SISTEMA DE FUNCIONAMIENTO DE LAPLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE DE LA CIUDAD DEL CUSCO
INTRODUCCION:
La ciudad del Cusco es abastecida por distintas fuentes de agua,
superficiales y subterrneas, la principal fuente superficial es la
laguna Piuray que aporta el 44.7% de la produccin total de agua.
Entre las fuentes subterrneas tenemos el sistema Vilcanota que
consta de pozos profundos y actualmente representa el 44.9% de la
produccin total, los sistemas Salkantay, Korkor y Jaquira, en
conjunto proveen un 10.4% de la produccin total. Existe una
tendencia al crecimiento del rea atendida por el Sistema Vilcanota,
debido a la densificacin del rea urbana y a que las otras fuentes
operan al mximo de su capacidad, por lo que recientemente se ha
implementando la estacin de re bombeo del reservorio de Coripata
hacia el reservorio de Picchu, incrementado los volmenes de
extraccin del Sistema Vilcanota. Por lo tanto se espera que los
niveles de produccin del Sistema Vilcanota en los prximos aos
alcancen a los 290 lts./seg.; posteriormente se implementar el
sistema con la finalidad de incrementar su produccin hasta 483
lts/seg La produccin de agua en el sistema Vilcanota implica asumir
costos en energa elctrica, actualmente el costo de energa elctrica
por metro cubico producido en el Sistema Vilcanota es de S/. 0,33 y
el costo por metro cubico de re bombeo de Coripata a Picchu es de
S/. 0,13.
CAPTACION
El aforo promedio anual de los sistemas de abastecimiento de
agua a la ciudad del Cusco es el siguiente:
a) Sistema Piuray
La laguna Piuray se encuentra ubicada en el distrito de
Chinchero, provincia de Urubamba; la captacin se realiza mediante
toma directa de agua en el nivel 3.691,70 msnm a travs de una
tubera Armco de 30 de dimetro, protegida por un muro de concreto
ciclpeo de 7.50 m. de largo y 1.20 m. de espesor; en pocas de
estiaje, la extraccin del agua se realiza por bombeo mediante una
estacin equipada con dos motores elctricos y dos bombas
centrifugas, desde el ao 2009 la extraccin es ntegramente por
gravedad, por tener niveles adecuados de almacenamiento. La
Capacidad de produccin de la laguna Piuray es de 280 litros/seg.
sin contar con los tributarios que a lo largo de la lnea de
conduccin en temporada de lluvias incrementan su caudal, superando
los 300 litros/seg., entre las que tenemos la captacin de
Chaullamarca, la captacin de Cuncunya-ahuinpucjio, Fortaleza Nueva,
y recibe tambin parte de la produccin de Korkor.
El agua es transportada hasta la Planta de Tratamiento de Agua
de Santa Ana, mediante una lnea de conduccin, que se inicia en la
caja de reunin de la captacin de Piuray que est situada a una cota
de 3.690,90 m.s.n.m. y tiene una longitud total de 15.805 m. y esta
constituida con tuberas de concreto reforzado y fierro fundido, de
dimetros variables entre 350 y 750 mm. Se cuenta con otra lnea que
tiene una longitud total de 17,180 m. con tubera de concreto y FF
de dimetros variables entre 350 y de 600 mm. que conduce el agua de
los manantiales de Maychu, partiendo de la cota 3,695.70 msnm.
hasta llegar a la cmara de Kallanca en la cota 3,657.80 msnm. Esta
lnea en la actualidad est siendo utilizada para conducir agua de la
laguna Piuray en forma paralela a la otra lnea, debido a que el
primer tramo de Maychu a la comunidad de Piuray se encuentra
colapsada. El tratamiento del agua se realiza en la planta de
tratamiento de agua potable de Santa Ana, que est ubicada en el
antiguo barrio de Carmencca del distrito y provincia del Cusco, es
de filtracin directa, consta de filtros horizontales de patente
DEGREMONT (francesa), con lavado mixto de agua de retorno y aire a
presin. Cuenta con una batera de 10 filtros horizontales dispuestos
en forma paralela, que tratan en conjunto un caudal de 350
litros/seg. (1,260 m3/h.), de agua; fue construida en el ao de
1970. Cuenta con un sistema de pre floculacin con 02 dispositivos
de mezcla y dosificador de solucin de coagulante, espordicamente
utilizado, en los meses de incremento de micro algas y color en la
laguna Piuray.
En la actualidad tiene una operacin continua considerando que a
partir del mes de mayo del 2005 se recicla el agua de lavado de
filtros y por consiguiente es necesario el uso de floculantes para
bajar las altas turbiedades de este proceso y adecuar para luego
ser bombeado a la Planta auxiliar. El insumo utilizado es el
sulfato de aluminio grado A y/o poli cloruro de aluminio. En
temporadas determinadas por el incremento de micro algas se utiliza
con mucha frecuencia el floculador para eliminar la presencia de
algas y organismos coloidales que por la naturaleza de la masa de
agua de la laguna existe fuerte produccin del fito y zooplancton.
En algunas ocasiones Se utiliza sulfato de cobre. El sistema de
filtracin es a travs de lecho filtrante de arena cuarctica o
silcea, de un tamao efectivo de 0.7 mm, coeficiente uniformidad de
1.5 mm y grava de cuarzo de 4 a8 mm, es percolado por medio de
toberas de cola larga de polietileno o polipropileno de alta
densidad. El lavado de filtros se realiza a contracorriente y
mixto, es decir aire y agua, el aire se suministra por compresoras
accionadas por motores de 36 HP, la planta cuenta con dos equipos,
el tiempo de lavado varia de acuerdo al grado de colmatacin que en
promedio el tiempo no excede los 30 minutos, la carrera de
filtracin es en promedio de 48 Hrs. acortndose en algunas
temporadas del ao a 24 Hrs.
La desinfeccin del agua se realiza mediante la aplicacin de
cloro liquido por inyeccin al vacio, la que es dosificada con
cloradores de 500 lb/24 Hrs. en una dosis que permita obtener en la
planta, un cloro residual de 1.2 ppm en promedio, con lo que se
garantiza la presencia de cloro residual en las redes de
distribucin del orden de 0.7 ppm en promedio; para la inyeccin al
vacio se emplean electrobombas de 12 HP. Se cuenta adems con una
unidad secundaria de tratamiento denominada PLANTA AUXILIAR, del
modelo FV-2500 de patente DEGREMONT (francesa), cuya filtracin se
realiza a presin directa, consta de 04 filtros verticales
dispuestos en forma paralela, tiene una capacidad de tratamiento
para un caudal de 80 litros/seg. y cuenta con un sistema de
desinfeccin independiente, de inyeccin directa. En esta unidad se
tratan las aguas utilizadas en el proceso de lavado de filtros de
la unidad principal, logrndose recuperar diariamente un promedio de
250 m3/da, que antes eran evacuados al desage sin beneficio
alguno.
En condiciones de supervit en la captacin de las aguas de la
Laguna Piuray, esta planta se utiliza como complemento de la
principal, para incrementar la produccin de agua potable, con lo
que se logra mejorar la continuidad del servicio de agua. La
cloracin se realiza aplicando cloro liquido, por medio de un
clorador de 50 lbs/24hr. por inyeccin directa, para este proceso no
se necesita de energa elctrica, se aprovecha la presin de la lnea
de alimentacin de la planta. La dosis aplicada de cloro gas a 2 ppm
a un caudal de 63 m3/h da un promedio de 7.5 lbs por da.
b) Sistema- kor kor.
El sistema Korkor est constituido por 5 fuentes subterrneas
(manantes), su produccin es de 40 l.p.s. en periodo de esto,
incrementndose hasta 90 l.p.s. en temporada lluviosa. Las
captaciones constan bsicamente de galeras con diferentes tcnicas de
recoleccin, que se encuentran a 3.986,80 m.s.n.m., est conformada
por canales interceptados y tuberas cribadas de 75, 100 y 150 mm de
dimetro, instaladas a una profundidad promedio de 4 m. y tienen una
longitud total de 320 m. Cada fuente est provista de cmaras de
inspeccin. El agua es conducida mediante una lnea de conduccin que
consta de dos secciones principales, la primera corresponde desde
los manantes Korkor, hasta la cmara rompe presin de Ollucopampa,
tiene una longitud de 6.930 metros, es de tubera de concreto
reforzado de 200 y 250 mm de dimetro, en este recorrido recibe los
aportes de otros manantiales (Kokor 1, 2 y 3, Hatunpampa, Vaqueria,
Fortaleza Antigua y Challhuachayoc ). La segunda seccin parte de la
cmara de Ollucopampa, a partir del cual se divide en 4
derivaciones: la primera conduce hasta el Reservorio de
Independencia, dos derivaciones hacia los Reservorios de Villa Mara
y El Arco, y la cuarta se deriva hacia el reservorio de
Hatunhuaylla. Las aguas provenientes de este sistema, por la
calidad, requieren nicamente desinfeccin, procesos que se realizan
tanto en el reservorio El Arco, y en el reservorio de Hatunhuaylla,
para este fin se cuenta en cada reservorio, con un sistema de
desinfeccin en base a cloro lquido por inyeccin al vacio,
aprovechando el vaco producido por la alta presin en la aductora,
evitando el uso de electrobombas.
c) Sistema Jaquira
Est conformado por una fuente superficial y un manante,
denominados Jatun Sirenayoc y Juchuy Sirenayoc, ubicadas entre las
comunidades de Huamancharpa y Jaquira del Distrito de Santiago,
consta de dos estructuras de captacin tipo ladera en el nivel
3770.70 msnm con aletas de encausamiento y una capa de material
filtrante antes de la cmara hmeda, separadas por una pantalla con
orificios de 50 mm de dimetro. En la cara opuesta a esta pantalla
se ubica la tubera de salida de 100 mm de dimetro provista de una
vlvula de control y en una cara lateral de la cmara hmeda se
dispone una tubera de 100 mm de dimetro para efectos de rebose. La
oferta de los manantes de Jaquira es de 7 l.p.s. en poca de
estiaje, alcanzando a 13 l.p.s. en temporada de lluvias. De la caja
de reunin de la captacin que se encuentra a 3.770,30 msnm sale una
lnea de conduccin de agua cruda hasta la planta de tratamiento de
agua potable de Jaquira, ubicada a una altitud de 3.577,80 msnm. La
lnea, est constituida por tuberas de asbesto cemento de 6, 4 y 3
pulgadas de dimetro y tiene una longitud total de 5,375 m. Para el
tratamiento del agua, se cuenta la Planta Jaquira, que fue
incorporado al sistema de produccin de agua potable de la ciudad
del Cusco, en agosto de 1995, cuenta con 3 filtros verticales a
presin, tiene una capacidad de tratamiento de 20 litros por
segundo, es de patente DEGREMONT (Francesa) y trata las aguas
provenientes de las fuentes del sector de Jaquira y Huamancharpa.
Cuenta con un sistema de desinfeccin de inyeccin al vaco de 25
lb/24 Hrs. de capacidad, accionado por un pequeo motor de 1.5 HP,
cuenta tambin con equipamiento y dispositivos para poder operar por
inyeccin directa en casos de emergencia. d) Sistema Salkantay Est
conformado por una galera filtrante de roca fracturada denominada
Salkantay, de 200 m de longitud, con una seccin de 2x2x200 m.
protegida por parantes de madera rollizo para evitar deslizamientos
y una fuente subterrnea denominada Condorsenqa, que consiste en una
galera de infiltracin trapezoidal de 0.80 m de base menor y 1.20 m
de base mayor, con 1.50 m de altura, asi como por tuberas cribadas
de 200 y 250 mm de dimetro de concreto simple sobre material
granular graduado. La capacidad de produccin conjunta de este
sistema registra una produccin promedio anual del orden de 17
l.p.s. Las tuberas de salida tanto de la galera, como de
Condorsenqa, se juntan en una cmara de reunin, desde donde se
conduce el agua hasta el Reservorio de Tambillo. La lnea de
conduccin se inicia en la caja de reunin que tiene una cota de
salida de 3,905.30 msnm hasta su ingreso al reservorio de Tambillo
con una cota de llegada de 3.641,00 msnm, est conformada por tubera
de asbesto de cemento, de 6" y tiene una longitud total de 5,705.00
m. El agua captada del sistema Salcantay, tambin es muy buena y
como tratamiento requiere nicamente la desinfeccin, la que se
efecta en el reservorio de Tambillo, a travs de un sistemas de
inyeccin directa, para cuyo fin se cuenta con clorador de 50 lbs/24
hrs, que aprovecha la presin de agua de la lnea de conduccin.
d) Sistema Vilcanota
Se encuentra ubicado a orillas del ro Vilcanota a 3.083 msnm, en
el sector denominado Piipampa, perteneciente a las comunidades
campesinas de Secsencalla y Querohuasi del distrito de
Andahuaylillas. Consta de cuatro pozos, que permiten extraer el
agua de un acufero a 65 m. de profundidad, mediante sistemas de
bombeo de 112Kw (150 HP) de potencia y de 220 l.p.s. de capacidad.
El agua extrada tiene niveles de turbiedad que no necesita ninguna
otra operacin ms que el proceso de desinfeccin, para eliminar
cualquier presencia de microorganismos patgenos que sean nocivos a
la salud de los consumidores. En la actualidad se registra una
produccin promedio de 275 l.p.s. para ello se bombea un promedio de
17 horas diarias, tiempo que permite abastecer de agua con una
continuidad de servicio de 23 horas al da.
En un primer tramo el agua es bombeada desde la captacin de
Piipampa, hasta la estacin de bombeo EB2 de Rumicolca, ubicada a
una altitud de 3,103.39 msnm y a 3.5 km de distancia de Piipampa,
en esta estacin se cuenta con una cisterna de regulacin de 150 m3
de capacidad, donde se realiza la pre-cloracin del agua utilizando
una dosis de 2.8 lbs/hora hasta obtener un cloro residual de 0.3
mg/l. Esta estacin est equipada con dos bombas de 960 Kw de
potencia (1,200 HP) cada una, mediante las cuales se bombea el agua
en una segunda etapa, hasta la estacin EB3 de Qollana.
La estacin de bombeo EB3 de Qollana est ubicada en el distrito
de San Jernimo a 3,223.36 msnm a una distancia de 21.0 Km., cuenta
con dos bombas de 960 kw de potencia (1,200 HP) y una cisterna de
regulacin de 1,073 m3 de capacidad donde se almacena el agua que
llega de Rumicolca, en esta se realiza la desinfeccin del agua,
para cuyo efecto cuenta con un sistema automatizado de dosificacin
de cloro, posee una sala de Cloracin en los que estn instalados en
serie los cilindros de cloro gas de 907 Kg. de capacidad con un
peso bruto de 1600 Kg., la dosis aplicada en esta etapa es de
1.4lbs/h, de esta estacin el agua, es bombeada al reservorio R-12
Larapa, en el distrito de San Jernimo a 3,425 msnm a una distancia
de 4.2 km.
La lnea de impulsin del sistema Vilcanota est constituida por
tubera de hierro dctil, de 700 mm (28 pulgadas) de dimetro, en una
longitud de 28,780 m, tiene una antigedad de 5 aos y se encuentran
en buen estado de conservacin.
1.2. Control de calidad
La EPS SEDACUSCO, en el local de la Planta de Tratamiento de
Agua Potable de Santa Ana, cuenta con un laboratorio con
instalaciones para el control microbiolgico y para el control fsico
qumico, los controles se efectan en toda las etapas del proceso de
potabilizacin es decir en fuentes de captacin, plantas de
tratamiento, Reservorios y redes de distribucin. Los anlisis se
realizan cumpliendo con la frecuencia y periodicidad exigida por la
normatividad respecto al control de la calidad del agua.
1.3. Almacenamiento y distribucin
a) Lneas de aduccin
Se conoce como lneas de aduccin, a las redes que llevan el agua
de los reservorios principales a los reservorios secundarios;
existen diferentes lneas de aduccin, las cuales llegan a formar
circuitos al unirse unas a otras, formando una red secundaria; esta
situacin se nota en casi la totalidad del sistema de distribucin, a
excepcin de las ms recientes redes. En los siguientes grficos, se
muestran en forma esquemtica, todas las lneas de aduccin del
sistema de agua potable de la ciudad del Cusco y en el siguiente
cuadro se muestra con sus principales caractersticas tcnicas.
b) Reservorios
Para el almacenamiento de agua potable se cuenta con reservorios
principales que son instalaciones que acopian el agua proveniente
directamente de las plantas de tratamiento o de las captaciones
segn sea el caso, luego se tiene un grupo de reservorios
secundarios o menores que reciben el agua de los reservorios
principales y alimentan a las redes de distribucin, la capacidad
total de almacenamiento es de 27,451 m3.
Todos los reservorios estn implementados con vlvulas de control
de nivel y macromedidores de flujo, as mismo cuentan con cercos
perimtricos, guardianas, caseta de vlvulas, e iluminacin, para la
operacin de los reservorios, nuestra empresa cuenta con fontaneros
de experiencia, quienes estn implementados con motocicletas y
sistemas de comunicacin.
c) Redes de distribucin
El agua es distribuida a la poblacin mediante un sistema,
conformado por redes primarias y redes secundarias; las redes
primarias estn compuestas por tuberas cuyos dimetros varan entre 16
(400mm) y 4 (110mm) de dimetro, tienen una longitud total de 199.04
Km. y son de hierro dctil, fierro fundido, asbesto cemento y PVC.
Las redes de distribucin secundarias, estn constituidas por tuberas
de dimetros entre2 (63mm) y 4 (110mm), tienen una longitud de
242.04 Km. los materiales predominantes que conforman las redes
secundarias son el asbesto cemento, fierro fundido y PVC. Una parte
importante de las inversiones ejecutadas recientemente, han
permitido la sectorizacin del sistema de distribucin mediante la
insercin de vlvulas reductoras de presin, actividad que viene
siendo implementada de manera progresiva, consiguiendo progresos en
la calidad de prestacin de los servicios y en la reduccin de los
ndices de agua no contabilizada.
2. SERVICIO DE ALCANTARILLADO SANITARIO
El sistema de recoleccin de aguas servidas de la ciudad del
Cusco, es del tipo separativo, est diseado para evacuar
exclusivamente aguas residuales domsticas e industriales, se
compone de redes colectoras o secundarias, (208 Km), colectores
principales (24.59 Km), Interceptores (25 Km), y Planta de
tratamiento de Aguas Servidas, con este sistema la cobertura del
servicio de alcantarillado es del 88.9% de la poblacin actual.
2.1. Redes de recoleccin o secundarias
Capta las aguas de los predios que son vertidas mediante sus
conexiones domiciliarias, las redes recolectoras estn conformadas
por tuberas que van desde los 6 (160 mm) de dimetro, hasta los
12(300 mm). En el cuadro adjunto se detalla sus caractersticas
tcnicas.
2.2. Colectores principales
Captan los caudales provenientes de las redes secundarias, y las
conducen a los interceptores. En el siguiente cuadro se describen
los colectores principales, sus caractersticas tcnicas y el rea de
servicio. A pesar que el sistema de alcantarillado est diseado como
separativo, exclusivo para las aguas servidas, en la prctica
existen empalmes directos de las aguas de lluvia mediante sumideros
a los buzones de inspeccin y tambin de los interiores de las
viviendas, que sobrecargan las redes en poca de lluvias. Los
resultados de la modelacin hidrulica de los colectores principales
de la ciudad, establecen que la mayor parte de las redes tienen
capacidad suficiente para alojar los flujos de aguas servidas
durante los prximos 30 aos, ello solo en condiciones normales, es
decir sin considerar la sobrecarga por la presencia de aguas
pluviales.
2.3. Interceptores
La ciudad del Cusco, cuenta con dos interceptores, que
recolectan las aguas servidas de toda la ciudad y las conducen
hasta la planta de tratamiento de aguas servidas. a) Interceptor
general
El Interceptor General fue construido el ao 1970, tiene una
longitud de 12.9 Km. atraviesa los distritos de Wnchaq, San
Sebastin y San Jernimo, inicia en el sector final de la urbanizacin
de Ttio, atraviesa la Va Expresa y llega hasta la planta de
tratamiento de San Jernimo.
Est compuesto por tuberas de concreto reforzado de unin
flexible, de dimetros variables entre 450 y 1000 mm. El caudal de
agua residual que colecta es de 608.53 l/s en condicin mxima
horaria y adicionalmente en perodos de lluvia recibe un estimado de
666.09 l/s, que en total hacen un caudal de conduccin de 1274.62
l/s.
El Interceptor General, ha alcanzado su capacidad mxima de
conduccin y su rea de influencia ha sido rebasada por el
crecimiento urbano de la ciudad, situacin que no permite atender a
nuevos asentamientos humanos que se vienen consolidando en la zona
perifrica, por lo que ser necesario efectuar refuerzos y trasvases,
considerando que su capacidad ptima de conduccin es de 600 litros
por segundo.
b) Interceptor Huatanay
El Interceptor Huatanay, se inicia en el Sector denominado
Chocco del Distrito de Santiago y culmina en el buzn de ingreso a
la Planta de Tratamiento de San Jernimo, es de tubera PVC perfilada
con dimetros que varan entre 200 mm y 750 mm., tiene una longitud
de 13,5 Km. Segn las condiciones topogrficas y la disponibilidad de
terrenos hallados durante el proceso constructivo, el interceptor
va en ciertos casos por la margen izquierda y en otros por la
margen derecha del ro Huatanay, cruzando el ro en tres ocasiones en
forma area o subterrnea. Su diseo hidrulico se basa en un sistema
separativo, para transportar un caudal de 590 litros por segundo,
con proyeccin de atencin de la demanda hasta el ao 2030. Recibe las
aguas de los colectores: Ejercito, Nor Occidental, Chocco,
Zarzuela, Machupicchu, Ayahuayco, Corimayo y los aportes de los
asentamientos humanos ubicados en las mrgenes derecha e izquierda
del ro Huatanay, este interceptor a permitido aliviar al
Interceptor General en el tramo del Ovalo Pachacutec e inicio de la
Av. 28 de Julio.
2.4. Planta de Tratamiento de aguas servidas
La ciudad del Cusco cuenta con una Planta de tratamiento de
aguas residuales ubicada en el sector Huaccoto del distrito de San
Jernimo, al pie de la carretera Cusco Sicuani, fue diseada para una
poblacin equivalente a 130,000 habitantes y se puso en operacin en
el ao de 1983. Es un sistema integrado de tratamiento, para una
capacidad de 345 litros por segundo, cuyos componentes son:
Sedimentador Primario, Filtro Percolador, Sedimentador Secundario,
dos digestores de lodos, un biofiltro y lecho de secados. Su
funcionamiento es parcial, debido al deterioro de uno de sus
digestores. El agua residual ingresa a la planta con: DBO5 entre
150 y 350 mg/L y material en suspensin SST entre 600 y 1200 mg/L,
mientras que el nivel de coliformes es de 109unidades/100 ml.
Considerando que en la ciudad la mayor parte del los efluentes son
de tipo sanitario, se estima que los valores de amoniaco estn en 30
mg/L, el nitrgeno total en 45 mg/L, el nivel de fsforo total en 15
mg/L y no hay presencia significativa de nitritos y nitratos.El
agua residual tratada que se vierte al ro Huatanay tiene un DBO5 de
80 mg/L y SST de 100 mg/L. La cobertura de tratamiento de las aguas
residuales en la ciudad del Cusco alcanza casi al 100%, sin embargo
esta planta tiene un sistema de purificacin pobre y con eficiencias
del 30% de reduccin de contaminacin.La EPS viene llevando a cabo el
proceso de Licitacin Internacional N 01-2011 con la finalidad de
seleccionar a la empresa que se har cargo de la construccin de la
nueva Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, esperndose se
inicie en el mes de Marzo del ao 2012.