DIAGNÓSTICO TÉCNICO DEL ACUEDUCTO PRINCIPAL DE LA MESA CUNDINAMARCA, UN MUNICIPIO QUE HA ENFRENTADO ESCASEZ DE AGUA POTABLE POR AÑOS
Por:Valeria Michelle Suarez Peña y Angy Daniela Vargas Montenegro
El aumento de demanda poblacional sumado a otras causas ha generado déficit de suministro de agua potable en La Mesa, por tal motivo se requiere una nueva fuente de abastecimiento según el estudio hidrológico e hidráulico realizado en el acueducto
Causas de escasez del recurso hídrico y diagnóstico técnico del sistema de abastecimiento
Para la existencia humana es prioridad abastecerse adecuadamente de agua potable, un recurso indispensable para la vida y el desarrollo socioeconómico, que debería estar siempre disponible, accesible y aceptable; sin embargo, este se ha visto limitado por diferentes problemáticas tales como aumento de la demanda poblacional y cambio climático el cual genera, sequías, deforestación, baja precipitación, olas de calor y cambios en los ecosistemas. A esto se suma la ineficiencia en la ejecución de proyectos para el abastecimiento de agua potable, como es el caso del acueducto regional de La Mesa – Anapoima, el cual según el Ministerio de Vivienda inició hace más de diez años y a la fecha no ha sido posible hacer la entrega a la comunidad. Como resultado de estas dificultades, el acueducto municipal La Mesa que actualmente abastece un total de 10.540 usuarios de los cuales el 76 % pertenecen a la zona rural y el 24% al casco urbano, brinda el servicio de agua potable 24 horas 2 veces a la semana evidenciando así un claro déficit de suministro.
Con el objetivo de evaluar las causas principales del déficit en el abastecimiento de agua potable del municipio, se realizó el estudio hidrológico de la quebrada La Honda, fuente principal de abastecimiento del acueducto. Inicialmente se identificó la forma y comportamiento de la quebrada a partir de su delimitación y cálculo de los parámetros morfométricos principales junto con la precipitación. Teniendo en cuenta los resultados, se conoció la oferta hídrica, los índices hidrológicos y el caudal de demanda, lo que determinó si la cantidad de agua es suficiente para abastecer al municipio. Seguidamente, se realizó un análisis hidráulico para evaluar el funcionamiento del acueducto y ofrecer alternativas de mejoramiento, teniendo en cuenta las dimensiones de la estructura del sistema de abastecimiento desde la bocatoma hasta la planta de potabilización, lo que permitió determinar si las condiciones de diseño son óptimas y cumplen con la normatividad.
Condiciones y comportamiento hidrológico de la fuente de abastecimiento
Basado en el Esquema de Ordenamiento Territorial (EOT) de Tena Cundinamarca, la microcuenca de la quebrada La Honda se encuentra ubicada en dicho municipio con una temperatura promedio de 21 °C, cuenta con dos temporadas de lluvia en el año y una temporada de sequía, período en que, según los funcionarios del acueducto municipal de La Mesa, la problemática para abastecerse del recurso hídrico aumenta. Adicionalmente, los usos del suelo de la microcuenca son: agropecuario y forestal, este último con plantaciones de Eucalyptus globulus que se caracteriza por su alta absorción de agua lo que genera sequía en los suelos.
Figura 1. Valeria Suarez y Daniela Vargas. Delimitación y principales características morfométricas de la microcuenca quebrada La Honda
Para determinar el comportamiento y forma de la microcuenca, inicialmente mediante el software ArcGIS se calcularon diferentes parámetros morfométricos tales como longitud de la quebrada, área y perímetro de la microcuenca (figura 1), información que permitió evaluar un coeficiente de compacidad de 1,20 (valor adimensional) indicando que la cuenca es casi redonda a oval-redonda como lo establece Graveluis y lo que genera concentración de fuertes volúmenes de agua de escurrimiento. Así mismo, se halló el factor de forma de Horton con un resultado de 0,54 (valor adimensional) demostrando que la cuenca tiene una tendencia ligeramente ensanchada y que es susceptible a crecidas. Por otra parte a través de los métodos de Isoyetas y polígonos de Thiessen se obtuvo una precipitación de 0,86 m/año y se calculó una oferta hídrica total de 22.797.558,9 m3/año.
En la cascada El Tambo, donde se realiza la captación del agua, se logró identificar que no se tiende por mantener una cobertura vegetal de 30m en la ronda hídrica como se establece en el decreto 1076 de 2015 artículo 2.2.1.1.18.2. “Protección y conservación de los bosques” y por el contrario es sometida a la ganadería generando contaminación orgánica. Es más, existen fincas vacacionales y comercio que incluye planes turísticos a la cascada, lo que deriva problemática de saneamiento ambiental, incremento del uso de agua y deforestación, afectando significativamente la oferta hídrica de la quebrada. Por lo anterior, se sugiere la protección del área forestal por medio de la tecnificación, es decir, la señalización apropiada, y el aislamiento de la ganadería o cultivos, adecuándose así a la reglamentación establecida para las áreas de ronda.
Análisis del crecimiento poblacional y los índices hidrológicos
Figura 2. Valeria Suarez y Daniela Vargas. Mapa división territorial del municipio de La Mesa
La proyección poblacional del municipio de La Mesa se realizó a partir de los datos históricos del censo poblacional del DANE desde el año 1938 al 2018 siendo este el último año censado y en el cual según el DANE lo habitaban 29.452 personas, de las cuales el 56% residían en la cabecera municipal y el 44% en el área rural, se tomó un período de diseño de 25 años, es decir del 2021 al 2046, tiempo establecido por el Reglamento Técnico de Agua Potable, por lo tanto con base en dichos censos, el período de diseño y bajo la aplicación de la metodología de proyección poblacional se obtuvo un resultado de 46.445 habitantes para el año 2046 dato que se utilizó para determinar el caudal máximo diario necesario para la comparación con la oferta hídrica y el cual permitió conocer un caudal de diseño de 252,04 l/día primordial para diferentes cálculos hidráulicos del sistema.
Por otro lado, a partir de los caudales medios de la estación meteorológica La Esperanza, siendo esta la más cercana a la quebrada La Honda se calculó la curva de duración de caudales, lo que permitió conocer que el caudal ofertado por la quebrada La Honda Q95 correspondiente al caudal igualado o excedido el 95% del tiempo tomado como muestra (25 años), es inferior al caudal máximo diario, es decir el caudal de demanda, indicando que la fuente hidrológica no es ni será suficiente al año 2046 para abastecer la población, por esta razón se deben buscar nuevas fuentes de agua a partir de una evaluación hidrológica de las cuencas de la región. Se sugiere un acompañamiento gubernamental a la población para implementar medidas de uso eficiente y ahorro de agua como; reparación de fugas, aprovechamiento de aguas lluvias y reutilización del agua.
Funcionamiento del sistema de abastecimiento
Figura 3. Valeria Suarez y Daniela Vargas. Flujo del Sistema de Abastecimiento del Acueducto Principal
Bocatoma y Desarenador
Para el diagnóstico del sistema de captación de la quebrada La Honda, se realizaron aforos para determinar el caudal de la quebrada y mediciones de los componentes de la bocatoma, estructura hidráulica donde inicia el sistema de acueducto; la cual es utilizada para extraer el agua de la quebrada y conducirla al desarenador, además se evidenció que el sistema capta aproximadamente 47 (L/s) a través de (2) bocatomas; mientras que la primera bocatoma es de fondo, de donde se captan 10 (L/s) que corresponden al 40% de una concesión, la segunda bocatoma es lateral por gravedad. Es importante resaltar que esta última bocatoma fue construida hace 50 años aproximadamente, demostrando la razón del deterioro evidenciado, por tal motivo se propone realizar mantenimiento en la estructura, cambio de elementos que hayan culminado su vida útil y la instalación de una cerca para evitar la entrada de personas no autorizadas y/o animales, de acuerdo con lo establecido en el artículo 53 de la resolución 0330 del 2017 del Ministerio de Vivienda.
Posterior a la captación en el desarenador, encargado de la remoción de partículas como arenas, gravas, arcillas, entre otros, se realizó una medición de la estructura que permitió calcular una velocidad horizontal de 0,008 m/s la cual cumple con los lineamientos de la resolución 0330 del 2017 artículo 55, seguido a esto se identificó que en la tubería de aducción y conducción existen varios tramos de diferentes materiales, aumentando así las pérdidas de presión de agua, lo que implica que disminuyan los caudales circulantes, por tal motivo se sugiere que la tubería sea reemplazada paulatinamente, se mantenga una corta longitud de los tramos, y se implementen equipos que detecten fugas de agua, Así mismo es importante mencionar que el acueducto actualmente realiza una captación por encima del caudal concesionado, dado que la entrada de la cámara de rebose no se encuentra ubicada correctamente y requiere ser modificada para garantizar que el retorno del agua a la fuente hídrica sea el apropiado.
Planta de tratamiento
Figura 4. Valeria Suarez y Daniela Vargas. Componentes de la planta de tratamiento por etapas
En la figura 4 se observa la función de cada uno de los componentes de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) del acueducto, la cual opera a través de dos sistemas, uno antiguo que consta del ingreso de agua por canaleta parshall, floculador mecánico y sedimentador convencional, así mismo el sistema nuevo inicia con la canaleta parshall pasa a los floculadores tipo cox, luego a los sedimentadores alta tasa para finalmente unirse con el sistema antiguo y continuar con el proceso de filtración y desinfección. En esta fase final se propone realizar el tratamiento de lodos por medio de sistemas naturales como; lecho de secado, sistema de estabilización biológica o química, sistema mecánico u otro método dado que no se realiza actualmente, además se sugiere una revisión de la estructura en concreto, específicamente del tanque regulador debido a que se percibe deterioro en el mismo, sin embargo es importante aclarar que la PTAP, según los datos recolectados durante la visita, cumple con los lineamientos de calidad de agua de acuerdo con lo exigido por las diferentes entidades de vigilancia y control.
Conclusiones
A través del análisis hidrológico realizado se logró determinar que el caudal ofertado por la quebrada La Honda de 0,52 m3/s no es suficiente para abastecer la población actual de La Mesa, por tal motivo se hace necesario buscar otras fuentes de abastecimiento, implementar sistemas de captación de agua lluvia y medidas de uso eficiente y ahorro de agua, además se considera que para el éxito de dichas alternativas es importante el acompañamiento gubernamental para lograr la participación ciudadana.
En el análisis hidráulico se determinó que la estructura del sistema de abastecimiento desde la bocatoma hasta la planta cumple con lo reglamentario establecido en la resolución 0330 del 2017, aun así se evidencia el deterioro de la estructura de captación actual por lo que se propone una revisión detallada para el mantenimiento y cambio de elementos que hallan culminado su vida útil, del mismo modo realizar cambio de tubería progresivamente para evitar las pérdidas de energía y agua en las tuberías de transporte.
Referencias
MONSALVE SAENZ, German, Hidrología en la ingeniería.2°edición Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería. (1995).350 p
LOPEZ CUALLA Ricardo, Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados.2° edición, Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería. (2003).546 p
Filiaciones institucionales de los autores
Estudiantes ingeniería ambiental Universidad libre de Colombia, sede Bogotá,
1.angyd-vargasm@unilibre.edu.co; 2.valeriam-suarezp@unilibre.edu.co