3
nodo 2
nodo 4
arco 3
nodo 5
arco 4
nodo 6
arco 5
arco 6
arco 2
La modelación de la infraestructura se realiza sobre la base de los siguientes antecedentes:
•
Conocimiento en terreno de las instalaciones actualmente en servicio, complementado por el
catastro físico de estas instalaciones que se reporta en los planes de desarrollo presentados por las
empresas.
•
Planificación de la expansión de los sistemas, estudiada en los planes de desarrollo, que incluyen
las justificaciones técnicas que respaldan la programación.
•
Disponibilidad de alternativas técnicas de materiales y metodologías recientes, adoptados para
reemplazar sistemas obsoletos o ineficientes.
Con estos datos, la Superintendencia de Servicios Sanitarios realiza la simulación a través de un modelo
computacional que determina los costos eficientes por medio de funciones contínuas. Cada empresa real
se asimila a una empresa modelo.
La empresa modelo debe dar cumplimiento a normas relacionadas con:
•
Calidad del agua potable
•
Niveles de presión en la red
•
Calidad en la atención a los clientes
•
Niveles de pérdida en los sistemas
•
Continuidad de los servicios
C. Modelo tarifario
1. Tarifas de eficiencia
La tarifa, que incluye cargos fijos y variables, es obtenida a partir del llamado Costo Incremental de
Desarrollo (CID), que se calcula para cada etapa del servicio (producción y distribución). La legislación, a
través del DFL N° 70 de 1988 del Ministerio de Obras Públicas, define el Costo Incremental de Desarrollo
como:
“... aquel valor equivalente a un precio unitario constante que, aplicado a la demanda incremental
proyectada, genera los ingresos requeridos para cubrir los costos incrementales de explotación eficiente y
de inversión de un proyecto de expansión optimizado del prestador, de tal forma que ello sea consistente
con un valor actualizado neto del proyecto de expansión igual a cero. Para estos efectos, se considerará la
vida útil económica de los activos asociados a la expansión, la tasa de tributación vigente y la tasa de costo
de capital. El proyecto de expansión abarcará un período no inferior a 15 años.”
La expresión del CID indicada en el reglamento de la ley antes citada corresponde a la fórmula 3.1
siguiente:
n
n
Ii
R
( Gi − Go) * (1 − t )
Di
*
−
+
−
t
∑
∑
∑
i
i
i
i
(1 + r ) i =1
(1 + r )
i = 0 (1 + r )
i =1 (1 + r )
n
(Qi − Qo)
(1 − t ) * ∑
i
i =1 (1 + r )
j
CID =
(3.1)
Donde;
Ii =Inversión en el período i del plan de expansión, se incluye el costo alternativo del agua.
R=Valor residual de las inversiones asociadas al plan de expansión, luego de transcurridos n años a partir
de la fecha en que éste se inicia.
Gi=Costos de operación y mantención anual incurridos en el período i.
Go=Gastos de operación y mantención anual incurridos en el período base, antes que se inicie el plan de
expansión.
t=Tasa de impuesto pertinente.
Di=Depreciación anual en el período i correspondiente a las inversiones del plan de expansión.
Qi=Unidades físicas del bien producido que son consumidas anualmente en el período i.
Qo=Unidades físicas del bien producido que son consumidas anualmente en el período base, antes que se
inicie el plan de expansión.
r=Tasa de costo de capital o tasa de descuento (9,16%).
o=Año base, previo al inicio del plan de expansión.
i=Período anual correspondiente al año i.
j=Número de años considerados en el plan de expansión (5años).
N=Número de años considerados en el horizonte de evaluación (35 años).
El CID representa un valor medio anual, el cual, se descompone en cargos variables en relación a las
unidades producidas o distribuidas según corresponda a la etapa del servicio y de acuerdo a los períodos
punta y no punta; la suma de estos cargos determina finalmente la tarifa.
El D.S. N° 453/89 define los cargos por etapa del servicio del siguiente modo:
i) Etapa de producción:
3
Cargo Variable por m (período no punta)
3
Cargo Variable por m (período punta)
3
= CVP1 + (Mp/12) * CVP3
= CVP2 + (Mp/12) * CVP3
1
Cargo Variable por m sobreconsumo (período punta) = CVP2 + CVP3
Donde:
CVP1=Costo por metro cúbico asociado a volumen en el período no punta.
1
El sobreconsumo corresponde al exceso de consumo durante los meses del período punta
con respecto al consumo promedio de los meses del período no punta.
CVP2=Costo por metro cúbico asociado a volumen en el período punta.
CVP3=Costo por metro cúbico asociado a la capacidad del sistema de producción en el período punta.
Mp=Número de meses del período punta.
Una descomposición del CID para la etapa de producción se ejemplifica a continuación:
Cuadro N° A.1.1 Flujo de caja para calcular la tarifa en la etapa de producción a partir del CID
AÑO 1
Valores
AÑO 2
AÑO 3
AÑO n
Dic-Mar
Abr-Nov
Dic-Mar
Abr-Nov
Dic-Mar
Abr-Nov
Dic-Mar
Abr-Nov
Ingreso
P´*Qp
P*Qnp
P’*Qp
P*Qnp
P’*Qp
P*Qnp
P’*Qp
P*Qnp
Costos
CVp
CVnp
CVp
CVnp
CVp
CVnp
CVp
CVnp
Incremen.
variables
Inversión
- I1
- I3
R
FUENTE: Elaboración propia.
Donde:
P’
= Tarifa a cobrar en el período punta.
P
= Tarifa a cobrar en el período no punta.
Qp
= Consumo promedio mensual en el periodo punta.
Qnp = Consumo promedio mensual en el período no punta.
CVp = Costos variables de producción en el período punta.
CVnp = Costos variables de producción en el período no punta.
I1, I3 = Inversiones necesarias para satisfacer incrementos de demanda.
R
= Valor de desecho de las inversiones.
El objetivo será determina un precio según la estacionalidad de la demanda tal que el VAN del flujo de caja
anterior sea cero.
Es decir se debe cumplir que:
VAN = VP(P’*Qp) + VP(P*Qnp) - VP(CVp) - VP(CVnp) - VP(I) + VP(R) = 0
Reordenando los términos y asociándolos de acuerdo a la estacionalidad de la demanda se tiene que:
VAN = [VP(P’*Qp) - VP(CVp) - VP(I) + VP(R)] + [VP(P*Qnp) - VP(CVnp)] = 0
1
2
Donde los términos de la agrupación 1 corresponden al período punta y los correspondientes a la
agrupación 2 al período no punta. Separando ambos grupos puede escribirse como sigue:
1:
VP(P’*Qp) - VP(CVp) - VP(I) + VP(R) = 0
2:
VP(P*Qnp) - VP(CVnp) = 0
Despejando el precio en ambas expresiones, se tiene:
1:
P’ =
2:
P
=
VP ( I ) + VP ( CVp ) − VP ( R )
VP ( Qp )
VP ( CVnp )
VP ( Qnp )
En el sistema tarifario establecido en la legislación los costos variables, las inversiones y los consumos son
incrementales, por lo que el precio así calculado corresponde a un valor incremental, dicho valor es lo que
se define como Costo Incremental de Desarrollo y determina la tarifa de eficiencia.
ii) Etapa de distribución:
3
= CVD1 + (Mp/12) * CVD3
3
= CVD2 + (Mp/12) * CVD3
Cargo Variable por m (período no punta)
Cargo Variable por m (período punta)
3
Cargo Variable por m sobreconsumo (período punta) = CVD2 + CVD3
Donde:
CVD1 = Costo por metro cúbico asociado a volumen en el período no punta.
CVD2 = Costo por metro cúbico asociado a volumen en el período punta.
CVD
= Costo por metro cúbico asociado a la capacidad del sistema de distribución en el
período punta.
Mp
= Número de meses del período punta.
Se define además, un cargo fijo mensual por arranque equivalente que considera los costos incrementales
asociados a la organización de la empresa (gerencias), y un cargo fijo mensual por cliente, el cual
corresponde al costo incremental que involucra los aspectos comerciales de la empresa (no depende del
consumo realizado por los clientes).
2. Tarifa de autofinanciamiento
Una vez definida la tarifa de eficiencia, ésta se aplica a la demanda total y no a la incremental que
determina los costos de estructura tarifaria; además, la empresa ya ha incurrido en inversiones que la
mantienen en funcionamiento y que, por consiguiente, no están consideradas en los planes de expansión;
luego, los ingresos obtenidos al aplicar la tarifa de eficiencia no necesariamente cubrirán los costos totales
anuales, pudiendo generarse superávit o déficit financieros, por lo que, surge la necesidad de realizar un
ajuste para determinar el nivel de autofinanciamiento.
De acuerdo a lo que se establece en el D.S. N° 453/89, el ajuste se efectúa por medio del llamado Costo
Total de Largo Plazo que se define como:
“... aquel valor anual constante requerido para cubrir los costos de explotación eficiente y de los de inversión
de un proyecto de reposición optimizado ... deberá considerar el diseño de una empresa eficiente que inicia
su operación, realiza las inversiones necesarias para proveer los servicios involucrados e incurre en los
gastos de explotación propios del giro de la empresa, obteniendo una recaudación compatible con un valor
actualizado neto del proyecto de reposición optimizado igual a cero. Para ello deberá considerarse la vida
útil de los activos, la tasa de tributación vigente y la tasa de costo de capital.”
La fórmula que se utiliza para calcular el costo total de largo plazo es la siguiente:
I−
CTLP =
(G + D) * (1 − t ) − D
(1 + r ) i =1
(1 + r )i
(3.2)
35
1 + r) − 1
(
(1 − t ) *
(1 + r )35 * r
35
R
35
+∑
Donde:
CTLP = Costo total de largo plazo.
I =
Inversión asociada a la reposición optimizada de la empresa en el período cero más el valor actual
de la inversión necesaria para mantener la vida útil del proyecto de reposición hasta finalizar el
horizonte de evaluación, actualizado a la tasa de costo de capital.
G =
Gastos anuales de operación y mantención asociados a la reposición de la empresa.
D=
Depreciación anual de las inversiones asociadas a la reposición de la empresa.
R=
Valor residual de la inversión al cabo del horizonte de evaluación.
t =
Tasa de impuesto relevante.
r=
Tasa de costo de capital o tasa de descuento (9,16%).
i=
Período anual.
n=
Número de años considerados en el horizonte de evaluación (35 años).
3. Descuento aporte de terceros
Las empresas pueden tener activos cuya inversión ha sido realizada por terceros mediante aportes
reembolsables, por lo tanto, para que las tarifas incluyan sólo la rentabilidad de los activos propios, debe
descontarse al CTLP la rentabilidad asociada a las inversiones de estos aportes. Los costos de estas obras
se calculan a partir de los datos técnicos proporcionados por las empresas. En consecuencia se define el
Costo Total de Largo Plazo Neto como:
CTLPN = CTLP - r * AT (3.3)
Donde:
CTLPN = Costo total de largo plazo neto.
CTLP
= Costo total de largo plazo.
r
= Tasa de costo de capital.
AT
= Valor de los aportes de terceros.
4. Tarifas finales
Según se establece en el DFL N° 70/88 del Ministerio de Obras Públicas, la tarifa eficiente final resulta de
comparar el ingreso obtenido por la aplicación de la tarifa eficiente a la demanda anualizada para los cinco
años comprendidos en el período de fijación tarifaria, con el costo total de largo plazo neto. Si existe
diferencia entre ambos valores, se ajusta la tarifa hasta obtener la igualdad entre el ingreso y el CTLPN, lo
cual se logra aplicando un factor porcentual igual a cada uno de los cargos considerados; este factor es
igual a la diferencia porcentual entre el ingreso obtenido con las tarifas de eficiencia y el costo total de largo
plazo neto.
Tanto la Superintendencia como la empresa calculan la tarifa final, si existen discrepancias, la empresa
tiene facultad de convocar a una comisión pericial compuesta por tres miembros, uno designado por cada
parte y el tercero nombrado por estos dos miembros. El fallo de la comisión tiene carácter de obligatorio por
ambas partes.
III. EFECTO DE LAS PÉRDIDAS EN LA TARIFA
Como ya se ha expuesto, en el sistema tarifario los costos marginales están referidos a una empresa
modelo, por lo cual se supone que son costos de eficiencia; sin embargo, la empresa real incurre en costos
que difieren de los supuestos por el modelo, ya que sus características de funcionamiento están
condicionadas por una infraestructura existente que no opera a los niveles de eficiencia fijados
externamente por la Superintendencia de Servicios Sanitarios. Por consiguiente, tanto los costos marginales
de producción como los de inversión incurridos por la empresa real tenderán a ser mayores que los fijados
para la empresa modelo. Una de las causas de este hecho, radica en que los niveles de pérdida de las
prestadoras son superiores a las consideradas por la tarifa.
En la etapa de producción, la empresa modelo supone un 5% de pérdidas cuando existen plantas de
tratamiento y un 0% cuando estas no existen, un 15% en la etapa de distribución y un 0% en las aducciones
entre las fuentes y los lugares de consumo (incluye etapas de producción y distribución). En la mayoría de
los sistemas reales en Chile ocurren pérdidas mayores a las que se simulan en la empresa modelo, las
3
cuales fluctúan entre el 20% y 40% del agua producida, es decir, unos 300 millones de m al año. Estas
pérdidas representan para las empresas mayores requerimientos de producción que lo supuesto por el
modelo, lo cual se traduce en mayores gastos de productos químicos para el tratamiento del agua cruda, en
mayor consumo energético para su conducción y en mayores inversiones para cubrir la demanda, lo cual
determina que los costos marginales de la empresa real serán superiores a los correspondientes de la
empresa modelo.
Ante esta situación, surgen las siguientes recomendaciones para ser consideradas en las futuras
discusiones del proceso de fijación tarifaria:
a) La empresa modelo debería considerar las situaciones particulares de cada SAP que influyen en su nivel
de pérdidas, tales como: longitud de las aducciones, tipo de suelo, calidad del agua cruda, clima y otras que
se acuerden como pertinentes. De tal modo que el nivel de pérdidas de la tarifa se definirá para cada
sistema particular.
b) La empresa modelo debiera considerar el estado actual tecnológico y de conservación de los SAP,
permitiendo que el nivel de pérdidas se alcance gradualmente en un plazo acordado.
c) La empresa modelo debiera hacer la diferencia entre las pérdidas en la red y las pérdidas por
subcontaje, incorporando en la tarifa las pérdidas por insensibilidad de los medidores. Este aspecto incide
en los costos del sistema de alcantarillado, ya que el subcontaje aporta volúmenes de agua a este sistema
que no son registrados.
ANEXO 2
DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE SANTIAGO (EMOS) Y DE
ARICA (ESSAT)
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA EMPRESA
METROPOLITANA DE OBRAS-SANITARIAS EN SANTIAGO1
La Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS), fue creada en el año 1977 como resultado de la
fusión de las empresas que, hasta esa fecha, atendían a la ciudad de Santiago y centros poblados de la
periferia, como una iniciativa tendiente al uso más eficiente de los recursos involucrados en ellas. Como
consecuencia de lo anterior, actualmente EMOS satisface la demanda de 1.056.200 clientes a través de 32
subsistemas y una red de tuberías que, en su totalidad, se extiende por 8.000 km, constituyendo el 85% de
la cobertura del Gran Santiago, siendo el sistema de agua potable más grande del país.
La infraestructura y funcionamiento global de sistema de agua potable (SAP) de EMOS se caracteriza por
ser principalmente de captación superficial y aducción gravitacional.
La descripción del SAP de EMOS se refiere a las etapas de producción y distribución.
A. Etapa de producción
La etapa de producción esta constituida por captación, aducción y plantas de tratamiento para las aguas de
origen superficial.
1. Captación
La
capacidad
máxima
de
captación
de
agua
cruda
es,
actualmente,
de
3
3
26 m /seg., es decir, 819,9 millones de m /año. Esta capacidad de captación tiene dos orígenes, fuentes
3
superficiales y subterráneas. En las superficiales se puede captar un máximo de 21 m /seg. que
corresponde a un 80,7% de la producción total, el resto, 19.3%, son de captación subterránea. (Ver Cuadro
N° N° A.2.1 ).
3
Entre las fuentes superficiales se encuentra el sistema Río Maipo con una capacidad máxima de 17 m /seg.
que, por si sola, constituye el 65% de la captación de EMOS.
Cuadro N° A.2.1: Fuentes de aprovisionamiento de agua cruda
Fuentes
Capacidad máx. Utilizable
3
(m /seg.)
Superficiales
Laguna Negra
Río Maipo
3
4m /seg.
3
17m /seg.
Subterráneas
3
Drenes de Vitacura
1m /seg.
Pozos Profundos
4 m /seg.
Total Captaciones
26 m /seg.
3
3
FUENTE: Plan de Desarrollo Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS), 1997.
El sistema Laguna Negra esta compuesta por 11 captaciones menores que en conjunto suman una
3
capacidad de captación total de 4 m /seg .
3
La captación subterránea esta compuesta por 123 pozos con un caudal máximo de 4 m /seg., sin considerar
los drenes de Vitacura.
2. Planta de Tratamiento
1
Plan de Desarrollo Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS), 1997.
EMOS dispone de tres plantas de tratamiento de agua asociadas a sus fuentes de captación. El agua
proveniente del sistema Laguna Negra es filtrada en la planta La Obra con una capacidad de procesamiento
3
3
de 4 m /seg. Las otras dos plantas de tratamiento son: las Vizcachas con una capacidad de 6 m /seg. y
3
Vizcachitas e Ingeniero A. Tagle con 9 m /seg., ambas asociadas a las captaciones en el Río Maipo.
3. Aducciones
Las aducciones utilizadas por EMOS para la conducción del agua hacia las plantas de tratamiento y
sistemas de abastecimiento de los consumidores en la Región Metropolitana se muestran en el Cuadro N°
A.2.2.
Cuadro N° A.2.2: Principales acueductos del sistema EMOS
3
Acueductos
Capacidad m /seg.
3
Laguna Negra
5,0m /seg.
Paralelo
5,0 m /seg.
Tercer Acueducto
7,0 m /seg.
San Cristóbal
3,0 m /seg.
La Reina
0,5 m /seg.
Puente Alto
1,0m /seg.
3
3
3
3
3
3
Capacidad Total
21,5m /seg.
FUENTE: Plan de Desarrollo Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS), 1997.
4. Plantas Elevadoras:
EMOS cuenta con plantas elevadoras, que bombean hacia los estanques de regulación, con una capacidad
3
total de 3,953 m /seg. (Ver Cuadro N° A.2.3).
Cuadro N° A.2.3: Plantas elevadoras
Plantas Elevadoras
3
Capacidad m /seg.
3
Las cañas 1 y 2
0,084 m /seg.
Reina Alta 1, 2 y 3
0,525 m /seg.
Vitacura
1,060 m /seg.
San Luis de Macul
0,150 m /seg.
Terminales
0,500 m /seg.
Peñalolén Alto
0,330 m /seg.
La Faena
0,314 m /seg.
John Jackson
0,040 m /seg.
Lo Contador
0,400 m /seg.
Príncipe de Gales
0,550 m /seg.
Capacidad Total
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3,953 m /seg.
FUENTE: Plan de desarrollo Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS), 1997.
B. Etapa de distribución
La distribución esta constituida por los elementos del sistema que van desde los estanques de regulación
hasta los arranques domiciliarios, es decir, los propios estanques, la red de distribución y todas sus piezas
accesorias.
1. Estanques de Almacenamiento y Regulación
Los estanques tienen la función de regular el caudal y almacenar el agua para su posterior distribución a la
población. EMOS posee un total de 85 estanques de regulación, de los cuales 25 son elevados y el resto es
3.
del tipo semienterrado. La capacidad total de almacenamiento de 696.300 m
Los estanques que almacenan las aguas provenientes de las captaciones superficiales tienen una
3
capacidad máxima de 647.000 m , mientras que los estanques para el agua proveniente de la captación
3
subterránea tienen una capacidad de almacenamiento de 49.300 m . (Ver Cuadro N° A.2.4).
Cuadro N° A.2.4: Estanques de almacenamiento y regulación
Estanques
Cantidad
Capacidad m
3
Producción Norte
55
632.500 m
3
Producción Centro
8
14.300 m
3
Aguas Subterráneas
22
49.300 m
3
Total Estanques
85
696.300 m
3
FUENTE: Plan de Desarrollo Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias (EMOS), 1997.
2. Red de Distribución
Actualmente, EMOS posee aproximadamente 8.000 Km de tuberías de diferentes materiales como asbesto
cemento (65%), fierro fundido (22%), PVC (10,4%) y de acero (2,6%), que van desde los 50 mm. hasta los
1.500 mm. de diámetro; además, cuenta con 50.000 válvulas de corta y 1.056.200 arranques domiciliarios.
1
(Ver Cuadro N° A.2.5). Todo esto conforma en una red de distribución que está sectorizada , contando en la
actualidad con 40 sectores, 34 subsectores y 40 macromedidores a la salida de los estanques.
Cuadro N° A.2.5: Red de distribución y piezas especiales en 1996
Descripción
Cantidad Aprox.
Medida
Tuberías Alimentadoras
580
Kilómetros
Tuberías de Distribución
7.421
Kilómetros
Grifos
12.000
Unidades
Válvulas de Corta
50.000
Unidades
80
Unidades
Válvulas reguladoras de presión
FUENTE: Sistema de evaluación, control y reducción del agua no contabilizada en el sistema de
abastecimiento de EMOS SA., Informe del grupo de tarea directivo, Octubre 1995.
3. Micromedidores
EMOS cuenta con un total de 1.052.200 micromedidores que en su mayoría son del tipo residencial de 15 y
20
mm
de
diámetro
de
arranque
(ver
Cuadro
N° A.2.6).
Cuadro N° A.2.6: Distribución de los arranques
Tipo de consumidor
%
Residencial ∅<15mm
89,4
Residencial ∅>15mm
3,5
Industrial
0,4
Comercial
4,9
Fiscal
0,5
Colectivos
1,1
1
GRAU, Francisco y ORSI, David, ”Telecontrol de la red de distribución” aparecido en
Apuntes de capacitación, N°2 (Gerencia de relaciones industriales, área de desarrollo del
personal EMOS S.A. Filial CORFO, Agosto 1996), pág 22.
Otros
0,2
FUENTE: Gerencia Comercial, EMOS.
C. Pérdidas en el sistema
3
En la etapa de producción se captaron 568.7 millones de m durante el año 1996, facturando 390 millones
3
de m , lo que se traduce en una pérdida de 31.4 % (ver Cuadro N° A.2.7).
Cuadro N° A.2.7 : Pérdidas en el sistema de agua potable de EMOS en 1996
ETAPA
PRODUCCIÓN
SUBETAPA U
1996
ORIGEN
INCIDENCIA (a)
CAPTACIÓN,ADUCCIÓN,
PLANTA DE
TRATAMIENTO
ADUC. PLANTAESTANQUES
8.8%
3.2%
15.0%
3.0%
ESTANQUES
DISTRIBUCIÓN
CONSUMOS
OPERACIONALES
FUGAS SIN
AFLORAMIENTO
FUGAS CON
AFLORAMIENTO
0.2%
1.8%
3.7%
0.3%
1.4%
FUGAS NO
DETECTABLES
COMERCIALIZACIÓN
PRECISIÓN MEDIDORES
12.3%
CONSUMOS
FRAULENTOS
0.2%
12.7%
0.2%
PÉRDIDAS EN GRIFOS
TOTALES
31.4%
FUENTE: Gerencia de operaciones EMOS
II. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA EMPRESA DE OBRAS
SANITARIAS DE TARAPACA EN ARICA
La Empresa de Obras Sanitarias de Tarapacá (ESSAT), fue creada en 1988 con el Decreto con Fuerza de
Ley N°382 y N°70, atendiendo los sistemas que se encuentran en las localidades de Arica, Pisagua, PicaMatilla, La Tirana, La Huayca, Pozo Almonte e Iquique.
La infraestructura y funcionamiento global del sistema de agua potable (SAP) de ESSAT en la provincia de
Arica comprende: captación subterránea, con 44 sondajes, 41.298 mts de aducción, 4 plantas de elevación
3
con una capacidad de 350 l/s, estanques con una capacidad de almacenamiento de 16.000 m y una red de
distribución que acumula 423.435 mts de tubería.
Entre las características del sistema pueden mencionarse las de: i) usar solo captación subterránea; y ii)
desde agosto de 1997 se ofrece un servicio de 24 horas, habiendo estado sometido antes de esa fecha a
restricciones horarias al consumo.
La descripción del sistema solo considerará el área urbana de la ciudad de Arica.
A. Etapa de Producción
La etapa de producción de ESSAT esta constituida por captación subterránea y aducción. En la actualidad
no se realiza tratamiento de las aguas, realizándose solo una desinfección por gas de cloro.
1. Captación
El SAP de Arica cuenta con la captación subterránea de 41 sondajes en el valle de Azapa con una
capacidad de 251 l/s, aún cuando ESSAT cuenta con derechos legalmente constituidos por 503 l/s,
condición que ha generado un déficit en la oferta del recurso agua. Para paliar el déficit se han incorporado
nuevos sondajes en 1997, con un caudal de 103 l/s.
La capacidad instalada de producción está directamente relacionada con la capacidad de captación de los
sondajes, en el Cuadro N° A.2.8.
Cuadro N° A.2.8: Balance agua
3
3
Año
Cap. prod. instalada (m /año)
Facturación (m /año)
Pérdidas totales (%)
1993
16.997.000
9.676.000
43.1
1994
19.352.000
10.503.000
45.7
1995
18.675.000
10.111.000
45.9
FUENTE: Unidad de control de pérdidas ESSAT-Arica.
2. Aducción
ESSAT cuenta con aducciones e impulsiones que, en total, mide aproximadamente 50 Km (ver Cuadro N°
A.2.9).
Cuadro N° A.2.9: Aducciones e impulsiones
Aducción/impulsión
Longitud (m)
Recolectora sondajes Cabuza 1 y 2
1.256
Aducción Cabuza
9.614
Recolectora sondajes San Miguel
298
Aducción San Miguel - Pago de Gómez
6.025
Recolectora sondajes Pago de Gómez
198
Aducción Pago de Gómez - estanque Chuño
9.068
Aducción Pago de Gómez - estanque Saucache
8.261
Recolectora planta de Azapa
1.583
Aducción Azapa - 18 Septiembre - Cerro La Cruz
5.679
Recolectora sondajes ciudad de Arica
4.480
Impulsión P. elevadora Estadio - Cerro La Cruz
1.432
Impulsión Cerro La Cruz - estanque Rosado
Aducción/impulsión
Aducción estaque Rosado - estanque Industria Pesquera
TOTAL
847
Longitud (m)
1.500
50.241
FUENTE: Actualización planes de desarrollo de ESSAT SA, Empresa de servicios sanitarios de Tarapacá,
Mayo 1995
3. Tratamiento
La desinfección del agua se efectúa mediante la aplicación de gas de cloro en las plantas de Pago de
Gómez, Azapa y planta elevadora Estadio.
4. Plantas elevadoras
El sistema cuenta con cuatro plantas elevadoras:
a) Planta elevadora Estadio: eleva el caudal recolectado de los sondajes de la ciudad hasta los estanques
del cerro La Cruz. La capacidad máxima de elevación es de 220 l/s a una altura de 50.9 mt.
b) Planta reelevadora y presurizadora Rosado: Eleva la presión en el sector abastecido por este estanque,
su capacidad es de 33 l/s.
c) Planta elevadora La Lisera: abastece el estanque La Lisera con un caudal de 12 l/s.
B. Etapa de distribución
La distribución esta formada por los elementos del sistema que van desde los estanques hasta los
arranques domiciliarios, es decir, los propios estanques, la red de distribución y todas sus piezas accesorias.
1. Estanques de almacenamiento y regulación
La ciudad de Arica cuenta con un total de 9 estanques de almacenamiento y regulación, con una capacidad
3
conjunta de 15.500 m (ver Cuadro N° A.2.10).
2. Red de distribución
1
ESSAT cuenta con 407.727 mts de tubería de diversos materiales como asbesto-cemento (61.6%), PVC
(36.4%), fierro fundido (1.6%) o acero (0.4%), con diámetros que van desde los 75 mm hasta los 600 mm,
los que, junto con las piezas accesorias y los 42.010 arranques con que cuenta a la fecha, conforman una
red que está sectorizada y distritada.
Cuadro N° A.2.10: Distribución de estanques
3
Estanque
Volumen total (m )
Reserva
Pago de Gómez
1.000
Planta Azapa
500
Regulación
Saucache
2.000
Cerro la Cruz (2 estanques)
5.000
Cerro Chuño
5.000
Rosado
800
La Lisera
200
Pampa Nueva
1.000
TOTAL
15.500
FUENTE: Actualización planes de desarrollo de ESSAT, ESSAT SA., Empresa de servicios sanitarios de
Tarapacá, 1995
3. Micromedidores
ESSAT cuenta en la ciudad de Arica con un parque de 41.200 micromedidores de clase metrológica A, que
están siendo reemplazados por micromedidores de transmisión magnética (clase metrológica B), de los
cuales la mayoría corresponde a arranques domiciliarios (ver Cuadro N° A.2.11).
Cuadro N° A.2.11: Distribución de los consumidores tipos de arranques
Tipo de arranque
%
Residencial
93.7
Comercial
3.6
Industrial
1.5
Otros
1.2
FUENTE: Plan de desarrollo de Arica, ESSAT 1995.
C. Pérdidas en el sistema
3
En la etapa de producción se captaron 18.675.000 m durante el año 1995, con una demanda de
3
10.111.000 m , con un porcentaje de pérdidas del 45,3%.
1
Ibid., pág. 131
De acuerdo a los estudios realizados por encargo de ESSAT, las pérdidas se producen fundamentalmente
en la etapa de distribución (ver Cuadro N° A.2.12).
Cuadro N° A.2.12: Clasificación de pérdidas - Arica años 1993-1995
Etapa
Producción
Distribución
Origen de la pérdida
Incidencia
parcial
Incidencia acumulada
Producción sobrestimada
7.4%
8.10%
Conducción
0.7%
Estanques
0.03%
Roturas
0.5%
Robos
2.0%
Fugas no visibles en la red
19.6%
Medidores detenidos
3.3%
Precisión de medidores
2.2%
Medidores intervenidos o
clandestinos
9.7%
Total
22.13%
15.20%
45,3%
FUENTE: ICSA Ingenieros Consultores. Análisis detección de fugas agua potable, I Región, Alternativas
ESSAT SA, marzo 1996.
ANEXO 3
CURVA DE ERROR DE LOS MICROMEDIDORES
MICROMEDIDORES
Los micromedidores son instrumentos de medición que permiten conocer los volúmenes consumidos por los
usuarios del sistema de abastecimiento de agua potable.
Los micromedidores presentan un error implícito que esta dado por la naturaleza de la medición, motivo por
el cual se han diseñado instrumentos basados en distintos principios y que están orientados a reducir el
error de medición.
La determinación del error de medición que se produce en el parque de micromedidores, depende de las
características físicas de los micromedidores y del principio de funcionamiento de su conjunto metrológico.
A. Características físicas
1
Para estimar el error que se produce en la medición de los caudales consumidos, es necesario conocer,
entre otros, dos factores fundamentales: i) la curva de error característica; y ii) la curva de consumo.
1. Curva característica
Es la representación gráfica de la función que relaciona el caudal que esta pasando por el instrumento, con
el error en la medición; la curva resultante tiene la forma que se muestra en la Figura N° A.3.1. En ella se
advierte una zona en que el medidor no registra el paso del agua, delimitada por un caudal Q1 que se
denomina límite de sensibilidad. El caudal Q2 representa el límite inferior de exactitud exigido a los
medidores y es a partir del cual el error en la medición es inferior a ± 5%. En general, se exige que éste
caudal sea inferior al 1.5% del caudal nominal del medidor (el caudal nominal es función del diámetro del
medidor).
1
Niveles de pérdidas y coeficiente eficiente de recuperación (Gran Santiago y localidades
periféricas), Gerencia de Planes y Desarrollo. EMOS (Noviembre, 1994).
Gráfico N° A.3.1 : Curvas características del medidor
+5
+2
CURVA DE ERROR
0
-2
-5
CAMPO INFERIOR
DE PRECISION
CAMPO SUPERIOR DE PRECISION
10
CAMPO DE MEDICION
5
CURVA DE PERDIDA DE CARGA
0
Q1
Q2
Q3
2.5
Q4=0.5*Q5
PERDIDA DE CARGA (m)
ERROR (%)
CAMPO
INICIAL
Q5
CAUDAL Q
Q3 es el caudal de transición, a partir del cual el error del medidor no debe superar el ± 2%. Se exige que el
caudal de transición sea menor al 50% del caudal nominal.
Con estos valores, en el Gráfico N° A.3.1 se identifican tres zonas de precisión: La inicial, donde no hay
registro por parte del medidor y las mediciones se obtienen con errores mayores al -5%; la de precisión
inferior, donde el error oscila entre el ± 5% y el ± 2% ; y la de precisión superior, donde el error en la
medición en ningún caso supera el ± 2%.
Otros caudales y capacidades característicos son:
a) Caudal máximo (Q5): es el máximo caudal al que puede funcionar el medidor sin deteriorarse y sin
sobrepasar una pérdida de carga de 10 mca.
b) Caudal nominal (Q4): es la mitad del caudal máximo. Se usa para designar el medidor.
c) Capacidad máxima horaria: volumen máximo que puede pasar por el aparato, durante periodos de una
hora. El número de estos periodos por día, debe ser tal que no exceda la capacidad máxima diaria. También
se denomina caudal admisible y equivale a la mitad del caudal nominal para medidores de velocidad.
d) Capacidad máxima diaria: volumen máximo que puede pasar por el aparato durante un día. El número de
días por mes debe ser tal que no exceda la capacidad máxima mensual.
c) Capacidad máxima mensual: volumen de agua que puede pasar por el aparato durante un mes sin que
sufra desgaste acelerado.
El Cuadro N° A.3.1 indica los caudales nominales para cada uno de los tamaños de medidor.
Cuadro N° A.3.1: Capacidad de medidores
Diámetro nominal
Capacidad nominal
3
(mm)
(m /h)
15
3
20
5
25
7
40
20
50
30
80
110
100
180
150
300
FUENTE: Niveles de pérdidas y coeficiente eficiente de recuperación, (Gran Santiago y localidades
periféricas), Gerencia planes y desarrollo EMOS, noviembre 1994.
2. Curva de consumo
Es una función que relaciona el caudal con el porcentaje de volumen consumido en ese caudal, para un
período de tiempo determinado.
El error en la medición de los caudales consumidos se obtiene a través de la integración de las curvas de
error características de los medidores con las curvas de consumo. De esta forma, el error real de medición
queda dado por la siguiente expresión:
ER =
1
C(Q) * E (Q)dQ para una función continua
100 ∫
1
ER =
100
n
∑
C (Qi ) * E (Qi ) para valores discretos
i 01
donde:
E(Q)=Error de medición en función del caudal (curva característica).
C(Q)=Porcentaje del volumen total consumido al caudal Q (curva de consumo).
3. Clase metrológica
La clase metrológica del medidor indica la precisión en la medición, en función de las características físicas
y de medición de éste.
Los micromedidores están clasificados en tres clases metrológicas: A, B y C, donde cada una de ellas
presenta mejor precisión que la de clase inferior (A<B, B<C), reflejada en su Caudal mínimo y caudales de
transición (ver Cuadro N° A.3.2).
3
Cuadro N° A.3.2: Características técnicas para micromedidores de 3 a 5 m /h
Clase metrológica
A
Diámetro nominal
B
In
½”
¾”
¾”
½”
¾”
¾”
mm
15
20
20
15
20
20
Caudal máximo
3
m /h
3
3
5
3
3
5
Caudal nominal
3
m /h
1.5
1.5
2.5
1.5
1.5
2.5
l/h
150
150
250
120
120
200
Caudal mínimo
l/h
40
40
100
30
30
50
Volumen máximo
3
6
6
10
6
6
10
90
90
150
90
90
150
Caudal de transición
admisible
m /día
3
m /mes
Inicio de funcionamiento
l/h
12
15
12
Presión máxima de
servicio
mca.
100
Pérdida de carga a Q
máximo
mca.
Menor que 10
15
FUENTE: Coelho, Cavalcanti Adalberto, ”Medicao de agua, política e práctica”, Recife: Comunicarte, 1996
B. Principio de funcionamiento
1
1
COELHO, Adalberto Cavalcanti,” Medicao de agua, política e práctica”, Recife- Brasil:
Comunicarte,1996
Los micromedidores están compuestos de tres elementos principales, el dispositivo de medida, la
transmisión y el registrador.
De acuerdo con el principio de medición se clasifican en:
a) Medidores Volumétricos: Medidores cuyo principio de funcionamiento se basa en el volumen requerido
para llenar o vaciar, sucesivamente una cámara de un volumen fijo y conocido. Los sistemas más
empleados son: pistón nutativo, disco nutativo, pistón oscilante, pistón rotatorio.
b) Medidores de Velocidad o Inferenciales: Medidores cuyo principio de funcionamiento se basa en deducir
el volumen de agua que pasa por el medidor, a partir del número de revoluciones de un rotor accionado por
el paso del agua. Basado en como actúa el flujo del agua y a la disposición de su entrada, se
clasifican en: i) Tangenciales: El agua fluye en el interior del mecanismo en forma perpendicular al eje del
rotor. Atendiendo a la disposición de su entrada pueden ser de chorro único o chorro múltiple; ii) Axiales: El
agua fluye en el interior del mecanismo en forma paralela al rotor. Se dividen en Woltmann y de Hélice.
De acuerdo con la forma de integración del mecanismo de transmisión con las demás partes, se clasifican
en:
d) Esfera Húmeda: Se ubica dentro del agua junto con el dispositivo de medida y el registrador.
e) Esfera Seca y transmisión mecánica: se ubica dentro del agua junto con el dispositivo de medida, el
registrador queda fuera del agua.
f) Transmisión Magnética: Se integra con el registrador en una unidad que se ubica fuera del agua, la
unidad de medida se ubica dentro del agua. La transmisión del movimiento del sistema de medida al
mecanismo registrador se efectúa mediante imanes permanentes.
De acuerdo con el sistema de lectura del registrador, se pueden clasificar en: circular, recto o una
combinación de ambos.
ANEXO 4
COMENTARIOS PANEL EVALUADOR
MARÍA DE LA LUZ NIETO
1.
El proyecto "Reducción de pérdidas en sistemas de agua potable" es de gran interés para las
Empresas de Servicios Sanitarios. Los niveles de pérdidas reales en las empresas fluctúan entre 20%
3
y 40% del agua producida; es decir, se trata de unos 300 millones de m al año. Disminuir las pérdidas
a valores más cercanos a los considerados en las tarifas debería tener efectos significativos en los
resultados de las empresas y, por lo tanto, en su valor económico.
2.
El planteamiento original del proyecto "desarrollar una metodología para determinar el nivel óptimo
económico de pérdidas", resultaba muy atractivo para quienes tenemos responsabilidades en
Empresas de Servicios Sanitarios, pues existía la idea de contar con un resultado que permitiera
mejorar la metodología para calcular los niveles de pérdidas asociados a las "empresas modelo", que
sólo reconocen dos tipos de empresa o sistema: los de captación superficial y los de captación
subterránea. Sin embargo, la realidad del sistema productivo de las distintas empresas tiene
diferencias probablemente más significativas derivadas de la localización de las fuentes en relación con
los lugares de consumo. Tales diferencias no son reconocidas por la "empresa modelo" que hace igual
para todos las pérdidas máximas tolerables en las aducciones, e iguales a cero.
3.
Durante el transcurso de trabajo, el equipo llegó a la conclusión que no es posible cumplir con el
objetivo original del proyecto, dado que las tarifas no tienen incidencia en el nivel real de las pérdidas.
En consecuencia, el estudio se orientó a identificar los tipos de pérdidas en los sistemas de agua
potable y desarrollar metodologías de evaluación para algunos proyectos específicos que contribuyen a
reducir pérdidas.
4.
Las Empresas de Servicios Sanitarios enfrentan decisiones acerca de las pérdidas con información
insuficiente y de calidad inadecuada. Usualmente, la primera decisión frente al tema de pérdidas no es
cómo identificar el "mejor" proyecto para reducirlas, sino cuánto invertir en obtener información
confiable acerca de las pérdidas, para recién estar en condiciones de formular algún proyecto de
reducción.
5.
El CIAPEP nos enseña que la clave para evaluar proyectos es IDENTIFICAR, MEDIR y VALORAR
todos los costos y beneficios pertinentes a un proyecto. En mi opinión, el presente estudio ha hecho un
buen trabajo en IDENTIFICAR. Las dificultades en la MEDICIÓN han sido destacadas en el propio
estudio en las secciones de limitaciones. Sin embargo, siento que quedó algo pendiente con la
VALORACIÓN, especialmente en lo que se refiere al valor del agua cruda como parte del ahorro de
costos variables que forman parte de los beneficios y en la valoración de los derechos de agua, cuando
se incluyen entre las inversiones postergables.
6.
Existen medidas de reducción de pérdidas que no están relacionadas con proyectos de inversión, y que
probablemente aparecen mencionadas en el estudio como "optimización de la situación sin proyecto".
Estimo útil, para ayudar a las empresas, separar claramente la optimización de la situación base y
mencionar algunas medidas de gestión que tienen efectos en la reducción de pérdidas: en el ámbito
comercial, medidas que mejoren el resultado de la lectura de medidores; el desarrollo de una cultura
organizacional en el ámbito de operaciones de la empresa, que priorice la disminución de las pérdidas,
etc. En EMSSAT, con medidas de este tipo más algunas inversiones en reemplazo de medidores se
ha logrado reducir las pérdidas desde 46,4% en 1995 a 40% en 1997.
7.
Los proyectos de reducción de pérdidas físicas evaluados tienen como objetivo disminuir el tiempo que
media entre el momento en que se produce una fuga y el momento en que ésta se repara. Los
proyectos consisten en la detección sistemática de fugas a través de equipos móviles de detección
acústica y la medición distrital o acuartelamiento de la red. Sería interesante presentar más
nítidamente separados ambos tipos de proyectos y la evaluación del proyecto conjunto.
8.
Hay un proyecto interesante que se mencionó, pero no se desarrolló, referente a la reducción de
pérdidas intradomiciliarias. En diversas regiones se están realizando inversiones que han disminuido o
eliminado las restricciones; el caso mencionado en el estudio de ESSAT en Arica; el caso de EMSSAT
en la Región de Atacama, que en el último año ha eliminado la restricción de 4 ó 5 horas al día en
Chañaral, Huasco y Freirina. Al eliminar la restricción, la pérdida intradomiciliaria pasa a tener un
volumen significativo en comparación a la situación anterior, lo que provoca impacto en las cuentas que
deben pagar las familias y en la focalización de los subsidios para el agua potable. Sería de gran
utilidad agregar un "cogollo" con los lineamientos metodológicos para enfrentar la evaluación de
proyectos que reduzcan este tipo de pérdidas.
DOMINGO DIAZ TERRADO
Felicitaciones: mucho trabajo invertido en el estudio, aunque tiene algunos puntos débiles.
1.
Objetivo: Evaluación económica de proyectos específicos…" (pág. 4) en realidad debe decir,
Evaluación privada de proyectos…. e insistir en privada, por cuanto es de la esencia de los proyectos
evaluados en el CIAPEP la Evaluación Social, y si no se aclara el punto parecería ser una falla del
estudio.
2. Falta un Capítulo 1 con: Origen y Objetivo del estudio y con las premisas, parámetros y
supuesto.
3. Parecería conveniente discutir en el trabajo si es válido contemplar un sólo nivel de
pérdidas (20%-superficial y 15% si es captación subterránea) para toda empresa de agua
potable o si debe definirse para cada caso en particular: distancia desde captación , tipo
de terreno y clima, etc. Es decir, una "empresa modelo distinta " para situaciones es
distintas.
También debería revisarse la definición de pérdidas, por ej:consumo operacionales (pág. 66) en
realidad en este caso el agua es un consumo que entra en el proceso de producción.
Similar y peor aún son las "pérdidas por consumo de utilidad pública"(pág.52). En estas cosas no
importa que la ley no distinga entre pérdidas reales y "legales", la metodología sí debe distinguir y
separar lo que es separable y medible. De no ser así "metemos todo en la misma bolsa" y ello dificulta
el proceso de toma de decisiones racionales.
4. El tratamiento que se dá a cada variable debe ser el adecuado, analizando en cada caso
lo pertinente al problema que queremos solucionar.
Por ej: si a un alcalde se le ocurre "tener toda la ciudad verde", automáticamente se incrementarán las
estadísticas de pérdidas de agua potable.
Por ej: el cuadro 3.9 de la pág. 125 envía una "señal mentirosa" sobre el período de reposición de
micromedidores.
5.
6.
Cap. 3 "Evaluación de proyectos de Reducción de Pérdidas Comerciales" (pág. 107 y sgtes.). El título
es un poco "presuntuoso" y sólo desarrolla el análisis de reposición de micromedidores.
Extraña que como pérdidas comerciales sólo se analice el subcontaje de medidores y no se haga
referencia a por ej: fallas humanas de lectura, etc. Costo social subcontaje consumo mínimo
aproximadamente igual a cero (N.B). Incorporar a las tarifas.
7. Tampoco se mencionan en "pérdidas técnicas" las comunes pérdidas en los "arranques"
domiciliarios.
8.
En general, en el trabajo tiende a hacerse una evaluación de "lo legal" más que de lo "económico". Se
evalúa lo "legal" mas que lo "óptimo".
9. En las limitaciones del estudio se incluyen como limitaciones sólo supuestos utilizados en
el trabajo, pero que pueden ser facilmente eliminadas como "limitaciones" (pág. 126).
El trabajo debería ser una "guía" por otras empresas de servicios sanitarios, siempre que se reescriba y
se redefinan los temas a abordar en el estudio, lo que ustedes se pueden realizar, por cuanto tienen
valiosa información ya recopilada.
RECOMENDACIONES
La recomendación más fuerte debería ser la de "recopilar la información pertinente" para hacer el análisis
de las pérdidas físicas y comerciales.
Incorporar en pérdidas de agua para tarifas el subcontaje de consumo, mínimo en medidores.
Incorporar programa de inversiones.
MARIANA VELOZ
1.
Si bien el objetivo del estudio cambió desde una metodología para determinar el nivel óptimo de
pérdidas de los sistemas de agua potable hacia el desarrollo de una metodología para evaluar
proyectos de reducción de pérdidas, sería muy valioso para la Superintendencia de Servicios Sanitarios
que ustedes que ya han identificado los elementos que inciden en el nivel de pérdidas, y pensaron en
el tema desde el punto de vista de la determinación de su nivel óptimo, transmitan su experiencia en el
informe respecto de las dificultades que encontraron y cuál sería el camino a seguir par abordar un
estudio con este propósito.
2.
Por otra parte, creo necesario destacar la importancia que un estudio de esta naturaleza tiene para la
Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS): entre las tareas más importantes que desarrolla la
SISS se encuentra la determinación de las tarifas por los servicios de agua potable y alcantarillado,
esta no es una tarea fácil el objetivo es determinar tarifas que reflejen el verdadero costo que significa
para la sociedad la producción de unidades adicionales del servicio. Lograr capturar este verdadero
costo sin recoger las ineficiencias de las empresas reales y reflejarlo en la tarifa de tal forma que ella
sea una señal para la asignación eficiente de los recursos, requiere contar con información que muchas
veces no está disponible.
Por tal motivo, la fijación de tarifas es intensiva en "estudios" ya que debemos capturar a través de
ellos la información que nos permita tarificar a costos eficientes. Por esta razón, el resultado de este
estudio que apunta a uno de los parámetros de la tarificación es de gran interés, ha quedado claro que
para determinar la tarifa se requiere conocer no solamente el nivel de pérdida óptimo sino también los
costos de inversión y de operación de un programa óptimo de reducción de pérdidas.
3.
Un aspecto que se desprende de la exposición del grupo y que no quedó reflejado en el informe es el
hecho de que en la mayor parte de los casos las pérdidas informadas por las empresas corresponden
mas bien a estimaciones que a una medición exacta de las diferencias entre la medición de lo que
captan y la medición de lo que facturan, ello es más relevante aún cuando se trata de identificar en qué
puntos intermedios del sistema se producen las pérdidas y cual es su magnitud. Esta información es
básica para que una empresa pueda planificar una estrategia óptima de reducción de pérdidas y para
determinar su nivel óptimo. Por lo tanto, el desafío en este tema no sólo es para la Superintendencia
sino también para las empresas, para negociar en buen pie sus tarifas estas deberán demostrar cual es
su nivel óptimo de pérdidas y cuáles los costos asociados a ese nivel óptimo.
4.
Agrego algunas observaciones al contenido del anexo relativo a las tarifas en lo que se refiere a los
principios de la tarificación.
Principio de rentabilidad a largo plazo: no debe decir "dar cumplimiento a los compromisos
financieros", las tarifas son independientes de las estructura de financiamiento de la empresa.
Principio de equidad: sugiere que se estaría entregando un subsidio a través de la tarifa, el subsidio
que se entrega a algunos usuarios es directo, es decir independiente de la tarifa.
Principio de simplicidad: el objetivo no es facilitar el manejo administrativo, sino entregar señales claras
que orienten las decisiones de productores y consumidores.
5. Por último, debo felicitarlos, el estudio desarrollado por el grupo es de gran calidad,
lograron identificar los elementos mas relevantes para el análisis del tema. Este atributo
del estudio constituye un gran aporte para las empresas y al Superintendencia de
Servicios Sanitarios al sentar las bases sobre las cuales debieran desarrollarse futuros
estudios para determinar el nivel de pérdidas óptimo a considerar en la fijación de tarifas,
por ejemplo ha quedado establecido que para determinar el momento óptimo de
reemplazo de los medidores es preciso destinar recursos a la investigación destinada a
conocer la curva de error característico de la medición bajo distintas situaciones y la
estructura de consumo de las empresas para distintos diámetros de medidor.
LUIS FAUNDEZ
1) Se recomienda cambiar el nombre del proyecto debido a que principalmente se aborda la
problemática de reducción de pérdidas solo en la etapa de distribución.
2)
En Capítulo 1, pág. 48 se quiere describir los factores que intervienen en las pérdidas físicas de un
sistema de agua potable y sin embargo, sólo se mencionan aquéllos que tienen relación con la etapa
de distribución.
3) Capítulo 1, pág. 51. Falta mencionar que los errores asociados al registro de volúmenes
son función además de la estructura de consumos que presenten los usuarios.
4)
Capítulo 1, pág. 55. a) En general no se producen pérdidas en aquellas tuberías sometidas a golpes
de ariete, debido justamente a que dado su alto riesgo, se consideran materiales de buena calidad y
elementos especiales de protección contra este fenómeno. b) Lo que contraindica el empleo de
canales en el transporte de agua tratada es principalmente el riesgo de contaminación.
5)
Capítulo 2, pág. 76. En el punto Control de Presiones se muestra una curva que relaciona el índice de
pérdidas con la presión nocturna, obtenida en una investigación llevada a cabo en el Reino unido.
Debe mencionarse en el texto, que esta curva depende fuertemente de las características de cada
sistema (tipo de materiales, antigüedad, etc.) y sólo debe considerarse como referencia.
6) Capítulo 2, pág. 20. Corregir redacción ya que cifras del Cuadro N° 2.1 no coinciden con
las del Cuadro N° 2.2.
7)
Capítulo 2, pág. 82 y 83. Si consideramos que en el recorrido de 3.376 km se recuperó un caudal total
de 175 l/s (Cuadro N° 2.4), se podría inferir que en 8.173 km, recuperaríamos un caudal de 437 l/s, que
3
es equivalente a 13,8 millones de m al año, es decir, aproximadamente 2,4% del volumen anual
captado. Esta cifra es significativamente mayor que la indicada en Cuadro N° 2.3 (1,8%).
8)
Capítulo 2, pág. 84 y 85. Debido a que la detección sistemática de fugas en las redes de EMOS en el
Gran Santiago se efectúa desde hace un par de años, lo más probable es que se estén recuperando
fugas que han estado filtrando agua por mucho tiempo. Debido a esto, lo más probable es que en
menos recorridos de la red se encuentre un número de roturas drásticamente menor, incluso con
menores caudales. (λ y q menores). Por lo tanto, los resultados del estudio se deben sensibilizar
respecto a estas variables. Por ejemplo, para λ se debe utilizar una evolución del siguiente tipo.
λ
400
1997
años
9) Capítulo 3. En este capítulo se ha adoptado un supuesto bastante incidente en los
resultados. No se ha reconocido que el error asociado al subcontaje depende de manera
importante de si los clientes son de consumo alto, medio o bajo. Para un mismo diámetro
de medidor, el error de medición será menor en la medida que los consumos se ubiquen
en los mayores caudales, es decir donde el medidor presenta mayor precisión.
Se debe mencionar además, que para estos diámetros, la tendencia hoy es utilizar medidores de
transmisión magnética, que a un costo similar, sino igual, presentan una mayor precisión.
10)
Un sistema de control y reducción de pérdidas basado en la subsectorización de la
red, plantea costos de administración que deben ser reconocidos en la situación con
proyecto. Estos costos no son despreciables.
11) En el texto aclarar que se ha hecho una simplificación en relación a que el error por subcontaje y por lo
tanto el momento óptimo de reemplazo dependen además de lo analizado, de la estructura de
consumo de los usuarios, la que es diferente para usuarios con distinto nivel de consumo promedio
mensual.
12) Hacer comentario dirigido a las Empresas Sanitarias en el sentido de que para poner en práctica y
tener éxito en un programa de control de pérdidas a través de la sectorización de la red, es requisito
indispensable contar con buenos elementos de medición, ubicados en los puntos adecuados y además
es necesario contar con buenos sistemas catastrales.
13) Hacer comentarios dirigidos a la Superintendencia de Servicios Sanitarios:
a) El modelo tarifario debe reconocer el actual estado tecnológico y de conservación existente en las
instalaciones de los servicios sanitarios del país, permitiendo que los niveles óptimos de pérdidas de
agua potable se alcancen gradualmente.
El nivel de eficiencia actualmente impuesto, produce un efecto negativo en la rentabilidad permitida
de 9,16%.
b) Los niveles de eficiencia exigidos por el modelo tarifario deben ser consistentes con las inversiones
requeridas y con los costos operacionales que se generan para alcanzar dichos niveles.
c) El modelo tarifario debe hacer diferencia entre las pérdidas en la red y pérdidas por subcontaje. Este
aspecto es muy importante ya que incide directamente en los costos de inversión y operacionales
del sistema de alcantarillado de aguas servidas.
GRUPO AEROPUERTOS
1.
De los porcentajes de pérdidas según distintos conceptos, existen conceptos que posean límites
técnicos? Relacionado con esto, y dado que el consumo de agua para fines operaciones fue
considerado como una pérdida de aproximadamente el 8,8%, que tan lejos está este porcentaje del
óptimo para dicho concepto. Esto daría una idea de la importancia que tendría analizar este concepto.
Sería interesante conocer si es posible, cuáles son los porcentajes de pérdida que se manejan para
cada uno de estos conceptos en la empresa modelo.
2.
Con respecto a los consumos operacionales de agua, consideramos que es incorrecto considerarlo en
su totalidad como pérdidas ya que parte de los mismos forman parte de la función de producción.
Deberían considerarse pérdidas, al consumo que esté por encima del que un estudio de costos
considere como óptimo.
3.
La metodología para reducción de pérdidas comerciales está orientada a reducir las pérdidas por
subconteo de los micromedidores. Dado que este subconteo depende de muchas variables, tales
como las características del medidor, el patrón de consumo de los clientes, las características químicas
del agua, etc., debería incluirse en las recomendaciones investigar sobre el impacto de estas variables
sobre el problema de subconteo. Adicionalmente, debería analizarse el momento óptimo en término de
consumo acumulado y no en término de cantidad de años.
4.
Consideramos que debe quedar bien claro que se trato de una evaluación privada y no de una
evaluación social.
5.
Cuáles son los porcentajes de eficiencia de los detectores acústicos. Se está considerando en la
evaluación una eficiencia del 100%. Existe un límite técnico para este concepto. De ser así, cómo
impactaría la decisión de la cantidad de vehículos deberían adquirirse.
6.
El cambio de medidores corresponde a la empresa de agua potable o a los consumidores.
7.
No queda bien claro en el texto la diferencia entre sectores, subsectores y distritos. Debería tal vez
hablarse, previa aclaración, sólo de sectores y distritos o subsectores y distritos para simplificar la
compresión a los lectores. Inclusive, en el resumen y conclusiones, se habla primero de 40 sectores y
34 subsectores y más adelante se habla de 74 subsectores.
8.
Problema de la postergación de inversiones debido al impacto que tiene en las decisiones el cambio de
medidores.