Autoridades locales, salud y ambiente Fugas y medidores Organización Panamericana de la Salud Oficina Sanitaria Panamericana, Oficina Regional para las Américas Oficina Regional para Europa Organización Mundial de la Salud Autoridades locales, salud y ambiente Fugas y medidores OPS/HEP/99/35 La Organización Panamericana de la Salud /Organización Mundial de la Salud dará consideración muy favorable a las solicitudes de autorización para reproducir o traducir, íntegramente o en parte, alguna de sus publicaciones. Las solicitudes y las peticiones de información deberán dirigirse a la División de Salud y Ambiente, Organización Panamericana de la Salud, 525 Twenty-third Street, N. W., Washington, D.C. 20037, Estados Unidos de América, que tendrá sumo gusto en proporcionar la información más reciente sobre cambios introducidos en la obra, planes de reedición, y reimpresos y traducciones ya disponibles. Fugas y medidores Prefacio L os servicios públicos, así como los privados, sólo pueden prosperar y tener sustentabilidad cuando su manejo se rige por buenos criterios técnicos y comerciales. Esto no significa abandonar el sentido social de estos servicios, sino todo lo contrario ya que la sustentabilidad es condición primaria de cualquier servicio público. La sustentabilidad y las buenas prácticas gerenciales son conceptos inseparables y son eminentemente responsabilidad de todas las personas a cargo de tomar decisiones políticas y técnica que repercuten sobre el desempeño de los servicios públicos. En el caso del abastecimiento de agua, estas decisiones son aun más importantes en vista de su estrecha relación con la salud y la calidad de vida de las poblaciones. Otro aspecto de enorme importancia se refiere al desempeño técnico y financiero de los servicios de abastecimiento de agua. Cuando este desempeño es inadecuado, se producen costos innecesarios para la población porque suele incrementarse el precio que se cobra por el servicio o por el metro cúbico de agua. Como este incremento afecta más a las personas con menos recursos, o sea, a la población más pobre, la injusticia y la falta de equidad son las principales consecuencias de esta situación. Se puede mantener un buen desempeño en el manejo de los servicios de abastecimiento de agua si se dedica la mayor atención posible a medir y reducir las pérdidas de agua en el sistema. Se considera idóneo un sistema cuando toda gota de agua "producida" llega a ser "vendida". Es decir, las pérdidas de agua deben reducirse a un mínimo. El presente fascículo busca ilustrar y orientar a las autoridades municipales y locales sobre las principales prácticas y técnicas para reducir al mínimo posible las pérdidas de agua y de dinero que ocasionan sus sistemas de abastecimiento. Se espera con ello aumentar las posibilidades de lograr sustentabilidad y equidad, que son las bases de cualquier administración pública exitosa. J.E. Asvall Director Regional Organización Mundial de la Salud Oficina Regional para Europa George A.O. Alleyne Director Organización Panamericana de la Salud Oficina Sanitaria Panamericana Oficina Regional para las Américas Organización Mundial de la Salud Autoridades locales, salud y ambiente Autoridades locales, este documento es para ustedes Fugas y medidores L Las Oficinas Regionales de la O.M.S. en Europa y las Américas, reciben regularmente solicitudes de información técnica o práctica acerca de un gran número de temas relacionados con la salud y el medio ambiente. Resumen Para facilitar la respuesta a una parte de estas solicitudes, y con el fin de ayudar a las autoridades locales en la solución de sus problemas de salud y de medio ambiente, un grupo de expertos, con el apoyo de un gran número de colaboradores, han redactado la serie: "Autoridades locales, medio ambiente y sanidad". E n numerosos países de la Región de las Américas, las autoridades locales son responsables por el abastecimiento de agua potable. Por consiguiente, ellas deben: ◗ proporcionar un abastecimiento adecuado de agua las 24 horas del día; ◗ asegurar que la calidad del agua sea potable. A menudo, las limitaciones presupuestarias no permiten cumplir con una de esas obligaciones. Éste es uno de los fascículos de dicha serie. Las recomendaciones que encontrarán al final del mismo se han ordenado por prioridad, con el objeto de facilitar el desarrollo de estrategias apropiadas para el contexto local. Las recomendaciones identificadas con este símbolo son básicas para lograr un ambiente seguro y saludable. Las autoridades locales deberían implementar de inmediato acciones relacionadas con estas recomendaciones. Las recomendaciones con este símbolo aportarán mejoras significativas en el estado de salud de la población y deberían considerarse como acciones prioritarias. Estas recomendaciones mejoran la calidad de vida de su comunidad. Están relacionadas con el logro de un ambiente más saludable para su comunidad. Las recomendaciones sin indicación de prioridad están diseñadas para ayudarlo a formular estrategias en el nivel local y, en general, no tendrán efecto directo sobre la salud. Este fascículo ha sido preparado para ayudar a las autoridades locales a tomar decisiones debidamente informados. Los anexos contienen información práctica que ayudará al personal técnico y a los responsables de las relaciones públicas en su trabajo diario. En la contraportada figura la lista de títulos publicados y los que están en preparación. Xavier Bonnefoy, EURO/OMS Asesor Regional en Ambiente y Salud/Ecología Horst Otterstetter, AMRO/OMS Director, División de Salud y Ambiente Consejeros científicos M. J. Hemery Ingeniero jefe de la Compagnie Générale des Eaux (Francia). Trabajó para el Service de Distribution de la Banlieu de París como encargado del manejo de la red del Syndicat des Eaux d'Ile de France (SEDIF) y ha realizado numerosas consultorías especializadas en el extranjero. M. D. Weimer Ingeniero especializado en mecánica y responsable desde 1980 del servicio de gestión de la red de distribución de agua de la ciudad de Stuttgart (Alemania). Tiene amplia experiencia en el desarrollo y uso de técnicas de localización de fugas y medición. Ha publicado documentos especializados y es miembro de diferentes asociaciones europeas. Este fascículo presenta dos medidas técnicas simples y eficaces para mantener la red de distribución en buen estado, y a la vez mejorar rápidamente la condición del agua del sistema de abastecimiento: ◗ prevención, detección y reparación de fugas; ◗ medición de los volúmenes producidos y distribuidos. Estas medidas permiten, frecuentemente sin una inversión fuerte, proteger el ambiente, garantizar un abastecimiento regular a los consumidores menos favorecidos, y garantizar una buena calidad del agua. Después de más de cien años de inversiones prácticamente ininterrumpidas, las ciudades disponen ahora de una infraestructura considerable de "redes", las cuales deben manejar a menudo en condiciones difíciles. En este documento pueden encontrar elementos que les ayudarán en esta tarea. Una red de agua vacía representa un peligro real para la salud de la población. Los contaminantes externos pueden penetrar en la red y contaminar el agua. El riesgo es mayor cuando las aguas residuales se introducen por drenaje dentro del sistema de abastecimiento de agua. Esto permite que los numerosos gérmenes vectores potenciales de epidemias circulen en el agua de la red. Durante los últimos 20 años, esta ruta de transmisión ha sido la causa de un gran número de epidemias de origen hídrico en la Región de las Américas. P or ello mantener la red bajo presión es una medida básica en materia de salud pública. A fin de respetar esta condición, a menudo se introduce más agua en la red y se aumenta el volumen bombeado y la capacidad de las plantas de tratamiento. Por tanto, es más racional y menos costoso en un primer momento, investigar y reparar las fugas, así como frenar el desperdicio. En numerosas ciudades de América, más de 50% del volumen producido no llega al consumidor. Investigar y reparar las fugas evita tener que bombear volúmenes suplementarios, lo que es compatible con la política de desarrollo sustentable, proclamada en la Conferencia de Río en 1992. Investigar y reparar las fugas permite que el sistema de medición funcione de manera satisfactoria. En efecto, cuando la red contiene aire, la información de los medidores no es confiable. Muchos litros de agua jamás llegan al consumidor cuando la red se maneja deficientemente Investigar y reparar las fugas economiza sustancialmente la cantidad de reactivos usados en el tratamiento del agua y ahorra energía destinada al bombeo. Investigar y reparar las fugas aumenta la vida útil de la red al evitar la oxidación que aparece cuando ésta contiene aire. 2 Investigar y reparar las fugas es crear empleos estables en la ciudad. Las redes de agua constituyen un patrimonio complejo y precioso de nuestras ciudades Una política activa de detección y reparación de fugas no puede implementarse si sólo se dispone de un conocimiento mínimo del funcionamiento de la red. Los medidores de agua proveen información básica necesaria para conocer el volumen producido y el volumen consumido. La diferencia representa lo que los técnicos llaman con benevolencia "volumen no contabilizado", lo que de hecho representa las fugas en la red. Por ello, es esencial el correcto funcionamiento de los medidores. Establecer una política de medición del volumen de agua presenta muchas ventajas. El consumidor paga exactamente el precio correspondiente al volumen realmente consumido y no un valor fijado 3 Las fugas Ubicación principal de fugas La herencia de las redes En la mayoría de las grandes ciudades de América, las redes han sido manejadas desde hace más de un siglo con objetivos a corto plazo. Pero una red mal mantenida se degrada rápidamente y los problemas se tornan evidentes. Con el tiempo las redes envejecen, lo que es normal para las tuberías y equipos (compuertas, válvulas de aire, de descarga, etc.). Éstos también sufren deterioro debido a la corrosión y movimiento del suelo causados por trabajos en los alrededores y que producen fisuras e incluso rupturas. Por ello, una red debe recibir un mantenimiento regular para evitar que las fugas se multipliquen. Tubería deteriorada par la corrosión arbitrariamente. Ese pago responsabiliza a cada inmueble o vivienda por el uso de un recurso natural común y disponible en cantidades limitadas. La medición, al permitir una facturación justa, posibilita que los menos favorecidos dispongan de agua en cantidad necesaria para mantener su dignidad a un costo aceptable. Finalmente, la instalación, el mantenimiento y la lectura de los medidores contribuyen a la generación de empleos. Frente a una situación de emergencia, y particularmente cuando ocurre una epidemia, hay que actuar rápidamente, lo que implica incrementar la concentración del desinfectante en el agua distribuida y reparar las fugas más evidentes. Sin embargo, éstas sólo son medidas correctivas de emergencia. Una política de prevención demanda hacer el seguimiento del funcionamiento de la red, lo cual implica necesariamente la detección y reparación de fugas por un lado, y la medición del volumen producido y consumido, por el otro. 4 Lamentablemente, el mantenimiento de la red se ha descuidado en ciertas comunidades, produciéndose en numerosos casos el rápido deterioro de un valioso patrimonio. Se puede citar el caso de una ciudad francesa donde el rendimiento de la red era inferior a 60% en 1972. En otras palabras, por cada 10 litros de agua producida, al usuario le llegaba menos de seis litros; incluso se han reportado rendimientos más catastróficos. Sin tener que identificar a toda costa a los "culpables" que han permitido que la situación se degrade, está claro que las agencias financieras nacionales e internacionales tienen una parte de la responsabilidad. Hasta hace algunos años, éstas sólo concedían créditos para nuevas instalaciones y rechazaban financiar la reparación y mantenimiento de las redes existentes. El resultado no se hizo esperar. A menudo, la falta de mantenimiento de una red conlleva al reemplazo prematuro y costoso de sectores de la red y a la construcción de nuevas plantas para alimentar las fugas. Esta situación no hace más que retardar la necesidad de detectar y reparar las fugas en las partes no dañadas de la red. Fisuras Válvulas deterioradas Juntas y distribuciones deterioradas Corrosión Las causas de las fugas Las fugas son más frecuentes cuando las tuberías de agua potable se someten a fuertes presiones del suelo, tales como deslizamientos del terreno. Los diferentes componentes del suelo urbano, piedras u obras subterráneas en los alrededores de la red, pueden crear presiones en la misma red. En efecto, la diferencia de comportamiento entre esas obras y el suelo algunas veces provoca efectos importantes de cizallamiento que pueden conducir a la ruptura de las tuberías. El tránsito de vehículos es igualmente una causa importante de deterioro de las instalaciones. Finalmente, la causa principal de las fugas es la corrosión. A menudo, se inicia por fallas mecánicas, por ejemplo, en la capa de aislamiento y también por el paso del tiempo. Por ello, es importante prestar atención particular a la elección de las tuberías y a las normas técnicas para el tendido de redes. La importancia de las fugas depende de diversos factores: ◗ dimensión de las fisuras, ◗ presión del agua en el interior de las tuberías, ◗ resistencia del suelo al flujo de agua. Unidades de consumo de agua por país y ciudad Consumo promedio diario por persona servida (litro/persona/día)/consumo promedio por conexión por mes (m3/mes/conexión) Países Consumo de Agua País/Ciudad Año lt/persona/día m3/mes/conexión Brasil (promedio 1989 151 25a Brasilia 1989 211 60b Sao Paulo 1988 237 38c Sta. Catarina 1990 143 22 Minas 1990 154 25 Chile Santiago 1994 204 34d Valparaíso 1992 n/a 23 Colombia Bogotá 1992 167 30 Costa Rica 1991 208 29 Canadá (promedio) 1984 431 82 Estados Unidos (promedio) 1984 666 89 Fuente: Banco Mundial/División de Agua y Saneamiento. Indicadores. Servicios de agua y saneamiento. Mayo 1996. Washington, D.C. Nota: Una conexión sirve a más de una vivienda a: 1.3 unidades/conexión agua b: 2.3 unidades/conexión agua c: 1.4 unidades/conexión agua d: 1.1 unidades/conexión agua n/a: datos no disponibles 5 Efectos directos e indirectos de las fugas La existencia de un gran número de fugas en un sistema de abastecimiento de agua tiene múltiples efectos. En el plano financiero se trata de una perdida neta, pues ha sido necesario captar el agua, bombearla en algunos casos y tratarla - a veces con costos elevados - para que se infiltre en el suelo. Para compensar el volumen perdido por las fugas, se suele construir nuevas y costosas plantas de tratamiento. Si las fugas no son reparadas ni compensadas, la red puede quedar parcialmente vacía. Esto representa una seria amenaza para la salud pública, pues a través de las aberturas de las fugas se pueden infiltrar contaminantes. Al reiniciarse el servicio, estos elementos permanecen suspendidos en el agua y son consumidos por la población con todos sus riesgos asociados. Las consecuencias son las epidemias que se propagan rápidamente. La falta de agua en la red también tiene un impacto social y económico: Social, porque representa una molestia para la población. Económico, porque la falta de presión tiene consecuencias negativas para la red. Las tuberías se "desgastan" rápidamente, particularmente a causa del golpe de ariete al restablecerse el flujo de agua. Un golpe Ciertas fugas son visibles a simple vista 6 Facturación anual de agua País Ciudades Linz Salzburgo Viena Bélgica Anvers Bruselas Liège Dinamarca Copenhague Aarhus Odense Finlandia Helsinki Tampere Turku Francia Banlieu, París Lyon Marsella Niza París Gibraltar Hungría Budapest Miskolc Pecs Italia Boloña Milán Nápoles Roma Turín Luxemburgo Luxemburgo Países Bajos Amsterdam La Haya Utrecht Noruega Oslo Bergen Trondheim Portugal Lisboa Porto Coïmbra Rumania Bucarest Eslovaquia Bratislava Kosice Trnava Eslovenia Liubliana Maribor Celje España Barcelona Madrid Sevilla Suecia Estocolmo Göteborg Malmö Suiza Berna Ginebra Zurich Reino Unido Bristol Newcastle Manchester Londres Cardiff Austria PIB por habitante en EUA$ 24 548 22 002 27 808 19 440 22 467 14 508 2 425 14 007 30 559 21 355 24 393 7 021 393 2 284 6 204 11 268 20 328 38 941 15 540 Facturación anual de agua en EUA$ 203,5 250,4 320,0 165,8 361,7 270,1 239,4 141,3 169,2 205,3 169,0 299,5 313,1 316,2 302,4 299,8 169,3 298,5 37,0 93,2 71,5 96,9 25,2 107,1 46,8 43,8 311,3 180,8 284,9 145,1 86,7 233,3 142,1 67,8 115,0 129,0 17,7 21,2 16,2 17,0 148,0 75,6 70,3 141,3 148,0 61,6 147,5 95,1 157,2 237,4 385,7 410,7 130,5 127,7 143,5 140,7 185,0 Fuente: IWSA, 1995 ESTUDIO DE CASO Constantza En 1996, el departamento de Constantza (Rumania) promovió una reflexión sobre la definición y la realización de nuevas inversiones para mejorar su sistema de agua potable y alcantarillado. Las actividades turísticas de esta región relevaron la importancia de mejorar la calidad de las aguas distribuidas y del medio receptor. En un primer momento, la reflexión de las autoridades locales llevó a las siguientes propuestas de inversión: • por un lado, invertir en equipos de ozonización para el tratamiento de aguas superficiales (éstas representaban, en efecto, 25% del consumo y necesitaban tratamiento para cumplir con los estándares); • por otro lado, invertir en aumentar la capacidad de depuración de las aguas residuales. Un estudio técnico hizo un examen y diagnóstico de la red de distribución de agua potable y de la red de alcantarillado, así como a un estudio del medio receptor. Después de recoger datos y resultados se llegó a redefinir las siguientes urgencias: • rehabilitación de sectores de la red, • reemplazo de equipos, • ampliaciones. Así, las propuestas de inversión se reorientaron de acuerdo a un nuevo orden de prioridades: a corto plazo, implementar acciones para resolver los problemas principales, es decir, investigar y reducir las fugas y desperdicios en los sectores públicos y privados de la red; a mediano y largo plazo, mejorar y optimizar el sistema de manejo de la red y su explotación y, si fuera necesario, realizar ciertas inversiones fuertes. de ariete es un choque violento provocado por variaciones bruscas de presión debidas, en parte, a la presencia de aire en las tuberías. El golpe de ariete es particularmente peligroso en los extremos de la red donde la onda de presión forma un pico, así como en los ángulos y codos de las tuberías. Además, las uniones de las tuberías en contacto con el aire tienden a secarse rápidamente y se acelera el envejecimiento de los equipos concebidos para funcionar en inmersión. Finalmente, las maniobras de cierre y abertura de las válvulas son sumamente costosas. Debido a que generalmente las fugas se hacen visibles bajo condiciones de presión, sus efectos son bastante evidentes: ◗ daños a las obras circundantes: cimientos de edificios, calles, redes diversas; ◗ falta de protección contra incendios en ciertas zonas; ◗ las redes de alcantarillado, en ciertos casos pueden ser alimentadas por las fugas, lo cual conlleva a sobrecarga y mal funcionamiento de las plantas de tratamiento por el volumen anormal de aguas residuales diluidas. La responsabilidad de quien maneja la red es prever todos los recursos para evitar la subpresión en la red y asegurar el abastecimiento continuo a la población para satisfacer la demanda de manera segura y a un costo aceptable para todos. Distribución de responsabilidades Las fugas pueden producirse en tres lugares diferentes: Finalmente, se llegó a la conclusión de que la construcción de una planta de ozonización y la ampliación de la planta de tratamiento eran menos necesarias comparadas con la reducción del volumen de pérdidas. ◗ en la tubería que transporta agua desde el lugar de producción y en el punto de entrega a la red de distribución, Esta estrategia tiene por finalidad preservar el recurso hídrico y reducir los costos de operación, al mismo tiempo que procura un mejor servicio al usuario y limita los riesgos para la salud pública. ◗ en la vivienda del usuario (generalmente es la parte de la tubería después del medidor pero esta definición puede variar según las normas de cada localidad). ◗ en la red de distribución, 7 La calidad de las conexiones siempre se debe examinar detenidamente y debe responder a los mismos criterios de duración que las tuberías. Desafortunadamente, esta necesidad no siempre ha sido respetada y por esta razón su estanqueidad debe verificarse a intervalos regulares. La protección contra la corrosión debe seleccionarse cuidadosamente. Esta regla se aplica igualmente a las tuberías y conexiones. Antes de llenar las zanjas es importante verificar que el material de relleno no afecte la capa de protección. Se elegirá con especial atención el material que rodeará directamente la tubería. Los primeros componentes que se dañan son las conexiones En la mayoría de los casos, la comunidad tiene una responsabilidad directa o indirecta, a través de una entidad administradora, por la red desde el lugar de producción hasta el medidor del usuario. Las fugas en las viviendas son responsabilidad de los usuarios. Sin embargo, los usuarios deben ser conscientes de su responsabilidad. La información continua y una facturación proporcional al consumo son dos maneras de "sensibilizar" a los consumidores. Desde luego, esto solo es posible si existe una política de medición que permita detectar y penalizar las fugas domésticas (aparatos sanitarios, grifos). Prevención de fugas La prevención de fugas es la primera condición que debe cumplirse luego de la instalación o reemplazo de una sección de la red, a fin de evitar operaciones costosas de detección y reparación, y es en este nivel donde se pueden realizar las operaciones más eficaces. Esta prevención implica cumplir con diversas normas. 8 Primero, se debe seleccionar los materiales apropiados para las tuberías. Estos determinan el tipo de conexión y la elección de capas de protección. Por ejemplo, las tuberías de hierro y acero siempre deben ser tratados contra la corrosión. Luego del tendido de las tuberías se debe respetar una serie de principios para evitar al máximo la aparición de fugas y permitir reparaciones fáciles y de menor costo. Elección del método de instalación. Se trata de encontrar el método más económico y eficaz. La elección entre una instalación sin abertura de zanja, la excavación por "chorro de agua" y una instalación en zanja, más convencional, es en efecto, decisiva. Se hará en función de los requisitos de seguridad y de las limitaciones financieras (generalmente el "chorro de agua" es más costoso). Se deduce que la elección de los lugares donde se instalarán las tuberías es fundamental para disminuir los riesgos de daño. Por una parte, es importante verificar la estabilidad del suelo; las zonas inestables y sujetas al movimiento del suelo exigen estructuras costosas. Por otra parte, es conveniente elegir cuidadosamente la profundidad de las tuberías y respetar siempre las zonas libres de congelación. La profundidad del tendido de tuberías también tiene un impacto, ya que la temperatura del agua demasiado elevada aumenta la necesidad de desinfectantes. El respeto de las reglas de medición alrededor de la tubería también es un imperativo, así como un buen control de la ejecución del trabajo y una prueba hidráulica al momento de recibir la obra. puede tener acceso a información que difícilmente estará disponible en el futuro. El mapa puede estar relacionado con una base de datos en la cual se registran los daños y reparaciones, así como información que puede servir para tomar decisiones rápidas y eficaces. Como regla, los mapas, con indicación de los trabajos realizados, deben ser puestos a disposición de la comunidad. Finalmente, la construcción de una red necesita emplear personal calificado. Investigación y reparación de fugas El seguimiento de las variaciones de presión a lo largo de la red permite detectar fugas importantes. Algunas veces éstas se manifiestan a través de inundaciones visibles a simple vista. Evidentemente, con excepción del último caso, el análisis de las variaciones de presión no es suficiente y es necesario iniciar una investigación más sistemática de las fugas. Una encuesta realizada por empresas especializadas de la ciudad de Stuttgart (Alemania) mostró que debido a la ausencia de operaciones de investigación, la existencia promedio de una fuga antes de ser detectada era de 70 días. En este documento sólo se trata la investigación de fugas en las partes de la red, cuya responsabilidad inmediata es de la comunidad o de la entidad que la administra. m3/hora 2500 1 octubre de 1996 30 septiembre de 1996 2000 La sectorización es el proceso de investigación que se aplica con mayor frecuencia. Consiste en dividir las redes en sectores que puedan estar aislados entre sí por el cierre de válvulas. Por ello, se delimitan zonas que sólo son alimentadas por un punto. En ese punto se instala un medidor para conocer el volumen de agua entregado a la zona. Generalmente, los técnicos en distribución consideran una red como "fugitiva"1 si el caudal mínimo nocturno en determinada zona es superior a 5 ó 6 m3/día/km en el medio rural. Estos límites de fuga son indicadores que cada comunidad tiene el deber de evaluar y comparar con el contexto nacional o regional. Cuando las fugas son importantes, se afina la investigación y se determinan subsectores aislados sucesivamente y se efectúa el mismo tipo de medición. Finalmente, existen distintas técnicas detalladas en los anexos que permiten localizar las fugas en las partes que pueden tener fallas. 1500 1000 500 0 La actualización del mapa de las instalaciones debe hacerse durante la construcción y después de cada reparación, pues en ese momento se Medidor de caudal nocturno 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 Generalmente, la reparación de fugas es más simple que su detección. La decisión de reparar una fuga no visible depende de su costo y de la economía de agua que será recuperada; sin embargo, una vez decidida, la reparación deberá hacerse inmediatamente después de la detección. hora En esta sección de la red se observa claramente una fuga el día 2/10/96 a las 5:00 a.m. (1) Una red es llamada "fugitiva" cuando presenta muchas fugas. Es un término bastante evocador utilizado por los técnicos. 9 En último lugar, se debe evaluar la eficacia de la reparación a través de la medición del caudal en la entrada del sector. Esta medición debe ser periódica para poder detectar un posible sesgo en los resultados, lo que algunas veces obliga a reiniciar el proceso: investigación de fugas - reparación evaluación. Se destaca que cuando se aumenta la presión en las partes desgastadas de la red, a menudo causan nuevas y numerosas fugas después de la verificación. Estas nuevas fugas aparecerían tarde o temprano, por lo que deben ser reparadas. En general, el objetivo es obtener un rendimiento apropiado de la red, considerándose 80% una buena cifra en el medio urbano y 70-75% en el medio rural. Según las características de las redes, estas cifras sólo se pueden lograr después de algunas etapas intermedias, por ejemplo 60%, luego 70%. Al final de este proceso se podrá esperar beneficios económicos importantes. Aspectos económicos de la reparación de fugas Los efectos de una campaña de detección y reparación de fugas de una red tienen repercusión en diferentes niveles. La reducción de fugas disminuye el volumen de agua requerido para alimentar la red. Este beneficio se puede obtener de dos maneras: Reducir el nivel promedio de fugas por debajo de un límite aceptable El problema de fugas en el Reino Unido En el Reino Unido, los cortes de agua ligados a las sequías de 1988 y 1992, alertaron a la opinión pública sobre la calidad de la red de distribución de sus países. Después de varios años más húmedos, el verano seco de 1995 también causó problemas de abastecimiento de agua, particularmente en Yorkshire y en el noreste de Inglaterra. En abril de 1990, la Oficina de Servicios del Agua (OFWAT) pidió a sus técnicos un cálculo total de sus niveles de fuga durante 1988-1990. Esta investigación determinó una tasa de fugas que varió de 6% a 36% con un promedio de 22%. Estos valores no incluían las fugas domésticas, estimadas en casi 6%, lo que hacía una tasa total de fugas de hasta 40%. La evolución actual, basada en reparaciones tradicionales, ha reducido 1,2% de las fugas por año, lo cual no es suficiente. Entre 1995-1996 se perdieron 221 litros/propiedad/año debido a las fugas. Sin embargo, en 1995 los distribuidores se comprometieron a alcanzar como objetivo una mejora de 3% por año. Además, los informes de las compañías permitieron confirmar que la mayoría de las viviendas no estaban equipada con medidores, lo que demostraba falta de control de flujos en las redes. Una investigación en 1993 mostró que la instalación de medidores domésticos causó una reducción de 11% del consumo doméstico y de 30% durante las temporadas altas de verano. Cuando fue posible detectar y reparar las fugas, estos medidores generaron una ganancia suplementaria de 5%. En 1991, se puso en marcha una iniciativa nacional (National Leakage Initiative, NLI) para mejorar la situación mediante la revisión de métodos de detección y control de fugas. Así, en 1994 se redactó un informe donde se proponía una metodología de investigación y reparación de fugas basada en la existencia de un "óptimo económico", tal como se muestra en la figura. Se sugirió que el aumento de 1% del presupuesto destinado a las fugas correspondería a una reducción de 10% de los costos totales. Fugas (m3/hora) Costo 100 90 Óptimo económico 80 70 60 Nivel de fugas 50 40 30 10 Días De 01/01/95 hasta 05/24/95 Costo de fugas en pérdida de producción Costo del control de fugas Costo total ESTUDIO DE CASO Investigación de fugas en Trieste Durante el verano de 1995, las empresas de agua de la ciudad de Stuttgart (Alemania) verificaron la estanqueidad de una parte de la red de distribución de agua de la ciudad de Trieste (norte de Italia). En total, en el centro de la ciudad se tenía que verificar cuatro zonas de distribución que representaron 33 km de tuberías. Los trabajos duraron tres semanas y fueron realizados en dos secciones por dos empleados. En la operación se utilizó un camión de medición en el cual se instalaron los aparatos necesarios para detectar las fugas. Desde el inicio se determinó, con la ayuda de los fonómetros, los sectores de la zona de distribución con ruidos más fuertes producidos por la fuga del agua. Luego, con la ayuda de los correlacionadores de ruido, se localizó con mayor precisión el sitio de las fugas. Durante y después de esa primera fase, las tuberías fueron reparadas por una empresa de Trieste. En total, en las cuatro zonas de verificación se localizaron 70 fugas. Fue conveniente verificar el éxito de la detección de fugas a través de los caudales nocturnos mínimos en cada zona con la ayuda de un medidor de caudal de sonda ultrasónica. El aparato se colocó por turnos en los pozos especialmente instalados para este propósito en cada zona. El consumo nocturno mínimo antes de la investigación de fugas era de 340 m3/h. Después de la investigación de fugas y de la reparación de las tuberías, el consumo era de 170 m3/h. Esto significa que las pérdidas se redujeron en más de 50%, ya que se tenía que considerar el consumo nocturno mínimo que representa una proporción del consumo real. El costo de la investigación de fugas llegó a EUA$60.000. La reparación de daños detectados en las tuberías ascendió a $200.000. Suponiendo que el precio de producción del agua fuera de $0,30/m3, con la reducción de pérdidas se economizó cerca de $1.200 por día. Los costos de la investigación de fugas y reparación de tuberías se recuperan en dos años, únicamente con la economía del agua y en tres a cuatro años si se tiene en cuenta el costo del financiamiento. Cantidad de agua producida y no contabilizada (CAPNC) País/Ciudad Brasil (promedio) Brasilia Sao Paulo Área Metropolitana S. Catarina Pérdidas de agua Año % CAPNC m3/día/km red distribución 1989 1989 39 19 42 27 1992 1990 40a 45 70 n.d. 1990 1994 41 22 n.d. 44 1991 1991 1984 40 45 431 135 n.d. 82 1984 12 17 Chile Valparaíso Santiago Colombia Bogotá Costa Rica Canadá Estados Unidos (promedio) Fuente: Banco Mundial. División de Agua y Saneamiento. Indicadores. Servicios de agua y saneamiento. Mayo 1996. Washington, D.C. a) Subió desde 25% en 1988 n.d.) No disponible ◗ Por la reducción del volumen de producción, lo cual tiene un impacto directo sobre la economía del precio por m3 producido; entre $0,07 y $0,30 por m3. Se crea así una reserva financiera importante y disponible para otras inversiones. ◗ A través del mantenimiento del volumen de producción para abastecer todas las áreas durante las 24 horas del día. Por ejemplo, para aquellas redes que anteriormente presentaban problemas regulares de subpresión. En general esta actitud genera un mayor número de usuarios abastecidos y satisfechos. Estas investigaciones también representan un beneficio patrimonial; una red con agua permanente en sus componentes (tuberías, conexiones, aparatos de medición) se mantiene en buen estado y tiene una vida más larga. Las redes constituyen buena parte de la riqueza de nuestras ciudades. Sería extremadamente difícil renovarlas antes de su amortización. Se trata de un patrimonio bastante olvidado que es necesario preservar y conservar. En lo que respecta a los costos de operación de una investigación, los siguientes valores pueden considerarse como una referencia: 11 Instalación de una estructura de vigilancia y rehabilitación de redes de distribución de agua Si una comunidad desea explotar y rehabilitar su red de distribución de agua, deberá tener personal calificado, cuyo número dependerá del tamaño y estructura de la red. En Stuttgart, un equipo de dos empleados permanece operativo para subsanar cualquier problema, localizar daños e iniciar las reparaciones a una red de 1.500 km. Para reparar las fallas en las redes, la ciudad subcontrata un equipo compuesto por personal de oficinas locales especializadas en tuberías, así como personal de empresas de construcción para realizar trabajos de abertura o cierre de zanjas y reposición del pavimento. Los trabajadores de las empresas de agua que hacen los trabajos de mantenimiento rutinario de la red, por rotación semanal, certifican la calidad del trabajo realizado por esos equipos contratados. Las reparaciones pueden ser evaluadas estadística y cualitativamente mediante el tratamiento electrónico de datos. Para este efecto, hay una computadora personal conectada a una red así como un programa comercial para el procesamiento de datos. ◗ 1 detector de fugas cuesta alrededor de $20 000 por mes y cubre 1 km por día. Las reparaciones, sin considerar los materiales y accesorios, representan un monto equivalente al costo del equipo. ◗ Si se tiene la intención de verificar 500 km de tubería, se requiere una camioneta equipada con un correlacionador de ruido que representa una inversión de $80.000. Es necesario precisar que un equipo de investigación experimentado puede, durante su trabajo, capacitar a cuatro personas de otras ciudades o de otras compañías. En un primer momento, 20% de las fugas representan 80% del agua recuperada. Esto muestra que los primeros esfuerzos son los mejor recompensados, pero se debe perseverar. Una campaña de detección de fugas debe incluir el control de aparatos de medición ya que su buen funcionamiento será esencial para el seguimiento del rendimiento de la red. 12 Reporte de una avería en la central de reparación Llegada al lugar del servicio de reparación de fugas Verificación de daños Información a la población Interrupción de la distribución Llamada de la central Rehabilitación Información al cliente Compilación estadística Los medidores La medición, componente esencial para una buena gestión de la red La ausencia de medidores en una red, priva a la entidad que maneja la red y a la comunidad de elementos esenciales para la gestión técnica y económica de su red. La detección de fugas se torna difícil debido a la ausencia de datos y cifras de fácil acceso. Las consecuencias económicas de una red sin medidores también son importantes. La medición, como base de la facturación, permite dar un valor al agua (disponible en cantidades limitadas). También permite conocer el costo de la distribución gratuita para ciertos usuarios (hospitales, escuelas) y obtener los recursos financieros necesarios. Finalmente, la medición del agua es una forma de atribuir responsabilidad al consumidor. En numerosas ciudades de América, la desproporción entre la cantidad de agua consumida por la población y el volumen teórico por habitante se debe principalmente al desperdicio por parte del usuario. Este despilfarro tiene un círculo vicioso que ocasiona cortes de agua. Durante estos cortes, el usuario tiende a dejar los grifos abiertos, lo que causa nuevos desperdicios al momento en que el agua regresa de la red y el usuario no siempre está presente en ese momento. La responsabilidad de la población con respecto al consumo de agua es importante porque contribuye a la duración de la red a un costo aceptable para la sociedad. ¿Qué volúmenes deben medirse? Para la entidad que maneja la red es necesario conocer los caudales y volúmenes en los diversos puntos de la red. Particularmente, se debe conocer los siguientes volúmenes. ◗ Los volúmenes captados. El agua bruta puede provenir de una estación de bombeo, en cuyo caso el número de horas de bombeo indicaría el volumen; no obstante, es necesario instalar un medidor de caudal para obtener cifras confiables. ◗ Los volúmenes producidos. Toda estación de tratamiento de agua potable deberá tener un medidor de caudal en la salida. La diferencia entre el volumen captado y el volumen producido por la estación da una idea del agua consumida a lo largo de las diferentes fases del tratamiento. El agua necesaria para el funcionamiento de una estación de tratamiento de agua potable representa alrededor de 5% a 6% del volumen producido, pero si la estación no está bien manejada, los porcentajes pueden ser superiores. Una estación que funciona mal consume mucha energía en el bombeo y reactivos que utiliza innecesariamente en el tratamiento. ◗ Los volúmenes introducidos en la red. Esta medición es especialmente útil cuando se usa una tubería de transporte entre la estación de tratamiento y la red. Permite verificar que esta tubería principal no presente fugas, pues tendría grandes repercusiones sobre el rendimiento. Este tipo de medición también se aplica si la entidad que administra la red "exporta" o "importa" el agua. ◗ Los volúmenes entregados a los usuarios. Esta medición, cuantificada por la instalación de medidores en todas las propiedades, es fundamental debido a muchos factores; - como se ha dicho anteriormente, la sola presencia de los medidores responsabiliza a los usuarios; - permite una facturación confiable y equitativa, - posibilita un primer estimado de pérdidas al comparar la necesidad de agua para combatir incendios, el consumo de clientes no facturados y los volúmenes facturados, además de las necesidades propias de la red (descargas, por ejemplo), con el total del volumen introducido en la red. Diferentes medidores para diferentes usos Para la entidad que administra la red es importante elegir cuidadosamente los medidores. En efecto, a mayor precisión de los medidores, más apropiado será el control de la red. Pérdidas falsas y pérdidas reales Las pérdidas en una red se calculan por la diferencia entre las cantidades de agua extraída y tratada, y la vendida a los clientes. Para poder conocer estas cifras, es necesario medir esas cantidades. Eso significa que todos los puntos de captación del agua deben estar equipados con instrumentos de medición. Sin embargo, es necesario tener en cuenta que ese cálculo engloba pérdidas falsas (errores en la medición, descargas para la limpieza, consumo propio de la empresa de distribución o agua para la extinción de incendios, por ejemplo). Siempre habrá pérdidas. Para mayor exactitud, algunas veces se prefiere no medir las pérdidas en porcentaje de agua introducida en la red, sino en volumen. Por ejemplo, el OFWAT (Reino Unido) decidió publicar las estadísticas nacionales en l/propiedad/h. En cualquier caso, conviene conocer las pérdidas y reducirlas para asegurar un buen manejo de la distribución del agua. Pérdidas de agua: definición Tratamiento de agua (producción) Agua contabilizada Pérdida real de fugas Pérdidas Fuente Distribución Pérdida aparente Consumo no medido Errores de medición 13 calibre del medidor (es decir, su diámetro); mientras más pequeño sea, tendrá menos inercia y por ello será más sensible. colocaron cajas metálicas en las veredas. Los países fríos tienen un problema adicional; se debe evitar colocar el medidor en contacto con el hielo. Un usuario pequeño (departamento, pequeño establecimiento comercial) se caracteriza por lo siguiente: En el caso de viviendas colectivas, existen tres posibilidades: instalar medidores individuales en los departamentos; un medidor único a la entrada del inmueble con facturación a prorrateo por superficie de la vivienda; una serie de medidores a la entrada del inmueble. Esta última solución es costosa ya que se necesita instalar una tubería conectada a cada departamento. Sin embargo, representa el mejor medio para evitar problemas de facturación entre los departamentos. ◗ su consumo puede ser muy variado; una parte importante del volumen consumido corresponde a un caudal pequeño durante 95% del tiempo de consumo; Existen numerosos tipos de medidores Entre los medidores se distinguen dos grandes categorías: ◗ los medidores de caudal que se usan para grandes caudales; ◗ los medidores propiamente dichos, basados en una medida mecánica. Generalmente, los medidores de caudal se colocan a la salida de la planta y en los puntos de entrada de la red. Juegan un papel importante como referencia para estimar las fugas en la red. En cuanto a los medidores domiciliarios, estos se clasifican en tres categorías según el caudal nominal en el cual ofrecen mayor precisión: ◗ los medidores de la clase A son adecuados para grandes caudales, por eso sus indicadores subestiman los caudales pequeños;. ◗ los medidores de la clase B son adecuados para gran variedad de caudales, a excepción de los caudales muy pequeños o muy grandes; ◗ los medidores de la clase C son adecuados para caudales pequeños. 14 Conviene elegir el tipo de medidor de acuerdo al tipo de vivienda abastecida. El riesgo está en subestimar el caudal real cuando el medidor sobrepasa su límite de medición óptima. Asimismo, es necesario elegir el ◗ el consumo con caudal superior a 40 l/h sólo ocupa 5% del tiempo de consumo. Para este tipo de usuario, generalmente se opta por un medidor de la clase C que permite una buena precisión para caudales pequeños y cuyo rango de medición abarca caudales máximos. En el caso de viviendas colectivas, se elige el tamaño del medidor de acuerdo al número de viviendas. En el caso de consumos específicos (oficinas, hoteles, hospitales, industrias), los consumos previsibles permiten determinar el tipo de medidor que se va a instalar. Por ejemplo, se puede citar el caso de hoteles que reciben grupos organizados de turistas, y por ello, el consumo se concentra en dos horas: uno en la tarde, a la llegada, y el otro, en la mañana al momento de la partida. Mantenimiento de los medidores Es conveniente insistir en un punto: si se quiere obtener medidas próximas al consumo real, los medidores deben precisar hasta los caudales mínimos. Para poder asegurar las medidas de estos caudales, los medidores deben ser objeto de un control minucioso. En primer lugar, es necesario controlar su funcionamiento luego de las lecturas o durante las operaciones de investigación sistemática de las fugas. También se puede analizar un conjunto de medidores a partir de los datos disponibles e ¿Qué lugares son convenientes para los medidores? El lugar óptimo para los medidores depende de dos criterios principales: ◗ la facilidad para efectuar lecturas del consumo; ◗ que estén protegidos de las condiciones climáticas extremas. En lo que respecta al primer criterio, en numerosos países, los departamentos o villas permanecen vacíos durante el día. Por ello, en la medida de lo posible, es necesario hacer que el medidor tenga acceso al exterior. Por ejemplo, en California (Estados Unidos) A menudo las viviendas están desocupadas durante el día. La instalación de un medidor exterior facilita la lectura del medidor Un buen control de los medidores da confiabilidad a los datos identificar los antiguos, así como aquellos que no son compatibles con los consumos que miden. Dependiendo del tipo de medidor se reparará o reemplazará a los defectuosos. En lo que respecta a los medidores de pequeño diámetro (15 a 20 cm), son aparatos de un costo relativamente modesto, aún si fuesen de la clase C; cuestan menos de EUA$50 la unidad. Por otro lado, si bien representan 80% o más del conjunto de unidades, sólo miden 50% del volumen. Por lo general, no resulta ni técnica ni económicamente factible repararlos. Es mucho mejor prever su reemplazo sistemático en fechas fijas. Se deberá realizar ensayos a fin de determinar un plazo óptimo para reemplazar los medidores considerando el tipo de red, el costo de su manejo, el costo de reemplazo de un medidor y el costo creciente del agua. De acuerdo a las situaciones, esta duración óptima puede variar entre 5 a 25 años. En lo que respecta a los medidores de gran diámetro (calibre superior a 60 cm) y, considerando la proporción elevada de los volúmenes que miden, éstos deberán verificarse regularmente a una frecuencia que depende del consumo que registren (de seis meses a dos años). Generalmente, representan menos de 20% del número de aparatos instalados en una villa y algunas veces miden hasta 60% de los 15 Finalmente, los medidores de tamaño intermedio, que a menudo registran volúmenes importantes, deben ser integrados a las campañas de control de medidores. Aspectos sociales de la medición del agua Es evidente que la medición y la facturación del agua tienen impactos sociales y políticos. La decisión de instalar medidores en lugares donde nunca antes se había pagado por el agua, acompañado obviamente de una política de facturación, puede ser objeto de rechazo. Es distribuida a domicilio cuesta igual o menos que un litro de cerveza. La experiencia muestra que este tipo de argumento convence a los usuarios. Podemos citar el ejemplo de la Isla Mauricio, donde el establecimiento de una política de medición conllevó durante el primer año al sabotaje y destrucción de más de 15% de los medidores por parte de los usuarios. Se puso en marcha una campaña cívica, en la cual participaron los mismos responsables religiosos que estuvieron implicados, lo que permitió poner fin a esas prácticas. Actualmente, la facturación del agua forma parte de la cultura mauriciana. Otro aspecto social que a menudo se descuida es el hecho de que la adopción de una política de medición es una fuente de empleos calificados y estables, entre los cuales se encuentran: ◗ los poseedores de medidores, ◗ los verificadores de medidores de gran diámetro, ◗ los reparadores de medidores, ◗ los especialistas de bancos de pruebas, ◗ los técnicos que leen medidores, ◗ personal administrativo para el manejo de la facturación e ingresos. Estos puestos pueden ser financiados en parte con los ingresos recaudados en la facturación del agua. Sensor colocado directamente sobre un canal 16 importante informar a la población sobre los efectos nefastos de una red mal mantenida. Responsabilizar a los habitantes del futuro de su red es hacerles comprender que si el costo de mantenimiento no es compartido desde ahora, sus hijos no tendrán la garantía de disponer de agua potable a un precio razonable. En esas campañas de información puede resultar interesante explicar que el agua es el producto alimentario más barato del mercado y que 1.000 litros de agua, es decir, una tonelada agua volúmenes entregados. Por esto merecen una atención especial. Recomendaciones Asegurar que toda la población tenga acceso a agua de calidad El acceso al agua es un derecho de todos los ciudadanos para poder vivir adecuadamente. Es en este aspecto donde se debe ejercer la justicia social con prioridad. Se deberá vigilar especialmente que las poblaciones de bajos ingresos tengan acceso a un servicio mínimo, independientemente de los aspectos de facturación. Esto podrá ser posible mediante soluciones alternativas como: ◗ la distribución gratuita del agua a las familias con ingreso por debajo de cierto rango. ◗ el establecimiento de una mínima cantidad distribuida gratuitamente a las familias con problemas de facturación. Medir el uso del agua Las autoridades locales deben conocer de manera detallada los volúmenes de agua extraídos del medio natural, así como los volúmenes distribuidos a los consumidores. De estos dos valores, si además se conoce los volúmenes necesarios para mantener las instalaciones de producción, los provistos para la protección contra incendios y los no facturados, se puede deducir los "volúmenes no contabilizados". La medición permite saber con precisión los volúmenes no contabilizados para poder reducirlos. La medición posibilita facturar exactamente el consumo domiciliario, lo que permite reajustar tarifas y respetar la justicia social. La medición hace que cada usuario asuma su responsabilidad frente al consumo de agua. Finalmente, la medición es la herramienta básica para una gestión financiera sostenible de la red. Detectar y reparar las fugas ¡La economía más eficaz en el manejo de una red de agua es no alimentar las fugas! Es preciso que las entidades encargadas de la distribución del agua se comprometan a detectar y reparar las fugas. En un primer momento, la reparación de fugas producirá un incremento de presión en la red que puede aumentar el número de fugas. Estas nuevas fugas aparecerán a mediano plazo y deben repararse. Una red cuyo mantenimiento se ha descuidado durante mucho tiempo demandará un trabajo de rehabilitación que puede resultar costoso. Es por ello que se necesita vigilar el estado de la red y proceder a las reparaciones, y no contentarse con una operación puntual. Así, la detección y reparación de fugas permiten: ◗ reducir los volúmenes que se van a extraer del medio natural; ◗ reducir los volúmenes que se van a tratar; ◗ aumentar la disponibilidad de agua para los usuarios; ◗ incrementar la seguridad de la red; ◗ mantener el patrimonio de la red en buen estado; ◗ adoptar una política que permita prever el futuro con una red en buen estado. 17 Autoridades locales, salud y ambiente Conclusión E l buen manejo de una red de agua potable implica una visión a corto y largo plazo. A corto plazo, se debe detectar y reparar las fugas que afectan el rendimiento de la red y que tienen graves consecuencias financieras y de salud pública. A largo plazo, se debe asegurar un financiamiento razonable para el mantenimiento de la red y las inevitables inversiones futuras. Fugas y medidores Anexo Técnico Desde un punto de vista técnico, estos dos objetivos están estrechamente vinculados; no se puede encarar sistemáticamente las fugas sin la instalación de nuevos medidores. Su instalación representa una oportunidad para iniciar una política de medición y facturación. Además, la presencia de medidores garantiza una rápida detección de fugas y, en consecuencia, de menor costo. El agua es valiosa y no existe en cantidad inagotable. Es necesario asegurar su manejo racional y riguroso e involucrar a la población para que asuma su responsabilidad en la construcción del futuro de sus hijos. Contenido Diferentes métodos de reconocimiento y localización de fugas en una red 18 ◗ Reconocimiento de fugas (pre-localización) - medición de caudal - métodos acústicos ◗ Localización de fugas - escucha directa - electroacústica - correlación - otros métodos Diferentes métodos de reconocimiento y localización de fugas en una red G eneralmente, la detección de fugas se hace en dos etapas. En la primera se reconocen las fugas (pre-localización) y se evalúa su extensión. En la segunda se localizan las fugas con precisión para poder repararlas. Existen muchos métodos disponibles para esas dos etapas, pero solo se describirán los más usuales: Reconocimiento de fugas (pre-localización) Reconocimiento de fugas por la medición de caudales. Zonas de distribución pequeñas (1,5 a 2 km) El procedimiento ideal para manejar pequeñas redes es controlarlas mediante la medición del caudal que entra a la red, lo cual permite reconocer y localizar las fugas. Cuando una red de distribución de agua se divide en pequeñas zonas de distribución, las fugas pueden evaluarse fácilmente midiendo el caudal en los puntos de entrada. Para registrar y evaluar los caudales nocturnos se instalan medidores en las tuberías de entrada de la zona. 20 Los medidores instalados para medir el caudal de los reservorios deben detectar pérdidas de presión muy pequeñas. Esto es importante ya que la presión del agua puede fluctuar con el nivel del reservorio y resultar Anexo técnico Volúmenes de fugas aceptable en Alemania en función de la calidad del suelo m3/hora. km 0,6 0,5 0,4 Zona aceptable 0,3 0,2 0,1 Tipo de terreno Arcilla Arcilla arenosa Arenosa Cohesión fuerte muy baja. Por otra parte, el consumo mínimo nocturno está sujeto a fluctuaciones. El valor de estas fluctuaciones es relativo y depende de la cantidad de fugas. Es más confiable sacar conclusiones sobre la estanqueidad de una red de distribución de agua a partir de consumos nocturnos mínimos si la observación de esos consumos se ha hecho por largo tiempo. Las fluctuaciones también se deben al comportamiento de los consumidores, influencia de la temperatura u otros factores. En las redes que presentan grandes diferencias piezométricas y que por ello están divididas en zonas de diferente tamaño para mantener la presión de distribución en los límites fijados, el trabajo se realizará en cada una de esas zonas de presión homogénea. Con grava Piedras gruesas Cohesión débil Cuando se conoce las pérdidas por la medición de los caudales que entran a la red y por la lectura de los medidores domiciliarios, se puede calcular las pérdidas de agua específicas y compararlas con valores establecidos como admisibles. En Alemania, por ejemplo, se han establecido criterios en función de la calidad del suelo. Grandes zonas de distribución (10-30 km) En las zonas donde no es viable dividir la red en pequeños sectores aislados, se puede igualmente aplicar la medición de caudales entrantes. Este método permite determinar una tendencia, pero no sacar conclusiones con respecto a la localización de defectos de estanqueidad. Se recomienda dividir la zona que se va a estudiar en sectores de medición, cada uno dotado de uno o varios medidores de caudal, de manera que a cada medidor le corresponda una pequeña extensión de la red que se va a controlar. Estos puntos de medida deben organizarse de manera que, en la medida de lo posible, ninguna válvula de retención vaya a ser accionada y que se pueda asegurar una medición permanente del caudal. También es importante comparar los valores medidos con los datos anteriores. La lectura puede efectuarse manualmente por la simple lectura nocturna de medidores de caudal seleccionados o, mejor aún, de medidores con registro, cuyas medidas se transmiten a una computadora equipada con un programa de análisis. Si la distribución de la medición se ha hecho con criterios técnicos, el método de análisis de los caudales afluentes permite determinar las fugas con precisión. Esta distribución se basa en el hecho que en una pequeña parte de la red, durante intervalos cortos de tiempo, ningún usuario consume agua. Por ello, la cantidad de agua entrante en la pequeña parte de la red que se va a controlar es la pérdida investigada. Se debe tener en cuenta los continuos consumos eventuales. Generalmente se admiten cantidades residuales de 3 litros por minuto y por kilómetro, y de 10 litros por minuto a 1.000 unidades de vivienda. Estas cantidades se atribuyen a la falta de estanqueidad de las uniones y válvulas, así como a las pérdidas que se producen en las válvulas de retención de los medidores de agua. Este procedimiento representa un costo elevado de personal ya que sólo puede efectuarse de noche. Puede ser usado antes del correlacionador a fin de reducir los costos de investigar toda la red con dicho equipo. Reconocimiento de las fugas con la ayuda de métodos acústicos. Escucha directa con un aparato de amplificación El método más simple y más aplicado para reconocer fugas es la detección con la ayuda de una caja de escucha colocada en los puntos de la red que pueden ser aprovechados con esa finalidad (hidrantes de incendio y vástago de válvulas). Usualmente, este método se usa junto con otros procedimientos de reconocimiento de fugas ya que permite una confirmación acústica directa. Fonómetro El procedimiento de reconocimiento de fugas con la ayuda de un fonómetro es relativamente nuevo. Los fonómetros son ideales para el control de las redes de agua y evitan la escucha nocturna realizada por el personal. Pueden instalarse en cualquier momento en la red, ya sea en los vástagos de las válvulas de retención o en las tapas de los hidrantes de incendio en la calle. En las tuberías metálicas, el radio del fonómetro es de aproximadamente 100 metros. En las tuberías plásticas, los intervalos entre los puntos de instalación de los fonómetros deben ser cortos. Los fonómetros efectúan una medi- Reconocimiento de fugas por el método acústico ción del ruido por segundo en ciclos de 20 minutos y se programan para que funcionen entre dos a cinco horas como máximo. Cuando al final de un ciclo de medición no se logra un nivel de ruido preseleccionado, el aparato realiza un nuevo examen de manera automática. Los fonómetros permanecen por lo menos durante dos noches en el mismo punto de medición para excluir, en la medida de lo posible, eventuales ruidos parásitos (conexiones de agua, tempestades, ruidos de vehículos, etc.). Los datos registrados se transfieren a través de un cable de interfase. El tratamiento de las mediciones se hace con la ayuda de un programa del fabrican- Anexo técnico 21 Reconocimiento de las fugas con ayuda de fonómetros Duración del ruido Radio de escucha A B Día 1 A B Día 2 Día 1 Día 2 Fuga C Día 1 C Día 2 Intensidad del ruido En este esquema, la fuga aparece entre el día 1 y el día 2. En los gráficos la intensidad del ruido registrada de noche está representada en abscisas (en dB), mientras que la duración del ruido está representada en coordenadas (en número de horas). En el punto B se ve una fuga detectada; se registra un ruido de fondo más importante. En C la fuga está cerca; el ruido registrado es muy elevado y ya no depende de las variaciones del consumo. te que permite conocer la naturaleza de los ruidos e identificar correctamente los que representan a las fugas. Con un poco de experiencia, este método relativamente poco costoso resulta completamente fiable. Localización de fugas Una vez determinada la existencia de fugas en la red, se debe localizarlas. Actualmente existen muchos métodos disponibles, algunos de los cuales se describen a continuación. 22 Localización de fugas con la ayuda de métodos mecánicos y acústicos. Escucha directa con aparato de amplificación El uso de la caja de escucha demanda gran experiencia para poder dis- Anexo técnico tinguir los caudales normales de los ruidos parásitos atribuidos a las fugas. Lo más adecuado es usar esta técnica cuando los ruidos del ambiente son mínimos, es decir, durante la noche entre 1.00 y 4.00 horas. Asimismo, como los ruidos se transmiten hasta la oreja de la persona que escucha a través de una barra metálica o por un tubo, los resultados de este procedimiento dependen en gran medida de las influencias externas, de la concentración y de la experiencia de quien escucha. Procedimiento electroacústico Numerosos fabricantes proponen aparatos electroacústicos de localización de fugas que, después de un cierto período de adaptación, brindan resultados similares. Sin embargo, estos aparatos también dependen de la experiencia y concentración del usuario y en el ambiente siempre hay ruidos que pueden comprometer el resultado. Además de medir el nivel de ruido, es posible analizar la frecuencia del ruido registrado con la ayuda de algunos de estos aparatos. Esto debe permitir distinguir más fácilmente entre la señal útil (ruido de la fuga) y los ruidos parásitos. Los resultados también se pueden comparar con mediciones anteriores. El método electroacústico de localización de fugas es apropiado cuando no resulta rentable o posible adquirir un aparato costoso. Este procedimiento también se usa para verificar los resultados de otros procedimientos de localización de fugas. Localización de fugas por correlación Actualmente, la localización de fugas por correlación es el método más seguro y preciso de localizar fugas en redes de tuberías metálicas y, bajo ciertas condiciones, de tuberías de plástico. La ventaja principal de este método es su notable insensibilidad a los ruidos ambientales y parásitos. Sin embargo, esto presupone conocer o respetar los siguientes parámetros: ◗ tuberías bajo presión, ◗ tuberías libres de aire, ◗ conocimiento de la velocidad del sonido, ◗ conocimiento del trazado exacto de las tuberías, ◗ conocimiento de los materiales de las tuberías y su ubicación (en el caso de tuberías de materiales mixtos), ◗ conocimiento del diámetro de las tuberías. Para aplicar esta técnica es necesario que el ruido de la fuga pueda ser registrado nítidamente por los sensores colocados en dos puntos de contacto (vástagos de las válvulas, hidrantes de incendio) a una distancia no mayor de 200 m. Un conocimiento profundo de los procedimientos y la experiencia en esta técnica garantizarán un trabajo eficaz. Cuando un correlacionador se usa correctamente, las fugas se localizan con una precisión notable. En cambio, con un equipo sólo se puede analizar 1 km por día. Por ello, a fin de evitar investigaciones infructuosas, es aconsejable identificar previamente las fugas con uno de los métodos presentados anteriormente. Entonces, la correlación permitirá ubicarlos con precisión. miento de las fugas se efectúa por la caída de presión provocada por la salida del agua en el lugar de la fuga. Para aplicar este procedimiento se debe saber en qué parte se encuentra la fuga. Por ello, primero se debe proceder a una localización previa. Se puede controlar hasta 100 metros de longitud. Cuando se tiene que verificar, por ejemplo, una sección de 200 metros de largo, lo mejor es dividir el área por la mitad. Así, se puede verificar 100 metros a partir de cada extremo. Este procedimiento es apropiado para tuberías de plástico de diámetro interno inferior o igual a 60 mm y se usa especialmente en las conexiones domiciliarias. Localización de fugas por el método de gases trazadores El método de gases trazadores es un método difícil pero eficaz, ya que permite detectar fugas de gotas o infiltraciones que no pueden ser identificados por métodos acústicos. En efecto, en lugares donde el agua sólo se fuga en pequeñas cantidades, el gas se escapa en cantidades mayores y se detecta más fácilmente. Para proceder a la localización, primero se aisla la sección que se va a investigar e inmediatamente se vacía. Entonces, se introduce el gas que está en un recipiente bajo una presión de 150 baros. La cantidad de gas debe ser cuatro a seis veces superior al volumen interno de las tuberías. Las pérdidas de gas se detectan con la ayuda de aparatos específicos. Cuando las tuberías están enterradas es necesario perforar orificios de sondeo a lo largo de su trazado. Entonces, la fuga se localiza a través del análisis de concentraciones de gas en esos orificios. Otros métodos de localización de fugas Localización de fugas en tuberías de plástico a través del método conocido como tritón La identificación de fugas mediante el procedimiento conocido como tritón se implementó porque no existía otro procedimiento fiable para localizar fugas con precisión en las tuberías de plástico. Este método necesita que se introduzca en la tubería un sensor de presión colocado sobre un pistón. El reconoci- Localización de fugas por correlación 23 Anexo técnico Bibliografía: Notas ◗ Operation and maintenance of urban water supply and sanitation systems- A guide for managers. Organización Mundial de la Salud. Ginebra: OMS; 1994. ◗ Directives de qualité pour l'eau de boisson. Vol. 1: Recommendations.Organización Mundial de la Salud. . Ginebra, OMS; 1994. ◗ Directives de qualité pour l'eau de boisson. Vol 2: Critères de santé et autre documentation à l'appui. Organización Mundial de las Salud. Ginebra: OMS; 1996. ◗ Memento du gestionnaire de l'alimentation en eau et de l'Assainissement. Lyonnaise des Eaux. Ed. Lavoisier. ◗ Statistiques internationales sur la distribution d'eau IWSA; AID. Congrès de Durban, 1995. Objetivo 20. Calidad del agua. Para el año 2000, todas las poblaciones de la Región deberán disponer de un abastecimiento apropiado de agua potable y la contaminación de las aguas subterráneas, ríos, lagos y mares ya no deberá representar un riesgo para la salud. © Organización Panamericana de la Salud, 1999 Agradecimientos: Las publicaciones de la Organización Panamericana de la Salud están acogidas a la protección prevista por las disposiciones sobre reproducción de originales del Protocolo 2 de la Convención Universal sobre Derecho de Autor. Reservados todos los derechos. La Oficina Regional para Europa de la OMS y la Oficina Regional para las Américas agradece especialmente al Sr. Wagner (Services Techniques de la ville de Stuttgart) por su participación en la elaboración de este folleto, así como al Sr. Abouzaid (OMS: Bureau Régional de la Méditerranée Orientale, Egipto), Sr. J. Bartram (OMS: Bureau de Projets de Rome, Italia), Sr. M Bénade (SAUR, Vannes, Francia), Sr. F. Bourgine (SAUR Services England and Wales), Sr. A. Camilli (Compagnia Generale delle Acque, Italia). Sr. O. Espinoza (Turquía), Sr. JP. Genette (Services Techniques DUN Nancy, Francia), Sr. C. Guillaume (Services Techniques DUN Nancy, Francia), Sr. J. Hueb (OMS: sede en Suiza), Sr. J. Gasc (Lyonnaise des Eaux, Francia), Prof. A. Lobato de Faria (Escola Nacional de Saúde Pública, Portugal), Sr. P. Marchandise (OMS: Bureau de Projets de Nancy, Francia), Sr. B. Reme (Albania), Sr. J. Salesy (Société CTSE, República Checa), Sra. P. Taylor (The Water Company Association, Reino Unido) Ing. Horst Otterstetter (OPS), Ing. Rosario Castro (OPS) y Sra. Janet Khoddami (OPS). Las denominaciones empleadas en esta publicación y la forma en que aparecen presentados los datos que contiene no implican, por parte de la Secretaría de la Organización Panamericana de la Salud, juicio alguno sobre la condición jurídica de países, territorios, ciudades o zonas, o de sus autoridades, ni respecto del trazado de sus fronteras o límites. La mención de determinadas sociedades mercantiles o de nombres comerciales de ciertos productos no implica que la Organización Panamericana de la Salud los apruebe o recomiende con preferencia a otros análogos. Salvo error u omisión, las denominaciones de productos patentados llevan en las publicaciones de la OPS letra inicial mayúscula. 24 La serie de fascículos "Autoridades locales, Medio Ambiente y Sanidad" ha sido originalmente publicada por la Oficina Regional para Europa de la OMS. La producción de la versión en español de esta serie, es un esfuerzo conjunto de dicha Oficina y de la Oficina Regional para las Américas, la cual ha traducido al español los textos y los ha adaptado a esta Región. Fotografías: Agence PIX J. Myrdal (París), Sr. J. Theunissen, Sr. C. Guillaume (Services Techniques DUN, Nancy, Francia), J-P Genette (Services techniques DUN, Nancy, Francia), Sr. Wagner (Services techniques de la ville de Stuttgart, Alemania). Diseño: Oficina de Información Pública, Organización Panamericana de la Salud Notas Lista de fascículos - Estado actual - Junio 1998 Aire Residuos Seguridad ◗ Aire y salud ◗ La contaminación del aire en el interior de locales ◗ La contaminación atmosférica por la industria ◗ La contaminación atmosférica provocada por residuos y disolventes ◗ La contaminación del aire y la producción de energía ◗ El control de la calidad del aire ◗ El asma ◗ El aire y los problemas generales ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ Estrategia local para la prevención de accidentes ◗ Prevención de accidentes infantiles ◗ Los accidentes de las personas mayores ◗ La seguridad de las viviendas ◗ La seguridad vial ◗ Prevención de incendios ◗ Prevención de inundaciones ◗ Las zonas de juego y ocio ◗ La seguridad en guarderías y colegios Agua ◗ Agua y salud ◗ El seguimiento de la calidad del agua ◗ El plomo en el agua ◗ Los nitratos ◗ La eutrofización ◗ La protección de las captaciones ◗ La desinfección del agua ◗ Tratamientos I ◗ Tratamientos II ◗ Mantenimiento y gestión de las redes de agua potable ◗ La seguridad de la distribución del agua ◗ Las aguas pluviales ◗ El saneamiento autónomo ◗ Estaciones depuradoras de las aguas residuales ◗ Mantenimiento y gestión de las redes de desagüe ◗ Las aguas para el tiempo libre Para mayor información, favor consulte: http://www.who.dk/tech/eh/ehs02e.htm http://www.paho.org ◗ ◗ ◗ ◗ Residuos y salud Los vertidos La incineración de los residuos Los residuos de actividades sanitarias Tratamiento biológico Reciclaje de los residuos La reducción de la producción de residuos Los residuos tóxicos en las ciudades Urbanismo ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ Urbanismo y salud Suelos contaminados Ciudad verde, ciudad azul Urbanismo y aspecto socioculturales Las redes urbanas Una visión de futuro Transportes y circulación Indicadores urbanos Las herramientas del urbanismo Administración y gestión Los equipamientos de proximidad La ciudad en bici o a pie Ruido ◗ El ruido y la salud ◗ El ruido en la escuela ◗ Las discotecas ◗ El ruido y la circulación ◗ El ruido y los aeropuertos ◗ La insonorización de las viviendas ◗ Un entorno sonoro sano Edificios ◗ Síndrome del "edificio enfermo" ◗ Cocina y salud ◗ El plomo en el hábitat ◗ El hábitat y las energías ◗ Asbestos en el hábitat Radiación ◗ Radón ◗ Los rayos ultravioleta ◗ Antes, durante y después de las situaciones de emergencia radiológica ◗ Los campos electromagnéticos ◗ Los residuos radioactivos Toxicología ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ El plomo y salud Las alergias y el ambiente Las intoxicaciones y la salud Los insecticidas y la salud El amianto y la salud Los asbestos y la salud Reacciones adversas a los alimentos Higiene ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ ◗ Los roedores Los mosquitos Los pájaros Los animales domésticos Las cucarachas La limpieza en la ciudad US$10.00 • Revista Panamericana de Salud Pública • Publicaciones Científicas (PC) • Cuadernos Técnicos (CT) http://publications.paho.org • Serie Comunicación para la Salud (CS) Fax: (202) 338 0869 Programa de Publicaciones Organización Panamericana de la Salud Oficina Sanitaria Panamericana, Oficina Regional para las Américas Organización Mundial de la Salud La Organización Panamericana de la Salud agradece la colaboración financiera del "Chlorine Chemistry Council" (CCC) en la impresión del presente documento