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1
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
TITULO
EVALUAR LAS PERDIDAS DE AGUA EN LAS REDES DE
DISTRIBUCION DE QUITO Y PARROQUIAS
TESIS DE GRADO
PREVIA LA OBTENCION DEL TITULO DE
INGENIERO INDUSTRIAL
Elaborado por:
ARNULFO EFENDY YEPEZ VALENCIA
DIRECTOR DE TESIS
ING. LUIS CALLE
QUITO, NOVIEMBRE 2003
2
DEDICATORIA
A mi esposa, mis hijas y mis padres
3
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a todas aquellas personas
que colaboraron en la elaboración de
esta tesis, a mis amigos que siempre
me dieron ánimos y su colaboración,
a la EMAAP-QUITO que me dio
todas las facilidades
4
DEL CONTENIDO DE LA PRESENTE TESIS
SE RESPONSABILIZA EL AUTOR:
ARNULFO EFENDY YEPEZ VALENCIA
NOVIEMBRE - 2003
5
CERTIFICACION
Certifico que bajo mi dirección la presente tesis fue
desarrollada por el Señor:
Arnulfo Efendy Yépez Valencia
Ing. Luis Calle
DIRECTOR DE TESIS
6
CONTENIDO
CAPITULO PRIMERO: INTRODUCCION
CAPITULO SEGUNDO: MARCO TEORICO
CAPÍTULO TERCERO: METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO
CAPITULO CUARTO: ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LAS
PÉRDIDAS DE AGUA EN LOS
SECTORES PILOTOS
CAPITULO QUINTO: CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
7
INDICE Página
Capitulo I: Introducción 1
1.1. Ubicación del problema
1.1.1. Antecedentes 2
1.2. Establecimiento del problema 3
1.2.1. Propósito 4
1.2.2. Objetivo General 4
1.2.3. Objetivos Específicos 4
1.2.4. Hipótesis 5
1.2.5. Impacto Ambiental 5
1.2.6. Definición de Términos 5
1.2.7. Importancia de la Investigación 8
Capitulo II: Marco de Referencia 9
2.1. Aspectos generales 9
2.1.1. Flujos y consumos 10
2.1.2. Balance de agua 13
2.2. Generalidades sobre fugas 14
2.2.1. Causas que producen las fugas 14
2.2.2. Tipos de fugas 15
2.2.3. Métodos empleados en el control de fugas 16
2.2.4. Sondeo 20
2.2.5. Sectores de fugas 23
2.2.6. Índices de medición de fugas y niveles aceptables 23
2.2.7. Determinación de los niveles de desperdicio 23
Métodos para definir los niveles de desperdicio 24
2.2.8. Aspectos económicos 27
2.3. Sectores de medición y control de fugas 27
2.3.1. Sectores de fugas, y diseño 28
2.3.2. Operaciones en el sector y localización de fugas 29
2.4. Equipos e instrumentos 31
2.4.1. Equipos e instrumentos utilizados 31
2.5. Conformación de personal y equipo 32
2.5.1. Investigación de redes de agua 32
2.5.2. Acondicionamiento de sectores 32
2.5.3. Sectores y cierre escalonado de válvulas 33
2.5.4. Sondeo 33
8
2.6. Adiestramiento de personal 33
2.6.1. Selección de personal 33
2.6.2. Adiestramiento de personal profesional 34
2.6.3. Adiestramiento de personal técnico y de campo 34
2.7. Formas de ejecución 34
2.7.1. Evaluación del sistema y bases del proyecto 34
2.7.2. Formas de ejecución 35
Capitulo III: Metodología o Procedimiento 36
3.1 Análisis de las pérdidas de agua (Método deductivo) 36
Macro medición y determinación de la producción 39
3.1.1 Analizar la producción de agua 41
3.1.2 Analizar la distribución de agua 41
3.1.3 Determinar las pérdidas físicas de agua 45
3.1.4 Analizar los errores de medición 53
3.1.5 Analizar la información comercial
de lectura de medidores 56
3.2 Investigación de las pérdidas de agua (Método inductivo) 56
3.2.1 Definir el sector 56
3.2.2 Primera prueba de aislarlo 58
3.2.3 Aislamiento definitivo 58
3.2.4 Poner operativas válvulas e hidrantes 61
3.2.5 Medición de caudales 61
3.2.6 Analizar la eficiencia del sector 61
3.2.7 Analizar las pérdidas físicas del sector 61
3.2.8 Detección de fugas y reparación 61
3.2.9 Obtener parámetros de consumo y de
demanda del sector 63
Capitulo IV : Análisis Estadístico de las pérdidas de agua
En los sectores pilotos 66
4.1 Curvas de variación horaria del consumo 66
Resultados de la investigación de campo sobre medidores
y conexiones 71
Balance de agua, ingresando al sector y del agua facturada 71
Balance de agua no facturada en los sectores piloto 72
Consumo bruto actual 73
Factor máximo diario 74
Factor máximo horario 76
Volumen de almacenamiento requerido 77
Regulación diaria 77
9
Extinción de incendios 78
Volumen de emergencia 79
Capitulo V : Conclusiones y Recomendaciones 82
5.1 Conclusiones 82
5.2 Conclusiones sobre agua no facturada 84
5.3 Recomendaciones 85
• Bibliografía General 86
• Gráficos-cuadros vi
• Anexos vii
• Apéndice
10
INDICE DE GRAFICOS Y CUADROS
GRAFICOS Página
Gráfico No. 3.1 48
Gráfico No. 3.2 50
Gráfico No. 3.3 52
Gráfico No. 3.3 59
Gráfico No. 3.4 60
Gráfico No. 4.1 68
Gráfico No. 4.2 70
Gráfico No. 4.3 80
CUADROS
Cuadro No. 2.1 35
Cuadro No. 2.2 36
Cuadro No. 3.1 40
Cuadro No. 3.2 42
Cuadro No. 3.3 47
Cuadro No. 3.4 49
Cuadro No. 3.5 51
Cuadro No. 3.6 54
Cuadro No. 3.7 55
Cuadro No. 3.8 63
Cuadro No. 4.1 67
Cuadro No. 4.2 69
Cuadro No. 4.3 71
Cuadro No. 4.4 72
Cuadro No. 4.5 74
Cuadro No. 4.6 75
Cuadro No. 4.7 79
11
RESUMEN
La presente tesis contiene el estudio del control de pérdidas de agua que se
produce en la ciudad de Quito y sus parroquias. Estas pérdidas son
ocasionadas por errores de medición, por facturación, pérdidas físicas.
Con este estudio se benefician todos los usuarios sean estos de consumo
doméstico, comercial e industrial, ya que se contará con un mejor registro
de lecturas y se cobrará de acuerdo a lo que cada medidor consuma. El
objetivo principal del presente estudio es minimizar las pérdidas y obtener
un mejor ingreso. Además una vez implantado el programa de control de
pérdidas, se tendrá un mejor control del agua que se produce y se distribuye
a los usuarios.
Cabe recalcar que nuestro estudio se lo hace en dos sectores pilotos por el
alto costo que representa. De los resultados obtenidos se asumirá un
comportamiento similar para toda la ciudad y parroquias.
12
SUMARY
The present thesis contains Quito’s water last control study on its rural
towns. The water last are produced by miss measuring, miss taxing and
water weating.
With study the benefic it’s are for the costumers, wather they are domestic,
industrial, because we will a better measures control and we will tax what
every medicion uses. The main objective of this study is to reduce the
wather lasts and get a better profit. Once we set the lasts control system, we
will have a better control of water production and wather distribution to the
costumers.
It’s is worth to remark that our study it’s made in experimental areas for its
high cost tha represent. Out of the output we will assume the same behavior
similar for all the city and rural areas.
13
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN
La presente investigación nos dará los procedimientos a seguir en las actividades encaminadas a la
solución de problemas de abastecimiento en la ciudad de Quito y sus 19 parroquias, en el marco del Plan
Maestro. Sean estos problemas de abastecimiento ocasionados por las fugas, desperdicios, mala
facturación, o por robo.1
En nuestro análisis se tomara en cuenta la producción de agua, su distribución y su consumo, ya que se
ha determinado que no existe una real recuperación de lo producido. Para lo cual a la ciudad de Quito se
le dividió en sectores que servirán para analizar el tipo de usuarios.
De acuerdo con los datos de facturación de Enero a Octubre de 2002 de la EMAAP.Q, se obtuvo un
volumen de facturación de 96.195.156 m ³ anual, que corresponde al 76 % del consumo doméstico, 9 %
al comercial, 4 % al consumo industrial y 11 % que corresponde a oficial y municipal.
En las parroquias se tiene el 93.2 % corresponden al doméstico, 1.2 % al comercial, 2.3 % al industrial y
el 3.39 % corresponden al oficial y municipal.
Son pocas las ciudades latinoamericanas que han implantado programas preventivos con carácter
permanente, y ponen de manifiesto, ante todo, que una gran parte de la demanda no se encuentra
justificada y consideran que ella corresponde a desperdicios producidos tanto en el interior de los
edificios abastecidos como en el conjunto de tuberías principales y conexiones domiciliaras que
constituyen los sistemas de distribución. Además, se señalan que los desperdicios son una consecuencia
directa de la falta de programas adecuados de operación y mantenimiento que controlen el consumo de
los usuarios y eliminen con procedimientos correctivos y preventivos, las causas de desperdicio en las
redes, de tal manera que se logre, en conjunto, un balance satisfactorio entre el agua producida y el agua
consumida.
En estas condiciones, el desarrollo de las actividades destinadas al control de los desperdicios, que reúnen
en un solo propósito los objetivos de reducción del consumo y la eliminación de gastos inútiles, se hace
imprescindible, no solamente en los sistemas urbanos sino también en las áreas rurales y debe constituir la
base para la formulación y desarrollo de los programas de operación y mantenimiento en el futuro
inmediato.
La optimización del sistema de distribución plantea el problema de establecer el balance entre los valores
teóricos de diseño y los reales de funcionamiento. Cuando estos sean mayores, el sistema no cumplirá su
cometido, o fallará, y en el caso contrario deberán plantearse las condiciones para su mejor
aprovechamiento. Esto hace necesario de que se disponga de un correcto y real conocimiento de todas las
1
PLAN MAESTRO, Tahal Idco Engineers ltd, Volumen 1A, 1996
14
redes de distribución de la ciudad, lo que nos permitirá pronosticar los estados futuros para formular un
plan que mantenga el sistema de distribución en condiciones óptimas de funcionamiento y acorde con el
crecimiento de la población.2
La cantidad de agua producida y suministrada no son capaces de atender las necesidades propias de la
ciudad y sus parroquias, previstas en los diseños, ni mucho menos las que corresponden al aumento de la
demanda ocasionado por el rápido crecimiento demográfico y también por otros factores que inciden en
el consumo por habitante, como son: el desarrollo industrial y la mejora en el nivel de vida. Esta
situación, debido a las tendencias inflacionarias de la economía mundial, se conjuga con los costos
acelerados del servicio, dando origen a un problema complejo cuya solución requiere una reducción de la
demanda de agua y la eliminación de los gastos inútiles.
1.1. ANTECEDENTES Y UBICACIÓN DEL PROBLEMA3
La ciudad de Quito , Capital de la República del Ecuador , en la cual se realizo los estudios de su Plan
Maestro de Agua Potable y Alcantarillado, se asienta en una zona montañosa y de topografía bastante
irregular, con una forma alargada de sur a norte y muy angosta en los sentidos oriente-occidente.
El área de estudio está ubicada en una gran cuenca interandina conocida como la Hoya del Guayllabamba
en la región de la Sierra. Está cuenca es parte de una depresión con elevaciones que varían de 2.000 a
3.000 metros, es conocida con el nombre de Callejón Interandino. El área Metropolitana de Quito está
situada en una de las cuencas más grandes y altas. La altura promedio es de cerca de 2.500 metros. La
altura promedio en la que se halla situada la ciudad de Quito es de 2.800 m.s.n.m.
El abastecimiento de agua potable para la ciudad de Quito, como sucede con todas las ciudades del
Ecuador, tropieza con graves problemas conforme va incrementándose la población, por cuanto la
demanda de agua va aumentando, manteniéndose constante la producción y capacidad de los sistemas de
suministro.
El primer suministro de agua de la ciudad de Quito, data desde la Colonia, con el sistema Pichincha. En el
año de 1882 se inicia la construcción del sistema Atacazo por iniciativa del Dr. Juan de Dios Campuzano.
En 1885 firma el gobierno la escritura de compra de la acequia y en 1889 entrega al I. Municipio de Quito
para la distribución del agua a edificios públicos y casas de beneficencia. En 1887 se mejora el canal y
llega el agua hasta el Placer con un caudal de 160 l/seg.En el año de 1912 se suscribió un contrato con
una firma alemana para la construcción de la planta de filtros lentos de el Placer con lo que se abastecía el
casco colonial de la ciudad. Ese mismo año se implementa al sistema El Sena. Desde el año 1940 tiende
la ciudad a crecer hacia el Norte comprendiendo los sectores de el Ejido, Av. Colón, La Carolina, se
2
OPTIMIZACIÓN DE REDES Y BALANCE DE AGUA, Dtiapa, Lima, 1980
3
PLAM MAESTRO, EMAAP.Q ,Volumen 1A,1996
15
perforan los pozos en el sector de la Carolina, se construyen las estaciones Cruz A y B y 2 tanques La
Granja, concluyéndose estos trabajos en el año de 1949.
Posteriormente en el período 1955-1975, la ciudad registró un crecimiento acelerado, especialmente hacia
la zona norte, a tal punto que la población bordea los 600.000 habitantes.
El crecimiento de la ciudad hacia los zonas altas (sobre la cota de servicio en los proyectos existentes) y
la necesidad de abastecimientos de agua a las parroquias de Calderón, San Antonio y Pomasqui, obligaron
a desarrollar proyectos pequeños y ampliaciones de redes, cuyos caudales se tomaron del proyecto Pita-
Puengasí.
Nuevamente a partir del año 1985, Quito se vio obligado a un marcado déficit de agua potable, por lo que
se emprendió la ejecución del proyecto Papallacta-Bellavista, que entro en servicio en 1990, con una
capacidad instalada de 3.000 l/seg.En 1995 la EMAAP.Q comienza a la construcción del proyecto
denominado “Optimización del Sistema Papallacta”. En 1998 comienza la construcción del proyecto
denominado “La Mica Quito Sur”.
1.2. ESTABLECIMIENTO DEL PROBLEMA4
Se reconoce claramente que las partes constitutivas de un sis tema de distribución son las partes más
difíciles de operar y mantener eficientemente. El hecho de estar enterradas durante muchos años , de no
haberse llevado registros exactos y continuos de las tuberías y accesorios , de no haberse utilizado
siempre los materiales más adecuados , de estar sometidas a la acción de los suelos que las rodean y a la
acción del agua que llevan , hacen que hoy día sea necesario cavar las calles en muchos lugares para
descubrir las tuberías e interconexiones , reconstruir las defectuosas , elaborar y actualizar los planos de
las redes de distribución de la ciudad con un costo alto. Además es necesario utilizar técnicas complejas
con métodos indirectos tales como medición de caudales, presión y sondeo del ruido que hace el agua al
escapar para que, con estos elementos se pueda diagnosticar el estado de las tuberías y el comportamiento
de los sistemas para proponer las acciones correctivas.
En la práctica, continuamente, se presentan fallas en los sistemas de distribución, tales como fugas por
roturas y desbordamiento en los tanques de agua, obstrucciones internas que reducen el diámetro interno
y defectos de la operación causados principalmente por válvulas en mal estado.
Estas fallas producen roturas en las vías, pérdidas de agua y disminución o suspensión del servicio.
Un alto porcentaje de agua producida no es facturada, alcanzando porcentajes tan elevados como del 40
%, lo que implica que un elevado porcentaje del agua que se produce se desperdicie en los sistemas de
distribución, lo que sucede por fugas y desbordamientos, así como por mal uso del agua y desperdicios.
4
OPTIZACIÓN DE REDES Y BALANCE DE AGUA, Ing. Herbert Farrer, Lima-Perú,1980
16
En realidad puede decirse que es imposible eliminar completamente las fugas ya que los costos de las
acciones necesarias son de tal magnitud que obligan a estudiar e implementar programas razonables con
los cuales se reduzcan los costos totales.
1.2.1. PROPÓSITO
Cuantificar a través del control de pérdidas, y por medio de dos sectores pilotos: urbano (sector de la
Atahualpa), y rural (sector de Conocoto), las pérdidas de agua.
1.2.2. OBJETIVO GENERAL
1. A través de un estudio general de la producción de agua de la EMAAP.QUITO, de la distribución de
la misma, cuantificar las pérdidas de agua y sus causas. Determinar los sectores pilotos de control de
pérdidas.
1.2.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.2.3.1. Determinar los errores de medición
1.2.3.2. Cuantificar la distribución de agua
1.2.3.3. Cuantificar la producción de agua
1.2.3.4. Cuantificar las pérdidas físicas
1.2.3.5. Determinar las pérdidas comerciales
1.2.3.6. Evaluar el estado físico de los componentes de la red del sector
1.2.3.7 Evaluar el sistema de micromedición del sector
1.2.3.8 Evaluar la eficiencia de la facturación del sector
1.2.3.9 Determinar las pérdidas comerciales del sector
1.2.3.10 Determinar las pérdidas físicas del sector
1.2.3.11 Obtener parámetros de consumo y de demanda del sector
1.2.3.12 Evaluar y ayudar a la actualización del catastro del sector
1.2.3.13 Obtener la composición de las pérdidas comerciales y físicas en el sector y
proporcionar las acciones de los programas de control de pérdidas
1.2.4. HIPÓTESIS
Cuantificando el control de pérdidas de agua y a través de dos sectores pilotos, se conocerán las causas y
factores que intervinieron en las pérdidas de agua de Quito y sus parroquias.
1.2.5 IMPACTO AMBIENTAL
17
Durante la realización de los diseños y sectorización de los sectores pilotos, la información de la
Evaluación del Impacto Ambiental, debe constituirse en la base para la toma de decisiones, para
identificar las características físicas, biológicas, culturales y socioeconómicas, que resultarían
modificadas como consecuencia de una actividad humana en un área determinada.
La Evaluación de Impactos Ambientales permite:
• Tratar los problemas ambientales de manera práctica y oportuna
• Reducir la necesidad de imponer limitaciones al proyecto (sectores pilotos), ya que se pueden
tomar las decisiones adecuadas con anticipación e incorporarles dentro del diseño de los sectores
pilotos.
• Disminuir costos y retrasos en la implementación del sector piloto, que puedan generarse como
producto de la aparición de impactos ambientales imprevistos.
Es importante hacer notar que en la elaboración de la presente tesis no se va a realizar una Evaluación de
Impacto Ambiental , sino sólo dar soluciones antes y después de hacer las respectivas pruebas de los
sectores pilotos de la Atahualpa y Conocoto.
1.2.6. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS5
Se presentan a continuación las definiciones usuales y terminología empleadas en medición de caudales,
control del desperdicio del agua y en la localización de fugas en las redes de distribución.
1.2.6.1. DESPERDICIO
Cantidad de agua que se fuga de los tanques y sistemas de tuberías principales de servicio y dentro de los
domicilios, así como el agua mal usada por las diferentes instituciones del estado y los usuarios.
1.2.6.2. CONTROL DE DESPERDICIO
Sistema implantado para controlar el agua producida y no vendida y la que desperdician los usuarios.
También incluye las operaciones de medición, localización, reparación e imp lementación de políticas de
educación, buen uso y conservación del agua.
1.2.6.3. DESPERDICIO EN LAS REDES
Diferencia entre el volumen de agua producida y los volúmenes: facturado, suministrado a través de los
diferentes sistemas de distribución, suminis trado por conexiones sin medidor, suministrados por servicios
5
PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLÓGICO DE LAS INSTITUCIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 1980,pag. 2 a 4.
18
no registrados, repartido en tanques de agua, sustraído clandestinamente de los hidrantes utilizado para
combatir los incendios, desperdicio en fugas grandes, utilizando para lavar las alcantarillas sanitarias y
cualquier otro volumen justificado, para un período determinado que coincide con el período de
facturación. El balance de agua da como resultado el desperdicio en la red.
1.2.6.4. DESPERDICIO NOCTURNO
Porcentaje del consumo nocturno que puede atribuirse a desperdicio.
1.2.6.5. PORCENTAJE DE DESPERDICIO
Razón expresada como porcentaje del consumo mínimo nocturno, al consumo total industrial ,
establecido normalmente para un período de 24 horas y para una zona o sector dado.
1.2.6.6. PORCENTAJE NO FACTURADO
Razón expresada como porcentaje del volumen producido menos el volumen facturado al volumen
producido, establecido normalmente para un período de facturación.
1.2.6.7. CONSUMO
Medida del agua que es utilizada en la actualidad por los usuarios. Se obtiene por medida directa en el
campo.
1.2.6.8. CONSUMO DOMESTICO
Medida del agua que es utilizada en la actualidad por los usuarios para uso doméstico exclusivamente. El
término incluye el agua utilizada en riego , en lavado de automó viles y otros, e incluye el desperdicio
dentro de la propiedad.
1.2.6.9. CONSUMO INDUSTRIAL
Medida del agua que es utilizada por los usuarios para uso industrial exclusivamente. El término incluye
el agua utilizada en riego, en lavado de automóviles y otros, e incluye el desperdicio dentro de la
propiedad.
1.2.6.10. FUGA
Escape de agua individual, de cualquier parte del sistema.
19
1.2.6.11. FUGAS EN LA RED PERMISIBLES
Caudal por conexión, expresado en litros por segundo por conexión, que se encuentra bajo los niveles
permisibles de fugas en la red.
1.2.6.12. FUGAS EN LA RED NO PERMISIBLES
Caudal por conexión, expresado en litros por segundo por conexión, que se encuentra bajo los niveles
permisibles de fugas en la red.
1.2.6.13. SECTOR DE FUGAS
Parte aislada de la red para efectos de medición y control de fugas y del desperdicio en la misma.
1.2.6.14. LOCALIZACIÓN O DETECCIÓN DE FUGAS
Aplicación de procedimientos y técnicas preestablecidas para localizar exactamente la ubicación de una
fuga.
1.2.6.15. CAUDAL MÍNIMO NOCTURNO
Caudal mínimo registrado por un medidor en un sector de fugas y que ocurre normalmente entre la una y
tres horas de la madrugada.
1.2.6.16. CONSUMO NOCTURNO
Medida del agua que es utilizada por los usuarios en horas de la madrugada, normalmente entre las doce y
cuatro horas de la madrugada. Incluye el desperdicio nocturno.
1.2.6.17. SONDEO
Metodología de campo que consiste en pasar una varilla de sondeo, hidrófono, geófono o detector
electrónico sobre los accesorios expuestos y sobre las tuberías, para localizar las fugas.
Es de hacer notar que muy a menudo se utilizan como sinónimos los términos”fugas y desperdicios”,
cuando estrictamente las fugas son parte del desperdicio.
1.2.7. IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
20
La presente investigación se desarrollo tomando en cuenta ciertos aspectos importantes sean estos para la
empresa y para los usuarios.
Para la empresa (EMAAP.Q) se considero las pérdidas que se producen desde las plantas de tratamiento
hasta que llega al consumidor sea este de tipo doméstico, comercial, industrial y oficial.
Para el usuario se consideró el hecho de tener un mejor abastecimiento de agua y con mayor presión, ya
que al analizar el sector piloto implica una mejor zonificación del área al ser estudiada. De ahí la
importancia de la investigación.
En la práctica vamos a contar con información que determine como funcionan los sectores en los que se
ha dividido la ciudad y las parroquias, entonces sabremos que correctivos debemos tomar.
21
CAPITULO II: MARCO DE REFERENCIA
2.1. ASPECTOS GENERALES
Para una eficiente prestación del servicio de agua, es indispensable que todas las tuberías del sistema
correspondiente, bien sean de conducción, de distribución o domiciliarias, reúnan cuatro condiciones
fundamentales.
1. Ser herméticas, es decir, no presentar aberturas diferentes a las establecidas
previamente, que den origen a fugas y/o contaminaciones.
2. No tener sus secciones transversales reducidas u obstruidas, ni sus superficies
interiores incrustadas o rugosas.
3. Disponer de la capacidad suficiente para atender las demandas de agua
producidas en todo momento por los usuarios.
4. Mantener un régimen de presiones, dentro de límites previamente especificados y
con el cual se logre, en forma directa, distribuir el agua a las edificaciones normales.
Sin embargo, en la práctica, los sistemas de distribución presentan fallas pequeñas y grandes que no
permite cumplir a cabalidad con los requisitos. Así se ocasionan una serie de problemas tales como:
fugas, fallas de servicio, capacidad reducida de las mallas, etc., que finalmente se traducen en un mal
funcionamiento del sis tema.
Por otra parte, puede decirse que el funcionamiento de los sistemas de distribución depende de dos grupos
de magnitudes: el uno es la estructura física que la constituyen: la capacidad de los tanques de
almacenamiento, los diámetros y longitudes de cada tramo, así como las cotas de estos tanques y de los
diferentes puntos de intersección o nudos de la red. El otro, lo conforma una serie de valores como el de
los caudales, que son función de las características locales del estado de las tuberías, etc.
Las magnitudes del primer grupo son constantes y sólo varían cuando se ejecutan obras determinadas,
como el cambio de tuberías y otras por el estilo. Las del segundo en cambio, son variables y los diferentes
estados de sus valores dependen de las densidades de población, las costumbres, el grado de
industrialización, etc.
En la práctica de los sistemas, además de disponer de un registro o catastro de las redes que permita saber
en cualquier punto de la localidad cuáles son las características del primer grupo, sea necesario efectuar
regularmente investigaciones destinadas, tanto a conocer los valores y las variaciones correspondientes de
los parámetros que constituyen las magnitudes del segundo, como a corregir las fallas que ellos señalen,
en relación con las condiciones que deben cumplir los conductos.
Estas investigaciones consisten, básicamente, en determinar la situación existente con relación a:
22
1. los caudales de las tuberías
2. los consumos de los diferentes sectores de la ciudad
3. las presiones en los puntos claves y su régimen de variación
4. la capacidad de los sectores para atender sus necesidades
5. el desperdicio de agua
6. el coeficiente de rugosidad de las principales tuberías a fin de conocer su capacidad de
transportar el agua.
En último término, cualquiera de estos casos se reduce a establecer, directa o indirectamente, los valores
correspondientes a tres magnitudes: caudales, consumos y presiones.
2.1.1. FLUJOS Y CONSUMOS
FLUJO6
Se denomina flujo a la cantidad de agua que pasa por la sección de una tubería, en un tiempo
determinado. Se lo expresa en unidades de volumen, llamándose entonces flujo total. Puede también
expresarse en unidades de volumen por unidad de tiempo y entonces se llamará flujo medio en el período
considerado. Ejemplo, si por una tubería pasan 20.000 m³ en seis horas, el caudal total será de 20.000 m³
en las seis horas y el caudal medio será de 80.000 m³ por día o de 926 litros/seg, según como se tome
unidad de tiempo o el segundo.
Cuando se hacen observaciones sucesivas de caudales aparece en los cálculos otra magnitud denominada
flujo instantáneo, que en rigor viene a ser para cada momento, la derivada de los flujos con relación al
tiempo. En la práctica y de un modo aproximado, puede adoptarse como flujo instantáneo, el flujo medio
registrado durante un período relativamente corto de tiempo que suceda alrededor del momento
considerado. Por ejemplo, si dentro de las seis horas correspondientes al flujo medio de los 80.000 m³ por
día, antes citadas, se observa que el flujo total durante cinco minutos, entre las 7:58 y las 8:03 de la
mañana, fue de 450 m³, podrá decirse que a las 8 de la mañana, el flujo instantáneo era aproximadamente
de:
(450 m³ / 5 min.) x 60 x 24 = 129.600 m³/ día.
Por otra parte, se acostumbra generalmente a dividir el período básico de observaciones en lapsos iguales
de tiempo y determinar para cada uno el caudal medio correspondiente. En el caso de las redes, se suele
tomar el día divido por cada hora; entonces se denominan flujos horarios a los flujos medios calculados
para cada hora; flujo medio horario al caudal medio durante las 24 horas y flujo máximo y mínimo
horarios, al mayor y menor de los caudales horarios observados.
6
CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA
POTABLE,Dtiapa, Lima - Perú,1980, pag,3 a 12.
23
El Graf.No. 2.1 presenta como ejemplo de esto, un caso cualquiera de flujos. Puede observarse allí que el
medio diario es 1.070 m³/día, el máximo 1.910 m³/día y el mínimo 540 m³/día.
El estudio de flujos en una red requiere dos cosas ante todo:
1. Un esquema de las líneas por estudiar
2. Determinación de los puntos de aforo
El esquema puede obtenerse de un plano general del sistema. Si no existe será necesario elaborarlo
primero. Es conveniente que este esquema no lleve sino las líneas que se van a estudiar.
La determinación de los puntos de aforo se hace sobre el esquema. Se puede presentar tres casos, como se
lo indica en la Fig. 2.1. Se que , en a , basta determinar un caudal : en b , dos , tales como 1 y 2 ; el
tercero se obtiene por suma o diferencia y , en c , tres ; el cuarto se deducirá también.
Cuando lleguen a presentarse situaciones como las indicadas en b y c, conviene entonces estudiar cuales
tuberías es mejor aforar y cuales pueden obtenerse por deducción.
Para adelantar los aforos se requiere, en general, disponer de un aparato registrador. Estos equipos dan la
velocidad, instante por instante, en una gráfica y su empleo permite acelerar el trabajo y obtener mejores
resultados.
EL CONSUMO7
Consumo es la cantidad de agua gastada, durante un tiempo determinado, en una localidad, en un sector
de ella o en una de sus casas. Implica tres elementos: uno referente al sujeto que gasta el agua; otro que
indica el volumen involucrado y el tercero que expresa el tiempo durante el cual se produce el consumo.
El volumen se expresa en m³ o en litros. Como periodos de tiemp o se utilizan el año, el mes, la semana.
Diario y horario, respectivamente.
Se considera tres aspectos en el consumo: total, medio e instantáneo.
7
CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE
AGUA POTABLE, Dtiapa , Lima-Perú , 1980 , pag.13 a 22
1
Cuadro No. 2,1 Curva de variación horaria de consumo
0
500
1000
1500
2000
2500
6-7 7-8 8-9 9-10 10-
11
11-
12
12-
13
13-
14
14-
15
15-
16
16-
17
17-
18
18-
19
19-
20
20-
21
21-
22
22-
23
23-
24
24-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6
CAUDAL (m³/DíA)
HORAS
Serie1
FUENTE:CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA
POTABLE,Dtiapa, Lima-Perú,1980,pag,15
1
CONSUMO TOTAL
Es la cantidad de agua consumida durante un tiempo determinado. Se expresa en m³ y se acostumbra a
considerar como períodos, el año, el mes, la semana y la hora.
CONSUMO MEDIO
Es el consumo total expresado en unidades de volumen por unidad de tiempo. Se designa de acuerdo con
el lapso que abarca el consumo total y con la unidad de tiempo que se seleccione. Por esta razón se habla
de consumo medio diario anual cuando el período total es de un año y la unidad el día; de consumo medio
diario semanal cuando el volumen total corresponde a una semana y la unidad es también de un día.
El consumo medio diario anual representa en general las tendencias del consumo y se utiliza tanto pata
estudiar el crecimiento histórico de la demanda como para proyectar sus tendencias futuras.
Además incluye la totalidad de agua suministrada en el período correspondiente, bien sea a toda la ciudad
o a un sector de ella y se considera el consumo doméstico, el industrial, el comercial, el institucional, los
desperdicios y fugas domiciliarias.
CONSUMO HORARIO
Es natural que siendo el consumo de agua una magnitud variable, sea necesario considerar cantidades de
agua consumidas en tiempos muy cortos, las cuales constituyen en rigor el consumo instantáneo.
2.1.2. BALANCE DE AGUA8
El establecimiento del balance de agua en un sistema provee un índice de eficiencia del mismo, por
cuanto del mismo se obtiene el porcentaje del agua producida que no se vende. Asimismo, el análisis de
este balance proporciona como resultado los programas y medidas correctivas que deban adoptarse
cuando fueren necesarios.
Las cantidades de agua que intervienen en un sistema de acueducto se pueden clasificar en tres grupos,
que son:
a. Agua captada
b. Agua suministrada a la ciudad
c. agua consumida
8
OPTIMIZACIÓN DE REDES Y BALANCE DE AGUA , Ing, Herbert Farrer , OPS/OMS-CEPIS, 1980, PAG.5 A 9
2
El agua captada es la que se ha tomado de las fuentes para el servicio. La suministrada es la parte de ese
volumen que ha entrado en el sistema de distribución de la localidad y la consumida es la cantidad
gastada en diferentes formas.
Basándose en esta clasificación, es posible establecer dos balances: uno entre las aguas captadas y las
suministradas y otro entre éstas y las consumidas. El primero es de gran interés en las áreas de
producción, especialmente en lo referente al tratamiento, filtración, etc. El segundo se relaciona,
principalmente, con los aspectos de distribución y venta del agua y por esta razón, nos limitaremos a éste.
2.2. GENERALIDADES SOBRE FUGAS
2.2.1. CAUSAS QUE PRODUCEN LAS FUGAS9
El desperdicio del agua por fugas puede llevarse a cabo en las siguientes partes del sistema:
• Fugas en las tuberías principales, debido a uniones defectuosas, corrosión, fracturas, fallas en las
incorporaciones.
• Fugas en los tanques por reventaderos o rebalse
• Fugas en la tuberías de servicio abandonadas o no en uso
• Fugas en las tuberías de servicio y en los medidores
• Fugas dentro de los domicilios por corrosión o roturas en las tuberías, por empaques, válvulas o
boyas en mal estado
• En sistemas o sectores de abastecimiento intermitente por rebalse, al dejar las válvulas abiertas
en espera de abastecimiento.
Dentro de los factores que afectan el desperdicio por fugas, anotamos los siguientes:
1. ALTA PRESION
Para una fuga dada el desperdicio aumenta con la presión, por cuanto la velocidad de salida, proporcional
a la raíz cuadrada de la presión, aumentará con está. Aún cuando no es necesariamente cierto lo expuesto
para todas las fugas, ya que algunas tienen orificios que varían de tamaño con la presión como un tubo
rajado longitudinalmente, para un sector dado sí existe una razón única presión/desperdicio. Los
consumos aumentan con la presión.
2. CORROSIÓN EXTERNA
9
MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCUÓN DE AGUA POTABLES ,
Dtiapa , Lima-Perú , 1980 , pag.2.1 a 2.2
3
Los problemas asociados con tuberías ferrosas, principales y de servicio, son bien conocidas y el
debilitamiento causado por la corrosión las hace más susceptibles a fallas.
3. CORROSIÓN INTERNA
EL acarreo de aguas corrosivas o agresivas puede causar en ocasiones ataque a las tuberías metálicas,
causando debilitamiento y fugas.
4. EFECTOS DEL TRAFICO
Las tuberías antiguas ubicadas bajo superficies no diseñadas para aceptar las cargas impuestas por el
tráfico moderno son muy susceptibles a fracturarse, especialmente aquéllas con uniones rígidas. Las
tuberías de instalación reciente pueden sufrir daños similares si la profundidad y compactación del terreno
sobre las mismas no son adecuadas.
5. EDAD DE LAS TUBERÍAS
En general, la corrosión externa e interna se incrementa con el tiempo y, por consiguiente, conforme más
viejas son las tuberías mayor incidencia de fugas se presenta.
2.2.2. TIPOS DE FUGAS10
Las fugas en las redes de distribución pueden considerarse clasificadas en tres categorías diferentes, a
saber:
Categoría 1: Fugas muy pequeñas tales como juntas con goteos en tuberías principales y de servicio,
válvulas con goteo; o sea, fugas que no son detectables por técnicas normales.
Para reparar este tipo de fugas es necesario descubrir la tubería en su totalidad.
Categoría 2: Fugas pequeñas que en conjunto contribuyen en un alto porcentaje al desperdicio total
en un sector de fugas, pero que no son aparentes excepto cuando se lleva a cabo una inspección detallada
y algunas veces el uso de técnicas más sofisticadas tales como medición, sectoreo y sondeo con equipos
acústicos.
Estas fugas se las puede localizar por medio de control de fugas y por consiguiente ser reparadas.
10
MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE ,
Dtiapa , Lima-Perú , 1980, pag.2.3 a 2.4
4
Categoría 3: Fugas grandes que se evidencian por varios mecanismos tales como roturas en el
pavimento y agua fluyendo visiblemente, ruido en las casas, baja presión y falta de agua.
En términos generales, estas fugas serán reportadas y reparadas independientemente de los sistemas
establecidos para detección y control del desperdicio, y las secciones de mantenimiento de distribución
deberán tener la capacidad suficiente para repararlas en cuanto son reportadas.
Al referirnos al “control de fugas” se entenderá los programas y métodos empleados para localizar y
reparar las fugas de categoría 2 en los sistemas de conducción, almacenamiento y distribución de agua.
2.2.3. MÉTODOS EMPLEADOS EN EL CONTROL DE FUGAS11
La localización y reparación de las fugas individuales representa la culminación de todos los esfuerzos e
inversiones realizadas en control de fugas. A continuación se exponen los métodos más utilizados, que
están basados en sondear o detectar el sonido que hace el agua al escapar por el orificio del tubo donde se
produce la fuga.
Los métodos empleados en la localización y detección de fugas se pueden clasificar en la siguiente forma:
a. Medición de sectores
b. Sondeo
c. Presión diferencial
d. Trazadores
A. MEDICIÓN DE SECTORES
Consiste en subdividir las zonas de abastecimiento en sectores menores o “sectores de fugas “, de tal
forma que cada uno de ellos le entre el agua por un solo punto en donde se coloca un medidor o un
pitómetro. Cerrando escalonadamente las válvulas desde el punto más alejado hacia el medidor, de tal
forma que al cerrar algunas claves queden sectores sin agua, se determina qué tramos de estos sectores
tienen mayor incidencia de fugas y en ellos se efectúa el sondeo.
El análisis de las cartas gráficas de registros obtenidos de 24 horas permite el estimar, mediante el
establecimiento de la línea de flujo nocturno, el desperdicio en la totalidad del sector.
No se procederá a explicar más este tema, en vista de que en la investigación que haré al respecto
procederé a explicar mejor.
11
PREVENCIÓN DE FUGAS Y MÉTODOS EMPLEADOS EN LA LOCALIZACIÓN DE LAS MISMAS, Ing. Herbert
Farrer , Cepis , Lima- Perú , 1980, pag. 7 a 12
5
Si es de anotar la importancia de este método que situamos en primer lugar ya que, dentro del mismo, la
detección de fugas y reparación de las fugas es marginal, por cuanto comprende la verdadera
optimización del sistema, ya que su aplicación implica:
• El conocimiento exacto de las redes de distribución y la confección de los planos actualizados de
las mismas.
• El conocimiento de todas las válvulas del sistema y su mantenimiento adecuado
• El conocimiento de las zonas débiles del sistema para futuros programas de renovación de redes.
• El conocimiento de la capacidad de las tuberías.
• El conocimiento de los flujos y sus variaciones diarias y horarios dentro del sistema.
• Una operación eficiente y segura
La medición en el punto de entrada se realiza mediante pitómetros o registradores de caudal y la posterior
detección de las fugas se lleva a cabo con detectores mecánicos o electrónicos.
B. SONDEO
En la definición de términos se dio el concepto y es “metodología de campo que consiste en pasar una
varilla de sondeo, hidrófono , geófono o detector electrónico sobre los accesorios expuestos y sobre las
tuberías para localizar las fugas “.
El ruido que produce el agua al escapar es el resultado de alguno de los siguientes factores:
• Turbulencia que produce vibraciones mecánicas en el tubo.
• Turbulencia que produce el chorro de agua de la fuga, en la cavidad, con burbujas de aire
explotando por cabitación
• Choques de agua contra las paredes de la cavidad, piedras del subsuelo, etc.
Hasta donde sea posible, para localizar fugas es preferible el sondeo directo sobre las tuberías y sobre los
accesorios. Esto produce mejores resultados que aquéllos obtenidos por sondeo indirecto, o sea, sondeo
llevado a cabo sobre la superficie del terreno, postes de alumbrado, etc.
Los equipos que se utilizan para sondeo son de dos tipos: estetoscopios mecánicos y equipos de
amplificación electrónica. Dentro de los primeros citamos las varillas de sondeo, estetoscopios y
acuófonos. Son equipos e instrumentos cuyo extremo inferior se coloca en contacto con las tuberías y
accesorios o sobre el terreno, y el extremo superior se coloca contra el oído del operador. Estos equipos
son en realidad transmisores del sonido que hace el agua al escapar. Los segundos, amplificadores
electrónicos, pueden ser portátiles o fijos en un vehículo.
Dentro de los portátiles, el comercio ofrece una gran variedad y, dentro de éstos, citaremos a Terroscope,
Zuurbier, Son-i-kit, Fisher M. Scope y Metrotech, equipos que funcionan a base de localizar sonido.
6
Usualmente consisten de un micrófono que alimenta un amplificador. Las diferencias entre unos y otros
radican en el diseño del micrófono y del amplificador. En todos los casos son portátiles y la fuente de
energía se da por baterías.
Dentro de los equipos fijos, uno de los más conocidos es el equipo Hydrotronic, cuyo funcionamiento se
basa en la detección y amplificación del sonido de la fuga utilizando un micrófono. La señal del sonido
alimenta un equipo de análisis de frecuencia que selecciona las bandas predominantes de frecuencia,
identificadas en el sonido de la fuga. El análisis de los componentes de frecuencia del sonido dentro de
estas bandas es mostrado por luces indicadoras, medidores análogos y voltímetros digitales. El sonido
puede escucharse a través de un altoparlante en algunos modelos.
La detección de fugas se lleva a cabo colocando el micrófono en puntos de sondeo descubiertos, tales
como válvulas, hidrantes, etc, o directamente sobre el tubo en las calles.
En muchas ciudades se practica únicamente el sondeo para toda el área que cubre el sistema, sondeando
más frecuentemente las que tienen una mayor incidencia de fugas. Otros lugares la mayoría de los
conocidos, utilizan el método de medición para sectores, determinación de los tramos con mayor
incidencia de fugas y posterior detección de las fugas en esos tramos.
Este método, por las ventajas que tiene, es el que se lo empleara en el desarrollo de la tesis. A
continuación se señalan algunos de los factores que afectan el comportamiento de los detectores acústicos
de fugas.
1. Carácter del ruido en la fuente que lo produce, especialmente la frecuencia. El sonido debe ser
audible por los estetoscopios a utilizar.
2. Profundidad y tipo de cobertura del suelo, concreto, asfalto, etc.
3. Ruidos extraños tales como los producidos por el tráfico de la calles y aéreos; así como por el
viento. Es necesario que el operador aprenda a diferenciar estos sonidos de los producidos por
las fugas.
4. El contacto del micrófono con la superficie afecta la frecuencia de respuesta.
5. El diseño de los micrófonos tanto mecánicos como eléctricos.
6. Características del amplificador.
7. Método de indicación, medidor o audífonos o combinación de ambos.
C. PRESIÓN DIFERENCIAL
La posición de una fuga puede determinarse a través de medidas de presión y estableciendo un gráfico de
las líneas de gradiente hacia ambos lados de la fuga. Por cuanto las pérdidas de presión deben ser
relativamente altas para ser registradas con manómetros bordón, se hace necesario el utilizar manómetros
diferenciales con un líquido adecuado, de tal manera que se puedan medir gradientes del 2/1000 y
menores.
7
D. TRAZADORES12
Los métodos de trazadores consisten en introducir a la tubería una sustancia denominada trazador que sea
fácilmente detectable en pequeñas cantidades. Un trazador para ser usado en sistemas de agua potable
debe ser soluble en el agua pero que, a la vez, no reaccione con la misma. Asimismo, debe ser
químicamente inerte, sin olor y sabor y no tóxico. Estos requerimientos restringen el uso de algunos
halógenos o trazadores radioactivos, aun cuando éstos pueden ser usados para localización de fugas en
alcantarillados, siempre y cuando se compruebe que no hay riesgo de contaminación.
Se han utilizado como trazadores el óxido vitroso y el cloro.
1. Óxido vitroso
El óxido vitroso, material sintético, cumple con las características expuestas y es un método para su
utilización como trazador en la localización de fugas. Este fue desarrollado por el WRA de Inglaterra.
Este método consiste: La tubería debe estar a una presión no menor de 120 mca. Se inyecta el gas, que se
puede adquirir comercialmente en cilindros, y se deja correr el agua en la tubería hasta que todo el tramo
a investigar contenga óxido vitroso. Se cierra la tubería y se presuriza a la presión de prueba. Cuando el
agua que contiene óxido vitroso se fuga de la tubería, regresa a la presión atmosférica y se separa de la
solución. Se efectúan huecos de sondeo a lo largo del tramo de la tubería y se muestrea el aire adentro de
los mismos con un equipo de toma de muestras, especialmente diseñado para óxido nitroso, con un
analizador de gas infrarrojo.
2. Cloro
El gas cloro también puede utilizarse como trazador. El método es el siguiente: La tubería en cuestión se
asila del resto del sistema y por un extremo se le inyecta agua junto con el trazador, cloro en este caso, a
través de un medidor. Esta inyección se continúa durante un tiempo suficiente para permitir al trazador
desplazarse a lo largo de la longitud de la tubería.
En el sitio donde esta ubicada la fuga se producirá un interfase de agua con y sin trazador. El agua ahora
se descarga rápidamente a través de un medidor, con muestreo regular del agua, para el trazador.
Conociendo el volumen de agua descarga antes de que el trazador sea detectado, es posible determinar la
localización aproximada de la fuga.
2.2.4. SONDEO13
12
CURSODE FONTANERÍA, Aya , Costa Rica , Manual D-2, 1978
MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE,
Cepis, 1980.
8
En algunas ciudades europeas se practica únicamente el sondeo para toda el área que cubre el sistema.
Aquellas áreas con mayor incidencia de fugas se sondean con mayor frecuencia. La metodología
empleada se expone a continuación. Para llevar a cabo el sondeo se utilizan desde varillas de sondeo muy
sencillas hasta sistemas electrónicos de los más complejos.
• Origen del sonido de las fugas
El agua al escapar a presión genera vibraciones en el punto de escape y produce sonidos en un rango de
frecuencia comprendida entre 350 y 2000 ciclos por segundo.
Este sonido es causado en parte por la fricción del contra los bordes del orificio donde está la fuga, y en
parte por el impacto causado por las partículas de suelo disturbado contra el tubo y el mismo suelo. Estos
sonidos de impacto son usualmente de naturaleza irregular y baja frecuencia. Ambos patrones de sonido
viajan a lo largo del tubo en todas direcciones y alejándose de su punto de origen.
La distancia a la que el sonido viaja depende, básicamente, de la magnitud de la fuga, diámetro del tubo,
presión interna y composición del material alrededor del tubo. Cuanto mayor sea la fuga y la presión del
agua en el tubo, mayor será la onda de sonido generada.
Las condiciones del suelo tienen un efecto considerable. Los suelos arenosos secos transmiten mejor las
vibraciones, en tanto que las arcillas húmedas absorben gran parte del sonido, y los suelos arenosos
húmedos absorben menos que las arcillas en igual condición.
Los rellenos saturados de cualquier tipo absorben gran cantidad de sonido, por ejemplo, la señal de una
fuga dada puede ser detectada 30 metros a lo largo del tubo si el relleno está constituido por arena seca. Si
el relleno es lodo saturado, la misma fuga podrá detectarse hasta una distancia de 2 a 6 metros.
La transmisión del sonido es directamente proporcional a la densidad del material transmisor. A mayor
densidad, mayor el rango de sonido y mayor la velocidad a la cual el sonido será transmitido.
Sonidos causados por una fuga a una gran distancia relativamente, si se aumenta el diámetro del tubo, la
transmisión del sonido disminuirá. El material que rodea al tubo es relativamente menos denso que el
fierro fundido del tubo y transmite el sonido de la fuga a distancias menores. Los tubos de hierro fundido,
debido a su densidad, transmiten sonido en el rango de alta frecuencia del espectro del mismo en forma
muy clara. El material que rodea al tubo, debido a su mayor densidad, atenúa los sonidos de alta
frecuencia.
13
CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIDUCIÓN DE
AGUA POTABLE, Dtiapa, Lima-Perú , 1980. pag. 2.4 a 2.7
9
Se presentan algunas fugas en las cuales al agua escapa a través del orificio hacia una cavidad llena de
agua alrededor del tubo, atenuando el efecto del impacto de las partículas. El agua al escapar, sin
embargo, genera vibraciones en el tubo que son transmitidas a lo largo del mismo en todas las
direcciones, pudiendo ser detectadas.
• Otros sonidos del ambiente
El sonido generado por una fuga compite con los sonidos ambientales que se producen en los
alrededores. Estos son una combinación de sonidos producidos por el agua fluyendo en las tuberías al ser
abiertas las válvulas de servicio, bombas, tic-tac de los medidores, motores en marcha, ruidos del tráfico,
de los peatones, transformadores de corriente eléctrica, etc., incluso el viento forma parte del nivel de
sonido ambiental.
Los ruidos del tráfico y sonidos ambientales se manifiestan en frecuencias que van desde 0 hasta 350
ciclos por segundo, en tanto que los producidos por fugas lo hacen en un rango de frecuencia de 350 a
2000 ciclos por segundo. Normalmente estos sonidos no pueden ser aislados por el operador del equipo,
por lo que el sondeo de redes de distribución se lleva a cabo en horas de la noche, cuando el nivel de
sonidos extraños es menor. Aún en esta condición se puede presentar el viento, cuyo sonido puede
separarse colocando un cono de hule, similar a los utilizados para la demarcación de vías sobre el
micrófono. El contacto directo del instrumento con el tubo elimina gran parte de la interferencia causada
por ruidos y sonidos ambientales.
10
Efectos acústicos
Como se explica anteriormente, la transmisión de vibraciones es influenciada por el material de las
superficies: concreto, asfalto, lastre, etc.; el material sub-superficial: arena, arcilla, grava; el mismo
conductor: acero, hierro fundido. PVC, asbesto-cemento, etc.; y el grado de saturación del suelo. El
carácter del sonido cambia conforme se pasa de un material a otro.
Las tuberías de PVC y de asbesto-cemento son malas conductoras del sonido y, como resultado, la
transmisión a lo largo de los tubos es pobre. En tanto, la transmisión del suelo permanece constante,
siempre y cuando la composición misma no varíe.
Cuando la señal de la fuga es absorbida por el conducto o por el material que lo rodea debe ser
amplificada para poder detectarla, lo que se puede hacer electrónicamente con equipos idóneos o
incrementando la presión interna en el tubo. Este incremento de presión en ele tubo debe hacerse
cuidadosamente, por razones obvias.
Si se ha determinado que existe una fuga en una sección de tuberías pero no se ha logrado escuchar, por
baja presión, profundidad del tubo o consistencia del material que rodea al tubo, la sección se puede
aislar cerrando las válvulas. Luego se drena a través de un hidrante o conexión domiciliaria. Luego se
abren las válvulas al mismo tiempo que el operador del instrumento escucha. El aire del tubo escapará por
el orificio de la fuga, generando burbujas características que fácilmente se pueden localizar.
Las vibraciones producidas por el viento a menudo son de las misma frecuencia que las fugas, debiendo
el operador aprender a diferenciar ambos sonidos.
No debe confundirse el sonido producido del agua al fluir por el tubo a los sonidos de los engranajes de
los medidores con aquellos producidos por fugas. Es conveniente familiarizarse con estos sonidos
practicando con fugas descubiertas.
El oído humano tiene mayor percepción que el detector. Es la calidad del sonido, no si intensidad, lo que
nos lleva a detectar una fuga en muchos casos. No existe un método absoluto que defina todas las fugas
porque cada uno tiene sus propias características. Mediante el uso de la memoria se llega a tener un banco
de datos de sonidos que servirá para referencia futura, escuchando una gran variedad de sonidos y
constatando los correspondientes a fugas.
11
2.2.5. SECTORES DE FUGAS
Consiste en subdividir las zonas de abastecimiento en sectores menores o “sectores de fugas “, de tal
manera que a cada uno de ellos le entre el agua por un sólo punto en donde se coloca un medidor o un
pitómetro. Cerrando escalonadamente las válvulas desde el punto más alejado hacia el medidor, de tal
forma que al cerrar algunas claves queden sectores sin agua, se determina qué tramos de estos sectores
tienen mayor incidencia de fugas, y en ellos se efectúa el sondeo1414
. En el parte 2.3 se analizará más
detalladamente sobre las características del control de fugas.
2.2.6. INDICES DE MEDICIÓN DE FUGAS Y NIVELES ACEPTABLES
Cualquier método empleado para establecer los niveles de desperdicio de fugas debe ser simple de
obtener, consistente e independiente de efectos locales.
Los niveles reales de desperdicio prácticamente no se pueden establecer con gran exactitud; 40 %, por
ejemplo, es un dato tal vez ligeramente mejor que 45 %. La reducción del desperdicio, a menudo más
fácil de determinar, es más importante que el establecido del porcentaje de desperdicio.
2.2.7. DETERMINACIÓN DE LOS NIVELES DE DESPERDICIO
Básicamente hay dos maneras de determinar los niveles de fugas:
1. Medida del caudal mínimo nocturno
2. Por inferencia o cálculo, partiendo de los datos de caudales producidos y facturados, estimando el
agua tomada de los hidrantes, el consumo de los servicios fijos y el bajo registro de los medidores.
También puede estimarse el consumo total estimado, el consumo domiciliar e industrial y comparándolo
con la producción.1515
14
MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE,
Dtiapa , Lima-Perú , pag. 2.7
15
PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE LAS INSTITUCIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa , 1980 , pag. 2.8
12
2.2.7.1 MÉTODOS PARA DEFINIR LOS NIVELES DE DESPERDICIO1616
Se considera dos métodos para definir los niveles de fugas:
1. Desperdicio como un porcentaje de algún parámetro de flujo total
2. Desperdicio expresado como una cantidad por conexión en un tiempo unitario.
Antes de establecer las mejores formas y los parámetros a utilizar para definir los niveles de desperdicio,
es necesario considerar dos aspectos: el consumo industrial y la relación entre el desperdicio medido.
Al examinarse el efecto del consumo industrial en los niveles de consumo, debe tenerse en cuenta;
a) La variabilidad del consumo industrial en el tiempo
b) El agua utilizada por la industria no causa desperdicio en la red. Por cuanto la demanda industrial para
esa área y puede variar estacionalmente y a lo largo de la semana de trabajo, debe tenerse especial
cuidado al incluir estos consumos al definir niveles de consumo y al realizar pruebas en sectores. Debe
tenerse especial cuidado en cerrar, si es posible, los medidores industriales durante el día en que ésta se
realiza. Raramente el desperdicio es medido directamente pero es inferido de otras medidas,
normalmente del caudal nocturno mínimo en el sector. En la mayoría de los casos se considera que el
desperdicio en un área determinada es el agua que entra al área de noche, menos el agua utilizada por la
industria de noche, menos el consumo doméstico nocturno, menos los volúmenes de almacenamiento. El
consumo nocturno doméstico es tan pequeño que puede ignorarse usualmente. El análisis de cartas
gráficas revela que únicamente se da un uso esporádico y puntual. El consumo nocturno industrial puede
ser medido. Sin embargo, habiendo rebajado los consumos nocturnos domésticos e industriales, se puede
suponer que el consumo nocturno corresponde al nivel de desperdicio del sector, ya que el medido
corresponde únicamente a algunas horas de la madrugada y no a todo el día, en donde la presión afectará
el nivel de desperdicio.
16
PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE LAS INSTITUCIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa , 1980 , pag. 2.9 a 2.11
13
% fugas = (Q mn - Qi / Q pd ) * 100 (17)
Donde:
Qmn = caudal mínimo nocturno
Qi = caudal industrial
Qpd = caudal promedio diario
Varios factores importantes gobiernan la diferencia entre los niveles de desperdicio reales en un sector y
los medidos directamente en pruebas nocturnas: Entre ellos podemos citar:
a) En condiciones normales de abastecimiento a un sector el agua entra por varios puntos y no por uno
sólo, como cuando se lleva a cabo la prueba del abastecimiento de la línea de caudal nocturno. Esto
afecta el patrón de distribución de presiones.
b) El patrón de presiones durante la noche, con los flujos mínimos es diferente a los patrones que se
establecen durante el día acordes con la demanda.
c) Las presiones en las conexiones a las tuberías principales variarán a lo largo del día acorde con la
demanda en el sector.
Por consiguiente para un sector dado:
Desperdicio diario = 24 * K * (flujo mínimo nocturno)
Donde K es una constante para cada sector que considera los factores anotados, y el flujo mínimo
nocturno se expresa en volumen por hora.
A la fecha no se tienen datos reales de posibles valores de K, y en ausencia de los mismos, nos vemos
forzados a utilizar la siguiente expresión:
Desperdicio diario = 24 x (flujo mínimo nocturno)
Las relaciones que más se emplean para el establecimiento de los niveles de desperdicio son las
siguientes:
a) Razón ( R ) de caudal máximo diario ( Qmd ) a caudal mínimo nocturno ( Qmn):
14
R = Qmd / Qmn (18)
En sectores muy bien mantenidos, con niveles bajos de fugas R está entre 12 y 15.
b) Porcentaje de desperdicio
El porcentaje de desperdicio, % D, se define como:
%D = desperdicio x 100 / consumo total - consumo industrial (19)
a) Este porcentaje muy empleado en la industria del agua tiene la ventaja de que se puede obtener
fácilmente a partir de cartas gráficas de registradores instalados de tal forma que el agua entre al sector
durante todo un día a través del mismo, y tiene la desventaja de que no es un término comparable con
otros acueductos por la diversidad de definiciones que se le han dado a los términos que involucra. La
debilidad del método estriba en el establecimiento del consumo industrial y en el efecto del mismo en
todo el sector.
c) Desperdicio por conexión por hora
Este es un buen criterio que tiene varias ventajas, entre las que podemos anotar:
• No depende del conocimiento del patrón de consumo del sector a lo largo del día, el cual es fácil
obtenerlo si no se tiene medidores adecuados.
• La comparación de consumos en los tramos de un cierre escalonado de válvulas en un sector, de
inmediato da aquéllos con mayor incidencia de fugas.
• La comparación con otros sectores se simplifica, y asimismo se pueden efectuar comparaciones con
otros acueductos, incluso internacionalmente.
Se calcula en la siguiente forma:
Dch = ( Qmn - Qi )x 3600 / N (20)
Donde:
Dch = desperdicio por conexión por hora
Qmn= caudal mínimo nocturno expresado en l/s
Qi = caudal industrial nocturno expresado en l/s
N = número de conexiones en el sector
15
Un valor aceptable de desperdicio en la red por conexión por hora es de 2.50 litros, valor que se puede
utilizar para iniciar un programa. Sin embargo, este valor debe investigarse en cada acueducto ya que
depende del costo de recuperación de agua y del nivel de desperdicio al que económicamente se puede
llegar.
2.2.8. ASPECTOS ECONÓMICOS.
Resulta difícil estimar el dinero que ahorra un programa de optimización de sistemas y control de fugas.
Los beneficios son de dos tipos:
a) El valor del agua ahorrada
b) Los beneficios que se obtienen, difíciles de cuantificar económicamente, tales como:
• El conocimiento exacto de las redes de distribución y la confección de los planos actualizados de las
mismas.
• El conocimiento de todas las válvulas del sistema, y su mantenimiento adecuado.
• El conocimiento de las zonas débiles del sistema para futuros programas de renovación de redes.
• El conocimiento de la capacidad de las tuberías.
• En áreas donde la demanda ha sobrepasado los caudales de abastecimiento, un programa de
localización y reparación de fugas puede implementar el déficit.
• Facilidad de resolver problemas en las redes por el conocimiento de las mismas.
Estos últimos beneficios deben ser examinados cuidadosamente y debe asignársele un valor efectivo.
Cualquier análisis costo/beneficio es difícil llevar a cabo, pero se puede efectuar una estimación
asignando un costo a las fallas y al riesgo asociado a las mismas.
Conforme se avanza en la investigación de sectores de fugas, y se reducen las mismas, es importante
calcular el costo del agua recuperada y compararla con el costo de recuperación de la misma - equipo,
personal, reparaciones - para establecer con el tiempo cuál es el nivel económico de desperdicio para el
acueducto en cuestión
2.3. SECTORES DE MEDICIÓN Y CONTROL DE FUGAS
En esta parte se presenta la metodología de trabajo en los sectores de fugas, se dan los criterios de diseño,
el planeamiento general para la medición y el control de fugas y el orden estricto que deben seguirse para
efectuar los reportes y llevar los registros.
2.3.1. SECTORES DE FUGA Y DISEÑOS
16
Para diseñar los sectores se parte de los planos actualizados del sistema y se recomienda seguir los
siguientes pasos:
1. Confecciónese un mosaico con los planos escala 1:2000 de la zona a sectorizar
2. Márquese con flechas en colores las tuberías principales que abastecen la zona.
3. Márquese con color las tuberías de diámetro mayores de la zona.
4. Divídase la zona en sectores pequeños o sectores de fugas considerando que:
a. Se pueden aislar completamente mediante válvulas existentes o sea necesario para
lograrlo instalar un mínimo de ellas.
b. Se puede abastecer por un punto único en horas de la madrugada.
c. El tamaño del sector puede ir desde 200 hasta 2000 conexiones, dependiendo de si se
trata de un sector principal o industrial y de la capacidad de abastecimiento del punto
escogido como entrada única. Para áreas urbanas residenciales, sectores pilotos con
1000 conexiones son satisfactorias. Esto permite colocar registradores o pitómetros
durante una semana, lo que dará el patrón de consumo.
d. Un medidor puede utilizarse para varios sectores de fugas con un juego adecuado de
válvulas.
5. Confecciónese planos tamaño carta de los sectores diseñados. Cumplida esta etapa debe
realizarse una inspección de campo para verificar el estado de las válvulas y la veracidad de los
planos, para lo que se recomienda seguir los pasos siguientes:
a. Con el plano de cada sector y los de las esquinas correspondientes, verifique que todas las
válvulas estén descubiertas, limpias y que operen normalmente, para lo cual se cierran y con
geófono se comprueba que el agua no pasa.
b. Reparándose las válvulas en mal estado, con la certeza de que las válvulas operan
normalmente, continúese el diseño de cada sector para realizar el cierre escalonado de
válvulas, que permitirá el ir aislando tramos del sector.
6. El resto de las válvulas quedara abierto.
7. Al seleccionar las válvulas auxiliares y numeradas deberá tenerse en cuenta lo siguiente:
a. Deben empezar a seleccionarse las válvulas auxiliares y numeradas desde el punto más
alejado del medidor hacia el mismo.
b. Las válvulas numeradas deben estar en un camino corto y continúo desde la primera hasta la
última, para que el operador que las va a cerrar al realizar una prueba de cierre escalonado
nocturno realice un recorrido sistemático.
c. Debe tomarse en cuenta el sentido de abastecimiento del sector de tal manera que los
primeros cierres no dejen sin abastecimiento tramos siguientes.
17
d. Debe tomarse en cuenta que el tiempo durante el cual se lleva a cabo un cierre escalonado
es de tres horas, máximo tres horas y media, o sea de la una a las cuatro de la madrugada. Si
se estima el tiempo de cierre en diez minutos por cada válvula, no se pueden cerrar más de
18 válvulas.
e. La longitud de tubería principal debe ser más o menos igual en cada tramo correspondiente
a cada válvula numerada.
8. Llénense las columnas del formulario No.1 (ver anexo 1) correspondientes al censo o número de
conexiones por tramo o “por válvula numerada” y a la longitud en metros correspondientes.
2.3.2. OPERACIONES EN EL SECTOR Y LOCALIZACIÓN DE FUGAS
Una vez diseñado el sector, procédase acorde con los siguientes pasos2117
:
A. Precédase a “probar “el funcionamiento del sector. Esta operación consiste en cerrar las válvulas
LÍMITES y AUXILIARES e ir luego cerrando cada válvula numerada, verificar que los sectores se
vayan quedando sin agua.
Lo anterior garantizará que las válvulas operen normalmente y que no hay otras conexiones hacia
el sector. La comprobación se hace en hidrantes y en medidores. Puede hacerse de día previo aviso a
los usuarios o de noche.
B. Por cuanto las fugas a localizar son aquellas de categoría 2 , procédase a revisar el sector de tal forma
que se reporten y reparen todas las fugas visibles.
C. Instálese un registrador en línea o en by-pass en el punto de entrada o un pitómetro.
D. Colóquese cartas gráficas por un período de una semana, con el objeto de conocer el patrón de
consumo y el valor del caudal correspondiente al mínimo nocturno Qmn. Esto no siempre es
posible, ya que no siempre el abastecimiento a través del medidor es suficiente para satisfacer las
demandas máximas diarias. En este caso bastará con un registro de una noche para establecer el
caudal mínimo nocturno.
Si el Qmn es igual o menor al permisible no es necesario proseguir con el cierre escalonado de
válvulas y posterior detección de fugas. Sin embargo, si el sector se investiga por primera vez es
conveniente hacerlo.
E. En el transcurso de la tarde anterior a la noche en la que se realizará el cierre escalonado de válvulas
se procede a cerrar las válvulas LÍMITES y AUXILIARES. Si esto no fuere posible, por cuanto
afecta el abastecimiento normal, las mismas deben cerrarse de 11 a 1 de la noche. Se programa en el
formulario No. 2 ( ver anexo 2), las horas a las que se cerrarán las válvulas
17-18-19-20
21
PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa,
Lima-Perú, 1980, pag.3.5 a 3.10
18
numeradas y las observaciones de si hubiera que cerrar previo aviso alguna conexión industrial o
leer el medidor durante la prueba. Con la debida anticipación debe avisársele a las industrias,
hoteles, hospitales y similares la suspensión del servicio en la madrugada.
Cuando sea inconveniente el mantener vacías las tuberías, se puede programar el cerrar una válvula
numerada, registrar el consumo y abrirla de nuevo, de tal forma que un cierre contenga al anterior.
Este método tiene la desventaja de que dificulta mucho el análisis de las cartas gráficas. En sectores
industriales u hospitalarios se puede ir cerrando las válvulas numeradas y abriendo algunas
auxiliares que suplan agua a los tramos ya registrados.
F. El cierre escalonado se ejecuta con dos vehículos con radio transmisor y dos personas, una en el
medidor y otra cerrando válvulas. Antes de iniciar el cierre se acondiciona el medidor con una carta
gráfica en la hora exacta.
G. A la hora programada el operador del medidor da la instrucción de cierre de la válvula y así
sucesivamente hasta cerrar la última que corresponde al medidor.
H. Se procede a abrir todas las válvulas en el orden inverso que se cerraron, así: primero las numeradas
en sentido descendente y luego las auxiliares y límites.
l. En la oficina se calcula los caudales correspondientes, se completa el formulario No. 1 (anexo No.1),
pudiéndose ahora saber del sector en cuestión, cuáles son sus tramos con mayor incidencia de fugas.
Debe procederse ahora al sondeo de los tramos con mayor incidencia de fugas, lo que también debe
hacerse en horas de la noche cuando el nivel de ruido es mínimo. Se realiza con varillas de sondeo,
hidrófonos, geófonos o detectores electrónicos.
El geófono es el instrumento que mejor resultado nos ha dado. Para efectuar el sondeo, que se realiza con
tres personas, se recomienda seguir los siguientes pasos:
a. Deben tomarse las precauciones para proteger al personal que realiza el sondeo de los vehículos
que circulan a esas horas de la noche. Si se considera necesario cerrar la vía debe hacerse previa
notificación a la autoridad de tránsito.
b. Se sondean los medidores, si se detecta sonido se cierra la válvula del mismo. Si el sonido
persiste, la fuga está del lado de la calle y debe seguirse hasta localizar su origen. Se sondean en
forma ordenada los medidores, accesorios del sistema accesibles y luego el terreno directamente
sobre el tubo principal y sobre las conexiones domiciliarias.
19
c. Además del sondeo, la experiencia enseña una serie de indicios de fugas que deben buscarse
tales como:
• Decoloración y hundimiento del pavimento
• Inspección de pozos de registro
• Quejas por baja presión en algún tramo .
d. Las fugas encontradas deben reportarse de inmediato para su reparación.
Es importante que el personal de optimización de sistemas observe las reparaciones. Esto, además de la
satisfacción que le producirá, le enseñará la magnitud de las mismas acorde con el sonido escuchado y
además podrá evaluar la cantidad de agua que se estaba fugando.
Reparadas las fugas debe repetirse el cierre escalonado de válvulas para evaluar nuevamente el sector y
sondear nuevamente aquellos tramos que aún tengan desperdicios considerables.
2.4. EQUIPOS E INSTRUMENTOS
En esta parte nos referiremos a los equipos e instrumentos de medición y registro de caudal y presión,
detectores de tubería.
2.4.1. EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS
Los equipos e instrumentos más conocidos que se ofrecen en el mercado, la mayoria de los cuales se han
utilizado con éxito, son los siguientes:18
a. Medición e instrumentos utilizados
- Pitómetro y registrador Simplex
- Pitómetro Colé y registrador británico
- Registrador fotográfico
- Registrador Kent
- Registrador Deacon
- Medidor para hidrantes, tubo Pitot
18
PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú,
1980, pag.5.1 a 5.5
20
b. Medición y registro de presión
- Manómetro Bourdon
- Registrador Vermon Morris
- Calibrador de manómetros Budenemberg
c. Detectores de tubos y tapas metálicas
- Detector de tubos Fisher TW-5
- Detector de tapas Fisher M70 y Fisher M90
d. Detectores de fugas
- Varillas de sondeo
- Detector Fisher LT-10
- Detector Fisher LT-15
- Geófonos
2.5. CONFORMACIÓN DEL PERSONAL Y EQUIPO
En esta parte se presenta la composición del personal que se utiliza en las actividades de investigación y
detección.
2.5.1. INVESTIGACIÓN DE REDES DE AGUA
Esta actividad es muy laboriosa y consiste en verificar la red mediante detección de tuberías y válvulas y
horadación de calles para verificación. El equipo completo que se utiliza es el siguiente:
• Un retroexcavadora
• Una vagoneta
• Tres camionetas
• Tres compresores de 100 cfs.
• Detectores de tubería
Cada camioneta tiene un compresor, y el retroexcavadora y la vagoneta les dan servicio a las tres
unidades.
21
La unidad es operada por un capataz que conduce el vehículo, opera los detectores y confecciona los
croquis de actualización de planos. Cada unidad tiene tres cuadrillas, conformadas cada una por un
operario fontanero, un ayudante y dos peones o un operario fontanero y tres peones. O sea que en total
cada unidad tiene trece personas. Es de hacer notar que esta actividad necesita mucha mano de obra por la
horadación, seguimiento de tubería y reacondicionamiento de las superficies de las calles.
2.5.2. ACONDICIONAMIENTO DE SECTORES
El trabajo nocturno de chequeo del funcionamiento de los sectores lo realiza un asistente de ingeniero con
un capataz y un operario; con dos vehículos, los cuales están acondicionados con el equipo para esta labor
y radiotransmisores móviles.
2.5.3. SECTOREO Y CIERRE ESCALONADO DE VÁLVULAS
Las pruebas nocturnas las realiza el mismo personal que acondiciona el sector
2.5.4. SONDEO
Las operaciones de sondeo las realizan cuatro personas: un asistente de ingeniero, un operario detectorista
y dos ayudantes acorde con la técnica recomendada.
2.6. ADIESTRAMIENTO DE PERSONAL19
Antes de dar inicio a un programa de optimización de redes de distribución, medición y control de fugas,
es necesario seleccionar cuidadosamente al personal, tanto profesional como técnico y de campo, y luego
adiestrarlo debidamente en la concepción del programa, objetivos que se persiguen, metodología de
campo y uso de equipos e instrumentos.
2.6.1. SELECCIÓN DE PERSONAL
Para este tipo de trabajo es necesario seleccionar cuidadosamente al personal. Se requiere gran
responsabilidad y dedicación, ya que se debe trabajar un alto porcentaje del tiempo en jornada nocturna y
con equipo e instrumento de alto costo.
19
PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú,
1980, pag.7.1 a 7.5
22
2.6.2. ADIESTRAMIENTO DE PERSONAL PROFESIONAL
Aun cuando existen manuales de cursos impartidos de operación de los equipos, es prácticamente
indispensable adiestrar al personal profesional en lugares donde ya se tiene experiencia. En nuestro caso
se ha enviado personal a diferentes países sudamericanos, específicamente Brasil y Colombia, que tiene,
desde hace muchos años programas implantados en forma permanente.
El personal profesional debe tener muy claros los objetivos que se persiguen y no debe apartarse de los
mismos.
2.6.3. ADIESTRAMIENTO DE PERSONAL TÉCNICO Y DE CAMPO
El adiestramiento de personal profesional, de asistencia de ingenieros, dibujantes, capataces y operarios
debe darse mediante cursos teórico-prácticos de capacitación y en el ejercicio del trabajo.
En AYA se han establecido tres cursos de adiestramiento, a saber:
1. Optimización de sistemas, redes de distribución y tendrán una duración de cinco días
2. Operación de equipos e instrumentos, y tendrá una duración de cinco días
3. Curso de plomería, con una duración de cuatro semanas.
El nivel profesional y de asistencia de ingeniería recibe los cursos 1, 2 y 3. El nivel de capataces y
operarios recibe el curso 3. A los dibujantes se les instruye acorde con las normas establecidas para
conformar los registros de las redes.
Asimismo, a todo el personal se le debe dar charlas sobre los alcances del programa y metodología de
trabajo. A continuación en el Cuadro No. 2.1 se presenta un posible curso a seguirse en el adiestramiento
de personal.
2.7. FORMAS DE EJECUCIÓN
2.7.1. EVALUACION DEL SISTEMA Y BASES DEL PROYECTO
Antes de dar inicio a cualquier proyecto de redes es necesario hacer una evaluación del estado del
sistema, planos, registros, determinación de porcentajes de agua no controlada, niveles de medición. Con
estos puede ahora establecer el proyecto y fijar sus objetivos y metas. Establecidos estos se hará un
presupuesto tentativo para efectos de financiamiento.
23
2.7.2. FORMAS DE EJECUCION
Para realizar proyectos de optimización de redes y control de fugas, prácticamente hay dos caminos:
ejecución directa y ejecución por contrato. La primera es más lenta por cuanto implica el contratar alguna
compañía experta en la materia. Sin embargo, se corre el riesgo de que está metodología no forme escuela
y no haya continuidad una vez que termine el contrato.
En el Cuadro No. 2.2 se indica los pasos a seguir en ambos casos.
CUADRO No. 2.1
OPTIMIZACION DE SISTEMAS
CURSO 1 Y 2 ( EQUIPOS E INSTRUMENTOS)
DIAS MAÑANA TARDE
Lunes Registro de participantes-introducción
Contenido general del curso
Pitómetros Sinplex y Cole
Registrador Simplex-Práctica
Medición con tubos de pitot
formulaciones matemáticas y tablas
Martes Registrador-práctica Convertidor de presión
Registrador-práctica
Miércoles Medidor de flujo para hidrantes
Práctica - lecturas
Manómetros
Registradores
Calibrador de manómetros
Prácticas de calibración de manómetros
Jueves Detector de fugas-prácticas Varillas de sondeo
Detector de fugas
Viernes Continuación prácticas Práctica nocturna
FUENTE:PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-
Perú, 7.2
24
Cuadro No. 2.2
OPTIMIZACION DE SISTEMAS
FUENTE:PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y
ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 7.2
EVALUACION DE SISTEMA
ESTABLECIMIENTO DEL PROYECTO
OBJETIVOS Y METAS
FINANCIAMIENTO
EJECUCION DIRECTA EJECUCION POR CONTRATO
SELECCION DE PERSONAL
PROFECIONAL-ADIESTRAMIENTO
EN EL EXTERIOR
TERMINOS DE
REFERENCIA
ADQUISICION DE EQUIPOS E
INSTRUMENTOS
CONTRATO
SELECCION Y ADIESTRAMIENTO
PERSONAL TECNICO
PROGRAMAS DE TRABAJO
EJECUCION CONTROL Y REPORTE
ESTABLECIMIENTO DE UN PROGRAMA
PERMANENTE
REVISION
25
CAPITULO TERCERO: METODOLOGÍA O PROCEDIMIENTOS
Se procederá a identificar las fuentes de información tales como: Empresa Municipal de Agua Potable y
Alcantarillado de Quito, Planes Maestros de la EMAAP-Q, Ceñís y Universidades de la ciudad de Quito.
Se utilizarán técnicas de recolección de datos tales, consultas bibliográficas entre otras. Se aplicarán
métodos de conocimiento teórico. Para la investigación bibliográfica se va ha utilizar el método
deductivo, en el cual se presentarán conceptos, principios, definiciones y normas generales de las cuales
se extraerán conclusiones.
Para el análisis de campo, luego de obtener los análisis para cada sector piloto estudiado se aplicará una
metodología inductiva y así planear un sistema óptimo de control de pérdidas.
3.1. ANÁLISIS DE LAS PÉRDIDAS DE AGUA (MÉTODO DEDUCTIVO)
3.1.1. ANALIZAR LA PRODUCCION DE AGUA20
La EMAAP-Q para la producción de agua cuenta con diferentes sistemas que aportan a las diferentes
plantas de tratamiento. A continuación se hace una descripción de cada planta de tratamiento y que
sistema lo aporta.
PLANTA DE TRATAMIENTO BELLAVISTA
Esta planta de tratamiento entro en funcionamiento en 1990. Se encuentra ubicada en el sector oriental de
la ciudad, dentro del Parque Metropolitano, a una cota de 2939.95 m.s.n.m. en el nivel de operación de los
filtros. El agua que trata proviene de los ríos Blanco, Tuminguina y Papallacta, de la región Oriental.
La planta fue diseñada para un caudal de 3.000 l/seg. dividida en dos módulos de 1.500 l/seg., pero en la
actualidad se está operando a 2.400 l/seg., a razón de 1.200 l/seg. por módulo.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE PUENGASI
Esta planta forma parte del sistema Pita-Tambo, que utiliza las aguas del río Pita que son conducidas
mediante canal abierto, excepto unos dos kilómetros que atraviesan zonas pobladas, donde se ha
procedido a cubrir el canal. La planta se ubica al sur oriente de la ciudad, en la loma de Puengasí, y tiene
una cota a nivel de los filtros de 2.986,20 m.s.n.m. La planta entró en funcionamiento en 1.977.
20
Plan Maestro Integrado de Agua Potable y Alcantarillado para la ciudad de Quito, Fase de diagnostico, Informe final,
Volumen 1 B
26
La planta fue diseñada para un caudal de 2.400 l/seg, pero en la actualidad está operando a 1.800 l/seg.
En una primera etapa fueron construidos la mezcla rápida, 4 clarificadores y 8 filtros, y en una segunda
etapa, hace 9 años, se construyeron 4 clarificadores más. Cada grupo de clarificadores está trabajando con
un caudal de 900 l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO EL PLACER
La planta de tratamiento de El Placer comenzó a operar sin filtración en 1954 y con todos los procesos en
1956. Se encuentra ubicada al occidente del centro histórico de la ciudad, en la cota promedio 2.945
m.s.n.m. Trata aguas superficiales de los sistemas de Atacazo, Lloa y Pichincha y parte de las aguas
crudas del Canal Pita-Puengasí.
La capacidad de diseño es de 600 l/seg pudiendo aceptar hasta un máximo de 700 l/seg. En la actualidad
se están procesando desde 680 l/seg como caudal promedio en verano, hasta 860 l/seg como promedio en
invierno, con un promedio anual de 800 l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO NOROCCIDENTE
Esta planta de tratamiento entró en funcionamiento en 1.992. Se ubica en el sector de La Pulida, al
noroccidente de Quito, a una cota de 3.030 m.s.n.m. Las fuentes principales de abastecimiento son el río
Mindo y la quebrada Pichán, a las que se suman otras cuatro quebradas menores. EL caudal que estas
suministran es del orden de 150 a 160 l/seg, de los cuales se quedan en el trayecto de 15 a 20 l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE CONOCOTO
La planta de tratamiento de Conocoto, inició su operación en 1994. Se encuentra ubicada en el sector
Ontaneda Alto de la parroquia Conocoto, al oriente de la ciudad. Utiliza las aguas del río Pita, derivada
desde el canal que conduce las aguas a la planta de tratamiento de Puengasí
La planta fue diseñada para un caudal de 200 l/seg, pero en la actualidad está operando entre 150 y 160
l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE CHILIBULO
La planta de tratamiento de Chilibulo está en operación desde 1983. Se encuentra ubicada al sur occidente
de la ciudad, en la parte alta del barrio Chilibulo. Utiliza parte del caudal que conduce el canal de Lloa
hacia la planta de tratamiento de El Placer.
Aparentemente la planta fue diseñada para un caudal de 60 l/seg, pero en la actualidad está tratando un
caudal de 130 l/seg.
27
PLANTA DE TRATAMIENTO MENA 2
Está planta de tratamiento Mena 2 entró en 1979. Se encuentra ubicada al sur occidente de la ciudad, en
las faldas del Ungui, parte alta del barrio Mena 2.
El agua que ingresa a esta planta procede del canal de Lloa que va hacia la planta de tratamiento de El
Placer. La planta fue diseñada para tratar 18 l/seg de agua subterránea. En 1995 la planta trató un
promedio de 28.5 l/seg y de Enero a Abril de 1996 el promedio fue de 30 l/seg, llegándose incluso a 33
l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE TOCTIUCO
La planta de tratamiento de Toctiuco fue inaugurada en 1986. Se encuentra ubicada al pie de la Chorrera
del Pichincha. Toma el agua de la cima de la Chorrera a una cota de 3308 m.n.s.m
Aparentemente la planta fue diseñada para un caudal de 60 l/seg, pero en la actualidad está tratando un
caudal de 120 l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO RUMIPAMBA
Entro en funcionamiento en 1967. Se encuentra situada junto a la quebrada Rumipamba, entre las lomas
de Cruz loma y la denominada de las Antenas, a una cota media de 3.280 m.s.n.m.
Aparentemente la planta fue diseñada para un caudal de 40 l/seg y en ocasiones ha llegado a funcionar
hasta con 55 l/seg, pero en la actualidad está tratando un caudal de 25 l/seg.
PLANTA DE TRATAMIENTO COCHAPAMBA
Se halla ubicada en la parte alta del barrio Cochapamba, y entro a funcionar en 1987.
Está planta fue diseñada para un caudal de 25 l/seg, pero en la actualidad está tratando un caudal de sólo
14 l/seg ya que una parte de la red que antes se abastecía desde esta planta, actualmente es servida por la
planta de tratamiento Noroccidente.
PLANTA DE TRATAMIENTO TOROHUCO
Está planta se construyo alrededor del año de 1980. Se encuentra situada unos 2 Kms más arriba del
Templete de los Héroes, en la Cima de la Libertad. Actualmente sirve a los barrios La Libertad, Jorge
Calderón y Rodrigo Paz.
28
Se desconoce el caudal de diseño, pero en la actualidad trata un caudal de 2 l/seg en verano y hasta 4 l/seg
en invierno. El procede de vertientes y quebradas conocidas en conjunto como Torohuco, y poseen una
apreciable concentración de hierro.
PLANTA DE TRATAMIENTO PICHINCHA SUR
Está planta fue construida por la JNV (Junta Nacional de la Vivienda), para servir a las urbanizaciones
Turubamba, Solanda y Las Cuadras, pero actualmente sólo sirve al Camal Metropolitano. Al parecer
entro en funcionamiento en 1986. Se encuentra ubicada en las faldas del Atacazo a una cota de 3630
m.s.n.m.
Se desconoce el caudal de diseño de la planta, actualmente trata un caudal de 10 l/seg en verano y el
doble en invierno, procedentes de la quebrada Monjas y otra quebrada menor. A la salida junta sus aguas
con unos 70 l/seg procedentes de galerías subterráneas, que no ingresan a la planta.
MACROMEDICIÓN Y DETERMINACIÓN DELA PRODUCCIÓN 21
La determinación de la producción se realiza mediante el sistema de macro medición. Casi la totalidad
del volumen de agua producido en Quito ciudad, cuentan con macro medición confiable. De los sistemas
mayores, solamente tres salidas de la planta de El Placer, no cuentan con macro medidores permanentes,
aunque la producción de esta planta puede ser determinada a través de su sistema de entrada. La carencia
de macro medición se presenta únicamente en plantas y fuentes de pequeño caudal, lo cual no afecta en
forma significativa la estimación de la producción total. Se anota sin embargo, que los macro medidores
actuales requieren de alimentación eléctrica para su funcionamiento, y durante los períodos de
interrupciones del fluido eléctrico ha sido necesario, por parte de EMAAP-Quito, estimar y ajustar parte
de la información.
El Cuadro No.3.1 muestra el resumen para el año 2002, de la producción reportada por EMAAP-Quito
para la ciudad y para las parroquias.
En estos reportes de EMAAP-Q se omiten frecuentemente los valores de la producción de las plantas de
Toruco y de Pichincha Sur, ambas sin macro medición. Los valores respectivos se estiman en 2000 l/seg.
con base en valores nominales de producción de estas fuentes. Sus volúmenes anuales respectivos se
consideran en la estimación de las pérdidas.
21
Plan Maestro Integrado de Agua Potable y Alcantarillado para la ciudad de Quito, Fase de diagnostico, Informe fimal,
Volumen 1 A,Capitulo 3, pag. 6 a 10
29
CUADRO NO.3.1 PRODUCCIÓN DE AGUA REPORTADA POR EMAAP-Q EN
QUITO Y PARROQUIAS, AÑO 2002
Fuente (m3) (l/seg.
Cochapamba 245798 8
El Placer 23964421 760
Puengasí 44674912 1417
Rumipamba 916294 29
Chilibulo 3572720 113
Mena II 869573 28
Toctiuco 2295631 73
Iñaquito alto 63569 2
Bellavista 63145385 2002
Norocidente 2772972 88
TOTAL QUITO 14252127 4519
PARROQUIAS 36763321 1166
TOTAL GENERAL 17928459 5685
FUENTE: EMAAP-Q
En las parroquias, por el contrario, no se cuenta con macro medición y la totalidad de los caudales
producidos que se reportan son estimadas. Se desconoce el error de estos datos, pero los resultados de la
estimación del agua no facturada con base en ellos, hacen pensar que la producción reportada está
altamente sobre estimada, principalmente en las parroquias fuera del área de estudio.
Se presenta un aporte de caudal de Quito - ciudad hacia las parroquias. Este aporte tampoco es objeto de
macro medición y es estimado con base en aforos puntuales esporádicos. Se estima el paso de agua de
Quito hacia parroquias en unos 370 l/seg. Este caudal se ha considerado en el cuadro No.3.1 ya que las
estadísticas actuales de EMAAP-Q no hacen esta diferencia o ajuste.
En conclusión, respecto a la macro medición de los caudales producidos se considera: Es relativamente
confiable en términos de los volúmenes totales producidos en Quito ciudad. En parroquias no es
confiable y no es posible estimar el probable error que tiene, ante la ausencia total de datos y
considerando las variaciones estacionales de los caudales de las vertientes, los diversos horarios de
bombeo en los pozos y las frecuentes entradas y salidas de operación de pozos. Tampoco es confiable el
dato de los caudales de Quito hacia Parroquias, pero para los efectos de las estimaciones que se hacen en
esta sección se adoptan los datos antes indicados.
Finalmente se anota que las observaciones y comentarios anteriores sobre macro medición, se han hecho
en función de los datos que proporciona este sistema de información para la estimación de las pérdidas
de agua.
30
3.1.2. ANALIZAR LA DISTRIBUCIÓN DE AGUA
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
El acueducto de la ciudad de Quito está conformado por más de 2100 Km. de tuberías de diámetro desde
las 2” hasta las 30”. Existen además, 40 tanques de almacenamiento principales teniendo uno fuera de
servicio y como 79 tanques de volúmenes menores, de los cuales 6 están fuera de servicio que
conjuntamente abastecen en las diferentes zonas de presión. Adicionalmente existen 31 estaciones de
bombeo que abastecen a los tanques más altos del sistema. Las zonas de presión en la actualidad en
operación son unas 90, de las cuales se pueden considerar unas 29 como principales, cubriendo estas
como el 60% del área de la ciudad y como un 80% del caudal suministrado. En el presente capítulo se
describe y se presenta los problemas más relevantes, tanto del almacenamiento como de las redes
principales, con algunas consideraciones sobre el estado actual de las tuberías.
Para verificar el estado actual de los tanques, se presenta una descripción detallada de los 119 tanques,
donde se anotan los principales componentes que los constituyen, así como la puntualización de los
problemas más relevantes Cuadro No.3.2
Tanques de Almacenamiento
Generalidades
Se realizó la evaluación y catastro de los tanques que se les ha considerado principales, entendiéndose
como tales, los que reciben agua directamente de las plantas de tratamiento mediante líneas de
transmisión y que posteriormente sirven a la red de distribución, o también desde estos tanque se
distribuye a otros, sea por gravedad o mediante impulsión, como también de los tanques considerados
secundarios. En el cuadro No.3.2, se resumen las características principales y los problemas más
significativos de operación.
31
CUADRO No.3.2.
RESUMEN DE LAS CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO
TANQUES PRINCIPALES EN EL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE QUITO
No. NOMBRE CAPAC. Cot. Fon. ABASTECIDO Macro SECTOR
Tanque (m3) m.s.n.m. DESDE Med. TOR
1 Bellavista Alto **** 7000 2890 P.Bellavista-TRP() NT Norte
2 Bellavista Medio 9000 2865 Bellavista Alto 128 l/s Norte
3 Bellavista Bajo 4000 2830 Bellavista Medio 98 l/s Norte
4 Collaloma Bajo 9000 2916 P.Bellavista 125 l/s Norte
5 Comite del Pueblo 1700 2896 Colla Loma Bajo DAÑ Norte
6 Collaloma bajo 2 5000 2915 Zambisa Alto 32 l/s Norte
7 Collaloma Medio 9000 2945 Colla Loma Bajo 80 l/s Norte
8 Ponceano Alto 3100 2890 Planta bellavista 21,6 l/s Norte
9 Itchimbia Alto 2880 2903 P. Puengasí DAÑ Centro
10 CarolinaMedio 17000 2870 TRP() 229 l/s Centro
11 Carolina Alto 7000 2893 TRP() 3 impuls Centro
12 La Granja Bajo* 4000 2925 Carolina Alto 25,3 l/s Centro
13 La Granja Medio* 2500 2950 Carolina Alto 15,5 l/s Centro
14 La Granja Alto* 3100 2982 Carolina Alto TOTL Centro
15 Cotocollao Alto 5000 2834 P.Bellavista DAÑ Norte
16 Cotocollao Bajo 2500 2800 Cotocollao Alto DAÑ Norte
17 Calderón(Marisol Ba) 1405 2810 Marisol Bajo no Norte
18 Parques del Recuerdo 500 2865 P.Bellavista no Norte
19 Alpahuasi Alto 8450 2854 P.Puengasí TOTL Sur
20 Chiriyacu Bajo 950 2910 P. Puengasí TOTL Sur
21 Chiriyacu Medio 1000 2954 P. Puengasí 11 l/s Sur
22 Chiriyacu Alto* 1800 3025 Chiriacu Medio 40 l/s Sur
23 San Bartolo 3800 2905 P. Puengasí 24 l/s Sur
24 Mena 2 3100 2920 P. Puengasí no Sur
25 Argelia Bajo 1000 2945 Mena 2 35 l/s Sur
26 Chaupicruz 1**** 4000* 2907 Chaupicruz 2 no Centro
27 Chaupicruz 2 3100 2890 P.Bellavista no Centro
28 Edén del Valle*** 2000 2920 P.Puengasí no Sur
29 Solanda 9000 2905 Mena 2 no Sur
30 Turubamba Alto 1000 P.Pichincha Sur no Sur
31 Chillogallo Medio 4000 2950 P. Puengasí DAÑ Sur
32 Chillogallo Bajo 9000 2920 P. Puengasí DAÑ Sur
33 Placer Alto* 1568 2980 Placer Medio no Centro
34 Placer Medio 3441 2942 P.El Placer no Centro
35 Placer Bajo 1568 2916 P.El Placer DAÑ Centro
36 Guapulo 1 250 2804 TRP () 10 l/s Centro
37 Marisol Alto*** 405 2865 P.Bellavista no Norte
38 29 de Julio 500 2740 Carcelen Medio no Norte
39 Carcelen Alto y BEV 10000 2785 P.Bellavista 35 l/s Norte
40 Pinos Alto 800 2926 P.Puengasí TOTL Sur
VOLUMEN TOTAL 160417 m3
NOTA : * = El agua llega al tanque mediante bombeo
** = Válvula de altitud Dañada
*** = Existe desborde durante el día
**** = Tanque fuera de servicio
32
TANQUES SECUNDARIOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE QUITO
No. NOMBRE CAPAC. Cot. Fon. ABASTECIDO Macro SECTOR
Tanq (m3) m.s.n.m. DESDE Med.
41 Ferroviaria Alto* 2000 3175 Argelia Bajo si Sur
42 Guapulo 2 250 2740 Guapulo 1 no Cen
43 Turubamba Bajo 1000 3070 P. El Troje no Sur
44 Chillogallo Alto 1 3100 2980 P. El Troje no Sur
45 Ferroviaria Bajo* 750 3070 Argelia Bajo si Sur
46 Ferroviaria Medio 3 250 3134 Ferroviaria Alto si Sur
47 Ferroviaria Medio 2 250 3130 Ferroviaria Alto dañad Sur
48 Ferroviaria Medio 1 250 3130 Ferroviaria Alto si Sur
49 Forestal Alto* 1000 3150 Chiriacu Alto si Sur
50 El Condado Bajo 450 no Nor
51 El Condado Medio 450 no Nor
52 El Condado Alto 250 no Nor
53 Panecillo 250 3002 dañad Cen
54 Est.Bomb.Panecillo 25 T.de succ.2917 no Cen
55 Guajalo Alto * 1000 3150 Chillogallo Medio dañad Sur
56 Guajalo Medio* 1750 3070 Chillogallo Medio dañad Sur
57 Guajalo Bajo 750 3010 Guajalo Medio dañad Sur
58 T.De Plant.Puengasi 14784 2990 si Sur
59 Puengasí Alto* 1000 3009 P.Puengasí dañad Sur
60 San Isidro Alto 1000 3100 si Sur
61 San Isidro Bajo* 750 3045 P.Puengasí si Sur
62 Itchimbia Medio 500 2875 Itchimbia Alto no Cen
63 Itchimbia Bajo 500 2850 Itchimbia Medio no Cen
64 Monjas Existente 2 1000 2890 P. Puengasí si Cen
65 Monjas Existente 1 50 2900 P. Puengasí no Cen
66 Monjas Alto R.P.1 500 2830 Monjas Alto 2 si Cen
67 Monjas Medio R.P.2 500 2776 Monjas Alto 3 si Cen
68 Monjas Bajo R.P.3 500 2710 Monjas Alto 2 si Cen
69 Est.Bomb.San J.Medio dir.de L.Impuls si Cen
70 Est.Bomb.San J.Bajo dir.de L.Transm dañad Cen
71 San Juán Alto 400 2978 Red no Cen
72 Toctiuco Alto Plant.T. 750 3200 dañad Cen
73 Forestal Bajo* 500 3070 Chiriacu Alto si Sur
74 Forestal Medio* 1000 3130 Chiriacu Alto dañad Sur
75 Argelia Alto 500 3070 Ferroviaria Bajo si Sur
76 San Eduardo 200 2800 Parques Recuerdo no Nor
77 Comit.Pueblo TRP 1 250 2824 Comite del Pueblo no Nor
78 Comit.Pueblo TRP 2 250 2769 TRP 1 si Nor
79 Comit.Pueblo TRP 3 250 2715 TRP 2 no Nor
33
61 San Isidro Bajo* 750 3045 P.Puengasí si Sur
62 Itchimbia Medio 500 2875 Itchimbia Alto no Cen
63 Itchimbia Bajo 500 2850 Itchimbia Medio no Cen
64 Monjas Existente 2 1000 2890 P. Puengasí si Cen
65 Monjas Existente 1 50 2900 P. Puengasí no Cen
66 Monjas Alto R.P.1 500 2830 Monjas Alto 2 si Cen
67 Monjas Medio R.P.2 500 2776 Monjas Alto 3 si Cen
68 Monjas Bajo R.P.3 500 2710 Monjas Alto 2 si Cen
69 Est.Bomb.San J.Medio dir.de L.Impuls si Cen
70 Est.Bomb.San J.Bajo dir.de L.Transm dañad Cen
71 San Juán Alto 400 2978 Red no Cen
72 Toctiuco Alto Plant.T. 750 3200 dañad Cen
73 Forestal Bajo* 500 3070 Chiriacu Alto si Sur
74 Forestal Medio* 1000 3130 Chiriacu Alto dañad Sur
75 Argelia Alto 500 3070 Ferroviaria Bajo si Sur
76 San Eduardo 200 2800 Parques Recuerdo no Nor
77 Comit.Pueblo TRP 1 250 2824 Comite del Pueblo no Nor
78 Comit.Pueblo TRP 2 250 2769 TRP 1 si Nor
79 Comit.Pueblo TRP 3 250 2715 TRP 2 no Nor
80 Ponceano Medio 2 250 2861 Ponciano Alto no Nor
TANQUES SECUNDARIOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE QUITO
No. NOMBRE CAPAC. Cot. Fon. ABASTECIDO Macro SECTOR
Tanq (m3) m.s.n.m. DESDE Med.
81 Ponceano Alto 1 600 2885 Colla Loma no Nor
82 Ponceano Bajo 1 660 2832 Ponciano Medio no Nor
83 Noroccidente Plant.T. 3100 3020 si Nor
84 Noroccidente Alto 1750 2980 no Nor
85 Noroccidente Medio 1750 2950 no Nor
86 Norroccidente Bajo 1* 750 2923 Chaupicruz 1 si Nor
87 Norroccidente Bajo 2* 1000 2922 Chaupicruz 1 si Nor
88 Estac.Bomb.Pedregal 25 Emergencia no Nor
89 Granda Garces 900 2900 no Nor
90 Carcelen Medio D.Q. 1000 2758 Carcelen Alto no Nor
91 Carcelen 29 de Abril 500 2720 no Nor
92 Primavera 100 3240 no Cen
93 Las Casas Alto 1000 3200 si Cen
94 Quito Tenis Bajo* 750 2920 Chaupicruz 1 si Nor
95 Quito Tenis Alto 750 2950 no Nor
96 Esa.Bom.Q.T.Bajo 25 T.de succ.2980 no Nor
97 Arroyo Delgado 200 2920 no Cen
98 Guapulo 3 250 ** 2675 Guapulo 2 no Cen
99 Cochapamba Alto P.T 250 3163 si Nor
100 Cochapamba Medio 250 3100 si Nor
102 Pinos Bajo 250 ** 2860 Pinos Alto si Sur
101 Cochapamba Bajo 250 3035 si Nor
103 Miravalle 500 2865 Edén del Valle si Sur
104 Alma Lojano Bajo 1000 2950 P.Puengasí no Sur
105 Alma Lojano Alto 250 3010 no Sur
FUENTE: EMAAP-QUITO
34
Capacidad actual de almacenamiento
En cuanto a la capacidad actual, los tanques en su totalidad (119), tienen un volumen de almacenamiento
de 221.926 m³, lo cual representa el 56% del volumen diario producido en la actualidad (4.6 m³/seg) para
la ciudad de Quito. Como se observa este volumen debería ser suficiente para las necesidades de la
regulación diaria, y también para los volúmenes de emergencia e incendio. Sin embargo, esta situación es
a nivel general y deberá analizarse para la situación particular de cada una de las zonas de presión.
3.1.3. DETERMINAR LAS PÉRDIDAS FÍSICAS DE AGUA
Por pérdidas de agua se entiende la diferencia entre el agua producida y el agua facturada, es decir el agua
no facturada. En esta diferencia intervienen varios componentes: errores de medición del agua producida,
deficiente estimación de los consumos, consumos no facturados y fugas de agua de las tuberías y de las
instalaciones.
• Errores de medición: El balance entre el agua producida y el agua facturada implica la medición de
ambos términos de la ecuación: los caudales producidos y los caudales consumidos. Estos aspectos
tienen que ver con la exactitud de los macro medidores, micro medidores y con la forma de
determinar los caudales producidos y consumidos en ausencia de medición.
• Pérdidas por facturación: En el proceso de facturación, por errores de lectura y de facturación o por
deficiencias de micro medición, puede ocurrir que algunos consumos no se facturen según el dato real
consumido y medido. Por caer dentro del ámbito del sistema comercial, los aspectos mencionados en
el tema anterior que se relacionan con errores de registro de micro medición, de lectura de micro
medidor y de estimación de consumos de servicios sin medidor, se incluyen dentro de este segundo
tema. Otra pérdida comercial, la constituyen los usuarios clandestinos y la ausencia de facturación o
de control del consumo de usuarios registrados, como lo podrían ser usos públicos, usos de la propia
empresa o usos sociales.
• Pérdidas físicas: Corresponden a las pérdidas físicas de agua, tales como reboses de tanques y fugas.
Otra causa es el robo de agua aunque si este es para uso de usuarios potenciales del sistema, no se
trata ya de una pérdida física propiamente, sino de usuarios clandestinos en cuyo caso la pérdida es
comercial.
Es importante discriminar de las causas anteriores cuales corresponden a demanda de agua real y que no
la reducen con un programa de control de pérdidas, aunque su registro y medición aumenta la
facturación, disminuyendo las pérdidas comerciales, de las que corresponden efectivamente a agua física
que puede recuperarse.
Con base en la información disponible a la fecha, se tienen los volúmenes de agua no facturada que se
presentan en los Cuadros Y Gráficos No.3.3, .3.1; No.3.4, No.3.2 y No.3.5 respectivamente para Quito-
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  • 1. 1 UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL TITULO EVALUAR LAS PERDIDAS DE AGUA EN LAS REDES DE DISTRIBUCION DE QUITO Y PARROQUIAS TESIS DE GRADO PREVIA LA OBTENCION DEL TITULO DE INGENIERO INDUSTRIAL Elaborado por: ARNULFO EFENDY YEPEZ VALENCIA DIRECTOR DE TESIS ING. LUIS CALLE QUITO, NOVIEMBRE 2003
  • 2. 2 DEDICATORIA A mi esposa, mis hijas y mis padres
  • 3. 3 AGRADECIMIENTOS Agradezco a todas aquellas personas que colaboraron en la elaboración de esta tesis, a mis amigos que siempre me dieron ánimos y su colaboración, a la EMAAP-QUITO que me dio todas las facilidades
  • 4. 4 DEL CONTENIDO DE LA PRESENTE TESIS SE RESPONSABILIZA EL AUTOR: ARNULFO EFENDY YEPEZ VALENCIA NOVIEMBRE - 2003
  • 5. 5 CERTIFICACION Certifico que bajo mi dirección la presente tesis fue desarrollada por el Señor: Arnulfo Efendy Yépez Valencia Ing. Luis Calle DIRECTOR DE TESIS
  • 6. 6 CONTENIDO CAPITULO PRIMERO: INTRODUCCION CAPITULO SEGUNDO: MARCO TEORICO CAPÍTULO TERCERO: METODOLOGIA O PROCEDIMIENTO CAPITULO CUARTO: ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LAS PÉRDIDAS DE AGUA EN LOS SECTORES PILOTOS CAPITULO QUINTO: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
  • 7. 7 INDICE Página Capitulo I: Introducción 1 1.1. Ubicación del problema 1.1.1. Antecedentes 2 1.2. Establecimiento del problema 3 1.2.1. Propósito 4 1.2.2. Objetivo General 4 1.2.3. Objetivos Específicos 4 1.2.4. Hipótesis 5 1.2.5. Impacto Ambiental 5 1.2.6. Definición de Términos 5 1.2.7. Importancia de la Investigación 8 Capitulo II: Marco de Referencia 9 2.1. Aspectos generales 9 2.1.1. Flujos y consumos 10 2.1.2. Balance de agua 13 2.2. Generalidades sobre fugas 14 2.2.1. Causas que producen las fugas 14 2.2.2. Tipos de fugas 15 2.2.3. Métodos empleados en el control de fugas 16 2.2.4. Sondeo 20 2.2.5. Sectores de fugas 23 2.2.6. Índices de medición de fugas y niveles aceptables 23 2.2.7. Determinación de los niveles de desperdicio 23 Métodos para definir los niveles de desperdicio 24 2.2.8. Aspectos económicos 27 2.3. Sectores de medición y control de fugas 27 2.3.1. Sectores de fugas, y diseño 28 2.3.2. Operaciones en el sector y localización de fugas 29 2.4. Equipos e instrumentos 31 2.4.1. Equipos e instrumentos utilizados 31 2.5. Conformación de personal y equipo 32 2.5.1. Investigación de redes de agua 32 2.5.2. Acondicionamiento de sectores 32 2.5.3. Sectores y cierre escalonado de válvulas 33 2.5.4. Sondeo 33
  • 8. 8 2.6. Adiestramiento de personal 33 2.6.1. Selección de personal 33 2.6.2. Adiestramiento de personal profesional 34 2.6.3. Adiestramiento de personal técnico y de campo 34 2.7. Formas de ejecución 34 2.7.1. Evaluación del sistema y bases del proyecto 34 2.7.2. Formas de ejecución 35 Capitulo III: Metodología o Procedimiento 36 3.1 Análisis de las pérdidas de agua (Método deductivo) 36 Macro medición y determinación de la producción 39 3.1.1 Analizar la producción de agua 41 3.1.2 Analizar la distribución de agua 41 3.1.3 Determinar las pérdidas físicas de agua 45 3.1.4 Analizar los errores de medición 53 3.1.5 Analizar la información comercial de lectura de medidores 56 3.2 Investigación de las pérdidas de agua (Método inductivo) 56 3.2.1 Definir el sector 56 3.2.2 Primera prueba de aislarlo 58 3.2.3 Aislamiento definitivo 58 3.2.4 Poner operativas válvulas e hidrantes 61 3.2.5 Medición de caudales 61 3.2.6 Analizar la eficiencia del sector 61 3.2.7 Analizar las pérdidas físicas del sector 61 3.2.8 Detección de fugas y reparación 61 3.2.9 Obtener parámetros de consumo y de demanda del sector 63 Capitulo IV : Análisis Estadístico de las pérdidas de agua En los sectores pilotos 66 4.1 Curvas de variación horaria del consumo 66 Resultados de la investigación de campo sobre medidores y conexiones 71 Balance de agua, ingresando al sector y del agua facturada 71 Balance de agua no facturada en los sectores piloto 72 Consumo bruto actual 73 Factor máximo diario 74 Factor máximo horario 76 Volumen de almacenamiento requerido 77 Regulación diaria 77
  • 9. 9 Extinción de incendios 78 Volumen de emergencia 79 Capitulo V : Conclusiones y Recomendaciones 82 5.1 Conclusiones 82 5.2 Conclusiones sobre agua no facturada 84 5.3 Recomendaciones 85 • Bibliografía General 86 • Gráficos-cuadros vi • Anexos vii • Apéndice
  • 10. 10 INDICE DE GRAFICOS Y CUADROS GRAFICOS Página Gráfico No. 3.1 48 Gráfico No. 3.2 50 Gráfico No. 3.3 52 Gráfico No. 3.3 59 Gráfico No. 3.4 60 Gráfico No. 4.1 68 Gráfico No. 4.2 70 Gráfico No. 4.3 80 CUADROS Cuadro No. 2.1 35 Cuadro No. 2.2 36 Cuadro No. 3.1 40 Cuadro No. 3.2 42 Cuadro No. 3.3 47 Cuadro No. 3.4 49 Cuadro No. 3.5 51 Cuadro No. 3.6 54 Cuadro No. 3.7 55 Cuadro No. 3.8 63 Cuadro No. 4.1 67 Cuadro No. 4.2 69 Cuadro No. 4.3 71 Cuadro No. 4.4 72 Cuadro No. 4.5 74 Cuadro No. 4.6 75 Cuadro No. 4.7 79
  • 11. 11 RESUMEN La presente tesis contiene el estudio del control de pérdidas de agua que se produce en la ciudad de Quito y sus parroquias. Estas pérdidas son ocasionadas por errores de medición, por facturación, pérdidas físicas. Con este estudio se benefician todos los usuarios sean estos de consumo doméstico, comercial e industrial, ya que se contará con un mejor registro de lecturas y se cobrará de acuerdo a lo que cada medidor consuma. El objetivo principal del presente estudio es minimizar las pérdidas y obtener un mejor ingreso. Además una vez implantado el programa de control de pérdidas, se tendrá un mejor control del agua que se produce y se distribuye a los usuarios. Cabe recalcar que nuestro estudio se lo hace en dos sectores pilotos por el alto costo que representa. De los resultados obtenidos se asumirá un comportamiento similar para toda la ciudad y parroquias.
  • 12. 12 SUMARY The present thesis contains Quito’s water last control study on its rural towns. The water last are produced by miss measuring, miss taxing and water weating. With study the benefic it’s are for the costumers, wather they are domestic, industrial, because we will a better measures control and we will tax what every medicion uses. The main objective of this study is to reduce the wather lasts and get a better profit. Once we set the lasts control system, we will have a better control of water production and wather distribution to the costumers. It’s is worth to remark that our study it’s made in experimental areas for its high cost tha represent. Out of the output we will assume the same behavior similar for all the city and rural areas.
  • 13. 13 CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN La presente investigación nos dará los procedimientos a seguir en las actividades encaminadas a la solución de problemas de abastecimiento en la ciudad de Quito y sus 19 parroquias, en el marco del Plan Maestro. Sean estos problemas de abastecimiento ocasionados por las fugas, desperdicios, mala facturación, o por robo.1 En nuestro análisis se tomara en cuenta la producción de agua, su distribución y su consumo, ya que se ha determinado que no existe una real recuperación de lo producido. Para lo cual a la ciudad de Quito se le dividió en sectores que servirán para analizar el tipo de usuarios. De acuerdo con los datos de facturación de Enero a Octubre de 2002 de la EMAAP.Q, se obtuvo un volumen de facturación de 96.195.156 m ³ anual, que corresponde al 76 % del consumo doméstico, 9 % al comercial, 4 % al consumo industrial y 11 % que corresponde a oficial y municipal. En las parroquias se tiene el 93.2 % corresponden al doméstico, 1.2 % al comercial, 2.3 % al industrial y el 3.39 % corresponden al oficial y municipal. Son pocas las ciudades latinoamericanas que han implantado programas preventivos con carácter permanente, y ponen de manifiesto, ante todo, que una gran parte de la demanda no se encuentra justificada y consideran que ella corresponde a desperdicios producidos tanto en el interior de los edificios abastecidos como en el conjunto de tuberías principales y conexiones domiciliaras que constituyen los sistemas de distribución. Además, se señalan que los desperdicios son una consecuencia directa de la falta de programas adecuados de operación y mantenimiento que controlen el consumo de los usuarios y eliminen con procedimientos correctivos y preventivos, las causas de desperdicio en las redes, de tal manera que se logre, en conjunto, un balance satisfactorio entre el agua producida y el agua consumida. En estas condiciones, el desarrollo de las actividades destinadas al control de los desperdicios, que reúnen en un solo propósito los objetivos de reducción del consumo y la eliminación de gastos inútiles, se hace imprescindible, no solamente en los sistemas urbanos sino también en las áreas rurales y debe constituir la base para la formulación y desarrollo de los programas de operación y mantenimiento en el futuro inmediato. La optimización del sistema de distribución plantea el problema de establecer el balance entre los valores teóricos de diseño y los reales de funcionamiento. Cuando estos sean mayores, el sistema no cumplirá su cometido, o fallará, y en el caso contrario deberán plantearse las condiciones para su mejor aprovechamiento. Esto hace necesario de que se disponga de un correcto y real conocimiento de todas las 1 PLAN MAESTRO, Tahal Idco Engineers ltd, Volumen 1A, 1996
  • 14. 14 redes de distribución de la ciudad, lo que nos permitirá pronosticar los estados futuros para formular un plan que mantenga el sistema de distribución en condiciones óptimas de funcionamiento y acorde con el crecimiento de la población.2 La cantidad de agua producida y suministrada no son capaces de atender las necesidades propias de la ciudad y sus parroquias, previstas en los diseños, ni mucho menos las que corresponden al aumento de la demanda ocasionado por el rápido crecimiento demográfico y también por otros factores que inciden en el consumo por habitante, como son: el desarrollo industrial y la mejora en el nivel de vida. Esta situación, debido a las tendencias inflacionarias de la economía mundial, se conjuga con los costos acelerados del servicio, dando origen a un problema complejo cuya solución requiere una reducción de la demanda de agua y la eliminación de los gastos inútiles. 1.1. ANTECEDENTES Y UBICACIÓN DEL PROBLEMA3 La ciudad de Quito , Capital de la República del Ecuador , en la cual se realizo los estudios de su Plan Maestro de Agua Potable y Alcantarillado, se asienta en una zona montañosa y de topografía bastante irregular, con una forma alargada de sur a norte y muy angosta en los sentidos oriente-occidente. El área de estudio está ubicada en una gran cuenca interandina conocida como la Hoya del Guayllabamba en la región de la Sierra. Está cuenca es parte de una depresión con elevaciones que varían de 2.000 a 3.000 metros, es conocida con el nombre de Callejón Interandino. El área Metropolitana de Quito está situada en una de las cuencas más grandes y altas. La altura promedio es de cerca de 2.500 metros. La altura promedio en la que se halla situada la ciudad de Quito es de 2.800 m.s.n.m. El abastecimiento de agua potable para la ciudad de Quito, como sucede con todas las ciudades del Ecuador, tropieza con graves problemas conforme va incrementándose la población, por cuanto la demanda de agua va aumentando, manteniéndose constante la producción y capacidad de los sistemas de suministro. El primer suministro de agua de la ciudad de Quito, data desde la Colonia, con el sistema Pichincha. En el año de 1882 se inicia la construcción del sistema Atacazo por iniciativa del Dr. Juan de Dios Campuzano. En 1885 firma el gobierno la escritura de compra de la acequia y en 1889 entrega al I. Municipio de Quito para la distribución del agua a edificios públicos y casas de beneficencia. En 1887 se mejora el canal y llega el agua hasta el Placer con un caudal de 160 l/seg.En el año de 1912 se suscribió un contrato con una firma alemana para la construcción de la planta de filtros lentos de el Placer con lo que se abastecía el casco colonial de la ciudad. Ese mismo año se implementa al sistema El Sena. Desde el año 1940 tiende la ciudad a crecer hacia el Norte comprendiendo los sectores de el Ejido, Av. Colón, La Carolina, se 2 OPTIMIZACIÓN DE REDES Y BALANCE DE AGUA, Dtiapa, Lima, 1980 3 PLAM MAESTRO, EMAAP.Q ,Volumen 1A,1996
  • 15. 15 perforan los pozos en el sector de la Carolina, se construyen las estaciones Cruz A y B y 2 tanques La Granja, concluyéndose estos trabajos en el año de 1949. Posteriormente en el período 1955-1975, la ciudad registró un crecimiento acelerado, especialmente hacia la zona norte, a tal punto que la población bordea los 600.000 habitantes. El crecimiento de la ciudad hacia los zonas altas (sobre la cota de servicio en los proyectos existentes) y la necesidad de abastecimientos de agua a las parroquias de Calderón, San Antonio y Pomasqui, obligaron a desarrollar proyectos pequeños y ampliaciones de redes, cuyos caudales se tomaron del proyecto Pita- Puengasí. Nuevamente a partir del año 1985, Quito se vio obligado a un marcado déficit de agua potable, por lo que se emprendió la ejecución del proyecto Papallacta-Bellavista, que entro en servicio en 1990, con una capacidad instalada de 3.000 l/seg.En 1995 la EMAAP.Q comienza a la construcción del proyecto denominado “Optimización del Sistema Papallacta”. En 1998 comienza la construcción del proyecto denominado “La Mica Quito Sur”. 1.2. ESTABLECIMIENTO DEL PROBLEMA4 Se reconoce claramente que las partes constitutivas de un sis tema de distribución son las partes más difíciles de operar y mantener eficientemente. El hecho de estar enterradas durante muchos años , de no haberse llevado registros exactos y continuos de las tuberías y accesorios , de no haberse utilizado siempre los materiales más adecuados , de estar sometidas a la acción de los suelos que las rodean y a la acción del agua que llevan , hacen que hoy día sea necesario cavar las calles en muchos lugares para descubrir las tuberías e interconexiones , reconstruir las defectuosas , elaborar y actualizar los planos de las redes de distribución de la ciudad con un costo alto. Además es necesario utilizar técnicas complejas con métodos indirectos tales como medición de caudales, presión y sondeo del ruido que hace el agua al escapar para que, con estos elementos se pueda diagnosticar el estado de las tuberías y el comportamiento de los sistemas para proponer las acciones correctivas. En la práctica, continuamente, se presentan fallas en los sistemas de distribución, tales como fugas por roturas y desbordamiento en los tanques de agua, obstrucciones internas que reducen el diámetro interno y defectos de la operación causados principalmente por válvulas en mal estado. Estas fallas producen roturas en las vías, pérdidas de agua y disminución o suspensión del servicio. Un alto porcentaje de agua producida no es facturada, alcanzando porcentajes tan elevados como del 40 %, lo que implica que un elevado porcentaje del agua que se produce se desperdicie en los sistemas de distribución, lo que sucede por fugas y desbordamientos, así como por mal uso del agua y desperdicios. 4 OPTIZACIÓN DE REDES Y BALANCE DE AGUA, Ing. Herbert Farrer, Lima-Perú,1980
  • 16. 16 En realidad puede decirse que es imposible eliminar completamente las fugas ya que los costos de las acciones necesarias son de tal magnitud que obligan a estudiar e implementar programas razonables con los cuales se reduzcan los costos totales. 1.2.1. PROPÓSITO Cuantificar a través del control de pérdidas, y por medio de dos sectores pilotos: urbano (sector de la Atahualpa), y rural (sector de Conocoto), las pérdidas de agua. 1.2.2. OBJETIVO GENERAL 1. A través de un estudio general de la producción de agua de la EMAAP.QUITO, de la distribución de la misma, cuantificar las pérdidas de agua y sus causas. Determinar los sectores pilotos de control de pérdidas. 1.2.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.2.3.1. Determinar los errores de medición 1.2.3.2. Cuantificar la distribución de agua 1.2.3.3. Cuantificar la producción de agua 1.2.3.4. Cuantificar las pérdidas físicas 1.2.3.5. Determinar las pérdidas comerciales 1.2.3.6. Evaluar el estado físico de los componentes de la red del sector 1.2.3.7 Evaluar el sistema de micromedición del sector 1.2.3.8 Evaluar la eficiencia de la facturación del sector 1.2.3.9 Determinar las pérdidas comerciales del sector 1.2.3.10 Determinar las pérdidas físicas del sector 1.2.3.11 Obtener parámetros de consumo y de demanda del sector 1.2.3.12 Evaluar y ayudar a la actualización del catastro del sector 1.2.3.13 Obtener la composición de las pérdidas comerciales y físicas en el sector y proporcionar las acciones de los programas de control de pérdidas 1.2.4. HIPÓTESIS Cuantificando el control de pérdidas de agua y a través de dos sectores pilotos, se conocerán las causas y factores que intervinieron en las pérdidas de agua de Quito y sus parroquias. 1.2.5 IMPACTO AMBIENTAL
  • 17. 17 Durante la realización de los diseños y sectorización de los sectores pilotos, la información de la Evaluación del Impacto Ambiental, debe constituirse en la base para la toma de decisiones, para identificar las características físicas, biológicas, culturales y socioeconómicas, que resultarían modificadas como consecuencia de una actividad humana en un área determinada. La Evaluación de Impactos Ambientales permite: • Tratar los problemas ambientales de manera práctica y oportuna • Reducir la necesidad de imponer limitaciones al proyecto (sectores pilotos), ya que se pueden tomar las decisiones adecuadas con anticipación e incorporarles dentro del diseño de los sectores pilotos. • Disminuir costos y retrasos en la implementación del sector piloto, que puedan generarse como producto de la aparición de impactos ambientales imprevistos. Es importante hacer notar que en la elaboración de la presente tesis no se va a realizar una Evaluación de Impacto Ambiental , sino sólo dar soluciones antes y después de hacer las respectivas pruebas de los sectores pilotos de la Atahualpa y Conocoto. 1.2.6. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS5 Se presentan a continuación las definiciones usuales y terminología empleadas en medición de caudales, control del desperdicio del agua y en la localización de fugas en las redes de distribución. 1.2.6.1. DESPERDICIO Cantidad de agua que se fuga de los tanques y sistemas de tuberías principales de servicio y dentro de los domicilios, así como el agua mal usada por las diferentes instituciones del estado y los usuarios. 1.2.6.2. CONTROL DE DESPERDICIO Sistema implantado para controlar el agua producida y no vendida y la que desperdician los usuarios. También incluye las operaciones de medición, localización, reparación e imp lementación de políticas de educación, buen uso y conservación del agua. 1.2.6.3. DESPERDICIO EN LAS REDES Diferencia entre el volumen de agua producida y los volúmenes: facturado, suministrado a través de los diferentes sistemas de distribución, suminis trado por conexiones sin medidor, suministrados por servicios 5 PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLÓGICO DE LAS INSTITUCIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 1980,pag. 2 a 4.
  • 18. 18 no registrados, repartido en tanques de agua, sustraído clandestinamente de los hidrantes utilizado para combatir los incendios, desperdicio en fugas grandes, utilizando para lavar las alcantarillas sanitarias y cualquier otro volumen justificado, para un período determinado que coincide con el período de facturación. El balance de agua da como resultado el desperdicio en la red. 1.2.6.4. DESPERDICIO NOCTURNO Porcentaje del consumo nocturno que puede atribuirse a desperdicio. 1.2.6.5. PORCENTAJE DE DESPERDICIO Razón expresada como porcentaje del consumo mínimo nocturno, al consumo total industrial , establecido normalmente para un período de 24 horas y para una zona o sector dado. 1.2.6.6. PORCENTAJE NO FACTURADO Razón expresada como porcentaje del volumen producido menos el volumen facturado al volumen producido, establecido normalmente para un período de facturación. 1.2.6.7. CONSUMO Medida del agua que es utilizada en la actualidad por los usuarios. Se obtiene por medida directa en el campo. 1.2.6.8. CONSUMO DOMESTICO Medida del agua que es utilizada en la actualidad por los usuarios para uso doméstico exclusivamente. El término incluye el agua utilizada en riego , en lavado de automó viles y otros, e incluye el desperdicio dentro de la propiedad. 1.2.6.9. CONSUMO INDUSTRIAL Medida del agua que es utilizada por los usuarios para uso industrial exclusivamente. El término incluye el agua utilizada en riego, en lavado de automóviles y otros, e incluye el desperdicio dentro de la propiedad. 1.2.6.10. FUGA Escape de agua individual, de cualquier parte del sistema.
  • 19. 19 1.2.6.11. FUGAS EN LA RED PERMISIBLES Caudal por conexión, expresado en litros por segundo por conexión, que se encuentra bajo los niveles permisibles de fugas en la red. 1.2.6.12. FUGAS EN LA RED NO PERMISIBLES Caudal por conexión, expresado en litros por segundo por conexión, que se encuentra bajo los niveles permisibles de fugas en la red. 1.2.6.13. SECTOR DE FUGAS Parte aislada de la red para efectos de medición y control de fugas y del desperdicio en la misma. 1.2.6.14. LOCALIZACIÓN O DETECCIÓN DE FUGAS Aplicación de procedimientos y técnicas preestablecidas para localizar exactamente la ubicación de una fuga. 1.2.6.15. CAUDAL MÍNIMO NOCTURNO Caudal mínimo registrado por un medidor en un sector de fugas y que ocurre normalmente entre la una y tres horas de la madrugada. 1.2.6.16. CONSUMO NOCTURNO Medida del agua que es utilizada por los usuarios en horas de la madrugada, normalmente entre las doce y cuatro horas de la madrugada. Incluye el desperdicio nocturno. 1.2.6.17. SONDEO Metodología de campo que consiste en pasar una varilla de sondeo, hidrófono, geófono o detector electrónico sobre los accesorios expuestos y sobre las tuberías, para localizar las fugas. Es de hacer notar que muy a menudo se utilizan como sinónimos los términos”fugas y desperdicios”, cuando estrictamente las fugas son parte del desperdicio. 1.2.7. IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
  • 20. 20 La presente investigación se desarrollo tomando en cuenta ciertos aspectos importantes sean estos para la empresa y para los usuarios. Para la empresa (EMAAP.Q) se considero las pérdidas que se producen desde las plantas de tratamiento hasta que llega al consumidor sea este de tipo doméstico, comercial, industrial y oficial. Para el usuario se consideró el hecho de tener un mejor abastecimiento de agua y con mayor presión, ya que al analizar el sector piloto implica una mejor zonificación del área al ser estudiada. De ahí la importancia de la investigación. En la práctica vamos a contar con información que determine como funcionan los sectores en los que se ha dividido la ciudad y las parroquias, entonces sabremos que correctivos debemos tomar.
  • 21. 21 CAPITULO II: MARCO DE REFERENCIA 2.1. ASPECTOS GENERALES Para una eficiente prestación del servicio de agua, es indispensable que todas las tuberías del sistema correspondiente, bien sean de conducción, de distribución o domiciliarias, reúnan cuatro condiciones fundamentales. 1. Ser herméticas, es decir, no presentar aberturas diferentes a las establecidas previamente, que den origen a fugas y/o contaminaciones. 2. No tener sus secciones transversales reducidas u obstruidas, ni sus superficies interiores incrustadas o rugosas. 3. Disponer de la capacidad suficiente para atender las demandas de agua producidas en todo momento por los usuarios. 4. Mantener un régimen de presiones, dentro de límites previamente especificados y con el cual se logre, en forma directa, distribuir el agua a las edificaciones normales. Sin embargo, en la práctica, los sistemas de distribución presentan fallas pequeñas y grandes que no permite cumplir a cabalidad con los requisitos. Así se ocasionan una serie de problemas tales como: fugas, fallas de servicio, capacidad reducida de las mallas, etc., que finalmente se traducen en un mal funcionamiento del sis tema. Por otra parte, puede decirse que el funcionamiento de los sistemas de distribución depende de dos grupos de magnitudes: el uno es la estructura física que la constituyen: la capacidad de los tanques de almacenamiento, los diámetros y longitudes de cada tramo, así como las cotas de estos tanques y de los diferentes puntos de intersección o nudos de la red. El otro, lo conforma una serie de valores como el de los caudales, que son función de las características locales del estado de las tuberías, etc. Las magnitudes del primer grupo son constantes y sólo varían cuando se ejecutan obras determinadas, como el cambio de tuberías y otras por el estilo. Las del segundo en cambio, son variables y los diferentes estados de sus valores dependen de las densidades de población, las costumbres, el grado de industrialización, etc. En la práctica de los sistemas, además de disponer de un registro o catastro de las redes que permita saber en cualquier punto de la localidad cuáles son las características del primer grupo, sea necesario efectuar regularmente investigaciones destinadas, tanto a conocer los valores y las variaciones correspondientes de los parámetros que constituyen las magnitudes del segundo, como a corregir las fallas que ellos señalen, en relación con las condiciones que deben cumplir los conductos. Estas investigaciones consisten, básicamente, en determinar la situación existente con relación a:
  • 22. 22 1. los caudales de las tuberías 2. los consumos de los diferentes sectores de la ciudad 3. las presiones en los puntos claves y su régimen de variación 4. la capacidad de los sectores para atender sus necesidades 5. el desperdicio de agua 6. el coeficiente de rugosidad de las principales tuberías a fin de conocer su capacidad de transportar el agua. En último término, cualquiera de estos casos se reduce a establecer, directa o indirectamente, los valores correspondientes a tres magnitudes: caudales, consumos y presiones. 2.1.1. FLUJOS Y CONSUMOS FLUJO6 Se denomina flujo a la cantidad de agua que pasa por la sección de una tubería, en un tiempo determinado. Se lo expresa en unidades de volumen, llamándose entonces flujo total. Puede también expresarse en unidades de volumen por unidad de tiempo y entonces se llamará flujo medio en el período considerado. Ejemplo, si por una tubería pasan 20.000 m³ en seis horas, el caudal total será de 20.000 m³ en las seis horas y el caudal medio será de 80.000 m³ por día o de 926 litros/seg, según como se tome unidad de tiempo o el segundo. Cuando se hacen observaciones sucesivas de caudales aparece en los cálculos otra magnitud denominada flujo instantáneo, que en rigor viene a ser para cada momento, la derivada de los flujos con relación al tiempo. En la práctica y de un modo aproximado, puede adoptarse como flujo instantáneo, el flujo medio registrado durante un período relativamente corto de tiempo que suceda alrededor del momento considerado. Por ejemplo, si dentro de las seis horas correspondientes al flujo medio de los 80.000 m³ por día, antes citadas, se observa que el flujo total durante cinco minutos, entre las 7:58 y las 8:03 de la mañana, fue de 450 m³, podrá decirse que a las 8 de la mañana, el flujo instantáneo era aproximadamente de: (450 m³ / 5 min.) x 60 x 24 = 129.600 m³/ día. Por otra parte, se acostumbra generalmente a dividir el período básico de observaciones en lapsos iguales de tiempo y determinar para cada uno el caudal medio correspondiente. En el caso de las redes, se suele tomar el día divido por cada hora; entonces se denominan flujos horarios a los flujos medios calculados para cada hora; flujo medio horario al caudal medio durante las 24 horas y flujo máximo y mínimo horarios, al mayor y menor de los caudales horarios observados. 6 CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE,Dtiapa, Lima - Perú,1980, pag,3 a 12.
  • 23. 23 El Graf.No. 2.1 presenta como ejemplo de esto, un caso cualquiera de flujos. Puede observarse allí que el medio diario es 1.070 m³/día, el máximo 1.910 m³/día y el mínimo 540 m³/día. El estudio de flujos en una red requiere dos cosas ante todo: 1. Un esquema de las líneas por estudiar 2. Determinación de los puntos de aforo El esquema puede obtenerse de un plano general del sistema. Si no existe será necesario elaborarlo primero. Es conveniente que este esquema no lleve sino las líneas que se van a estudiar. La determinación de los puntos de aforo se hace sobre el esquema. Se puede presentar tres casos, como se lo indica en la Fig. 2.1. Se que , en a , basta determinar un caudal : en b , dos , tales como 1 y 2 ; el tercero se obtiene por suma o diferencia y , en c , tres ; el cuarto se deducirá también. Cuando lleguen a presentarse situaciones como las indicadas en b y c, conviene entonces estudiar cuales tuberías es mejor aforar y cuales pueden obtenerse por deducción. Para adelantar los aforos se requiere, en general, disponer de un aparato registrador. Estos equipos dan la velocidad, instante por instante, en una gráfica y su empleo permite acelerar el trabajo y obtener mejores resultados. EL CONSUMO7 Consumo es la cantidad de agua gastada, durante un tiempo determinado, en una localidad, en un sector de ella o en una de sus casas. Implica tres elementos: uno referente al sujeto que gasta el agua; otro que indica el volumen involucrado y el tercero que expresa el tiempo durante el cual se produce el consumo. El volumen se expresa en m³ o en litros. Como periodos de tiemp o se utilizan el año, el mes, la semana. Diario y horario, respectivamente. Se considera tres aspectos en el consumo: total, medio e instantáneo. 7 CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE, Dtiapa , Lima-Perú , 1980 , pag.13 a 22
  • 24. 1 Cuadro No. 2,1 Curva de variación horaria de consumo 0 500 1000 1500 2000 2500 6-7 7-8 8-9 9-10 10- 11 11- 12 12- 13 13- 14 14- 15 15- 16 16- 17 17- 18 18- 19 19- 20 20- 21 21- 22 22- 23 23- 24 24-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 CAUDAL (m³/DíA) HORAS Serie1 FUENTE:CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE,Dtiapa, Lima-Perú,1980,pag,15
  • 25. 1 CONSUMO TOTAL Es la cantidad de agua consumida durante un tiempo determinado. Se expresa en m³ y se acostumbra a considerar como períodos, el año, el mes, la semana y la hora. CONSUMO MEDIO Es el consumo total expresado en unidades de volumen por unidad de tiempo. Se designa de acuerdo con el lapso que abarca el consumo total y con la unidad de tiempo que se seleccione. Por esta razón se habla de consumo medio diario anual cuando el período total es de un año y la unidad el día; de consumo medio diario semanal cuando el volumen total corresponde a una semana y la unidad es también de un día. El consumo medio diario anual representa en general las tendencias del consumo y se utiliza tanto pata estudiar el crecimiento histórico de la demanda como para proyectar sus tendencias futuras. Además incluye la totalidad de agua suministrada en el período correspondiente, bien sea a toda la ciudad o a un sector de ella y se considera el consumo doméstico, el industrial, el comercial, el institucional, los desperdicios y fugas domiciliarias. CONSUMO HORARIO Es natural que siendo el consumo de agua una magnitud variable, sea necesario considerar cantidades de agua consumidas en tiempos muy cortos, las cuales constituyen en rigor el consumo instantáneo. 2.1.2. BALANCE DE AGUA8 El establecimiento del balance de agua en un sistema provee un índice de eficiencia del mismo, por cuanto del mismo se obtiene el porcentaje del agua producida que no se vende. Asimismo, el análisis de este balance proporciona como resultado los programas y medidas correctivas que deban adoptarse cuando fueren necesarios. Las cantidades de agua que intervienen en un sistema de acueducto se pueden clasificar en tres grupos, que son: a. Agua captada b. Agua suministrada a la ciudad c. agua consumida 8 OPTIMIZACIÓN DE REDES Y BALANCE DE AGUA , Ing, Herbert Farrer , OPS/OMS-CEPIS, 1980, PAG.5 A 9
  • 26. 2 El agua captada es la que se ha tomado de las fuentes para el servicio. La suministrada es la parte de ese volumen que ha entrado en el sistema de distribución de la localidad y la consumida es la cantidad gastada en diferentes formas. Basándose en esta clasificación, es posible establecer dos balances: uno entre las aguas captadas y las suministradas y otro entre éstas y las consumidas. El primero es de gran interés en las áreas de producción, especialmente en lo referente al tratamiento, filtración, etc. El segundo se relaciona, principalmente, con los aspectos de distribución y venta del agua y por esta razón, nos limitaremos a éste. 2.2. GENERALIDADES SOBRE FUGAS 2.2.1. CAUSAS QUE PRODUCEN LAS FUGAS9 El desperdicio del agua por fugas puede llevarse a cabo en las siguientes partes del sistema: • Fugas en las tuberías principales, debido a uniones defectuosas, corrosión, fracturas, fallas en las incorporaciones. • Fugas en los tanques por reventaderos o rebalse • Fugas en la tuberías de servicio abandonadas o no en uso • Fugas en las tuberías de servicio y en los medidores • Fugas dentro de los domicilios por corrosión o roturas en las tuberías, por empaques, válvulas o boyas en mal estado • En sistemas o sectores de abastecimiento intermitente por rebalse, al dejar las válvulas abiertas en espera de abastecimiento. Dentro de los factores que afectan el desperdicio por fugas, anotamos los siguientes: 1. ALTA PRESION Para una fuga dada el desperdicio aumenta con la presión, por cuanto la velocidad de salida, proporcional a la raíz cuadrada de la presión, aumentará con está. Aún cuando no es necesariamente cierto lo expuesto para todas las fugas, ya que algunas tienen orificios que varían de tamaño con la presión como un tubo rajado longitudinalmente, para un sector dado sí existe una razón única presión/desperdicio. Los consumos aumentan con la presión. 2. CORROSIÓN EXTERNA 9 MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCUÓN DE AGUA POTABLES , Dtiapa , Lima-Perú , 1980 , pag.2.1 a 2.2
  • 27. 3 Los problemas asociados con tuberías ferrosas, principales y de servicio, son bien conocidas y el debilitamiento causado por la corrosión las hace más susceptibles a fallas. 3. CORROSIÓN INTERNA EL acarreo de aguas corrosivas o agresivas puede causar en ocasiones ataque a las tuberías metálicas, causando debilitamiento y fugas. 4. EFECTOS DEL TRAFICO Las tuberías antiguas ubicadas bajo superficies no diseñadas para aceptar las cargas impuestas por el tráfico moderno son muy susceptibles a fracturarse, especialmente aquéllas con uniones rígidas. Las tuberías de instalación reciente pueden sufrir daños similares si la profundidad y compactación del terreno sobre las mismas no son adecuadas. 5. EDAD DE LAS TUBERÍAS En general, la corrosión externa e interna se incrementa con el tiempo y, por consiguiente, conforme más viejas son las tuberías mayor incidencia de fugas se presenta. 2.2.2. TIPOS DE FUGAS10 Las fugas en las redes de distribución pueden considerarse clasificadas en tres categorías diferentes, a saber: Categoría 1: Fugas muy pequeñas tales como juntas con goteos en tuberías principales y de servicio, válvulas con goteo; o sea, fugas que no son detectables por técnicas normales. Para reparar este tipo de fugas es necesario descubrir la tubería en su totalidad. Categoría 2: Fugas pequeñas que en conjunto contribuyen en un alto porcentaje al desperdicio total en un sector de fugas, pero que no son aparentes excepto cuando se lleva a cabo una inspección detallada y algunas veces el uso de técnicas más sofisticadas tales como medición, sectoreo y sondeo con equipos acústicos. Estas fugas se las puede localizar por medio de control de fugas y por consiguiente ser reparadas. 10 MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE , Dtiapa , Lima-Perú , 1980, pag.2.3 a 2.4
  • 28. 4 Categoría 3: Fugas grandes que se evidencian por varios mecanismos tales como roturas en el pavimento y agua fluyendo visiblemente, ruido en las casas, baja presión y falta de agua. En términos generales, estas fugas serán reportadas y reparadas independientemente de los sistemas establecidos para detección y control del desperdicio, y las secciones de mantenimiento de distribución deberán tener la capacidad suficiente para repararlas en cuanto son reportadas. Al referirnos al “control de fugas” se entenderá los programas y métodos empleados para localizar y reparar las fugas de categoría 2 en los sistemas de conducción, almacenamiento y distribución de agua. 2.2.3. MÉTODOS EMPLEADOS EN EL CONTROL DE FUGAS11 La localización y reparación de las fugas individuales representa la culminación de todos los esfuerzos e inversiones realizadas en control de fugas. A continuación se exponen los métodos más utilizados, que están basados en sondear o detectar el sonido que hace el agua al escapar por el orificio del tubo donde se produce la fuga. Los métodos empleados en la localización y detección de fugas se pueden clasificar en la siguiente forma: a. Medición de sectores b. Sondeo c. Presión diferencial d. Trazadores A. MEDICIÓN DE SECTORES Consiste en subdividir las zonas de abastecimiento en sectores menores o “sectores de fugas “, de tal forma que cada uno de ellos le entre el agua por un solo punto en donde se coloca un medidor o un pitómetro. Cerrando escalonadamente las válvulas desde el punto más alejado hacia el medidor, de tal forma que al cerrar algunas claves queden sectores sin agua, se determina qué tramos de estos sectores tienen mayor incidencia de fugas y en ellos se efectúa el sondeo. El análisis de las cartas gráficas de registros obtenidos de 24 horas permite el estimar, mediante el establecimiento de la línea de flujo nocturno, el desperdicio en la totalidad del sector. No se procederá a explicar más este tema, en vista de que en la investigación que haré al respecto procederé a explicar mejor. 11 PREVENCIÓN DE FUGAS Y MÉTODOS EMPLEADOS EN LA LOCALIZACIÓN DE LAS MISMAS, Ing. Herbert Farrer , Cepis , Lima- Perú , 1980, pag. 7 a 12
  • 29. 5 Si es de anotar la importancia de este método que situamos en primer lugar ya que, dentro del mismo, la detección de fugas y reparación de las fugas es marginal, por cuanto comprende la verdadera optimización del sistema, ya que su aplicación implica: • El conocimiento exacto de las redes de distribución y la confección de los planos actualizados de las mismas. • El conocimiento de todas las válvulas del sistema y su mantenimiento adecuado • El conocimiento de las zonas débiles del sistema para futuros programas de renovación de redes. • El conocimiento de la capacidad de las tuberías. • El conocimiento de los flujos y sus variaciones diarias y horarios dentro del sistema. • Una operación eficiente y segura La medición en el punto de entrada se realiza mediante pitómetros o registradores de caudal y la posterior detección de las fugas se lleva a cabo con detectores mecánicos o electrónicos. B. SONDEO En la definición de términos se dio el concepto y es “metodología de campo que consiste en pasar una varilla de sondeo, hidrófono , geófono o detector electrónico sobre los accesorios expuestos y sobre las tuberías para localizar las fugas “. El ruido que produce el agua al escapar es el resultado de alguno de los siguientes factores: • Turbulencia que produce vibraciones mecánicas en el tubo. • Turbulencia que produce el chorro de agua de la fuga, en la cavidad, con burbujas de aire explotando por cabitación • Choques de agua contra las paredes de la cavidad, piedras del subsuelo, etc. Hasta donde sea posible, para localizar fugas es preferible el sondeo directo sobre las tuberías y sobre los accesorios. Esto produce mejores resultados que aquéllos obtenidos por sondeo indirecto, o sea, sondeo llevado a cabo sobre la superficie del terreno, postes de alumbrado, etc. Los equipos que se utilizan para sondeo son de dos tipos: estetoscopios mecánicos y equipos de amplificación electrónica. Dentro de los primeros citamos las varillas de sondeo, estetoscopios y acuófonos. Son equipos e instrumentos cuyo extremo inferior se coloca en contacto con las tuberías y accesorios o sobre el terreno, y el extremo superior se coloca contra el oído del operador. Estos equipos son en realidad transmisores del sonido que hace el agua al escapar. Los segundos, amplificadores electrónicos, pueden ser portátiles o fijos en un vehículo. Dentro de los portátiles, el comercio ofrece una gran variedad y, dentro de éstos, citaremos a Terroscope, Zuurbier, Son-i-kit, Fisher M. Scope y Metrotech, equipos que funcionan a base de localizar sonido.
  • 30. 6 Usualmente consisten de un micrófono que alimenta un amplificador. Las diferencias entre unos y otros radican en el diseño del micrófono y del amplificador. En todos los casos son portátiles y la fuente de energía se da por baterías. Dentro de los equipos fijos, uno de los más conocidos es el equipo Hydrotronic, cuyo funcionamiento se basa en la detección y amplificación del sonido de la fuga utilizando un micrófono. La señal del sonido alimenta un equipo de análisis de frecuencia que selecciona las bandas predominantes de frecuencia, identificadas en el sonido de la fuga. El análisis de los componentes de frecuencia del sonido dentro de estas bandas es mostrado por luces indicadoras, medidores análogos y voltímetros digitales. El sonido puede escucharse a través de un altoparlante en algunos modelos. La detección de fugas se lleva a cabo colocando el micrófono en puntos de sondeo descubiertos, tales como válvulas, hidrantes, etc, o directamente sobre el tubo en las calles. En muchas ciudades se practica únicamente el sondeo para toda el área que cubre el sistema, sondeando más frecuentemente las que tienen una mayor incidencia de fugas. Otros lugares la mayoría de los conocidos, utilizan el método de medición para sectores, determinación de los tramos con mayor incidencia de fugas y posterior detección de las fugas en esos tramos. Este método, por las ventajas que tiene, es el que se lo empleara en el desarrollo de la tesis. A continuación se señalan algunos de los factores que afectan el comportamiento de los detectores acústicos de fugas. 1. Carácter del ruido en la fuente que lo produce, especialmente la frecuencia. El sonido debe ser audible por los estetoscopios a utilizar. 2. Profundidad y tipo de cobertura del suelo, concreto, asfalto, etc. 3. Ruidos extraños tales como los producidos por el tráfico de la calles y aéreos; así como por el viento. Es necesario que el operador aprenda a diferenciar estos sonidos de los producidos por las fugas. 4. El contacto del micrófono con la superficie afecta la frecuencia de respuesta. 5. El diseño de los micrófonos tanto mecánicos como eléctricos. 6. Características del amplificador. 7. Método de indicación, medidor o audífonos o combinación de ambos. C. PRESIÓN DIFERENCIAL La posición de una fuga puede determinarse a través de medidas de presión y estableciendo un gráfico de las líneas de gradiente hacia ambos lados de la fuga. Por cuanto las pérdidas de presión deben ser relativamente altas para ser registradas con manómetros bordón, se hace necesario el utilizar manómetros diferenciales con un líquido adecuado, de tal manera que se puedan medir gradientes del 2/1000 y menores.
  • 31. 7 D. TRAZADORES12 Los métodos de trazadores consisten en introducir a la tubería una sustancia denominada trazador que sea fácilmente detectable en pequeñas cantidades. Un trazador para ser usado en sistemas de agua potable debe ser soluble en el agua pero que, a la vez, no reaccione con la misma. Asimismo, debe ser químicamente inerte, sin olor y sabor y no tóxico. Estos requerimientos restringen el uso de algunos halógenos o trazadores radioactivos, aun cuando éstos pueden ser usados para localización de fugas en alcantarillados, siempre y cuando se compruebe que no hay riesgo de contaminación. Se han utilizado como trazadores el óxido vitroso y el cloro. 1. Óxido vitroso El óxido vitroso, material sintético, cumple con las características expuestas y es un método para su utilización como trazador en la localización de fugas. Este fue desarrollado por el WRA de Inglaterra. Este método consiste: La tubería debe estar a una presión no menor de 120 mca. Se inyecta el gas, que se puede adquirir comercialmente en cilindros, y se deja correr el agua en la tubería hasta que todo el tramo a investigar contenga óxido vitroso. Se cierra la tubería y se presuriza a la presión de prueba. Cuando el agua que contiene óxido vitroso se fuga de la tubería, regresa a la presión atmosférica y se separa de la solución. Se efectúan huecos de sondeo a lo largo del tramo de la tubería y se muestrea el aire adentro de los mismos con un equipo de toma de muestras, especialmente diseñado para óxido nitroso, con un analizador de gas infrarrojo. 2. Cloro El gas cloro también puede utilizarse como trazador. El método es el siguiente: La tubería en cuestión se asila del resto del sistema y por un extremo se le inyecta agua junto con el trazador, cloro en este caso, a través de un medidor. Esta inyección se continúa durante un tiempo suficiente para permitir al trazador desplazarse a lo largo de la longitud de la tubería. En el sitio donde esta ubicada la fuga se producirá un interfase de agua con y sin trazador. El agua ahora se descarga rápidamente a través de un medidor, con muestreo regular del agua, para el trazador. Conociendo el volumen de agua descarga antes de que el trazador sea detectado, es posible determinar la localización aproximada de la fuga. 2.2.4. SONDEO13 12 CURSODE FONTANERÍA, Aya , Costa Rica , Manual D-2, 1978 MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE, Cepis, 1980.
  • 32. 8 En algunas ciudades europeas se practica únicamente el sondeo para toda el área que cubre el sistema. Aquellas áreas con mayor incidencia de fugas se sondean con mayor frecuencia. La metodología empleada se expone a continuación. Para llevar a cabo el sondeo se utilizan desde varillas de sondeo muy sencillas hasta sistemas electrónicos de los más complejos. • Origen del sonido de las fugas El agua al escapar a presión genera vibraciones en el punto de escape y produce sonidos en un rango de frecuencia comprendida entre 350 y 2000 ciclos por segundo. Este sonido es causado en parte por la fricción del contra los bordes del orificio donde está la fuga, y en parte por el impacto causado por las partículas de suelo disturbado contra el tubo y el mismo suelo. Estos sonidos de impacto son usualmente de naturaleza irregular y baja frecuencia. Ambos patrones de sonido viajan a lo largo del tubo en todas direcciones y alejándose de su punto de origen. La distancia a la que el sonido viaja depende, básicamente, de la magnitud de la fuga, diámetro del tubo, presión interna y composición del material alrededor del tubo. Cuanto mayor sea la fuga y la presión del agua en el tubo, mayor será la onda de sonido generada. Las condiciones del suelo tienen un efecto considerable. Los suelos arenosos secos transmiten mejor las vibraciones, en tanto que las arcillas húmedas absorben gran parte del sonido, y los suelos arenosos húmedos absorben menos que las arcillas en igual condición. Los rellenos saturados de cualquier tipo absorben gran cantidad de sonido, por ejemplo, la señal de una fuga dada puede ser detectada 30 metros a lo largo del tubo si el relleno está constituido por arena seca. Si el relleno es lodo saturado, la misma fuga podrá detectarse hasta una distancia de 2 a 6 metros. La transmisión del sonido es directamente proporcional a la densidad del material transmisor. A mayor densidad, mayor el rango de sonido y mayor la velocidad a la cual el sonido será transmitido. Sonidos causados por una fuga a una gran distancia relativamente, si se aumenta el diámetro del tubo, la transmisión del sonido disminuirá. El material que rodea al tubo es relativamente menos denso que el fierro fundido del tubo y transmite el sonido de la fuga a distancias menores. Los tubos de hierro fundido, debido a su densidad, transmiten sonido en el rango de alta frecuencia del espectro del mismo en forma muy clara. El material que rodea al tubo, debido a su mayor densidad, atenúa los sonidos de alta frecuencia. 13 CURSO PARA INGENIEROS SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIDUCIÓN DE AGUA POTABLE, Dtiapa, Lima-Perú , 1980. pag. 2.4 a 2.7
  • 33. 9 Se presentan algunas fugas en las cuales al agua escapa a través del orificio hacia una cavidad llena de agua alrededor del tubo, atenuando el efecto del impacto de las partículas. El agua al escapar, sin embargo, genera vibraciones en el tubo que son transmitidas a lo largo del mismo en todas las direcciones, pudiendo ser detectadas. • Otros sonidos del ambiente El sonido generado por una fuga compite con los sonidos ambientales que se producen en los alrededores. Estos son una combinación de sonidos producidos por el agua fluyendo en las tuberías al ser abiertas las válvulas de servicio, bombas, tic-tac de los medidores, motores en marcha, ruidos del tráfico, de los peatones, transformadores de corriente eléctrica, etc., incluso el viento forma parte del nivel de sonido ambiental. Los ruidos del tráfico y sonidos ambientales se manifiestan en frecuencias que van desde 0 hasta 350 ciclos por segundo, en tanto que los producidos por fugas lo hacen en un rango de frecuencia de 350 a 2000 ciclos por segundo. Normalmente estos sonidos no pueden ser aislados por el operador del equipo, por lo que el sondeo de redes de distribución se lleva a cabo en horas de la noche, cuando el nivel de sonidos extraños es menor. Aún en esta condición se puede presentar el viento, cuyo sonido puede separarse colocando un cono de hule, similar a los utilizados para la demarcación de vías sobre el micrófono. El contacto directo del instrumento con el tubo elimina gran parte de la interferencia causada por ruidos y sonidos ambientales.
  • 34. 10 Efectos acústicos Como se explica anteriormente, la transmisión de vibraciones es influenciada por el material de las superficies: concreto, asfalto, lastre, etc.; el material sub-superficial: arena, arcilla, grava; el mismo conductor: acero, hierro fundido. PVC, asbesto-cemento, etc.; y el grado de saturación del suelo. El carácter del sonido cambia conforme se pasa de un material a otro. Las tuberías de PVC y de asbesto-cemento son malas conductoras del sonido y, como resultado, la transmisión a lo largo de los tubos es pobre. En tanto, la transmisión del suelo permanece constante, siempre y cuando la composición misma no varíe. Cuando la señal de la fuga es absorbida por el conducto o por el material que lo rodea debe ser amplificada para poder detectarla, lo que se puede hacer electrónicamente con equipos idóneos o incrementando la presión interna en el tubo. Este incremento de presión en ele tubo debe hacerse cuidadosamente, por razones obvias. Si se ha determinado que existe una fuga en una sección de tuberías pero no se ha logrado escuchar, por baja presión, profundidad del tubo o consistencia del material que rodea al tubo, la sección se puede aislar cerrando las válvulas. Luego se drena a través de un hidrante o conexión domiciliaria. Luego se abren las válvulas al mismo tiempo que el operador del instrumento escucha. El aire del tubo escapará por el orificio de la fuga, generando burbujas características que fácilmente se pueden localizar. Las vibraciones producidas por el viento a menudo son de las misma frecuencia que las fugas, debiendo el operador aprender a diferenciar ambos sonidos. No debe confundirse el sonido producido del agua al fluir por el tubo a los sonidos de los engranajes de los medidores con aquellos producidos por fugas. Es conveniente familiarizarse con estos sonidos practicando con fugas descubiertas. El oído humano tiene mayor percepción que el detector. Es la calidad del sonido, no si intensidad, lo que nos lleva a detectar una fuga en muchos casos. No existe un método absoluto que defina todas las fugas porque cada uno tiene sus propias características. Mediante el uso de la memoria se llega a tener un banco de datos de sonidos que servirá para referencia futura, escuchando una gran variedad de sonidos y constatando los correspondientes a fugas.
  • 35. 11 2.2.5. SECTORES DE FUGAS Consiste en subdividir las zonas de abastecimiento en sectores menores o “sectores de fugas “, de tal manera que a cada uno de ellos le entre el agua por un sólo punto en donde se coloca un medidor o un pitómetro. Cerrando escalonadamente las válvulas desde el punto más alejado hacia el medidor, de tal forma que al cerrar algunas claves queden sectores sin agua, se determina qué tramos de estos sectores tienen mayor incidencia de fugas, y en ellos se efectúa el sondeo1414 . En el parte 2.3 se analizará más detalladamente sobre las características del control de fugas. 2.2.6. INDICES DE MEDICIÓN DE FUGAS Y NIVELES ACEPTABLES Cualquier método empleado para establecer los niveles de desperdicio de fugas debe ser simple de obtener, consistente e independiente de efectos locales. Los niveles reales de desperdicio prácticamente no se pueden establecer con gran exactitud; 40 %, por ejemplo, es un dato tal vez ligeramente mejor que 45 %. La reducción del desperdicio, a menudo más fácil de determinar, es más importante que el establecido del porcentaje de desperdicio. 2.2.7. DETERMINACIÓN DE LOS NIVELES DE DESPERDICIO Básicamente hay dos maneras de determinar los niveles de fugas: 1. Medida del caudal mínimo nocturno 2. Por inferencia o cálculo, partiendo de los datos de caudales producidos y facturados, estimando el agua tomada de los hidrantes, el consumo de los servicios fijos y el bajo registro de los medidores. También puede estimarse el consumo total estimado, el consumo domiciliar e industrial y comparándolo con la producción.1515 14 MANUAL SOBRE CONTROL DE FUGAS Y MEDICIONES EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE, Dtiapa , Lima-Perú , pag. 2.7 15 PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE LAS INSTITUCIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa , 1980 , pag. 2.8
  • 36. 12 2.2.7.1 MÉTODOS PARA DEFINIR LOS NIVELES DE DESPERDICIO1616 Se considera dos métodos para definir los niveles de fugas: 1. Desperdicio como un porcentaje de algún parámetro de flujo total 2. Desperdicio expresado como una cantidad por conexión en un tiempo unitario. Antes de establecer las mejores formas y los parámetros a utilizar para definir los niveles de desperdicio, es necesario considerar dos aspectos: el consumo industrial y la relación entre el desperdicio medido. Al examinarse el efecto del consumo industrial en los niveles de consumo, debe tenerse en cuenta; a) La variabilidad del consumo industrial en el tiempo b) El agua utilizada por la industria no causa desperdicio en la red. Por cuanto la demanda industrial para esa área y puede variar estacionalmente y a lo largo de la semana de trabajo, debe tenerse especial cuidado al incluir estos consumos al definir niveles de consumo y al realizar pruebas en sectores. Debe tenerse especial cuidado en cerrar, si es posible, los medidores industriales durante el día en que ésta se realiza. Raramente el desperdicio es medido directamente pero es inferido de otras medidas, normalmente del caudal nocturno mínimo en el sector. En la mayoría de los casos se considera que el desperdicio en un área determinada es el agua que entra al área de noche, menos el agua utilizada por la industria de noche, menos el consumo doméstico nocturno, menos los volúmenes de almacenamiento. El consumo nocturno doméstico es tan pequeño que puede ignorarse usualmente. El análisis de cartas gráficas revela que únicamente se da un uso esporádico y puntual. El consumo nocturno industrial puede ser medido. Sin embargo, habiendo rebajado los consumos nocturnos domésticos e industriales, se puede suponer que el consumo nocturno corresponde al nivel de desperdicio del sector, ya que el medido corresponde únicamente a algunas horas de la madrugada y no a todo el día, en donde la presión afectará el nivel de desperdicio. 16 PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE LAS INSTITUCIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa , 1980 , pag. 2.9 a 2.11
  • 37. 13 % fugas = (Q mn - Qi / Q pd ) * 100 (17) Donde: Qmn = caudal mínimo nocturno Qi = caudal industrial Qpd = caudal promedio diario Varios factores importantes gobiernan la diferencia entre los niveles de desperdicio reales en un sector y los medidos directamente en pruebas nocturnas: Entre ellos podemos citar: a) En condiciones normales de abastecimiento a un sector el agua entra por varios puntos y no por uno sólo, como cuando se lleva a cabo la prueba del abastecimiento de la línea de caudal nocturno. Esto afecta el patrón de distribución de presiones. b) El patrón de presiones durante la noche, con los flujos mínimos es diferente a los patrones que se establecen durante el día acordes con la demanda. c) Las presiones en las conexiones a las tuberías principales variarán a lo largo del día acorde con la demanda en el sector. Por consiguiente para un sector dado: Desperdicio diario = 24 * K * (flujo mínimo nocturno) Donde K es una constante para cada sector que considera los factores anotados, y el flujo mínimo nocturno se expresa en volumen por hora. A la fecha no se tienen datos reales de posibles valores de K, y en ausencia de los mismos, nos vemos forzados a utilizar la siguiente expresión: Desperdicio diario = 24 x (flujo mínimo nocturno) Las relaciones que más se emplean para el establecimiento de los niveles de desperdicio son las siguientes: a) Razón ( R ) de caudal máximo diario ( Qmd ) a caudal mínimo nocturno ( Qmn):
  • 38. 14 R = Qmd / Qmn (18) En sectores muy bien mantenidos, con niveles bajos de fugas R está entre 12 y 15. b) Porcentaje de desperdicio El porcentaje de desperdicio, % D, se define como: %D = desperdicio x 100 / consumo total - consumo industrial (19) a) Este porcentaje muy empleado en la industria del agua tiene la ventaja de que se puede obtener fácilmente a partir de cartas gráficas de registradores instalados de tal forma que el agua entre al sector durante todo un día a través del mismo, y tiene la desventaja de que no es un término comparable con otros acueductos por la diversidad de definiciones que se le han dado a los términos que involucra. La debilidad del método estriba en el establecimiento del consumo industrial y en el efecto del mismo en todo el sector. c) Desperdicio por conexión por hora Este es un buen criterio que tiene varias ventajas, entre las que podemos anotar: • No depende del conocimiento del patrón de consumo del sector a lo largo del día, el cual es fácil obtenerlo si no se tiene medidores adecuados. • La comparación de consumos en los tramos de un cierre escalonado de válvulas en un sector, de inmediato da aquéllos con mayor incidencia de fugas. • La comparación con otros sectores se simplifica, y asimismo se pueden efectuar comparaciones con otros acueductos, incluso internacionalmente. Se calcula en la siguiente forma: Dch = ( Qmn - Qi )x 3600 / N (20) Donde: Dch = desperdicio por conexión por hora Qmn= caudal mínimo nocturno expresado en l/s Qi = caudal industrial nocturno expresado en l/s N = número de conexiones en el sector
  • 39. 15 Un valor aceptable de desperdicio en la red por conexión por hora es de 2.50 litros, valor que se puede utilizar para iniciar un programa. Sin embargo, este valor debe investigarse en cada acueducto ya que depende del costo de recuperación de agua y del nivel de desperdicio al que económicamente se puede llegar. 2.2.8. ASPECTOS ECONÓMICOS. Resulta difícil estimar el dinero que ahorra un programa de optimización de sistemas y control de fugas. Los beneficios son de dos tipos: a) El valor del agua ahorrada b) Los beneficios que se obtienen, difíciles de cuantificar económicamente, tales como: • El conocimiento exacto de las redes de distribución y la confección de los planos actualizados de las mismas. • El conocimiento de todas las válvulas del sistema, y su mantenimiento adecuado. • El conocimiento de las zonas débiles del sistema para futuros programas de renovación de redes. • El conocimiento de la capacidad de las tuberías. • En áreas donde la demanda ha sobrepasado los caudales de abastecimiento, un programa de localización y reparación de fugas puede implementar el déficit. • Facilidad de resolver problemas en las redes por el conocimiento de las mismas. Estos últimos beneficios deben ser examinados cuidadosamente y debe asignársele un valor efectivo. Cualquier análisis costo/beneficio es difícil llevar a cabo, pero se puede efectuar una estimación asignando un costo a las fallas y al riesgo asociado a las mismas. Conforme se avanza en la investigación de sectores de fugas, y se reducen las mismas, es importante calcular el costo del agua recuperada y compararla con el costo de recuperación de la misma - equipo, personal, reparaciones - para establecer con el tiempo cuál es el nivel económico de desperdicio para el acueducto en cuestión 2.3. SECTORES DE MEDICIÓN Y CONTROL DE FUGAS En esta parte se presenta la metodología de trabajo en los sectores de fugas, se dan los criterios de diseño, el planeamiento general para la medición y el control de fugas y el orden estricto que deben seguirse para efectuar los reportes y llevar los registros. 2.3.1. SECTORES DE FUGA Y DISEÑOS
  • 40. 16 Para diseñar los sectores se parte de los planos actualizados del sistema y se recomienda seguir los siguientes pasos: 1. Confecciónese un mosaico con los planos escala 1:2000 de la zona a sectorizar 2. Márquese con flechas en colores las tuberías principales que abastecen la zona. 3. Márquese con color las tuberías de diámetro mayores de la zona. 4. Divídase la zona en sectores pequeños o sectores de fugas considerando que: a. Se pueden aislar completamente mediante válvulas existentes o sea necesario para lograrlo instalar un mínimo de ellas. b. Se puede abastecer por un punto único en horas de la madrugada. c. El tamaño del sector puede ir desde 200 hasta 2000 conexiones, dependiendo de si se trata de un sector principal o industrial y de la capacidad de abastecimiento del punto escogido como entrada única. Para áreas urbanas residenciales, sectores pilotos con 1000 conexiones son satisfactorias. Esto permite colocar registradores o pitómetros durante una semana, lo que dará el patrón de consumo. d. Un medidor puede utilizarse para varios sectores de fugas con un juego adecuado de válvulas. 5. Confecciónese planos tamaño carta de los sectores diseñados. Cumplida esta etapa debe realizarse una inspección de campo para verificar el estado de las válvulas y la veracidad de los planos, para lo que se recomienda seguir los pasos siguientes: a. Con el plano de cada sector y los de las esquinas correspondientes, verifique que todas las válvulas estén descubiertas, limpias y que operen normalmente, para lo cual se cierran y con geófono se comprueba que el agua no pasa. b. Reparándose las válvulas en mal estado, con la certeza de que las válvulas operan normalmente, continúese el diseño de cada sector para realizar el cierre escalonado de válvulas, que permitirá el ir aislando tramos del sector. 6. El resto de las válvulas quedara abierto. 7. Al seleccionar las válvulas auxiliares y numeradas deberá tenerse en cuenta lo siguiente: a. Deben empezar a seleccionarse las válvulas auxiliares y numeradas desde el punto más alejado del medidor hacia el mismo. b. Las válvulas numeradas deben estar en un camino corto y continúo desde la primera hasta la última, para que el operador que las va a cerrar al realizar una prueba de cierre escalonado nocturno realice un recorrido sistemático. c. Debe tomarse en cuenta el sentido de abastecimiento del sector de tal manera que los primeros cierres no dejen sin abastecimiento tramos siguientes.
  • 41. 17 d. Debe tomarse en cuenta que el tiempo durante el cual se lleva a cabo un cierre escalonado es de tres horas, máximo tres horas y media, o sea de la una a las cuatro de la madrugada. Si se estima el tiempo de cierre en diez minutos por cada válvula, no se pueden cerrar más de 18 válvulas. e. La longitud de tubería principal debe ser más o menos igual en cada tramo correspondiente a cada válvula numerada. 8. Llénense las columnas del formulario No.1 (ver anexo 1) correspondientes al censo o número de conexiones por tramo o “por válvula numerada” y a la longitud en metros correspondientes. 2.3.2. OPERACIONES EN EL SECTOR Y LOCALIZACIÓN DE FUGAS Una vez diseñado el sector, procédase acorde con los siguientes pasos2117 : A. Precédase a “probar “el funcionamiento del sector. Esta operación consiste en cerrar las válvulas LÍMITES y AUXILIARES e ir luego cerrando cada válvula numerada, verificar que los sectores se vayan quedando sin agua. Lo anterior garantizará que las válvulas operen normalmente y que no hay otras conexiones hacia el sector. La comprobación se hace en hidrantes y en medidores. Puede hacerse de día previo aviso a los usuarios o de noche. B. Por cuanto las fugas a localizar son aquellas de categoría 2 , procédase a revisar el sector de tal forma que se reporten y reparen todas las fugas visibles. C. Instálese un registrador en línea o en by-pass en el punto de entrada o un pitómetro. D. Colóquese cartas gráficas por un período de una semana, con el objeto de conocer el patrón de consumo y el valor del caudal correspondiente al mínimo nocturno Qmn. Esto no siempre es posible, ya que no siempre el abastecimiento a través del medidor es suficiente para satisfacer las demandas máximas diarias. En este caso bastará con un registro de una noche para establecer el caudal mínimo nocturno. Si el Qmn es igual o menor al permisible no es necesario proseguir con el cierre escalonado de válvulas y posterior detección de fugas. Sin embargo, si el sector se investiga por primera vez es conveniente hacerlo. E. En el transcurso de la tarde anterior a la noche en la que se realizará el cierre escalonado de válvulas se procede a cerrar las válvulas LÍMITES y AUXILIARES. Si esto no fuere posible, por cuanto afecta el abastecimiento normal, las mismas deben cerrarse de 11 a 1 de la noche. Se programa en el formulario No. 2 ( ver anexo 2), las horas a las que se cerrarán las válvulas 17-18-19-20 21 PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 1980, pag.3.5 a 3.10
  • 42. 18 numeradas y las observaciones de si hubiera que cerrar previo aviso alguna conexión industrial o leer el medidor durante la prueba. Con la debida anticipación debe avisársele a las industrias, hoteles, hospitales y similares la suspensión del servicio en la madrugada. Cuando sea inconveniente el mantener vacías las tuberías, se puede programar el cerrar una válvula numerada, registrar el consumo y abrirla de nuevo, de tal forma que un cierre contenga al anterior. Este método tiene la desventaja de que dificulta mucho el análisis de las cartas gráficas. En sectores industriales u hospitalarios se puede ir cerrando las válvulas numeradas y abriendo algunas auxiliares que suplan agua a los tramos ya registrados. F. El cierre escalonado se ejecuta con dos vehículos con radio transmisor y dos personas, una en el medidor y otra cerrando válvulas. Antes de iniciar el cierre se acondiciona el medidor con una carta gráfica en la hora exacta. G. A la hora programada el operador del medidor da la instrucción de cierre de la válvula y así sucesivamente hasta cerrar la última que corresponde al medidor. H. Se procede a abrir todas las válvulas en el orden inverso que se cerraron, así: primero las numeradas en sentido descendente y luego las auxiliares y límites. l. En la oficina se calcula los caudales correspondientes, se completa el formulario No. 1 (anexo No.1), pudiéndose ahora saber del sector en cuestión, cuáles son sus tramos con mayor incidencia de fugas. Debe procederse ahora al sondeo de los tramos con mayor incidencia de fugas, lo que también debe hacerse en horas de la noche cuando el nivel de ruido es mínimo. Se realiza con varillas de sondeo, hidrófonos, geófonos o detectores electrónicos. El geófono es el instrumento que mejor resultado nos ha dado. Para efectuar el sondeo, que se realiza con tres personas, se recomienda seguir los siguientes pasos: a. Deben tomarse las precauciones para proteger al personal que realiza el sondeo de los vehículos que circulan a esas horas de la noche. Si se considera necesario cerrar la vía debe hacerse previa notificación a la autoridad de tránsito. b. Se sondean los medidores, si se detecta sonido se cierra la válvula del mismo. Si el sonido persiste, la fuga está del lado de la calle y debe seguirse hasta localizar su origen. Se sondean en forma ordenada los medidores, accesorios del sistema accesibles y luego el terreno directamente sobre el tubo principal y sobre las conexiones domiciliarias.
  • 43. 19 c. Además del sondeo, la experiencia enseña una serie de indicios de fugas que deben buscarse tales como: • Decoloración y hundimiento del pavimento • Inspección de pozos de registro • Quejas por baja presión en algún tramo . d. Las fugas encontradas deben reportarse de inmediato para su reparación. Es importante que el personal de optimización de sistemas observe las reparaciones. Esto, además de la satisfacción que le producirá, le enseñará la magnitud de las mismas acorde con el sonido escuchado y además podrá evaluar la cantidad de agua que se estaba fugando. Reparadas las fugas debe repetirse el cierre escalonado de válvulas para evaluar nuevamente el sector y sondear nuevamente aquellos tramos que aún tengan desperdicios considerables. 2.4. EQUIPOS E INSTRUMENTOS En esta parte nos referiremos a los equipos e instrumentos de medición y registro de caudal y presión, detectores de tubería. 2.4.1. EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS Los equipos e instrumentos más conocidos que se ofrecen en el mercado, la mayoria de los cuales se han utilizado con éxito, son los siguientes:18 a. Medición e instrumentos utilizados - Pitómetro y registrador Simplex - Pitómetro Colé y registrador británico - Registrador fotográfico - Registrador Kent - Registrador Deacon - Medidor para hidrantes, tubo Pitot 18 PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 1980, pag.5.1 a 5.5
  • 44. 20 b. Medición y registro de presión - Manómetro Bourdon - Registrador Vermon Morris - Calibrador de manómetros Budenemberg c. Detectores de tubos y tapas metálicas - Detector de tubos Fisher TW-5 - Detector de tapas Fisher M70 y Fisher M90 d. Detectores de fugas - Varillas de sondeo - Detector Fisher LT-10 - Detector Fisher LT-15 - Geófonos 2.5. CONFORMACIÓN DEL PERSONAL Y EQUIPO En esta parte se presenta la composición del personal que se utiliza en las actividades de investigación y detección. 2.5.1. INVESTIGACIÓN DE REDES DE AGUA Esta actividad es muy laboriosa y consiste en verificar la red mediante detección de tuberías y válvulas y horadación de calles para verificación. El equipo completo que se utiliza es el siguiente: • Un retroexcavadora • Una vagoneta • Tres camionetas • Tres compresores de 100 cfs. • Detectores de tubería Cada camioneta tiene un compresor, y el retroexcavadora y la vagoneta les dan servicio a las tres unidades.
  • 45. 21 La unidad es operada por un capataz que conduce el vehículo, opera los detectores y confecciona los croquis de actualización de planos. Cada unidad tiene tres cuadrillas, conformadas cada una por un operario fontanero, un ayudante y dos peones o un operario fontanero y tres peones. O sea que en total cada unidad tiene trece personas. Es de hacer notar que esta actividad necesita mucha mano de obra por la horadación, seguimiento de tubería y reacondicionamiento de las superficies de las calles. 2.5.2. ACONDICIONAMIENTO DE SECTORES El trabajo nocturno de chequeo del funcionamiento de los sectores lo realiza un asistente de ingeniero con un capataz y un operario; con dos vehículos, los cuales están acondicionados con el equipo para esta labor y radiotransmisores móviles. 2.5.3. SECTOREO Y CIERRE ESCALONADO DE VÁLVULAS Las pruebas nocturnas las realiza el mismo personal que acondiciona el sector 2.5.4. SONDEO Las operaciones de sondeo las realizan cuatro personas: un asistente de ingeniero, un operario detectorista y dos ayudantes acorde con la técnica recomendada. 2.6. ADIESTRAMIENTO DE PERSONAL19 Antes de dar inicio a un programa de optimización de redes de distribución, medición y control de fugas, es necesario seleccionar cuidadosamente al personal, tanto profesional como técnico y de campo, y luego adiestrarlo debidamente en la concepción del programa, objetivos que se persiguen, metodología de campo y uso de equipos e instrumentos. 2.6.1. SELECCIÓN DE PERSONAL Para este tipo de trabajo es necesario seleccionar cuidadosamente al personal. Se requiere gran responsabilidad y dedicación, ya que se debe trabajar un alto porcentaje del tiempo en jornada nocturna y con equipo e instrumento de alto costo. 19 PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 1980, pag.7.1 a 7.5
  • 46. 22 2.6.2. ADIESTRAMIENTO DE PERSONAL PROFESIONAL Aun cuando existen manuales de cursos impartidos de operación de los equipos, es prácticamente indispensable adiestrar al personal profesional en lugares donde ya se tiene experiencia. En nuestro caso se ha enviado personal a diferentes países sudamericanos, específicamente Brasil y Colombia, que tiene, desde hace muchos años programas implantados en forma permanente. El personal profesional debe tener muy claros los objetivos que se persiguen y no debe apartarse de los mismos. 2.6.3. ADIESTRAMIENTO DE PERSONAL TÉCNICO Y DE CAMPO El adiestramiento de personal profesional, de asistencia de ingenieros, dibujantes, capataces y operarios debe darse mediante cursos teórico-prácticos de capacitación y en el ejercicio del trabajo. En AYA se han establecido tres cursos de adiestramiento, a saber: 1. Optimización de sistemas, redes de distribución y tendrán una duración de cinco días 2. Operación de equipos e instrumentos, y tendrá una duración de cinco días 3. Curso de plomería, con una duración de cuatro semanas. El nivel profesional y de asistencia de ingeniería recibe los cursos 1, 2 y 3. El nivel de capataces y operarios recibe el curso 3. A los dibujantes se les instruye acorde con las normas establecidas para conformar los registros de las redes. Asimismo, a todo el personal se le debe dar charlas sobre los alcances del programa y metodología de trabajo. A continuación en el Cuadro No. 2.1 se presenta un posible curso a seguirse en el adiestramiento de personal. 2.7. FORMAS DE EJECUCIÓN 2.7.1. EVALUACION DEL SISTEMA Y BASES DEL PROYECTO Antes de dar inicio a cualquier proyecto de redes es necesario hacer una evaluación del estado del sistema, planos, registros, determinación de porcentajes de agua no controlada, niveles de medición. Con estos puede ahora establecer el proyecto y fijar sus objetivos y metas. Establecidos estos se hará un presupuesto tentativo para efectos de financiamiento.
  • 47. 23 2.7.2. FORMAS DE EJECUCION Para realizar proyectos de optimización de redes y control de fugas, prácticamente hay dos caminos: ejecución directa y ejecución por contrato. La primera es más lenta por cuanto implica el contratar alguna compañía experta en la materia. Sin embargo, se corre el riesgo de que está metodología no forme escuela y no haya continuidad una vez que termine el contrato. En el Cuadro No. 2.2 se indica los pasos a seguir en ambos casos. CUADRO No. 2.1 OPTIMIZACION DE SISTEMAS CURSO 1 Y 2 ( EQUIPOS E INSTRUMENTOS) DIAS MAÑANA TARDE Lunes Registro de participantes-introducción Contenido general del curso Pitómetros Sinplex y Cole Registrador Simplex-Práctica Medición con tubos de pitot formulaciones matemáticas y tablas Martes Registrador-práctica Convertidor de presión Registrador-práctica Miércoles Medidor de flujo para hidrantes Práctica - lecturas Manómetros Registradores Calibrador de manómetros Prácticas de calibración de manómetros Jueves Detector de fugas-prácticas Varillas de sondeo Detector de fugas Viernes Continuación prácticas Práctica nocturna FUENTE:PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima- Perú, 7.2
  • 48. 24 Cuadro No. 2.2 OPTIMIZACION DE SISTEMAS FUENTE:PROYECTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO, Dtiapa, Lima-Perú, 7.2 EVALUACION DE SISTEMA ESTABLECIMIENTO DEL PROYECTO OBJETIVOS Y METAS FINANCIAMIENTO EJECUCION DIRECTA EJECUCION POR CONTRATO SELECCION DE PERSONAL PROFECIONAL-ADIESTRAMIENTO EN EL EXTERIOR TERMINOS DE REFERENCIA ADQUISICION DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS CONTRATO SELECCION Y ADIESTRAMIENTO PERSONAL TECNICO PROGRAMAS DE TRABAJO EJECUCION CONTROL Y REPORTE ESTABLECIMIENTO DE UN PROGRAMA PERMANENTE REVISION
  • 49. 25 CAPITULO TERCERO: METODOLOGÍA O PROCEDIMIENTOS Se procederá a identificar las fuentes de información tales como: Empresa Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Quito, Planes Maestros de la EMAAP-Q, Ceñís y Universidades de la ciudad de Quito. Se utilizarán técnicas de recolección de datos tales, consultas bibliográficas entre otras. Se aplicarán métodos de conocimiento teórico. Para la investigación bibliográfica se va ha utilizar el método deductivo, en el cual se presentarán conceptos, principios, definiciones y normas generales de las cuales se extraerán conclusiones. Para el análisis de campo, luego de obtener los análisis para cada sector piloto estudiado se aplicará una metodología inductiva y así planear un sistema óptimo de control de pérdidas. 3.1. ANÁLISIS DE LAS PÉRDIDAS DE AGUA (MÉTODO DEDUCTIVO) 3.1.1. ANALIZAR LA PRODUCCION DE AGUA20 La EMAAP-Q para la producción de agua cuenta con diferentes sistemas que aportan a las diferentes plantas de tratamiento. A continuación se hace una descripción de cada planta de tratamiento y que sistema lo aporta. PLANTA DE TRATAMIENTO BELLAVISTA Esta planta de tratamiento entro en funcionamiento en 1990. Se encuentra ubicada en el sector oriental de la ciudad, dentro del Parque Metropolitano, a una cota de 2939.95 m.s.n.m. en el nivel de operación de los filtros. El agua que trata proviene de los ríos Blanco, Tuminguina y Papallacta, de la región Oriental. La planta fue diseñada para un caudal de 3.000 l/seg. dividida en dos módulos de 1.500 l/seg., pero en la actualidad se está operando a 2.400 l/seg., a razón de 1.200 l/seg. por módulo. PLANTA DE TRATAMIENTO DE PUENGASI Esta planta forma parte del sistema Pita-Tambo, que utiliza las aguas del río Pita que son conducidas mediante canal abierto, excepto unos dos kilómetros que atraviesan zonas pobladas, donde se ha procedido a cubrir el canal. La planta se ubica al sur oriente de la ciudad, en la loma de Puengasí, y tiene una cota a nivel de los filtros de 2.986,20 m.s.n.m. La planta entró en funcionamiento en 1.977. 20 Plan Maestro Integrado de Agua Potable y Alcantarillado para la ciudad de Quito, Fase de diagnostico, Informe final, Volumen 1 B
  • 50. 26 La planta fue diseñada para un caudal de 2.400 l/seg, pero en la actualidad está operando a 1.800 l/seg. En una primera etapa fueron construidos la mezcla rápida, 4 clarificadores y 8 filtros, y en una segunda etapa, hace 9 años, se construyeron 4 clarificadores más. Cada grupo de clarificadores está trabajando con un caudal de 900 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO EL PLACER La planta de tratamiento de El Placer comenzó a operar sin filtración en 1954 y con todos los procesos en 1956. Se encuentra ubicada al occidente del centro histórico de la ciudad, en la cota promedio 2.945 m.s.n.m. Trata aguas superficiales de los sistemas de Atacazo, Lloa y Pichincha y parte de las aguas crudas del Canal Pita-Puengasí. La capacidad de diseño es de 600 l/seg pudiendo aceptar hasta un máximo de 700 l/seg. En la actualidad se están procesando desde 680 l/seg como caudal promedio en verano, hasta 860 l/seg como promedio en invierno, con un promedio anual de 800 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO NOROCCIDENTE Esta planta de tratamiento entró en funcionamiento en 1.992. Se ubica en el sector de La Pulida, al noroccidente de Quito, a una cota de 3.030 m.s.n.m. Las fuentes principales de abastecimiento son el río Mindo y la quebrada Pichán, a las que se suman otras cuatro quebradas menores. EL caudal que estas suministran es del orden de 150 a 160 l/seg, de los cuales se quedan en el trayecto de 15 a 20 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO DE CONOCOTO La planta de tratamiento de Conocoto, inició su operación en 1994. Se encuentra ubicada en el sector Ontaneda Alto de la parroquia Conocoto, al oriente de la ciudad. Utiliza las aguas del río Pita, derivada desde el canal que conduce las aguas a la planta de tratamiento de Puengasí La planta fue diseñada para un caudal de 200 l/seg, pero en la actualidad está operando entre 150 y 160 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO DE CHILIBULO La planta de tratamiento de Chilibulo está en operación desde 1983. Se encuentra ubicada al sur occidente de la ciudad, en la parte alta del barrio Chilibulo. Utiliza parte del caudal que conduce el canal de Lloa hacia la planta de tratamiento de El Placer. Aparentemente la planta fue diseñada para un caudal de 60 l/seg, pero en la actualidad está tratando un caudal de 130 l/seg.
  • 51. 27 PLANTA DE TRATAMIENTO MENA 2 Está planta de tratamiento Mena 2 entró en 1979. Se encuentra ubicada al sur occidente de la ciudad, en las faldas del Ungui, parte alta del barrio Mena 2. El agua que ingresa a esta planta procede del canal de Lloa que va hacia la planta de tratamiento de El Placer. La planta fue diseñada para tratar 18 l/seg de agua subterránea. En 1995 la planta trató un promedio de 28.5 l/seg y de Enero a Abril de 1996 el promedio fue de 30 l/seg, llegándose incluso a 33 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO DE TOCTIUCO La planta de tratamiento de Toctiuco fue inaugurada en 1986. Se encuentra ubicada al pie de la Chorrera del Pichincha. Toma el agua de la cima de la Chorrera a una cota de 3308 m.n.s.m Aparentemente la planta fue diseñada para un caudal de 60 l/seg, pero en la actualidad está tratando un caudal de 120 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO RUMIPAMBA Entro en funcionamiento en 1967. Se encuentra situada junto a la quebrada Rumipamba, entre las lomas de Cruz loma y la denominada de las Antenas, a una cota media de 3.280 m.s.n.m. Aparentemente la planta fue diseñada para un caudal de 40 l/seg y en ocasiones ha llegado a funcionar hasta con 55 l/seg, pero en la actualidad está tratando un caudal de 25 l/seg. PLANTA DE TRATAMIENTO COCHAPAMBA Se halla ubicada en la parte alta del barrio Cochapamba, y entro a funcionar en 1987. Está planta fue diseñada para un caudal de 25 l/seg, pero en la actualidad está tratando un caudal de sólo 14 l/seg ya que una parte de la red que antes se abastecía desde esta planta, actualmente es servida por la planta de tratamiento Noroccidente. PLANTA DE TRATAMIENTO TOROHUCO Está planta se construyo alrededor del año de 1980. Se encuentra situada unos 2 Kms más arriba del Templete de los Héroes, en la Cima de la Libertad. Actualmente sirve a los barrios La Libertad, Jorge Calderón y Rodrigo Paz.
  • 52. 28 Se desconoce el caudal de diseño, pero en la actualidad trata un caudal de 2 l/seg en verano y hasta 4 l/seg en invierno. El procede de vertientes y quebradas conocidas en conjunto como Torohuco, y poseen una apreciable concentración de hierro. PLANTA DE TRATAMIENTO PICHINCHA SUR Está planta fue construida por la JNV (Junta Nacional de la Vivienda), para servir a las urbanizaciones Turubamba, Solanda y Las Cuadras, pero actualmente sólo sirve al Camal Metropolitano. Al parecer entro en funcionamiento en 1986. Se encuentra ubicada en las faldas del Atacazo a una cota de 3630 m.s.n.m. Se desconoce el caudal de diseño de la planta, actualmente trata un caudal de 10 l/seg en verano y el doble en invierno, procedentes de la quebrada Monjas y otra quebrada menor. A la salida junta sus aguas con unos 70 l/seg procedentes de galerías subterráneas, que no ingresan a la planta. MACROMEDICIÓN Y DETERMINACIÓN DELA PRODUCCIÓN 21 La determinación de la producción se realiza mediante el sistema de macro medición. Casi la totalidad del volumen de agua producido en Quito ciudad, cuentan con macro medición confiable. De los sistemas mayores, solamente tres salidas de la planta de El Placer, no cuentan con macro medidores permanentes, aunque la producción de esta planta puede ser determinada a través de su sistema de entrada. La carencia de macro medición se presenta únicamente en plantas y fuentes de pequeño caudal, lo cual no afecta en forma significativa la estimación de la producción total. Se anota sin embargo, que los macro medidores actuales requieren de alimentación eléctrica para su funcionamiento, y durante los períodos de interrupciones del fluido eléctrico ha sido necesario, por parte de EMAAP-Quito, estimar y ajustar parte de la información. El Cuadro No.3.1 muestra el resumen para el año 2002, de la producción reportada por EMAAP-Quito para la ciudad y para las parroquias. En estos reportes de EMAAP-Q se omiten frecuentemente los valores de la producción de las plantas de Toruco y de Pichincha Sur, ambas sin macro medición. Los valores respectivos se estiman en 2000 l/seg. con base en valores nominales de producción de estas fuentes. Sus volúmenes anuales respectivos se consideran en la estimación de las pérdidas. 21 Plan Maestro Integrado de Agua Potable y Alcantarillado para la ciudad de Quito, Fase de diagnostico, Informe fimal, Volumen 1 A,Capitulo 3, pag. 6 a 10
  • 53. 29 CUADRO NO.3.1 PRODUCCIÓN DE AGUA REPORTADA POR EMAAP-Q EN QUITO Y PARROQUIAS, AÑO 2002 Fuente (m3) (l/seg. Cochapamba 245798 8 El Placer 23964421 760 Puengasí 44674912 1417 Rumipamba 916294 29 Chilibulo 3572720 113 Mena II 869573 28 Toctiuco 2295631 73 Iñaquito alto 63569 2 Bellavista 63145385 2002 Norocidente 2772972 88 TOTAL QUITO 14252127 4519 PARROQUIAS 36763321 1166 TOTAL GENERAL 17928459 5685 FUENTE: EMAAP-Q En las parroquias, por el contrario, no se cuenta con macro medición y la totalidad de los caudales producidos que se reportan son estimadas. Se desconoce el error de estos datos, pero los resultados de la estimación del agua no facturada con base en ellos, hacen pensar que la producción reportada está altamente sobre estimada, principalmente en las parroquias fuera del área de estudio. Se presenta un aporte de caudal de Quito - ciudad hacia las parroquias. Este aporte tampoco es objeto de macro medición y es estimado con base en aforos puntuales esporádicos. Se estima el paso de agua de Quito hacia parroquias en unos 370 l/seg. Este caudal se ha considerado en el cuadro No.3.1 ya que las estadísticas actuales de EMAAP-Q no hacen esta diferencia o ajuste. En conclusión, respecto a la macro medición de los caudales producidos se considera: Es relativamente confiable en términos de los volúmenes totales producidos en Quito ciudad. En parroquias no es confiable y no es posible estimar el probable error que tiene, ante la ausencia total de datos y considerando las variaciones estacionales de los caudales de las vertientes, los diversos horarios de bombeo en los pozos y las frecuentes entradas y salidas de operación de pozos. Tampoco es confiable el dato de los caudales de Quito hacia Parroquias, pero para los efectos de las estimaciones que se hacen en esta sección se adoptan los datos antes indicados. Finalmente se anota que las observaciones y comentarios anteriores sobre macro medición, se han hecho en función de los datos que proporciona este sistema de información para la estimación de las pérdidas de agua.
  • 54. 30 3.1.2. ANALIZAR LA DISTRIBUCIÓN DE AGUA SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN El acueducto de la ciudad de Quito está conformado por más de 2100 Km. de tuberías de diámetro desde las 2” hasta las 30”. Existen además, 40 tanques de almacenamiento principales teniendo uno fuera de servicio y como 79 tanques de volúmenes menores, de los cuales 6 están fuera de servicio que conjuntamente abastecen en las diferentes zonas de presión. Adicionalmente existen 31 estaciones de bombeo que abastecen a los tanques más altos del sistema. Las zonas de presión en la actualidad en operación son unas 90, de las cuales se pueden considerar unas 29 como principales, cubriendo estas como el 60% del área de la ciudad y como un 80% del caudal suministrado. En el presente capítulo se describe y se presenta los problemas más relevantes, tanto del almacenamiento como de las redes principales, con algunas consideraciones sobre el estado actual de las tuberías. Para verificar el estado actual de los tanques, se presenta una descripción detallada de los 119 tanques, donde se anotan los principales componentes que los constituyen, así como la puntualización de los problemas más relevantes Cuadro No.3.2 Tanques de Almacenamiento Generalidades Se realizó la evaluación y catastro de los tanques que se les ha considerado principales, entendiéndose como tales, los que reciben agua directamente de las plantas de tratamiento mediante líneas de transmisión y que posteriormente sirven a la red de distribución, o también desde estos tanque se distribuye a otros, sea por gravedad o mediante impulsión, como también de los tanques considerados secundarios. En el cuadro No.3.2, se resumen las características principales y los problemas más significativos de operación.
  • 55. 31 CUADRO No.3.2. RESUMEN DE LAS CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO TANQUES PRINCIPALES EN EL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE QUITO No. NOMBRE CAPAC. Cot. Fon. ABASTECIDO Macro SECTOR Tanque (m3) m.s.n.m. DESDE Med. TOR 1 Bellavista Alto **** 7000 2890 P.Bellavista-TRP() NT Norte 2 Bellavista Medio 9000 2865 Bellavista Alto 128 l/s Norte 3 Bellavista Bajo 4000 2830 Bellavista Medio 98 l/s Norte 4 Collaloma Bajo 9000 2916 P.Bellavista 125 l/s Norte 5 Comite del Pueblo 1700 2896 Colla Loma Bajo DAÑ Norte 6 Collaloma bajo 2 5000 2915 Zambisa Alto 32 l/s Norte 7 Collaloma Medio 9000 2945 Colla Loma Bajo 80 l/s Norte 8 Ponceano Alto 3100 2890 Planta bellavista 21,6 l/s Norte 9 Itchimbia Alto 2880 2903 P. Puengasí DAÑ Centro 10 CarolinaMedio 17000 2870 TRP() 229 l/s Centro 11 Carolina Alto 7000 2893 TRP() 3 impuls Centro 12 La Granja Bajo* 4000 2925 Carolina Alto 25,3 l/s Centro 13 La Granja Medio* 2500 2950 Carolina Alto 15,5 l/s Centro 14 La Granja Alto* 3100 2982 Carolina Alto TOTL Centro 15 Cotocollao Alto 5000 2834 P.Bellavista DAÑ Norte 16 Cotocollao Bajo 2500 2800 Cotocollao Alto DAÑ Norte 17 Calderón(Marisol Ba) 1405 2810 Marisol Bajo no Norte 18 Parques del Recuerdo 500 2865 P.Bellavista no Norte 19 Alpahuasi Alto 8450 2854 P.Puengasí TOTL Sur 20 Chiriyacu Bajo 950 2910 P. Puengasí TOTL Sur 21 Chiriyacu Medio 1000 2954 P. Puengasí 11 l/s Sur 22 Chiriyacu Alto* 1800 3025 Chiriacu Medio 40 l/s Sur 23 San Bartolo 3800 2905 P. Puengasí 24 l/s Sur 24 Mena 2 3100 2920 P. Puengasí no Sur 25 Argelia Bajo 1000 2945 Mena 2 35 l/s Sur 26 Chaupicruz 1**** 4000* 2907 Chaupicruz 2 no Centro 27 Chaupicruz 2 3100 2890 P.Bellavista no Centro 28 Edén del Valle*** 2000 2920 P.Puengasí no Sur 29 Solanda 9000 2905 Mena 2 no Sur 30 Turubamba Alto 1000 P.Pichincha Sur no Sur 31 Chillogallo Medio 4000 2950 P. Puengasí DAÑ Sur 32 Chillogallo Bajo 9000 2920 P. Puengasí DAÑ Sur 33 Placer Alto* 1568 2980 Placer Medio no Centro 34 Placer Medio 3441 2942 P.El Placer no Centro 35 Placer Bajo 1568 2916 P.El Placer DAÑ Centro 36 Guapulo 1 250 2804 TRP () 10 l/s Centro 37 Marisol Alto*** 405 2865 P.Bellavista no Norte 38 29 de Julio 500 2740 Carcelen Medio no Norte 39 Carcelen Alto y BEV 10000 2785 P.Bellavista 35 l/s Norte 40 Pinos Alto 800 2926 P.Puengasí TOTL Sur VOLUMEN TOTAL 160417 m3 NOTA : * = El agua llega al tanque mediante bombeo ** = Válvula de altitud Dañada *** = Existe desborde durante el día **** = Tanque fuera de servicio
  • 56. 32 TANQUES SECUNDARIOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE QUITO No. NOMBRE CAPAC. Cot. Fon. ABASTECIDO Macro SECTOR Tanq (m3) m.s.n.m. DESDE Med. 41 Ferroviaria Alto* 2000 3175 Argelia Bajo si Sur 42 Guapulo 2 250 2740 Guapulo 1 no Cen 43 Turubamba Bajo 1000 3070 P. El Troje no Sur 44 Chillogallo Alto 1 3100 2980 P. El Troje no Sur 45 Ferroviaria Bajo* 750 3070 Argelia Bajo si Sur 46 Ferroviaria Medio 3 250 3134 Ferroviaria Alto si Sur 47 Ferroviaria Medio 2 250 3130 Ferroviaria Alto dañad Sur 48 Ferroviaria Medio 1 250 3130 Ferroviaria Alto si Sur 49 Forestal Alto* 1000 3150 Chiriacu Alto si Sur 50 El Condado Bajo 450 no Nor 51 El Condado Medio 450 no Nor 52 El Condado Alto 250 no Nor 53 Panecillo 250 3002 dañad Cen 54 Est.Bomb.Panecillo 25 T.de succ.2917 no Cen 55 Guajalo Alto * 1000 3150 Chillogallo Medio dañad Sur 56 Guajalo Medio* 1750 3070 Chillogallo Medio dañad Sur 57 Guajalo Bajo 750 3010 Guajalo Medio dañad Sur 58 T.De Plant.Puengasi 14784 2990 si Sur 59 Puengasí Alto* 1000 3009 P.Puengasí dañad Sur 60 San Isidro Alto 1000 3100 si Sur 61 San Isidro Bajo* 750 3045 P.Puengasí si Sur 62 Itchimbia Medio 500 2875 Itchimbia Alto no Cen 63 Itchimbia Bajo 500 2850 Itchimbia Medio no Cen 64 Monjas Existente 2 1000 2890 P. Puengasí si Cen 65 Monjas Existente 1 50 2900 P. Puengasí no Cen 66 Monjas Alto R.P.1 500 2830 Monjas Alto 2 si Cen 67 Monjas Medio R.P.2 500 2776 Monjas Alto 3 si Cen 68 Monjas Bajo R.P.3 500 2710 Monjas Alto 2 si Cen 69 Est.Bomb.San J.Medio dir.de L.Impuls si Cen 70 Est.Bomb.San J.Bajo dir.de L.Transm dañad Cen 71 San Juán Alto 400 2978 Red no Cen 72 Toctiuco Alto Plant.T. 750 3200 dañad Cen 73 Forestal Bajo* 500 3070 Chiriacu Alto si Sur 74 Forestal Medio* 1000 3130 Chiriacu Alto dañad Sur 75 Argelia Alto 500 3070 Ferroviaria Bajo si Sur 76 San Eduardo 200 2800 Parques Recuerdo no Nor 77 Comit.Pueblo TRP 1 250 2824 Comite del Pueblo no Nor 78 Comit.Pueblo TRP 2 250 2769 TRP 1 si Nor 79 Comit.Pueblo TRP 3 250 2715 TRP 2 no Nor
  • 57. 33 61 San Isidro Bajo* 750 3045 P.Puengasí si Sur 62 Itchimbia Medio 500 2875 Itchimbia Alto no Cen 63 Itchimbia Bajo 500 2850 Itchimbia Medio no Cen 64 Monjas Existente 2 1000 2890 P. Puengasí si Cen 65 Monjas Existente 1 50 2900 P. Puengasí no Cen 66 Monjas Alto R.P.1 500 2830 Monjas Alto 2 si Cen 67 Monjas Medio R.P.2 500 2776 Monjas Alto 3 si Cen 68 Monjas Bajo R.P.3 500 2710 Monjas Alto 2 si Cen 69 Est.Bomb.San J.Medio dir.de L.Impuls si Cen 70 Est.Bomb.San J.Bajo dir.de L.Transm dañad Cen 71 San Juán Alto 400 2978 Red no Cen 72 Toctiuco Alto Plant.T. 750 3200 dañad Cen 73 Forestal Bajo* 500 3070 Chiriacu Alto si Sur 74 Forestal Medio* 1000 3130 Chiriacu Alto dañad Sur 75 Argelia Alto 500 3070 Ferroviaria Bajo si Sur 76 San Eduardo 200 2800 Parques Recuerdo no Nor 77 Comit.Pueblo TRP 1 250 2824 Comite del Pueblo no Nor 78 Comit.Pueblo TRP 2 250 2769 TRP 1 si Nor 79 Comit.Pueblo TRP 3 250 2715 TRP 2 no Nor 80 Ponceano Medio 2 250 2861 Ponciano Alto no Nor TANQUES SECUNDARIOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE QUITO No. NOMBRE CAPAC. Cot. Fon. ABASTECIDO Macro SECTOR Tanq (m3) m.s.n.m. DESDE Med. 81 Ponceano Alto 1 600 2885 Colla Loma no Nor 82 Ponceano Bajo 1 660 2832 Ponciano Medio no Nor 83 Noroccidente Plant.T. 3100 3020 si Nor 84 Noroccidente Alto 1750 2980 no Nor 85 Noroccidente Medio 1750 2950 no Nor 86 Norroccidente Bajo 1* 750 2923 Chaupicruz 1 si Nor 87 Norroccidente Bajo 2* 1000 2922 Chaupicruz 1 si Nor 88 Estac.Bomb.Pedregal 25 Emergencia no Nor 89 Granda Garces 900 2900 no Nor 90 Carcelen Medio D.Q. 1000 2758 Carcelen Alto no Nor 91 Carcelen 29 de Abril 500 2720 no Nor 92 Primavera 100 3240 no Cen 93 Las Casas Alto 1000 3200 si Cen 94 Quito Tenis Bajo* 750 2920 Chaupicruz 1 si Nor 95 Quito Tenis Alto 750 2950 no Nor 96 Esa.Bom.Q.T.Bajo 25 T.de succ.2980 no Nor 97 Arroyo Delgado 200 2920 no Cen 98 Guapulo 3 250 ** 2675 Guapulo 2 no Cen 99 Cochapamba Alto P.T 250 3163 si Nor 100 Cochapamba Medio 250 3100 si Nor 102 Pinos Bajo 250 ** 2860 Pinos Alto si Sur 101 Cochapamba Bajo 250 3035 si Nor 103 Miravalle 500 2865 Edén del Valle si Sur 104 Alma Lojano Bajo 1000 2950 P.Puengasí no Sur 105 Alma Lojano Alto 250 3010 no Sur FUENTE: EMAAP-QUITO
  • 58. 34 Capacidad actual de almacenamiento En cuanto a la capacidad actual, los tanques en su totalidad (119), tienen un volumen de almacenamiento de 221.926 m³, lo cual representa el 56% del volumen diario producido en la actualidad (4.6 m³/seg) para la ciudad de Quito. Como se observa este volumen debería ser suficiente para las necesidades de la regulación diaria, y también para los volúmenes de emergencia e incendio. Sin embargo, esta situación es a nivel general y deberá analizarse para la situación particular de cada una de las zonas de presión. 3.1.3. DETERMINAR LAS PÉRDIDAS FÍSICAS DE AGUA Por pérdidas de agua se entiende la diferencia entre el agua producida y el agua facturada, es decir el agua no facturada. En esta diferencia intervienen varios componentes: errores de medición del agua producida, deficiente estimación de los consumos, consumos no facturados y fugas de agua de las tuberías y de las instalaciones. • Errores de medición: El balance entre el agua producida y el agua facturada implica la medición de ambos términos de la ecuación: los caudales producidos y los caudales consumidos. Estos aspectos tienen que ver con la exactitud de los macro medidores, micro medidores y con la forma de determinar los caudales producidos y consumidos en ausencia de medición. • Pérdidas por facturación: En el proceso de facturación, por errores de lectura y de facturación o por deficiencias de micro medición, puede ocurrir que algunos consumos no se facturen según el dato real consumido y medido. Por caer dentro del ámbito del sistema comercial, los aspectos mencionados en el tema anterior que se relacionan con errores de registro de micro medición, de lectura de micro medidor y de estimación de consumos de servicios sin medidor, se incluyen dentro de este segundo tema. Otra pérdida comercial, la constituyen los usuarios clandestinos y la ausencia de facturación o de control del consumo de usuarios registrados, como lo podrían ser usos públicos, usos de la propia empresa o usos sociales. • Pérdidas físicas: Corresponden a las pérdidas físicas de agua, tales como reboses de tanques y fugas. Otra causa es el robo de agua aunque si este es para uso de usuarios potenciales del sistema, no se trata ya de una pérdida física propiamente, sino de usuarios clandestinos en cuyo caso la pérdida es comercial. Es importante discriminar de las causas anteriores cuales corresponden a demanda de agua real y que no la reducen con un programa de control de pérdidas, aunque su registro y medición aumenta la facturación, disminuyendo las pérdidas comerciales, de las que corresponden efectivamente a agua física que puede recuperarse. Con base en la información disponible a la fecha, se tienen los volúmenes de agua no facturada que se presentan en los Cuadros Y Gráficos No.3.3, .3.1; No.3.4, No.3.2 y No.3.5 respectivamente para Quito-