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Abastecimiento de agua en zonas urbanas
Fecha de Publicación: 26/12/2003 |
Descripción
del ámbito de actividad
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Los sistemas de abastecimiento de agua en zonas urbanas abarcan todas las instalaciones destinadas a satisfacer la demanda de agua para el consumo humano y para otros fines. El abastecimiento se extiende a la población urbana, así como a los sectores público, industrial y comercial. La distribución del agua se lleva a cabo a través de redes (suministro por tuberías) y puntos de distribución (por ejemplo, pozos).
En vista de que en muchos países el término 'urbano' se aplica independientemente del tamaño de la comunidad, definiremos el abastecimiento urbano en términos del servicio prestado:
Sistema de abastecimiento |
Consumo en litros por persona y día (l/c× d)* |
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1) |
Independiente de la red |
15 - 40 |
Red de distribución: |
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2) |
- Pilas públicas |
hasta 40 |
3) |
- Conexiones de patio |
hasta 60 |
4) |
- Conexiones domiciliarias |
más de 60 |
5) |
- Conexiones para consumidores especiales; p. ej., industria, comercio, servicios públicos |
grandes diferencias en el nivel de consumo |
*Abreviatura inglesa de uso internacional (l/c× d = liters per capita per day)
En los proyectos de abastecimiento deben considerarse como grupos prioritarios los consumidores de las categorías 2) y 3), así como los del grupo 1) en caso de haberse planificado su conexión a la red de distribución. Debido al desperdicio y a las pérdidas de agua que ocurren en la mayoría de las redes de distribución, puede ser necesario aumentar considerablemente los valores expuestos en la tabla. Además, al dimensionar los componentes de las instalaciones de abastecimiento deberán tenerse en cuenta los valores máximos de consumo (por ejemplo, consumo máximo diario y cantidad consumida en horas punta). En muchos países no se tiene en cuenta, por ejemplo, el volumen máximo requerido para apagar incendios.
La captación de aguas se divide en dos campos de actividad:
-
Captación de aguas subterráneas
-
Captación de aguas superficiales.
Además, deben tenerse en cuenta las formas de captación mixtas, que son:
-
Captación de aguas de filtración en las orillas de los ríos
-
Infiltración artificial con recuperación posterior.
El abastecimiento de agua en zonas urbanas abarca las siguientes fases:
Captación (pozos, galerías, sistemas de captación de manantiales y de extracción de agua, cisternas y depósitos)
Tratamiento (instalaciones de desferrización, cloración, desalinización, etc.)
Almacenamiento de aguas depuradas
Distribución (red de distribución, conducción de agua a distancia).
En caso de una recarga artificial por infiltración, los anteriores elementos irán precedidos de un sistema de
Infiltración (tanque de filtración, pozo de recarga, tuberías de salida).
Impacto
ambiental y medidas de protección
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Visión sinóptica
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En los proyectos de abastecimiento de agua urbanos deben tenerse en cuenta los efectos ambientales, los cuales influyen en la cantidad de agua aprovechable y en la calidad del recurso.
En muchos países, particularmente en zonas con variaciones climáticas pronunciadas, la cantidad de agua disponible empieza a tener mayor importancia que su calidad.
Los efectos ambientales pueden agruparse en las siguientes categorías, teniendo en cuenta las fases de abastecimiento arriba descritas:
Efectos
de la captación de aguas
Efectos
de la conducción y el tratamiento de aguas brutas
Efectos
del abastecimiento mediante redes de distribución.
Además, deben tenerse en cuenta
Repercusiones
del proyecto de abastecimiento en su totalidad.
Efectos
de la captación de aguas
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Aguas
subterráneas
La explotación de un acuífero tiene efectos múltiples sobre el balance hídrico de las aguas subterráneas. El balance hídrico engloba:
-
Componentes de carga (precipitaciones y aguas superficiales que contribuyen a la regeneración del acuífero, alimentación subterránea de acuíferos contiguos, recarga artificial por infiltración)
-
Componentes de descarga (confluencia del acuífero con aguas superficiales, drenajes, extracción de agua, etc.).
Debido a la intercomunicación hidráulica, la extracción de agua en un punto determinado puede modificar de forma significativa los demás componentes del balance hídrico. Un ejemplo de ello es el aumento, en un acuífero, del aflujo procedente de acuíferos contiguos.
Otro factor a tener en cuenta es la interacción entre el consumo y el volumen de las aguas superficiales y subterráneas disponibles. Al aumentar el consumo de agua superficial, disminuye el volumen de infiltración de ésta en el suelo y aumenta la concentración específica de sustancias contaminantes en las aguas superficiales restantes. Como consecuencia, puede aumentar la demanda de aguas subterráneas.
Los efectos ambientales de una alteración de los componentes del balance hídrico incluyen:
Aumento
del volumen de extracción del recurso
Las causas potenciales de un aumento de la extracción de aguas subterráneas incluyen:
-
Mayor consumo de agua potable inducido por el crecimiento demográfico y por mejoras en el nivel de suministro
-
Propagación de la ganadería
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Incremento de la demanda de agua de procesos (talleres, industrias, comercio)
-
Desperdicio de agua
-
Fugas de agua ocasionadas por daños en las redes de distribución.
Existen, además, otros factores que pueden reducir temporal o permanentemente los recursos disponibles. Ellos incluyen la reducción del volumen de precipitaciones en la cuenca hidrográfica, debido por ejemplo a la deforestación o a la formación de estepas. Asimismo, debe tenerse en cuenta que las estrategias tradicionales de abastecimiento intentan satisfacer la demanda en los períodos de mayor consumo, los cuales pueden coincidir con la época de sequía. El gran consumo en épocas de sequía, junto con las inmensas pérdidas en algunos sistemas de distribución -de las cuales sólo una pequeña parte penetra otra vez hasta el acuífero- implican una considerable reducción (estacional) de las reservas de agua subterránea.
Alteración
a largo plazo de la calidad de las aguas subterráneas
Las causas potenciales de una alteración incluyen:
-
Movilización (lixiviación) y difusión de sustancias contaminantes que en un principio se encontraban fijas en el suelo
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Aumento de la velocidad de flujo (por ejemplo, en yacimientos naturales de yeso o en depósitos de sustancias contaminantes creadas por el hombre)
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Alteración del flujo de las aguas subterráneas (desviación de cargas que antes fluían a otro lugar sin causar daños, intervenciones que dan lugar a la infiltración de aguas superficiales contaminadas, etc.)
-
Generación de infiltraciones extensas en un acuífero, procedentes de acuíferos superiores o inferiores de calidad inferior
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Aportación de sustancias contaminantes, debido a la aplicación de fertilizantes y pesticidas
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Intrusión de aguas salinas en acuíferos costeros
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Deterioro de la calidad de las aguas subterráneas debido a infiltraciones de aguas residuales sin tratar, procedentes de cunetas abiertas y permeables, de alcantarillas deficientes o cámaras sépticas mal construidas, o bien debido a la infiltración de sustancias nocivas y tóxicas contenidas en residuos líquidos de origen industrial
-
En zonas áridas o semiáridas, acumulación e infiltración periódica de minerales en las aguas subterráneas, debido al riego y a la alta tasa de evaporación
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Fugas de sustancias contaminantes procedentes de almacenes, depósitos o sistemas de transporte de productos líquidos y minerales.
Descenso
localizado o extenso del nivel de las aguas subterráneas
Por motivos hidráulicos, es imposible explotar aguas subterráneas sin reducir su nivel. No obstante, los puntos afectados y la extensión del descenso dependen de las condiciones locales, por ejemplo de la disposición de pozos, de la estructura y características del acuífero y de las condiciones de recarga. Las consecuencias típicas de un descenso del agua subterránea incluyen:
-
Secado de humedales y de masas de agua ecológicamente importantes
-
Reducción de la humedad en el suelo (capacidad de campo): alteración de determinadas especies de vegetación (incluida la modificación de la flora natural y de los cultivos, así como la formación de estepas) y modificación posterior de la población animal
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Agotamiento total de las reservas de agua subterránea en épocas de sequía prolongadas (secado de pozos)
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Secado de manantiales y de cursos de agua
-
Asentamiento del terreno.
Los efectos ambientales ocasionados por un descenso de las aguas subterráneas suelen ser menores cuanto mayor sea la distancia entre la superficie del terreno y la superficie del acuífero antes de su explotación (>10 m).
Las medidas de protección ambiental destinadas a minimizar los efectos perjudiciales ocasionados por la explotación de aguas subterráneas se refieren, ante todo, a la selección acertada de emplazamientos, técnicas de construcción y modalidades de operación de los pozos. Asimismo, es posible prevenir o atenuar los efectos negativos de la sobreexplotación de un acuífero (descenso excesivo del nivel) promoviendo el uso eficiente del agua, aplicando medidas destinadas a regular el consumo en las distintas épocas del año (temporada seca, temporada de lluvias) e introduciendo tarifas y gravámenes dependientes del volumen de consumo.
Para aumentar la eficiencia de las medidas de protección ambiental y de saneamiento destinadas a contrarrestar los efectos de la extracción de aguas subterráneas, se requieren estudios hidrogeológicos preliminares y una evaluación del balance hídrico total (incluidas aguas subterráneas y superficiales). Además, es indispensable mantener instalaciones de medición y de control permanentes, cuya función consiste en:
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Mejorar continuamente las evaluaciones y ampliar los datos higiénicos e hidrogeológicos disponibles
-
Vigilar los cambios que afectan a los recursos hídricos subterráneos (cantidad y calidad), mediante un control continuo de los niveles de los acuíferos, de su calidad y del volumen de extracción
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Registrar continuamente el derroche de agua en cualquiera de sus manifestaciones y las pérdidas de agua en los sistemas de abastecimiento por tuberías, utilizando instalaciones de medición permanentes (medición del consumo de agua en la zona, así como en pilas públicas y conexiones domiciliarias), a fin de tomar las medidas procedentes (reparación oportuna de daños, configuración de tarifas, imposición de sanciones a quienes desperdician agua)
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Restringir el volumen de suministro a determinados grupos de usuarios para asegurar el abastecimiento continuo de agua potable a la población (por ejemplo, en períodos de escasez)
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Rehabilitar las instalaciones de abastecimiento existentes (substitución de grifos averiados y de tuberías de distribución y domiciliarias defectuosas, reparación de depósitos y tanques domiciliarios, etc.), recurriendo para ello a un control continuo y a la recopilación y evaluación sistemática de datos e información
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Asegurar una ejecución eficiente de las medidas de rehabilitación basada en el control del logro de objetivos.
Aguas
superficiales
La explotación de aguas superficiales altera el balance hídrico y, al igual que la explotación de aguas subterráneas, puede producir numerosos efectos ambientales, entre los cuales deben tenerse en cuenta especialmente los efectos recíprocos entre la disponibilidad y el uso de las aguas superficiales y subterráneas. Otros factores a tener en cuenta en la explotación de aguas superficiales son los siguientes:
-
A causa de las alteraciones, ciertas zonas disponen de un mayor volumen de aguas superficiales. Esto se debe, entre otras cosas, a cambios (micro)climáticos (por ejemplo, aumento de precipitaciones en zonas de embalses), al aumento de la escorrentía superficial ocasionado por cambios en la vegetación de la cuenca (deforestación) o por obras de construcción (calles, edificios), así como al vertido de aguas residuales (purificadas) urbanas o comunales en los cursos de agua.
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En otras zonas, en cambio, los cambios climáticos hacen que disminuyan las precipitaciones y, con ello, la escorrentía superficial. La situación se agrava particularmente en aquellos países que desde un principio no disponen de agua superficial durante todo el año.
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La extracción de un mayor volumen de agua de los cauces superficiales (ríos) tiende a reducir el volumen de agua disponible en muchas regiones, especialmente en épocas de estiaje. Al mismo tiempo, reduce la capacidad de autodepuración de las aguas y la tasa de infiltración en el suelo.
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Cuando una demanda creciente de agua va acompañada de una reducción del volumen y de la calidad de las aguas superficiales disponibles (corrientes o estáticas), puede ser necesario conducir agua de zonas apartadas a la zona afectada o explotar reservas subterráneas de mayor o menor rendimiento. En situaciones extremas, habrá que contar con altos costos para satisfacer incluso la demanda básica de la población.
Aumento
del volumen de extracción de aguas superficiales
La extracción de aguas superficiales aumenta por los mismos motivos que la extracción de aguas subterráneas. Las alteraciones climáticas y los cambios en la cubierta vegetal de la cuenca, a su vez, pueden reducir el volumen de las aguas superficiales disponibles o llevar a una distribución inoportuna de su caudal en ciertas zonas y épocas (aumento del caudal y de la carga de grava y sólidos en suspensión en épocas de crecidas, por una parte, y reducción del caudal de estiaje, por otra).
Muchos países carecen de una red adecuada de estaciones de medición (pluviómetros y limnímetros) en las cuencas y en puntos específicos de las masas de agua, lo cual les impide determinar continuamente el caudal, las reservas y el volumen de extracción de las aguas superficiales. Por otra parte, carecen de personal calificado que se encargue de analizar los datos de medición, de vigilar el uso de las aguas superficiales en los distintos sectores y de elaborar balances hídricos (de aguas subterráneas y superficiales) y planes de gestión del recurso.
Alteración
de ecosistemas debido a la extracción de agua
En épocas de estiaje, especialmente, cualquier reducción significativa del caudal de agua puede alterar completamente l