Enric Castellví, director de Planificación en Aguas de Barcelona, nos habla sobre la gestión de activos y su relación con el rendimiento hidráulico de las redes de abastecimiento de agua.
En esta entrevista nos explica que la renovación de las redes no es la única línea de trabajo para la mejor del rendimiento, ya que a lo largo de la vida de las tuberías se pueden realizar muchas actuaciones que ayudan a mejorar la eficiencia de la red y, de paso, aumentar la vida útil de las tuberías.
Pregunta: En la prensa es habitual encontrar titulares que indican esta relación directa entre los bajos rendimientos de la red de distribución con las pérdidas de agua en las tuberías. ¿Cuál es tu opinión al respecto?
Respuesta: Por supuesto que las fugas de agua en las tuberías afectan al valor del rendimiento de la red, aunque la pregunta importante es: ¿En qué medida contribuye el agua perdida en las tuberías al rendimiento?
Para poder responder a esta última cuestión, antes debemos conocer los componentes del agua no registrada.
En el siguiente esquema se distinguen las partes que componen el agua no registrada.
Relacionando estos componentes obtenemos los valores de rendimiento y de agua no registrada:
Rendimiento técnico= Agua Registrada / Agua Distribuida
Agua No Registrada= Agua distribuida – Agua Registrada
Así pues, el agua no registra es la diferencia entre el agua entrada en el sistema de abastecimiento y el agua registrada por los contadores de consumo de los usuarios del servicio.
Permitidme no volver a utilizar el concepto rendimiento como indicador para evaluar la eficiencia de la red, ya que al incrementarse el consumo y por ende, el agua suministrada en la misma proporción, sin hacer ninguna actuación de mejora, aumenta el cociente (rendimiento).
Es importante hacer notar que el valor del agua no registrada es la suma de una parte de agua realmente perdida por los elementos de la red de distribución, uno de ellos las tuberías, y de la parte de pérdidas aparentes que son básicamente debidas a utilizaciones fraudulentas del agua e imprecisiones en los equipos de medición de los volúmenes de entrada al sistema y sobre todo de salida a los usuarios.
Centrándonos otra vez en el caso de las tuberías, en el siguiente esquema se pueden distinguir las diferentes formes de fugas de agua que puede tener.
El volumen pérdidas reales debido a estas tipologías de fugas en tuberías es el producto del número de ellas por el caudal de fuga de cada una y por el tiempo en que estén activas.
Una vez dispongamos de estos valores podremos definir la contribución de las fugas en tuberías en el valor de agua no registrada en la red disribución.
P.- Otra de las afirmaciones que se escucha habitualmente es la siguiente, cuando los valores de rendimiento de una red son muy bajos, la solución es la substitución de las tuberías, porque tienen mucha antigüedad y eso significa que están en mal estado. ¿Cuál es tu opinión sobre esta afirmación?
R.- Si nos imaginamos el ciclo de vida de un activo, en nuestro caso las tuberías que componen el sistema de abastecimiento podemos ver que en cada una de las etapas del ciclo de vida se pueden realizar actuaciones que tengan una repercusión positiva en el agua no registrada y que además mejoran la vida de las tuberías, no solo en la fase de renovación.
Así pues empezando en la etapa de Planificación, la interpretación clara de las necesidades, actuales y futuras, que una zona urbana requerirá para el suministro de agua, permite disponer de criterios válidos, tanto para el diseño de la nueva red como también para la explotación del sistema que permita minimizar los efectos sobre las redes.
En esta etapa al tener en cuenta nuevos desarrollos urbanísticos y la planificación de los otras servicios públicos, no solo redes enterradas, como las de gas, electricidad, alcantarillado o telecomunicaciones, si no también, vías de transporte, sobre todo el pesado, o zonas de equipamientos, donde es posible que haya clientes sensibles a la continuidad del agua, etc. nos ayudará a reducir las pérdidas fiscas causadas por la interacción de nuestra red con las otras infraestructuras de servicios púbicos
Es importante hacer notar que el valor del agua no registrada es la suma de una parte de agua realmente perdida por los elementos de la red de distribución
En la etapa de diseño y proyecto, teniendo en cuenta que no existe una normativa legal de obligatorio cumplimiento que especifique como ha de ser una red de abastecimiento de agua potable y que características han de cumplir sus componentes. Por lo que si no se dispone de Pliegos de construcción de la propia compañía (todas las grandes empresas disponen del suyo particular) hay que utilizar el resto de normativa técnica relacionada con las redes de abastecimiento, entre ellas destaca la UNE-EN 805 Abastecimiento de agua. Especificaciones para redes exteriores a los edificios y sus componentes.
Hay también muchos manuales, guías, recomendaciones sobre la selección y utilización de tuberías, válvulas, etc. redactados asociaciones de fabricantes, asociaciones de empresas de abastecimiento (AEAS), organismos oficiales (CEDEX) etc., que es interesante y conveniente de consultar para evitar problemas de ineficacias de las redes en el futuro.
Es sobre todo importante que en el proyecto se analice con el máximo detenimiento la selección del material, especialmente en situaciones no habituales. La decisión equivocada del PN y/o DN, de la protección externa/interna, de la rigidez estructural y de la resistencia química a los productos de desinfección, harán que las perdidas reales aumenten y que disminuya la vida útil de la tubería.
En esta fase, también hay que tener muy en cuenta los siguientes aspectos:
- Condiciones urbanísticas y de ordenación del territorio: Diferenciación clara entre zonas industriales, comerciales y residenciales, la necesidad de redes de riego o protección contra incendios, etc.
- La topografía del territorio. Puede condicionar las presiones de la red, el número de piezas a utilizar, bombeos, depósitos etc.
- Condiciones de la zona. Existencia de corrientes vagabundas, tráfico rodado intenso, tipo de vía, imposibilidad de abrir zanja, gran ocupación subsuelo, riesgo sísmico, nivel freático alto, etc., pueden condicionar el tipo de técnica de instalación, los recubrimientos o protecciones de las tuberías.
- Zonas a evitar en el diseño.
- Zona Privada: Establecer servidumbre de paso, etc.
- Zona ajardinada con arbolado: Establecer protección adecuada.
- Zona con pavimentos especiales de difícil reposición: Estoc pavimentos
- Mobiliario urbano: Fuera de la vertical del elemento de mobiliario. Separación mínima y que permita el acceso, la maniobrabilidad y el mantenimiento de los elementos de maniobra y control
También es muy importante que una vez decidido el material de la tubería hay que asegurar la calidad del suministro, mediante especificaciones técnicas internas (fichas de materiales) y catálogo de marcas y modelos aceptados.
Además hay que exigir contractualmente a los proveedores el cumplimiento del RD 140/2003, para materiales en contacto con el agua (acreditación de cumplir con el sistema de aprobación nacional NAS) y el marcaje CE
Para evitar defectos de diseño, de la materia prima o de fabricación hay que tener un control sobre los proveedores. Estos deben cumplir con las certificaciones ISO 9000, 14000 etc., aunque también es conveniente la realización aleatoria de pruebas de calidad.
Otro elemento importante a tener en cuenta es la incorrecta manipulación durante el transporte y almacenamiento en obra, de estos materiales, se debe disponer de especificaciones para tener un mayor control sobre este proceso de transporte y almacenamiento
Hay que recordar que los accesorios como válvulas, ventosas, prensaestopas, etc., han de tener las mismas exigencias de control que la propia tubería.
En la fase de construcción es imprescindible contar con unos equipos de montaje bien formados y preparados para actuar en cualquier tipo de situaciones que se pueden dar en el trabajo en zanjas.
Disponer de sistemas de detección de fugas semivisbles con la máxima precisión disminuirá el tiempo de localización y con ello la duración de la fuga
En zonas poco pobladas, sin servicios, el montaje es muy cómodo seguro y rápido, pero en zonas pobladas, con servicios, (que es lo más habitual) el montaje es incómodo, lento, difícil y con incremento medidas seguridad para el trabajo de los operarios.
Una baja calidad de ejecución que se traduce en un incremento inmediato de las pérdidas reales en las tuberías.
Ejemplos de mala ejecución pueden ser: defectos de soldadura de Polietileno (en presencia de agua/barro, no respetar el tiempo, temperatura y presión recomendadas, incorrecta preparación del material antes de soldarlo, etc.); no considerar los efectos de la contracción-dilatación de las tuberías plásticas; instalar mal los accesorios mecánicos (mal apretado, excesiva desalineación, no utilización de casquillos de refuerzo, etc.); la incorrecta compactación de las tierras de relleno ; la deficiente elección de los apoyos y anclajes para el régimen de presiones de la operación y el tipo de terreno, etc.,
También es muy importante saber actuar en cruces de puntos singulares: viales, ríos, vías de ferrocarril, ríos, etc., y en zanjas por debajo del nivel freático, donde los materiales a utilizar y las protecciones deben ser los adecuados para esas situaciones extraordinarias.
En la etapa de puesta en servicio, debe priorizarse, por parte de las empresas de servicios que gestionaran posteriormente las instalaciones, el control de las pruebas de puesta en carga para detectar posibles deficiencias de los trabajos de montaje.
Es básico disponer de los croquis o ¿as-builts¿ de los montajes con la mayor precisión geográfica y con toda la información relevante sobre las circunstancias especiales que acaecieron durante la fase de instalación.
Toda esta información tiene que estar plasmada con la mayor exactitud en el sistema de información de la empresa de servicio.
La explotación de la red viene determinada por las condiciones reglamentarias del servicio de abastecimiento, que se concreta en la presión y los caudales de suministro a los usuarios, la garantía sanitaria del agua para el consumo y los límites de responsabilidad de la empresa de servicio sobre los elementos que configuran el servicio de abastecimiento a la población.
Dentro de este margen marcado por el Reglamento del servicio, desde la explotación del sistema de abastecimiento se pueden realizar actuaciones que reducen el nivel de agua no registrada, como son , la reducciones de la presión en la red de distribución; la división de la red en zonas independientes con el fin de poder medir los caudales suministrado y registrado de forma autónoma (sectorización) ; el control en continuo de la calidad del agua, que permite ajustar las dosificaciones de desinfectante y la instalación de telelectura en los contadores de los usuarios para disponer de datos en continuo para detectar anomalías en el funcionamiento de la red.
Pero también es necesario que se tenga mucho cuidado con las operaciones realizadas sobre válvulas que dan lugar a excesivas presiones o llenado de tuberías demasiado rápido, creando sobrepresiones (golpes de ariete) , que pueden dañar la estructura de las tuberías.
En la etapa de mantenimiento y centrándonos en la parte correctiva, es decir la reparación de las fugas hay que tener en cuenta que una vez detectada la avería, si es visible, ya sea a través de la información del sistema de explotación (incrementos de caudales instantáneos que se corresponden con bajadas de presión) o a través de comunicaciones externas, la acción más importante es reducir al máximo el periodo de respuesta, para ello el disponer de los equipos de trabajo adecuados y de los elementos de aislamiento (válvulas) en perfecto estado de funcionamiento nos permitirá actuar con la máxima rapidez y de esta forma disminuir las pérdidas de agua.
La explotación de la red viene determinada por las condiciones reglamentarias del servicio de abastecimiento, que se concreta en la presión y los caudales de suministro a los usuarios
Disponer de sistemas de detección de fugas semivisbles con la máxima precisión disminuirá el tiempo de localización y con ello la duración de la fuga.
La utilización de equipos de personas expertas en la resolución de averías, el disponer de criterios ajustados para cada tipología de roturas de las tuberías y la utilización adecuada de los accesorios de reparación, nos permitirá mantener un nivel de funcionamiento de la red similar al que había antes de la rotura.
El tamaño de las piezas de reparación deberá ser el correcto y tendrán un recubrimiento tanto exterior como interior que las protejan de la corrosión, además, los elastómeros de estanqueidad serán de una dureza adecuada y cumplirán con la norma UNE EN-861.
Si la reparación no se realiza correctamente se pueden generar nuevas fugas invisibles que empiezan a desarrollarse en el periodo oculto.
Como podéis ver antes de decidir la sustitución de una tubería podemos actuar en muchos otros aspectos para mejorar el agua no registrada.
P.- Una vez evaluada que una de las soluciones para la mejora del agua no registrada es la sustitución de las tuberías, ¿Cómo sé que tramos de tuberías, de entre todos los que forman parte de la red de distribución, son los que debo sustituir?
R.- En el siguiente gráfico se puede observar la curva de degradación de una tubería. Inicialmente aparecen muchas averías relacionadas con la instalación /construcción de la tubería pasando después un largo periodo de pocas averías (dependiendo del tipo de explotación al que esté sometida), y al final van incrementándose otra vez el número de averías hasta que la situación se hace insostenible y se realiza la renovación/rehabilitación de la tubería.
No existe un valor concreto para determinar el volumen de renovación de las tuberías de una red de abastecimiento, aunque valores próximos a un volumen de renovación de un 1% anual de la longitud de la red, se pueden considerar adecuados. Este valor nos lleva a que las tuberías se renovarían cada 100 años, lo que comporta una edad media de la red de 50 años.
En el mundo hay ciudades con valores de antigüedad de tuberías de más de 60 años, lo que significa que algunas tuberías superan los 100 años, con valores de agua no registrada muy bajos, y en cambio en otras ciudades con antigüedades medias mucho más bajas los indicadores de agua no registrada son muy elevados.
Una vez enmarcado el volumen de renovación de la red, es decir la cantidad de dinero a invertir, hay que decidir que tuberías son las prioritarias para su renovación/rehabilitación.
En el caso concreto de Aguas de Barcelona, se ha apostado para la decisión de la renovación de las tuberías, por criterios de desarrollo sostenible
Existen modelos matemáticos que tienen en cuenta aspectos como: el riesgo asociado a una avería o a una pérdida de capacidad (Riesgo= Probabilidad x Consecuencias); los costes asociados a la avería (cierre de la red, reparación, agua perdida, daños a terceros, imagen, limpieza y desinfección, etc.); los costes de la renovación (instalación, valor no amortizado, etc.) y los gastos financieros.
La estimación del número de averías en el futuro se obtiene a partir de otros modelos que tienen en cuenta el material de la tubería, el entorno, la presión de servicio, la calidad del agua suministrada, etc.
Existen sencillos modelos que comparan la opción de renovar una tubería determinada versus la opción de repararla y otros más complejos que muestran gráficamente la rentabilidad de todos y cada uno de los tramos de la red.
En el caso concreto de Aguas de Barcelona, se ha apostado para la decisión de la renovación de las tuberías, por criterios de desarrollo sostenible.
De esta forma además de tener en cuenta todos los aspectos técnico- económico y ambientales utilizados por otros modelos matemáticos comentados, se tiene en cuenta el aspecto social, enfocado, por un lado al ámbito de las personas y por otro a la ciudad.
Respecto a la parte de personas se valoran todos los inconvenientes de las afectaciones a los usuarios tanto por el hecho de quedarse sin agua mientras dura la avería, como por las posibles afectaciones en la calidad del agua suministrada o las posibles obstrucciones que afectarían a la presión de servicio. Se valoran con más importancia los inconvenientes a los clientes sensibles, básicamente hospitales.
Respecto a la afectación a la ciudad los impactos considerados son por un lado los que se derivan de la afectación a la movilidad ya sea de vehículos o de personas a causa de las averías, por otro lado la afectación a otras infraestructuras de servicios públicos y en un tercer lugar la oportunidad de coordinación con los planes de actuación municipal.
Para la asignación definitiva de los pesos de cada uno de los aspectos que se han tenido en cuenta en este modelo de renovación con criterios de desarrollo sostenible, intervendrán todos los grupos de relación de la empresa.
http://www.iagua.es/noticias/espana/escuela-agua/17/03/02/renovacion-redes-no-es-unica-linea-trabajo-mejora-rendimiento
