plan maestro aguas quetzaltenango

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DESARROLLO

PROYECTO

O F R E GUA

XELA GUA c a

C OOPERACIÓN A USTRÍACA PARA EL DESARROLLO

PLAN MAESTRO PARA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE QUETZALTENANGO Abril 1999 Proyecto XELAGUA URBANA

tbw gmbh . CONSULTORIA TÉCNICA PARA EL USO DE AGUA Y TIERRA – AUSTRIA

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Proyecto PROYECTO XELAGUA URBANA, Fase II, EZA-Proyecto EZA-Proyecto 1080-02/98 Mejoramiento del abastecimiento de agua potable cuantitativo y cualitativo de la población urbana del Municipio de Quetzaltenango A cargo de

IIZ, Instituto para Wipplingerstrasse A-1010 Austria

Realizado por

TBW Consultoría técnica Kleinvolderberg A-6111 Austria 0043  0043  

Director del Proyecto

Elaborado por

Tbw GesmbH

la

para

Cooperación

el

5224 5224

[email protected]

uso

de

/ /

Internacional 32 Viena

agua

56 56

Ing. Rigoberto Nimatuj

Codirector Nacional

Ing. Christian Hirsch

Codirector Internacional

Ing. Wolfgang Gruber

Ges.m.b.H. y tierra 14/2 Volders 414 412

TBW Austria Misión Corta

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CONTENIDO 1

HOJA DE PROYECTO

2

2

RESÚMEN

3

2.1.1 Historia del Proyecto 2.1.2 Desarrollo 2.1.3 Plan Maestro 2.1.4 Recursos 2.1.4.1 Agua subterránea, Nacimientos Nacimientos 2.1.4.2 Aguas pluviales 2.1.5 Demanda 2.1.6 Balance 2.1.7 Sistema Existente 2.1.7.1 Producción 2.1.7.2 Almacenamiento Almacenamiento 2.1.7.3 Distribución 2.1.7.4 Puntos generales 2.1.8 Sistema Futuro

3 3 4 4 4 4 4 5 6 6 6 6 6 6

ESTUDIOS PRELIMINARES

8

3

3.1 Estudios Generales 8 3.1.1 Diagnóstico de la situación actual del abastecimien abastecimiento to de agua potable potable de la Ciudad Ciudad de Quetzaltenango 8 3.1.2 Análisis Administrativo Administrativo y Financiero - Departamento de Aguas Municipales 8 3.2 Hidrogeología / Recursos 8 3.2.1 Diagnóstico de la situación situación del abastecimiento abastecimiento de agua agua potable y de los recursos del agua subterránea en la zona rural del Municipio Quetzaltenango Quetzaltenango 8 3.2.2 Levantamiento Levantamiento hidrogeológico Área urbana 8 3.2.3 Levantamiento Levantamiento hidrogeológico Área rural 8 3.2.4 Recomendaciones Recomendaciones para los pozos Xetuj y Chitux 8 3.2.5 Estudio hidrogeológico de la Misión Corta Diciembre 1998 9 3.3 Tubería / Distribución 3.3.1 Medición de la exactitud de los contadores domiciliares domiciliares 3.3.2 Diagnóstico de las pérdidas de agua potable

9 9 9

3.4 Planificaciones 9 3.4.1 Memoria del Taller 26./27.03.98 9 3.4.2 Presentación de Alternativas Alternativas del Plan Maestro 9 3.4.3 1ª Misión Corta Corta Reestructuración Reestructuración Organizacional Organizacional del Servicio de Agua de la Ciudad de Quetzaltenango 9 3.4.4 2ª Misión Corta Corta Reestructuración Reestructuración Organizacional Organizacional del Servicio de Agua de la Ciudad de Quetzaltenango 9

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DESCRIPCIÓN TÉCNICA

10

4.1 Recursos 4.1.1 Nacimientos Tbw GesmbH

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4.1.2 4.1.3

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Agua subterránea Agua Pluvial

10 10

4.2 Demanda 4.2.1 Demanda Residencial 4.2.1.1 Situación actual 1998 4.2.1.2 Situación futura 2018 4.2.2 Demanda comercial e industrial 4.2.2.1 Datos de la facturación 4.2.2.2 Datos de diseño - actual 4.2.2.3 Datos de diseño – futuro 4.2.3 Pérdidas 4.2.3.1 Estado actual 4.2.3.2 Estado futuro 4.2.4 Demanda para extinción de incendios

10 11 11 12 13 13 13 13 13 13 14 14

4.3 Balances

14

4.4 Infraestructura del sistema actual de abastecimiento 4.4.1 Descripción del sistema actual 4.4.1.1 Producción 4.4.1.2 Transporte 4.4.1.3 Distribución 4.4.1.4 Almacenamiento Almacenamiento 4.4.1.5 Problemas administrativos administrativos

15 15 15 16 16 16 17

4.5 Alternativas para un Sistema Futuro 4.5.1 Puntos Generales de Dimensionamiento Dimensionamiento 4.5.1.1 Producción 4.5.1.2 Distribución 4.5.1.3 Almacenamiento Almacenamiento 4.5.2 Alternativa 1 4.5.3 Alternativa 2 4.5.4 Propuesta de una Alternativa Alternativa

18 18 18 18 20 21 21 21

4.6 Elaboración de la Alternativa seleccionada 4.6.1 Descripción General del Sistema Futuro 4.6.2 Cálculo Hidráulico 4.6.2.1 Caso I 4.6.2.2 Caso II 4.6.2.3 Caso III 4.6.3 Producción 4.6.3.1 Nacimientos Nacimientos 4.6.3.2 Pozos 4.6.4 Tratamiento 4.6.5 Transporte 4.6.6 Almacenamiento Almacenamiento 4.6.6.1 Zona Baja 4.6.6.2 Rosario Bajo 4.6.6.3 Zona Media 4.6.6.4 Zona Alta 4.6.6.5 Zona Alta_1 4.6.6.6 Baúl 4.6.7 Distribución 4.6.7.1 Red de distribución principal 4.6.7.2 Red de distribución secundaria

22 22 23 23 23 23 23 23 24 24 25 26 26 27 27 27 27 27 27 28 28

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4.6.7.3 Conexiones de emergencia emergencia 4.6.7.4 Protección contra incendios 4.6.8 Conexiones Particulares 4.6.9 Comparación con el sistema sistema existente 4.6.10 Plan de cambios 4.6.11 Plan de costos 4.6.11.1 Inversiones 4.6.11.2 Costos de operación y mantenimiento mantenimiento (O&M) 4.6.12 Estrategias 4.6.12.1 Estrategias generales 4.6.12.2 Estrategias técnicas 4.6.13 Plan de medidas técnicas 4.6.13.1 Fase 1 4.6.13.2 Fase 2 4.6.13.3 Fase 3 4.6.13.4 Fase 4 4.6.13.5 Fase 5 4.6.13.6 Fase 6 4.6.13.7 Fase 7 4.6.13.8 Fase 8 4.6.14 Plan de Inversiones 4.6.15 Plan Comercial 4.6.15.1 Costos 4.6.15.2 Ingresos 4.6.15.3 Escenarios

28 28 29 30 30 30 30 30 32 32 33 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35 36 36 36 37

PROYECTOS DE AGUA POTABLE EN LA CERCANÍA

38

5.1 Buena Vista

38

5.2 Candelaria

38

5.3 Chichigüitan

38

5.4 Chicuá

38

5.5 Chiquilajá

39

5.6 Chitay

39

5.7 Chitux

39

5.8 Choquí

39

5.9 Chuicaracoj

39

5.10

Chuicavioc

39

5.11

Cipresada

40

5.12

La Pedrera

40

5.13

Las Majadas

40

5.14

Llanos del Pinal

40

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5.15

Pacajá

40

5.16

Tierra Colorada Alta

41

5.17

Tierra Colorada Baja

41

5.18

Valle de Palajunoj

41

5.19

Xecaracoj

41

5.20

Xecaracoj-Muni

41

5.21

Xepache

41

5.22

Xeul Alto

42

6

UNIDADES

43

7

BIBLIOGRAFÍA

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INDICE DE TABLAS Tabla 1: Lista de depósitos futuros .......................................................................................................... 7 Tabla 2:  Porcentaje de conexiones con lectura cero (derivado de los informes mensuales del Centro de Cómputo de los meses enero 1997 - mayo 1998) ................................................................................. 11 Tabla 3: Velocidad de diseño para tubería de transporte y distribución ................................................ 20 Tabla 4: Dimensionamiento de depósitos dependiente del Consumo diário máximo Qd,max ............. 20 Tabla 5: Lista de depósitos futuros ........................................................................................................ 26 Tabla 6: Tarifas de corriente (Abril 1999) .............................................................................................. 31

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1 HOJA DE PROYECTO Nombre de Proyecto: Financiamiento de planificación: Contraparte: País: Ciudad: Área del Proyecto: Área [km²]: Altura [msnm]: Tasa de crecimiento [%]: Costos Tubería [Q] Costos Totales [Q] INFRAESTRUCTURA Pozos: Estaciones de Cloración: Depósitos : Almacenamiento [m³]: Tubería de Conducción [km]: Tubería de Distribución [km]: Conexiones: DATOS DE CONSUMO Población 1998: Producción [m³/d]: Defizit de producción [%] Pérdidas físicas actuales [% de la producción]: Pérdidas comerciales actuales (sin pérd. físicas) [% de la producción]: Demanda no residencial 1998 [% de demanda dom.]: Demanda dom. [l/d/p]:

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XELAGUA URBANA Cooperación Austríaca Municipalidad de Quetzaltenango Guatemala C.A. Quetzaltenango Área urbana de Quetzaltenango 25.5 2300 3.11 62,000,000 99,000,000 SISTEMA ACTUAL Actualmente 22 0 19 7,230

SISTEMA FUTURO 1998 9

2018 22 19 9 31,500

A construir 19 4 27,000

16

47

27

333 16,600

302

26,000

348 55,000

132,000 28,500 13

32,640 0

244,000 49,518 0

30

30

15

20

20

0

19 > 150

19 150

15 150

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2 RESÚMEN 2.1.1 Historia del Proyecto El Proyecto XELAGUA empezó en el año 1996 con un diagnóstico de la situación actual del abastecimiento de Agua Potable. Se comprobó que se trata de un sistema altamente deficiente, sin ningún control técnico o financiero, sin personal capacitado y manejado sin ninguna planificación. En 1997 se formaron los dos proyectos XELAGUA URBANA y XELAGUA RURAL. XELAGUA URBANA para mejorar el servicio en la Ciudad de Quetzaltenango, XELAGUA RURAL para las áreas rurales del Municipio de Quetzaltenango. La Fase 1 (Junio 1997 – Julio 1998) se empezó con la documentación detallada del sistema actual. También se iniciaron las medidas técnicas más urgentes. En la Fase 2  (Julio 1998 - Junio 1999) se siguió con las medidas técnicas de emergencia, se iniciaron campañas de sensibilización, se finalizó la documentación del sistema existente y se elaboró el Plan Maestro. El Plan Maestro del Abastecimiento de Agua Potable de la Ciudad de Quetzaltenango prevé un nueva sistema de agua potable, con zonas de presión grandes y evaluación de los recursos existentes. El Plan de Medidas (que forma parte del Plan Maestro) se prevé ejecutar durante los próximos 20 años. Después del primer año ya se puede cubrir la demanda, hasta el año 2007 el sistema tendrá el nivel de servicio adecuado en toda la ciudad (presión adecuada, 24 horas). A partir del año 2008 las medidas sólo abarcan ampliaciones para cubrir el aumento de la población y mejoras de la tubería secundaria. La Fase 3 (Julio 1999 – Junio 2000) abarcará medidas para aumentar la producción y los ingresos (cambio de contadores, detección de conexiones ilícitas), medidas para la protección y prospección de los recursos, planificación detallada, elaboración de un sistema de documentación para el sistema futuro, capacitación y campañas de sensibilización.

2.1.2 Desarrollo Al principio el punto más importante fue la colección de datos. No se contó con ninguna documentación ordenada ni con planos. Los datos escasos a menudo eran contradictorios o no correctos. No había datos de la cantidad de producción, de los pozos (caudal, tipo y fuerza de la bomba, diámetro) ni datos confiables del consumo. Los Departamentos cuales están más involucrados en el abastecimiento de Agua son el Dpto. de Aguas, Dpto. de Cómputo, Servicios Públicos Municipales y Catastro. No se contó con ningún plano de la red de distribución. La operación del sistema se efectuaba por costumbre y a discreción sin ninguna planificación. Para poder elaborar un plano de la red de tubería se necesitó un mapa de la ciudad. Los mapas accesibles (Departamente de Catastro, IGN y otras organizaciones) no eran útiles. Ya eran viejos y sólo cubrieron el centro de la ciudad. Además no se contó con ningunos datos respecto a la topografía (alturas). Por dichas razones se decidió elaborar un mapa nuevo detallado en base de fotos aéreas incluyendo las alturas. Este mapa está grabado como archivo AutoCad 14. Para poder intercalar este mapa en el interior del Municipio se digitalizó calles y carreteras para las áreas peri-urbanas y rurales colindantes basándose en el mapa 1:50.000 del IGN y en mapas de proyectos locales. La red de distribución existente se localizó con dos cuadrillas de campo que hacían croquis de cada calle en la ciudad (cuadra por cuadra) acompañados del supervisor del Departamento de Aguas retirado Domingo Augustín y del guardián retirado del balneario de Chirriez Reginaldo Coyoy quienes son las personas con 30 años de experiencia con la tubería de Quetzaltenango. Este trabajo se realizó durante un período de más que un año. La información de esta documentación en el campo se ingreso en el nuevo mapa digital de la ciudad. El mapa con el sistema existente está a disposición como archivo Xelared.dwg. Las mapas también están a disposición en el SIG ArcView. El diseño nuevo se realizó con el mapa de AutoCad que sirve como base para el programa del cáluclo hidráulico Cybernet 3.1, y con el mapa en el SIG ArcView. El diseño nuevo esta a disposición como archivo Xelaplan.dwg. Tbw GesmbH

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Toda la información (respecto al sistema actual y para el sistema futuro) está archivada en una manera clara en bancos de datos.

2.1.3 Plan Maestro El Plan Maestro para el Abastecimiento de Agua Potable de la Ciudad de Quetzaltenango tiene un horizonte de 20 años. Es una guía para el ente encargado de la tarea de abastecer de agua potable a esta ciudad para poder planificar y ordenar las actividades necesarias para lograr un nivel satisfactorio del servicio de agua potable. Es un diseño nuevo del sistema de abastecimiento de agua potable que se elaboró completamente computerizado con herramientas de dibujo técnico, cálculo hidráulico y Sistemas de Información Geográfica y propios herramientas para el análisis de sistemas. Los tres resultados fundamentales son: el Plano del Sistema Actual (el cual hay que actualizar continuamente) el Plano del Sistema Futuro (el cual sólo se cambia en caso de nuevos condiciones previas) el Plan de Medidas. La secuencia de medidas es de un alto grado fijo, dado que cada medida en la cadena se basa en las ya realizadas anteriormente y, por otro lado es la condición para poder ejecutar las medidas siguientes. Lo que se puede variar es el horario, este se puede adaptar según la forma de financiamiento, la ponderación entre el deseo de una realización rápida y la disposición de pagar tarifas más altas (por el hecho de que los intereses para prestamos son muy altos (aprox. 7,3% para préstamos en USD). • • •

2.1.4 Recursos 2.1.4.1

Agua subterránea, Nacimientos

Los recursos aprovechables anuales de agua potable para la ciudad de Quetzaltenango se componen de los recursos de Subcuenca de Quetzaltenango 10 mio. m³ Nacimientos 4 mio. m³ Recuperación de pérdidas físicas 2 mio. m³ Afluente de Ostuncalco 0,75 mio. m³ Cuenca del Samalá 1 mio. m³ Lo que en total da un número de 17,75 mio. m³ La parte de los recursos que vienen de los nacimientos entran por gravedad, el agua subterránea hay que bombear. Respecto a los nacimientos hay esperanza de poder aumentar el aporte. Existe un riesgo elevado de contaminación del agua subterránea por tratamiento inadecuado de basura, aguas residuales y aplicación exagerada de agrobiocidas (herbicidas, fungicidas, pesticidas) con consecuencias incalculables para el abastecimiento de Quetzaltenango con agua potable. Un listado de nacimientos y pozos se encuentra en el Anexo 1. 2.1.4.2

Aguas pluviales

La precipitación promedia en Quetzaltenango es de 807 mm/año. En los meses de noviembre hasta Marzo la precipitación es menos de 20 mm. Es decir, cantidades notables se pueden esperar en los meses de Abril hasta Octubre cuando caen entre 50 mm/mes y 150 mm/mes. Con un techo de 100 m² se puede colectar: 50 mm/mes 5000 l/mes 167 l/día 150 mm/mes 15000 l/mes 500 l/día ≡

≡

≡

≡

2.1.5 Demanda Todavía no se dispone de datos confiables. Eso se debe a un sistema no existente de macromedición (para la producción) y un sistema inadecuado de lectura del consumo de los usuarios. Se sabe que la demanda es más alta que el consumo actual. Además se depende de estimaciones. Con el programa de monitoréo que comenzará en los próximos meses se puede confirmar o adaptar estas estimaciones. Tbw GesmbH

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Se adoptó una demanda domiciliar de diseño de 150 l/d/p constante durante los años 1998 hasta 2018. La demanda actual se supone que supera los 150 l/d/p, pero esto se debe al derroche de agua, el cual se espera poder dominar por medio de la campaña de sensibilización. Se calcula con una población a abastecer por la red municipal de 128.000 personas en el año 1998 y 244.000 en el año 2018. La distribución de la población está esquematizada en los mapas del Anexo 13.3 y 13.4, la distribución de inmuebles, servicios y conexiones de agua en las Tablas y Gráficas del Anexo 2.1 – 2.6. La demanda no domiciliar se estima a 19% de la demanda domiciliar en el año 1998 (equivalente a 16% de la demanda total) y 15% de la demanda domiciliar en el año 2018 (igual a 13% de la demanda total). Estos números se refieren solamente a los usuarios de la red municipal. La industria con consumo más alto de agua dispone de pozos privados de los cuales la soberanía hasta ahora no tiene ningún control. Una situación semejante se muestra con condominios cuales se abastecen por pozos privados. La demanda total para el año 1998 se asciende a 11,9 mio. m³/a, para el año 2018 a 18,1 mio. m³/a. En estos números no está incluido la demanda de la industria que se abastece por pozos privados.

2.1.6 Balance El balance calculado para el año 1998 da un excedente de los recursos renovables de unos 6 mio. m³, mientras que en el año 2018 la demanda ha logrado un nivel ligeramente más alta que los recursos disponibles de agua subterránea y de nacimientos. Es prioritario influir en las costumbres de todos los grupos de usuarios para disminuir cualquier forma de derroche. También es necesario cubrir una parte de la demanda por aguas pluviales. Por la limitación de recursos es importante tomar medidas para controlar la natalidad. La población asumida para el año 2018 es el máximo que se puede abastecer sin tener que racionar el agua potable. Balance de los Recursos y de la Demanda de Agua Potable para la Ciudad de Quetzaltenago

20 18 16 14 12    ³   m   o 10    i    M

8 Demanda Recursos

6 4 Recursos

2 0 1998

Demanda Año

2008 2018

Se trata de un balance calculado. Con el monitoréo de los niveles del agua subterránea que se inició en Noviembre 1998 se puede controlar la sustentabilidad de la utilización y tomar medidas inmediatas en caso que se muestre un abatimiento general del manto freático.

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2.1.7 Sistema Existente 2.1.7.1

Producción

El sistema urbano de Quetzaltenango se abastece por los nacimientos situados en el Municipio de Ostuncalco (aportaron en el año 1998 unos 40% de la producción) y por bombeo de agua subterránea. Se cuenta con 22 pozos para el área urbana. Muchos pozos bombean directamente en la red de distribución. A veces un pozo abastece más que un sector lo que se controla por el manejo de válvulas y tiene como consecuencia que cada sector dispone solamente unas horas por día de agua. El área urbana está repartida en casi 20 sectores de las cuales unos tienen capacidad excedente, mientras otros sufren de escasez de agua. Por falta de interconexiones no se puede distribuir el agua. 2.1.7.2

Almacenamiento

El sistema urbano ahora cuenta con 18 depósitos con un volumen activo de 7230 m³. (Véase Anexo 1.3 –1.5) De los depósitos en servicio el más grande es el depósito San Isidro de 2722 m³, le sigue Rosario Bajo de 1168 m³ y Cipresada Inferior de 600 m³. A menudo los depósitos abastecen zonas donde las casas llegan a la misma altura como el depósito mismo. Es obvio que no puede haber una presión satisfact oria para estos clientes. 2.1.7.3

Distribución

La red de distribución se caracteriza casi en su totalidad por diámetros demasiado pequeños. (Véase Anexo 1.7) Hay grandes áreas donde el diámetro mayor es de 2”. Los diámetros más pequeños de la tubería de distribución son de ¾”. Dado que estas tuberías pequeñas a menudo tienen longitudes grandes (unos cien metros) es evidente que la pérdida de presión impide un abasto satisfactorio. Por esta red de distribución no adecuado hay sectores a donde llega el agua solamente en la noche. 2.1.7.4

Puntos generales

Se calcula con pérdidas físicas (fugas) de 30% de la producción y pérdidas comerciales (conexiones ilícitas, contadores ausentes o rotos) de unos 20% de la producción.

2.1.8 Sistema Futuro El Sistema Futuro se caracteriza como un sistema de alto grado de centralización de almacenamiento. El área de abastecimiento se divide en 4 grandes zonas de presión, adicionalmente se abastece la Zona 02, cual por su altura sería parte de la Zona Baja, por un propio depósito ya existente como una zona de presión separada. En el sudeste de la ciudad se encuentra una zona pequeña, la Zona Baúl, que se abastece por una estación Booster y un pequeño depósito opuesto. Así en total s e trata de seis zonas de presión. En total se cuenta con 8 depósitos elevados (4 ya existentes) (Véase Tabla 1), 1 estación Booster, 1 tanque de succión (ya existente) y 7 estaciones de Bombeo (incl. una estación de emergencia cuya necesidad hay que examinar cuando el sistema nuevo ya esté en marcha). En total, se necesita un volumen de almacenamiento en el año 2018 de 31.500 m³ y se tiene en marcha un total de 22 pozos y los nacimientos de Ostuncalco.

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Nombre Rosario Bajo San Isidro Colonia Molina Zona Media Salida a Almolonga Zona Alta Zona Alta_1 Empleados Municipales Chirriez-G (Tanque de succión) Tabla 1:

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DESARROLLO

Zona de Presión Rosario Bajo Zona Baja Zona Baja Zona Media Zona Media Zona Alta Zona Alta_1 Baúl Zona Rosario Bajo y Zona Baja

Volumen actual [m³] 1388 2.700 200 0 393 0 0 28 426

Volumen futuro [m³] 2.200 4.700 - 6.200 2.000 – 3.500 14.600 393 4.700 1.400 28 426

Lista de depósitos futuros

Todo el agua producida es tratada respecto a amenaza bacteriológica con gas cloro. En toda la zona urbana está previsto la capacidad suficiente de la red de poder dar el caudal necesario para la extinción de incendios. El depósito de San Isidro es el punto central de conexión entre las zonas de presión. Existe la posibilidad de distribuir casi la producción total entre cualquiera de las seis zonas de presión. Esto permite un uso altamente económico de los recursos existentes. Los pozos pueden trabajar las 24 horas diarias y se puede distribuir el agua entre las áreas según la demanda. El hecho de que los datos de consumo son poco precisos y no es posible pronosticar exactamente donde y en que intensidad se va a desarrollar la urbanización (no existe un plan regulador ejecutado), favorece una solución con posibilidades amplias de distribución con restricciones tan menos posibles. El mantenimiento de las bombas no causa problemas (ahora el sector afectado se queda sin agua) ya que se puede cubrir su producción fácilmente por otras fuentes. Las zonas de presión ocupan franjas de terreno con un rango de 40 m de diferencia en la altura. Los depósitos se encuentran en una altura 80 m encima del punto más bajo y 40 m encima del punto más alto. Así la presión hidroestática en general es entre 4 y 8 bares. La meta es asegurar una presión mínima al inicio de cada conexión particular de 2 bares a cualquier punto de tiempo. El Plan Maestro prevé, que en 20 años toda población de Quetzaltenango (área urbana) habrá sido conectada a la red municipal, es decir todo el sistema tiene la capacidad de abastecer la población entera. Todos los condominios cuales ahora se abastecen de su propio pozo, estarán incluidos en el sistema común. La industria de consumo alto de agua se abastecerá también en el futuro de sus propios pozos. Lo que es imprescindible es el control público sobre la cantidad extraída del acuífero. Dado que todos (el sistema municipal como privados) se abastecen del mismo acuífero, es necesario tener conocimientos exactos sobre el consumo de los recursos del agua. Ya se inició un programa amplió y continuo de monitoréo de los niveles freáticos. Un programa de monitoréo continuo de la calidad (físico – químico y bacteriológico) está en preparación.

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3 ESTUDIOS PRELIMINARES 3.1 Estudios Generales 3.1.1 Diagnóstico de la situación actual del abastecimiento de agua potable de la Ciudad de Quetzaltenango Formato: A-4 Noviembre de 1996 Autor: Dipl.-Ing. Martina Fiedler, TBW

3.1.2 Análisis Administrativo y Financiero - Departamento de Aguas Municipales Formato: Carta Abril de 1998 Autor: Ing. Saúl Trejos, TBW

3.2 Hidrogeología / Recursos 3.2.1 Diagnóstico de la situación del abastecimiento de agua potable y de los recursos del agua subterránea en la zona rural del Municipio Quetzaltenango Formato: A-4 Enero de 1998 Autor: Dipl.-Ing. Wolfgang Gruber, TBW

3.2.2 Levantamiento hidrogeológico Área urbana Formato: A-4 Enero de 1998 Autor: Dipl.-Ing. László Bucsi Szabó, TBW

3.2.3 Levantamiento hidrogeológico Área rural Formato: A-4 Enero de 1998 Autor: Dipl.-Ing. László Bucsi Szabó, TBW

3.2.4 Recomendaciones para los pozos Xetuj y Chitux Formato: Carta Septiembre de 1998 Autor: Dr. Vollmar Apolloner, TBW

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3.2.5 Estudio hidrogeológico de la Misión Corta Diciembre 1998 Formato: Carta Diciembre de 1998 Autor: Dr. Vollmar Apolloner, TBW Este informe se encuentra en el Anexo 12

3.3 Tubería / Distribución 3.3.1 Medición de la exactitud de los contadores domiciliares Formato: Carta Febrero de 1998 Autor: Sr. Carlos Romeo Simón Peren, XelAguA Urbana

3.3.2 Diagnóstico de las pérdidas de agua potable Formato: Carta Marzo de 1998 Autores: Ing. Erwin Hofer y Ing. Andreas Carraro, TBW

3.4 Planificaciones 3.4.1 Memoria del Taller 26./27.03.98 Formato: Carta 27. de Marzo 1998 Autor: Dipl.-Ing. Martina Fiedler, TBW

3.4.2 Presentación de Alternativas del Plan Maestro Formato: Carta 11 de Diciembre 1998 Autor: Dipl.-Ing. Wolfgang Gruber, TBW

3.4.3 1ª Misión Corta Reestructuración Organizacional del Servicio de Agua de la Ciudad de Quetzaltenango Formato: Carta Enero 1999 Autor: Dr. Hansjürg Humer, TBW

3.4.4 2ª Misión Corta Reestructuración Organizacional del Servicio de Agua de la Ciudad de Quetzaltenango Formato: Carta Abril 1999 Autor: Ing. Eladio Prado, TBW

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4 DESCRIPCIÓN TÉCNICA 4.1 Recursos 4.1.1 Nacimientos Véase Cap. 3.2.5, Estudio hidrogeológico de la Misión Corta Diciembre 1998, Anexo 12

4.1.2 Agua subterránea Véase Cap. 3.2.5, Estudio hidrogeológico de la Misión Corta Diciembre 1998, Anexo 12

4.1.3 Agua Pluvial La precipitación promedia en Quetzaltenango es de 807 mm/año. (Véase Cap. 3.2.5, “Estudio hidrogeológico de la Misión Corta Diciembre 1998”) En los meses de noviembre hasta Marzo la precipitación es menos de 20 mm. Es decir, cantidades notables se pueden esperar en los meses de Abril hasta Octubre cuando caen entre 50 mm/mes y 150 mm/mes. Con un techo de 100 m² se puede colectar: 50 mm/mes 5000 l/mes 167 l/día 150 mm/mes 15000 l/mes 500 l/día ≡

≡

≡

≡

Se ve que se trata de cantidades muy interesantes que valen la pena aprovechar el recurso de aguas pluviales para fines no potables. El uso es recomendable para todos los sectores económicos, lo que son el sector domiciliar, industrial, servicios y horticultura. A parte de aprovechar un recurso muy barato para los servicios y la industria se puede lograr un impacto fuerte en las relaciones públicas, dado que se puede transmitir la imagen de una empresa moderna y innovadora. (Un sector donde el uso de aguas pluviales se puede realizar muy rápidamente son las gasolineras con servicio de limpieza para carros. Estas gasolineras ya disponen de cisternas de las cuales se bombea el agua para poder limpiar los carros con alta presión. Sólo falta conectar los techos de las gasolineras, o si posible también de casas vecinas, con la cisterna.) La gran importancia de usar aguas pluviales se basa en dos circunstancias: Agua pluvial, que normalmente se va sin haber sido aprovechado en forma de agua superficial por el alcantarillado y los ríos, se puede usar para fines no potables. Así se puede reducir la cantidad necesaria de extraer del cuerpo de agua subterránea. Se evita tener que racionar el agua si la demanda supera los recursos de agua subterránea renovable, con lo que hay que calcular en Quetzaltenango en unos 20 años. Se disminuye la carga para el alcantarillado en caso de precipitación, lo que puede reducir los casos en los cuales las cantidades de aguas pluviales superan la capacidad del sistem a de alcantarillado. •

•

4.2 Demanda La demanda se divide en los grupos siguientes:  Demanda residencial  Demanda de chorros públicos y lavaderos  Demanda comercial y industrial  Demanda particular de los consumidores más grandes  Demanda de extinción de incendios  Pérdidas físicas

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La Tabla 4.2 ( c_d.xls, datos básicos) en el Anexo contiene los datos de la demanda para los años 1998 – 2008 – 2018 con su repartición entre los distintos grupos de consumidores con cantidades por segundo, diarias, mensuales y anuales.

4.2.1 Demanda Residencial 4.2.1.1

Situación actual 1998

El establecimiento de los valores que caracterizan la población se basa en la estimación detallada del estudio preliminar Capítulo 3.1.2 “Análisis Administrativo y Financiero - Departamento de Aguas Municipales”. 4.2.1.1.1 Estimación de población Para el año 1998 se adopta una población de diseño de 132.000 personas en la zona urbana. La zona urbana coincide con el área del proyecto. Este número incluye también personas no permanentemente residentes en la ciudad como visitantes de los alrededores, turistas, estudiantes etc. Este número se derivó basándose en 3 grupos grandes.  Habitantes según censo (106.000)  Habitantes por omisión censal (12% del censo  13.000)  Población flotante (Zona Militar, estudiantes, turistas, visitantes (por trámites, comercio, salud, etc.) (12% del censo  13.000) La Zona Militar está localizado en la Zona 3 ( 672 Personas) La parte de la población flotante, que sólo está en Quetzaltenango durante el día (unas 5700 personas – área de influencia inmediata y de influencia secundaria, Véase 3.1.2, Análisis Administrativo y Financiero - Departamento de Aguas Municipales) se concentra en su gran parte en las zonas 01, 02 y 03. Por eso se reparte 2500 personas para la Zona 1, 500 para la Zona 02 y 2700 personas para la Zona 03. Hay que tomar en cuenta que existen una cantidad de personas que no son abastecidas por el acueducto municipal, sino disponen de pozos propios (condominios, zona militar). Ahora se cuenta con 42 condominios con un total de 5987 lotes que disponen de propio sistema de agua potable. Todavía no todos están edificados completamente, pero se desconoce el porcentaje exacto. Además, la construcción de nuevos condominios se muestra un sector económico muy activo que deja suponer la realización de otros proyectos adicionales. Calculando con los 4,39 hab/hogar (el valor estimado para el año 2018) se llega a 26.283 habitantes que dispondrán de propio abastecimiento de agua. Para asegurarse se estima los valores para dichos habitantes a 4000 para el año 1998. Al final, la población a abastecer por la red municipal resulta a 128.000 para el año 1998. (Véase la Tabla 4.2 del Anexo con los datos básicos). ≈

≈

4.2.1.1.2 Datos de la facturación La municipalidad de Quetzaltenango clasifica los inmuebles registrados en cuatro grupos: Residencial, Comercial, Industrial I y Industrial II. Una parte de estos inmuebles tiene una conexión legal a la red de agua potable municipal. Los inmuebles demás tienen propio pozo, tienen una conexión ilícita o no tienen propia conexión de agua potable. Es interesante ver que el porcentaje de los contadores con lectura cero, es decir, los que (oficialmente) no consumieron agua, sube con aquellas clases de consumidores que suelen usar más agua y que tienen que pagar un precio más alto. Las siguientes reflexiones se basan en las estadísticas del Centro de Cómputo del período enero 1997 hasta mayo 1998 (Véase Tabla 2: ). Clase de consumidor Residencial (R) Comercial (C) Industrial I (R I) Industrial II (R II) Tabla 2:

Porcentaje de conexiones con lectura cero [%] 38 41 54 69

Porcentaje de conexiones con lectura cero (derivado de los informes mensuales del Centro de Cómputo de los meses enero 1997 - mayo 1998)

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Como ya detallado en los informes anteriores, (Análisis Administrativo y Financiero - Departamento de Aguas Municipales, Diagnóstico de la situación del abastecimiento de agua potable y de los recursos del agua subterránea en la zona rural del Municipio Quetzaltenango) la información existente en el departamento de agua sobre las conexiones, los consumos y las cantidades de agua producida, está en un estado bastante débil, inconsistente y poco confiable. Para las conexiones residenciales donde la lectura mostró un consumo mayor de cero (aprox. 9076 contadores con 50.000 personas) se da un consumo diario por cabeza de 267 l. Para el resto de la población abastecida por la red municipal (aprox. 78.000 personas, conexiones con lectura cero, conexiones sin lectura, conexiones ilícitas, pilas, chorros) se puede derivar un consumo diario actual entre 39 l/p (extrapolando el consumo no residencial de las conexiones con lectura mayor de cero a los 100% de conexiones conocidos) y 60 l/s (aplicando el consumo no residencial exactamente según lectura), véase capitulo ´ Demanda comercial e industrial ´). Aunque hay que ver estos valores con cuidado, se muestra un desequilibrio pronunciado del consumo personal. En el promedio los datos anteriores significan un consumo entre 128 l/d/p y 141 l/d/p (según los mismos supuestos respecto al consumo no residencial como explicado anteriormente) Es muy probable que hay grandes errores tanto en las lecturas mayor de cero como en aquellas igual a cero. Es dudosa la gran cantidad de lecturas igual a cero. Por otro lado extrapolando el consumo de las personas con lectura mayor de cero a la población entera se obtiene consumos más allá de la producción. Eso es un índice que también las lecturas mayor de cero son erróneas. Se encuentran varios usuarios con consumos inexplicablemente altos. La demanda actual es desconocida. Se sabe que es mayor que el consumo porque hay muchos hogares que se abastecen sólo por unas horas en un día. Además, la presión en la red cae a valores menores que 1 bar o se evacua totalmente de agua. (Véase 3.3.2 “Diagnóstico de las pérdidas de agua potable”). Considerando todo lo dicho anteriormente se concluye que es necesario adoptar valores estimados razonables y no estrictamente basarse en los datos oficiales, dado que es probable llegar con esta última manera de proceder a resultados más lejos de la realidad. El programa de medidores y monitoréo, macromedición para la producción y la instalación de medidores para los usuarios, aclarará profundamente los conocimientos sobre el sistema. 4.2.1.1.3 Datos de diseño Dado que los dos datos a disposición son de baja confianza, es recomendable adoptar valores de diseño ya comprobados en otras ciudades. En esto hay que tener en cuenta factores particulares de Quetzaltenango. 4.2.1.1.3.1 Demanda diaria promedia

Para el año 1998 se estima una demanda residencial de más allá de 150 l/d/p. Esta demanda se considera exagerada. Es imprescindible influir en las costumbres de consumo de aquél grupo de población, que está gastando y derrochando cantidades de 300 l/p/d. No es sensato invertir en una capacidad de infraestructura para satisfacer la demanda actual exagerada. La meta es ajustar la demanda residencial promedia a un valor máximo de 150 l/d/p y conseguir que esta cantidad se comparta con más equilibrio entre la población. 4.2.1.2

Situación futura 2018

4.2.1.2.1 Estimación de población Dado que el Plan Maestro enfoca un espacio de tiempo de 20 años, es necesario estimar la población de Quetzaltenango para los años 1998 y 2018. Partiendo de la población actual de 132.000 personas y aplicando una tasa de crecimiento de 3,11% se obtiene una población para el año 2018 de 244.000 personas. Se parte de la base de que hasta el año 2018 todas personas que viven en condominios con proprio pozo prefieren entrar en la red municipal por el mejor servicio y precios más bajos. La población a abastecer por la red municipal en el año 2018 resulta entonces como 244.000. 4.2.1.2.2 Datos de diseño Para el año 2018 se asume un valor de 150 l/d/p de demanda promedio residencial. En caso de que se muestre un consumo más alto es necesario tomar medidas enérgicos para evitar ese derroche (campañas Tbw GesmbH

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de sensibilización, tarifas más escalonados). Al contrario, es posible lograr un nivel inferior de 150 l/p/d con una población sensibilizada y el uso de aguas pluviales.

4.2.2 Demanda comercial e industrial Las industrias con el consumo más alto de agua disponen de pozos propios (Cervecería, Licorera, tenerías). Se supone que dichas industrias también en el futuro se abastecerán por sus fuentes propias. Para una buena planificación y control de recursos es necesario que la soberanía obtenga datos exactos de las cantidades de agua subterránea extraídas por pozos privados. De la industria abastecida por la red municipal faltan todavía datos confiables y estimaciones de los representantes del este sector de su futuro demanda para agua potable y de posibles intenciones de cambiar su lugar. 4.2.2.1

Datos de la facturación

En el promedio del período desde febrero 1997 hasta enero 1998 el consumo facturado total superó el consumo residencial facturado por 15%. En el promedio se trata de una cantidad de unos 60.000 m 3 diarios. Dado que una parte considerable de las conexiones no residenciales está registrado con consumo cero (Véase Anexo Tabla 10.1), lo que hay que poner en duda, el consumo no residencial verdadero es probablemente más alto. Como valor extremo, calculando el consumo para los 100% de conexiones legales (suponiendo que los consumidores industriales con consumo oficial de cero gastan en promedio lo mismo cómo los demás) se obtiene un consumo de unos 108.000 m 3 /m. 4.2.2.2

Datos de diseño - actual

Se toma en cuenta que se facturó la mayor parte de las conexiones residenciales pero sólo menos que la mitad de las conexiones industriales, además no se puede descartar la posibilidad de que aquellas conexiones con lectura cero son las que tienen el consumo más alto. No obstante, dado que el consumo industrial total se presenta modesto comparando con el consumo residencial, se llega a la conclusión de fijar la demanda no residencial diseño a los 19% con relación a la demanda domiciliar (ésta última con un valor de 150 l/d/p) para el año 1998. Esto es equivalente a 16% de la demanda total. Se obtiene un valor de unos 111.000 m 3 /mes. 4.2.2.3

Datos de diseño – futuro

Para los próximos años se puede esperar un incremento de casas industriales y comerciales. Pero también se va a mejorar la técnica de aprovechar el agua (conducción en circulación). Con relación a la demanda residencial se espera una disminución a unos 15% para el año 2018 (equivalente a 13% de la demanda total), lo que significa un aumento del valor total a aproximadamente 167.000 m 3 /mes para el año 2018.

4.2.3 Pérdidas 4.2.3.1

Estado actual

Se distingue entre dos grupos de pérdidas: Pérdidas físicas: tienen su causa en fugas Pérdidas comerciales: tienen su causa en contadores ausentes o rotos; lectura ausente o errónea; conexiones ilícitas; servicio para edificios públicos, pilas, lavaderos y llenacántaros sin contadores; rebalse en depósitos debido a un control no adecuado de bombas • •

Por el estado deficiente del control del sistema faltan datos confiables. No se mide la producción (no hay macro-medidores) y tampoco se mide el consumo en una manera utilizable. Esto se debe a que:  Hay muchos contadores rotos  Donde hay contadores la lectura es dudosa  Hay conexiones legales sin contadores  Hay conexiones ilícitas Tbw GesmbH

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Pilas, lavaderos y llenacántaros no están aprovisionados con contadores

De la producción actual (1998) estimada de unos 28.500 m³/día se hace la lectura de 53%. Así quedan teóricamente 47% de la producción de la cual definitivamente no se sabe la repartición entre las diferentes causas. Como explicado en Cap. 4.2.1.1.2 el numero de 53% parece demasiado alto. Así se puede estimar que la suma de las pérdidas físicas y comerciales ascienden a 50% de la producción. Basándose en los estudios preliminares (Véase Cap. 3.1.1, “Diagnóstico de la situación del abastecimiento de agua potable y de los recursos del agua subterránea en la zona rural del Municipio Quetzaltenango”, Cap. 3.1.2 “Análisis Administrativo y Financiero - Departamento de Aguas Municipales”, Cap. 3.3.2 “Diagnóstico de las pérdidas de agua potable” y Cap. 3.3.1 “Medición de la exactitud de los contadores domiciliares”) se estima las pérdidas físicas a actualmente 30% de la producción. 4.2.3.2

Estado futuro

Dado que será necesario cambiar una gran parte de la tubería existente por razones de diámetro demasiado pequeño, se estima poder bajar el porcentaje de pérdidas físicas a un valor final de unos 15% durante la obra del cambio de la tubería. Durante la realización de las obras es posible un aumento del porcentaje de pérdidas dado que aumentará la presión en varias partes de la red.

4.2.4 Demanda para extinción de incendios Hasta ahora los bomberos dependen de vehículos de cisternas. Por causa del sistema deficiente actual no hay infraestructura de hidrantes funcionando. Para la ciudad de Quetzaltenango se prevé un caudal necesario para apagar un incendio de 27 l/s (= 96 m³/h = 428 Gal/min) en las zonas centrales y 15 l/s (= 54 m³/h = 238 Gal/min) en las zonas peri-urbanas. El caudal mínimo para una manguera es de 6,3 l/s (= 22.7 m³/h = 100 Gal/min). El caudal necesario para extinción de incendio hay que aprovisionar adicionalmente a la cantidad suministrada en la hora pico de un día con consumo medio Q h,max (Qd). Dicha cantidad se debe aprovisionar para un tiempo de extinción de 2 horas. Para el cálculo hidráulico se fijó una presión mínima en el hidrante de 1,5 bar. En general, esta condición también asegura una presión mínima de 1,5 bar en todo el resto de la zona. Sólo en unos pocos nudos más elevados de las zonas de presión (denominados en el Anexo 7 con la extinción “_el” para expresar elevado) se permitió una presión mínima de 0,7 bar. [Para apoyar el financiamiento del servicio de los bomberos y la instalación de hidrantes se propone cobrar para cada conexión eléctrica (dado que la gran parte de los inmuebles dispone sobre conexión eléctrica, mientras que no es así con conexiones legales de agua. residencial 1.- Q. mensual comercial 5.- Q. mensuales industrial 10.- Q. mensuales]

4.3 Balances Véase Cap. 3.2.5, Estudio hidrogeológico de la Misión Corta Diciembre 1998 El balance calculado para el año 1998 da un excedente de los recursos renovables de unos 6 mio. m³, mientras que en el año 2018 la demanda ha logrado un nivel ligeramente más alta que los recursos disponibles de agua subterránea y de nacimientos. Es importante tener presente que en este balance no está incluido el consumo de industria que se abastece de pozos privados, dado que no se dispone de datos. Es de más alta importancia influir en las costumbres de todos los grupos de usuarios para disminuir cualquier forma de derroche. También es necesario cubrir una parte de la demanda por aguas pluviales. Por la limitación de recursos es importante tomar medidas para controlar la natalidad. La población asumida para el año 2018 es el máximo que se puede abastecer sin tener que racionar el agua potable.

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Se trata de un balance calculado. Con el monitoréo de los niveles del agua subterránea que se inició en Noviembre 1998 se puede controlar la sustentabilidad de la utilización y tomar medidas inmediatas en caso que se muestre un abatimiento general del manto freático.

4.4 Infraestructura del sistema actual de abastecimiento 4.4.1 Descripción del sistema actual 4.4.1.1

Producción

4.4.1.1.1 Nacimientos Los nacimientos, 10 de Molino Viejo, 1 de Ixbachicoj, 1 de Siete Chorros, 1 de Cerezo y 4 de Santa Rita, se unifican en un acueducto que alimenta el depósito San Isidro. Sólo se cuenta con una sola medición del 02.03.1998 cual da un caudal de 133 l/s. El comportamiento durante las diferentes estaciones del año no es bien conocido, hay indicadores que durante la época de lluvia hay un ascenso del caudal. El acueducto tiene por causa de su diámetro pequeño con relación al pendiente llano una capacidad limitada y durante la época de lluvia no puede transportar todo el agua que sale de los nacimientos. Un listado de la infraestructura correspondiente se encuentra al final del Anexo 1. La siguiente descripción se tomó de (GARCIA, 1995): “La línea de conducción del acueducto, está formada por dos ramales, uno principal y de mayor importancia, que se inicia en los nacimientos de Molino Viejo hacia la caja unificadora de caudales denominada Molino Quetzal, con una longitud de 1.300 metros en 4 tuberías de ∅ 8” DN de PVC. El Manantial de Ixbachicoj se conduce hacia la caja unificadora de caudales de Molino Quetzal, con una longitud de 822 metros de tubería de ∅ 18” DN de asbesto cemento. De Molino Quetzal se traslada hacia la caja unificadora de caudales denominada 7 Chorros con una longitud de 418 metros en tubería de ∅  18” de asbesto cemento. En este punto se unifica, además del caudal recibido, el nacimiento denominado 7 chorros. De esta caja se dirige a la caja unificadora de caudales Santa Rita 1, con una longitud de 5.023 metros en tubería de ∅ 18” DN de asbesto cemento. En esta caja unificadora de caudales, Santa Rita 1, se unifica con el caudal proveniente del área de Santa Rita. El otro ramal, proveniente del área de Santa Rita, se inicia en los nacimientos Santa Rita 4 y Santa Rita 5, cuya habilitación fue efectuada en los años 1906 / 1907, llegando a la caja unificadora de caudales Santa Rita 3, con una longitud de 172 metros en tubería de ∅  14” DN de asbesto cemento. Un subramal, proveniente del nacimiento El Cerezo, con una longitud de 416 metros en tubería de ∅  8” DN de asbesto cemento, que también afluye a la caja unificadora de caudales Santa Rita 3. De la caja unificadora de caudales Santa Rita 3, continúa la línea a la caja unificadora de caudales Santa Rita 2, con una longitud de 906 metros en tubería de ∅  14” DN en hierro fundido. Este tramo tiene como característica que forma un sifón con el río Sigüilá, el cual es atravesado con un puente de estructura metálica. De la caja unificadora de caudales Santa Rita 2, la línea de conducción continúa hacia la caja unificadora de caudales Santa Rita 1,frente a la entrada del túnel, con una longitud de 210 metros en tubería de ∅ 14 DN de asbesto cemento. De la caja unificadora de caudales Santa Rita 1, ya unificados los caudales, se dirige hacia el tanque de distribución San Isidro, con una longitud de 4.065 metros en tubería de ∅ 18” DN de asbesto cemento, para ser distribuido posteriormente hacía la red de agua de Quetzaltenango. Este trayecto tiene como característica que la línea de conducción atraviesa un túnel de 3.675,70 metros de longitud. Anterior a la construcción del túnel, el ramal de Santa Rita, a partir de la caja unificadora de caudales Santa Rita 2, bordeaba la ribera de río Sigüilá, hasta llegar a la ciudad de Quetzaltenango.” 4.4.1.1.2 Pozos Tbw GesmbH

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El sistema urbano de Quetzaltenango cuenta con 21 pozos urbanos municipales (los pozos Zona 8 y Choquí Alto se pusieron en servicio en Febrero 1999, Pacaja (aunque ya está para poner en marcha desde más que un año) todavía no está en servicio). Adicionalmente el pozo municipal rural Tierra Colorada Baja y el pozo privado Labor Xela abastecen por unas horas diarias el área urbana. Así, en total son 23 pozos. El pozo privado Labor Xela ya no trabaja para la red municipal desde el principio del año 1999. Por lo tanto, en total se dispone de 22 pozos. La producción es limitada por entubados y tubería de conducción y distribución demasiado pequeña. Así las bombas trabajan contra una resistencia muy alta de la red lo que tiene como consecuencia un consumo exagerado de energía eléctrica y un caudal pequeño. Las bombas se eligieron solo por rendimiento, no por la línea característica, lo que lo hace probable que muchas bombas trabajan bajo condiciones poco económicas (es decir un alto consumo de energía por m³ producido). Gran parte de los pozos tiran exclusivamente o en parte directamente en la red de distribución. A menudo se abastece los sectores sólo por horas manejando las válvulas. Además hay varios pozos que sólo trabajan unas horas diarias (p.e. Cipresada, Cenizal, Rotonda, Benito Juárez). Este hecho se tiene causas diferentes. Hay comités cuales consideran pozos como su propiedad (p.e. Cipresada, Pacajá) y no permiten el uso para otros sectores Hay tableros eléctricos que se calientan así que las horas de bombeo son restringidas (p.e. Cenizal, Rosas) El horario simplemente fue fijado así, sin causas técnicas (P.e. Rotonda, Benito Juárez) •

•

•

4.4.1.2

Transporte

Aparte de la tubería entre los nacimientos del Municipio de Ostuncalco y el Dep. San Isidro (Véase Anexo Tabla 1.6 y final Anexo 1) casi no hay tubería de transporte (= Conducción) porque la mayoría de los pozos bombeo directamente en la red de distribución o en la línea entre un pozo y el depósito existen conexiones particulares. Para la tubería entre el Pozo Cenizal y el Dep. Salida a Almolonga, Pozo Rotonda y Dep. Colonia Molina, Pozo Choquí y Dep. Choquí y los Pozos de Chirriez y Dep. Rosario Bajo predomina la característica de conducción. Cómo es evidente para la tubería de distribución, también la tubería de transporte carece de un diseño hidráulico y en general es demasiado pequeño. 4.4.1.3

Distribución

La red de distribución se caracteriza casi en su totalidad por diámetros demasiado pequeños. Hay grandes áreas donde el diámetro mayor es de 2”. Los diámetros más pequeños de la tubería de distribución son de ¾”. Dado que estas tuberías pequeñas a menudo tienen longitudes grandes (unos cien metros) es evidente que la pérdida de presión impide un abasto satisfactorio. Los usuarios en los sectores bajos casi siempre disponen de agua mientras que aquellos en los sectores elevados tienen que esperar a menudo hasta después de medianoche cuando el agua sube a sus áreas porque la demanda en los sectores bajos ya está satisfecho. Algunos disponen de bombas de achicar conectadas directamente a la red de distribución, lo que hace la situación para sus vecinos aún peor. También es un peligro de jalar agua contaminada de fuera hacia a dentro de la tubería de distribución. Una característica interesante en Quetzaltenango es que hay varias personas que conocen la red de distribución en su sector y donde están las válvulas. Ellos disponen de la herramienta necesaria y a menudo cierran estas válvulas para impedir que el agua salga de su sector hacia los sectores vecinos para mejorar su situación de abastecimiento. La red antigua de las zonas bajas (Zona 01, parte de las Zonas 02 y 03) se comenzó a construir a partir de 1910. Se trata de Hierro galvanizado, asbesto cemento y un poco de PVC. En la Zona 05 y partes de las Zonas 02 y 03 (fecha de construcción aprox. 1950) se encuentran sobre todo hierro fundido, hierro galvanizado asbesto cemento y PVC En el sector Choquí, Zona 09 y la parte sur se encuentra la tubería más nueva de hierro galvanizado y PVC. 4.4.1.4

Almacenamiento

El sistema urbano ahora cuenta con 18 depósitos con un volumen activo de 7230 m³ incl. los depósitos Zona 8 con 162 m³ y Choquí Alto (torre de 50 m³) cuales se pusieron en servicio en Febrero 1999, el depósito Tbw GesmbH

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Empleados Municipales (28 m³) todavía no en función y el depósito Villa Mercedes (621 m³) el cual ya está fuera de servicio por varios años. De los depósitos en servicio el más grande es el depósito San Isidro de 2722 m³, le sigue Rosario Bajo de 1168 m³ y Cipresada Inferior de 600 m³. A menudo los depósitos abastecen zonas donde las casas llegan a la misma altura como el depósito mismo. Es obvio que no puede haber una presión satisfactoria para estos clientes. Por falta de un plan regulador es difícil prever hasta donde pueden llegar nuevos edificios. El volumen de almacenamiento es demasiado pequeño, lo que tiene como consecuencia que en las horas pico o durante el día entero solo los sectores bajos disponen de agua, mientras que los sectores elevados tienen que esperar hasta la noche. Debido al volumen de almacenamiento pequeño en muchas casas la gente instaló cisternas (entre 1 y 2 m³) con bomba para aprovechar las pocas horas cuando hay agua para llenarla y disponer del agua cuando se necesite. 4.4.1.5

Problemas administrativos

Para tener más detalles Véase Informe 3.4.4 ”2ª Misión Corta Reestructuración Organizacional del Servicio de Agua de la Ciudad de Quetzaltenango ”. Lectura / Facturación – La Lectura se efectúa por la Empresa Eléctrica. No hay responsabilidades claras y los datos son erróneos. Coordinación de información para el tramite de nuevas conexiones (Departamento de Agua – XelAguA, Departamento de Cómputo) El tramite para pedir una conexión legal de agua potable requiere muchos pasos, es muy complejo y tarda meses. Coordinación de Información para adaptación de tarifas (Departamento de Agua – XelAguA, Departamento de Cómputo – Catastro – Construcción privada). Entre fijar nuevas tarifas por el consejo municipal y la facturación correspondiente pasa mucho tiempo y no se ejecuta las tarifas nuevas completamente. Coordinación de Información respecto al registro de inmuebles nuevos (Catastro - Departamento de Cómputo – XelAguA) No hay un procedimiento acordado entre los departamentos involucrados cómo ingresar inmuebles nuevos. (Los datos se ponen “fuera de sincronización”) Falta un plan de regulación urbana ejecutado. Construcciones se realizan a menudo sin permiso municipal. Esto llega al extrem o que los vecinos definen a su gusto cómo y donde colocar calles nuevas. Co-Financiamientos Municipalidad – Proyectos – Vecinos. La manera de co-financiamiento (p.e. los vecinos pagan la tercera parte de una tubería) hace los vecinos sentirse como propietarios de distintas partes de la infraestructura. Este hecho hace muy difícil usar esta infraestructura también para otros sectores (cuales no han aportado directamente para esta infraestructura en cuestión). Así el radio de acción para el departamento de agua es restringido. Integración de otros proyectos de agua en el Plan Maestro (Planificación – Financiamiento –Construcción -. Prioridades) – En futuro todas las planificaciones tienen que ser conforme al Plan Maestro. Proyectos ya planificados ( que no coinciden con el Plan Maestro) hay que tratar con enfoque especial. Donde es posible hay que cambiar la planificación para poder integrar el proyecto al Sistema Futuro municipal. Donde no es posible la integración (p.e. falta de cooperación y acuerdo de los vecinos) estos proyectos hay que realizar como proyecto separado (proyecto de isla) cual se queda fuera del Sistema Futuro municipal. Es necesario que estos proyectos se manejan totalmente separados respecto a conexiones de tubería y financiamiento dado que es probable que estos proyectos de islas son más caros que el Sistema Municipal. Situación de conexiones de agua para instituciones públicas (no hay contadores, derroche) Muchos edificios públicos no disponen de contadores ni pagan para el uso de agua. En futuro cada cliente tiene que pagar para el servicio. Falta de reglamentos para el uso sustentable de los recursos. Hasta ahora la soberanía no tiene ningún control de cantidad de agua extraída de los acuíferos (por usuarios públicos y privados) y, del movimiento del nivel freático. Sin estos conocimientos básicos no es posible tomar precauciones cuando el balance de los recursos se acerca a valores críticos. Falta de reglamentos para la construcción de pozos privados (industriales, de condominios, lotificaciones). Cada persona puede perforar pozos donde y hasta que profundidad que quiera y con que •

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tipo de construcción del pozo que la parezca adecuado. No hay ninguna institución que protege las aguas subterráneas de este tipo de intervención. Falta de reglamentos para el tratamiento de basura problemática. Los acuíferos de Quetzalteango corren alto riesgo de contaminación por basura tóxica (aceite de motores, pinturas, disolventes, etc.) Falta de depuración de aguas residuales. No se cuenta con una planta depuradora para aguas residuales. El alcantarillado tiene fugas y el agua receptora para las aguas negras (Río Seco) tiene contacto directo con el agua subterránea. Esta situación significa un peligro altísimo para los recursos de agua potable de Quetzaltenango. Asunto de depósitos financieros para contadores domiciliares. Hasta ahora los contadores son propiedad de los usuarios. Cada usuario compra su propio contador. Las consecuencias son una diversidad de diferentes marcas, predominan marcas de calidad pobre, los precios son altos ya que no se compra en cantidades grandes. El control de funcionamiento resulta difícil.

4.5 Alternativas para un Sistema Futuro 4.5.1 Puntos Generales de Dimensionamiento 4.5.1.1

Producción

La capacidad de producción total necesaria depende, aparte de la demanda, en alta dimensión del grado de interconexión entre los distintos sectores de abastecimiento o zonas de presión. De más alto el grado de interconexión, de menor puede ser la capacidad de producción. Esto tiene su razón por un lado en el hecho de que en áreas grandes de abastecimiento la curva de demanda es más equilibrada que en áreas pequeñas, por otro lado, cuando haga falta el servicio de una bomba, en áreas grandes es fácil sustituirla por las fuentes demás, mientras en áreas pequeñas o se necesita un pozo adicional de reserva, o la zona se queda durante el tiempo del servicio (mínimo una semana) sin agua. Así, el número total de pozos necesarios en un sistema interconectado y/o de zonas de abastecimiento grandes es menor como fuese el caso con zonas de abastecimiento totalmente aislados y/o pequeños. Por ejemplo, si en una zona de presión faltan 6 l/s, en otra 3 l/s, y en la tercera 7 l/s, en el primer caso es suficiente construir un pozo nuevo (no importa donde esté), mientras que en el caso de zonas aisladas sería necesario construir tres pozos nuevos. Es recomendable tener un potencial de producción a disposición que por un lado permite satisfacer la demanda en el día pico del año, y que por otro lado permite en tiempos de demanda reducida poner un pozo fuera de servicio para darle mantenimiento a la bomba sin dejar cubrir la demanda. 4.5.1.2

Distribución

Hay cuatro casos críticos elementales para el diseño de la capacidad del acueducto: Caso I) Consumo mínimo y nivel máximo en los depósitos El caso extremo es la presión hidroestática. Caso II) La demanda en la hora pico en el día de demanda máxima Qh,max (Qd,max), con nivel mínimo en los depósitos. Caso III) La demanda en la hora pico en el día de demanda promedio Qh,max (Qd) más la demanda para extinción de un incendio (Q inc), con nivel mínimo en los depósitos. Caso IV) La “Demanda en tiempo corto”, (Qc), lo que son los picos de demanda en un tiempo menor de una hora. (Este caso sólo se aplica para sectores muy pequeños o edificios) 4.5.1.2.1 Caso I - presión hidroestática Es el caso extremo para la presión en la tubería de distribución. Cargas por golpes de ariete no destacan en la red de distribución. Para elegir la clase de presión necesaria de los tubos se toma en cuenta la presión hidroestática (Caso I) más unos 1,5 – 2 bar para golpe de ariete. La clase de presión para la tubería de transporte hay que dimensionar en la planificación detallada dado que el golpe de ariete puede ser grande. 4.5.1.2.2 Caso II - Qh,max (Qd,max) Tbw GesmbH

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La demanda no es igual todos los días. En base de las características de Quetzaltenango (habitantes, clima) se puede estimar el factor fs(d) que expresa que más grande es la demanda en el día pico (Qd,max) respecto a aquella del día promedio Qd. El factor fs(d) para calcular la demanda del día pico del año se adopta con un valor de 1,2. Qd,max = fs(d) * Qd La distribución del consumo durante un día se estimó según Anexo Gráfico 4.3. Hay seis horas pico el día en cada una de las cuales se consume 6% del consumo total del día. La tubería de distribución tiene que tener la capacidad de transportar el caudal necesario para satisfacer dicha demanda bajo condiciones de presión suf iciente y de velocidades económicas del agua. 4.5.1.2.3 Caso III - Qh,max (Qd) + Qinc Hay seis horas pico el día, en cada una de las cuales se consume 6% del consumo total del día. El día de demanda promedia es aquel cuando se consume la parte 1/365 del consumo anual. Se asume que un incendio se declara en la hora pico en un día de demanda promedia. La demanda necesaria para la extinción de incendio se fija según riesgo en la zona afectada. Para Quetzaltenango se adopta un caudal necesario para la extinción de un incendio de 27 l/s en el centro (aproximadamente las Zonas 01, 02, 03) y 15 l/s en las áreas demás. Se permite una presión mínima en el hidrante activo de 1,5 bar. En general, también en la Zona de presión entera se establece una presión mínima de 1,5 bares, solo en pocos puntos más elevados (denominados con la extinción “_el”) se permitió una presión mínima de 0,7 bar. Pero también hay áreas donde la presión en la red es suficiente para poder combatir el incendio directamente sin usar bombas. 4.5.1.2.4 Caso IV - Qc La demanda por poco tiempo (Qc) es el caudal que aparece durante espacios de tiempo de menos de una hora. Es el caudal determinante para la tubería de distribución de áreas pequeñas o edificios. Este valor ya tiene incluido la demanda residencial, comercial, industrial y las pérdidas. Es un valor estadístico que toma en cuenta la probabilidad de consumo simultáneo. De más gente hay en una zona de abastecimiento de menor es el Qc por cápita. Véase Anexo Tabla 8.1. 4.5.1.2.5 Velocidad económica La velocidad económica describe que velocidad del agua (para el Caso II) es razonable. Una velocidad más baja puede permitir usar tubería de un diámetro menor (si no ya se trata del diámetro mínimo de 3”). Una velocidad demasiado alta causa una pérdida elevada debido a la resistencia en la tubería. Esto tiene como consecuencia que en el caso de tubería de transporte la bomba consumo demasiado energía eléctrica o/y se baja el caudal de producción. Para la tubería de distribución la consecuencia es una presión demasiado pequeña. Depende mucho de la situación concreta por cuanto se puede sobrepasar este valor recomendado. La velocidad de diseño en la tubería se descr ibe en la Tabla 3: Diámetro DN [mm / “] 50 / 2 80 / 3 100 / 4 150 / 6 200 / 8 250 / 10 300 /12 350 / 14 400 / 16 500 / 20 600 / 24 Tbw GesmbH

Velocidad v [m/s] 0,80 0,80 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,20 1,30

Caudal Q [l/s] 1,6 4,0 6,3 15,0 28,3 46,6 70,7 101 138 236 368  Abril 99

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Tabla 3:

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Velocidad de diseño para tubería de transporte y distribución

Para el Caso III se puede aumentar las velocidades, dado que solamente se dimensiona este caso en base de caudal y presión. Véase Anexo Tabla 8.1 con la relación entre la cantidad de casas (habitantes) y el diámetro correspondiente. Los diámetros necesarios para el Caso III (Incendio) se fijó con una velocidad de 1,50 m/s del agua en la tubería. El diámetro mínimo para la tubería de distribución se fija con 3”. El diseño de las tuberías de transporte y de la distribución principal depende de la configuración de las fuentes (nacimientos, pozos) y de los depósitos. Un sistema de almacenamiento centralizado (pocos depósitos grandes) requiere tubería de diámetro más grande (y más caro) pero por otro lado menos gastos para el almacenamiento, la producción (p.e. bombas), el mantenimiento de dichos sectores y para manejar y controlar el sistema (comportamiento hidráulico, vigilancia). En un sistema de almacenamiento descentralizado (muchos depósitos pequeños) las características son al revés. 4.5.1.3

Almacenamiento

El volumen total de almacenamiento tiene que cumplir con los siguientes requisitos:  Cubrir el volumen fluctuante  Almacenar la cantidad necesaria par el caso de incendio  Franquear perturbaciones en el funcionamiento de la producción (p.e. corte del suministro de corriente, rotura de tubería de transporte) El volumen fluctuante se calcula en base de las distribuciones de los caudales de la producción y de la demanda (Véase Anexo Tabla 4.4 y Gráfico 4.3). Ya que todavía no se dispone de macromedidores, estos valores son estimados tomando en cuenta el tamaño de la ciudad y las costumbres locales. Se asume una producción uniforme durante un día. Para el día de demanda máxima estos valores de producción se dan a 431 l/s y 671 l/s para los años 1998 y 2018, respectivamente (Véase Anexo Tabla 4.2). Como resultado del volumen fluctuante se obtiene 6326 m³ y 9849 m³ para los años 1998 y 2018, respectivamente. Estos valores son validos para el conjunto de la ciudad. Pero dado que la ciudad se reparte en seis zonas de presión este cálculo hay que hacer para cada zona (Véase Anexo Tabla 4.5). El volumen de depósitos se recomienda dependiente del Consumo diario máximo Qd,max. Es obvio que las transiciones de un grupo al otro no son muy exactas, es más una recomendación como estimar y fijar el volumen de depósitos.

Consumo diario máximo Qd,max 0 < Qd,max