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El Abastecimiento Intermitente de agua potable en Cuba

Resumen: A partir de las características de abasto de agua a la Ciudad de La Habana, como son la entrega de agua por horarios y a depósitos, se presenta la experiencia en la aplicación de un método de simulación de redes hidráulicas que da respuesta satisfactoria a estas premisas. También se analizan las ventajas y desventajas de este método y un caso de estudio tomado de la práctica.

Publicación enviada por Yudel Milanés Garcia




 


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A partir de las características de abasto de agua a la Ciudad de La Habana, como son la entrega de agua por horarios y a depósitos, se presenta la experiencia en la aplicación de un método de simulación de redes hidráulicas que da respuesta satisfactoria a estas premisas. También se analizan las ventajas y desventajas de este método y un caso de estudio tomado de la práctica.

Palabras clave: simulación, modelación, suministro de aguas, Ciudad de La Habana

From the characteristics of the water supply system in the City of Havana, such as the water supply by schedales and to deposits, the experience in the application of a method of networks´ hydraulic simulation that gives satisfactory response to these premises is presented. The advantages and disadvantages of this method are also analyzed and a practical case study is presend.

Key words: simulation, water supply, City of Havana

Introducción
El abastecimiento de agua a la Ciudad de La Habana presenta características muy particulares por no brindar un servicio a la población durante las 24 h del día. En su lugar se realizan suministros en horarios que oscilan entre 4 y 12 h al día, incluso en días alternos.1 Por otra parte, los caudales y presiones resultan insuficientes en algunos sectores.1,2 Dentro de las acciones que se acometen para dar solución a estas problemáticas están la rehabilitación de conductoras y redes, así como la ejecución de nuevas conductoras, ambas acciones con vistas a recuperar el agua que se pierde en fugas y ganar en presiones y gastos; sin embargo, la ejecución de los estudios previos para estos trabajos ha requerido la simulación de las situaciones existentes y las proyecciones para el futuro. Para la realización de estas simulaciones ha sido necesaria la aplicación de métodos que den respuestas a las situaciones tan particulares como las expuestas anteriormente.

Desarrollo
La intermitencia de los sistemas de distribución de agua es un fenómeno indeseable bastante generalizado en nuestro país y en muchos otros en Edmundo, generalmente en vías de desarrollo. Es el producto de la acumulación histórica de problemas originados por las carencias económicas o producidas por una mala gestión técnica. 

El deterioro que sufren los sistemas de distribución de agua por muchos años de explotación, sin un adecuado plan de mantenimiento, explotación y renovación trae como consecuencia, que los diámetros de las construcciones van quedando pequeños con el tiempo a causa del crecimientote la población, del aumento del consumo humano, del propio envejecimiento de los conductos (reducción física del diámetro por las incrustaciones) o incluso, por el incremento de las fugas de agua.

También las inadmisibles interacciones temporales del servicio obligan al usuario a construirse almacenamientos que los protejan de la ausencia transitoria del suministro de agua. Ejemplo de esta de esta situación límite es el abastecimiento de La Ciudad de Santiago de Cuba, pues su red ha quedado tan insuficiente y obsoleta que solo puede brindar el servicio una vez por semana.

Los síntomas de esta carencia son obvios:
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Niveles de presión en la red muy bajos.
- Insuficientes suministros de agua en los puntos más alejados y elevados de la red.

Estos abastecimientos que no se amplían, ni se modernizan al mismo ritmo de las ciudades que debe abastecer, acompañado del aumento de los niveles de perdidas, de grandes volúmenes de agua que sobrepasan los limites permisibles, encuentran como mejor defensa ante esta marcada diferencia de ritmos de crecimiento de la población y fugas, el brindar un servicio intermitente, que trae como consecuencia la construcción de depósitos de agua domiciliarios, que permitan almacenar agua durante las de bajo consumo, para ocultar, o cuando menos disimular la insuficiencia de la red durante las horas punta de máximo consumo. 

Son múltiples los problemas que muestra la intermitencia y como consecuencia de ella la construcciòn de depósitos de almacenamientos del preciado liquido (Cabrera y otros, 1997):

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Su insalubridad: el agua a presión en la tubería realmacena en un depósito que al no ser estanco esta carente e todo control sanitario. Como el servicio es intermitente solo se pueden controlar las fugas notables, provocando esto que por las más pequeñas se produzcan filtraciones al interior de la red. Además, el agua como todo alimento tiene su tiempo de caducidad, es lo que se denomina”tiempo de permanencia en la red optimo” que no debe ser mas de tres días desde que se trato, pero como el servicio se brinda por lo general cada siete días, se afecta localidad de la esta almacenada en la red y en cada uno de los depósitos de cada punto de consumo.
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Es una medida insolidaria del titular de abastecimiento hacia sus usuarios. Un problema que radica en la falta de planificación e inversión en la red, se le traslada al consumidor, que tiene en la realización de la construcción de depósitos un costo adicional.
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Al perder el agua la presión en la red es, desde un punto de vista energético, ineficiente.
- Su existencia no implica ahorrote agua, por las fugas que se pueden controlar y los depósitos construidos que superan el volumen instantáneo que consume cada usuario.
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La interrupción temporal es motivo para tener en cuenta nuevas y complejas variables para un mejor servicio.-

En los sistemas continuos en que el sistema de abastecimiento de agua se produce las 24 horas del día, las necesidades del usuario son instantáneas debido a que los mismos no se ven en la necesidad de almacenar agua, por lo aquí las demandas están en función de las necesidades instantáneas de cada usuario, permitiendo que el sistema trabaje presurizado, debido a que no existe un consumo generalizado y al entrega no se produce a depósitos sometidos a presión atmosféricas. En este servicio se mantienen las velocidades y las presiones relativamente constantes en el sistema, independientemente de que puedan existir algunos picos de demandas en determinadas oras del día, pero que no sistema estén previstas estas irregularidades con diferentes coeficientes. A la ahora remodelar estos sistemas, el procedimiento consiste en asignarle las demandas a estos nudos, los cuales se mantendrán independientemente de la presión disponible en el sistema.

Ahora si el sistema funciona de forma intermitente, el panorama es diferente. En este le servicio se realiza por ciclos, lo cual varia según el tiempo y la zona a la que se le brinda el servicio, existiendo una intermitencia, tanto horaria como zonal. Por lo tanto el usuario esta obligado a almacenar agua para suplir las necesidades en los horarios en que no se brinda el servicio. A partir de estos momentos el sistema se va a comportar totalmente diferente, ahora la descarga es por lo general libre a depósitos sometidos a presión atmosférica, ya que el sistema no trabajara presurizado, con consumo generalizado. En esta situación las demandas no están en función de las necesidades puntuales de los consumidores, sino que dependen de la presión existente en el sistema. En el momento de simular el funcionamiento de este, surge el inconveniente que no existe forma de relacionar la demanda de los nudos con la presión existente en el sistema, por lo que hay que valerse de algunos artificios para lograr el objetivo lo cual es posible estudiando el comportamiento de la intermitencia.

Hasta aquí se ha visto la causa por la cual estos sistemas, que fueron diseñados en principio para brindar un servicio continuo a una población establecida bajo un régimen determinado de caudal y presión, sea convertido en un sistema intermitente en el cual es generalizado el uso de depósitos, realizándose ahora la descarga casi libre, sin control en su almacenamiento lo que cambia la dinámica de funcionamiento de estos sistemas.

Ahorrase habla de un abastecimiento que por descargar a presión atmosférica, se ha convertido en un sistema lleno de orificios, comportándose esta descarga más bien como un emisor condicionado, por que la demanda esta en función de la presión disponible en el sistema y no del consumo instantáneo. Este en las mediciones realizadas por Sashikumar y otros (2000), que se muestra en la figura 2.1: se conoce por la experiencia de los técnicos y especialistas de la dirección de acueducto y alcantarillado(DPAA) de la Ciudad de Santiago de Cuba, la de pendencia del caudal con la presión, mas aun, se sabe por algunas mediciones realizadas y el trabajo cotidiano de estos compañeros de acueducto, que en el momento en que se le brinda agua a una zona, las presiones en esta bajan significativamente, mientras que las demandas se disparan hasta un determinado tiempo en el cual el sistema comienza a saturarse y en este momento comienza a ganar presión, evidenciando una relación donde la demanda es inversamente proporcional a la presión. 

Existen otros trabajos en los que se evidencia la tendencia general del comportamiento de la presión y el caudal con respecto al tiempo. Este estudio corresponde a una zona de la ciudad de Al Koura, en el reino de Jordania (Batterman y Macke, 2001).

Por otra parte cuando se pretende simular el funcionamiento intermitente de os sistemas de abastecimiento de agua potable existen dificultades, debido a que las metodologías existente para elaborar esos modelos mediante los software de análisis, no se ajustan en su totalidad a los sistemas intermitentes. Solo algunos de los aspectos son aplicables, tanto a los sistemas continuos como intermitentes, aspectos estos que no están considerados en los software de análisis hidráulicos existentes.

Por tanto en forma de resumen se puede decir que el problema fundamental en la simulación de la intermitencia radica en la asignación de consumo y calibración del modelo, a esto se debe su incapacidad de relacionar el caudal con la presión, siendo necesario modelarlo mediante algún artificio de modelación, por lo que es imprescindible realizar un estudio sobre el comportamiento de este fenómeno para conocer el comportamiento de setas variables en función del tiempo. Esto solo es posible, conociendo cuales son las ecuaciones que definen el funcionamiento de los sistemas de abastecimiento intermitentes.

Referencias
1. Batterman y Macke, (2001): “Strategy to Reduce Technical Water Losses for Intermittent Water Supply Systems”.
2. Cabrera, E., Izquierdo, J., Andeu, M. (1997):”Introducción al análisis dinámico de redes”. Ingeniería Hidráulica Aplicada a los sistemas de distribución de agua, volumen II.
3. Sashikumar y otos (2003)”Modelling an Intermittent Water Supply”.
4. Milanes, G., Yudel (2005): “Simulación Hidráulica de los sistemas urbanos de distribución de agua con funcionamiento intermitente. Una aproximación inicial al problema”.

Autor:
Yudel Milanés Garcia 
yudelmg@udg.co.cu



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