VISITA A LA PLANTA POTABILIZADORA LOS BERROS, DEL SISTEMA CUTZAMALA. INTRODUCCIÓN.- La Academia Mexicana de Profesionistas en Evaluación Socioeconómica de Proyectos A.C. (AMPRES), a través de su objetivo de “Difundir a la sociedad productos y experiencias de evaluación de proyectos y su contribución al desarrollo del país”, el 30 de Agosto de 2011, se realizo la visita a las obras de modernización de la Planta Potabilizadora Los Berros, evaluada por algún(os) miembro(s) de la Academia. Antecedentes A partir del aceleramiento de la urbanización metropolitana en la década de los años setenta, se fueron ampliando los desequilibrios en diversos asuntos relativos a la ciudad, con la consecuente descoordinación en la planeación de asentamiento humanos. Debido al crecimiento acelerado de la población y ante la necesidad de bridar agua potable a los pobladores de las urbes, se crea El Sistema Cutzamala en 1982, el cual se ha convertido en una de las principales fuentes de abastecimiento de agua en bloque de las zonas metropolitanas de los Valles de México y Toluca.

Este sistema, es el abastecimiento de agua potable más grande del país y transporta las aguas de las presas de almacenamiento Villa Victoria, Valle de Bravo y El Bosque, así como las de las presas de derivación Túxpan, Ixtapan del Oro, Colorines y Chilesdo; todo esto para apoyar con un caudal de diseño de 19 m3/s al suministro de agua potable de la Zona Metropolitana del Valle de México y Toluca, el cual consta de consta de 7 presas, 6 macroplantas de bombeo, 72 kilómetros de canales abiertos, 44 de túneles, 218 kilómetros de acueductos. Toda esta agua se concentra en el tanque de aguas crudas de la potabilizadora mas grande de América Latina “Los Berros”, la cual trata y potabiliza el agua que es enviada por medio de la planta de Bombeo 5 para conducirla por gravedad hasta la zona metropolitana.

Como parte fundamental de la política fiscal en México y lo estipulado en la Ley de Presupuesto y responsabilidad hacendaria en su artículo 34, así como en su reglamento en la sección X de Programas y proyectos de Inversión, toda inversión que realice el Gobierno Federal deberán contar con un estudio de evaluación socioeconómica, que demuestre que la rentabilidad es socialmente positiva. Debido a esto, la CONAGUA ha determinado acciones prioritarias que deberán llevarse a cabo para asegurar un adecuado nivel de confiabilidad de la Planta Potabilizadora Los Berros, para ello, se evaluó lo siguiente: 1. ESTUDIO DE EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA DE LA PLANTA DESIDRATADORA DE LODOS.- Se trata de la construcción adicional de obras de infraestructura hidráulica, en la Planta Potabilizadora Los Berros, para la deshidratación y disposición de lodos, producto de la potabilización de aguas crudas para consumo humano. 2. ESTUDIO DE EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA DE LA CONSTRUCCIÓN DEL MÓDULO “A”.- Construcción de un módulo de potabilización formado por 4 floculadores, 4 sedimentadores y 8 filtros agrupados en una sola estructura, para completar los elementos previstos en el diseño original de la planta. Tendrá una capacidad media de operación de 3.8 m3/s, y una capacidad máxima de operación de 4 m3/s. 3. ESTUDIO DE EVALUACIÓN SOCIOECONÓMICA DE LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS FILTROS TIPO “LEOPOLD”.- El Proyecto se propone colocar, en los cinco Módulos existentes, los fondos tipo Leopold directamente sobre la losa de fondo y de esta forma incrementar la eficiencia del proceso de potabilización de 96.5 a 98.6 para el año 2013.

Desarrollo: La Comisión Nacional del Agua (CNA), a través del Organismo de Cuenca del Valle de México (OCAVAM) y Sistema Cutzamala operan la Planta Potabilizadora Los Berros (PPLB), y tuvieron a bien organizar un recorrido para los miembros de la asociación AMPRES, para poder conocer las instalaciones y los importantes procesos que se realizan en dicha planta. Iniciamos el recorrido frente a una maqueta a escala de las instalaciones de la planta potabilizadora, en el cual se nos expuso de forma clara y rápida el proceso para la potabilización del agua, proceso que mas adelante se explicaran.

La planta potabilizadora Los Berros consta de un tanque receptor de aguas crudas, 6 canales Parshall, 6 módulos de potabilización, aunque en la actualidad están operando 5 módulos con una capacidad de 4 m3/s, cada uno, un tanque receptor de aguas claras, un edificio dosificador de sulfato de aluminio, una planta de cloración, un sistema de tratamiento de lodos y un laboratorio para análisis físico-químicos y bacteriológicos, logrando con estos elementos una capacidad para procesar 24 m3/s, aunque en este momento solo se procesen 20 m3/s.   La planta cuenta con un laboratorio para realizar los análisis físico-químicos y bacteriológicos que permiten determinar la calidad del agua entregada realizando muestreos a intervalos de 3 hrs en las diferentes etapas del proceso. El tanque de aguas claras (donde se almacena el agua ya potabilizada) y el cabezal de succión de PB5 se conectan mediante una tubería de 3.10 m de diámetro y una longitud aproximada de 165 m.

Los proceso de tratamiento en Los Berros son los siguientes: Clarificación (floculación, sedimentación acelerada por medio de placas paralelas y filtración rápida en lechos de arena), así como desinfección (precloración aplicada en el interior de la planta y postcloración que se realiza en las proximidades de la Ciudad de México). La operación de la planta potabilizadora se lleva acabo de la siguiente manera: El agua cruda llega a un tanque de recepción de 6,500 m3.

Después en el recorrido llegamos al Canal Parshall y se nos explico que son una de las formas mas comunes para producir una mezcla hidráulica, debido a su forma, el incremento brusco de la pendiente acelera el agua en la sección de proximidad y en esta encontrar la pendiente negativa, el cual se convierte en un salto hidráulico, este fenómeno es el que se utiliza como sistema de mezcla, en donde se agrega el sulfato de aluminio como reactivo y cloro para evitar el desarrollo de algas durante el proceso. En esta parte se da la precloración.

Estos son los tanques de almacenamiento del Sulfato de Aluminio El Sulfato de Aluminio, es una sal de color blanca, la cual se utiliza como floculante en la purificación de agua potable, el aluminio precipita arrastrando las partículas en suspensión, dejando el agua transparente.

Tras conocer los tanque de almacenamiento de sulfato de Aluminio conocimos la sección de floculación La floculación marca el inicio de tratamiento del tratamiento dentro del modulo potabilizador, después de la adición y mezcla de reactivos, si se deja el liquido en reposo, la floculación se produce espontáneamente, pero esto requiere mucho tiempo, sin embargo si se acelera el movimiento, agitando el liquido, se mejora el resultado.

Estos tanques floculadores constan de placas paralelas, permitiendo que el agua se desplace hacia, alrededor de las extremidades de dichos deflectores, ocasionando velocidades decrecientes adecuada para el proceso de floculación. Una vez que el agua pasa por el proceso de floculación, ahora se busca la separación de sólidos del líquido (partículas coaguladas) del medio en el cual están suspendidas por medio de sedimentadores.

Los sedimentadores su ubican en serie a la salida de los floculadores Los sedimentadores su ubican en serie a la salida de los floculadores. El sistema de placas logra una distribución del flujo uniforme en todo el fondo del sedimentador y una recolección también muy uniforme del agua encima de las placas a través de los canales de recolección a fin de obtener una repartición lo mas equilibrada posible del flujo en toda el área.

Una vez que el agua ha pasado por estos sedimentadores, llegamos a los filtros rápidos , este sistema distribuye los mas uniforme el agua de lavado En la siguiente foto tenemos la etapa de vaciado de los filtros Leopold, es un filtro de gravedad diseñado y construido para rendir tanto en aguas potables como desaladoras y tratamientos terciarios, con esto se incrementa la eficiencia del proceso de potabilización en la PPLB, de 96.5 a 98.6 para el año 2013.

A lo largo de los años se han presentado mejoras e innovaciones en los equipos y procesos con los que fue diseñado la planta potabilizadora y no han podido ser agregados a la operación ya que no se pueden realizar paros prolongados para su implementación y al notar incrementos de perdidas en los procesos de potabilización, en el sistema de filtración. Dada esta situación, se considero realizar mejoras en este sistema de filtración, en las cuales se evaluaron distintas alternativas, seleccionando la de bajo dren, por sus ventajas técnicas y operativas, entre sus ventajas se encuentran: El sistema de retrolavado permite el barrido con aire y agua por separado y el uso simultáneo de aire y agua a tasas especificadas, evita áreas localizadas con flujos excesivos (mala distribución) que podrían causar desplazamiento lateral u otros disturbios en la grava de soporte, permitiendo la captación uniforme de agua filtrada. Con la operación de este sistema de fondo Leopold en todos los módulos, se espera tener beneficios por un monto aproximados de 166.66 millones de pesos para el año 2032.

Actualmente se encuentra en construcción el módulo A de la PPLB, con arreglo, de 4 floculadores, 4 sedimentadores y 8 filtros agrupados en una sola estructura, (misma geometría) al del proyecto original, con ciertas modificaciones en las diversas fases del proceso como se analizo en el estudio de evaluación socioeconómica, estas modificaciones son; la sobre-elevación del canal Parshall, floculadores con mamparas a los que ya se han modificado en los otros 5 módulos existentes, filtros con bajo fondo Leopold y un nuevo sistema de dosificación de reactivos

Derivado del proceso del agua cruda al potabilizarla tiene como producto la obtención de lodos, la producción media anual de lodos al 0.8% es de 724,294 m3, provenientes de los espesadores. Y los lavados de los sedimentadores producen 784,652 m3 de lodos al 0.2%  que son almacenados temporalmente en la presa de lodos, donde tienen un periodo de reposo y se sedimentan los sólidos, que son bombeados mediante una draga marina a las tarquinas. 

Debido a que se esta aumentando la capacidad de potabilización del agua, lo cual provocara aumento en la generación de lodos, se realizo el estudio costo beneficio con el análisis de diversas alternativas de equipos y tecnologías en deshidratación y disposición de lodos. Este estudio especifico que el tipo de equipo más adecuado es el método de centrifuga para la deshidratación, con el que se estima que los lodos obtenidos sean del 20% que resulten al final del proceso de espesamiento y deshidratación, siendo la suma de 60,802 m3 anuales. En la siguiente foto, se tiene la construcción del nuevo del tanque espesador por gravedad. Para la disposición final de lodos con la ampliación y modernización de equipos y sistemas de la PPLB, se tiene terreno disponibles de 170,000 m2 , para una capacidad total de 850,000 m3. Con lo cual se podría disponer los lodos por un periodo de 14 años, con esto se evitara la construcción de una tarquina más.

Al trasladarnos al Centro de Control Operativo durante la visita a la PPLB, nos encontramos con el tubo de concreto reforzado que es utilizado para la conducción del agua, el cual tiene un diámetro aproximado de 2.50 metros. A través de diversos métodos la tubería esta en constante monitoreo, para detectar los tramos que se encuentran en mal estado y programar los recortes al servicio y sustituir estos tramos.

Estos tramos de tubería se encuentran dañados debido a que las características de los suelos y subsuelos que presentan alto índice de corrosión en el concreto y el acero de refuerzo, ocasionando fracturas y alcanzando falla súbita en tramos de tubería, encerrados en círculos de color naranja se pueden apreciar la ruptura de los anillos de acero que producen el debilitamiento de la tubería.

Ya toda vez que conocimos el proceso de potabilización del agua y las modificaciones que se realizan a esta planta para incrementar eficiencias, pasamos al centro de control. El Sistema Cutzamala cuenta con un Centro de Control Operativo que tiene un procedimiento lo suficientemente sistematizado para la medición, transmisión y procesamiento de la información que se obtiene sobre el funcionamiento sistema en tiempo real, operado por personal altamente calificado.

Aquí, pudimos apreciar que se monitorea constantemente los gastos bombeables en cada planta de bombeo, así como que planta de bombeo se encuentra en operación y cuantas bombas en operación. En esta otra, se muestra que monitorean y se lleva un registro de las presiones y temperaturas de trabajo, en cualquier sistema de bombeo que se encuentre operando, en este caso se monitoreaba la Planta de Bombeo # 4 con el motor de la bomba # 6.

Una vez más el equipo de Profesionistas en Evaluación Socioeconómica de Proyectos, ha podido visitar y conocer el proceso constructivo de un proyecto que ha sido evaluado por un miembro de esta prestigiada Academia. AMPRES seguirá visitando los proyectos que han sido evaluados por sus agremiados en los diversos puntos del país.