PLANTAS DESALINIZADORAS DE AGUA DE MAR - APLICACIÓN EN CHILE

5/11/2018 PLANTAS DESALINIZADORAS DE AGUA DE MAR - APLICACIÓN EN CHILE - slidepdf.com

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL

PLANTAS DESALINIZADORAS DEAGUA DE MAR.

APLICACIÓN EN CHILE

Entrega Final

OBRAS CIVILES IICCL 2230

PROFESORES : JOSÉ FCO. BENAVIDES N.CARLOS FERNANDEZ N.CARLOS GARRIDO S.MAURICIO GONZÁLEZ P.

AYUDANTES : HÉCTOR ESPINOZA J.PAULA MELO H.

ALUMNOS

SOFÍA JAVIERA ACUÑA BRAVOCRISTINA ADASME MARCHANT

MARCELO GONZÁLEZ TORREALBAWLADIMIR VALLEJOS AGUILAR

GRUPO Nº: 4

13 de Junio de 20111er Semestre 2011



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ÍNDICE

• Índice ……………………………………………………………………..………. 2• Introducción………….………………………………………………….……….. 4• Objetivos ……………………………….………………………………………… 5• Marco Teórico

o Descripción básica……………………………….……………………… 6o La osmosis inversa………………………………………….…………… 7o Partes que componen una planta desaladora………….……………. 9o

Funcionamiento de las PDAM………………………………………… 10o Usos de las PDAM ……………………………………………………… 12o Impacto ambiental……………………………………………………….. 13o Países pioneros en la utilización de este tipo de proyectos………... 13o Situación de Chile...…………………………………………………….. 14o Costos generales………………….…………………………………….. 15

• Desarrolloo Construcción del proyecto……………………………………………… 17o Marco Regulatorio……………………………………………………….. 23o Impactos ambientales y sociales………………………………………. 26o Costos ………………………………………………………………….. 27

•

Aportes al curso …………………………………………………………………. 30• Conclusiones ……………………………………………………………………. 33• Bibliografía………………………………………………………………………... 35



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INTRODUCCIÓN

El inicio de cualquier tipo de proyecto se ve definido por la existencia de una necesidad,la cual se desea satisfacer. Hoy en día, la población mundial ha comenzado a vivir laescasez y disminución de variados recursos naturales para realización de susactividades diarias. Entre estos recursos se encuentra el agua.

Debido a esto, es necesario crear proyectos para el desarrollo de un país en favor delcrecimiento sustentable, una sustentabilidad enfocada desde un punto de vista delaprovechamiento adecuado de los recursos a los cuales tenemos un acceso limitado.

En este sentido, “de toda el agua que existe en el mundo, que alcanza a los 1.430 millones de kilómetros cúbicos, el 97,5% es agua de mar o agua salobre, y solo el 2,5% es agua dulce, esto es 33,5 millones de Km 3 . Pero de este recurso dulce, el 70% se encuentra en glaciares y el 29,7% en acuíferos profundos de más de 500m. En consecuencia, solo el 0,3% del agua dulce del mundo se encuentra en ríos, lagos y acuíferos no profundos, equivalentes a 0,1 millones de Km3” . (IDEAR, 2009)

Esta cantidad de agua dulce, al ser analizada, es considerada escasa, por lo que lapoblación debe preocuparse de utilizarla de la manera más eficiente posible. Para todolo anteriormente descrito, la necesidad de agua dulce para sustentar la vida y las

actividades humanas se fundamentan en la existencia y creación de las plantasdesaladoras de agua de mar, sobretodo en lugares donde este recurso sea escaso onulo. En este sentido, hay 6.854.196.000 habitantes en el planeta, de los cuales 1 decada 6 no tiene acceso al agua. A su vez, 2.600.000.000 habitantes no puedenacceder al agua debidamente tratada (agua potable).

En España se creó la primera planta desalinizadora en Lanzarote, la cual utilizaba unatecnología de evaporación del agua, y aunque en un principio era una tecnologíacarísima, económica y energéticamente hablando, actualmente se ha podido invertir enplantas desalinizadoras en todo el mundo, incluso en Chile, gracias a los grandesavances tecnológicos.

En términos medioambientales también se han realizado muchas mejoras,disminuyendo la contaminación de los residuos generados en el proceso dedesalinización que son arrojados al mar, con todas las implicancias negativas que laacción conlleva. Sin embargo, cabe destacar que aún existen aspectos por mejorar eneste sentido, puesto que de todas formas los desechos causan un cierto daño a la floray fauna marina del sector.



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En la actualidad, la producción de agua desalada es utilizada para faenas mineras ypara la producción de agua para consumo humano, animal y vegetal, esto últimoreferido a las labores productivas vinculadas con la agricultura, como es en el caso deIsrael.

De esta forma es fundamental la utilización de agua por lo que se hace indispensable lageneración de proyectos de plantas desalinizadoras en las cercanías de las mineras.

A modo de ejemplo, las empresas mineras de Chile están concentradas en la zonanorte del país, que posee un clima seco y con problemas de escases hídrica severo, laelaboración de proyectos de este tipo de plantas influiría en la producción y crecimientodel país.

Es por esto que la importancia de las plantas desalinizadoras debe ser difundido yestudiado a cabalidad por los nuevos profesionales, puesto que la utilización del aguaen el mundo, actualmente, no se realiza de manera consciente, lo cual a futurogenerará escasez, por lo cual tal recurso que ya es escaso, y lo seguirá siendo.

La presente investigación se abordará en dos entregas: La primera incluirá objetivos, elmarco teórico y la vinculación con el curso de Obras Civiles II, y en una segundaentrega, en base al proyecto “Nueva Planta Desaladora Sur”, de la empresa AguasAntofagasta, ubicado en la II región de Antofagasta, se abordarán los procesosconstructivos, la planificación, sus costos y la regulación legal y normativa que rigen aeste tipo de obras.



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OBJETIVOS

Objetivo General.

Conocer a cabalidad un proyecto de planta desalinizadora de agua de mar (PDAM) ytodas las implicancias que conlleva su implementación.

Objetivos específicos.

- Conocer las partes que componen una PDAM, y los procesos incluidos en sufuncionamiento.

- Determinar los costos y valores incluidos, así como las formas de financiamientoen este tipo de proyectos.

- Describir los impactos ambientales y sociales involucrados en las PDAM.

- Determinar los usos de las PDAM.

- Conocer los procesos constructivos de un PDAM, en lo que se refiere a susetapas, plazos y planificación.

- Conocer, a grandes rasgos, el marco regulatorio sanitario que rige a este tipo deproyectos.

- Mencionar los principales países que usan este tipo de tecnología.



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MARCO TEÓRICO

Ante la evidente escasez de agua potable en el mundo, es menester para el serhumano ahondar en nuevas tecnologías sustentables para el aprovechamiento derecursos hídricos que antes era imposible tratar para el consumo humano.

En este sentido, la masificación de la implementación de las plantas desaladoras enmundo representa un paso importantísimo para el cumplimiento de tal objetivo.

Por lo anterior es de vital importancia conocer los aspectos que involucran la ejecucióny explotación de este tipo de proyecto, desde la descripción de cada una de las partesque componen una planta desaladora y los procesos del funcionamiento, hasta ladescripción de los impactos ambientales y sociales que involucran este tipo deproyectos.

Descripción básica.

Para comenzar el análisis de las Plantas Desaladoras, es importante mencionar losrangos de salinidad de las aguas existentes en el planeta. Tomando en cuenta ladefinición entregada por la International Desalination Association (IDA) y que está en

función del total de sales disueltas (TDS) medida en miligramos por litro (mg/l):

Agua pura TDS < 500 mg/lAgua de río o baja concentración 500 mg/l < TDS < 3000 mg/lAgua salobre 3000 mg/l < TDS < 20.000 mg/lAgua marina 20.000 mg/l < TDS < 50.000 mg/lSalmuera TDS > 50.000 mg/lTabla 1. Salinidad de las aguas. Elaboración propia.

En términos generales, la desalación del agua de mar consiste en separar los residuossalinos del agua, en otras palabras, es procesar el agua de mar (TDS = 38.000 mg/l)para transformarla en agua pura (TDS < 500 mg/l). Esto es posible mediante dosprocesos muy generales: los que utilizan tecnología termal, y los que utilizanmembranas.

Procesos Termales Destilación multi-stage fllash (MSF)Destilación por multiefecto (MED)Compresión de vapor (VC)

Procesos de Membrana Electrodiálisis (ED)Osmosis inversa (RO)

Tabla 2. Procesos de Desalación. Elaboración propia.



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Cabe destacar que la energía consumida en los procesos de membranas esconsiderablemente más bajo que en los procesos de destilación. A su vez, avancestecnológicos recientes en el proceso de osmosis inversa han logrado reducir aún más elconsumo de energía.

Producto de lo anterior, la Osmosis Inversa es el mecanismo más utilizado en laactualidad, tanto en Chile como en el extranjero, para desalar el agua de mar, siendo asu vez, la de mayor proyección en términos de sustentabilidad.

La osmosis inversa.

La osmosis inversa en un proceso que involucra la reversión de la osmosis natural. Laosmosis natural tiene como principio la búsqueda fundamental del equilibrio de lasconcentraciones de dos fluidos en contacto, en pocas palabras, si dos fluidos quecontienen diferente concentración de sólidos disueltos son puestos en contacto, estosse mezclarán hasta que la concentración sea uniforme. Cuando estos dos fluidos estánseparados por una membrana semi-permeable, un fluido que tenga menorconcentración se moverá a través de la membrana hacia el fluido que contenga unamayor concentración de sólidos disueltos, tal como se muestra en la siguiente figura:

Figura 1. Proceso Osmótico.Disponible en:http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188235

.php. Consultado el 8 de mayo del 2011.

Este movimiento del agua a través de la membrana para buscar el equilibrio deconcentración de sólidos es lo que se conoce como ósmosis. Después de un tiempo elnivel de agua será mayor a uno de los lados de la membrana, cuya altura se denominapresión osmótica. La transfusión del solvente se detiene cuando se alcanza el equilibrioen la concentración o cuando la presión hidrostática es superior a la osmótica (Figura2).



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Figura 2. Presión Osmótica.Disponible en:

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188235.php. Consultado el 28 de abril del 2011.

La osmosis inversa consiste en la aplicación de una presión superior a la presiónosmótica en una columna, para obtener el efecto inverso de lo antes descrito, es decir,los fluidos son presionados de vuelta a través de la membrana, pero los sólidosdisueltos permanecen en la columna.

“Si continuamos aumentando la presión sobre la disolución salina, el equilibrio se invierte, pasando más moléculas de agua desde la solución salina hacia el lado de agua pura que en el sentido contrario. Es decir obtendremos agua pura a partir de la solución

salina. Este proceso es el de la Osmosis Inversa y es el que se aplica para desalar las aguas salobres y marinas” (IDEAR, 2009). Todos los sólidos en suspensión quedanatrapados en la membrana, eliminándolas así del agua (Figura 3).

Figura 3: Membrana para la osmosis inversa.Disponible en:http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188235.php. Consultado el 28 de abril del 2011.



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Partes que componen una planta desaladora.

Las principales obras que componen una planta desaladora son:

- Obras de captación, generalmente son colectores de 2m de diámetro y 300m delongitud colocados en el fondo marino para abducir el agua marina.

- Planta de pretratado, en donde el agua de mar se almacena de manera temporalen grandes depósitos, donde se analiza y se mezcla con cloro y coagulante.

- Filtros de arena, que son maquinarias en donde se eliminan partículas superioresa 0,1 mm, gracias al tamaño de los filtros y la presión de bombeo.

- Filtros de Cartucho, los cuales retienen partículas que miden más 0,005 mm.- Bombas de alta presión, son las que impulsan el agua hacia las membranas de

osmosis inversa. Su consumo eléctrico junto con el de las otras bombasubicadas en el proceso, supone el 40% de los costes de la desalación.

- Membranas de ósmosis inversa, en donde se desarrolla en su plenitud elproceso de segregación entre los sólidos y partículas salinas, y el agua pura,procesos el cual será descrito más adelante.

- Depósitos de desechos y de agua potable, son estructuras que reciben losproductos de la osmosis inversa, en donde por ejemplo, el agua dulce que seobtiene de la membrana, fluye hacia los depósitos, donde se le agregan denuevo cloro y otros componentes para luego ser distribuida.

Las partes anteriormente descritas se pueden apreciar en la figura 4.

Figura 4. Partes de una PDAM.Disponible en:http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188235.php. Consultado el 30 de abril del 2011.



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Funcionamiento de las PDAM

A modo de ejemplo, las PDAM siguen el siguiente funcionamiento:

• Etapa de captación de agua de mar.

La captación del agua del mar es el inicio del proceso productivo de agua potable, y serealiza mediante toma abierta, con colectores de 2m de diámetro y 300m de longitudcolocados en el fondo marino, y que están conectado en el extremo del mar a una torrede hormigón para tomar el agua desde una altura media y por el otro extremo a unacámara de aspiración. Desde aquí trasladan el agua hasta la zona de pre tratamiento.

• Etapa de Pre tratamiento.

En esta etapa, se consideran realizar los siguientes tratamientos en el agua de marrecién captada1:

- Oxidación: se agrega hipoclorito de sodio con el objeto de controlar la materia orgánica existente y para oxidar los metales pesados que eventualmente puedan estar presentes en el agua de mar.

- Acidificación: se agrega ácido sulfúrico al agua cruda para corregir su PH,reduciendo su contenido de bicarbonato, para evitar que pueda precipitar en las membranas de osmosis.

- Coagulación y Floculación: se adiciona cloruro férrico para desestabilizar los coloides presentes en el agua de mar y lograr su posterior floculación.

- Filtración: para la eliminación de los flósculos formados por la adición de coagulante y de los posibles compuestos metálicos precipitados, se filtra el agua de mar a través de filtros de presión con lecho único de arena. El proceso de filtración tiene un sistema de limpieza.

- Dosificación de Anti-incrustante: se utiliza para evitar la precipitación en las membranas de todos aquellos compuestos presentes en el concentrado que puedan superar su nivel de solubilidad.

- Dosificación de Meta Sulfito Sódico: se utiliza para reducir el oxidante libre residual presente en el agua de mar.

“Todos los productos químicos que se utilizan en el pretratamiento de la desalación,una vez dosificados son neutralizados por la vía del tratamiento de las aguas de lavado de filtros y de membranas”.

(1) Extractados de Instituto de Economía Aplicada Regional, IDEAR (2009) – “Estudio tarifario de concesiones de servicios sanitarios de la segunda región de Antofagasta: Periodo 2006 – 2011” ,Anexo. Universidad Católica del norte / Facultad de Economía y Administración.



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Luego, el agua filtrada es impulsada a gran presión al sistema de membranas deósmosis inversa, en donde se dejan pasar las moléculas de agua, y se retienen lassales y otras impurezas, tal como se menciono anteriormente en la descripción de esteproceso.

• Etapa de Osmosis Inversa1.

“Esta etapa se puede dividir en el bombeo de alta presión, la línea de osmosis inversa y el sistema de limpieza de membranas. En la primera, el agua de mar después de ser filtrada es bombeada a una presión mayor que la presión osmótica. La línea de osmosis inversa es el centro del proceso de desalación. Estas líneas están constituidas por vasos de presión con membranas permeables arreglados a una configuración específica (…) El resultado final es la conversión de un agua cruda con 38000 mg/l de sales disueltas a un agua producto que tiene una salinidad de 400 mg/l, cifra que cumple con la Norma Chilena 409 sobre Agua Potable”.

“La línea de osmosis inversa es el centro del proceso de desalación. Estas líneas están constituidas por vasos de presión con membranas permeables arreglados a una configuración específica. Las características son: dos líneas de bastidores, tres sub- bastidores por línea, 2.167 m3/día de caudal neto de agua osmotizada o agua producto por sub-bastidor, 6.500 m3/día de caudal neto de agua dulce por línea o bastidor y 13.000 m3/día por cada una de las 4 fases. Las membranas son de enrolamiento en espiral, del tipo poliamida aromática”. Esto se puede apreciar en la siguiente figura:

Figura 5. Etapa de la Osmosis InversaDisponible en:http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188235.php. Consultado el 30 de abril del 2011.

(2) Extractados de Instituto de Economía Aplicada Regional, IDEAR (2009) – “Estudio tarifario de concesiones de servicios sanitarios de la segunda región de Antofagasta: Periodo 2006 – 2011” ,Anexo. Universidad Católica del norte / Facultad de Economía y Administración.



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Junto con lo anterior, cabe destacar que la membrana es el elemento principal delproceso, ya que de ella depende la calidad del filtrado. Como se mencionóanteriormente, antes de filtrar el agua se presuriza, para que la depuración sea másefectiva.

Figura 6. Etapa de la Osmosis InversaDisponible en:http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188235

.php. Consultado el 30 de abril del 2011.

Los residuos del proceso de desalinización, denominada salmuera (TDS > 70000 mg/l),es vertida al lecho submarino sin cambios de T°. Po r ello, y cómo lo detallaremos másadelante, la salmuera tiene impactos mínimos en la masa marina.

A su vez, es importante destacar que existe un porcentaje de los desechos sonutilizados para la recuperación de energía, tal como se muestra en la figura 5. Estarecuperación de energía consiste en que el 55% del líquido filtrado por las membranas,denominado salmuera, retorna a gran presión hacia las bombas para producir energía yreducir así el consumo eléctrico de la planta, gracias al aprovechamiento del caudal que

lleva el fluido.

Usos de las PDAM

El agua obtenida como resultado de la desalinización de agua de mar, en el caso denuestro país, es utilizada principalmente en la minería, esencialmente para la industriadel cobre. En el sector agrícola también se ha implementado este proceso para realizarparte de sus operaciones, y por último para el consumo, considerando el nivel deexigencias y normas que rigen su producción, las cuales incluyen la re mineralización ypotabilización del agua.



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Impacto ambiental

Si bien los primeros proyectos de PDAM presentaban mínimos controles en lorelacionado al impacto ambiental, los avances tecnológicos han logrado reducir casi almínimo las externalidades negativas que los desechos arrojados al mar producían.Entre las razones se encuentran que el impacto de la salmuera en la masa marina esprácticamente despreciable, y que a su vez, todos los productos químicos que seutilizan en el pre tratamiento de la desalación, una vez dosificados son neutralizadospor la vía del tratamiento de las aguas de lavado de filtros y de membranas (IDEAR,2009).

Otro punto de vital importancia en la explotación de este tipo de proyectos es la “notable diferencia respecto del vertido de otras aguas residuales, es que las sales son iones y ese tipo de partículas tienen una velocidad de difusión mucho más rápida de la que pueden tener, por ejemplo, aguas de desecho cuyas partículas son moléculas de un tamaño mayor y sin carga eléctrica. De acuerdo a estimaciones de expertos en la materia, en un radio inferior a los 20 metros del punto de descarga se produce la dilución total, llegando a esa distancia con casi la misma concentración natural de sales en las aguas marinas” (IDEAR, 2009). Aún así, se recomienda que los desechos sedevuelvan al mar lejos de la costa, en un lugar con escasa vida vegetal y animal, con elfin de minimizar el impacto ambiental.

Debido a lo anterior, los principales objetivos para la protección del medio se enfocan

en a la minimización del arrastre y el impacto, a respetar el nivel de ruido en losalrededores y a mantener la disponibilidad de la planta. Para esto, se deben evitar laextracción de agua durante las mareas entrantes y utilizar dispositivos para asustar alos peces durante las extracciones.

Lo anterior va íntimamente ligado a la protección de la flora y la fauna, ahuyentando alos peces y expulsando a las larvas de la zona industrial. Se recomiendan para este fin,la utilización de dispositivos de señales acústicas disuasorias que actúan antes ydurante el periodo de abstracción, chorros de aire durante la puesta en marcha y rejillasde 3 mm.

Países pioneros en la utilización de este tipo de proyectos

“A nivel mundial, la evolución histórica de instalación de este tipo de plantas se puede apreciar en un catastro mundial de plantas operando en el año 2000, cuya capacidad total de producción diaria llegaba a los 26.275.000 m3/día. En Chile la producción actual de agua potable llega a 3.750.000 m3/día, es decir, la desalación actual en el mundo es varias veces superior al consumo de agua que podría consumir todo el país.

Las unidades de mayor capacidad de producción de agua por medio de estos tipos de tecnologías se encuentran en Arabia Saudita, que contaba al año 2000 con el 27% de



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la capacidad total mundial instalada de producción, principalmente mediante unidades de desalación de agua de mar que usan los procesos de destilación (7.050.000 m3/día).

Los Estados Unidos de América son el segundo país en capacidad total instalada, con aproximadamente un 15%, principalmente utilizando la desalación de aguas subterráneas salobres a través del proceso de osmosis inversa (3.860.000 m3/día)”.

Otro país pionero en el desarrollo de este tipo de plantas es España, en cuál hoy en díase contabilizan más de 700 plantas desaladoras, de agua salobre y de mar, queproducen una cantidad diaria superior a 800.00 m3. El 47% corresponde a la desalaciónde agua de mar. El desglose de las desaladoras de agua de mar españolas con unacapacidad superior a 600 m3/día de agua potable, es la siguiente:

Número de desaladoras Capacidad (m3/día)4 20000

23 2000 y 500045 600 y 500072 600

Tabla3. Desglose de PDAM en España. Fuente: Elaboración Propia.

Situación de Chile.

Las necesidades que han comenzado a surgir en el norte del país, en cuanto a unademanda creciente de agua, se ha visto influenciadas por 2 factores: el crecimientodemográfico esperado para los próximos años, y principalmente el aumento deproyectos mineros. Al año 2010 existen 3 plantas desaladoras operativas en nuestropaís:

- Una en I región, perteneciente a Aguas de Altiplano, la cual tiene una capacidadde producción equivalente a 150 l/s bajo el mecanismo de OI.

- Dos en II región, una perteneciente a Aguas de Antofagasta y la otra a MineraEscondida, las cuales tienen una capacidad de producción equivalente a 600 y525 l/s respectivamente. La primera genera agua potable, y la segunda, aguaindustrial, ambas bajo el mecanismo de OI.

Sin embargo, se tiene en carpeta la construcción de 6 nuevas PD, de las cuales 5 seránpara la producción de agua industrial. Entre las de mayor envergadura se encuentran lanueva PD de la minera escondida, la cual tendrá una capacidad de producción de 3200l/s, y la nueva PDAM de aguas Antofagasta, que tendrá una capacidad de 1000 l/s.

(1) Extractado de Instituto de Economía Aplicada Regional, IDEAR (2009) – “Estudio tarifario de concesiones de servicios sanitarios de la segunda región de Antofagasta: Periodo 2006 – 2011” ,Anexo. Universidad Católica del norte / Facultad de Economía y Administración.



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Se está estudiando, por parte del gobierno, una 7°nueva PDAM, la cual se ubicaría enla I región. Los principales desafíos en la zona es que el suministro de agua portablepara las zonas costeras de la I y II región sea totalmente obtenida desde el proceso dedesalación.

Todos los antecedentes antes mencionados, se especifican en el esquema 1:

Esquema 1. Distribución PDAM en Chile.Fuente: Zarzuela (2010)

Costos generales.

Los costos del agua desalinizada varían en función de diversos factores, tales como elprecio del petróleo y de las membranas osmóticas, la cantidad de habitantes a quienesse reparte el agua potable y la calidad del agua de mar. A su vez, en los costos seinvolucran factores como el estándar de los pozos de captación y almacenamiento deagua de mar, ubicación, electricidad, equipamientos (tuberías, bombas, filtros, entreotros) y distancia al punto de suministro, entre otros.



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La inversión para un proyecto de PDAM de 1000l/s, es aproximadamente 120 MM US$,como es el caso de la planta desaladora proyectada por Aguas Antofagasta S.A. paracubrir toda la demanda de la agua potable de la II región.

En lo que se refiere a la operación de la planta propiamente tal, en datos muygenerales, desalinizar un metro cúbico de agua de mar cuesta hoy alrededor de undólar, precio que varía de una a otra región del planeta según el costo de la energía yde lo competitiva que sea la planta.



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DESARROLLO

En esta parte de la investigación se abordará en base al proyecto “Nueva PlantaDesaladora Sur”, de la empresa Aguas Antofagasta, ubicado en la II Región, para deesta manera describir los procesos constructivos, la planificación, los costos incluidos yla regulación legal y normativa que rigen a este tipo de obras (3).

El proyecto, emplazado en el sector sur de la ciudad de Antofagasta, al frente de laUniversidad Antofagasta sede Coloso, generará 1000 l/s para abastecer de aguapotable a la población de dicha zona. Este tiene una vida útil estimada mínimo de 20años. Cuya fecha estimada de inicio de ejecución del proyecto es el 1 de Agosto de2011, dividiendo sus fases en:

- Construcción : Agosto 2011 a Noviembre 2013- Operación: Noviembre 2013 a 2033- Abandono (potencial) : 2033 a 2034

Construcción del Proyecto

La etapa de construcción de la planta desaladora se divide en:

1.- Instalación de Faenas2.- Movimientos de tierra3.- Obras civiles

• Instalación de faenas:

Corresponde a la instalación de la infraestructura necesaria para poder dar inicio a laconstrucción del proyecto.

Se consideran instalaciones de faenas en:

- La planicie costera: en tales sectores se utilizarán instalaciones del tipo portátilen base a contenedores. Además se utilizarán áreas de trabajo menores comoapoyo a la instalación de los ductos terrestres de agua de mar y potable.

(3) Análisis realizado en base al DIA del proyecto, disponible en: http://www.sea.gob.cl/



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- Sector donde se emplazará la planta, que constará en la instalación de oficinaspara contratistas, oficinas administrativas, patio de descarga de materiales einsumos, patios de ensamblaje de estructuras, patios de acopio de material,casino, sala de capacitación, sistemas de captación de agua potable, serviciossanitarios, sala de primeros auxilios, estacionamientos.

- En la planta se colocarán áreas de almacenamiento y ensamble, patiocompartido para contratistas, áreas de estacionamientos, almacenamiento deagua potable, servicios higiénicos y patio de almacenamiento transitorio deresiduos sólidos industriales y domésticos.

• Movimientos de tierra y materiales

Corresponde a la excavación del suelo necesario para la construcción de lasinstalaciones de la planta. Según la edificación la extracción de tierra será:

1- Construcción de Edificio Obra de Captación o Toma: Aproximadamente seexcavarán 18300m3 de suelo, para la ejecución de las fundaciones.

2- Construcción de Planta Desaladora: Aproximadamente se excavarán 41500m3 de suelo para la construcción de las plataformas que soportaran las fundacionesde la planta.

3- Construcción de Sistemas de impulsión de agua de mar y emisario de descargade agua de rechazo: Aproximadamente se excavarán 22.700m3 de suelo, parala ubicación de la tubería.

4- Construcción del sistema de impulsión de agua potable: Aproximadamente11.592m3 de suelo correspondientes para instalación de la tubería de impulsiónde agua producto y para la instalación de la tubería dentro del recinto estanquesamarillos se ejecutarán 195m3 de excavación de suelo.

• Construcción de obras civiles

Corresponde a la construcción de:

1.- Obras Marítimas

Obras de captación Obras de protección costera Edificio de captación o toma, emisario de descargas,

2.- Obras Terrestres

Impulsión de agua de mar Planta Desaladora Impulsión de agua producto



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1.- Obras Marítimas

Obras de captación:

Las obras de captación corresponden a la construcción de la tubería de captación, deimpulsión de agua de mar y descarga de agua de rechazo que se sitúan en el lechomarino.

La tubería de impulsión de agua de mar y descarga de agua de rechazo consta de lainstalación de una tubería por tramos previamente soldados.

La construcción de tubería de captación (ducto de 802,24m de longitud y 2m dediámetro) es de material HDPR (polietileno de alta densidad). Adicionalmente,contempla la construcción de una torre de captación submarina, una cámara deaspiración de bombas y edificio de obra de toma.

Para la construcción de las obras en una primera etapa se utilizarán explosivos y seconstruirá un muelle temporal para poder realizar los sondajes con explosivos y dragarel fondo marino, puesto que los ductos irán bajo el fondo marino.

Obras de protección costera

Corresponden a los enrocados de protección y defensa.

El enrocado de protección y de defensa se construirá a lo largo de la planta desaladoraincluyendo extremos adicionales para mayor protección. (Ver imagen 1 Anexo A).

Para la construcción de obras costeras, se debió realizar un estudio marítimo queanalizó los niveles del mar frente al área de estudio (gracias a la informaciónproporcionada por el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada a través de latabla de mareas) y las olas de diseño que afectarán a la estructura (estudio realizadopor Aquacien Consultores Marítimos), de manera de poder determinar la geometría ypesos de las escolleras de protección.

Las obras de protección consisten en escolleras de protección costera depositadas con

maquinaria rodante. Además se realizará un talud de terraplén, que tendrá peligro desocavarse producto del impacto de las olas, por lo que se ejecutará una obra deprotección que consiste en una coraza de rocas apoyada sobre el terraplén del camino.Entre tal coraza de rocas y el terraplén (que sirve de apoyo a la estructura), se ubicauna capa de material más fino (filtro) y un geotextil que impide que el fino seaerosionado.



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Edificio de captación o toma

Corresponde a la construcción de obra gruesa tanto de la planta de procesos como deledificio de toma.

Tales estructuras serán ejecutadas en hormigón armado estructural corriente, que serácolocado mediante el uso de vibrador de inmersión. Además se colocará hormigón conaditivo impermeabilizante en todos los muros. La construcción del edificio de toma deagua de mar estará bajo la cota del terreno natural y la planta elevadora constará de laconstrucción de las bombas de impulsión de 1000l/s. (Ver imagen N°2 Anexo A)

Emisario de descarga

La tubería de descarga de agua de rechazo o emisario consta de la instalación de unatubería por tramos previamente soldados. El emisario de descarga corresponderá a unducto de 266m de longitud y 1.8m de diámetro, de materialidad HDPE (poliestileno dealta densidad). (Ver imagen N°3 Anexo A). El ducto irá enterrado hasta la cota -4.00m, ydesde tal profundidad hasta los -8.00m, el ducto ira sobre el lecho marino anclado conmachones.

Producto de la diferencia de cota entre el edificio de captación y la planta desaladora,se considera una turbina para recuperar energía del caudal de descarga del agua derechazo, transformando tal energía hidráulica en eléctrica. Dentro de tal turbina ira unacámara de carga que permita controlar la concentración de sal.

La salmuera de rechazo del proceso de desalación, proveniente del proceso deintercambio de presión, será descargada por gravedad, teniendo una concentración desal del 50% por sobre lo normal y sin incremento de temperatura.Los últimos 50m del emisario, estarán compuestos por un difusor de descarga quecontará con 10 toberas de difusión (separadas 5.5 m entre ellas). Cada difusor tendráuna altura de 40cm y curvados en la salida en dirección norte.

2.- Obras terrestres.

Impulsión agua de mar.

Corresponde a la tubería que conectará el edificio de toma de agua de mar hasta laplanta Desaladora que no se encuentra contiguo al tal estructura.

La tubería de agua de mar (paralela al ducto de la descarga de salmuera) desde eledificio de toma de agua hasta la planta desaladora, poseerá una extensión de 1.2km.Estará compuesta por dos tuberías de HDPE de 1800mm de diámetro, que irán dentrode una camisa de acero de protección, y que a su vez estará formada por tramos (VerImagen N°4 Anexo A).



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Planta desaladora:

La construcción de planta desaladora, que consiste en la ejecución de las siguientesetapas. (Ver Imagen N°5 y N°6 Anexo A)

1.- Sistema de pre-tratamiento.2.- Sistema de tratamiento por osmosis inversa.3.- Sistema post tratamiento4.- Nave principal o edificio de procesos5.- Torres de dolomita6.- Estanque de almacenamiento de agua producto7.- Edificio de bombeo de impulsión de agua producto

1.- Sistema de pre-tratamiento: Corresponde a la infraestructura donde el agua es pre-tratada dividiéndose en:

- Estanques de filtros de arena: Construidas mediante fundaciones y estructurasde hormigón armado.- Dosificación de reductor.- Dosificación dispersante.- Filtros de cartucho.- Medición de S.D.I (índice de densidad de sedimentos).

2.- Sistema de tratamiento por osmosis inversa: Corresponde a toda la infraestructurapor la cual el agua es tratada mediante osmosis inversa.

- Bombas de alta presión.- Bombas Booster.- Tuberías de aspiración y descarga.- Sistemas de recuperación de energía.- Bastidores de membrana.- Estanque de almacenamiento de agua osmotizada para limpieza química.- Sistema de limpieza química de membranas.

3.- Sistema post tratamiento: Corresponde a toda la infraestructura mediante la cual alagua es procesada aplicando post tratamiento.

- Dosificación de ácido sulfúrico

4.- Nave principal o edificio de procesos: Construida mediante fundaciones y murosperimetrales de hormigón armado y estructura de techumbre en base a elementosmetálicos. Corresponde a la sección más importante en que se encuentran:



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- Oficinas de operación y control (sala eléctrica, laboratorio, talleres demantención de partes y piezas, comedor, baños y oficinas)- Bodegas de almacenamiento de sustancias químicas- Bodegas de residuos peligrosos- Subestación eléctrica (16MW)- Caseta de acceso, vialidad interior y áreas verdes.

5.- Torres de dolomita: Luego del sistema de Post-tratamiento, el agua es dirigida aestanques rectangulares de hormigón armado rellenos con dolomita, con el objeto deagregar los minerales necesarios para mantener el equilibrio en el agua producto.

6.- Estanque de almacenamiento de agua producto: Estructura rectangular construidaen base a hormigón armado, impermeabilizado, de 5000 m3 de capacidad. En esteestanque se realizará la dosificación de hipoclorito de sodio y de fluorosilicato sódico.

7.- Edificio de bombeo de impulsión de agua producto: Construida en base a hormigónarmado y techumbre de elementos metálicos. Contiene bombas centrifugas paraimpulsar el agua hasta los estanques de distribución.

Impulsión de agua producto

Desde el estanque de almacenamiento se impulsará el agua producto, mediantebombas de elevación hasta los estanques Amarillos (depósitos de distribución). Talimpulsión se realizará por tuberías de hierro dúctil con revestimiento de mortero cuyo

diámetro será de 900mm.Tal recorrido tiene una extensión de 2400m (Ver Imagen N°7 Anexo A) y seráconformada por tramos:

Tramo 1: En dirección norte por la acera de la Avenida Angamos hasta el Casino y porla acera oriente hasta la calle Luis Mancilla en una longitud de 1800m.

Tramo 2: Por calles Luis Mancilla y Eduardo Barrios en dirección este hasta la Av.Argentina, en una longitud de 310m.

Tramo 3: Por Av. Argentina por 60m hacia el sur, cruzando esta avenida hasta el este

frente a los estanques Amarillos, en la parte alta del cerro, paralelo a la tuberíaexistente en un tramo de 90m.



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Marco regulatorio sanitario (4)

Todo proyecto hidráulico necesita ser materializado de forma responsable, es decir éstedebe cumplir con la reglamentación dictada por la legislación según la ubicacióngeográfica en la que se encuentre. Esta reglamentación por medio de normas y reglaspretende controlar el correcto diseño, construcción, operación y cierre de la obra, demanera tal de minimizar los impactos sobre la sociedad y el medio ambiente.

En Chile, existe un monopolio sanitario regulado, en donde la PDAM puede sercosteada por el estado o por empresas privadas.

El estado, a través de sus diversas instituciones fiscalizadoras de obras hidráulicasasume un rol regulador, controlador y constructor del proyecto, además de costear elproyecto y vigilar que los costos asociados a la envergadura de la obra, que operan enel mercado sean transparentes. Las empresas autónomas proveen la construcción delas PDAM obteniendo los beneficios correspondientes, pero estos privados deben serregulados por las mismas instituciones reguladoras del estado.

La normativa aplicable a una PDAM se caracteriza por está dividida principalmente endos tipos, los cuales se pueden resumir en normativa general, que hace referencia almarco general de regulaciones en el que se incluyen las actividades e instalaciones delproyecto y normativa ambiental, considerando todas las regulaciones legales referidasa la protección del medio ambiente, preservación de la naturaleza, uso y manejo de los

recursos naturales, la fiscalización y los permisos sectoriales ambientales quepertenecen al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental.

Objetivos del marco regulatorio

- Garantizar que el servicio entregado (PDAM) sea de calidad.- Realizar una fijación de los costos acorde a las inversiones y gastos necesarios

para otorgar esa calidad de servicio.- Asegurar a las empresas privadas la estabilidad requerida de manera que

puedan invertir, producir, comercializar los servicios, recuperar la inversión y porsupuesto obtener utilidades.

- Incentivar el incremento de la productividad y la aplicación de nuevas tecnologías(estimular prestación de servicios en forma eficiente)

Empresas privadas

Cuando son las empresas privadas (mayoritariamente pertenecientes a la industriaminera) las que construyen una PDAM, estas cumplen un rol productivo y comercial.El primer paso para poder ejecutar una obra de estas características es obtener lasconcesiones que otorga el estado, para lograr cumplir su rol de forma eficiente.

(4) Extractado de http://idbdocs.iadb.org/wsdocs/getdocument.aspx?docnum=442108



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Estas concesiones son otorgadas por tiempo indefinido, aunque tienen la opción detransmitir el dominio o el derecho de explotación cuando lo estimen conveniente.

Los tipos de concesiones que se entregan son:

- Producción.- Distribución de agua potable.- Recolección.- Disposición de aguas.

La ley establece, en cuanto a los recursos de agua, que las concesionarias tienen elderecho de aprovechamiento de agua, así de esta manera se asegura la satisfacción dela posterior demanda.

Estado

Cuando es el Estado quien desarrolla la PDAM, este debe cumplir un rol, como ya semencionó anteriormente, de carácter regulador, controlador y constructor del proyecto.Todas las actividades controladoras de esta obra las realizan diferentes instituciones,cada una especialista es los posibles impactos que se quieren restringir.

- El marco institucional y legal está formado por:

1. La Superintendencia de Servicios Sanitarios (SSS), ente que regula y fiscaliza.

Este organismo es una entidad descentralizada dotada de personalidad jurídica ypatrimonio propio, sujeta a la vigilancia del Presidente de la República a travésdel Ministerio de Obras Públicas.

2. El Ministerio de Obras Públicas (MOP), tiene la administración de la legislaciónde los recursos hídricos, la asignación de los derechos de agua y la aprobaciónde los derechos de concesión para establecer, construir y explotar serviciossanitarios.

3. El Ministerio de Salud vigila la calidad del agua en los servicios sanitarios que noestán bajo la jurisdicción de la superintendencia, es decir que no sean servicios

sanitarios públicos y oficializa las normas de calidad estudiadas bajo lasdisposiciones del instituto nacional de normalización (INN).

4. La Empresa de Servicios Sanitarios (ESSAN) es una sociedad anónima concapital social perteneciente 100% al Estado de Chile. ESSAN es concesionariaexclusiva de los servicios sanitarios de producción y distribución de agua potabley de recolección y disposición de aguas servidas en las ciudades de Antofagasta,Mejillones y Tocopilla.



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5. La Dirección General del Territorio Marítimo es un organismo dependiente de laArmada de Chile. Constituye el organismo de la Armada mediante el cual elEstado vigila el cumplimiento de las leyes y acuerdos internacionales para laprotección de la vida humana en el mar, el medio ambiente, los recursosnaturales y las actividades que se desarrollan en el ámbito acuático de su

jurisdicción. Entre sus principales funciones están ejercer la fiscalización y controlde las playas y de los terrenos fiscales de playas colindantes con éstas en elmar. Por otro lado el servicio hidrográfico y oceanográfico de la armada tiene lafunción de entregar el registro del levantamiento hidrográfico marítimo, fluvial ylacustre, planificar y coordinar todas las actividades oceanográficas nacionalesrelacionadas con mareas, corrientes y maremotos.

6. El Servicio de Evaluación Ambiental (SEA), cuya principal función es tecnificar yadministrar el instrumento de gestión ambiental llamado “Sistema de Evaluaciónde Impacto Ambiental” (SEIA), cuya tarea se basa en la evaluación ambiental deproyectos, principalmente en prevenir el deterioro ambiental. Este permite endefinitiva, introducir la dimensión ambiental en el diseño y la ejecución de losproyectos y actividades que se realizan en el país, por medio de éste se evalúa ycertifica que las iniciativas, tanto del sector público como del sector privado, seencuentran en condiciones de cumplir con los requisitos ambientales que les sonaplicables.

7. La Dirección Regional del Servicio de Salud, a través del Departamento de Saluddel Ambiente es responsable de aprobar los planes para la planta de tratamiento

de agua potable, la planta de tratamiento de aguas servidas y la disposición deresiduos.

8. La legislación en Chile requiere que las empresas se incorporen a Mutuales deSeguridad. Las mutuales realizan inspecciones a las instalaciones de trabajo yasesoran a sus miembros sobre temas sanitarios y de seguridad así comocapacitación. Las cuotas que se pagan a las mutuales de seguridad reflejan elregistro sanitario y de seguridad de la empresa.



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Impacto ambiental y social del proyecto.

Con lo que respecta al riesgo para la salud de la población, debido a la cantidad ycalidad de los efluentes, emisiones o residuos (Art.5 de D.S 30/97), se consideró:

- Respecto a la emisión se concluyó que no generará alteraciones por ruidos, puesse instalarán pantallas acústicas móviles para la zona de excavación.

- Respecto a la emisión de residuos líquidos y no habrá inconveniente, pues ladescarga del efluente estará ubicada fuera de la zona de protección litoralestablecida para el punto de descarga.

- Respecto a la descarga de salmuera se consultó los criterios de la norma decalidad primaria para aguas marinas de uso humano (D.S Nº 144), y sedesprende que la salmuera no afectará la calidad del ambiente acuático. Ladescarga se hará en un área que no presenta usos relacionados con actividadeshumanas que puedan estar en riesgo producto de la descarga.

Junto con lo anterior, los efectos adversativos sobre la cantidad y calidad de losrecursos naturales renovables, incluidos el suelo, agua y aire (Art.6 de D.S 30/97), seestableció que el proyecto en general no traerá efectos adversos en la cantidad nicalidad de los recursos naturales renovables, pues las emisiones y descargas cumplencon la legislación vigente, debido a que el uso del suelo no presenta importancia como

recurso, pues es suelo urbano y no de uso agrícola y a su vez, la descarga de lasalmuera se realiza en un sector que presenta buenas condiciones de dispersión, pueses una zona expuesta al oleaje.

El proyecto no intervendrá ni explotará vegetación nativa; como tampoco extraerá,explotará, ni manejara especies de flora y fauna. A su vez, se instalará en un áreaurbana, y no registra diversidad biológica; además el suelo donde se presenta no poseepotencial agronómico, por lo que no presenta valor ambiental elevado.

Tampoco provocará cambios en la dimensión geográfica, ni en la distribución de losgrupos humanos ni en la estructura espacial de sus relaciones. Junto con lo anterior, la

planta no se encuentra cercano a ninguna área protegida que pudieran verse afectadaspor las obras, no causará alteración al valor paisajístico ni turístico de la zona, nitampoco generará alteración de monumentos, sitios de valor antropológico,arqueológico, histórico, o pertenecientes al patrimonio cultural.



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Costos.

Los costos involucrados en las PDAM se pueden analizar desde dos grandes aspectos:desde el punto de vista de la inversión y los gastos en la ejecución del proyecto, ydesde el punto de vista de la explotación de la planta en lo relacionado a las tarifas delagua potable producida por este tipo de plantas.

Inversión y costes de ejecución

La inversión total de la planta desaladora proyectada por Aguas Antofagasta S.A dePDAM de 1000l/s, es aproximadamente 120 MM US$ (80 MM €), los cuales se dividenen 4 ítems generales:

1. La obra propiamente tal, que incide casi en un 80% de los costos generales delproyecto, dentro de los cuales un 63% corresponden a gastos por equipos ysistemas, un 33% a la obra civil superficial y sólo un 1% de la obra civilsubterránea.

En este punto es muy importante destacar que los mayores gastos son losproducidos por los sistemas de bombeo, recuperación energética (24%), elsistema de ósmosis Inversa (16%), y el sistema de pre-tratamiento físico (13%),es decir, en los sistemas donde se desarrolla en su plenitud el proceso desegregación entre los sólidos y partículas salinas, y el agua potable.

2. Los costes de gestión del proyecto, que inciden en un 5% de los costosgenerales. Aquí se integra los procesos de planificar, captar, dinamizar, organizary administrar recursos, con el fin de culminar todo el trabajo requerido paradesarrollar un proyecto y cumplir con el alcance, dentro de los plazos estipuladosy los costos definidos*.

3. Coste de Ingeniería (5%)

4. Los gastos por contingencias e imprevistos , que alcanzan un 10% de los costos yestán relacionado con problemas legales que se puedan presentar, o bien,

modificaciones indeclinables dentro de la misma ejecución de la faena.

El desglose de los 4 ítems antes mencionados se presenta en la siguiente tabla:



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N° Glosa Euros Incidencia (%)

1 Equipos 42.069.819 62,88

1.1 Sistema de Captación y evacuación desalmuera por emisarios submarino 727.226 1,73

1.2 Sistemas de bombeo de captación,mezclado y transferencia 4.336.000 10,31

1.3 Sistema de pretratamiento físico 5.327.158 12,661.4 Sistema de pretratamiento químico 54.153 0,131.5 Sistema de Ósmosis Inversa 6.848.725 16,28

1.6Sistema de Bombeo y recuperaciónenergética 10.068.808 23,93

1.7 Sistema de postratamiento 317.836 0,761.8 Monitorización y control 1.451.933 3,451.9 Conducciones 4.349.560 10,34

1.9.1 Conducciones en acero inoxidable 1.271.534 3,021.9.2 Conducciones en plástico reforzado defibra de vidrio 3.078.025

7,321.10 Sistema eléctrico 4.070.000 9,671.11 Sistemas auxiliares 168.861 0,402 Obra civil superficial 22.188.827 33,16

3 Obra civil subterránea 2.650.000 3,96Presupuesto total de la obra 66.908.646

4 Coste de gestión del proyecto (5%) 3.345.4325 Coste de Ingeniería (5%) 3.345.4326 Contingencias e imprevistos (10%) 4.014.519

Presupuesto total de la planta 77.614.029Tabla 4. Gastos generales del proyecto. Fuente: Ministerio de Obras Públicas.

Costos de la producción de agua potable.

En nuestro país, la tarifa de producción de agua potable en el modelo incorpora costosde reposición de la infraestructura y de operación de (5):

- Fuente de agua cruda: Disponibilidad y Calidad.- Precio del agua cruda: Mercado de transacciones de derechos.- Conducciones hasta estanques de regulación.- Potabilización del agua cruda: Costos de tratamiento del agua cruda.

(5) Extractado de Espinosa, Magali (2010): “Plantas desalinizadoras y el Abastecimiento de agua potable en Chile”. Superintendencia de Servicios Sanitarios. Antofagasta, Chile.



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Con estos parámetros, la tarifa del agua potable es en promedio 0.3€ por m (0.45US$). El gobierno instó que para la implementación de plantas desaladoras, quepermita disponer de agua en la cantidad y calidad exigidas para el abastecimiento deagua potable, se requiera suministrar agua de mar desalada a un costo de producciónmenor al costo de las fuentes tradicionales descrita anteriormente.

En este sentido, desalinizar un metro cúbico de agua de mar cuesta hoy alrededor deun dólar (0.7€), lo que hace algún tiempo no era competitivo con el precio del aguapotable en el norte del país. Sin embargo, en los últimos años esta cifra se ha vistomodificada, sobre todo en la región de Antofagasta, donde el año 2009 el metro cúbicode agua potable alcanzó el precio de 1€, debido a que las fuentes tradicionales de aguaen el norte del país son cada vez más escasas, de mayor costo e inseguras.

Lo anterior implica que, hoy por hoy, el costo de producción de las fuentes tradicionalesse encareció a tal punto que el costo de desalación logra ser competitivo.

Producto de lo anterior, y considerando el actual déficit del recurso hídrico que presentala II región, la construcción de esta PDAM fue la solución considerada para elabastecimiento de agua potable de Antofagasta, para así dejar de explotar en formadefinitiva los acuíferos de la región. A su vez, evaluando que a la fecha no existenposibilidades reales de disponer de mayores aguas en otras fuentes convencionales,utilizar agua de mar se vislumbra como la opción más razonable.

En definitiva, la alternativa de abastecer a la población con agua de mar desalada es

económicamente competitiva en Antofagasta, cuya tarifa de producción de las fuentesde agua dulce, incorporando las conducciones y las plantas de tratamiento alcanza a 1euro el m3, lo cual sobrepasa al costo de agua desalada.



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APORTES AL CURSO

Los aportes del proceso desalinización de agua de mar al curso de obras hidráulicas,están dirigidos a relacionar temas revisados en clases con el proceso dedesalinización. Los cuales son:

1-. Conocer la relación directa que existe entre la escasez de agua dulce y laimplementación de sistemas de producción de agua apta para el uso, como ladesalinización.

• Escasez de agua libre para el consumo

A modo de ejemplo, los países del Medio Oriente, donde existe una escasez crítica delagua, producen aproximadamente el 50% de la capacidad mundial de aguadesalinizada en el mundo.

2-. Analizar los costos y beneficios de aumentar los recursos hídricos a través dedesaladoras.

• Costos de las obras hidráulicas como desaladora, para aumentar el recursohídrico

Se mencionó con anterioridad que los costos de una PDAM dependen de surendimiento, la cual relaciona la necesidad del requerimiento de agua versus los costosinvolucrados en el proceso.

3-. Determinar los usos del agua obtenida a través del proceso de desalinización.

• Usos del agua obtenida a través del proceso de desalinización

El agua obtenida como resultado de la desalinización de agua de mar, en el caso denuestro país, es utilizada principalmente en la minería, esencialmente para la industriadel cobre. En el sector agrícola también se ha implementado este proceso para realizarparte de sus operaciones, y por último para el consumo, considerando el nivel deexigencias y normas que rigen su producción, las cuales incluyen la re mineralización ypotabilización del agua.

4-. Dar a conocer las tecnologías y procesos de desalinización involucradas en ladesalinización de agua de mar.



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5-. Conocer reglamentación necesaria para llevar a cabo el proceso, y sus aptitudespara aceptar o rechazar un proyecto de desalinización.

• Reglamentación y gestión de las plantas desaladoras de agua de mar.

Al Ministerio de Obras Públicas le corresponde la administración de la legislación enmateria de recursos hídricos, la asignación de los derechos de agua y la aprobación delos derechos de concesión para establecer, construir y explotar servicios sanitarios.El Ministerio de Salud vigila la calidad del agua en los servicios sanitarios.

La Dirección General del Territorio Marítimo tiene entre sus principales funciones,ejercer la fiscalización y control de las playas y de los terrenos fiscales de playascolindantes con éstas en el mar.

Bases Generales del Medio Ambiente (LBGMA), es la institución del Estado que tienecomo misión promover la sustentabilidad ambiental del proceso de desarrollo ycoordinar las acciones derivadas de las políticas y estrategias definidas por el gobiernoen materia ambiental.

CONAMA tiene una función coordinadora de la gestión ambiental de los distintosServicios Públicos.

6-. Presentar las primeras obras hidráulicas de este tipo en Chile, estado del artenacional.

• Primeras plantas de desalinización en Chile

Actualmente existe una producción de más de 24 millones de metros cúbicos diarios deagua desalada en todo el mundo, lo que supone el abastecimiento de más de 100millones de personas. Tal como se mencionó anteriormente, unos de los pioneros enChile en este tema son Minera Escondida que comenzó a operar su primera planta en2006, Puerto Coloso, y que hoy genera 525 litros de agua desalinizada por segundo.

7-. Relacionar la importancia de los pozos de captación de las plantas desalinizadoras,con la resistencia y capacidad de almacenamiento de estos.

• Pozos de captación implementados en el proceso

Para el proceso de desalinización mediante Osmosis Inversa se necesita pozos decaptación del agua salada, los cuales deben ser diseñados y construidos para resistiruna cantidad de agua de mar igual a tres veces la que se va a producir. Por eso eldiseño de los pozos o sistema de captación debe considerar esa característica para subuen funcionamiento.



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8-. Conocer los distintos procesos que intervienen en la producción de desalinizacióndel agua.

• Producción

Para la producción de agua dulce son necesarios generalmente distintos procesos, loscuales deben tener un plan de funcionamiento lo menos contaminante e invasiva parael medio ambiente.

9-. Identificar cada uno de los procesos constructivos de una planta de desalinización.

• Procesos constructivos de plantas de desalinización

Los procesos de construcción de una planta desaladora incluyen instalacionesadecuadas para:- Captación de agua de mar.- Bombeo de agua de mar a la planta desaladora.- Conducción de agua de mar.- Planta de Osmosis Inversa.- Depósito de agua tratada.- Post-tratamiento del agua producto.- Bombeo e impulsión del agua tratada.- Acondicionamiento del Depósito, y conexiones a sistemas de distribución existentes.- Conducción de agua de rechazo y salmuera.- Obras civiles auxiliares (edificios, accesos, viales, redes de servicios, etc).

10-. Comprender las implicancias de esta obra hidráulica, conociendo sus ventajas ydesventajas.

• Implicancias del proceso

La principal ventaja es que permite la obtención de agua para consumo humano a partirde agua salada del mar. Por tanto, disminuye la explotación de los acuíferos queactualmente se están agotando, recuperan su nivel freático original y disminuye laintromisión de agua marina en los mismos. Así mismo, disminuye el gran número depozos y galerías realizadas para la obtención del agua subterránea.

Las desventajas son que requiere una gran superficie de terreno, así como de grandesestructuras que exigen una gran inversión económica. A su vez, el funcionamiento de laPDAM implica un gran gasto de energía. Finalmente, como en todo proyecto, hayimpactos ambientales involucrados, producidos principalmente por el agua devuelta almar por la depuradora y su extrema salinidad. Además, la presencia demicroorganismos utilizados durante el proceso de depuración ocasiona una disminucióndel O2 del agua y por tanto de las especies que lo consumen.



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CONCLUSIONES

La realización del presente trabajo de investigación, se hizo en función de conocer ydesarrollar nuevas tecnologías sustentables para el aprovechamiento de recursoshídricos que antes era imposible tratar para el consumo humano, ante la evidenteescasez de agua potable en el mundo. En este sentido, la masificación de laimplementación de las plantas desaladoras en mundo representa un pasoimportantísimo para el cumplimiento de tal objetivo.

A grandes rasgos, estas plantas desaladoras tratan el agua de modo de separar losresiduos salinos del agua, siendo el proceso más utilizado el de osmosis inversa.Producto de lo anterior se conocieron los aspectos fundamentales que involucran laejecución y explotación de este tipo de proyecto, desde los impactos ambientales ysociales que involucran este tipo de proyectos, hasta la descripción de cada una de laspartes que componen una planta desaladora y los procesos del funcionamiento, siendoen este último punto las membranas de osmosis inversa el punto crítico del proceso.

En la investigación se abordaron estos puntos en base al proyecto “Nueva PlantaDesaladora Sur”, de la empresa Aguas Antofagasta, emplazado en el sector sur de laciudad de Antofagasta, que generará 1000 l/s para abastecer de agua potable a lapoblación de dicha zona. Este tiene una vida útil estimada mínimo de 20 años. Cuya

fecha estimada de inicio de ejecución del proyecto es el 1 de Agosto de 2011,dividiendo sus fases en:

- Construcción : Agosto 2011 a Noviembre 2013- Operación: Noviembre 2013 a 2033- Abandono: 2033 a 2034

Si hay un aspecto a destacar dentro en este proyecto, y todos los recientementeejecutados, es el respeto por la reducción de los impactos ambientales que se haconseguido. A modo de ejemplo, durante los primeros proyectos de PDAM presentabanmínimos controles en lo relacionado al impacto ambiental, pero gracias a los avancestecnológicos han logrado reducir casi al mínimo las externalidades negativas que los

desechos arrojados al mar producían. Entre las razones se encuentran que el impacto de la salmuera en la masa marina es prácticamente despreciable , y que a su vez, todoslos productos químicos que se utilizan en el pre tratamiento de la desalación, una vezdosificados son neutralizados por la vía del tratamiento de las aguas de lavado de filtrosy de membranas (IDEAR, 2009).

Debido a lo anterior, la emisión de residuos líquidos no tiene inconvenientes, pues ladescarga del efluente estará ubicada fuera de la zona de protección litoral establecidapara el punto de descarga. A su vez, luego de consultado los criterios de la norma decalidad primaria para aguas marinas de uso humano (D.S Nº 144), se desprende que lasalmuera no afectará la calidad del ambiente acuático, producto de que la descarga se



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hará en un área que no presenta usos relacionados con actividades humanas quepuedan estar en riesgo producto de la descarga.

Complementando la idea anterior, pero con respecto a la emisión de ruidos, se puedeconcluir que estos proyectos no generan alteraciones por ruidos, ya que se instalaránpantallas acústicas móviles para la zona de excavación, la faena más ruidosa dentro dela construcción y explotación de la PDAM.

Otro punto que cabe consignar, es la normativa que regula este tipo de proyectos ennuestro país. En este sentido, las instituciones fiscalizadoras de obras hidráulicas delestado, son las que asumen un rol regulador, controlador y a veces constructor de estetipo de proyectos, lo que puede ayudar a fomentar la incursión de nuevos proyectos enun mediano plazo.

Con respecto a la inversión, y los valores incluidos en la construcción, ejecución yexplotación de la obra, se debe destacar que los mayores gastos son los producidospor los sistemas de bombeo, recuperación energética (24%), el sistema de ósmosisInversa (16%), y el sistema de pre-tratamiento físico (13%), es decir, en los sistemasdonde se desarrolla en su plenitud el proceso de segregación entre los sólidos ypartículas salinas, y el agua potable.

Dentro de los valores de los cuales se habló a lo largo del presente, es importanterecalcar el costo de explotación de la planta, en lo referido principalmente al costo deproducción del m3 de agua potable. Hoy por hoy, el costo de producción de las fuentes

tradicionales se encareció a tal punto que el costo de desalación logra ser competitivo.

Producto de lo anterior, y considerando el actual déficit del recurso hídrico que presentalas primeras regiones del país, y en especial la II región, la construcción de una nuevaPDAM fue la solución considerada para el abastecimiento de agua potable deAntofagasta, para así dejar de explotar en forma definitiva los acuíferos casi agotadosde la región. En pocas palabras, la alternativa de abastecer a la población con agua demar desalada es económicamente competitiva en la segunda región, debido a que enesta zona la tarifa de producción de las fuentes de agua dulce, incorporando lasconducciones y las plantas de tratamiento alcanza a 1 euro el m3, lo cual sobrepasa alcosto de agua desalada (0.7 €).

A modo de conclusión, la implementación de las PDAM es una tecnología innovadoraen nuestro país para cubrir las demandas de agua en la zona norte, ya sea paraconsumo humano o para faenas industriales. Es una tecnología sustentable desde elpunto de vista económico y medio ambiental, considerando que la ejecución yexplotación de este tipo de proyecto tiene impactos ambientales mínimos en el entorno.A su vez para el aprovechamiento de recursos hídricos cada vez más escasos,evaluando que en un futuro no muy lejano, no existirán posibilidades reales de disponerde mayores aguas en otras fuentes convencionales, por ende utilizar agua de mar sevislumbra como la opción más razonable.



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BILIOGRAFÍA

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PLANTAS DESALINIZADORAS DE AGUA DE MAR - APLICACIÓN EN CHILE