Por Carlos Uzcátegui
La ciudad de Mérida,
conocida por su rica historia, cultura vibrante y belleza natural, se enfrenta
a un desafío crucial: la captación sostenible de agua para satisfacer las
necesidades de su creciente población y actividades económicas. En los últimos
años, el aumento del arrastre de sedimentos en el río Mucujún, fuente principal
de abastecimiento de agua para la ciudad, ha generado una serie de
preocupaciones relacionadas con la obstrucción del sistema de captación,
poniendo en riesgo la seguridad hídrica de la comunidad.
Ante este escenario, es imperativo explorar y considerar alternativas innovadoras y efectivas para abordar el problema de la captación de agua en Mérida. Desde enfoques centrados en la gestión de sedimentos hasta soluciones tecnológicas avanzadas, existe un amplio abanico de posibilidades que pueden ser exploradas y adaptadas a las necesidades específicas de la ciudad.
En documento, analizaremos algunas de estas alternativas, examinando sus ventajas, desafíos y viabilidad en el contexto de Mérida. Desde la implementación de tecnologías de limpieza automática en los desarenadores hasta la exploración de nuevas fuentes de abastecimiento de agua, exploraremos diferentes enfoques que podrían ofrecer soluciones sostenibles y resilientes para asegurar un suministro confiable de agua potable para la comunidad de Mérida.
Al considerar estas alternativas, es fundamental tener en cuenta no solo la eficacia técnica de las soluciones propuestas, sino también su impacto ambiental, social y económico a largo plazo. Al abordar de manera integral el desafío de la captación de agua en Mérida, podremos avanzar hacia un futuro más seguro y sostenible para todos sus habitantes.
Para abordar el
problema de la captación de agua en Mérida debido al excesivo arrastre de
sedimentos en el río Mucujún, así como el surgimiento de cárcavas que
contribuyen a este problema, se pueden considerar varias alternativas:
1.
Optimización del sistema de desarenadores.
Esta propuesta comprende, realizar un estudio detallado para determinar la capacidad de los desarenadores actuales y su eficacia en la retención de sedimentos; donde se podrá considerar la posibilidad de aumentar el número de desarenadores o su capacidad para manejar un mayor volumen de sedimentos. También se propone implementar tecnologías de limpieza automática o semi-automática para mantener su eficacia operativa sin intervención manual frecuente.
La optimización del sistema de desarenadores es fundamental para garantizar su eficacia en la remoción de sedimentos del agua que se captura para su posterior tratamiento y distribución; algunas estrategias para optimizar este sistema podrían incluir:
1.1 Análisis de capacidad y eficiencia:
Es importante realizar un análisis detallado de la capacidad y eficiencia de los desarenadores existentes. Esto implica evaluar la velocidad de flujo del agua, el tiempo de retención, la eficacia de la separación de sedimentos y otros parámetros hidráulicos clave para identificar posibles áreas de mejora.
1.2 Optimización del diseño hidráulico.
Revisar y ajustar el diseño hidráulico de los desarenadores puede mejorar significativamente su rendimiento. Esto puede incluir la modificación de la geometría de la cámara de sedimentación, la ubicación y tamaño de las entradas y salidas de agua, así como la optimización de la distribución del flujo para garantizar una sedimentación eficiente.
1.3 Control de la velocidad de flujo:
Ajustar la velocidad de flujo del agua dentro de los desarenadores es crucial para asegurar una sedimentación adecuada. Controlar la velocidad de entrada del agua y mantener un flujo uniforme ayuda a evitar la resuspensión de sedimentos y garantiza que los mismos se depositen de manera efectiva en el fondo de la cámara de sedimentación.
1.4 Implementación de tecnologías de monitoreo:
La integración de tecnologías de monitoreo, como sensores de nivel de agua y sistemas de detección de sedimentos, permite una supervisión en tiempo real del rendimiento del sistema de desarenadores. Esto facilita la identificación temprana de problemas y la toma de medidas correctivas de manera oportuna.
1.5 Optimización de la limpieza:
Mejorar los procesos de limpieza de los desarenadores es esencial para mantener su eficacia operativa. Esto puede implicar la implementación de sistemas automáticos de limpieza, como barreras flotantes que capturan y remueven los sedimentos acumulados en la superficie del agua, o la instalación de dispositivos de raspado automático en el fondo de la cámara de sedimentación.
1.6 Programas de mantenimiento preventivo:
Establecer programas de mantenimiento preventivo ayuda a mantener los desarenadores en óptimas condiciones de funcionamiento. Esto incluye actividades como la limpieza regular de las rejillas de entrada, la inspección de las válvulas y dispositivos de control, y la revisión periódica de los componentes mecánicos y eléctricos para detectar y corregir posibles problemas antes de que afecten el rendimiento del sistema.
1.7 Capacitación del personal:
Capacitar al personal encargado del funcionamiento y mantenimiento de los desarenadores es fundamental para garantizar su eficacia y durabilidad a largo plazo. Proporcionar capacitación sobre los procedimientos operativos, mantenimiento preventivo y resolución de problemas ayuda a mejorar la gestión y operación del sistema de desarenadores.
2. Uso de Hidrociclones para Controlar Picos de Turbidez en Crecidas del rio.
Los hidrociclones son
dispositivos centrífugos altamente eficaces para remover sólidos suspendidos en
condiciones de turbidez elevada. Su capacidad para manejar flujos intermitentes
y variaciones rápidas en la calidad del agua los convierte en una opción
adecuada para controlar los picos de turbidez asociados con las crecidas del
rio.
¿Por qué utilizar
hidrociclones en picos de turbidez?
· Tienen una capacidad
de respuesta rápida: Funciona eficientemente bajo variaciones
repentinas en la concentración de sólidos.
· Remoción
eficiente:
Elimina partículas con densidades mayores que el agua (~50-80% de sólidos en
suspensión dependiendo del diseño).
· Diseño
compacto:
No requiere grandes áreas, facilitando su integración en plantas existentes.
· Mantenimiento
reducido:
Sin piezas móviles, lo que minimiza los costos operativos.
· Flexibilidad operativa: Pueden activarse únicamente durante eventos de alta turbidez.
Los hidrociclones deben ubicarse donde puedan interceptar los picos de turbidez sin interferir con el flujo normal de operación. Lo ideal sería aguas arriba del Sistema de Desarenadores. Esto da como ventajas:
· Actúan como
una primera barrera para reducir la carga de sólidos antes de ingresar a los
desarenadores.
· Disminuyen
el riesgo de sedimentación excesiva en las unidades existentes, ocasionando el
colapso en su funcionamiento.
Se debe diseñar un sistema de bypass que permita redirigir el flujo hacia los hidrociclones únicamente durante picos de turbidez. En condiciones normales, el agua continuaría por la tubería principal para minimizar el desgaste innecesario de los hidrociclones.
La descarga de sedimentos debe ser retornada al rio mediante tuberías.
El agua clarificada, que sale de los hidrociclones debe ser conectada a la tubería que alimenta los desarenadores para proceder en estos a completar el proceso de sedimentación preliminar.
2.1. Evaluación de Viabilidad Técnica y Económica
Factores técnicos
· Capacidad
hidráulica: Los hidrociclones deben diseñarse para manejar los
caudales máximos previstos durante las crecidas del rio.
· Presión de
operación:
Es necesario garantizar la presión mínima requerida (Entre 14.5 y 29 psi
dependiendo del modelo).
· Material de
construcción: Resistente a la abrasión del material que transporta el
rio.
Costos y beneficios
· Inversión
inicial:
Relativamente baja en comparación con la expansión de unidades convencionales.
· Beneficios operativos: Reducción en el desgaste de otros equipos y ahorro en químicos debido a la menor carga de sólidos en procesos posteriores.
2.2. Monitoreo y Operación
Esta propuesta se puede
complementar con Sistema de Control Automático. Esto incluye Sensores de
turbidez en línea que activen automáticamente los hidrociclones cuando se
superan ciertos límites (>1000 UNT, por ejemplo).
También es muy
importante el mantenimiento preventivo que incluye la
limpieza periódica de los hidrociclones para evitar incrustaciones y obstrucciones; así como la inspección del sistema de descarga de sólidos.
3. Mejora de la rejilla de captación:
Aquí se propone rediseñar la rejilla de captación para mejorar su capacidad de retención de sedimentos sin comprometer el flujo de agua hacia los desarenadores. Esto incluye emplear materiales y diseños que reduzcan la obstrucción de la rejilla debido a la acumulación de sedimentos, como rejillas autolimpiantes o de geometría especial.
4. Implementación de sistemas de control de erosión en las cárcavas.
Esta propuesta comprende realizar un análisis detallado de las cárcavas y su impacto en el transporte de sedimentos hacia el río. Esto permitirá diseñar e implementar medidas de control de erosión en las cárcavas, como terrazas, revegetación, obras de retención de sedimentos, o sistemas de drenaje que reduzcan el flujo de sedimentos hacia el río.
Las cárcavas, son formaciones topográficas que se desarrollan debido a la erosión hídrica o fluvial en terrenos con pendientes pronunciadas y suelos susceptibles a la erosión. Algunos enfoques comunes para implementar sistemas de control de erosión en cárcavas podrían incluir:
a) Revegetación y restauración vegetal:
La revegetación es una estrategia efectiva para estabilizar cárcavas y reducir la erosión del suelo. La siembra de especies vegetales nativas con sistemas radiculares profundos puede ayudar a fijar el suelo, reducir la escorrentía superficial y mejorar la infiltración de agua en el suelo. Además, la vegetación actúa como una barrera natural que protege el suelo de la acción erosiva del agua y el viento.
b) Instalación de barreras físicas:
Las barreras físicas, como muros de contención, terrazas, gaviones y enrocados, pueden ser instaladas en cárcavas para estabilizar el suelo y reducir la erosión. Estas estructuras ayudan a controlar el flujo de agua y reducir la velocidad de la escorrentía, lo que minimiza la erosión y el transporte de sedimentos. Además, proporcionan soporte estructural adicional para prevenir el colapso de las cárcavas.
c) Control de la escorrentía:
La gestión de la escorrentía es fundamental para controlar la erosión en cárcavas. Se pueden implementar medidas como la construcción de zanjas de drenaje, canales de desviación y terrazas de retención para dirigir y gestionar el flujo de agua, evitando su concentración en áreas vulnerables y reduciendo así el riesgo de erosión y colapso de cárcavas.
d) Estabilización del suelo:
La estabilización del suelo es clave para prevenir la erosión en cárcavas. Se pueden aplicar técnicas como la hidrosiembra, la aplicación de material orgánico suelto o geotextiles, y el uso de productos químicos estabilizadores de suelos para mejorar la cohesión del suelo y reducir la pérdida de partículas por erosión hídrica o eólica.
e) Implementación de prácticas de conservación del suelo:
La cuenca del rio Mucujún se encuentre en un área protegida mediante decreto oficial, y cuenta con una reglamentación que controla el uso de sus diferentes áreas. La adopción de prácticas de conservación del suelo, el control de la cantidad de cultivos, la construcción de terrazas agrícolas y la aplicación de prácticas de manejo del pastoreo, ayuda a reducir la erosión y la formación de cárcavas. Estas prácticas promueven la salud del suelo, mejoran su estructura y aumentan su resistencia a la erosión.
f) Monitoreo y mantenimiento:
Es importante realizar un monitoreo regular de las cárcavas tratadas para evaluar la eficacia de los sistemas de control de erosión implementados y realizar ajustes según sea necesario. Además, se debe llevar a cabo un mantenimiento periódico de las estructuras y prácticas de control de erosión para garantizar su funcionalidad a largo plazo.
5. Diseño de estructuras de retención de sedimentos en el río.
En esta propuesta se plantea evaluar la factibilidad de construir estructuras de retención de sedimentos aguas arriba de la captación, como diques o presas de sedimentación, para reducir la cantidad de sedimentos que llegan al sistema de captación. Se debe estudiar el impacto ambiental y social de estas estructuras, así como su efectividad en la reducción del arrastre de sedimentos.
6. Implementación de prácticas de manejo de cuencas.
La Propuesta considera desarrollar e implementar programas de manejo de cuencas que incluyan medidas de conservación del suelo, reforestación, control de prácticas agrícolas y ganaderas, entre otras, para reducir la erosión y el transporte de sedimentos hacia el río.
Algunas estrategias y acciones que pueden contribuir a la protección y mejora de esta importante cuenca podrían incluir:
a) Educación Ambiental:
· Diseñar e implementar programas de educación ambiental dirigidos a la población infantil y juvenil en las escuelas ubicadas en la cuenca. Estos programas pueden crear conciencia sobre la importancia del río Mucujún y fomentar prácticas responsables de uso del agua y conservación del entorno natural.
· Involucrar a la comunidad en talleres, charlas y actividades que promuevan la comprensión de los problemas ambientales locales y la adopción de prácticas sostenibles.
b) Conservación del Suelo.
· Implementar prácticas
para prevenir la erosión del suelo, como la siembra directa, la reforestación
de áreas degradadas y la construcción de terrazas. Estas acciones ayudarán a
mantener la calidad del suelo y reducir la sedimentación en los cuerpos de agua
de la cuenca.
· Fomentar la adopción de técnicas agrícolas sostenibles que minimicen la pérdida de suelo y nutrientes.
c) Monitoreo y Evaluación.
· Establecer
sistemas de monitoreo para evaluar la calidad del agua, la salud de los
ecosistemas acuáticos y la presencia de contaminantes.
· Realizar análisis periódicos de la calidad del agua y compartir los resultados con las autoridades y la comunidad.
d) Participación Comunitaria.
· Involucrar a
los habitantes locales en la toma de decisiones relacionadas con la gestión de
la cuenca. Esto puede incluir la creación de comités de cuenca y la promoción
de la participación ciudadana en proyectos de conservación.
· Fomentar la colaboración entre instituciones gubernamentales, organizaciones no gubernamentales y la comunidad para implementar acciones conjuntas.
e) Tratamiento de Aguas Residuales.
· Desarrollar
sistemas de tratamiento de aguas residuales para reducir la contaminación y
mejorar la calidad del agua en la cuenca.
· Sensibilizar a la población sobre la importancia de no verter desechos directamente al río y promover prácticas de saneamiento adecuadas.
7. Diversificación de fuentes de abastecimiento de agua:
Considerar la posibilidad de complementar el abastecimiento de agua del río Mucujún y el Albarregas con otras fuentes, como el acuífero aluvial del rio Chama, propuesto en el Plan Maestro de Abastecimiento de Agua de la ciudad de Mérida en el año 1998.
Para su implementación se deberán realizar estudios hidrogeológicos para investigar la capacidad máxima de explotación así como la determinación de su calidad fisicoquímica y bacteriológica. El estudio debe incluir investigaciones de campo y cálculos de manera tal que puede obtenerse un modelo hidráulico, del cual se pueda determinar el caudal máximo posible.
El río Albarregas, es
la fuente que alimenta a la planta de Potabilización Eduardo Jauregui que
abastece el casco central de la ciudad. Actualmente, sectores como San Pedro,
Los Chorros, la Hechicera, Santa Ana Norte, La Milagrosa, Santa María y algunos
otros ubicado a lo largo de la avenida Los Próceres, se abastecen en su mayor
parte por bombeo, ya que la cota no permite hacerlo por gravedad. Este rio podría
aprovecharse desde muy cerca de su captación. Una propuesta seria, construir
una nueva toma sobre el rio Albarregas a una cota aproximada de 2000 m.s.n.m., y
aguas abajo a una cota de 1970 m.s.n.m., construir una planta de potabilización
con capacidad para tratar unos 300 l/s, Desde esta se podría alimentar por
gravedad a todos los sectores de la zona norte de la ciudad que tienen
problemas de cota.
