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PLAN DIRECTOR DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO PARA LAS CIUDADES DE CABINDA, UIGE Y M’BANZA CONGO, REPÚBLICA DE ANGOLA. NOMBRE DE LOS AUTORES

Martín Roure (1) Ingeniero Civil, Hidráulica y Ambiental por la Universidad de la República, Uruguay. Ingeniero de Proyectos del Área Hidráulica y Ambiental de CSI Ingenieros SA, Uruguay. Alejandra Perroni Ingeniera Civil, Hidráulica y Sanitaria por la Universidad de la República, Uruguay. Ingeniera de Proyectos del Área Hidráulica y Ambiental de CSI Ingenieros SA, Uruguay. Alfredo Spangenberg Ingeniero Civil, Hidráulico y Sanitario por la Universidad de la República, Uruguay. Gerente del Area Hidráulica y Ambiental de CSI Ingenieros SA, Uruguay. Dirección (1): Soriano 1180 - Montevideo – 11.300 - Uruguay - Tel.: (+5982) 902-1166 - Fax: (+5982) 902-0674 - e-Mail: mroure@csi.com.uy.

RESUMEN El objetivo principal del estudio fue el establecimiento de líneas de fuerza que, en materia de abastecimiento de agua e saneamiento, deberán ser seguidas y respetadas en las ciudades de Cabinda, M’Banza Congo e Uíge, República de Angola, con la finalidad de resolver las actuales restricciones, en términos de oferta de agua potable y servicios de saneamiento de las aguas residuales, como también de la operación y mantenimiento de los respectivos sistemas.

Los objetivos fijados fueron los siguientes:

1. Preparación de los Planos Directores de Abastecimiento de Agua y Saneamiento de

las ciudades de Cabinda, M’Banza Congo e Uíge con un horizonte hasta el año 2030.

2. La evaluación del impacto de los proyectos propuestos, beneficios esperados y participación comunitaria.

3. La realización de estudios preliminares de ingeniería, relativos a las obras identificadas como de una primera fase (corto plazo), y la preparación de los términos de referencia para los respectivos proyectos ejecutivos de ingeniería y los respectivos documentos para el concurso de licitación de las obras.

4. Identificación de alternativas tecnológicas, y las capacidades técnicas, financieras y humanas para la operación e manutención de los sistemas.

PALABRAS CLAVES Plan Director, Agua Potable, Saneamiento, Africa, Escasos Recursos. IDENTIFICACION DEL TRABAJO II-Roure-Uruguay-1 (la presentación es oral en idioma español)

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INTRODUCCIÓN

La República de Angola está situada en la costa oeste de África, al sur del ecuador. Al norte tiene frontera con la República Democrática del Congo, al este con Zambia, al sur con Namibia. El área total de Angola es de 1.246.000 km2 (siete veces el tamaño de Uruguay)

La población total de Angola se sitúa en el entorno de las 14 millones de personas, de los cuales 4 millones residen en la capital, Luanda. El país fue azotado por una guerra civil, desde su independencia de Portugal en el año 1974, hasta el año 2002, que dejó al país totalmente desbastado.

Inmediatamente de obtenida su independencia, comenzó la guerra civil, entre el gobierno (MPLA) y el partido UNITA, comandado por el líder Jonás Savimbi, muerto en el año 2002. A partir de allí, se comenzó con un período de reconstrucción del país, para intentar revertir la situación actual que hoy presenta estos indicadores:

Índice de Desarrollo Humano 2004, lugar 166 sobre 177. Ingreso per cápita U$S 500/año en 1999 y U$S 865 en 2003 Dos tercios de la población vive en la pobreza con menos de U$S 2/diarios, casi 1

sobre 3 angoleños vive en extrema pobreza con menos de U$S 0.75/diarios. La malnutrición es aguda. La esperanza media de vida es de 42 años y uno sobre

cada seis niños no llega a cumplir 5 años. La matrícula escolar es de las más bajas de África. Un 70% de los hombres adultos y un 80% de las mujeres no son capaces de leer,

escribir o acceder a la computación básica, como resultado del bajo acceso a la educación.

A pesar de tener disponibilidad de recursos naturales, sólo se explotan el petróleo y los diamantes, que operan como una economía de enclave sin gran impacto sobre el resto de la sociedad

La falta de acceso de la población a servicios básicos, salud, agua potable y saneamiento. Como consecuencia de la guerra buena parte de la infraestructura de salud (hospitales, puestos de salud, etc.) fue destruida.

Una muy baja tasa de atendimiento escolar. Se estima que un millón de niños en edad escolar están fuera de las escuelas. Esto se debe principalmente a la falta de educadores e infraestructuras.

Agua y saneamiento

No ajeno a la situación del país, la disponibilidad de servicios de agua y saneamiento es deficiente como consecuencia de:

ausencia de un marco regulador y formativo que abarque todos los temas de la problemática

gestión fragmentada y escasa coordinación institucional infraestructura deteriorada, insuficiente e inadecuada y la red hidrométrica destruida. dificultades de acceso para evaluar los recursos hídricos, en algunas regiones. Escasez de recursos humanos y falta de un programa para su desarrollo Escasez de recursos financieros

La Encuesta de Indicadores Múltiplos (MICS) de 2001 estima que a nivel nacional sólo un 33% de la población urbana tenía acceso al agua potable y casi un 22% a servicios de saneamiento adecuados. En las áreas urbanas, la cobertura era de un 42% de la población con acceso a agua potable, sólo un 11% con agua canalizada, conexiones particulares. A nivel urbano, casi un 40% dispone de servicios de saneamiento, pero sólo un 19% están conectados a redes técnicas adecuadas. La situación en el medio rural es aún más grave. Las capacidades de abastecimiento de los sistemas de agua nominales llegarían a un consumo medio de 57 litros/habitante/día (domésticos, industriales y comerciales). La oferta real o efectiva llega a 32 litros/habitante/día, por debajo de los 40 litros/habitante/día como mínimo recomendado por la OMS. Las áreas más pobres o más vulnerables llegan a un consumo medio de 5 litros/habitante/día, mientras que en las áreas servidas por la red o mejor localizadas, el consumo alcanzaría a 80-100 litros/habitante/día. El abastecimiento informal en general es de aguas de baja calidad.

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En este contexto de país, es que se desarrolló este proyecto en las tres ciudades, ubicadas en el norte del país, y que presentan un panorama similar al detallado.

Dado que las 3 ciudades presentan panoramas similares, se analizará en detalle, una de ellas, Cabinda, que es la mas grande y mas poblada.

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DESARROLLO DEL TRABAJO El área de estudio comprende la ciudad de Cabinda, capital de la provincia del mismo nombre, ubicada al norte de Angola, y separada de la mayor parte del territorio angolano por la República del Congo.

Ilustración 1 - Ubicación de Cabinda (Fuente United Nations)

La provincia de Cabinda es un enclave territorial de Angola, limitado al noreste por la República de Congo, al este y sur por la República de Zaire y al oeste por el Océano Atlántico. Es la provincia más al norte de Angola aunque por su condición de enclave no tiene frontera con ninguna otra provincia del país. Cabinda constituye una Provincia administrativa de Angola. La capital es la ciudad mas importante é Cabinda, que alberga un puerto pequeño en el río Belle.

Movimientos independentistas operan en la provincia desde la década del 60 hasta el presente. Se manifiestan de diversas formas, desde el diálogo político hasta la lucha armada. La guerra ininterrumpida en particular en la región al norte del rio Chiloango, ha provocado un desplazamiento importante de población refugiada hacia los países limítrofes de Congo y Zaire .

Desde la década del 60 en que se inició la exploración para producción de petróleo, dicha actividad se ha convertido en el factor determinante de la economía de la provincia. Cabe resaltar que la economía angolana está sustentada de una manera determinante, en el aporte de la economía del petróleo, proveniente de Cabinda. Sin embargo, el sector petrolero, dominante en la provincia no ha generado actividades de impacto social y económico acordes con los enormes y poderosos recursos que maneja. Según un estudio sobre la Pobreza en Angola del año 1996, el 62% de la población de Cabinda se encuentra por debajo de la línea de pobreza, y un 10,2% se encuentra dentro de la categoría de pobreza extrema. El mismo estudio concluye que un 45% de la población en edad de trabajar se encuentra desempleada. Al mismo tiempo destaca la contribución del sector informal al mercado de trabajo, donde un 34,5% de los hogares dependen de dicho sector.

La situación de pobreza de la población de la provincia se refleja también en el nivel de acceso a servicios básicos. En particular en lo referido a Agua Potable (INE, 1996), el 70% de la población tiene como principal fuente de abastecimiento de agua el pozo o cachimba, el 16% accede a agua canalizada, el 5,8% se abastece a través de tanques cisternas, y el 4,2% a través de chafariz público.

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Sumado a esto se encuentra el inadecuado manejo en la ciudad de los residuos sólidos. El 80% de la población arroja sus residuos en vertederos a cielo abierto, y el 65,5% arroja los residuos a una distancia menor a 200 metros de sus viviendas. Si bien existe un sistema de contenedores, sólo el 12,7% de la población accede al mismo.

Dinámica poblacional de la región y expansión de la ciudad

La condición de enclave de la provincia implicó que un importante número de desplazados llegaran a la ciudad de Cabinda durante la guerra, no solamente desplazados de Angola sino también migrantes de los países limítrofes. Esto se expresa de manera muy clara en el fenómeno de expansión y crecimiento de la ciudad que se manifestó en los últimos años.

A partir del procesamiento y análisis de información extraída de fotografías satelitales del año 2004, el número de viviendas estimado en la ciudad es de aproximadamentre 37.000.

Comparando cartografía oficial del año 1990 con las fotografías de 2004, se verifica un crecimiento explosivo de la mancha urbana de la ciudad así como la densificación de sectores de las areas centro y su entorno. Si bien no se tiene información sobre el número de viviendas en Cabinda a inicios de la década del 90, si es posible comprobar que la ciudad ha extendido su superficie construida en más del doble en los últimos 14 años.

Dichos crecimientos en términos generales implican el asentamiento espontáneo de población, no respondiendo a una orientación urbanística predefinida, por lo cual es común encontrar situaciones en que la población se asienta en zonas no adecuadas y de riesgo, tales como zonas con pendientes fuertes, con riesgo de deslizamiento de tierras.

Cabe agregar que estos nuevos asentamientos se producen en áreas donde no existe adecuada cobertura de servicios básicos como agua potable, saneamiento, recolección de basura, etc volviendo aún más precarias las condiciones de vida de esas poblaciones.

Identificación de áreas homogéneas

De manera de poder analizar de manera sistematizada los principales elementos del diagnóstico de la situación actual, se realizó una zonificación operativa de la ciudad a través de la identificación de áreas homogéneas.

Esta zonificación básica de la ciudad está basada en la aplicación de un conjunto de criterios que resultan funcionales para la finalidad de esta planificación, es decir la elaboración de un Plan Director de agua potable y saneamiento.

La información sobre las características urbanísticas de la ciudad que se dispuso para esta propuesta se limita a la carta base de la ciudad del Servicio Geográfico Militar, escala 1:25000, del año 1991, y fotografía satelital del año 2004 a partir de la cual se realizó un relevamiento del número de viviendas actuales en la ciudad.

En este contexto, con la colaboración de urbanistas, se utilizaron elementos del análisis físico urbano, que fueron ajustados y enriquecidos al combinarlos en el sitio con información socio económica, institucional y de gestión de la ciudad.

Se adoptaron los siguientes criterios para caracterizar y delimitar las áreas:

nivel de consolidación del trazado urbano (amanzanamientos y/o unidades territoriales definidas, calles abiertas y definidas)

estructuración del tejido urbano, patrones de localización de la edificación.

Número de viviendas – densidad de ocupación del suelo.

Población estimada del área.

Nivel de cobertura de infraestructuras y servicios urbanos básicos, en particular cobertura de red de agua potable existente.

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Estos criterios a su vez se combinaron con elementos destacados del medio físico natural y construido, que constituyen ejes estructuradores del territorio y puede asumirse que han jugado un papel en la determinación de las tendencias de expansión física de la ciudad (extensión de la mancha urbana).

Los elementos del medio físico natural que fueron considerados para la delimitación de áreas homogéneas fueron:

cursos de agua;

topografía; e

infraestructura de transportes o vial de primer orden, tales como rutas de acceso y salida de la ciudad, vías de tránsito principales, u otras tales como aeropuertos, etc.

Del análisis de la información cartográfica e imágenes disponibles, es posible identificar 7 zonas de relativa homogeneidad, las cuales se indican en la Figura 2.

Ilustración 2 - Áreas homogéneas de Cabinda

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SERVICIOS ACTUALES DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO Descripción de los sistemas de agua y saneamiento

Fuente de agua bruta

La ciudad de Cabinda y sus alrededores se abastecen de fuentes superficiales y subterráneas.

Las tomas de agua superficial que se utilizan en la actualidad son:

El río Lucola, que alimenta dos estaciones de tratamiento de agua (ETAS): ETA 1 y ETA 2.

El río Chinzo constituye una segunda fuente de agua superficial, con la cual se abastece la red de distribución previo pasaje a través de la ETA Fortaleza.

Infraestructura física

1) ETA 2

Es la principal planta de tratamiento de Cabinda, y se ubica en la periferia de la ciudad próximo al río Lucola, desde donde toma el agua bruta. El tipo de tratamiento es convencional, e incluye coagulación, floculación, sedimentación, filtración a presión y desinfección.

De acuerdo a la información brindada por los técnicos de la Dirección Provincial de Aguas, el caudal de diseño de la planta sería de 300 m3/h.

1.a) Captación de agua bruta

La captación del río se realiza directamente (no hay una presa), mediante una canalización de hormigón (sección aproximada 1m x 1m, pendiente 0,3% y 280 metros de longitud) que conduce el agua bruta desde el río hasta el pozo de bombeo ubicado frente a la planta.

1.b) Bombeo de agua bruta

El pozo cuenta con tres bombas centrífugas sumergibles instaladas, que funcionan en régimen 2+1 (manteniendo siempre un equipo en reserva). No se conoce el estado de mantenimiento de las mismas ni se cuenta con información acerca de marca y modelo de los equipos.

La tubería aductora de agua bruta, desde el pozo de bombeo hasta el ingreso a la planta, es de PVC y Hierro en un tramo, de 250 mm de diámetro y 100 m de longitud. Considerando el desnivel geométrico y las pérdidas de carga a vencer en el bombeo de agua bruta hasta el ingreso a la ETA 2, se obtiene una carga total a elevar de 18 m. En consecuencia, y para satisfacer el caudal de diseño con dos equipos operando en paralelo, cada una de las bombas debería ser capaz de erogar un caudal de 150 m3/h contra 18 m de altura.

Durante la visita de campo realizada el día 09/08/04, la estación se encontraba tratando un caudal de 219 m3/h. Los operarios plantearon que el caudal de tratamiento se ubica siempre por debajo de los 260 m3/h, no siendo posible alcanzar el caudal de 300 m3/h con el sistema de bombeo de agua bruta disponible.

Si se compara el punto de funcionamiento requerido para cada equipo (Q = 150 m3/h, H = 18m), con los datos registrados en los planos de la ETA 2 (Q = 235 m3/h, H = 26,5 m) resulta que los equipos de bombeo serían capaces de bombear un caudal significativamente superior al necesario.

En consecuencia, se considera que las limitantes a la capacidad de bombeo podrían estar dadas por alguna de las siguientes condiciones:

Las bombas instaladas tienen una capacidad de bombeo inferior y por lo tanto no corresponden a la información disponible en los planos de la ETA;

Las bombas se encuentran obstruidas, por lo que erogan un caudal sensiblemente menor al que deberían;

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Las válvulas de cierre ubicadas en las impulsiones individuales se encuentran parcialmente cerradas, generando una pérdida de carga adicional que reduce el caudal efectivamente erogado por el equipo

1.c) Casa Química y Laboratorio

Los productos químicos que se utilizan para el proceso de tratamiento y desinfección del agua son: sulfato de alúmina, cal, hipoclorito de calcio, y un producto aglomerante denominado ACEM.

La casa química presenta una infraestructura adecuada en cuanto a los tanques de preparación de productos químicos, agitadores, alimentación de agua y bombas dosificadoras.

La ETA cuenta con un lugar adecuado para el almacenamiento de los productos químicos.

Dentro del predio de la usina, existe un laboratorio muy bien equipado con ph-metro (que mide además temperatura y conductividad), oxímetro, espectrofotómetro (LANGE, Lasa 100), termoreactor (TR 300, MERCK), microscopio, y equipo de jarras (Jar Test).

Este último equipo (Jar Test) se encuentra sin uso, ya que no se realizan ensayos para determinar las dosis óptimas de producto químico a aplicar. En la ETA 2 se aplica una dosis fija de cada uno de los productos químicos, la cual no se ajusta en función de la calidad del agua bruta. En un proceso de potabilización de agua resulta fundamental ajustar las dosis de productos a aplicar en función de la variación de la calidad del agua bruta. El mantener dosis fijas implica sobredosificación en algunas situaciones (lo que aumenta los costos de operación), y subdosificación en otras con el consiguiente deterioro de la calidad del agua tratada.

Se toman muestras diarias de agua bruta y agua tratada, las cuales se analizan para determinar pH, conductividad, turbiedad, color aparente, sólidos disueltos totales, cloruros, sulfatos y nitratos, entre otros.

1.d) Pretratamiento y Coagulación

En la llegada del agua bruta a la usina, y previo a la mezcla rápida, se cuenta con un pretratamiento compuesto por un rotofiltro y una aireación tipo “air stripping”. En la tubería de entrada hay instalado un medidor de caudal electromagnético.

La mezcla rápida tiene lugar en un recinto prismático, de 3,15 m de ancho y 3,0 m de largo, que cuenta con un agitador mecánico, de eje vertical y paletas, que gira a 56 rpm. Los productos químicos (sulfato de alúmina, cal e hipoclorito de calcio) se dosifican directamente dentro de la unidad, lejos del punto de máxima disipación de energía. El tiempo de retención hidráulico es de aproximadamente 7 minutos, para el caudal de diseño.

Dada la baja agitación lograda en la unidad y siendo que el sulfato de alúmina se dosifica en un extremo del recinto prismático, alejado del punto de agitación, se considera que la coagulación lograda resulta deficiente.

1.e) Floculación

La ETA cuenta con tres floculadores mecánicos en serie. Cada celda de floculación consiste en un recinto prismático de 3,65 m de ancho y 3,7 m de largo, dotado de un agitador mecánico, de eje vertical y paletas, que gira a 16 rpm.

El tiempo de retención hidráulico total de la etapa de floculación, para el caudal de diseño, se ubica en el orden de los 30 minutos, valor adecuado para este tipo de proceso.

1.f) Sedimentación

La sedimentación es laminar y se cuenta con dos unidades que funcionan en paralelo. Cada sedimentador consta de una serie de ductos paralelos colocadas en el tanque, en forma inclinada, de modo que el agua asciende por las celdas con flujo laminar. El agua ingresa a cada unidad por la zona inferior, asciende a través de los ductos y es recolectada mediante dos canaletas ubicadas en la zona superior. Los lodos que sedimentan hacia el fondo del clarificador, son purgados en forma periódica. La purga se realiza automáticamente en períodos de 10 segundos cada 90 segundos de intervalo.

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La sección superficial de cada sedimentador es de 5,32m x 4,65m, lo que implica una tasa de aplicación superficial de 143 m3/m2/d para el caudal de diseño. Los ductos se encuentran inclinados 60º respecto de la horizontal, por lo que la velocidad entre ductos, para el caudal de diseño, será del orden de 13 cm/min. Tanto la tasa de aplicación superficial como la velocidad entre ductos resultan adecuadas para este tipo de unidad.

El sistema de recolección de agua clarificada está compuesto por dos canaletas de sección rectangular, de 0,40 m de ancho, 0,35 m de alto y 4,65 m de largo. La longitud de vertedero para cada unidad de sedimentación resulta en 9,3 m, por lo cual el caudal unitario de recolección se ubica en 2,2 l/s/m, valor adecuado para canaletas de salida.

1.g) Filtración

La filtración se realiza a presión, mediante un total de 10 filtros, de los cuales seis fueron instalados recientemente. Los 4 primeros filtros son marca Culligan Italiana de 2,0 m de diámetro, mientras que los 6 nuevos son marca Kripsol de 1,8 m de diámetro. El manto filtrante está compuesto por arena.

Considerando la operación de los 10 filtros para el caudal de diseño, se obtienen tasas de aplicación superficial de 229 m3/m2/d para los filtros Culligan y de 283 m3/m2/d para los filtros Kripsol, ambos valores por debajo de los establecidos por el fabricante.

La alimentación a la batería de filtros se realiza mediante tres bombas centrifugas de eje horizontal, que toman el agua sedimentada desde la canaleta de salida y la envían a los filtros. Dos de estas bombas son marca EFACEC (Q= 150 m3/h, H= 18 m), con motor EFACEC. La otra es marca EMICA (Q= 160 m3/h, H= 15 m), con motor Siemens.

El lavado de los filtros se realiza dos veces por día en tiempo seco, y entre tres y cuatro veces al día en época lluviosa. Para el lavado se cuenta con dos bombas centrifugas, una marca EFACEC (Q= 150 m3/h, H= 18 m) para los filtros Culligan y una EMICA (Q= 80 m3/h y H= 10 m) para los filtros Kripsol. En los filtros nuevos el lavado se realiza con agua y aire, para lo cual se dispone de un compresor INGERSOLL-RAND.

La operación de los filtros se encuentra totalmente automatizada.

1.h) Bombeo de alta

Para el bombeo de agua tratada a la ciudad se cuenta con tres bombas centrifugas, dos en funcionamiento y una tercera de respaldo. Dos de ellas son marca EMICA (Q= 150 m3/h, H= 8m) con motor Siemens, por lo que el caudal total elevado a la ciudad es de 300 m3/h.

1.i) Generador de energía

Si bien el abastecimiento eléctrico se realiza desde la red pública, la usina cuenta con dos generadores de energía como respaldo ya que los cortes del servicio de la red eléctrica son frecuentes. Uno es marca AEM de 505 kvA y el otro es marca TURBOMAR de 330 kvA.

Por lo que se pudo apreciar en la visita a la planta, las instalaciones eléctricas se encuentran en buenas condiciones de mantenimiento.

1.j) Funcionamiento

El tiempo de bombeo de agua tratada hacia la red oscila entre 20 y 22 horas diarias. La capacidad de bombeo instalada es de 300 m3/h, pero el caudal de tratamiento máximo actualmente se ubicaría en el orden de los 260 m3/h de acuerdo a lo planteado por los operarios.

Como ya fuera mencionado, la usina tiene un laboratorio instalado con buen equipamiento. Se realizan muestreos diarios de agua bruta y agua tratada. Tienen un equipo de Jar Test nuevo que no se utiliza, y la dosis de productos químicos aplicada es siempre la misma, independientemente de la calidad del agua bruta. Esto genera una variabilidad en la calidad del agua tratada, observándose análisis que muestran valores de turbiedad del agua tratada elevados.

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2) ETA 1

La estación potabilizadora se ubica en un punto alto de la zona céntrica de la ciudad. La fuente de agua bruta es el río Lucola y el proceso de tratamiento incluye coagulación, floculación-sedimentación en unidad de manto de lodos, filtración a presión y desinfección.

De acuerdo a la información brindada por los técnicos de la Dirección Provincial de Aguas, el caudal de diseño de la planta sería de 120 m3/h.

2.a) Captación y Bombeo de agua

El agua bruta proviene del pozo de toma ubicado frente a la ETA 2. La tubería de impulsión es de PVC de 250 mm de diámetro y 3.250 m de longitud.

2.b) Casa Química

Los productos químicos que se utilizan para el proceso de tratamiento y desinfección del agua son: sulfato de alúmina, cal, hipoclorito de calcio, y polielectrolito.

La casa química presenta una infraestructura adecuada en cuanto a los tanques de preparación de productos químicos, agitadores, alimentación de agua y bombas dosificadoras. El sistema de preparación y dosificación de cada producto químico se compone de un tanque con agitador, y dos bombas (Q= 170 l/h y P= 3,5 bar).

2.c) Pretratamiento y Coagulación

La descarga de la línea de agua bruta en la ETA se realiza en una unidad en la que se logra una aireación tipo “air stripping”. En la tubería de agua bruta, previo a la descarga, hay instalado un medidor de caudal electromagnético.

La mezcla rápida tiene lugar en la tubería de agua bruta, aguas arriba de su descarga en la ETA. Los productos químicos se dosifican directamente en la tubería.

Considerando una longitud de mezcla de 1 m, el tiempo de reacción será del orden de 1,5 segundos. La intensidad de agitación de la mezcla, medida en términos de gradiente medio de velocidad (G), se ubica en 95 s-1, valor muy inferior al mínimo recomendado para asegurar una mezcla rápida efectiva (Góptimo = 300 - 1.200 s-1). En consecuencia se considera que la coagulación lograda es deficiente.

2.e) Floculación y sedimentación

La ETA 1 cuenta con dos unidades de manto de lodos en donde se dan los procesos de floculación y sedimentación en forma conjunta. El agua coagulada ingresa en la zona central, donde hay instalado un agitador, y atraviesa la unidad hasta pasar a la zona periférica donde se recolecta el sobrenadante clarificado mediante una canaleta perimetral.

Uno de los sedimentadores de manto de lodo tiene 7,95 m de diámetro exterior, mientras que el otro tiene 8,15 m de diámetro. La zona central del agitador tiene un diámetro de 3,4 m en las dos unidades. En consecuencia, para el caudal de diseño, las tasas de aplicación resultantes son de 35,5 y 33,4 m3/m2/d respectivamente, siendo el rango recomendado para este tipo de unidad de 30 - 60 m3/m2/d. El tiempo de retención hidráulico se ubica en el orden de las 4,5 hs para cada unidad.

El sistema de recolección de agua clarificada está compuesto por una canaleta perimetral dotada de vertederos triangulares. La longitud de vertedero para cada unidad de sedimentación resulta en 25 m, por lo cual el caudal unitario de recolección se ubica en 0,7 l/s/m, valor adecuado para canaletas de salida.

Luego de la sedimentación, y previo al pasaje por los filtros, el agua se deriva a un tanque de agua sedimentada.

2.f) Filtración

La filtración se realiza a presión, mediante un total de 6 filtros marca Kripsol de 1,6 m de diámetro, instalados recientemente. La tasa de aplicación superficial, para el caudal de diseño, resulta en 239 m3/m2/d.

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El agua es tomada desde el depósito de agua sedimentada mediante una bomba centrifuga de eje horizontal marca EMICA (Q= 160 m3/h, H= 15 m) y motor SIEMENS, que la envía a los filtros.

Para el lavado de los filtros, se cuenta con dos bombas centrifugas EMICA (Q= 60 m3/h y H= 10 m) que se utilizan alternadamente. Dado que el lavado se realiza con aire y agua, para la inyección de aire se dispone de un compresor INGERSOLL-RAND.

La operación de los filtros está totalmente automatizada.

2.g) Bombeo de agua tratada

Aún cuando la filtración es a presión, luego de esta etapa el agua es nuevamente bombeada hacia los depósitos ubicados dentro del predio de la planta. El bombeo se realiza mediante bombas centrífugas marca EFACEC (Q= 150 m3/h, H= 12 m, 3000 rpm y P= 11kW).

Dentro del predio de la usina hay siete tanques de agua tratada: un depósito de reserva, un depósito para abastecer el hospital, dos para abastecer el Palacio de Gobierno y tres para abastecimiento de la ciudad.

2.h) Funcionamiento

La capacidad de la ETA (capacidad del bombeo de agua bruta) es de 120 m3/h. El área de cobertura del suministro de la ETA 1 es la zona aledaña, donde se ubican el hospital, la municipalidad, y otros edificios públicos.

3) Depósitos de almacenamiento de agua

Los depósitos principales de la ciudad, son los de T’Chizo. Se trata de dos tanques apoyados en el terreno con una capacidad de 1.500 m3 cada uno, ubicados en una zona alta de la ciudad, lo que le permite realizar la distribución a toda la ciudad sin necesidad de nuevos bombeos. La estructura se encuentra en buenas condiciones, ya que fueron construidos recientemente.

Hay otros tanques que integran el sistema de distribución de Cabinda, pero muy menores que no vale la pena mencionar:

4) Red de distribución

Según los datos recabados en la oficina técnica del servicio, la ciudad cuenta con un total de 49.830 metros de red, principalmente en diámetros 75, 90, 110 y 160 mm.

Además de esto, poca información se pudo recopilar acerca de la red de distribución. Se cuenta con una planimetría donde se indican los diámetros y la ubicación de alguno de los postes surtidores. No existe un catastro de la red ni de clientes.

Si bien no se cuenta con datos actuales, la cantidad de viviendas frentistas a la red con conexiones domiciliarias es muy baja, por lo que la mayor parte de la población se abastece principalmente desde cachimbas y postes surtidores.

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Modo de operación

a) ETA 2

Luego de la rehabilitación realizada en el año 2002, la ETA 2 quedó totalmente automatizada, ya que fue instalado un sistema Scada por la empresa española SETA.

En el marco de esta rehabilitación, también se instalaron seis nuevos filtros a presión, también incluidos dentro de la automatización.

La automatización del sistema de tratamiento funciona correctamente, y es una muy buena herramienta, pero en este caso presenta dos inconvenientes:

Todos los parámetros quedaron fijados por la empresa y no se modifican. De esta manera, la dosificación de productos químicos, y las maniobras de operación de los filtros, limpieza de decantadores, floculadores, etc., se realizan de acuerdo con las rutinas que fueron programadas por la empresa. Este hecho provoca un escaso involucramiento de los operarios en el proceso de tratamiento, quedando poco margen para la optimización del proceso.

La gran mayoría de las etapas del proceso, y especialmente la filtración a presión, son de muy compleja operación manual, por lo que en caso de existir algún inconveniente con la automatización, va a ser difícil para los operarios solucionarlo.

La ETA 2 presenta una restricción a nivel del bombeo de agua bruta, por lo que la capacidad real de la planta (260 m3/h máximo) está por debajo de la capacidad nominal (300 m3/h). En el punto 4.1.2.1 a) se detallan las posibles causas a este problema.

b) ETA 1

La operativa de esta usina, ubicada en el centro de la ciudad, es similar a la de la ETA 2.

A diferencia de la ETA 2, cuenta con dos sedimentadores de manto de lodo. Pero tiene también filtros a presión y está totalmente automatizada, por lo que los inconvenientes planteados para la ETA 2 valen también para el caso de la ETA 1.

Por las informaciones recabadas, la planta abastece las áreas aledañas. La planta está ubicada relativamente cerca de los depósitos elevados (1.200 m), razón por la cual se desconoce en esta etapa cómo es la circulación de agua en la ciudad.

Estructura organizativa

La gestión del sistema de abastecimiento de agua potable está a cargo de la Dirección Provincial de Aguas. El servicio está organizado en dos departamentos, “Abastecimiento de Agua Potable” y “Control y Mantenimiento Técnico” y una asesoría para las áreas “Comercial” y “Recursos Humanos”. El primero se ocupa de las áreas “Estudios y Proyectos”, “Producción de Aguas” y “Distribución”. El segundo tiene a su cargo el área de “Gestión de Patrimonio” y “Mantenimiento Técnico”.

El total de funcionarios del Departamento de Aguas es de 44 personas, de los cuales 3 son técnicos.

Los recursos materiales con que cuenta actualmente la Dirección son: dos camionetas, un camión, una retroexcavadora que se encuentra fuera de servicio, una zanjadora, un compresor, un martillo neumático, cuatro radios y tres computadoras.

Sistema comercial

En la actualidad no existen micromedidores instalados. Si alguno aún está operando, de todos modos no se están tomando los consumos y por ende no se cobra ninguna tarifa por el servicio que se presta.

Análisis del servicio de agua potable

Capacidad de producción

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1) Capacidad de cursos de agua superficiales

El curso de agua del cual toman las ETAs 1 y 2, que es el río Lucola, posee una cuenca de 334 km2 en su desembocadura. Se estima para el mismo un escurrimiento promedio mensual de 5.8 m3/s, con un mínimo mensual en el mes de julio de 4 m3/s.

Por otra parte, se cuenta con la presencia de otro curso muy importante, el río Lulondo, con capacidad del orden de un 40% más que la del Lucola, ya que su cuenca de aporte es de 447 km2. Sin embargo, una toma en dicho curso significa la construcción de 13 km de tubería más hacia el norte del río Lucola.

2) Capacidad de fuentes subterráneas

Las referencias obtenidas en las visitas a la región acusan caudales exiguos y alta contaminación a profundidades someras, tal como se explota el agua subterránea en la actualidad. Por lo tanto, no se puede contar con las perforaciones existentes como fuentes seguras para contribuir con un aporte importante para el futuro.

No obstante ello, se constata que el escurrimiento en las cuencas de los cursos de agua es sumamente bajo, lo que insinúa una probable existencia de altas tasas de infiltración neta. Tal especulación permitiría suponer la presencia de volúmenes importantes de agua subterránea.

El agua subterránea podría ser solución para algunos sectores de la población a servir. Como se desconoce la geología y los caudales posibles, se especulará sobre su existencia y distribución para estimar posibilidades de abastecimiento.

Estimando una producción por pozo del orden de 300 m3/d promedio, se podría abastecer unos 2.000 habitantes por obra en funcionamiento.

Las perforaciones a proyectar deben superar los 25 metros de profundidad, y en lo posible, es preferible captar agua a partir de los 50 metros, siempre y cuando las condiciones naturales lo permitan.

Producción de agua

Actualmente, la capacidad de producción instalada en la ETA 1 es de 120 m3/h. y la de la ETA 2 es de 220 m3/h, totalizando 340 m3/h. La ETA 2, ubicada en el río Lucola, fue dimensionada para 300 m2/h., por lo que es muy importante estudiar las causas de este problema, para conseguir elevar el caudal de diseño. El tiempo de operación de la usina actualmente es de 20 horas diarias, por lo que la producción diaria es 5.440 m3/d.

Para el año 2006, luego de implementadas las acciones inmediatas en la usina de potabilización (tendientes a lograr tratar un caudal total de 420 m3/h) y en red de distribución (ampliación de la red), es muy probable que las pérdidas físicas se ubiquen en el entorno del 15 %, por lo que el caudal total de agua suministrado a la ciudad para ese año sería de 7.854 m3/d. Este valor, representa un consumo medio por habitante de 33 litros por día, en lugar de los 24 litros diarios actuales.

En la siguiente tabla se reseñan las informaciones anteriormente proporcionadas: Tabla 1 - Producción de agua

Actual Año 2006

Producción de la usina (m3/h) 6.800 8.400

Horas por día a bombear 20 20

Porcentaje de pérdidas físicas 20% 15%

Producción diaria (m3/d) 5.440 7.854

Consumo medio per capita (L) 24 33

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Suministro de agua

El abastecimiento de agua para la ciudad de Cabinda, se realiza fundamentalmente mediante conexiones domiciliarias a la red de agua, poste surtidors, y otras fuentes (cachimbas, directamente del río, etc.)

Esta situación, se refleja en las siguientes tablas:

Tabla 2 - Población según fuente de abastecimiento

Actual Año 2006

Población con conexión a la red 8,6% 11,1%

Población abastecida por picos 11,8% 75,7%

Resto de la población 79,6% 13,2%

Población total 100% 100%

Tabla 3 - Viviendas según fuente de abastecimiento

Actual Año 2006

Viviendas con conexión a la red 3.204 4.115

Viviendas abastecida por picos 4.364 28.099

Viviendas abastecidas por otra fuente

29.532 4.886

Total de viviendas 37.100 37.100

1) Mediante conexiones domiciliarias

Se estima que en la ciudad de Cabinda, que tres mil doscientas cuatro (3204) viviendas de un total de catorce mil trescientos (37100) cuentan con conexión domiciliaria individual (8,6 %).

El consumo diario para las viviendas que tienen conexión domiciliaria se estima en 100 l/hab.dia , por lo que el consumo total para de viviendas con conexión es de 1922 m3/dia actualmente.

Para el año 2006, luego del plan de mejoras que abarca acciones en la usina y en la red, el consumo total para las viviendas que cuentan con conexión aumentaría a 2963 m3/d.

Tabla 4 - Abastecimiento mediante conexión domiciliaria Actual Año 2006

Personas con conexión propia 19.224 26.744

Consumo unitario con conexión (l/hab.día) 100 100

Consumo total con conexión(m3/d.) 1.922 2.963

Porcentaje del total 35% 38%

2) Mediante postes surtidores

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Se desconoce la cantidad exacta de postes surtidores que existen actualmente instalados en Cabinda, debido a que no hay registros de la cantidad y ubicación de los mismos. De acuerdo a informaciones recabadas, se estimó la presencia de 80 picos de abastecimiento actualmente.

3) Otras formas de abastecimiento

Si bien no se cuentan con datos precisos respecto a las otras formas de abastecimiento, se sabe mediante las informaciones recogidas, que un gran número de viviendas se abastecen mediante cachimbas propias o ubicadas en su barrio. El inconveniente que existe con esto, es que al no existir un sistema de saneamiento colectivo en la ciudad, el agua proveniente de las cachimbas se encuentra contaminada, con los inconvenientes que esto provoca, principalmente las diarreas.

Otra fuente alternativa de abastecimiento de agua es la utilización de las aguas el río Lucola directamente, principalmente para el lavado de ropas y eventualmente para consumo.

Demanda de agua

La dotación mínima de agua potable para asegurar niveles aceptables para consumos domésticos y de higiene personal recomendado por la OMS, es de 40 litros/hab.día, muy lejos igual del valor de 100 l/hab.día, valor medio considerado para viviendas con conexión domiciliaria.

Para cumplir con esa demanda de agua potable, debería incrementarse la producción y la eficiencia del sistema.

Actualmente, con las restricciones de producción y de distribución que existen, no resulta viable satisfacer la demanda.

En la tabla que se anexa a continuación, se calcula la necesidad adicional de producción, para cumplir con los 40 litros/hab.día que recomienda la OMS para viviendas sin conexión a la red de distribución:

Tabla 5 - Demanda de agua

Personas sin conexión domiciliaria 204.378

Consumo per cápita sin conexión (l/hab.día) 17

Dotación esperada (l/hab.día) 40

Diferencia (l/hab.día) 23

Necesidad adicional de producción (m3/dia) 4.700

Producción actual (m3/día) 5.440

Diagnóstico y recomendaciones de acción inmediata (Años 2006 y 2007)

En este marco, se reseñan las acciones a tomar en una primera etapa, para los años 2006 y 2007, con la finalidad de solucionar los problemas mas urgentes, en las estaciones de tratamiento y en la red de distribución.

Estas acciones fueron elaboradas considerando los recursos disponibles para esta etapa, y dando prioridad a los problemas mas graves, tendientes a aumentar la cobertura de agua potable a la mayor cantidad de habitantes posible. Es importante destacar, que estas medidas están diseñadas pensando en un proyecto integral de la ciudad para las etapas posteriores.

Estaciones de tratamiento de aguas

Se proponen las siguientes acciones de primera etapa:

Determinar la causa por la cual en la ETA 2 no se consigue llegar al caudal nominal de 300 m3/h

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Implementar cursos de capacitación de los operarios de las ETAs 1 y 2 para que puedan intervenir en caso de ocurrir algún inconveniente con la automatización del sistema.

Fuentes subterráneas

Se consideró necesario realizar un estudio de prospección de fuentes de abastecimiento de agua subterránea.

La prospección geoeléctrica de superficie puede realizarse con equipamiento de bajo costo que permita profundidades de investigación del orden de 150 metros. Se considera necesario realizar aproximadamente 20 sondeos eléctricos. Esto permitirá proyectar pozos de agua subterránea para las poblaciones más dispersas del sur y del norte de la ciudad.

Red de distribución

Las acciones en las redes de distribución que se recomiendan a continuación son las más urgentes, puesto que se entiende que el estado de las redes y la cobertura actual no es adecuada para una ciudad de las características de Cabinda.

Tales acciones son:

Realizar un estudio de la red, incluido un modelo hidráulico, para lograr una mejor cobertura en la red.

Ampliar la red de distribución de agua con la Instalación de postes surtidores de agua para que la gente que no tenga actualmente conexiones a las redes de distribución existentes, puedan seguir contando con este vital servicio.

Operación y mantenimiento

Los principales inconvenientes que se detectaron en la operación y el mantenimiento del sistema derivan de la falta de materiales para realizar dichas actividades, por lo que se considera fundamental contar con los recursos necesarios para la correcta operación del servicio.

En tal sentido, las acciones a tomar son:

Suministro de los materiales necesarios para realizar las reparaciones en la red y conexiones.

Dotar a las cuadrillas de más recursos como ser equipos de comunicación y herramientas para realizar tales trabajos.

Implementación de un sistema comercial

Es inviable que se pueda suponer que un servicio de abastecimiento de agua potable se pueda sostener en el mediano y largo plazo sin cobrar una tarifa, que le permita por lo menos recuperar los costos de operación y mantenimiento, en el supuesto que las inversiones necesarias puedan ser financiadas por el gobierno central.

Para ello resulta de particular importancia implementar un sistema comercial que permita llevar adelante las siguientes acciones:

Realizar un censo de clientes;

Desarrollar un sistema sencillo de facturación y cobro;

Crear un equipo de gente para la lectura de los medidores domiciliarios, con una frecuencia bimensual;

Establecer una tarifa provisoria, hasta que se termine el Plan Director, donde se estudiará tal asunto. Se propone utilizar la de alguna ciudad de características similares o la de Luanda. La misma debería comenzarse a cobrar a partir que se terminen las obras de sustitución de conexiones.

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PLAN DIRECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO Hasta aquí, el trabajo abarcó la evaluación de la situación actual de los servicios, el estudio demográfico y de consumos, y el de las fuentes de agua actuales y potenciales. Se incluyó, además, la identificación y propuesta de medidas urgentes dentro de un programa de acción inmediata (PAI), para la mejora de los servicios de abastecimiento de agua potable con un límite de inversión en el entorno de un millón de dólares.

De aquí en mas, se estudiará y desarrollará el Plan Director de los Servicios de Abastecimiento de agua y Saneamiento para la ciudad de Cabinda con un horizonte temporal hasta 2030, que, entre otras cosas, incluye:

El estudio de la distribución geográfica de la proyección demográfica de la ciudad, teniendo en cuenta zonificaciones asociadas tanto a las características urbanísticas como a las características técnicas de las redes que se requieran para extender los servicios de agua potable y saneamiento.

El análisis de las variantes de propuestas de expansión de los servicios, con las consiguientes metas de cobertura para los próximos 25 años.

Las proyecciones de demanda de servicios de agua potable y saneamiento asociadas a las variantes de expansión

El estudio técnico de los componentes de inversión que requieren las variantes propuestas para la expansión de los servicios.

El estudio de costos de inversión, operación y mantenimiento.

El análisis comparativo de las variantes.

La propuesta de un programa de obras, y costos asociados de inversión, operación y mantenimiento hasta el año 2030, que se requieren para el funcionamiento de los servicios de agua potable y saneamiento en cumplimiento de los objetivos de metas de cobertura identificados.

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Proyección de población y vivienda por áreas homogéneas

Las estimaciones de extensión de los servicios de agua potable y alcantarillado sanitario, se realizaron considerando las áreas homogéneas mencionadas anteriormente

Las áreas homogéneas determinadas en la etapa anterior, han sido redefinidas en algunos casos en esta fase, delimitando cuencas para el trazado de las redes de los servicios de agua potable y alcantarillado sanitario.

Si bien en las áreas definidas se prevé un crecimiento de la densidad de viviendas, la extensión del área urbanizada seguirá incrementándose en el futuro.

En la siguiente tabla se presentan las proyecciones dentro de los límites definidos de urbanización esperable a corto plazo. Es muy difícil predecir para un período muy extenso, el crecimiento del área urbana fuera de los límites indicados, sin embargo, se pueden realizar algunas estimaciones en cuanto a densidades de vivienda teniendo en cuenta las densidades actuales en las áreas periféricas.

Tabla 6 - Proyecciones de población y vivienda por áreas homogéneas Estimaciones año 2004 Proyecciones año 2030

Area homogénea

Supe

rfic

ie (H

a)

Núm

ero

de

vivi

enda

s

Den

sida

d (v

ivie

ndas

/H

a)

Per

sona

s

Núm

ero

de

vivi

enda

s

Den

sida

d (v

ivie

ndas

/H

a)

Per

sona

s

1a 170 1.600 9,4 9.600 3.400 20,0 20.400

1b 132 3.600 27,2 21.600 3.700 28,0 22.200

2 567 6.700 11,8 40.200 8.500 15,0 51.000

3a 137 2.500 18,2 15.000 2.700 20,0 16.200

3b 52 10 0,1 100 10 0,1 100

4 181 3.100 17,1 18.600 3.600 20,0 21.600

5 513 7.000 13,7 42.000 14.400 28,0 86.400

6 493 4.400 8,9 26.400 8.900 18,0 53.400

7 503 4.100 8,2 24.600 7.500 15,0 45.000

8 357 300 0,8 1.800 1.800 5,0 10.800

9 576 2.600 4,5 15.600 8.100 14,0 48.600

Subtotal 3.681 35.900 9,8 215.400 62.600 17,0 375.600

Fuera de límites de áreas homogéneas 1.300 7.800 11.100 66.600

Total 37.200 223.200 73.700 442.200

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Proyección De Demandas

Proyección de demanda de agua potable

1) Dotación y cobertura actual

Como ya fuera desarrollado en detalle, el consumo de agua en las viviendas que se encuentran conectadas a la red, ronda los 60 l/hab/día para la ciudad de Cabinda, valor que se ubica dentro del valor global propuesto como meta en el Documento “Estratégia de desenvolvimento do Sector das Águas”, do Ministério de Energia e Águas.

Para las viviendas que no poseen conexión directa a la red de abastecimiento, la dotación fue estimada en 19 l/hab/día, valor que incluye todas las fuentes (no solamente postes surtidores y equivalentes).

Es de práctica común en Cabinda, el abastecimiento mediante postes surtidores. Se estima que en la actualidad, existen unos 80 en funcionamiento, suministrando agua a aproximadamente 26.000 habitantes, lo que representa el 11 % de la población total de la ciudad.

2) Proyección de dotación y cobertura

2.a) Cálculo de la dotación

En el caso de Cabinda, no resulta posible definir una estructura de consumo, diferenciando entre residencial, comercial, industrial y de gobierno, por falta de datos confiables. Por lo tanto, se realizaron estimaciones respecto al consumo global de la población.

Dentro de las acciones fundamentales recomendadas en este Plan Director, se incluye la realización de un catastro de clientes, discriminando los consumos por tipo de usuario.

De acuerdo a las características de la población de Cabinda, se determinaron dotaciones de acuerdo a los ingresos de los consumidores, y de su acceso al agua directamente desde la red o mediante otros medios.

Es muy importante consignar que para la determinación de la demanda, debieron considerarse originalmente ciertas alternativas respecto a la evolución futura de los propios ingresos de los habitantes de Cabinda, vinculadas a las definiciones respecto a la organización y arreglos institucionales provinciales y su funcionamiento, adecuados o no a la evolución prevista del gobierno y las instituciones nacionales.

De esta manera, se calcularon las dotaciones para consumidores de altos ingresos, de baja ingresos y de aquellos que acceden a la red por postes surtidores.

En la siguiente tabla, se representan estas dotaciones estimadas a lo largo del período de alcance del Plan Director:

Tabla 7 - Consumos por habitantes - Cabinda Año 2006 2010 2015 2020 2025 2030 Dotación población altos ingresos (l/hab/dia) 70 90 105 120 135 150 Dotación población bajos ingresos (l/hab/dia) 40 70 73 75 75 80 Dotación población abastecida por postes (l/hab/d) 15 30 30 30 30 30

2.b) Metas de cobertura

Como ya fuera expresado anteriormente, las coberturas actuales son bajas. Con las medidas que está tomando el gobierno de Angola en este sentido, colocando el abastecimiento de agua potable como un tema de primera prioridad, las coberturas del servicio irán aumentando paulatinamente.

La metodología utilizada para la determinación de la cobertura es la del benchmarking, o sea utilizando parámetros de otras ciudades que se adapten a este caso, tanto en la actualidad como en la situación de largo plazo que se espera tener. Este procedimiento es el adecuado para el caso en que no se dispone de la información adecuada.

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A finales del período de estudio, se espera que toda la población situada en áreas urbanizadas, tengan acceso a una fuente segura de agua potable. Por lo tanto, se propone una meta de cobertura de 95%. Este valor se obtendrá mediante abastecimiento a través de conexiones domiciliarias y de postes públicos.

La proyección se realiza teniendo en cuenta una propuesta de expansión geográfica de los servicios, que se describirá a continuación. Como resultado de estas estimaciones, los valores resultantes de cobertura del servicio de agua potable por quinquenio, por tipo de usuario y por tipo de servicio, se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 8 - Propuesta de cobertura de agua potable de Cabinda Concepto 2006 2010 2015 2020 2025 2030 % Conexión viviendas altos ingresos 11% 17% 23% 25% 25% 28% % Conexión viviendas bajos ingresos 0% 16% 20% 35% 40% 49% % Conexiones (suma de las anteriores) 11% 34% 43% 59% 65% 77% % Postes surtidores 77% 60% 47% 35% 30% 18% % Otros 13% 6% 10% 6% 5% 5% Total 100% 100% 100% 100% 100% 100%

3) Proyección de la demanda

Las hipótesis adoptadas para realizar la proyección de la demanda son:

El responsable del servicio va a tener capacidad de realizar las inversiones necesarias para atender estas demandas.

La organización empresarial e institucional se racionaliza y se adecua a la atención de las necesidades del sistema.

Las tarifas a aplicar en los distintos casos son aquellas que corresponden a los países de bajos ingresos, donde se subsidian a los consumidores pobres y muy pobres, para luego lentamente reducir estos subsidios a partir del incremento del ingreso relativo de estas poblaciones.

En la Tabla 9, se presenta la proyección de la demanda de agua potable para la ciudad de Cabinda, partiendo desde el año 2006 hasta el año 2030, horizonte de proyecto, con cálculos cada cinco años.

Para la determinación de la demanda, se tomaron tres tipos de consumidores, los usuarios que perciben altas rentas, aquellos que perciben rentas bajas y los que se abastecen directamente desde postes surtidores. Sumando estos tres grupos, obtenemos la demanda total.

Se indica además, el incremento de población a servir respecto a los valores actuales, y el progreso de la dotación media que se presentará a lo largo del tiempo, alcanzando los 91 l/hab/d en el año 2030. Este valor se aproxima a los mínimos aceptables por la OMS.

Tabla 9 - Proyección de consumos de agua potable para la ciudad de Cabinda Concepto 2010 2015 2020 2025 2030

Población total 261.000 298.000 340.000 388.000 442.000

Población altos ingresos con conexión a red 44.600 69.100 83.800 95.800 125.300

Población bajos ingresos con conexión a red 42.900 60.000 118.200 154.600 216.600

Total población con conexión a red 87.500 129.100 202.000 250.400 341.900

Total personas abastecidas 244.100 269.200 321.000 366.800 421.500

Demanda conexiones altos ingresos (m3/d) 4.000 7.300 10.100 12.900 18.800

Demanda conexiones bajos ingresos (m3/d) 3.000 4.400 8.900 11.600 17.300

Demanda postes surtidores (m3/d) 4.700 4.200 3.600 3.500 2.400

Demanda Total (m3/d) 11.700 15.900 22.600 28.000 38.500

Incremento demanda agua base 2006=100 253 483 483 483 878

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Dotación media población abastecida (l/hab/d) 48 59 70 76 91

4) Requisitos de capacidad de fuentes y producción para satisfacer la demanda

4.a) Capacidad requerida

Luego de establecidas las demandas, el paso siguiente es estimar los caudales que deberá proporcionar el sistema para satisfacer esa demanda.

Para determinar el caudal total necesario para diseñar las plantas de tratamiento de agua, deberán tenerse en cuenta la demanda máxima diaria y las pérdidas del sistema.

El primero se debe a las variaciones estacionales (temperatura, lluvias, humedad). Considerando que las temperaturas extremas de Cabinda no son muy importantes, el coeficiente adoptado es de 1,2.

Las pérdidas del sistema se conforman por las pérdidas comerciales y las físicas. Las primeras serán tenidas en cuenta en el análisis comercial del servicio. Cabe destacar que actualmente no se cobra a los consumidores. Las pérdidas físicas están asociadas a las carencias en la operación del sistema, especialmente a las redes de distribución, como ser roturas que demoran en repararse, desbordes de depósitos, conexiones irregulares, etc.

Actualmente, en las condiciones que se encuentran las instalaciones, se estimó que el porcentaje de pérdidas físicas ronda el 40%. En este estudio, se recomienda fuertemente la realización de una campaña de recuperación de agua perdida, hecho que derivará en importantes ahorros, ya que se está gastando mucho dinero en producir agua que luego se pierde.

Por ello, en el análisis realizado, se prevé una reducción paulatina del volumen de agua que se pierde, hasta alcanzar un piso de 25 % al año 2030.

En la tabla que se presenta a continuación, se calculan los caudales necesarios para cubrir la demanda hasta el año 2030.

Tabla 10 - Capacidad requerida para el tratamiento de agua en Cabinda Concepto 2010 2015 2020 2025 2030

Horas de producción por día de la estación 22 22 22 22 22

Demanda media diaria (l/s) 148 201 285 354 486

Demanda máxima diaria (l/s), (k1=1,2) 177 241 342 424 583

Pérdidas 40% 35% 35% 30% 25%

Necesidad de producción (m3/d) 25.500 32.000 45.500 52.400 67.200

Caudal a suministrar por la planta de tratamiento (l/s) 295 371 527 606 780

4.b) Comparación con la capacidad existente

La fuente principal de la ciudad de Cabinda es el río Lucola, ubicado en las afueras de la ciudad. Para poder determinar hasta cuando se podrá cubrir la demanda de agua con esta fuente, es preciso comparar el caudal máximo que se puede extraer del río en las condiciones mas desfavorables, contra el caudal que deberán suministrar las ETAS (demanda + picos + pérdidas) para el horizonte de proyecto (año 2030).

El río Lucola posee una cuenca de 334 km2 en su desembocadura y se estima para el mismo un caudal promedio mensual de 5.8 m3/s, con un mínimo mensual en el mes de julio de 4 m3/s.

El caudal a elevar a la ciudad en el año 2030 es de 0,8 m3/s, es decir, del orden del 20 % del caudal mínimo del río.

De este análisis se desprende que el caudal del río, aún con las variaciones diarias que puedan producirse, y salvo que se realicen importantes extracciones para otros usos aguas arriba, de lo cual

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no se tiene información, es ampliamente suficiente para cubrir requerimientos de agua de toda la ciudad en el período de previsión del Plan Director.

En el caso de existir inconvenientes, y tal como fuera presentado en el Relatório 2, el área urbana de Cabinda y sus alrededores cuenta con otros cursos de agua, que poseen en conjunto capacidad suficiente para el abastecimiento de agua superficial a la ciudad de Cabinda en el futuro. Esto es, teniendo en cuenta que en la situación actual no se conocen usos importantes de estas fuentes de agua para la agricultura.

La capacidad actual de producción, sumando la de las ETAS 1 y 2, es de: 120+235=355 m3/h. Suponiendo que pasaran a funcionar 22 horas por día, la producción máxima que pueden alcanzar es 7.800 m3/d.

Como se puede observar en la Tabla 11, la capacidad existente es menos de un tercio de la que se requiere a corto plazo.

Al ser tan grande la diferencia entre lo requerido y lo existente, se supone que en un futuro, no se justifica realizar inversiones importantes de ampliación e incluso mantenimiento de estas plantas, porque los costos fijos de personal, etc, no se justifican frente a la construcción de una planta de gran tamaño.

Por lo tanto, se considera que al 2030, se deberá tener en funcionamiento una estación de tratamiento para la capacidad total requerida, es decir, 780 l/s.

Si consideramos que las plantas actuales pueden funcionar hasta el 2015, se tiene la evolución del aumento de capacidad requerida que se presenta en la tabla siguiente.

Tabla 11 - Necesidad de incremento de producción de agua potable Concepto 2010 2015 2020 2025 2030

Necesidad de producción (m3/d) 25.500 32.000 45.500 52.400 67.200

Producción de las ETAs actuales (m3/d) 7.800 7.800

Producción incremental (m3/d) 17.700 24.200 45.500 52.400 67.200

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Proyección de caudales de aguas residuales

1) Situación actual

Actualmente en Cabinda no hay un sistema colectivo de drenaje de las aguas residuales. Se utilizan sistemas de saneamiento estático, que en general consisten en pozos filtrantes, fosas sépticas y letrinas, y en otros casos no se dispone de sistemas aceptables de saneamiento y/o de ningún tipo de equipamiento sanitario.

La información disponible que permita estimar la cantidad de habitantes que tienen acceso a un sistema adecuado de saneamiento es escasa. La Encuesta de Indicadores Múltiples (MICS-2002) estipula la distribución porcentual de la población según el tipo de saneamiento por región, y en particular para la región norte, y por área de residencia (urbana o rural).

Tabla 12 - Distribución porcentual de las familias, según el tipo de saneamiento Tipo de Saneamiento Capital Norte Urbana Rural Total

Baño con sistema de saneamiento 27.6 9.2 18.5 2.2 13.5

Baño con fosa séptica 19.0 6.0 11.2 1.3 8.2

Pozo filtrante solamente 6.9 16.3 9.6 3.1 7.7

Letrina seca. Letrina con descarga manual 23.3 40.5 34.8 19.0 30.0

Canaleta abierta 0.8 0.7 1.0 1.0 1.0

Río, mar o lago 0.1 0.1 0.4 0.3 0.4

Balde 0.5 0.1 0.3 0.0 0.2

Aire libre 21.5 26.8 23.8 73.1 38.7

Otros 0.3 0.3 0.4 0.0 0.3

Total 100 100 100 100 100

Total como sistema de saneamiento 76.8 72.0 74.1 25.5 59.4

Fuente: (MICS-2002)

Ponderando entre los datos de la Región Norte y los correspondientes a las áreas urbanas, se puede considerar que en Cabinda un 35% de la población tiene alguna instalación sanitaria en su vivienda, con disposición de los líquidos en una fosa séptica, pozo filtrante o algún sistema existente (como por ejemplo red pluvial antigua). Otro 35% cuenta con letrina seca o letrina de descarga manual y un 30% se puede decir que no dispone de ningún sistema de saneamiento.

De la cantidad de letrinas estimada, es razonable pensar que la mitad estarían en condiciones aceptables. Por lo tanto el porcentaje total con acceso a un sistema “adecuado” de saneamiento sería del orden del 53% de la población.

Tabla 13 - Distribución porcentual según el tipo de saneamiento en Cabinda Concepto Porcentaje N° viv 2004

Viviendas con baño (fosa séptica, pozo filtrante, sistema saneamiento) 35% 13.000

Viviendas con letrinas (secas o descarga manual) 35% 13.000

Viviendas sin ningún sistema de saneamiento 30% 11.100

Total 100% 37.100

Viviendas con sistema de saneamiento "adecuado" 53% 19.500

Fuente: Cálculos propios

Según la información recabada existe un servicio de camiones para la extracción y transporte de los lodos de tanques sépticos, pero se desconocen datos al respecto. No se conoce el destino de las descargas, y no existe tratamiento de los mismos.

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Como ya se ha explicado no hay una continuidad en el abastecimiento de agua potable, existiendo una demanda insatisfecha, además de un nivel de pérdidas muy elevadas. Para una primera aproximación del volumen diario actual de generación de líquidos residuales domésticos se considera que representan un 80% del agua que llega a ser consumida, lo cual es válido ante la escasez de datos disponibles.

Tabla 14 - Generación de aguas residuales – Año 2004 Concepto Cantidad

Estimación de producción de agua potable (m3/d) 6.800

Consumo de la población (m3/d) 1.541

Estimación de la producción actual de aguas residuales (m3/d) 1.233

El riesgo para la salud de la disposición inadecuada de los lodos de tanques sépticos, se suma al que producen las aguas residuales circulando por las calles. El incremento del servicio de agua potable que se propone para Cabinda, aumenta el volumen de agua residual a producir.

Si bien la incorporación del servicio de agua potable disminuye los riesgos de tomar aguas de fuentes no seguras, con posible contaminación con aguas residuales, aumenta notablemente la producción de aguas residuales, con lo cual el manejo seguro de las mismas pasa por un sistema de recolección mediante redes en las áreas de mayor densidad de población, un sistema eficiente de recolección de lodos de los tanques sépticos en las zonas en donde no se construya red de saneamiento, y el tratamiento conjunto de los efluentes.

2) Criterios de expansión de los servicios

Para priorizar las áreas a ser saneadas mediante red de drenaje en primera etapa, se consideraron determinadas premisas. Primero se incorporaron las áreas más consolidadas del punto de vista urbanístico, con trazados definidos, donde las viviendas podrán acceder claramente al servicio.

También se delimitaron cuencas y se consideró la densidad de viviendas de las mismas. Se evaluó la facilidad de evacuación de las aguas tratando de minimizar obras civiles y mecánicas, y además se priorizaron aquellas cuencas cuya infraestructura (conducciones y estaciones de bombeo) puedan ser utilizadas por otras cuencas que se incorporen al sistema de redes de alcantarillado sanitario en futuras etapas.

Para seleccionar la forma de expansión de los servicios se debieron también tomar en cuenta las dificultades presentes, como ser el elevado crecimiento demográfico previsto, la ausencia de cualquier infraestructura de drenaje que sirva de base y la poca consolidación del trazado urbano en varias zonas dado por el asentamiento espontáneo de la población.

De esta forma se llegó a determinar que en primera etapa se sanee las cuencas que se muestran en la figura, denominadas A, B, C, D y E.

Otra premisa importante, es que quien se conecte a la red de saneamiento ya tendrá en su vivienda conexión de agua potable.

Con estas consideraciones, se entiende como una meta ambiciosa llegar al final de período de proyecto con un 30% de cobertura con red de saneamiento. Un 55% de la población tendría acceso a un sistema de saneamiento “mejorado”, mediante fosa séptica, pozo o letrina seca ventilada, alcanzando una cobertura de acceso a saneamiento del 85%. En primera etapa también se incluye el tratamiento de los líquidos residuales así como su disposición final.

Para alcanzar porcentajes más elevados de cobertura con red de saneamiento, se entiende imprescindible implementar un programa de desarrollo urbano, donde se programe un reordenamiento territorial, en el cual se prevean las zonas de crecimiento (se estima que al año 2030 Cabinda duplica su población) y se definan trazados de calles.

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Tabla 15 - Distribución según el tipo de saneamiento al final del período de estudio

Concepto Porcentaje N° viviendas 2030

Viviendas conectadas a la red de saneamiento 30% 22.100

Viviendas con sistema estático de saneamiento (fosa séptica, pozo filtrante, letrina) 55% 40.500

Viviendas sin sistema de saneamiento adecuado 15% 11.100

Fuente: Cálculos propios

3) Proyección de generación de aguas residuales

Como ya se ha mencionado, la demanda de agua potable crecerá rápidamente en el área de estudio durante el período de proyecto. Asimismo, como resultado del incremento en el consumo de agua, se aumentará la generación de agua residual.

Se realizaron las proyecciones de caudales de aguas residuales a los efectos de determinar la capacidad futura del sistema de saneamiento para cubrir las demandas requeridas.

La evolución de los caudales de aguas residuales en el tiempo es directamente proporcional al ritmo con que se realicen las inversiones necesarias para la extensión de las redes. Depende también de las hipótesis que se adopten para la dotación, coeficientes de retorno, de infiltración, de intrusión pluvial y de picos.

Por ello se considera un ritmo de incorporación de conexiones a las redes de saneamiento y de construcción de fosas sépticas y pozos rotos.

En primer término consideramos la evolución de los caudales a ser conducidos por las futuras redes de saneamiento, que finalmente deberán llegar a la planta de tratamiento.

3.a) Cobertura

Como ya se dijo se analizará la hipótesis de que la cobertura de las redes alcanzará un 30% de la población. Esto se llega a partir de realizar la intersección de las cuencas delimitadas y marcadas como prioritarias a ser saneadas, con las áreas homogéneas ya descritas para las cuales se proyectó el crecimiento de población. Para estas áreas también se determinó el porcentaje de pobladores denominado de “altos ingresos”.

3.b) Dotación

Para proyectar los caudales de abastecimiento de agua potable, se definió una dotación por habitante, variable en el tiempo, y que depende de las características socioeconómicas (altos y bajos ingresos). El consumo per cápita (Cons) para las conexiones de altos ingresos, varía desde 70 l/hab.día en 2006 hasta 150 l/hab.día en 2030. Para conexiones de bajos ingresos, varía desde 40 a 80 l/hab.día en el mismo período.

3.c) Coeficiente de retorno a la red

El porcentaje de generación de aguas residuales respecto al consumo de agua potable (Cred) se considera del 80%, valor usual y recomendado por algunas normas ante la falta de datos obtenidos en campo.

3.d) Infiltración

La tasa de contribución de infiltración (I) depende de condiciones locales, tales como el nivel freático, naturaleza del subsuelo, calidad de ejecución de la red, material de tuberías y tipo de junta utilizado.

En esta etapa se adoptó un valor uniforme de 0,2 l/s.km de red.

3.e) Coeficientes de pico

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A los efectos de este estudio los coeficientes importantes son,

K1 – coeficiente de máximo caudal diario, relación entre el mayor caudal diario verificado en el año y el caudal medio diario anual.

K2 – coeficiente de máximo caudal horario, relación entre el mayor caudal diario observado en un día y el caudal medio horario del mismo día.

K1*K2 – coeficiente de máximo instantáneo

Se utilizarán valores recomendados de K1 = 1,2 y K2 = 1,5. Estos son admitidos constantes a lo largo del tiempo.

3.f) Intrusión pluvial

Aunque el sistema propuesto es separativo, siempre se produce infiltración de las aguas de lluvia, por falta de estanqueidad de las uniones de tuberías y cámaras, o por la existencia de conexiones clandestinas de aguas de lluvia a la red de saneamiento.

En este caso, se ha considerado un margen en el diseño de las redes, suponiendo que hasta un 5% de las viviendas conectadas al saneamiento conectan las aguas pluviales que caen en sus techos a la red. Se adoptó una intensidad de lluvia de 0,25 mm/min y una superficie receptora promedio de 60 m2 por vivienda

Las estaciones de bombeo se diseñarán tomando en cuenta únicamente el aporte de tiempo seco suponiendo la existencia de aliviaderos previo a éstos.

3.g) Caudales

El caudal medio previsto entonces que llegará a la futura planta de tratamiento estará determinado por la suma del caudal medio de aportación de saneamiento (Qsan) y el caudal por infiltración (Qinf), dado por:

ILredConsCredHabQQQ sanmed ***inf +=+=

En el cuadro siguiente se observa la evolución del gasto de agua residual hasta el final del período de planificación.

Tabla 16 - Evolución de la generación de líquidos residuales de las viviendas conectadas al saneamiento Concepto 2015 2020 2025 2030

Cobertura conexiones a saneamiento 14% 22% 28% 31%

Viviendas 49.600 56.600 64.600 73.700

Viviendas c/conexión Altos Ingresos 7.040 12.440 14.860 16.060

Viviendas c/conexión Bajos Ingresos 0 150 3.440 6.430

Consumo p/c conexión altos ingresos (l/hab/d) 105 120 135 150

Consumo p/c conexión bajos ingresos (l/hab/d) 72 75 77 80

Longitud red (km) 73 115 148 172

Qmed (l/s) 56 107 156 197

Se ha realizado alguna estimación respecto al volumen de líquidos lodos que pueden extraerse de los tanques sépticos. Se tiene información de la frecuencia de limpieza en ciudades de Uruguay, en las cuales no existen problemas de napa freática alta, con consumos mayores que los estimados para Cabinda, y con mayores registros pluviométricos que en esta zona. Los valores indican del orden de 2 m3 por habitante y por año.

Se destaca que estos valores son muy variables, dependen de todas las características de la zona que se mencionan en el párrafo anterior: subsuelo, pluviometría, dotación, así como de la estanqueidad de las estructuras. En general, las estructuras no son estancas, y gran parte del líquido

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se pierde por infiltración. Esto determina que los volúmenes no sean importantes respecto a los que aportan las redes de saneamiento.

Un 77% de la población, al final del período de estudio, estará conectada a la red de agua potable, mientras que se proyecta una cobertura de redes de saneamiento para el 30%. Por lo tanto, deberá preverse un sistema de recolección y tratamiento para los lodos de tanques sépticos del 47% de la población, que se estima en unas 200.000 personas en el año 2030. Para esa población se ha estimado un aporte de 1 m3 por habitante y por año. Esto representa unos 550 m3/d.

La disposición de los lodos se realizará parte en la planta de tratamiento en conjunto con las aguas residuales que transporta la red. Para las zonas más alejadas, resultará más económico seleccionar terrenos para disposición controlada.

4) Cuerpos receptores

Se han identificado los siguientes posibles cuerpos receptores para los líquidos residuales, dentro de los límites de la ciudad. Se describen primero los localizados al norte y noreste:

Bahía de Cabinda: se localiza en los límites norte y noreste de la ciudad. Si bien algunas de las cuencas existentes escurren naturalmente hacia ella, por su condición de Bahía tiene la desventaja de tener menores profundidades que en mar abierto y seguramente corrientes desfavorables para su uso como cuerpo receptor. En el caso de optarse por un emisario debería ser de gran longitud.

Río Lucola: aquí se localiza la captación de agua de las plantas potabilizadoras, por lo que cualquier vertimiento debería ser aguas abajo de ésta. Esto ya sería muy próximo a su desembocadura en la Bahía de Cabinda. Los requerimientos de tratamiento deberán ser de mayor exigencia, que en el caso de vertimiento al océano. Estamos a mayor distancia de las áreas a ser saneadas en primera etapa, lo que implicaría mayores inversiones en bombeos y conducciones.

Hacia el oeste y suroeste tenemos:

Océano Atlántico – oeste: hacia aquí llega el escurrimiento natural de las cuencas a ser saneadas en primera etapa, al igual que las cuencas de la zona sur. Esto representa la mayor parte de la ciudad. De acuerdo con la información contenida en las cartas geográficas, tendríamos mayores profundidades cerca de la costa que en la Bahía, y se presumen efectos más favorables de dilución de la descarga.

Río Luvassa: se ubica al norte del aeropuerto y desemboca en el océano. Su caudal no es significativo, y se requerirían mayores exigencias de tratamiento.

De los posibles cuerpos receptores identificados y por lo expuesto, parecería que la solución más conveniente es que el punto de disposición final sea en la costa oeste del Océano Atlántico.

Se tomaron como profundidades razonables de descarga para emisario con pre-tratamiento del orden de 10 m o más, y para emisario con tratamiento secundario previo en el entorno de 4 a 5 m como óptimo o traspasar línea de bancos existentes. Se dispuso de las líneas isobatimétricas de las cartas geográficas 1:25.000 cada 5 m.

En la etapa de Proyecto Ejecutivo, se deberán realizar estudios de corrientes, de calidad y de profundidad, que brinden mejor y mayor información para definir con exactitud el punto final de vertido.

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5) Definición de las cuencas de saneamiento

La zona de estudio se puede dividir en una serie de cuencas pequeñas que fluyen directamente hacia el Océano Atlántico en su mayoría, tanto hacia el norte (Bahía de Cabinda) como hacia el oeste. Se delimitaron dichas cuencas, con excepción de aquellas que se prevé que las densidades de ocupación a fin de período no alcanzarán mínimos aceptables para la construcción de redes colectivas.

Estas cuencas pueden a su vez ser subdivididas en una serie de sub-cuencas con el fin de proponer alternativas de solución.

Para delimitarlas, se realizó un trazado aproximado de las redes de saneamiento en base a la planimetría disponible.

Para la ciudad de Cabinda se dispuso de:

cartas geográficas 1:2000 y 1:25.000 del Instituto de Geodesia y Cartografía de Angola, con curvas de nivel cada 1 m y 10 m respectivamente;

levantamientos topográficos realizados a los efectos de este estudio;

fotografías satelitales;

planimetrías digitalizadas con curvas de nivel, manzanas, caminos, viviendas, cursos de agua.

No necesariamente las cuencas de saneamiento se corresponden con cuencas hidrográficas: en algunos casos éstas últimas se dividieron en función de la prioridad establecida para brindar saneamiento, y en otras se definieron longitudes máximas de colectores principales a las pendientes mínimas que permitían su autolimpieza, de manera de no alcanzar profundidades mayores a los 5 m.

Tabla 17 - Cuencas de saneamiento Estimaciones año 2004

Cuenca Superficie (Ha) Número de viviendas Densidad (viv/Ha) Población

A 231 2.700 11,7 16.200

B 142 1.880 13,3 11.280

C 404 8.370 20,7 50.220

D 175 1.800 10,3 10.800

E 82 1.440 17,5 8.640

F 39 370 9,6 2.220

G 210 2.540 12,1 15.240

H 729 4.380 6,0 26.280

I 496 3.550 7,2 21.300

J 87 2.240 25,8 13.440

K 110 2.090 19,0 12.540

L 270 2.400 8,9 14.400

M 445 1.770 4,0 10.620

N 64 160 2,5 960

O 183 660 3,6 3.960

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Como ya fuera explicado, las cuencas a ser incluidas en esta etapa de planificación serán las A, B, C, D y E.

6) Distribución de la población por cuenca

Para cada área homogénea considerada se analizó la proyección de población y vivienda.

Con la finalidad de definir costos de inversión en conducciones y estaciones de bombeo, fue necesario realizar las proyecciones de población, vivienda y caudales por cuenca de saneamiento.

Dado que tanto las áreas homogéneas como las cuencas se encuentran digitalizadas, es posible realizar el cruce geográfico de los datos de población y vivienda. Esto permite tener la proyección de población y vivienda para cada intersección área homogénea – cuenca en el período de planificación. El cruce se realiza a la relación de áreas.

Para cada área homogénea también se proyectó la evolución de las características socioeconómicas de la población, por lo que de la misma forma se determinó la población de altos y bajos ingresos de cada cuenca de saneamiento.

En la siguiente tabla se muestra la evolución prevista de población por cuenca de saneamiento a ser saneada en el período de planificación.

Tabla 18 - Evolución de población y viviendas en las cuencas a sanear 2015 2020 2025 2030

Cuenca Viv Pob Viv Pob Viv Pob Viv Pob

Porcentaje Altos

Ingresos

A 3.890 23.340 4.430 26.580 4.970 29.820 5.520 33.120 81%

B 2.760 16.560 3.170 19.020 3.570 21.420 3.970 23.820 74%

C 9.270 55.620 9.680 58.080 10.090 60.540 10.500 63.000 58%

D 2.250 13.500 2.450 14.700 2.660 15.960 2.860 17.160 47%

E 1.740 10.440 1.870 11.220 2.010 12.060 2.140 12.840 54%

Total 19.910 119.460 21.600 129.600 23.300 139.800 24.990 149.940 64%

7) Distribución de los caudales de aguas residuales por cuenca

En esta tabla se indica la evolución de los caudales medios generados (Qmed) para las cuencas con red de saneamiento dentro del horizonte de planificación. El criterio para incorporar redes de saneamiento y conexiones se indica más adelante.

Tabla 19 - Caudales medios generados por cuencas 2015 2020 2025 2030

Cuenca Cobertura en la cuenca

Q med

(l/s) Cobertura en

la cuenca Q med (l/s)

Cobertura en la cuenca

Q med

(l/s) Cobertura en

la cuenca Q med (l/s)

A 50% 15 65% 25 80% 37 90% 47

B 50% 11 65% 17 80% 25 90% 32

C 40% 29 60% 48 80% 66 90% 80

D 0% 0 45% 10 75% 17 90% 22

E 0% 0 40% 6 70% 12 90% 16

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Finalmente, en la tabla siguiente se presentan los distintos caudales característicos de las cuencas para el año 2030, los cuales determinarán las dimensiones de conducciones y bombeos.

Tabla 20 - Caudales en las cuencas a sanear - Año 2030 Concepto Cuenca A Cuenca B Cuenca C Cuenca D Cuenca E Total

Viviendas conectadas 4.960 3.570 9.450 2.580 1.930 22.490 Viviendas c/conexión Altos Ingresos 4.480 2.950 6.130 1.330 1.170 16.060

Viviendas c/conexión Bajos Ingresos 480 620 3.320 1.250 760 6.430

Longitud red (km) 39 24 69 26 14 172 Qsan (l/s) 39 27 66 17 13 162

Qinf (l/s) 8 5 14 5 3 34

Qpl (l/s) 47 33 89 24 18 211

Qmed (l/s) 47 32 80 22 16 197

Está previsto que se empiecen a realizar inversiones en las cuencas A, B y C en el año 2015, mientras que en las cuencas D y E ingresarán al sistema en el año 2020.

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REQUERIMIENTOS DE INFRAESTRUCTURA DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE

Captación y tratamiento

Como ya fuera analizado, en el marco de este Plan Director se propone la construcción de una nueva ETA, en las proximidades de la actual ETA 2. La capacidad total será la prevista al año 2030, pero puede construirse por módulos. Las ETAS actuales seguirán funcionando por un período, pero con el tiempo su producción será marginal respecto a la requerida, por lo cual se considera más conveniente centralizar la producción en una ETA de gran capacidad y dejar fuera de funcionamiento las actuales.

La capacidad de diseño de la nueva ETA será de 67.200 m3/d, o sea 780 l/s, y constaría de cuatro módulos de 195 l/s cada uno. Si se construyen dos módulos, luego del 2015 debería duplicarse la capacidad. Si se construyen 3 módulos inicialmente, se debería construir el cuarto módulo en el año 2025. En el numeral siguiente se presentan las alternativas de ubicación, tipo de tratamiento y modulación de la planta.

Alternativas técnicas

1) Alternativas de tratamiento

La solución para el tipo de tratamiento que proporcione agua en la cantidad requerida y con la calidad adecuada para su potabilización, presenta variantes en cuanto al diseño de los elementos que componen el proceso de tratamiento, así como en los productos químicos que se utilicen.

1.a) Procesos

Teniendo en cuenta las características de la fuente de agua superficial existente, y el funcionamiento de las ETAs actuales, los procesos que se requieren para el tratamiento son los clásicos de un tratamiento completo: mezcla rápida, floculación, filtración en filtros rápidos, desinfección y corrección de pH.

La usina de tratamiento de agua debe ser compacta, con la finalidad de disminuir costos de inversión y facilitar la operación. También debe ser simple de operar, y, en lo posible, no depender de unidades de tratamiento patentadas, que obliguen a recurrir a un único proveedor de equipos.

Actualmente, se pueden proyectar unidades con poco equipamiento: por ejemplo, los floculadores, si bien conviene que sean mecánicos por el tamaño de la planta, poseen como único equipamiento los agitadores, que pueden ser suministrados por gran cantidad de fabricantes. También pueden proyectarse floculadores de chicana o de piedras, que no requieren ningún equipamiento.

La sedimentación de tipo laminar reduce considerablemente el área necesaria para el proceso. La construcción de decantadores laminares con tolvas adecuadas para limpieza de lodos sin necesidad de equipamiento mecánico, ha sido de gran suceso en los últimos 30 años. Un sistema que se está utilizando también es el de flotación por aire disuelto. Si bien puede resultar en unidades más económicas que los decantadores laminares, requiere mayor complejidad de equipamiento.

La filtración rápida para este tamaño de planta, es convieniente que sea por gravedad, ya que permite una mejor regulación de los filtros mediante la observación del estado del agua y del manto filtrante. Las ETAs actualmente en operación, poseen numerosos filtros a presión, lo que obliga a la instalación de un gran número de llaves y tuberías, haciendo más compleja la regulación del sistema.

Para este estudio, se realiza el planteo de un tratamiento convencional, utilizando poco equipamiento, con unidades no patentadas, y con tamaño optimizado. El área requerida para el tratamiento es aproximadamente 1.200 m2.

Otras construcciones complementarias al tratamiento y que influyen en los costos son:

1.b) Casa química

Es el local donde se realiza el almacenamiento, dosificación y bombeo de productos químicos. Estos productos químicos son: los ayudantes de coagulación, sulfato de alúmina o cloruro férrico y polielectrolitos; correctores de pH, hipoclorito de calcio, soda cáustica o cal; y desinfectante, de los

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cuales el más común es el gas cloro para este tamaño de planta. Los cilindros de cloro deben estar en local separado del de los cloradores. Para la capacidad de diseño de la planta, deberá preverse el almacenamiento y el movimiento de varios cilindros de aproximadamente 1 T de capacidad. Se ha previsto un local de 300 a 500 m2 de superficie, donde se ubican:

Cubas para preparación de coagulantes y correctores de pH;

Bombas dosificadoras.

Líneas de dilución.

Sala de cloradores.

Sala de almacenamiento de tanques de cloro.

Depósito de productos químicos.

Vestuarios y servicios higiénicos para el personal.

Laboratorio

1.c) Depósito de agua filtrada

Con la finalidad de mantener el bombeo de agua filtrada aún con paradas no previstas del sistema, o mantener una reserva que permita el lavado de los filtros, se deberá construir un depósito, que puede ser semienterrado, de unos 3.000 m3 de capacidad. Por lo tanto, se deberá prever un espacio de por lo menos 1.000 m2 para su ubicación.

1.d) Oficinas y locales auxiliares

Se deberán construir locales de: bombeos, controles, subestación eléctrica, oficinas. Además, toda la galería de tubos de los filtros puede estar bajo techo, dependiendo de la distribución que se establezca. Se prevé una superficie entre 300 y 500 m2 para tales fines.

1.e) Tratamiento y disposición de lodos

Si bien puede dejarse para una segunda etapa, deberá preverse un área para el secado de los lodos, con la finalidad de su traslado a un sitio de relleno.

Los lodos que produce la planta provienen de los decantadores y del agua de lavado de filtros. La cantidad de lodo producida varia con la calidad del agua bruta y con la dosificación de los coagulantes. La mayor parte (entre 70 y 95%) de los lodos se producen en los decantadores. Se pueden estimar valores entre 20 y 120 mg de lodos secos por litro de agua procesada. Para el final de período, para una producción de agua potable de 67.200 m3/d, la producción de lodos proveniente de los decantadores puede variar entre 1.000 y 8.000 kg de lodo seco por día.

En general, el proceso incluirá un adensador, de por lo menos 10 m de diámetro para el tamaño de usina propuesta, y un local para la instalación de equipos de desagüe. El equipamiento mecánico a instalar para el tratamiento será equipo de bombeo de lodos, raspador mecanizado para el adensador, bombas dosificadoras de polímeros, y, como equipo principal para el desagüe, bombas centrífugas o filtros de banda. Con esto se logra obtener lodos con concentraciones de sólidos entre 15% y 20%. Esto significa volúmenes a transportar entre 8 y 40 m3 por día.

El lodo se dispone como relleno en el terreno.

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Distribución

Introducción

A los efectos de definir las obras de distribución que se requieren para cumplir con los objetivos de las proyecciones de demanda, se realizó el estudio de la red primaria de distribución. Esta red primaria es la base de la distribución del agua potable a toda la ciudad. Está constituida por tuberías principales, desde las cuales se derivan el resto de las tuberías de cierre que cubren las calles y las redes secundarias y conexiones prediales que llegan a las viviendas.

No se conoce el estado de la red actual. Sí se sabe que la cobertura es muy baja, hay muy pocas conexiones y se producen numerosas pérdidas. Por lo tanto, se propone la construcción de una red completamente nueva, que tendrá la capacidad necesaria para cubrir las necesidades de la ciudad hasta el año 2030. A medida que se extienda la red en una zona, se irá extendiendo la red primaria, sin necesidad de refuerzos para alcanzar zonas más alejadas.

De la infraestructura actual existente para la distribución, se propone mantener los depósitos de distribución, cuyo estado y ubicación son adecuados para el sistema propuesto. Si bien su capacidad es suficiente para la primera etapa de funcionamiento del sistema, en un futuro podría llegar a ser necesario la construcción de capacidad adicional de almacenamiento.

Por otra parte, la ubicación de las dos ETAs principales determina los puntos de ingreso de agua potable al sistema. Como se indica más adelante, la propuesta de tratamiento es mantener la producción en las proximidades de la actual ETA2.

Red primaria de distribución

El diseño de la red de distribución se realizó mediante modelización de la red principal, para la demanda proyectada al año 2030. A tales efectos, se utilizó el Software WaterCad®, de la empresa Haestad Methods.

Este programa es una herramienta que permite representar las condiciones de funcionamiento de sistemas de distribución presurizados, ayudando a dimensionar tuberías, depósitos, bombeos, etc.

La forma de trabajo consiste en realizar simulaciones dinámicas por períodos de 24 horas, para analizar las respuesta del sistema ante las distintas situaciones de suministro de agua y demanda de los consumidores.

En Cabinda, el agua llega al sistema por intermedio del bombeo proveniente de la ETA 2. El sistema de bombeo que envía el agua a la ciudad por intermedio del tanque de distribución, está representada por la sigla PMP 4, mientras que tubería que envía el agua bruta a la ETA 1, ubicada dentro de la ciudad, es la PMP 2. Como no fue posible obtener las curvas de las bombas, se les ingresó el punto de funcionamiento, y el programa le atribuye una curva de funcionamiento.

Desde la ETA 2, sale la tubería de impulsión hasta los tanques de T’Chizo. Los nodos de la aductora no dan servicio, por lo no se les asigna demanda.

El depósito de T’Chizo, que tiene una capacidad total de 3.000 m3, está asociado por la sigla T-2. Luego de realizar la modelación, se verificará si esta capacidad es suficiente para atender la demanda, o se va a necesitar capacidad de almacenamiento adicional. La información que lleva asociada el depósito es su cota de piso, los niveles máximos y mínimos de operación y su sección.

Se incluyó también la ETA 1, a la que llega una tubería de impulsión de agua bruta desde la ETA 2. Como el tratamiento no es relevante para la modelación, esta estación está representada por un tanque que recibe el agua a la llegada, y cuatro nodos que representan la salida de la estación.

Desde el tanque de T’Chizo y de la ETA 1, salen las tuberías de distribución que componen el sistema, y que serán dimensionadas para satisfacer la demanda.

Las tuberías están representadas por la letra P, y los datos asociados son su material y su diámetro. Se comienza colocando un diámetro aproximado, y luego, mediante aproximaciones sucesivas, se determina el diámetro optimo. Las tuberías nuevas se proyectarán en PVC.

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Se destaca que la corrida del modelo se realizó sin considerar el área 9. El área 9 se encuentra ubicada hacia el noreste de la ETA2, en dirección opuesta a la tubería de impulsión de la ETA2 a los tanques de T´Chizo.

El área 9 se plantea como un sistema de distribución independiente, ya que requiere otra tubería de impulsión y tanques de distribución propios.

Dentro de los múltiples parámetros que se manejan, los que fueron considerados como de mayor importancia fueron la presión en los nodos y la velocidad en los tramos de tubería, y en segundo término, la pérdida de carga en los tramos.

De esta manera, consideraremos que la modelación y por ende los distintos elementos que conforman el sistema están definidos, cuando la presión en todos los nodos y para todas la horas del día, registra valores superiores a los 3 kg/cm2 de presión y la velocidad en todos los tramos de tubería y para todo el día, reporta valores menores a 2,5 m/s.

También se realizaron verificaciones de las pérdidas de carga en las tuberías, para certificar que fueran menores a los 15 m/km.

1) Metraje de red primaria

Se considera como red primaria, aquella cuyas tuberías siguen el trazado de las calles existentes. Las tuberías modeladas no constituyen toda la red primaria, sino que se modelaron las tuberías principales en la distribución. El resto de la red primaria se completa con tuberías de diámetro 75 mm. Este diámetro se considera el mínimo requerido para obtener caudales aceptables para el funcionamiento de hidrantes para incendio.

A los efectos de caracterizar la composición de diámetros de la red primaria por área homogénea, se consideró lo siguiente:

Metraje de tuberías principales por área homogénea.

La diferencia entre la longitud de calles en cada área homogénea, con el metraje de tuberías principales, considerando como longitud de tubería de 75 mm de diámetro.

En el caso particular del área homogénea Nº9, en la zona de Simindele, que no fue modelada, la estimación respecto a la distribución de diámetros de las tuberías principales se hizo tomando como base los resultados de las otras área

2) Criterios de diseño de la red de distribución

Para el pre-diseño de la red de agua potable se tuvieron en cuenta los siguientes criterios:

Materiales a emplear – En esta fase se proponen y presupuestarán para las redes, tuberías en PVC para diámetros de hasta 400 mm. Para diámetros de 500 mm y más, las opciones comprenden materiales como PVC, PRFV (polietileno reforzado con fibra de vidrio), o ferro dúctil.

Las conexiones domiciliarias serán realizadas con tubos de PEAD (polietileno de alta densidad) de 12,7 mm (1/2 “) para presiones nominales de 0,8 Mpa. En el caso de las redes secundarias, se puede utilizar indistintamente PEAD o PVC. La selección no es taxativa, sino que, dependiendo del precio, puede utilizarse indistintamente alguno de los materiales mencionados.

Diámetros – El diámetro mínimo a utilizar es de 75 mm. para las redes primarias y 63 mm. para las redes ubicadas dentro de los amanzanamientos.

Profundidad – La profundidad mínima medida desde la rasante de las calles o veredas será de 0,80 m. En caso de no ser posible, deberá colocarse una protección a los tubos.

Piezas especiales – En la etapa de proyecto ejecutivo, deberá determinarse la ubicación de válvulas de cierre, hidrantes, descargas provisorias, etc. Todos estos aparatos se colocarán en cámaras que permitan una fácil maniobra y mantenimiento. A los efectos de definir un

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costo de extensión de redes, se consideraron llaves para cerrar tramos de hasta 1.000 m de longitud, e hidrantes cada 200 a 400 m de distancia.

Pruebas de presión – Previo a la puesta en funcionamiento, el tramo deberá ser sometido a una prueba de estanqueidad a una presión equivalente a 1,5 veces la de operación

Velocidad máxima – Se adoptó el valor de 2,5 m/s como velocidad máxima en las tuberías.

Red Secundaria

1) Metraje de red secundaria

Como se indicó anteriormente, la extensión de la red primaria alcanza para abastecer menos del 60% de las viviendas.

Por lo tanto, la red primaria debe complementarse con red secundaria que siga los trazados, bastante desordenados, de los pasajes angostos que existen entre las viviendas.

La longitud de esta red secundaria, que se estima puede proyectarse en diámetro 63 mm o en 50 mm de diámetro, fue calculada considerando los metrajes en algunos barrios que fueron utilizados como ejemplo. Se estudiaron 5 áreas piloto de características diversas, al igual que como se verá más adelante para el saneamiento. En cada una de ellas se trazó la red secundaria, y se metraron los siguientes componentes: red primaria, red secundaria, área, cantidad de viviendas.

Tabla 21 - Longitudes de red de agua potable en zonas piloto

Área piloto Viviendas Área

(m2) Densidad

viv/Ha

Longitud de red

principal (m)

Longitud de red

secundaria (m)

Longitud total de red (m)

% long de red

principal

long red/viv

Long de

red/Ha

2 72 81.467 8,8 1.724 0 1.724 100% 23,9 211,6

1 459 447.593 10,3 5.796 4.428 10.224 57% 22,3 228,4

5 307 202.847 15,1 3.066 644 3.710 83% 12,1 182,9

4 391 253.715 15,4 2.457 2.184 4.641 53% 11,9 182,9

3 357 103.066 34,6 1.215 1.819 3.034 40% 8,5 294,4

La información de la tabla se ha ordenado por orden ascendente de densidades de viviendas. La primera de ellas, el área 2, tiene una urbanización ordenada y consolidada, con todas las viviendas con frente a las calles. En este caso, no se requiere construir red secundaria.

En los demás casos, es necesario construir red secundaria, y la red principal pasa a representar un porcentaje variado de la red total: entre 40% en la zona más densa, con viviendas más precarias, a 83% en una zona con urbanización más ordenada.

Con base a estos valores, se ha podido estimar la longitud de red que se requiere, en función de la densidad de viviendas.

La longitud de red puede expresarse como longitud por viviendas, o como longitud por área.

Las fórmulas que se han definido en uno y otro caso son las siguientes:

Longitud de red por vivienda L (en m/vivienda) = -0,7436 x densidad(viviendas/Ha) + 25,37, con un mínimo de 7,5 m.

Longitud de red por área L (en m/Ha) = 6,7 x densidad(viviendas/Ha) + 84.

Ambas fórmulas conducen a resultados muy parecidos. Se adoptó la segunda de ellas para el cálculo de la red necesaria por área homogénea.

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Tabla 22 - Evolución de la longitud de red de agua potable por área homogénea AAHH 2010 2015 2020 2025 2030

1a 23.505 28.483 30.695 32.908 35.121

1b 29.912 33.614 33.797 33.979 34.162

2 47.508 73.050 79.827 86.842 94.096

3a 14.365 14.514 14.663 22.218 26.929

3b 0 0 0 0 0

4 7.397 15.043 19.116 29.141 35.530

5 50.752 83.200 96.291 103.835 132.263

6 0 41.737 44.626 76.023 80.644

7 0 0 41.953 53.015 64.967

8 0 0 19.088 24.052 25.197

9 0 0 26.490 71.549 81.996

Fuera de las áreas 0 0 0 0 42.300

Total (m) 173.439 289.642 406.546 533.562 653.207

Los valores representados en la tabla anterior se corresponden con la longitud de red de distribución de agua potable para abastecimiento con conexiones domiciliarias.

El detalle de la distribución por diámetro y por área homogénea, se presenta en la tabla siguiente. Tabla 23 - Detalle de longitud por diámetro y por AAHH de la red de distribución de agua potable

Longitudes/diámetro AAHH

63 75 110 160 250 300 400 500 600 700 Total

8.835 12.548 9.181 2.430 2.017 110 35.1211a

25,2% 35,7% 26,1% 6,9% 5,7% 0,3% 100,0%

9.711 17.192 3.423 1.632 2.029 175 34.1621b

28,4% 50,3% 10,0% 4,8% 5,9% 0,5% 100,0%

30.027 45.514 2.365 6.599 1.575 361 3.898 140 407 3.211 94.0962

31,9% 48,4% 2,5% 7,0% 1,7% 0,4% 4,1% 0,1% 0,4% 3,4% 100,0%

8.932 16.298 661 201 154 683 26.9293a

33,2% 60,5% 2,5% 0,7% 0,6% 2,5% 100,0%

8.762 23.145 2.953 338 17 315 35.5304

24,7% 65,1% 8,3% 1,0% 0,0% 0,9% 100,0%

43.009 71.164 7.922 9.129 1.039 132.2635

32,5% 53,8% 6,0% 6,9% 0,8% 100,0%

20.926 53.243 3.288 3.188 80.6446

25,9% 66,0% 4,1% 4,0% 100,0%

13.781 44.234 4.085 2.563 304 64.9677

21,2% 68,1% 6,3% 3,9% 0,5% 100,0%

7.559 14.614 1.764 1.260 25.1978

30,0% 58,0% 7,0% 5,0% 100,0%

9 23.779 46.738 5.740 4.100 1.230 410 81.996

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29,0% 57,0% 7,0% 5,0% 1,5% 0,5% 100,0%

175.321 344.690 41.382 30.901 8.733 1.073 4.213 140 561 3.894 610.907Totales (m) 28,7% 56,4% 6,8% 5,1% 1,4% 0,2% 0,7% 0,0% 0,1% 0,6% 100,0%

A la anterior, deberá agregarse la longitud requerida para abastecer con postes surtidores las áreas a las que no llega la red con conexiones.

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REQUERIMIENTOS DE INFRAESTRUCTURA DE LOS SERVICIOS DE SANEAMIENTO

En este capítulo se analizan los requerimientos de infraestructura de saneamiento para satisfacer la demanda proyectada.

Sistema de recolección y transporte

Descripción

Dentro del horizonte de planificación estipulado, se deberán diseñar y construir las redes de drenaje, estaciones de bombeo y conducciones necesarias para recolectar y transportar los líquidos residuales generados dentro de las áreas contempladas.

La mayor dificultad encontrada para proyectar estas obras, fue la falta de regularización urbana, con viviendas ubicadas aleatoriamente en gran parte de las zonas. Se insiste siempre en la necesidad de acompañar el desarrollo de infraestructuras contempladas en este Plan Director, con una planificación urbana que contemple trazado de calles, amanzanamientos y reubicación de viviendas.

Al tratarse de cuencas cuyo drenaje natural es hacia la zona costera, se hace necesario contar con estaciones de bombeo y conducciones a presión, para transportar los líquidos residuales de una cuenca hacia otra y hasta el punto de disposición final, y de este modo mantener profundidades de colector económicamente viables. Para esta etapa se prevén 3 estaciones de bombeo, ubicadas sobre la costa.

Redes por cuenca

Dada la aleatoriedad con que se ubican las viviendas en gran parte de la ciudad, con inexistencia de calles en muchos casos y falta de amanzanamientos (valores de longitud de calles/superficie bajos tratándose de áreas urbanizadas, entre 90 y 110 m/ha), para estimar la longitud de red a futuro se procedió como se describe a continuación.

En primer término y con la información disponible, se realizó un trazado primario de red por las calles existentes, y por lugares que, a pesar de no haber un camino de acceso delimitado, es claro que puede pasar una tubería o se entendió necesario su trazado para poder evacuar otras zonas. A esto le llamaremos red primaria.

Si consideramos que una vivienda tiene “acceso” a la red de saneamiento a aquellas que están a menos de 25 m de la red, se obtiene que al 2004 menos del 50% de las viviendas pudieran conectarse. Esto se obtiene de medir con el SIG la distancia de cada vivienda a la red primaria trazada. En el cuadro siguiente se detallan los resultados.

Tabla 24 - Distancia de las viviendas a la red primaria trazada Cuenca A Cuenca B Cuenca C Cuenca D Cuenca E Totales Distancia a la

red primaria N° viv % N° viv % N° viv % N° viv % N° viv % N° viv %

Menos de 15 m 531 21% 459 25% 1.952 23% 446 27% 372 27% 3.760 23%

Entre 15 y 25 m 748 30% 522 28% 1.853 22% 369 22% 258 18% 3.750 23%

Entre 25 y 50 m 787 31% 587 32% 2.833 34% 542 32% 290 21% 5.039 31%

Entre 50 y 150 m 399 16% 233 13% 1.607 19% 324 19% 303 22% 2.866 18%

Más de 150 m 57 2% 32 2% 119 1% 0 0% 180 13% 388 2%

Esta cobertura se considera insuficiente para una cuenca con red de saneamiento, y extrapolando a la cantidad de viviendas previstas para el 2030 la cobertura no aumentaría considerablemente con esta red.

Por lo tanto se deberán proyectar en etapas posteriores la construcción de redes secundarias, de 160 mm de diámetro, las cuales atenderán a un conjunto de viviendas con imposibilidad de conectarse directamente a la red primaria, y que sean tramos iniciales de red en que no sea posible agregar ampliaciones de red aguas arriba.

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A los efectos de estimar la longitud final de redes, entre primarias y secundarias se tomaron, al igual que en el caso del agua potable, algunas zonas piloto y se agregaron redes secundarias de forma de cubrir un porcentaje razonable de las viviendas (alcanzándose en promedio un 90% de cobertura) y se obtuvo la densidad de red por superficie.

Las zonas I y II son céntricas y bastante consolidadas con viviendas dentro de las manzanas lo que trae necesidad de redes secundarias. Las zonas III y VI son zonas muy consolidadas que no necesitan o necesitan muy poca red adicional, mientras que las zonas IV y V son zonas poco consolidadas con necesidad de redes secundarias para servir gran parte de las viviendas.

En las tablas se observan los resultados obtenidos de este análisis. Tabla 25 - Análisis de redes primarias y secundarias de zonas piloto

Zona Sup (Ha) Viviendas

Red Primaria

(m)

Red secundaria

(m)

Red total (m)

Densidad viv (N°viv/Ha)

Red/Sup (m/Ha)

Cobertura (<25 m)

I 18,5 234 2.161 1.126 3.287 12,6 177 80%

II 32,0 355 4.117 1.748 5.865 11,1 183 90%

III 8,1 72 1.391 0 1.391 8,8 171 99%

IV 10,3 366 1.314 1.246 2.560 35,5 248 90%

V 25,4 399 2.437 2.218 4.655 15,7 183 84%

VI 20,3 307 3.837 322 4.159 15,1 205 95%

A las densidades obtenidas de Red/Superficie se le aplicó una regresión lineal en función de la densidad de viviendas, de modo de extrapolar los resultados para las cuencas a sanear, y a éstos afectándolos también por un 30% menos ya que las zonas piloto no incluyen espacios libres como plazas, playas, estadio, etc. Se obtuvieron valores que oscilan entre 166 y 175 m/ha al año 2030 para las cuencas A, B, C y E, y 150 m/ha para la cuenca D (se prevé menor densidad), los cuales son valores razonables para redes de saneamiento en ciudades con estas características. Para simplificar se adoptaron valores de 170 y 150 m/ha de red total al año 2030.

Tabla 26 - Densidades extrapoladas para las cuencas a sanear Año 2030

Cuenca Sup (Há) Viv/Ha Red/Sup (m/Ha)

A 231 23,9 166

B 142 28,0 175

C 404 26,0 171

D 175 16,4 150

E 82 26,0 171

Del análisis anterior se llega a las longitudes de red al año 2030, considerando un aumento de redes primarias a las ya trazadas que resulta de la relación entre redes totales y primarias analizado para el año 2004.

Tabla 27 - Estimación de longitud de redes – Año 2030 Año 2030

Cuenca Red primaria trazada (m) Red Primaria (m) Red secundaria (m) Red total (m)

A 20.100 24.500 14.700 39.200

B 13.500 15.100 9.000 24.100

C 39.100 42.900 25.800 68.700

D 14.800 16.400 9.800 26.200

E 6.800 8.800 5.300 14.100

Total 94.300 107.700 64.600 172.300

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De acuerdo a los criterios de diseño adoptados, se llegó a discriminar la cantidad de tuberías de red primaria necesaria por diámetro y por cuenca (“canasta” de diámetros), lo que permitirá estimar las inversiones necesarias. Las conducciones por gravedad principales, se incluyen como parte de cada cuenca a efectos de presupuesto a pesar de conducir caudales de otras cuencas. El colector de llegada a la Planta de Tratamiento, 900 m de 800 mm de diámetro, se incluirá como parte de ésta.

En cuanto a las redes secundarias se estima que la mitad será con tubería de 160 mm de diámetro, y para el resto se empleará de 200 mm.

En el siguiente cuadro se resumen los resultados obtenidos: Tabla 28 - Red primaria – cantidades de tubería por diámetro y por cuenca

Longitudes (m) y porcentajes Cuenca

200 mm 250 mm 300 mm 400 mm 500 mm 600 mm 700 mm 800 mm Total

20.200 1.200 500 1.300 1.300 0 0 0 24.500 A

82,4% 4,9% 2,0% 5,3% 5,3% 0,0% 0,0% 0,0% 100%

11.000 1.300 600 900 1.250 50 0 0 15.100 B

72,8% 8,6% 4,0% 6,0% 8,3% 0,3% 0,0% 0,0% 100%

32.200 2.000 2.000 3.000 2.000 1.200 0 500 42.900 C

75,1% 4,7% 4,7% 7,0% 4,7% 2,8% 0,0% 1,2% 100%

11.800 1.500 1.900 1.200 0 0 0 0 16.400 D

72,0% 9,1% 11,6% 7,3% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 100%

7.200 1.000 600 0 0 0 0 0 8.800 E

81,8% 11,4% 6,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 100%

82.400 7.000 5.600 6.400 4.550 1.250 300 200 107.700 TOTAL

76,5% 6,5% 5,2% 5,9% 4,2% 1,2% 0,3% 0,2% 100,0%

Tabla 29 - Red secundaria - cantidades de tubería por diámetro y por cuenca Longitud (m)

Cuenca 160 mm 200 mm Total

A 7.350 7.350 14.700

B 4.500 4.500 9.000

C 12.900 12.900 25.800

D 4.900 4.900 9.800

E 2.650 2.650 5.300

TOTAL 32.300 32.300 64.600

Estaciones de bombeo

La localización de las mismas viene dada por el propio trazado del sistema de colecta. Están situadas en los puntos más bajos de las cuencas y en las proximidades de los ríos.

Se deberá estudiar cuidadosamente la futura implantación de las estaciones en las etapas de proyecto ejecutivo del sistema, teniendo en cuenta aspectos específicos como dimensiones del terreno, disponibilidad de energía eléctrica, topografía del área, tipo de suelo, trayecto de la tubería de recalque, movimientos de tierras.

1) Caudales de diseño

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Se adoptó como caudal de diseño (QEB) el máximo de tiempo seco al final del período de planificación (año 2030) de la(s) cuenca(s) de aporte, es decir:

inf21.max ** QKKQQQ sansanEB +==

Esto significa que el caudal excedente de intrusión pluvial deberá aliviarse previo al ingreso al pozo, a efectos de no sobredimensionarlos.

2) Estación elevadora tipo

Las estaciones elevadoras de líquidos residuales se pueden clasificar de acuerdo a su capacidad. De acuerdo con el caudal previsto de funcionamiento, se realizó una distinción entre las estaciones de bombeo menores (caudales hasta 80 l/s), y las mayores. En este caso estamos frente a estaciones de con caudales que van desde 35 a 326 l/s.

Se considerarán en esta etapa estaciones de bombeo de tipo húmedo con bombas sumergibles, sección rectangular, cámara previa para instalación de rejas y cámara separada para el múltiple. Este tipo de instalaciones son simplificadas y totalmente enterradas y sin superestructura de porte, requiere áreas menores y presentan, en general, costo global inferior a las estaciones que utilizan otro tipo de bombas.

Se previó siempre una bomba de respaldo instalada, funcionamiento automático de los equipos de bombeo, sistemas de alarma local y control de funcionamiento a distancia, y la previsión de generadores en el sitio por eventuales cortes de energía eléctrica.

Para estaciones de bombeo con caudal inferior a 80 l/s (para este caso la EBD), se adoptó una solución en base a reja canasto, habiendo previsto un mecanismo de izaje desplegable al abrir la tapa del canal de rejas a los efectos de evitar superestructura.

Para estaciones con caudales previstos de funcionamiento superiores a los 80 l/s (EBA, EBB y EBC) se prevé la previsión de variadores de frecuencia, lo que ofrece como principal ventaja la disminución del volumen del pozo debido a la elasticidad que dan a la operación. Además se considera la utilización de rejas mecanizadas, ya que se consideran más adecuadas para trabajar en este rango de caudales.

Para estas últimas se prevé un local para las rejas mecánicas, así como para el equipamiento eléctrico. En la estación de mayor porte se consideran locales para el personal.

3) Conducciones de impulsión

Se realizaron los trazados de las líneas impulsión, considerando el camino más corto y conveniente en virtud de la información disponible, realizándose los cálculos para su dimensionamiento.

En esta etapa el criterio utilizado fue el de tener un rango de velocidades entre 1 y 2 m/s, de modo de tener tensiones tractivas suficientes para que se produzca arrastre.

Los materiales que se considerarán a efectos de estimar costos serán PVC, y Fundición dúctil.

En la tabla siguiente se presentan las características de las estaciones de bombeo propuestas: Tabla 30 - Características de Estaciones de Bombeo e Impulsiones

Estación de Bombeo

Cuencas de aporte

Caudal de diseño (l/s) Potencia (Kw) Longitud

impulsión (m) Diámetro

(mm)

EBD D 35 19 1.000 200

EBA D - A 114 24 400 300

EBB D - A - B 168 26 850 400

EBC D - A - B - C - E 326 47 650 500

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La mayor parte de las conducciones principales previstas, soportan los caudales adicionales que eventualmente podrían adicionárseles. De todos modos, en futuros Planes Directores se deberá rever el sistema y posiblemente se deberán proyectar refuerzos de las instalaciones a construir en esta etapa.

4) Saneamiento estático

Como se explicó en detalle anteriormente, al final del período de planificación el 54% aproximadamente de las viviendas deberán tener algún sistema estático de saneamiento, es decir mediante baño con fosa séptica o pozo filtrante y mediante el uso de letrinas, lo que sumado al 31% de cobertura mediante red alcanza un 85% de viviendas con un sistema de saneamiento “adecuado".

Se considera como premisa que aquellos que tendrán conexión de agua potable en su vivienda y no tendrán en este período conexión a la red de saneamiento, tendrán un baño con fosa séptica o pozo filtrante. Por lo tanto, si se prevé que al año 2030 tendremos una cobertura de agua potable del 77% y del 31% aproximadamente de saneamiento dinámico, entonces un 46% del total de viviendas deberá tener baño con fosa séptica o pozo filtrante. Por lo cual un 8% de las viviendas tendrá letrinas en condiciones aceptables de funcionamiento.

Actualmente un 35% de las viviendas tienen baño y un 18% tienen letrinas en condiciones aceptables de funcionamiento.

Con esta línea de razonamiento se observa en la siguiente tabla la proyección de los elementos que constituyen acceso a saneamiento “adecuado” estático.

Tabla 31 - Proyección del acceso a un sistema “adecuado” estático de saneamiento 2004 2010 2015 2020 2025 2030

Concepto % N° viv % N° viv % N° viv % N° viv % N° viv % N° viv

Viviendas conectadas a red de saneamiento 0% 0 0% 0 14% 7.040 22% 12.600 28% 18.300 31% 22.490

Viviendas con baño (fosa séptica, pozo

roto, sistema esgoto) 35% 12.990 35% 15.230 30% 14.880 35% 19.810 40% 25.840 46% 33.900

Viviendas con letrinas (secas o descarga

manual en condiciones)

18% 6.680 18% 7.830 15% 7.440 12% 6.790 10% 6.460 8% 5.900

Total con saneamiento "adecuado"

53% 19.670 53% 23.060 59% 29.360 69% 39.200 78% 50.600 85% 62.290

Para lograr llegar en forma progresiva al 85% con saneamiento “adecuado” al 2030 se consideraron las siguientes hipótesis:

Hasta el año 2010 se mantienen los porcentajes de viviendas con baño y letrina, sin haberse tomado ninguna acción al respecto.

A partir del año 2010 se implementa un Programa de construcción de baños.

Entre el período 2010 – 2015 se reduce la cantidad de viviendas con saneamiento mediante fosa séptica o pozo filtrante, debido a que gran parte de las que contaban con ese sistema se integran a la red de saneamiento construida.

Las viviendas con letrinas van disminuyendo ya que se van integrando a un sistema con pozo filtrante o fosa séptica, o incluso a la red de saneamiento.

Por lo tanto, se puede cuantificar el Programa de construcción de baños a partir del año 2010, de forma de llegar a la cobertura deseada.

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Tabla 32 - Baños nuevos a construirse en el período 2010 - 2015 Concepto 2015 2020 2025 2030

Baños nuevos 6.690 10.490 11.730 12.250

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Tratamiento y disposición final

Caudales y cargas de diseño

En este capítulo analizaremos los caudales y cargas afluentes al tratamiento en el período de estudio.

La programación de la ejecución de las obras de saneamiento colectivo, indica que la construcción de la red se realizará en un período de 15 años. Como consecuencia de lo anterior, no se prevé modulación del tratamiento en cuanto a capacidad de aporte. Por lo tanto, los parámetros de diseño serán los correspondientes al año 2030.

Tabla 33 - Caudales y cargas de aporte a la planta de tratamiento Parámetros Año 2030

Población total 442.000

Población conectada a la red pública 135.000

Población que aporta lodos a través de camiones tanque 100.000

Q medio total(L/s) aporte de red 200

Caudal total de diseño de la planta (L/s) 255

Caudal de diseño de la planta (m3/d) 22.000

Q max instantáneo (L/s) 335

Carga de diseño de DBO5 (kg/d) 7.100

Concentración DBO5 (mg/l) 325

La estimación de la carga afluente se realizó teniendo en cuenta los siguientes valores:

50 g DBO5 por día por habitante conectado a la red

50% de la población que posee letrina aporta 1m3 de líquidos lodos por habitante por año a través de camiones tanques.

Concentración del orden de 1.500 mg/l de DBO5 de los líquidos lodos de los camiones tanques.

La planta se diseñará para una población equivalente de 142.000 habitantes equivalentes, con un caudal de 22.000 m3/d.

Metas de calidad de efluentes

De acuerdo con lo ya establecido, el cuerpo receptor de los saneamiento de Cabinda es el Océano Atlántico. En caso de que la descarga se realice en la costa, el tratamiento debe ser de nivel secundario, con los siguientes objetivos:

Obtener la mayor remoción posible de material orgánico y de sólidos en suspensión, mediante la utilización de sistemas de tratamiento secundario, con técnicas ampliamente difundidas en el mundo, y adecuadamente diseñados para obtener un efluente de calidad.

Considerando que el cuerpo receptor pueda ser utilizado para baños y recreación, es necesario construir sistemas de remoción de patógenos.

En lo que respecta a la calidad de los lodos, el nivel mínimo de tratamiento debe ser tal que permita la estabilización de los mismos, y un tenor de sólidos que facilite su traslado y disposición.

Existe la posibilidad de alejar de la costa el punto de descarga, en una zona más profunda, mediante un emisario submarino. De esta manera, se puede implementar un sistema de tratamiento menos

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eficiente, a nivel primario o primario avanzado. El complemento del tratamiento se realiza mediante los efectos de dilución, dispersión y transporte de las corrientes marinas.

Actualmente los usos no están definidos en las posibles áreas de descarga. Sí se puede identificar claramente como un uso a proteger, el de recreación por contacto directo, para el cual la condición de calidad depende, además de aspectos estéticos, de la calidad bacteriológica. La calidad de la descarga debe ser tal que no cree efectos adversos en la vida acuática.

Los requisitos de calidad de emisión deben ser establecidos no solamente como normas fijas de emisión sino que deben tenerse en cuenta criterios de calidad del cuerpo receptor. En este momento, en la costa de Cabinda, no se tienen regulados los usos del Océano Atlántico.

La introducción de normas de calidad de efluentes debe tener en cuenta los costos asociados al tratamiento. Como no existe sistema de redes colectoras en la ciudad de Cabinda, los parámetros de diseño de la planta de tratamiento incluirán incertidumbres.

Teniendo en cuenta la incertidumbre para definir la calidad del afluente a la planta, y el hecho de que no se haya regulado todavía respecto a los usos a proteger en la costa, se propondrán criterios de calidad mínima para un número reducido de parámetros, y se planteará la posibilidad de incrementar la calidad del tratamiento por etapas.

Los parámetros básicos de calidad del efluente, se refieren a: DBO5, DQO, sólidos suspendidos, material flotante, grasas y aceites, bacteriología. No se hace mención a los parámetros fósforo y nitrógeno, porque no se consideran relevantes en este caso (líquido doméstico y cuerpo receptor Océano Atlántico, fuera de la bahía).

Alternativas de tratamiento y disposición final

1) Identificación de alternativas

El objetivo de esta etapa del estudio es determinar los costos de inversión, operación, y mantenimiento, del tratamiento de los líquidos residuales de Cabinda. La planta a estudiar tendrá una capacidad de tratamiento para 142.000 habitantes equivalentes, y un caudal de diseño de 22.000 m3/d.

En este capítulo se realiza un análisis primario de las alternativas técnicas más utilizadas para el tratamiento secundario y la identificación de aquellas alternativas que se consideran más adecuadas para los objetivos de calidad, el tamaño de población a atender y el espacio disponible para las instalaciones.

2) Alternativas de tratamiento secundario para descarga en la costa

El tratamiento secundario se caracteriza por el uso de procesos biológicos para obtener una alta remoción de material orgánico.

Los sistemas de tratamiento más comunes pueden ser procesos aerobios, o una combinación de procesos anaerobios y aerobios.

Entre los procesos aerobios se distinguen:

Procesos aerobios de cultivo en suspensión: sistema convencional de lodos activados, sistemas discontinuos, lagunas aireadas, aireación extendida.

Procesos aerobios de cultivo fijo: lechos percoladores, filtros aireados sumergidos, discos biológicos rotativos.

El proceso anaerobio que tiene mucho éxito en las zonas cálidas, y que presenta un gran desarrollo en Brasil, es el que se lleva a cabo en los digestores anaerobios de flujo ascendente (UASB). Si bien su eficiencia no alcanza a la de los sistemas aerobios mencionados antes, utilizado en combinación con sistemas aerobios permite alcanzar alta eficiencia y ahorrar costos de inversión y operación y mantenimiento.

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El clima de Cabinda es ideal para el funcionamiento eficiente de sistemas anaerobios, ya que la temperatura del aire oscila entre los 18º C y los 35º C la mayor parte del tiempo.

Se debe mencionar, además, el sistema de lagunas de estabilización, que representa el tratamiento más económico (si se obtiene terreno barato y con suelo adecuado) y a la vez más simple de operar y mantener. Sin embargo, es un sistema que requiere mucho espacio. En el caso particular de Cabinda, el área útil que se requiere para el tratamiento supera las 60 Ha. Por lo tanto, se descarta esta solución como alternativa.

Los tratamientos anaerobios se utilizan fundamentalmente para la estabilización del lodo, la cual también puede obtenerse mediante digestión aerobia. En lugares de clima cálido, como Cabinda, la digestión anaerobia es una opción más económica.

Procesos aerobios de cultivo en suspensión

2.a) Lodos activados

La aeración de aguas residuales en un reactor resulta en remoción de material orgánico, mientras que simultáneamente se forman flóculos macroscópicos de microorganismos que pueden ser separados de la fase líquida mediante decantación. La mezcla de parte de este lodo biológico con el agua residual acelera el proceso de remoción orgánica, por lo cual se le llama lodo activado.

El sistema de lodo activado opera básicamente con dos unidades: un reactor biológico donde se produce la aeración de la mezcla de lodo activado y agua residual, manteniéndose en suspensión los flóculos de lodo, y un decantador, donde se produce la separación de fases: la fase líquida es descargada (efluente), mientras que el lodo es recirculado para el reactor biológico (lodo de retorno).

Al mismo tiempo, se debe realizar la descarga de lodo de exceso, para mantener una concentración máxima de lodos en el reactor. Esto trae como consecuencia la necesidad de encontrar una solución para el tratamiento del lodo en exceso, mediante un proceso de estabilización. El lodo en exceso es putrescible, y representa un peligro para la salud pública. El proceso de estabilización tiene por objetivo reducir la fracción de material biodegradable y los organismos patógenos. A continuación debe removerse gran parte del agua, para obtener biosólido, que puede destinarse a la agricultura, o disponerse en un relleno sanitario.

La descarga controlada del lodo en exceso es el parámetro operacional más importante para definir la edad del lodo, que es igual al tiempo medio de permanencia del lodo en el sistema de lodo activado. El aumento de la edad del lodo favorece la nitrificación del efluente. El proceso de nitrificación requiere mayor cantidad de aporte de oxígeno. Si la denitrificación se produce en el decantador, se perderá lodo con el efluente, disminuyendo su calidad y creando inestabilidad operacional.

En una planta de lodo activado en Cabinda, necesariamente se producirá nitrificación por lo menos en los meses más cálidos, por lo cual deberá preverse denitrificación en una zona del reactor, no con la finalidad de reducir nitrógeno en el efluente – lo que no se considera necesario por lo menos en una primera etapa – sino para estabilizar la operación del sistema.

El sistema de lodo activado puede ser continuo o de bateladas secuenciales.

El sistema de bateladas se aplica para sistemas más pequeños que el que requiere Cabinda. Su ventaja es que la instalación es más simple, ya que el reactor se divide en compartimentos, en los cuales se desarrollan distintas etapas: llenado, aireación, sedimentación, retiro del lodo sedimentado. Se evitan sistemas mecánicos de remoción de lodos, pero se requiere más potencia instalada para la aireación.

Debido al tamaño de planta requerido para Cabinda, se propondrán sistemas de funcionamiento continuo.

Los sistemas de lodos activados pueden clasificarse en función de la edad del lodo. En regiones de clima caliente, con edad de lodo de pocos días, se puede obtener una buena eficiencia de remoción de materia orgánica, con menor consumo de oxígeno. De esta manera, el reactor será de menor tamaño, pero requiere la construcción de un decantador primario. Con las temperaturas de Cabinda, se puede lograr una buena eficiencia del proceso con edad de lodo del orden de los 5 días. El lodo

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de exceso tendrá un porcentaje alto de material biodegradable, pero la digestión anaerobia será eficiente y no requiere calentamiento.

La aireación prolongada trabaja con edad de lodo del orden de 25-30 días, por lo que el lodo del sistema se encuentra bien estabilizado, de manera que no requiere más tratamiento, y puede ser secado y transportado a la disposición final. Como desventaja, se requiere más volumen de reactores y mayor consumo de energía. Además, el consumo de alcalinidad del afluente para la nitrificación, muchas veces debe compensarse con la adición de cal.

Para reducir el consumo de energía, el consumo de cal y estabilizar el sistema, se considera necesario incorporar denitrificación en el sistema.

2.b) Lagunas aireadas

El sistema se compone de lagunas aireadas de mezcla completa, seguidas de lagunas de decantación. Como no se realiza recirculación, el tiempo de permanencia del lodo en el sistema es igual al tiempo de retención hidráulico, por lo cual se requiere un volumen entre 10 y 15 veces mayor que para el sistema de lodos activados. El tiempo de retención de las lagunas aireadas es entre dos y cuatro días. Como generalmente se construyen en tierra, el costo de construcción es menor que el de los reactores y decantadores del sistema de lodo activado. Generalmente se acompañan de lagunas de decantación de lodos o de lagunas facultativas.

Este sistema no aprovecha la ventaja del clima cálido: el volumen y la potencia instalada (para el caso de aguas residuales domésticas) dependen del caudal de diseño. La potencia a aplicar es mayor para mantener la mezcla completa que para oxidar la materia orgánica y es función del volumen de la laguna. Como el sistema no incluye decantador, se deberá incorporar más de una laguna de decantación como tratamiento posterior, ya que la extracción de lodo se transforma en un proceso engorroso, que requiere dejar fuera de funcionamiento la laguna por semanas, extraer el sobrenadante, dejar secar el lodo, y recurrir a maquinaria pesada para la extracción del mismo.

2.c) Filtros aerobios sumergidos

Los filtros aerobios sumergidos son utilizados en muchas partes do mundo. La NBR 13969 de Brasil define el proceso de esta manera: “El filtro aerobio sumergido es un proceso de tratamiento de líquido residual que utiliza un medio de fijación de los microorganismos, dentro del reactor, siendo el oxigeno necesario suministrado a través de aire introducido por medio de equipamiento. Su característica es la capacidad de fijar grandes cantidades de microorganismos en las superficies del medio, reduciendo el volumen del reactor biológico, permitiendo la depuración en nivel avanzado de los líquidos, sin necesidad de recirculación de lodo, como acontece con el lodo activado.”

En Brasil, en particular, se están implementando filtros aireados rellenos de piedras, de 5 a 8 cm de tamaño, en estructuras de 2,5 m de profundidad, y de no más de 15 por 15 m de lado. Este diseño se encuentra en sus primeras fases de construcción. Tiene la ventaja de requerir poca energía, pero el espacio que ocupan es importante, debido a la baja carga de diseño.

Requieren decantador primario, decantador secundario, y digestión de lodos, al igual que el lodo activado convencional. Las unidades no pueden ser de gran tamaño, porque requieren lavado Se consideran competitivos cuando el decantador primario y el digestor son sustituidos por un UASB.

En plantas de gran tamaño se están utilizando en general con rellenos patentados, por lo que no se estudiará su costo comparativo, aunque no debe descartarse como opción para tratamiento secundario.

2.d) UASB

Los procesos anaerobios a considerar en este estudio de alternativas consisten en la utilización de reactores anaerobios de flujo ascendente (UASB) para el tratamiento primario de los líquidos.

El UASB fue desarrollado en la década del 70 por el Profesor Lettinga y su equipo en la Universidad de Wageningen – Holanda. Es el sistema de tratamiento anaerobio de alta tasa más utilizado para plantas de tratamiento. Todos los sistemas en escala real operan en regiones con climas tropicales o subtropicales satisfactoriamente.

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Presenta separación de fases que divide la zona inferior donde se procede a la digestión con un manto de lodo responsable de la digestión anaerobia y una parte superior o zona de sedimentación. El efluente ingresa por el fondo del reactor y sigue una trayectoria ascendente, pasando por la zona de digestión, atravesando una abertura existente en el separador de fases ingresando a la zona de sedimentación.

Al ingresar el efluente en la zona de digestión, se produce la mezcla de la materia orgánica presente en el efluente con el lodo anaerobio resultando la digestión anaerobia con la consiguiente producción de biogas y digestión del lodo. Debido a la forma del dispositivo de separación de fases, el área disponible para el escurrimiento ascensional del líquido aumenta hacia la superficie. En correspondencia, la velocidad del líquido disminuye, favoreciendo la sedimentación de los flocs en suspensión que se incorporan al manto de lodos en la zona inferior.

Las burbujas de biogas que se forman en la zona de digestión suben a la fase líquida hasta encontrarse con una interfase líquido-gas, presente debajo del separador de fases. En esta interfase, las burbujas se desprenden, formando una fase gaseosa.

A los efectos de evitar turbulencias en la zona de sedimentación, se colocan obstáculos que funcionan como deflectores de gas por debajo de las aberturas.

La remoción de DBO5 que se logra en esta unidad depende de la temperatura del líquido. Se considera razonable, para el caso de Cabinda, estimar una remoción mayor a 60%, con valores que pueden alcanzar 70-80%.

El tratamiento mediante UASB puede ser complementado con un proceso aerobio en base a lodos activados o filtros biológicos aireados sumergidos. En Brasil se acompañan también con lagunas facultativas de pocos días de tiempo de retención, con lo cual la DBO5 en la salida puede alcanzar los 60 mg/l.

3) Alternativas de tratamiento para disposición mediante emisario submarino

Este sistema de tratamiento consiste en utilizar la capacidad natural de las aguas marinas para diluir, dispersar y degradar efluentes residuales de origen doméstico.

El agua residual debe previamente pasar por un tratamiento de cabecera que puede ser un pre-tratamiento a los efectos de remover elementos groseros, arenas, flotantes y grasas no emulsionadas, o ser complementado por un tratamiento primario, a los efectos de remover sólidos y evitar su disposición en el fondo del mar.

El nivel del tratamiento de cabecera y la longitud del emisario, responderá a un balance entre la capacidad de autodepuración, las características del agua residual a tratar y los usos del cuerpo receptor en las proximidades de la descarga del emisario proyectado. Con tratamiento más avanzado, se puede disminuir, en teoría, la longitud del emisario, al requerirse menos dilución en la descarga.

El proceso completo, que puede construirse en etapas, consiste en los siguientes elementos:

Tratamiento preliminar mediante rejas y desarenadores, indispensable en cualquier alternativa.

Elementos complementarios para una alternativa de mínima inversión:

o Tamices rotativos con aberturas de 0.5 a 1 mm. El objetivo es la remoción de aquellos componentes del agua residual que pueden producir problemas estéticos en la superficie marina. La remoción de materiales flotantes es superior al 95% y la remoción de grasas supera el 30%.

o O, como alternativa complementaria a los tamices, el uso de tanques aireados para remoción de grasa no emulsionada.

Tratamiento de nivel primario, con el objetivo de evitar la acumulación de sólidos en el fondo del mar. Las opciones que se van a estudiar son las siguientes:

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o Sedimentación asistida con productos químicos con estabilización de lodos y desinfección.

o UASB y desinfección.

Emisario submarino. Consiste en una tubería enterrada con salida en profundidades en general por encima de los 10 m, mediante difusores. Las longitudes mínimas de emisario requerido varían entre 3.5 y 4 km. Pero para definir adecuadamente la longitud, es necesario realizar estudios detallados de corrientes, profundidades, características del suelo marino y usos de las zonas de influencia. Por lo tanto, se realizará apenas una evaluación somera del rango de los posibles costos que requiere, con un importante rango de incertidumbre.

3.a) Pretratamiento

La remoción de materiales flotantes de las aguas residuales es el menor tratamiento que puede realizarse antes de la descarga a través de emisario submarino. La cantidad de material que requiere remoción es pequeña, del orden de 1,2 toneladas métricas cada 100.000 m3.

Para remover los materiales flotantes se están utilizando tamices rotativos. Los tamices que se utilizan en las plantas de tratamiento municipales son de tipo rotativos, con eje de giro horizontal, constituidos por un cilindro de malla de acero inoxidable, con aberturas entre 0,5 y 1,5 mm como las más comunes para aguas residuales domésticas.

Los tamices requieren raspadores que van retirando los sólidos retenidos en la malla, y transportadores hacia depósitos. Algunos modelos traen incorporados sistemas de lavado a presión para su limpieza.

Los tamices son construidos de distinta forma, según el fabricante. Existen tamices cilíndricos de simple y de paso doble y de eje horizontal (los más comunes) y de eje vertical.

El caudal máximo diario para el diseño de la planta de Cabinda es 255 l/s. Este caudal es del de diseño de los procesos de tratamiento secundario. Los tamices rotativos deberán ser previstos para el caudal de bombeo a la entrada de la planta, o sea 335 l/s.

Para ese caudal, de acuerdo con el modelo de tamiz, y el tamaño de la abertura, se puede estimar que para Cabinda se requerirían por lo menos tres tamices. Sus dimensiones son reducidas, cada uno de ellos puede tener del orden de 1 a 2 m de diámetro y unos dos metros de largo, por lo que las plantas de pretratamiento, que cuentan con rejas, desarenadores y tamices rotativos, ocupan poco espacio.

La remoción de grasas y aceites también puede realizarse mediante flotación, antes de los tamices. Requiere aporte de aire mediante sopladores, construcción de tanques de hormigón y uso de equipamiento para raspar e remover el aceite de la superficie. En el caso de la ciudad de Cabinda, no se considera necesario incorporar este equipamiento, ya que no existe aporte industrial significativo.

3.b) Tratamiento primario asistido

Este proceso consiste en una etapa de coagulación con el agregado de productos químicos en una unidad de mezcla rápida, antes de la decantación primaria.

La coagulación química antes de la sedimentación promueve la floculación de los sólidos finos en flóculos que sedimentan con más facilidad, incrementando la remoción de SS, DBO y fósforo (aunque para Cabinda no se requiere especialmente remoción de fósforo). La sedimentación con coagulación puede remover 60 a 90% de los SST, 40 a 70% de la DBO, 30 a 60% de la DQO, 70 a 90% del fósforo y 80 a 90% de la carga de bacterias. Sin la coagulación, la remoción puede ser 40 a 70% de los SST, 25 a 40% de la DBO 30 a 60% de la DQO, y 5 a 10% del fósforo.

La desventaja de la coagulación es que aumenta la cantidad de lodos, y los costos de operación.

El coagulante más usado es el cloruro férrico, aunque también se usa sulfato de aluminio y polímeros como ayudantes de coagulación. El polímero se usa a la salida de la mezcla rápida.

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Las dosis más usuales de cloruro férrico varían en un rango entre 20 y 35 mg/l, y de polímero aniónico de 0.14 a 0.30 mg/l.

3.c) Emisario submarino

Los procesos que experimentan los contaminantes al ser descargados mediante un emisario submarino comprenden:

dilución inicial;

dispersión y transporte; y

La dilución inicial corresponde a la mezcla del efluente con el medio, a través de mecanismos asociados a fenómenos de turbulencias y de diferencias de temperatura y densidad.

Posteriormente a la dilución inicial, las corrientes provocadas por mareas, por movimientos del mar a gran escala o por corrientes inducidas por el viento, pueden alejar la mancha de la zona del difusor.

El estudio de las características de esta “mancha” de contaminantes, requiere el conocimiento de las corrientes marinas, dirección, velocidad, persistencia, a los efectos de definir tanto su forma y ubicación, como la concentración de los contaminantes en ella.

Por otra parte, en el caso de la contaminación bacteriológica, interviene otro efecto, que es el decaimiento bacteriano.

Las bacterias descargadas en el ambiente marino experimentan una desaparición (T90 bacteriana) y consecuentemente una reducción de la concentración como resultado de exposición a factores ambientales tales como el agua salada, la temperatura, la exposición a la luz del sol, la depredación, floculación/sedimentación, etcétera. Esta tasa bacteriana de desaparición, expresado como el tiempo (en horas) requerido para la mortandad del 90 por ciento de las bacterias (T90), varía con respecto a estos factores ambientales, así como con la profundidad de la descarga.

Mediante la modelación, es posible, por lo tanto, definir las distancias a las que debe descargarse para que, para verificar en la costa el umbral de colimetría fijado.

El efluente de la planta se bombea a través de una tubería que se ubica en el fondo del mar, y que descarga mediante un difusor. Puede ser necesario construir un tanque de almacenamiento y regularización para proveer la carga necesaria para la descarga del efluente. Asimismo, este volumen permitirá asegurar las velocidades mínimas al inicio del período de diseño. El diámetro se calcula para el caudal de diseño a partir de pérdidas de carga admisibles (de modo de no tener chimeneas de equilibrio muy altas) y velocidades mínimas para lograr la autolimpieza.

El caudal de diseño será de 335 l/s más un margen por expansión del servicio. Para un caudal de 500 l/s, se puede estimar un diámetro requerido de 700 mm.

La longitud y diseño de los difusores se determina en función de la cantidad y calidad del efluente que transporta, la dispersión natural en el medio y los objetivos de calidad que se pretendan.

4) Tratamiento y disposición de lodos

4.a) Estabilización

Los lodos generados por los procesos de las estaciones de tratamiento de líquidos residuales presentan olores desagradables, presencia de microorganismos patogénicos, y elementos tóxicos.

Cuanto más degradado está el lodo, los problemas mencionados disminuyen, y el lodo se denomina estabilizado cuando estos problemas se consideran tolerables. Eso quiere decir que la mayor parte putrescible del lodo es destruida o se torna inactiva. El lodo estable es aquel que minimiza los riesgos para la salud pública y el medio ambiente.

Digestión anaeróbia

La digestión anaerobia es la opción preferida de estabilización del lodo, y tiene como objetivos: la reducción de los sólidos volátiles y de los organismos patogénicos, la estabilización de las sustancias

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inestables, y la reducción del volumen dr lodo. Se procesa en grandes estructuras de hormigón, y precisa de una inversión inicial muy alta en las estaciones de lodo activado, o en los reactores UASB.

La digestión anaerobia se procesa en dos etapas, y en dos estructuras en serie: en el digestor primario realiza la digestión y el secundario la separación de fases, con el espesamiento del lodo digerido y la remoción de la parte líquida. En el digestor primario se establece una mezcla del lodo, colocando una bomba de recirculación.

Otras alternativas de estabilización son la digestión aerobia, estabilización química para la adición de cal y compostaje.

En el caso particular de la estación de tratamiento para Cabinda, se incluye la estabilización del lodo de manera que éste pueda ser deshidratado y retirado mediante camiones hasta disponerse en un aterro sanitario junto con la basura de la ciudad.

Estos procesos de estabilización reducen el olor y los microorganismos patogénicos, pero para el reciclaje agrícola sin riesgos de lodo es necesario avanzar en el proceso de estabilización. A este proceso se le denomina desinfección o higienización del lodo. Esto se logra principalmente con la estabilización química siguiendo ciertas pautas y el compostaje.

Adición de cal

Generalmente se agrega cal virgen, debido a su reacción exotérmica con el agua. La eliminación de los patógenos se da por efecto de la elevación del pH del lodo a niveles iguales o superiores a 12. Una proporción de 50-60% de cal en relación al peso seco del lodo y correcta para el tratamiento. En la planta de South Bay, en San Diego, California, mantienen el pH 12 durante 2 horas y luego 22 horas a pH 11.5 .Es necesario mantener estocado el lodo.

La adicción de cal ocasiona una reducción de 10 á 35% da materia orgánica. Es una alternativa a la digestión anaerobia del lodo.

4.b) Espesamiento

El espesamiento es un proceso requerido antes de la estabilización en digestores anaerobios, ya que reduce los volúmenes requeridos para la digestión. También reduce el tamaño de las bombas. Los espesadores más comunes son los por gravedad o flotación, aunque también se pueden usar bombas centrífugas o filtros de banda.

En el estudio de la planta de Cabinda, una de las alternativas, la que prevé la construcción de digestores anaerobios, tiene incluidos espesadores por gravedad, utilizando tanques de sedimentación circulares equipados con brazos raspadores de lodo. El lodo adensado es retirado del fondo del tanque e derivado para la digestión anaerobia.

4.c) Acondicionamiento del lodo

Para mejorar las características de separación de las fases sólidas y líquidas del lodo, se aplican productos químicos al mismo antes de realizar el desagüe.

Por lo general, se usan polieletrólitos orgánicos polímeros. Por lo tanto, deben colocarse tanques, agitadores y bombas para la dilución y dosificación de los polímeros. También debe preverse abastecimiento de agua para la dilución, y una zona de depósito.

4.d) Deshidratación del lodo

Deshidratación es un proceso mecánico, que reduce el volumen do lodo por medio de la reducción do su tenor de agua.

Considerando el tamaño de planta de tratamiento propuesto para Cabinda, el deshidratación deberá realizarse utilizando métodos mecánicos. Los más comunes son las centrífugas (decanter) y los filtros prensa. Las centrífugas consiguen lodos más secos, con un 20% de sólidos, en ese orden, mientras que con los filtros prensa se logran porcentajes de 15% a 16%.

Las centrífugas son más pequeñas, pero consumen más energía. Los filtros prensa de requieren lavado a presión de las telas. Consumen poca energía, pero mucha más agua que las centrífugas.

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Para los volúmenes de lodo a desaguar, los costos de inversión son parecidos. Ambas soluciones son competitivas.

A los efectos de presentar una propuesta de inversión en planta de tratamiento, se han presupuestado todas las soluciones considerando el uso de filtros prensa de estera.

5) Desinfección

El objetivo de la exigencia en desinfección es lograr un balance entre la protección de la salud y el riesgo ambiental.

A tales efectos, por ejemplo, la EPA limita la cantidad de coliformes fecales de los efluentes a una media geométrica de 200 MPN/100 mL para Coniformes fecales, con una máxima de 400 en el 10% del total de muestras de un período de 30 días.

Los procesos que se utilizan más habitualmente para la desinfección en plantas de tratamiento de tamaño mediano son: cloración, que puede ir seguida de decloración, y radiación ultravioleta.

Los problemas más importantes asociados al cloro son la seguridad y la toxicidad.

La radiación ultravioleta se restringe a las plantas que poseen efluentes con baja cantidad de sólidos suspendidos. Por lo tanto se presenta como una buena solución en el caso de lodos activados. La radiación ultravioleta está teniendo un gran desarrollo, sobre todo por la simplicidad de la operación. Se trata de un proceso físico que induce cambios fotobioquímicos en los microorganismos. Requiere energía y capacidad de absorción. En general se usan lámparas de arco de baja presión de mercurio, con una vida media de 13.000 horas.

La ozonización, si bien es muy efectiva, es cara, y complicada de operar, y se aconseja para plantas de mayor tamaño.

Las dosis requeridas de cloro varían con el tipo de tratamiento. Para el caso del tratamiento primario, el requerimiento es mayor, y puede llegar a ser del orden de 20 mg/l, mientras que para los tratamientos secundarios, las dosis son de 5 mg/l.

Los costos de inversión y de operación y mantenimiento varían poco entre una alternativa y otra en lo que respecta a desinfección. La solución que puede no requerir desinfección sería la de emisario con longitud suficiente como para que la concentración de bacterias alcanzara en la costa los valores que se requieran por medio de los mecanismos de dilución, dispersión y decaimiento bacteriano.

Por lo tanto, estos costos se consideran incluidos en los costos “varios” que se indicarán para las distintas alternativas más adelante.

6) Dimensionamiento preliminar de las alternativas

Las alternativas que se van a estudiar se resumen a continuación, así como los componentes principales de las mismas.

6.a) Pretratamiento

Consiste en rejas y cajas de arena de tipo cuadrado, con remoción mecánica de arena. Como la solución es común a todas las alternativas, se realizará una descripción en general.

Las rejas serán de limpieza mecanizada, con abertura de 25 mm.

Dos cajas de arena deben atender un caudal de fin de período, con hasta 1.300 m/dia

Serán de medidas 3,65 x 3,65 m, de tipo DETRITOR®.

6.b) Dimensionado preliminar de las alternativas de tratamiento secundario

Las alternativas que fueron comparadas son las siguientes:

1) Lodo activado convencional.

2) UASB + lodos activados.

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3) Aeración prolongada con cámara selectora anóxica.

4) UASB+filtros biológicos aerados sumergidos.

6.c) Comparación de las alternativas de tratamiento secundario

Las alternativas presentadas como 1 a 4 se comparan considerando algunos elementos diferenciales:

Costos

Se analizan a continuación, algunas de las diferencias apreciables en términos de costos de inversión, y de operación y mantenimiento.

En lo que respecta a obra civil, la cantidad de hormigón de las unidades principales es un buen indicador de diferencias de costos. Se realizó una estimación preliminar de volúmenes de hormigón para las unidades principales.

Se adoptaron diferentes costos unitarios en función de las estructuras: 400 U$S/m3 para los reactores y filtros aerados, 500 U$S/m3 para los decantadores y espesadores, 650 U$S/m3 para los UASB y los digestores de lodo.

Se evaluó la dificultad operativa de la combinación de procesos anaerobios y aerobios, considerando más personal para las alternativas que usan UASB y digestión anaerobia.

Se consideró el valor actual de la energía, a un costo de 0.075U$S/kWh

La diferencia de costos de operación, se manifiestan en: energía, volumen de lodos a disposición final, diferencia en la cantidad de personal, consumo de polielectrolitos.

La actualización de los costos de O&M se realizó considerando una tasa de actualización de 10% y se tomaron 10 años de operación.

Tabla 34 - Principales costos diferenciales de las alternativas de tratamiento secundario Costos anuales de operación (U$S)

Nº Alternativa Costo de hormigón

(U$S) Energía Personal

Costo por año de

disposición de lodos

Costo anual de polímero

Valor actual de

costos operativos

U$S

Suma de costos de

comparación U$S

1 LA 2.057.660 161.307 9.600 109.500 96.360 2.315.068 4.372.728

2 UASB+LA 1.598.850 94.096 4.800 55.188 74.460 1.404.301 3.003.151

3 AER prol 1.495.010 169.112 91.980 122.640 2.357.866 3.852.876

4 UASB+FAS 1.593.020 49.606 4.800 96.360 96.360 1.518.483 3.111.503

De acuerdo con los resultados que se presentan en la tabla, las alternativas más económicas son las que presentan UASB como primer tratamiento posterior al pretratamiento.

Otras consideraciones

Entre las dos alternativas que se presentan como más económicas, se considera más apropiado seguir adelante con la que tiene lodos activados como tratamiento, porque su diseño se encuentra ampliamente probado en todas partes del mundo, mientras que los filtros aireados sumergidos se encuentran en desarrollo. En caso de que se construya el tratamiento secundario, de todas maneras no debe descartarse la posibilidad de recibir ofertas por este tipo se solución.

6.d) Comparación de alternativas con base a UASB y a tratamiento primario asistido

Las dos alternativas indicadas pueden tener los siguientes objetivos:

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Ser la solución definitiva para el tratamiento de los líquidos residuales de Cabinda cuando están acompañadas de un emisario submarino de longitud tal que la dilución permita niveles de DBO aceptables en el medio receptor (la solución de primera etapa puede ser en base a tamices)

Ser la solución de primera etapa respecto a un tratamiento secundario acompañado de un emisario corto con descarga en la costa.

La comparación de costos se realiza considerando los elementos diferenciales entre ambas alternativas:

Costos de obra civil, representados por los costos de hormigón

Costos de algunos equipamientos: barredores de lodos de los decantadores, estructuras especiales de distribución y colecta, sistema de preparación y dosificación de productos químicos

Costos operativos, representados por el consumo de productos químicos y el mayor volumen de lodos a disponer, ya que la diferencia de costos de energía y de personal no son significativas.

Tabla 35 - Costos operativos tratamiento primario asistido

Costos operativos Ton/año Costo unitario Costo/año (U$S) VA 1 (U$S)

Consumo de polieletrolitos 2 12.000 22.500 138.000

Consumo de cal 1.090 100 109.000 670.000

Consumo de coagulante (SO4Al) 499 300 150.000 920.000

Mayor transporte de sólidos 8.199 20 164.000 1.008.000

Total 445.500 2.736.000

Tabla 36 - Costos diferenciales de inversión

Componente Costo unitario (U$S) Costo total (U$S)

Primario asistido

Hormigón 400 103.000

Puentes barredores 60.000 120.000

Sistemas de dosificación 150.000

Costo mayor de filtros de esteira 70.000 70.000

Total 443.000

UASB

Hormigón 650 983.000

Tamices 150.000

De acuerdo con la información que se presenta en estas tablas, la solución mediante primario asistido es más económica que la de UASB en cuanto a inversión.

Sin embargo, la diferencia se absorbe con tres años de operación.

Se deben tener en cuenta otros aspectos, que se presentan en la tabla 37.

1 Calculado para 10 años y con tasa de retorno de 10%

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Tabla 37 - Ventajas y desventajas de los UASB Ventajas Desventajas

Ahorro de energía: puede recuperarse el metano y utilizarse para producir energía

Dificultades para poner en régimen el sistema (puede llevar varios meses estabilizarlo)

No tienen componentes mecánicos salvo los bombeos a la entrada y/o a la salida

Requieren químico y biológico estricto

Mejor remoción de DBO5 Mayor tamaño de estructuras

Menor consumo de productos químicos

Menor producción de lodos

De acuerdo con las consideraciones anteriores, se prefiere la solución en base a UASB.

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CONCLUSIONES DEL PLAN DIRECTOR

La propuesta de plan director de agua potable y saneamiento para Cabinda, incluye una programación de la extensión de los sistemas de agua potable y saneamiento, que se presenta con registros cada cinco años hasta el horizonte de proyecto, año 2030, considerando los siguientes componentes:

Agua Potable

o Dimensionado preliminar de redes de agua potable

o Cantidades de postes surtidores a colocar en la primera etapa.

o Estimación de reparación de redes existentes

o Propuesta de localización de fuentes de agua subterránea

o Dimensionado preliminar de proyectos de captación y tratamiento

Saneamiento

o Dimensionado preliminar de redes de saneamiento

o Dimensionado preliminar de estaciones de bombeo

o Dimensionado preliminar del tratamiento

Para todos los componentes mencionados, se han estimado costos de inversión por quinquenio. Los costos de operación y mantenimiento para las inversiones indicadas, se presentan en el relatorio 4, con el objetivo de estimar las tarifas que requieren los servicios.

Plano Director de Agua Potable

A continuación, se presenta un detalle de los costos de inversión, por quinquenio de las obras incluidas en el Plan Director para la Ciudad de Cabinda.

Tabla 38 - Objetivos de cobertura

Concepto 2006 - 2010 2010 - 2015 2015 - 2020 2020 - 2025 2025 - 2030

Población total 261.000 298.000 340.000 388.000 442.000

Total Población abastecida 244.200 288.000 320.800 376.400 421.500

Total Población con conexiones 87.600 147.900 201.800 260.000 341.900

Cobertura 34% 50% 59% 67% 77%

Total Población abastecida por postessurtidores 156.600 140.100 119.000 116.400 79.600

Cobertura con postes surtidores 60% 47% 35% 30% 18%

Tabla 39 – Objetivos de producción

Concepto 2006 2006 - 2010 2010 - 2015 2015 - 20202020 - 2025 2025 - 2030

Horas de producción por día da ETA 20 22 22 22 22 22

Demanda media diaria (l/s) 63 148 218 284 364 486

Demanda máxima diaria (l/s), (k1=1,2) 75 177 262 341 436 583

Pérdidas 40% 40% 35% 35% 30% 25%

Necesidad de producción (m3/d) 10.800 25.500 34.800 45.300 53.900 67.200

Caudal a fornecer pelas ETAs (l/s) 125 295 403 524 623 778

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Tabla 40 – Objetivo de distribución

Concepto 2010 2015 2020 2025 2030

Longitud de red (m) 173.400 289.600 406.500 509.700 652.900

Conexiones domiciliarias 14.600 24.650 33.633 43.333 56.983

Postes surtidores (u) 88

Reparación de redes (m) 3.468 5.792 8.130 10.194 13.058

Tabla 41 - Plan de Inversiones

Concepto 2006 - 2010 2010 - 2015 2015 - 2020 2020 - 2025 2025 - 2030

Estación de tratamiento de agua 7.160.000 1.640.000

Redes de distribución 5.948.000 3.986.000 4.010.000 3.540.000 4.912.000

Conexiones domiciliarias 876.000 603.000 1.415.000 1.185.000 2.234.000

Postes surtidores 3.207.000

Reparaciones en la red 225.000 376.000 528.000 663.000 849.000

Total de inversiones (USD) 17.416.000 4.965.000 5.953.000 7.028.000 7.995.000

Plano Director de Saneamiento

Concepto 2006 - 2010

2010 - 2015

2015 - 2020

2020 - 2025

2025 - 2030

Población total 261.000 298.000 340.000 388.000 442.000

Total población con saneamiento "adecuado" 138.400 176.200 235.200 303.600 373.700

Total población conectada a red saneamiento 0 42.200 75.600 109.800 135.000

Cobertura con red saneamiento (%) 0% 14% 22% 28% 31%

Población con saneamiento estático en condiciones 138.400 134.000 159.600 193.800 238.700

Cobertura con saneamiento estático 53% 45% 47% 50% 54%

Cobertura total 53% 59% 69% 78% 85%

Concepto 2006 - 2010

2010 - 2015

2015 - 2020

2020 - 2025

2025 - 2030

Viviendas con fosa séptica, pozo filtrante o sistema saneamiento 15.230 14.880 19.810 25.840 33.900

Viviendas con letrina en condiciones 7.830 7.440 6.790 6.460 5.900

Total viviendas con saneamiento estático 23.060 22.320 26.600 32.300 39.800

Concepto 2010 - 2015 2015 - 2020 2020 - 2025 2025 - 2030

Longitud de red (m) 73.000 115.000 148.000 172.000

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Conexiones domiciliarias 7.040 12.600 18.300 22.500

Qsan (l/s) 41 84 126 162

Qinf (l/s) 14 23 30 34

Qmed cam barométrico (l/s) 2 2 3 3

Qmed total (l/s) 58 109 159 200

Q max día (l/s) 66 126 184 233

Q max inst (l/s) 91 176 260 331

Estación elevadora Q2030 (l/s) Ano ingresso

EBA 114 2010 - 2015

EBB 168 2010 - 2015

EBC 326 2010 - 2015

EBD 0 2015 - 2020

Concepto 2010 - 2015 2015 - 2020 2020 - 2025 2025 - 2030

Estación de Depuración de Líquidos residuales 6.953.000 11.317.000

Redes de saneamiento 5.702.400 2.851.000 2.101.000 1.450.800

Conexiones domiciliarias 2.112.000 1.665.000 1.713.000 1.257.000

Líneas de recalque 499.800 67.000 0 0

Estaciones elevadoras 3.637.900 464.500 0 0

Total de inversiones (USD) 18.905.000 5.048.000 15.131.000 2.708.000

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Ministério da Comunicação Social de Angola. 2. The World Bank Group Report N° AB 86. Angola 3. IMF Country Report N° 03/291 September 2003 4. Instituto Nacional de Estadísticas, Gabinete de Monitorização das condições de vida da

População, UNICEF, Banco Mundial 1999. 5. República de Angola Ministério de Energia e Águas. 6. Inquérito de Indicadores Múltiples – MICS – Novembro 2002. 7. Adaptado de Relatório de Progresso MDG/NEPAD ANGOLA 2003. 8. Transition support strategy for the Republic of Angola. March 4, 2003.