Optimización de la red de distribución de agua potable de la ciudad de Loja mediante el diseño y modelación de válvulas reguladoras de caudal en los tanques de reserva

Abstract

El presente tema de tesis se efectuó por la necesidad de mejorar la gestión de los recursos hídricos en las redes de distribución de agua potable en la Ciudad de Loja, debido principalmente a un alto índice de fugas de alrededor del 50% que presenta la ciudad, así como la sobredemanda existente en los sectores periféricos en donde se suele utilizar el agua potable con fines distintos a los del consumo humano como son: lavado de autos, riego entre otros. Los objetivos planteados son: Objetivo General. Optimización de la red de distribución de agua potable de la ciudad de Loja mediante el diseño y modelación de válvulas reguladoras de caudal en los tanques de reserva. Objetivos específicos: a) Sectorizar la Red de Agua Potable de la Ciudad de Loja, mediante la creación de distritos hidrométricos, en función de las áreas urbanas a las que abastecen cada uno de los tanques de reserva existentes; b) Calcular la densidad poblacional de cada uno de los sectores hidrométricos; c) Determinar el caudal teórico, que correspondería a cada sector, en función de la población perteneciente a cada uno de ellos; d)Reducir las demandas de agua en cada sector, por uso del recurso vital, para actividades diferentes a las consumo humano, como riego de huertas, jardines, lavado de vehículos, entre otras; e) Diseñar válvulas reguladoras de caudal, para cada uno de los sectores a crearse, en función del caudal requerido y f) Realizar un modelo hidráulico, que permita estabilizar y mejorar la distribución de caudales hacia las diferentes zonas de la Ciudad de Loja. Para su desarrollo, se consideró 33 sectores de la ciudad, abastecidos por las líneas de transmisión de agua potable provenientes de la Planta de tratamiento de Carigán. La determinación de caudales de cada sector, se realizó en base a la información censal del 2010 realizada por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos así como con la dotación recomendada por el Ministerio de Vivienda de 200 l/hab/día. El análisis del modelo hidráulico se hizo a través de los software: EPANET y WATERGEMS. El dimensionamiento de válvulas de cada sector se hizo en base al software de Bermad, del cual se obtuvo que para controlar hasta 37 l/s, se necesitan 3 válvulas en el rango de hasta 200 mm de diámetro. Las válvulas consideradas son de tipo diafragma con V-Port, lo que permite un mejor control del flujo del caudal. Se complementó el estudio técnico con un análisis de impacto ambiental y un análisis de impacto socio-económico. El impacto ambiental refleja que el proyecto no genera destrucción del ambiente, y que ayuda a la generación de empleo. Por otra parte el estudio socio-económico indica que es factible realizar inversión en dispositivos de control que ayuden a disminuir gastos por mantenimiento y reparación de daños por mala operación del sistema. El costo total del proyecto es de $ 232626.30 dólares de los Estados Unidos de América, valor que incluye el plan de manejo ambiental y costos de operación y mantenimiento. Como principales conclusiones se dan: 1) La implementación de válvulas reguladoras de caudal es necesaria frente a una reducción del % de fugas por lo tanto conlleva menos construcción de obras de infraestructura para la captación de agua cruda; 2) La instalación de válvulas reguladoras de caudal es de bajo costo frente a los beneficios que puede prestar con respecto a la distribución del servicio de agua potable; 3) Los impactos ambientales negativos son reversibles y temporales, por el contrario existen impactos positivos como la generación de empleo, que añaden otros beneficios a la ejecución de la obra; 4) La inversión es recuperable, y produce ganancia que puede ser reinvertida en la gestión de redes de agua potable urbanas y 5) En comparación de las dimensiones de las válvulas y las dimensiones de las tuberías del sistema, se puede notar que el sistema se encuentra sobredimensionado a las necesidades actuales, por lo que es importante se produzca la regulación de caudales a través de válvulas o cualquier dispositivo de control adicional.