Los distritos de Santa María del Mar, San Bartolo, Punta Hermosa y Punta Negra, ubicados al sur de Lima, junto a la carretera Panamericana, han visto cómo la calidad de vida de sus habitantes cambió radicalmente. Tedagua ha encargado y entregado las instalaciones completas del Proyecto PROVISUR, que combina en un solo contrato el diseño, suministros, construcción y puesta en servicio de las instalaciones del ciclo integral del agua, así como la concesión para su explotación por veinticinco años.

Gracias a la colaboración público-privada entre el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, el Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) y Tedagua, se han resuelto los desafíos que plantea un proyecto de tal envergadura. Luego de la aprobación de los permisos pertinentes, Tedagua pudo realizar la ingeniería completa del sistema, su construcción y puesta en marcha.

Los componentes de PROVISUR incluyen toma de agua de mar, una planta desaladora de agua de mar, almacenamiento de agua potable, red de distribución aguas arriba y aguas abajo de agua potable, conexiones domiciliarias, conexiones de saneamiento, red de saneamiento, estaciones de bombeo. planta de tratamiento de aguas residuales, planta de tratamiento de aguas residuales y emisario submarino.

Debido a que el contrato incluye todos los elementos del ciclo integral del agua para un área tan grande, se ha realizado un enfoque holístico en el diseño, adaptando la concepción de cada componente a las necesidades del proyecto.

Gracias a la colaboración público-privada se han solucionado los retos que plantea un proyecto de tal envergadura

Los distritos incluidos en este proyecto tienen características diferentes: todos están ubicados a lo largo de más de 10 km de la Carretera Panamericana Sur, con playas espectaculares y áreas de spa famosas y reconocidas.

La zona elegida para albergar las instalaciones de tratamiento, así como las obras marinas, es Santa María del Mar. Este barrio está repleto de viviendas para el disfrute de los balnearios de la zona. La integración de las instalaciones de tratamiento en esta zona se diseñó respetando los usos, minimizando los problemas visuales, acústicos y de tráfico de vehículos.

Tedagua, como actor fundamental en el ciclo integral del agua, da un paso más al asumir una posición de liderazgo en este tipo de proyectos, en los que se construye toda la infraestructura necesaria para la gestión del ciclo del agua, y demuestra su capacidad para afrontar retos cada vez más exigentes. .

El contrato se ha estructurado en tres componentes:

El contrato incluye la explotación de las instalaciones de desalación y tratamiento durante veinticinco años.

A continuación se detalla una descripción de los diferentes componentes de las infraestructuras construidas en el Proyecto PROVISUR.

La recogida de agua de mar se ha realizado mediante un tamiz pasivo tipo Johnson con luz de paso de 5 mm, situado a una distancia de 535 metros de la playa de Santa María del Mar y a una profundidad de 17 metros. El diseño del tamiz asegura una velocidad reducida de paso del agua, con el fin de minimizar los efectos sobre el medio. La limpieza del tamiz se realiza inyectando aire comprimido a contracorriente.

Desde la pantalla pasiva, el agua pasa a través de una tubería de polietileno de alta densidad (PEAD) de 1.200 mm de diámetro, instalada en el fondo marino en una longitud de 200 metros, hasta que se bifurca en dos tuberías de PEAD de 560 mm. de diámetro que llegan a la estación de bombeo, a una distancia de 335 metros. Estos tramos se instalaron mediante perforación dirigida para salvar la zona de baño y evitar efectos sobre usos recreativos.

En el diseño y ejecución de la estación de bombeo de agua de mar, Tedagua desplegó todas las capacidades de ejecución para armonizar la efectividad y seguridad de la instalación con los requerimientos de la zona. Efectivamente, la presión urbanística en primera línea de playa es muy alta en Santa María, donde no hay parcelas libres. Además, la costa es en su mayor parte accidentada. Para asegurar el correcto funcionamiento de la instalación, era necesario ubicarla lo más cerca posible de la orilla del mar, con el menor impacto posible en la población. Por ello, se decidió construir la estación de bombeo bajo una rotonda y un aparcamiento.

Tedagua, como actor fundamental en el ciclo integral del agua, da un paso más al asumir una posición de liderazgo en este tipo de proyectos

La instalación, que incluye cuatro bombas sumergibles, un medidor de flujo electromagnético, tanques antichoque, un compresor de aire, dosificación de químicos y una sala eléctrica con transformadores y cuadros eléctricos, está ubicada bajo tierra debajo de la vía pública. Tiene una entrada de operación, por donde ingresan y entran los químicos, y una entrada superior desde el estacionamiento para mantenimiento. La construcción se llevó a cabo utilizando muros de pantalla. Así, se logró compatibilizar las distintas necesidades recreativas y de abastecimiento en un mismo espacio, y favorecer la actividad económica de la zona.

Al haber colocado un cedazo pasivo de 5 mm en la entrada del mar, la estación de bombeo se puede operar sin necesidad de colocar rejas en los canales de entrada, evitando así las operaciones de extracción de contenedores de residuos y malos olores en el área recreativa. .

Una de las peculiaridades de este proyecto es que la desaladora comparte parcela con la EDAR. Esto le ha permitido al equipo de Tedagua encontrar oportunidades que no hubieran sido posibles colocándolas en diferentes ubicaciones. La parcela tiene una superficie de unos 41.000 m2, y se encuentra a novecientos metros de la costa.

La línea de tratamiento elegida para este proyecto incluye flotación por aire disuelto (DAF), filtros autolimpiantes, ultrafiltración, ósmosis inversa, inyección de CO2 y lechos de calcita. El diseño se realizó considerando la producción de dos líneas para satisfacer el Componente B del contrato y una tercera para el Componente C.

El pretratamiento asegura una muy alta calidad del agua pretratada. La flotación por aire disuelto aporta una gran fiabilidad de la instalación, que mantiene su operatividad incluso en episodios de marea roja. Antes de la flotación, el coagulante se dispensa en línea mediante mezcladores estáticos.

La tecnología DAF elegida fue KWI, a través de tres líneas, cada una de las cuales tiene su propia cámara de floculación y flotación. El diseño asegura un tiempo mínimo de retención en el tanque de floculación de doce minutos y una velocidad máxima de ascenso de 21 m / h en el tanque de flotación. Después de la flotación, el agua clarificada se almacena en un tanque para este propósito. El DAF se puede omitir en casos de buena calidad del agua para mejorar la eficiencia energética de la instalación.

Las bombas de recirculación y las bombas de alimentación de ultrafiltración toman agua del tanque de agua clarificada. Las membranas de ultrafiltración están protegidas por tres filtros autolimpiantes con un elemento filtrante de acero superdúplex y 100 micrones de paso.

La ultrafiltración se encuentra en el edificio de procesos. Consta de seis rejillas con 79 membranas Hydranautics HYDRACAPMAX 80 cada una. El uso de la ultrafiltración como pretratamiento para la ósmosis inversa asegura una calidad de permeado muy alta, con un índice de ensuciamiento (SDI) muy bajo y un grado de recuperación superior al 96%. En la ultrafiltración, se logra una eliminación de todos los sólidos superiores a 0,1 micrones utilizando membranas de PVDF con una disposición de filtro interior-exterior.

El corazón de la planta está formado por tres líneas de ósmosis inversa, cada una de las cuales es capaz de producir casi 12.000 m3 / día de agua permeada, mediante el uso de 96 tubos de presión cargados con ocho membranas SWC5MAX cada uno. La tasa de recuperación de la ósmosis inversa es del 45%.

Tedagua desplegó todas las capacidades de ejecución para armonizar efectividad y seguridad con los requerimientos del área

En cada una de las líneas se ha optado por una configuración con recuperadores de energía de cámara isobárica. Así, el 50% del agua se presuriza mediante cámaras isobáricas reutilizando el 96% de la energía de la salmuera.

La presión necesaria para desalar el agua es proporcionada por un par de bombas en serie, una trabajando al 100% para la presión base y la otra controlada por un variador de frecuencia para absorber las variaciones de presión requeridas por las condiciones cambiantes de temperatura y salinidad de el agua. .

La recuperación energética de los módulos de ósmosis inversa se realiza mediante bloques de diez elementos PX-Q300 de la marca ERI, que aseguran una recuperación energética superior al 96%. La energía restante para bombear el agua al bastidor de ósmosis es proporcionada por una bomba de refuerzo equipada con un inversor de frecuencia. Tedagua ha confiado a Hydranautics el suministro de membranas de ultrafiltración y ósmosis inversa.

Desde el tanque de agua clarificada hasta los tanques de remineralización, el proceso se realiza sin ruptura de carga, promoviendo la eficiencia energética y evitando almacenar agua susceptible de ser contaminada.

Después de la ósmosis inversa, el agua ha perdido más del 99% de sales. Para ser apto para el consumo, debe remineralizarse. Para ello, se dispone de un tratamiento de remineralización y ajuste de pH mediante la inyección de dióxido de carbono en la corriente de agua permeada, tras lo cual el agua fluye hacia arriba a través de un lecho de calcita micronizada. En estos lechos, el agua, cargada con el ácido carbónico del CO2 disuelve el carbonato cálcico de la calcita para generar bicarbonatos que aumentan su alcalinidad y reducen la agresividad del fluido. Esto le permite alcanzar el índice de Langelier y los parámetros de alcalinidad requeridos.

Posteriormente, y para lograr la potabilidad del agua, se agrega hipoclorito de sodio, lo que asegura que el agua sea apta para el consumo humano, manteniendo sus parámetros higiénico-sanitarios en todo el sistema.

El agua ya purificada se almacena en dos tanques de 5.000 metros cúbicos de capacidad ubicados dentro del área de la planta. Desde allí, un grupo de bombeo compuesto por tres bombas centrífugas horizontales de 220 kW proporciona la energía necesaria para recorrer el sistema de distribución y llegar a las viviendas dentro del Proyecto PROVISUR.

Después de bombear el agua de producto, el agua se eleva mediante el grupo de bombeo antes mencionado a un depósito ubicado en la cima de una colina cercana. Este depósito, con una capacidad de casi 10.000 m3, construido en dos cámaras de hormigón armado, actúa como depósito central en la red de distribución de agua potable que conforma el sistema PROVISUR.

Desde el depósito central se ha realizado una línea de distribución principal de más de nueve kilómetros de longitud y diámetros entre 400 y 700 mm con tuberías de fundición dúctil clase C-40, con revestimiento interior en mortero de cemento y exteriormente con manguito de polietileno. Esta línea principal abastece a cinco sectores principales: Santa María del Mar, San Bartolo, Punta Negra y Punta Hermosa, más un segundo sector en San Bartolo.

Una de las peculiaridades es que la desaladora comparte parcela con la EDAR, lo que ha permitido a Tedagua encontrar oportunidades

La red de distribución es jerárquica para asegurar una alta operatividad de acuerdo con los estándares de SEDAPAL, que opera las redes.

En la entrada de cada sector se ha construido una Cámara de Entrada Sectorial (CIS) que incluye, entre otros elementos, válvulas de sectorización, caudalímetro con bypass, válvulas de cierre, válvulas reductoras de presión en línea principal y en bypass. Cada CIS se monitorea constantemente y se acciona de forma remota desde el control de red SCADA.

Cada uno de los sectores se divide en subsectores, que incluyen un máximo de mil conexiones o lotes, cada uno de ellos aislado mediante cámaras de aislamiento, reducción de presión y posibilidad de medición de caudal.

Para estos tubos se ha utilizado Polietileno de Alta Densidad y PVC, con un diámetro mínimo de 90 mm. La red cuenta además con cámaras de ventilación, purga, reducción de presión, reducción de velocidad, hidrantes, acometidas domiciliarias, etc., que hacen de esta red un conjunto perfectamente gestionable de acuerdo con los últimos estándares del mercado.

En total, se han construido diecisiete subsectores, con más de 10.500 conexiones y más de 115 km de nuevos ductos. En cuanto a la tecnología de instalación de tuberías, para las nuevas líneas se han utilizado zanjas al aire libre y el método de arado, y para las renovaciones de redes existentes se han utilizado tecnologías sin reventón tipo zanja.

El proyecto PROVISUR incluye una red de saneamiento para atender a los mismos beneficiarios que los de la red de agua potable.

La situación del saneamiento era desigual: Santa María del Mar, San Bartolo y Punta Hermosa contaban con estaciones de saneamiento y tratamiento en diferentes estados de conservación, mientras que Punta Negra carecía por completo de este servicio.

Para adecuar los vertidos y permitir la reutilización de parte de las aguas residuales, se ha diseñado y construido una completa red de saneamiento de acuerdo con los criterios de la SEDAPAL.

La red de saneamiento ha sido estructurada por municipios, que descargan sus aguas a un emisor principal que, siguiendo en gran parte la ruta de la Panamericana, lleva las aguas residuales a la planta de tratamiento y reutilización.

La red de distribución es jerárquica para asegurar una alta operatividad de acuerdo con los estándares de SEDAPAL, que opera las redes.

Debido al terreno, en gran parte llano y con algunos barrancos, ha sido necesario construir y equipar diecinueve Cámaras de Bombeo de Drenaje (CBD) para impulsar las aguas residuales en determinados tramos.

Los diecinueve CBD dan servicio a caudales muy diferentes, marcados por la orografía del terreno, para lo que han sido diseñados y ejecutados siguiendo tres modelos distintos. Todos los CBD están ubicados en casetas aisladas, con sistema de tratamiento de olores, pretratamiento con pantalla automática de acero inoxidable, bombas sumergibles con redundancia, cuadros eléctricos y generador de emergencia. Además, todos cuentan con un relevo de seguridad. Este diseño asegura que no entren grandes sólidos a la red y evita el impacto en el medio ambiente.

Como parte de la obra, se han realizado o reparado más de 4.900 conexiones domiciliarias, con más de 121 kilómetros de tuberías nuevas.

Todas las aguas residuales se conducen a la nueva EDAR. Esta es la única planta de aguas residuales del mundo construida en el mismo sitio que una planta de desalinización de agua de mar.

Para enfrentar este desafío, Tedagua ha priorizado la seguridad del suministro de agua potable sobre cualquier otro criterio. Como la parcela es única y compartida, se ha podido compartir algunos servicios, lo que redunda en una mayor eficiencia del conjunto.

La EDAR es la única planta de aguas residuales del mundo construida en la misma parcela que una planta desaladora de agua de mar

Para evitar la contaminación cruzada de la EDAR a la desaladora, se han diseñado en distintas zonas de una misma parcela, aunque compartiendo urbanización. Todos los elementos del IDAM se ubican en un lado de la vía central de la planta, que tiene casi quince metros de ancho, mientras que la EDAR se ubica en el lado opuesto. El recorrido de los camiones de recogida de lodos está dirigido por otro camino, separado del resto para evitar la posibilidad de contaminación.

En cuanto al proceso de tratamiento de la EDAR, se ha construido un pretratamiento con dos líneas de desbaste gruesas (2x100%) mediante rejilla automática con un espacio libre de 25 mm.

Después de desbastar el grueso, hay dos líneas de tamizado fino con un espacio libre de 3 mm, y luego, una etapa de desengrasado de arena en dos líneas de trampa de arena aireadas redundantes con un carro móvil.

Los residuos de losas se compactan para aumentar su sequedad antes de ser vertidos en un contenedor para su manejo. Las arenas y grasas se concentran por separado.

El proceso de pretratamiento se ubica en un edificio cerrado y desodorizado, de manera que se minimizan tanto los efectos sobre el medio ambiente como las posibilidades de contaminación con la planta desaladora.

Después del pretratamiento, las aguas residuales pasan a un tratamiento biológico. En este caso, se ha optado por una tecnología SBR, ICEAS-ABJ de Xylem. Esta tecnología de reactor discontinuo tiene las ventajas del SBR, con su alta eficiencia y adaptación a la variabilidad de las condiciones del agua, y al mismo tiempo trabaja con potencia constante a los reactores.

La aireación del reactor biológico es suministrada por soplantes de pistón rotativo 3 + 1 ubicados en una sala cerrada e insonorizada.

Los parámetros analíticos contractuales contemplan una contaminación de entrada de hasta 500 ppm de DBO5, 300 ppm de TSS y 1,000 ppm de DQO. El efluente de la EDAR tiene la calidad necesaria para ser reutilizado para riego y bebidas animales según DS 002-2008 MINAM, categoría 3.

El diseño de los difusores subacuáticos asegura el cumplimiento de los requisitos legales y la ausencia de impacto en el medio marino.

Para conseguir esta calidad se ha incluido una etapa de cloración con hipoclorito de sodio, con un laberinto de cloración que asegura un tiempo de contacto siempre superior a veinte minutos, actuando también como tanque de laminación previo al tratamiento terciario. Esto se realiza mediante dos filtros de disco con un grado de filtración de diez micras.

Dado que los últimos tramos de los emisores son por bombeo desde CBD, este hecho se ha aprovechado para crear una instalación de tratamiento por gravedad, de modo que el agua residual no sufra ningún bombeo desde su entrada a la salida después del filtro de disco y posterior vertido. Esto se ha logrado después de un extenso trabajo de diseño hidráulico, para optimizar toda la energía suministrada al sistema.

Los residuos de la EDAR se recogen en un tanque antes de su disposición oceánica. De este depósito se puede sacar agua para su reutilización, ya que cumple con todos los parámetros.

El exceso de lodos producidos en el tratamiento biológico se encuentra totalmente estabilizado, con una antigüedad superior a los 10,5 días en todos los casos, por lo que se bombea hacia dos espesadores por gravedad de doce metros de diámetro, donde alcanzan una sequedad del 3% antes de su extracción. Los espesantes están cubiertos y desodorizados para minimizar el impacto en el medio ambiente.

El lodo se deshidrata finalmente en dos centrifugadoras con un caudal unitario de 10 m3 / h, ubicadas en una sala cerrada y desodorizada dentro del edificio de la EDAR, y posteriormente se almacena en una tolva para su extracción en camión.

Otra peculiaridad del proyecto es que el emisario submarino es único para la EDAR y la desaladora.

Desde la planta, donde confluyen los vertidos de EDAR y desalación, el vertido se dirige por un camino paralelo a la tubería de toma de agua de mar hasta la playa de Santa María del Mar, desde donde se colocaron dos tuberías paralelas DN560 mediante Perforación Dirigida, con un longitud de 362 metros. Una vez salvado el tramo de uso recreativo, el emisario continúa con una tubería de PEAD DN900, apoyada en el fondo marino a una distancia de setecientos metros de los difusores.

En conclusión, con la ejecución del proyecto PROVISUR se ha logrado incrementar la calidad de vida de los habitantes afectados

La cámara de carga del emisario se ubica en la zona de la EDAR, donde fluyen tanto el desbordamiento de la cámara de reutilización como la salmuera de la planta desaladora. Esta mezcla de pre-vertido logra varios beneficios ambientales:

Sobre el efluente de la EDAR: la alta salinidad de la salmuera ejerce una acción biocida sobre los posibles microorganismos presentes en el vertido.

Sobre la salmuera: el efluente de baja salinidad de la EDAR diluye la alta salinidad de la salmuera, evitando el posible impacto en el medio marino de una descarga de alta salinidad. Además, al reducir la salinidad de la mezcla, también se reduce la densidad y el derrame tiende a diluirse mucho más rápido en el medio.

A pesar de todas estas ventajas, el diseño del emisario se ha llevado a cabo sin tenerlas en cuenta, posicionándonos siempre del lado de la seguridad para evitar cualquier afectación al medio marino, teniendo en cuenta también que se trata de una zona con actividades recreativas y piscícolas. usar.

En Tedagua tenemos en cuenta que uno de los factores determinantes en este tipo de infraestructura es el efecto en el medio ambiente de los derrames, y uno de los pilares de nuestra forma de actuar, consagrada en la Política de Gestión Ambiental del Grupo Cobra, es el respeto por el medio ambiente.

Por tanto, el diseño de los difusores subacuáticos asegura el cumplimiento de los requisitos legales y el no impacto en el medio marino en cualquier escenario de diseño. Para conseguirlo, se han desarrollado multitud de simulaciones de dilución en campo cercano y lejano, teniendo en cuenta los parámetros de oleaje, mareas y clima marítimo de la zona. Durante la redacción del proyecto, se llevaron a cabo varias campañas de campo para recoger datos con los que alimentar los modelos hidráulicos.

En conclusión, con la ejecución del proyecto PROVISUR se ha logrado incrementar la calidad de vida de los habitantes afectados al brindarles un suministro y saneamiento confiable y de calidad, al tiempo que se asegura la protección del medio ambiente y la actividad económica de la zona.