Sistema de distribución de agua potable

En los sistemas de distribución de agua potable, una considerable porción de los costos asociados, se deben, principalmente, al consumo de energía eléctrica necesario para la extracción, distribución y tratamiento de agua [1]. Se estima que en el mundo, el costo de operación de los servicios de agua y saneamiento, por consumo de electricidad representa del 5% al 30%, y que en algunos países como la india y Bangladesh puede llegar al 40% [2]. En México, por ejemplo, para la operación del sistema Cutzamala, el 81% del presupuesto asignado anualmente se designa al pago de energía eléctrica que requieren sus 6 plantas de bombeo, que en conjunto deben elevar el flujo a una altura de 1100 metros para poder llevar agua a la Ciudad de México . El 19% restante es utilizado para cubrir el costo de mantenimiento de las diferentes plantas de bombeo, pozos, acueductos y centrales eléctricas [3].

En los sistemas de distribución de agua potable, la mayor cantidad de energía es requerida por las bombas, la cuales deben descargar y presurizar el fluido para satisfacer los puntos de demanda [1]. Los sistemas municipales de distribución de agua requieren para su operación un conjunto de bombas de diferentes capacidades y tipos, según la necesidad de cada punto de descarga.

Existe una estrecha relación entre el consumo de energía eléctrica y la contaminación que se genera al producir electricidad, ya que cerca del 85.7% es producto de la combustión de fuentes fósiles [2], lo que incrementa la emisión de gases de invernadero a la atmosfera, con consecuencias negativas al medio ambiente.

Los costos asociados a los sistemas de distribución de agua potable, se clasifican principalmente en; costos de consumo de eléctrico y de mantenimiento de los sistemas de bombeo, mejoramiento y reparación de la red hidráulica, nómina de la plantillas de trabajadores, costos indirectos relacionados con insumos de automotores, útiles para el transporte de personal y equipo.

Es importante observar que existe un elevado porcentaje de agua entregada a los consumidores que por diversos motivos no se logra facturar, según datos de la CAAMT, aproximadamente 40% del volumen ingresado a la red en el 2013, lo que ocasiona una reducción en los ingresos del organismo municipal operador. Esta situación es grave, debido a que, al no contar con recursos suficientes, no es posible realizar acciones mantenimiento o reparación de dichos sistemas, además, frena la modernización, el mejoramiento y la ampliación de la red hidráulica, lo que permitiría mejorar eficiencia de operación. Todo ello aunado a la cada día menor disponibilidad del preciado recurso. Esta situación nos debe alarmar, ser conscientes de ello implica un mejor aprovechamiento y un mejor futuro para próximas generaciones.

Es importante que el usuario sea responsable del uso y el pago que se deriva del servicio, lo cual permitirá a los organismos operadores de estos sistemas, invertir en sistemas de distribución que sean eficientes y que minimicen sus costos de operación.

El presente análisis explora la posibilidad de sustituir los sistemas de distribución directo, por un sistema de distribución de depósitos elevados distribuidos en la ciudad y que permitan cubrir la demanda de agua potable de la ciudad y minimizar los costos asociados a la distribución de agua potable.

La naturaleza y complejidad del problema implica el uso de herramientas de optimización avanzadas, las cuales se incluyen en el plan de estudios de la carrera de Ingeniería Industrial, que se imparte en la Universidad Politécnica de Tulancingo. En la materia de investigación de operaciones el alumno comprende un problema, lo modela y lo resuelve a través de herramientas de cómputo que le ayudan a resolver el problema de forma eficiente, como puede ser el problema de distribución del agua potable.

Referencias bibliográficas.

[1] CNA, Comisión Nacional del Agua (2003), "Estadísticas del Agua 2003, Región XIII Aguas del Valle de México y Sistema Cutzamala", Gerencia Regional XIII, Aguas del Valle de México y Sistema Cutzamala, México.

[2] CONAGUA, Comisión Nacional del Agua (2015), "Estadísticas del agua en México", México 2015.

[3] CONAGUA, Comisión Nacional del Agua (2015), "Numeragua", México 2015.


JAVIER LICONA PALACIOS
Profesor de tiempo completo de la Universidad Politécnica de Tulancingo
javier.licona@upt.edu.mx