Proyecto Agua Potable

 

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS (450158)

Integrantes: Bryan Mariángel Uribe.

Daniela Orellana González. Gonzalo Rebolledo Espinoza.

Revisor: Óscar Gutiérrez Gómez.

Concepc ión ión,, 08 de mayo d de e 20 2018. 18. 1

 

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL Contenido

I. 

INTRODUCCIÓN.  ................................................................................................................. 3

II.  OBJETIVOS.  .......................................................................................................................... 4 III.

ESTUDIO DE MERCADO     ................................................................................................ 4 III. I Mercado Proveedor.................................................................................................................. 4 III. II Mercado Competidor .............................................................................................................. 4 III.III Mercado Distribuidor .............................................................................................................. 5

III.IV Mercado Consumidor  ......................................................................................................... 12 III.V Mercado Externo ................................................................................................................... 12

IV.  CONCLUSIONES  ................................................................................................................ 14 V.  BIBLIOGRAFÍA.  .................................................................................................................. 15

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I. 

INTRODUCCIÓN.

Desde 1990, la historia del acceso a agua potable ha estado marcada por enormes avances. Pero queda mucho por hacer. El agua es la esencia de la vida; no obstante, 750 millones de personas, sobre todo, aquellos en situación de pobreza y marginalidad, siguen sigu en privados de este derecho humano fundamental. A pesar de los extraordinarios avances en esta materia a nivel mundial, las personas más vulnerables no se están beneficiando. Bien se sabe que la falta de agua apta para el consumo puede tener consecuencias trágicas para las personas, especialmente especi almente niños. En promedio, cerca de 1.000 niños mueren todos los días a causa de enfermedades diarreicas asociadas con agua potable contaminada, saneamiento deficiente o malas prácticas de higiene. Tres de cada 10 personas no tienen acceso a agua potable en el hogar y el doble carece de un saneamiento seguro, según un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y Unicef. Unas cifras que se extreman en las poblaciones rurales. En zonas inseguras, salir a recoger agua conlleva el riesgo de ser víctimas de violencia y ataques. UNICEF calcula que, solamente en África, la gente camina 40.000 millones de horas todos los años para abastecerse de agua. Así como en Chile, vivir sin agua potable es una realidad para más de 400 mil personas. El agua potable, el saneamiento y la higiene en el hogar no deben ser un privilegio exclusivo de quienes son ricos o viven en centros urbano, por lo tanto, con este proyecto se pretende dar un solución a la problemática que viven muchas personas día a día, tanto en Chile como a nivel mundial y se realizarán los análisis correspondientes para evaluar la factibilidad de la propuesta hecha por los estudiantes.

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II. 

OBJETIVOS.

  Abastecer de agua potable a localidades rurales, contribuyendo al desarrollo económico y a la integración social del país.   Dotar de agua potable a la población rural, según calidad, cantidad y conti-

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nuidad de acuerdo con la Norma Chilena NCh 409 Of. 84 (Norma calidad del agua potable)   Obtener de los habitantes beneficiados una participación participaci ón responsable y permanente, para que sea la propia comunidad organizada, quien efectúe la administración del servicio una vez construido.

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III. 

ESTUDIO DE MERCADO

III. I Mercado Proveedor

Existen costos fijos y variable variables. s. Relacionados con los costos fijos, nuestro proveedo proveedorr será aquél que tenga la mejor relación precio-calidad; mientras que, en el costo variable, tendremos las mantenciones de los vehículos e infraestructuras, y la materia prima: el agua, la demanda por agua (ya sea potable o agua limpia), además del agua que debe ser tratada, está variará dependiendo de la época del año, y el crecimiento o decrecimiento de la población. Para obtener nuestra materia prima no ocuparemos un canal ni subcontrataremos una empresa externa, sino que será nuestra propia empresa quien realice dicho trabajo, considerando que el valor del agua no varía de forma significativa en el tiempo podemos concluir que el mercado proveedor se reduce a la mantención, y operación de nuestro sistema, destacando que el precio de estas labores por lo general está regulado por el propio mercado.

III. II Mercado Competidor

La sequía por la que atraviesa el país ha generado más de algún enfrentamiento por el agua entre empresas y operadores de distintos rubros económicos, sobre todo, entre regantes y empresas del rubro hidroeléctrico, quienes anteponen como prioritarios sus intereses por el uso del vital elemento. De los cerca de 25demilAguas derechos deen aprovechamiento aguas entregados la Dirección General (DGA) todo el país, losde mayores se registranpor en el 4

 

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caso de las aguas superficiales y una gran parte de ellos está en manos de grandes empresas, como también de asociaciones de canalistas en regiones puntuales. Es posible que los dueños de derechos de aprovechamiento de agua tomen algún tipo de medida si ven afectados sus intereses. Por otro lado, el principal competidor directo serán los camiones aljibes, son la solución actual para el problema del abastecimiento del agua potable, solución que a nuestro criterio es ineficiente, poco sustentable y altamente lucrativa, en definitiva, una medida “parche”. La gran diferencia es que nuestra solución es sust entable, sostenible, disminuye de forma considerable los costos de recursos económicos y humanos, y lo más trascendental: mejora la calidad de vida de miles de chilenos, esperemos que sea la solución para millones de personas en el mundo.

III.III Mercado Distribuidor

La estrategia consiste en sectorizar, a través de distritos, las áreas geográfica geográficass en que se encuentren la mayor cantidad de viviendas posibles. Esto lleva por finalidad realizar interconexiones interconexiones de tuberías entre las viviendas, optimizando así el costo de instalación y operación operación.. Las redes de tuberías se clasificarán en 4: -Red de agua potable -Red de agua limpia no potable -Red de alcantarillados -Red de aguas desagües lavaplatos, duchas y lavamanos. Se debe construir una planta de potabilización de agua, la cual se encuentre en una ubicación estratégica, estrat égica, centrada y cercana al mayor número posible de distritos. Además, bajo esta misma lógica, se deberá construir una planta de tratamientos de lodos activos. Estas plantas de tratamientos depositarán las aguas ya tratadas en estanques, los cuales serán transportados transportados mediante camiones especiales y se sobrepondrán de forma sencilla y automatizada en una conexión central de cada distrito. Cada estanque se encargará encargar á de alimentar la red de tubería que le corresponda, dentro del distrito. Realizar esta estrategia evita realizar gran cantidad de conexiones de tuberías para llegar hasta la planta de tratamientos, lo cual tiene diversos gastos, tales como: movimientos de suelo, kilómetros de tuberías, uso de bombas hidráulicas,, mayor tiempo de instalación, mayor amplitud de mantención, y, además, hidráulicas la presencia de muchas dificultades debido al relieve geográfico. 5

 

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Al momento de conectar un estanque rellenado con agua, la válvula que permite el flujo de esa agua estará cerrada. Una vez conectado conec tado se abrirá la válvula permitiendo abastecer la red mediante este estanque, sin embargo, para evitar dejar sin agua a la población, se utilizará una segunda conexión de estanque con las mismas dimensiones. Esto permite que cuando un estanque haya quedado vacío se pueda abrir la válvula del segundo estanque y cerrar la del primero. En este tiempo el camión llegará con un tercer estanque lleno e intercambiará al estanque vacío, de esta forma, el camión volverá a la planta de tratamientos para recargar el estanque vacío y dejarlo nuevamente disponible para su uso. Por otro lado, en una vivienda hay elementos que no necesitan ocupar agua potable, por ejemplo, el agua del inodoro, la ducha, lavamanos e incluso el lavaplatos. Es por esto que se realizarán de forma separada las interconexiones de agua potable y agua limpia no potable, ya que esto facilita las cosas al reocupar las aguas residuales, evitando el gasto de potabilizar toda el agua. Además, de esta manera se le da un mayor valor al agua potable. Es así como se llega a la deducción que el agua potable tiene un mayor costo cos to operacional y por lo tanto debe tener mayor precio prec io que el agua limpia no potable. De esta forma, es una buena idea instalar, en cada vivienda, uncasa mini conocer estanquecuál de es agua potable, el cual poseaque un visor que disponible. permita al dueño de su nivel de agua potable le queda Esto cambia la forma de pago, dejando de ser mensual, sino que ahora el usuario puede administrar su estanque de agua potable en el tiempo que desee, y una vez que éste vea que la cantidad de agua que le queda es mínima, pueda pagar un monto equivalente al volumen de agua que se le rellene en el estanque, más algún tipo de impuesto por gastos operacionales y de mantención. El estanque se rellenará fácilmente de forma automatizada al momento de realizar el pago. Este estanque de agua potable irá conectado a la red de agua potable que comienza desde el estanque principal del distrito. El agua limpia no potable se pagará de forma tradicional, es decir, decir , en forma mensual y equivalente al consumo de cada hogar. Por otra parte, los desechos que salen por el inodoro de cada casa, serán dirigidos hasta un estanque, el cual, una vez lleno, será retirado y llevado directamente a la planta de tratamiento de lodos activos. Las aguas desechadas por el lavamanos, lavaplatos y la ducha, serán dirigidos directamente a un humedal artificial, el cual, mediante un proceso natural, limpiará el agua lo suficiente. Luego, estas aguas rellenarán otros estanques, los cuales en un porcentaje serán llevados a la planta de tratamientos de lodos activos para así disminuir la concentración de carga orgánica y realizar un tratamiento eficiente. El otro porcentaje restante será llevado directamente a la planta de potabilización.

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Los humedales artificiales podrán ser instalados en terrenos cedidos por el propietario, otorgándole además ciertos beneficios. El tamaño de cada humedal dependerá del número de hogares correspondiente a cada distrito. Por otro lado, se realizará otro humedal más grande y cercano a la planta de potabilización, el cual será abastecido mediante colectores de aguas lluvias, esto dependiendo de la zona geográfica del país y su promedio anual de precipitaciones.

Figura: Diagrama explicativo de la estrategia, la cual se muestra con mayor claridad en anexo.

Preguntas claves para el análisis del proyecto.

¿Cuánta agua potable utiliza a diario una persona? Alrededor de 200 litros, pero deberíamos usar sólo 100 litros. ¿Costo de potabilizar agua? ¿Costo de tratar aguas residuales? ¿Cuántos litros de agua puede transportar actualmente un camión? 1.000 a 38.000 litros Conexión mediante tuberías desde la planta de tratamiento vs transporte del agua en estanques Caso:

Si el distrito contiene como máximo una población de 20 casas con 4 habitantes por cada casa, lo cual da un de 80habitante habitantes. Podemos que logre un nivel de conciencia en total que cada gaste 150 lt deconsiderar agua limpia nose potable 7

 

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al día, por lo que se necesitarían neces itarían 12000 lt de agua al día, dí a, lo que se traduce a 372000 lt de agua al mes, es decir, utilizar alrededor de 10 estanques al mes. A continuación, se realizará una comparación de costos asociados a la instalación de tuberías desde una planta de tratamiento de aguas residuales que queda a 20 km del distrito, versus el traslado de estanques de 38000 lt de agua mediante camiones especiales. Costos d e instalación d e 2 20 0 km de tubería tuberíass

Sabiendo el costo de instalación de tuberías, considerando el precio de cada metro de estas, más costos de operación, más sueldos asociados, se puede realizar la siguiente estimación: - 

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Suponiendo un promedio de diámetros de tuberías de 240 mm y su espesor asociado a un material de PEHD, se puede estimar un precio promedio de $25.000 por metro. Cabe destacar que la estimación de vida útil de estas tuberías es, como mínimo, 50 años.

Si el distrito asociado quedara a 20 kilómetros de la planta de tratamientos, y el avance diario de la obra es de 100 metros, se necesitarían considerar 200 días de trabajo. Cada trabajador recibe un salario diario de $18.000, y el equipo de trabajo encargado de esta línea de distribución corresponde a 7 personas. Es decir, en 200 días se consideran $25.200.000 en el sueldo de los trabajadores. Además, en los 20.000 metros de tubería se gastarán $500.000.000. -  Mínimo un equipo de 4 ingenieros asociados sólo a las redes de aguas, si cada uno gana $1500000, entonces sería un gasto de $6.000.000 mensuales (30 días). Sin embargo, los ingenieros asociados a estos 20 km trabajan más de 200 días, por lo que lo aproximaremos a 7 meses, totalizando un sueldo necesario de $42.000.000. -  Por otra parte, los gastos del uso de maquinarias asociadas, las pruebas de calidad, métodos de unión de tuberías mediante electrofusión, accesorios acceso rios necesarios, pruebas de presiones, estudio de impacto ambiental y otros factores como transporte, atrasos en obra, y otros imprevistos, se deben considerar como mínimo $200.000.000 -  Por lo tanto, los co costos stos estimados estimados asociados a 20 km de tuberías son: 200 días de trabajo en 20 km de tu tubebería Trabajadores $25.200.000 2000 metros de Tuberías $500.000.000 Ingenieros $42.000.000 Maquinaria y otros $200.000.000 Total $767.200.000

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Costo de trasla tr aslados dos del agua en forma mensual. - 

Un camión cisterna de 38000 lts cuesta alrededor de $50.000.000. Si consideramos quealrededor cada estanque de agua que implementar en proyecto cueste de $35.000.000, pordeseamos otro lado, considerando la el elaboración de un camión especial y automatizado que tenga la fuerza suficiente para levantar y mover cada estanque, se puede estimar un precio de $70.000.000, sin embargo, podemos decir que como mínimo este camión dará 4 viajes al día, y si cada distrito a lo mucho necesitara abastecerse cada 2 días, entonces quiere decir que un mismo camión estará sirviendo a 8 distritos asociados, por lo que el costo real para un distrito por el camión corresponde a $8.750.000. Cabe destacar que la vida útil de un camión es entre 7 y 10 años. Como por cada distrito se consideran dos conexiones de estanques y, además, tener un tercer estanque para reemplazar reemplaz el que hayanoquedado vacío,sesedebe considerarán entonces, 3 estanques para elar agua limpia potable por cada distrito ($105.000.000). Estos estanques reciben una mantención y limpieza cada vez que quedan vacíos. Su vida útil es de larga duración, pero la asumiremos al igual que las tuberías, de 50 años. Por lo tanto, para un distrito se deben tener 3 estanques y 1 camión. Lo que costo to fijo de in instalación stalación $1 $113. 13.750 750.0 .000. 00.  totaliza como cos

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Consideremos ahora que un camión puede llegar a gastar, en su máximo consumo, unos 50 litros de combustible en 100 km. Es decir, por cada 2 kilómetros que recorre gasta 1 litro de combustible. Asumiendo que el litro de combustible cueste en esa fecha 1000 pesos, para recorrer 20 km desde la planta de tratamiento hasta el distrito, y otros 20 km de vuelta, serán necesarios 20 litros de combustible, es decir, gastar $20.000. Además, considerando que se deben hacer 10 viajes de 40 km al mes, se asume un gasto de $200.000 en el combustible mensual.

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Es necesario considerar gastos de mantención de los camiones, ya que estos son revisados cada semana y cada 3 semanas se les hace una mantención debido al posible mal estado de los caminos. En esto se pueden considerar $3.000.000 mensuales. Los cuales se dividen entre la cantidad de distritos que abastecerá este mismo camión, es decir, entre 8. Esto resulta un total de $375.000 asociado a cada distrito debido a la mantención del camión. camión .

 

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL -  Un conductor de este tipo de camiones puede recibir

un sueldo mensual de $700.000. Como este mismo chofer estará trabajando en abastecer alrededor de 8 distritos al mes, el gasto asociado al distrito es de $87.500

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Con estas consideraciones, se estima que el gasto mensual para atender las necesidades de agua limpia no potable de un distrito alejado a 20 km de la planta de tratamiento es:

Primer mes mes de servicio 3 Estanques $105.000.000 1 Camión $8.750.000 200 lt de combustible $200.000 Sueldo chofer $87.500 Mantenimiento camión $375.000 Total $117.650.000 Desde el segun Desde segundo do m mes es en adelante 200 lt de combustible $200.000 Sueldo chofer $87.500 Mantenimiento camión $375.000 Total $662.500 Comparación del costo de instalación de tubería Comparación tuberíass vs el traslado de esta estanques nques de agua para un distrit dist rito o alejado a 2 20 0 km de la planta de tratamiento:

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Tiempo de instalación: instalación : El instalar tuberías, solamente para un distrito ubicado a 20 km de distancia desde la planta de tratamiento requiere 7 meses. Mientras que el uso de camiones sólo necesita el tiempo de transportar un estanque con agua hacia el distrito, lo cual, si el camión viaja a una velocidad de 20 km por hora debido a las condiciones del camino, serán necesarias como máximo 2 horas para la instalación, debido al tiempo de cargar el estanque en el camión y luego intercambiar con el estanque vacío en el distrito.

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Costo de instalación: instalaci ón: Resultan aproximadame aproximadamente nte $767.200.000 en realizar la instalación de las tuberías asociadas a 20 km. Mientras que el costo fijo para comenzar a abastecer al distrito mediante estanques transportados por camiones es de aproximadamente $113.750.000.

 

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL -  Costo mensual: Para las tuberías, una vez instaladas

no existe un gasto mensual asociado. Mientras que, para el uso de camiones, el gasto mensual es de aproximadamente $662.500.

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Vida útil: La instalación de tuberías consta con una vida útil aproximada de 50 años. Mientras que la vida útil de un camión es entre 7 y 10 años, y la de los estanques son de aproximadamente 50 años.

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Equivalencia Equivalenci a en 50 años: Asumiendo que en 50 años las tuberías no necesitaron mantención de ningún tipo, el costo de abastecer al distrito fue de $767.200.000. Mientras que para mantener en funcionamiento por 50 años el traslado de agua mediante estanques, el costo total se calcula de la siguiente forma:        +        ∗ 12   ∗ 50 ñ ñ + 7 ∗     ó ó  

Se considera que se tendrá que comprar un camión nuevo cada 7 años. Esto da un costo total equivalente de $572.500.000. Comparación Tuberías Tiempo de instalación Tiempo Costo instalación Costo mensual Vida útil Equivalencia Equivalenci a en 50 años

Alrededor de 7 meses $767.200.000 sólo mantención 50 años aprox. $767.200.000

Camiones A lo mucho 2 hrs. $113.750.000 $662.500 7 años aprox $572.500.000

Tabla: resumen de comparación

En conclusión, se puede observar que el gasto asociado a la instalación de tuberías es casi 200 millones de pesos más alto que el asociado al uso de camiones y estanques. Por otro lado, si consideramos una alta cantidad de distritos asociados, los cuales podrían estar a mayores distancias, el uso de tuberías siempre será más costoso. Mercados asociados faltantes por analizar

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Costos de producir agua potable Costos de tratar aguas residuales

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Uso de humedales  Subsidios asociados 

 

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III.IV Mercado Consumidor

Según el catastro que lleva la Dirección de Obras Hidráulicas del MOP, en Chile hay 534 localidades, donde las familias siguen surtiéndose de este elemento a través de norias, pozos, acarreos con baldes desde ríos y vertientes, o con la ayuda de camiones aljibe que disponen los gobiernos locales. En total, son 417.516 personas y la mayoría de ellas vive en zonas rurales de las regiones del Maule, Biobío, y La Araucanía, que concentran el 63% de la población sin agua potable. Actualmente, las comunidades de Padres Las Casas se abastecen vía camiones aljibe o buscando agua en riberas de ríos.

III.V Mercado Externo

 Ag ua p otab ot able le que q ue s e co ns um e en el mu mund nd o

El rápido crecimiento de la población mundial está convirtiendo el agua en un bien cada vez más escaso. De hecho, tan sólo tres países consumen el 38% de los recursos hídricos hídric os disponibles en el planeta. China, India y EEUU encabezan el ránking mundial que calcula la huella hídrica de cada nación, una medida que estima el volumen total de agua consumida por el hombre para producir bienes y servicios. El cuarto puesto lo ocupa Brasil.

Figura: El mapa muestra la huella hídrica por países durante el período 1996-2005.

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La investigación en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS) calcula la huella hídrica de cada país desde la perspectiva del consumo y de la producción. Además, se estimó la huella hídrica per cápita, es decir, la cantidad de agua que anualmente gasta cada ciudadano según el país en el que viva. Y es que, aunque China, India EEUU son países con una huella hídrica mayor,más su gasto por habitante esyinferior al delosotros países. Lógicamente, las total naciones pobladas tienen una huella alta por lo que, según se señala, resulta más interesante considerar el gasto por persona. Así, en EEUU (un país que tenía 289 millones de habitantes durante el periodo en que se hizo la investigación) cada ciudadano consume cada año, en promedio, 2.842 metros cúbicos. En India (1.050 millones de personas) el consumo per cápita es de 1.089 metros cúbicos mientras que un ciudadano chino gasta 1.071 metros cúbicos (hay más de 1.300 millones de habitantes). Por lo que respecta a España, con casi 41 millones de habitantes en el momento en el que se hizo el estudio, cada ciudadano gasta una media de 2.461 metros cúbicos al año. Población mundial sin agua potable

La falta de acceso al agua potable, además, afecta a 2.100 millones de personas en el mundo y más de 1.800 millones de personas beben agua no potable que podría estar contaminada por heces, según datos de informes publicados por la Organización Mundial de la Salud. Estas cifras agravan aún más la situación porque el 80 por ciento de las aguas residuales generadas por las personas vuelven al medioambiente sin recibir tratamiento alguno siendo uno de los factores de contagio de muchas enfermedades. La falta de agua apta para el consumo puede tener consecuencias trágicas para los niños. En promedio, cerca de 1.000 niños mueren todos los días a causa de enfermedades diarreicas asociadas con agua potable contaminada, saneamiento deficiente o malas prácticas de higiene El acceso a agua potable en África subsahariana, la región con la cobertura más baja en 1990, se ha incrementado a razón de 50.000 personas diarias desde el año 2000. Sin embargo, a esta región corresponden más de dos de cada cinco personas que carecen de acceso a nivel mundial; es decir, 325 millones. Otra región que preocupa es Oceanía, donde apenas se han registrado progresos desde 1990. Un alto número de personas no dispone de agua potable en China (112 millones) y en la India (92 millones). 13

 

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IV. 

CONCLUSIONES

Las conclusiones serán obtenidas luego de aplicar una encuesta para evaluar la recepción del proyecto.

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V.  BIBLIOGRAFÍA.   El independiente [en línea] línea]  https://www.elindepen https://www.elindependiente.com/vid diente.com/vidaasana/2017/07/12/30-la-poblacion-no-accceso-agua-potable-hogar-seis-10no-tienen-saneamientos/  [Consulta 08 de mayo de 2018] no-tienen-saneamientos/   El desconcier desconcierto to [en línea] línea]  http://www.eldesconciert http://www.eldesconcierto.cl/2015/0 o.cl/2015/03/24/la-crisis3/24/la-crisisdel-agua-en-chile/  [Consulta 08 de mayo de 2018] del-agua-en-chile/ https://www.unicef.es/pren icef.es/prensa/casi-750-mill sa/casi-750-millones-de-pe ones-de-personas-aun rsonas-aun-  UNICEF  UNICEF https://www.un carecen-de-agua-potable-adecuada  [Consulta 08 de mayo de 2018] 

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