Seguridad de Suministro de Agua en Lima. La desalinización como alternativa

1. Seguridad de Suministro de Agua en Lima.La desalinización como alternativa Sergio Bravo Orellana Setiembre, 2009

2. Contenido 1. Problemática del agua 2. Propuestas de desarrollo 3. Plantas desalinizadoras 4. Concepto de ósmosis inversa – proceso con membranas

3. 1. Problemática del agua Concepto

4. Escasez de agua por zonas geográficas Fuente: International Water Management Institute, 2005 – Proyección al 2025

5. Conflictos por el agua vs funciones • El Perú esta ubicado en la clasificación Escasez Económica Implicancias • Realizar Inversión en nuevas fuentes de agua. • Considerando Plazos de Estudios y Ejecución de cada alternativa • Sin olvidarnos que cada alternativa otorga una determinada Seguridad de Suministro. Escasez física. Aún empleando las mejores técnicas, el agua potencialmente aprovechable APU de un país no es suficiente para cubrir las demandas agrícolas, domesticas e industriales al tiempo que satisface sus necesidades ambientales. Escasez económica. Países que tienen suficientes recursos de agua para resolver la demanda adicional, pero que requieren para aumentar el APU nueva infraestructura de regulación y trasvase en más de 25 por ciento. Escasez menor. Países con poco o nada de escasez del agua. El APU excede largamente la demanda. Sus necesidades de ampliación son inferiores al 25 por ciento del APU

6. Ranking mundial de disponibilidad de agua per cápita

7. Ranking mundial de disponibilidad de agua per cápita Fuente: UNESCO - INRENA

8. Problemática de agua en el Perú • El Perú tiene el 5% del agua a nivel mundial y cuenta con importantes recursos hídricos. • El 98% corresponde a la vertiente del Atlántico. • EL 95% de la población se abastece de agua que fluye desde las cumbres andinas. • Ley de Aguas: La prioridad es la población, la segunda prioridad es la ganadería y luego la agricultura. • EL CAUDAL DE ESTIAJE DEL RÍO RÍMAC ES DE 10 M3/SEG. • LA CIUDAD MÁS GRANDE EN MEDIO DE ESTRÉS HÍDRICO

9. Distribución Poblacional en el Perú

10. Problemática de agua en el Perú – Población por vertientes PACÍFICO Más población Relación inversa Menos agua ATLÁNTICO Más agua Relación inversa Menos población

11. Ciclo del agua y propuestas Fuente: El reto del agua – Dónde coinciden los expertos – IPAE – CEE (2007)

12. Rendimiento de los recursos hídricos en el sector agrícola en la vertiente del Pacífico

13. Propuestas planteadas por un grupo de expertos Propuestas prioritarias • Fijar tarifas que reflejen el costo • Educar a la población • Tecnificar el riego • Crear un nuevo marco legal • Crear un sistema de información • Procesar aguas servidas Propuestas intermedias • Medidores para todos • Promover la participación privada • Uso de acuíferos (recarga por reinfiltración) • Reforestación • Conflictos. • Desalinización • Definir el programa de inversiones • Panel consultivo permanente Propuestas polémicas • Derechos de agua • Construir 40 trasvases • Que el Ministerio del Ambiente administre el agua • Tarifas diferenciadas • Asignar agua según el sector Fuente: El reto del agua – Dónde coinciden los expertos – IPAE - CEE

14. El 22% de los glaciares del Perú ha desaparecido • Cuando llueve hace calor (temperaturas en el verano se han elevado por el efecto invernadero) • Cuando hace frío no llueve Fuente: INRENA

15. Usos del agua en el Perú Fuente: INRENA

16. Conflictos por el agua vs funciones • RECURSO ESCASO • USUARIOS DE DISTINTA NATURALEZA Funciones del agua • Ambiental.Conservación del paisaje, conservación de la biodiversidad. • Social.Agua potable y necesidades primarias. • Económico.Minería, industria, generación hidroeléctrica y agricultura. Fuentes de conflictos Sobreexplotación de las fuentes de agua (cantidad) Vertimiento de efluentes y residuos sólidos (calidad) Regímenes de aprovechamiento no sincronizados entre diversos usuarios (oportunidad) Manejo fragmentado de la distribución Rivalidades territoriales tradicionales Usurpación de competencias Decisiones incorrectas y procesos no transparentes Normatividad imprecisa y ambigua Distribución del canon de agua

17. Conflictos por el agua VS Agricultura Minería VS Riego Generación eléctrica VS Agricultura (Territorio 1) Agricultura (Territorio 2) Ejemplos • Yanacocha - Quellaveco • Tambo vs Moquegua • Majes Siguas - Cusco vs Arequipa (Agrícola vs Agrícola) • Cora Cora vs Yauca y Chaviña • Cascas vs Contumaza • Bella Unión vs Acari

18. Ciclo del agua y alternativas de inversión Trasvases Reutilización de aguas residuales Aguas subterráneas Desalinización Fuente: El reto del agua – Dónde coinciden los expertos – IPAE – CEE (2007)

19. Problemas central del sector saneamiento “Cuando hablamos de las posibilidades de desalinización y re-uso de aguas residuales, en verdad de lo que estamos hablando es de hacer una reflexión de la supervivencia y sostenibilidad de la ciudad capital” Guillermo León Viceministro de Saneamiento

20. 2. Propuestas de desarrollo

21. Fuentes de agua a nivel global Agua salada (97.5%)

22. Fuentes de agua a nivel global

23. Algunos costos Fuente: La reutilización, la regulación y la desalación en la gestión integrada del agua – Universidad Politécnica de Cataluña

24. 3. Plantas desalinizadoras – Iniciativa privada

25. Biwater USA/Biwater AEWT - Líder Proyecto desalinización Biwater AEWT (BAEWT), domiciliada en California (USA), ha instalado, en aplicaciones con membranas, una capacidad total de mas de 1,450,000 m3/día en los últimos 10 años. Biwater AEWT (BAEWT) ha construido y/o tiene en proceso de construcción, la mayoría de los mas prominentes sistemas instalados en los últimos cinco años, incluyendo la planta de Nano-Filtración mas grande del mundo para la ciudad de Boca Ratón, Florida (+150,000 m3/día)

26. Planta Desalinizadora Biwater Boca Raton, Florida - 150,000 m3/día

27. AGUAS DE LIMA SUR II- 100% financiado por Biwater Antecedentes básicos del Proyecto • No existe abastecimiento de fuentes superficiales y el acuífero del rio Lurín no puede abastecer con suficiente volumen a la zona por lo que se limita su expansión urbana. • El Proyecto Marca II, considerando la futura segunda etapa de la planta de Huachipa y un ramal sur de aproximadamente 70 km (Huachipa - Pucusana) demandaría una inversión de US$ 450-500 millones y una ejecución de 6 años mas dos años de estudios y aprobaciones (SNIP, FINANCIAMIENTOS, ETC). Descripción Proyecto • Construcción de una Planta desalinizadora de Osmosis Inversa de Agua de Mar (SWRO) para abastecer en forma continua 100.000 M3/día. • Una línea de conducción de 60 Kms, del sur de Lurín hasta Pucusana + 7 reservorios nuevos de almacenamiento + las interconexiones a 5 reservorios existentes. • La operación y Mantenimiento por un periodo de 20 años, bajo la modalidad de concesión en BOT.

28. Aguas Lima Sur II - Zona de influencia Villa el Salvador N Pachacamac Lurin 36 kms de conducción por gravedad. 90.000 M3/día Punta Hermosa Punta Negra 2 tanques de almacenamiento de 6.000 M3 cada uno para abastecer la ruta norte Planta desalinizadora San Bartolo Planta SWRO Santa María 24 kms de impulsion. 10.000 M3/dia Pucusana

29. AGUAS DE LIMA SUR II- Planta desalinizadora - Osmosis Inversa La población indicada está proyectada al 2030. Fuente: Sedapal Comunidad Beneficiada (proyección al 2030) • Lurín: 195,363 • Pachacámac: 146,420 • Pucusana: 28,745 • Punta Hermosa 13,901 • Punta Negra: 13,173 • San Bartolo: 23,758 • Santa María: 388 • San Juan de Miraflores 424,538 • Villa el Salvador 538,645 • Villa María del Triunfo 563,200 TOTAL: 1’948,131 habitantes

30. AGUAS DE LIMA SUR II- Análisis de la demanda de agua Parámetros considerados a partir del censo del 2007 en la región: • Consumo domestico : 150 lpd y 4 habitantes por vivienda. • Demanda domestica Estacional entre 20% • Crecimiento poblacional del 50% al 2030 • Demanda no domestica del orden del 30% • Cobertura actual (2008) del 30% • Pérdidas en el sistema del 25% • Demanda potencial para futuros desarrollos urbanísticos

31. Determinación de la Capacidad M3/dia Demanda de Balnearios del Sur 100,000 70,000 2012 2041 2018 Tiempo Demanda Directa Lurín Pachacámac Pucusana Punta Hermosa Punta Negra San Bartolo Santa María

32. Determinación de la Capacidad M3/dia Demanda de Balnearios del Sur VMT + VES + SJM Demanda de Balnearios del Sur 100,000 Demanda Directa • Lurín • Pachacámac • Pucusana • Punta Hermosa • Punta Negra • San Bartolo • Santa María 70,000 2011 2041 2018 Tiempo Demanda Inicial Adicional San Juan de Miraflores Villa el Salvador Villa María del Triunfo

33. AGUAS DE LIMA SUR II- Análisis de posibles localizaciones Lurin Sta Maria La Tiza

34. AGUAS DE LIMA SUR II- Localización: Santa María del Mar • La elección de la ubicación se determinó sobre el requerimiento de abastecer con agua potable las áreas desde el sur de Lurín hasta Pucusana al menor costo posible de inversión y operación. • Los conceptos de optimizar la conducción por gravedad y mantener íntegra la disponibilidad de las playas publicas regían esta ubicación, entre otros parámetros de viabilidad técnico - financiero. • Visto bueno de autoridades Distrito y Bienes Nacionales. • Suficiente área para futura expansión al doble de capacidad. • Diseño de la Planta y del proceso ajustado a terreno y calidad del agua.

35. AGUAS DE LIMA SUR II- Planta de Osmosis Inversa • LINEA TRONCAL: 60 Km • RESERVORIOS NUEVOS: 7 ubicados en: • Santa María. • Punta Hermosa. • Punta Negra • San Bartolo • Lurín • Pachacamac. • INTERCONEXIONES con los reservorios existentes en: • Pucusana. • La Honda • Santa María • Villa Mercedes • Lurín.

36. AGUAS DE LIMA SUR II- Iniciativa Privada • Propuesta técnica sólida y sustentable. • Implementación del proyecto en menos de 24 meses. • Instalación planta de desalinización piloto. • Tubería de toma de agua con 50% mas de capacidad para futura expansión. • Generación de empleo local del 100% tanto para la etapa de construcción como para la de operación.

37. AGUAS DE LIMA SUR II - Captación y Descarga • Captación tipo mar abierto • 500m de línea costera baja marea. • 3 x 1200mm diámetro • Descarga de impacto controlado 450m de línea costera baja marea • 2 x 1200mm diámetro • Separación 300m Ambos sistemas están dimensionados con un 50% mas de capacidad para mantenimiento y seguridad.

38. AGUAS DE LIMA SUR II -Captación a mar abierto Cribado de la bocatoma en alambre trapezoidal de níquel -cobre de 3mm. La Bocatoma debe estar: A 5mts bajo la superficie y a 3mts sobre lecho del mar

39. AGUAS DE LIMA SUR II - Descarga Salmuera – impacto controlado

40. 4. Concepto de ósmosis inversa – proceso con membranas

41. Pretratamiento Bombas Clarificación Filtros de Gravedad Rápida Bombas de Retrolavado NORTE BOMBAS SUR CONTACTO CL2 RECARBONATADOR QUIMICA BOMBAS FILTROS HP STG 1 STG 2 STG 1 STG 2 Planta RO Filtros Bombas Alta Presión Membranas Etapa 1 Membranas Etapa 2 Sistemas de Química CART FILTROS Retrolavado ELIMINACION CLARIFICACION Tratamiento Lodos Post tratamiento Re-carbonación Contacto de Cloro Bombas – Agua Potable BOMBAS DESCARGA ENTRADA

42. AGUAS DE LIMA SUR II - Evaluación de los posibles sistemas de captación de agua para el proyecto POZOS PLAYEROS: Ventaja: Pre tratamiento reducido sino no hay contaminación. Desventajas: (i) Rendimiento de pozos no conocido, no asegurado (ii) Para una demanda de agua de mar de 212.000 M3/dia, se requiere un área de 2 kms * 100 mts para instalar 40 pozos y sus bombas con una distancia-radio de 50 mts entre pozos. (iii) Altos costos de perforación y posterior mantenimiento de los pozos y las bombas. (iv) Cerrar la playa para otros usos (v) Los coloides pasan las aguas de los pozos playeros TOMA A MAR ABIERTO: (seleccionado) Desventaja: Requiere pre tratamiento Ventajas: (i) Cantidad de agua garantizada (ii) Mantenimiento mínimo

43. Osmosis Osmosis es el proceso en el cual el agua de un lado de la membrana trata de pasar a través de la membrana para diluir la solución salina en el otro lado, en un intento de ecualizar la concentración de sal en ambos lados de la membrana. Membrana Semi-permeable Agua Salada Agua Pura

44. Osmosis Inversa Osmosis Inversa es el proceso de reversar el flujo del agua a través de la membrana usando presión física para sortear la presión osmótica. El proceso de presión donde la solución salina es deshidratada cuando el agua pura pasa a través de la membrana, dejando atrás sales y partículas. Membrana Semi-permeable Agua Salada Agua Pura

45. Osmosis Osmosis Inversa Presión aplicada Flujo Flujo Solución Concentrada Membrana Solución diluida

46. TRATAMIENTOS CON MEMBRANAS RELACION TAMANO POROS VS PRESION ROMar 800 - 1200 PSI La presión se incrementa ROSALOBRE 200 - 700 PSI Nanofiltration 80 - 150 PSI Ultrafiltration 20 - 75 PSI Microfiltration 10 - 30 PSI

47. 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 Micro - Filtración Ultra - Filtración Nano - Filtración Osmosis Inversa Tamaño Poros Membranas Micron Arena de playa Polen Sugars Bacteria Viruses AqueousSalts Cryptosporidium Coloidales Filtración Partículas Metal ion

48. Elementos en una membrana tipo Espiral

49. AGUAS DE LIMA SUR II- Análisis de posibles localizaciones • LA TIZA: Se encontraría la Planta ubicada en un área de Defensa de alta seguridad que inviabiliza la disponibilidad de estos terrenos. • LURIN: • Los clubs de playa y las propiedades privadas limitan la disponibilidad de terrenos. • Capa freática alta, posible contaminación del terreno. Se requeriría una ubicación muy al sur para evitar posible contaminación del agua a captarse, dada la sedimentación y los desagües del río Lurín. • La circulación de grandes barcos que anclan cerca de la instalación de Petroperú y de una fabrica de cemento en el área, pone a riesgo la integridad del sistema de captación de agua de mar, no solo por colisión sino también por contaminación del agua a tratarse. • Los cerros cercanos tienen un máximo de 55 mts de elevación a una distancia de 3 kms, elevación que no es suficiente para manejar el flujo de agua por gravedad hacia el sur sin la presencia de bombas adicionales, implicando mayores costos de inversión y operación.