planeación y gestión de proyectos de ptars_ernesto espino
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Cooperación triangular México – Bolivia – Alemania Cierre de proyectos 2012 - 2016
Ernesto Espino de la O, 30 de marzo 2016 Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Planeación y gestión de proyectos de PTARS 1. Cochabamba: El Abra, Pucara-Esmeralda, 2. México: El Caracol, Planta Atotonilco
El Abra Pucara-Esmeralda
Río Rocha
Sacaba
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Visión panorámica de las principales acciones y tareas comprendidas en la planeación y gestión de proyectos de plantas de tratamiento de
aguas residuales
1. Justificación del proyecto,
2. Planeación regional e integral,
3. Estudios técnicos: calidad de las aguas, entorno físico (suelos, clima, etc.),
4. Estudios económicos: costos y beneficios,
5. Rentabilidad social, percepción y aceptación social del proyecto.
6. Impacto ambiental: GEIs, balances de energía, equilibrio ecológicos,
7. Estudios financieros: repago, tarifas y garantías:
• Fondos no recuperables,
• Financiamiento externo y/o capital de riesgo,
8. Estudios legales: normatividad, observancia, vigilancia y “enforcement”
9. Esquemas de contratación e implementación del proyecto:
• EPC (Engineering, Procurement and Construction),
• DBOT (Design, Build, Operate and Transfer),
• CPS (Contratos de Prestación de Servicios) y/o APPs (Asociaciones Público-Privadas)
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Planeación de PTAR El Caracol, 2 m³/s, @ 350 M$/(m³/s), 1.20 $/m³ Dos años de estudios y proyectos
Saneamiento ambiental y recuperación de balances hidráulicos del acuífero 1. Desarrollo agropecuario y forestal en los municipios de Atenco y Texcoco
/ Universidad Autónoma de Chapingo.
2. Hidrogeoquímica de los acuíferos / USLP y Lab. Canadá
3. Modelo hidrogeológico y comportamiento de los acuíferos / CC
4. Pozos de prueba de recarga y de monitoreo / CC
5. Hidrología superficial e inundabilidad del predio / LyFC
6. Calidad de las aguas residuales en lluvias y en secas / IMTA
7. Línea base de olores / CC y consultor internacional (Houston)
8. Estudios experimentales de tratabilidad / IdeI
9. Geotecnia y cimentaciones de estructuras / CC, LyFC
10. Ingeniería básica y procesos de tratamiento avanzado / CC
11. Análisis económico y financiero, evaluación costo-beneficio / CC
12. Subsidios y financiamiento del proyecto, esquemas de contratación / CC
13. Estudio de rentabilidad social para SHCP/ CC
14. Manifestación de impacto ambiental / CC
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
El Abra: Sedimentadores primarios Pucara -Esmeralda
Planeación y gestión de proyectos es un trabajo de equipo
La experiencia enseña que el desconocimiento de las
condiciones locales conduce al fracaso de los mejores
proyectos
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
GIZ Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) Programa Gestión Ambiental, Urbana e Industrial II Dr. Juergen Baumann
PROAGRO Programa de Desarrollo Agropecuario Sustentable
Ministerio de Medio Ambiente y Agua
Ing. Humberto Gandarillas
GADC Gobierno Autónomo Departamental de Cochabamba
Planificación y Gestión Integral de Agua
Ing. Luis Salazar Vega, Ing. Zelmy Araly Rojas Prado
PERIAGUA Programa para Servicios Sostenibles de Agua Potable y
Saneamiento en Áreas Periurbanas
Ing. Luis Guzmán
EMAPAS Empresa Municipal para el Desarrollo Sustentable, Sacaba
Ing. Óscar Zelada Jaldín, Ing. Fabiola Fernández Cisneros
Trabajo de equipo
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Justificación del proyecto: caso Cochabamba
1. El lecho base del Valle de Cochabamba es el río Rocha, receptor de las descargas de las aguas residuales de toda el área metropolitana.
2. El río Rocha se caracteriza por tener un régimen hidrológico con crecidas intempestivas de corta duración. En época de secas el caudal proviene principalmente de descargas de aguas residuales.
3. Las aguas del río se emplean en riego agrícola, incluyendo lechuga, cebolla, papa y otros alimentos que posteriormente son comercializados en los mercados de Sacaba y Cercado, lo que representa un riesgo para la salud y el bienestar de los trabajadores del campo, y de la población en general y ocasiona la contaminación de suelos, cultivos y acuíferos.
4. Las PTARs Pucara y Esmeralda Sud, parte de la solución, mejorarán las condiciones ambientales del río Rocha y del río Maylando, que es tributario del Rocha.
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
79
166 219
431
71 114 120
190
33 41 80
0
100
200
300
400
500
Pucara Atotonilco Alemania EUA
Ap
ort
ació
n p
er
cáp
ita
l/h
ab-d
ía y
g/h
ab-d
ía
Aportación per cápitaDQO per cápitaDBO percápita
Caudal
DQO
DBO
Especificidad de los proyectos Características de las aguas residuales, Aportaciones per cápita
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
897
687
548 440 424
247 185
0
200
400
600
800
1,000
Pucara Atotonilco Alemania EUA
Co
nce
ntr
ació
n, m
g/l
Concentraciones de contaminantes
DQO
DBO
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
2.1 2.3
4.7
2.5
8.6
2.3
4.2 2.8
2.0
4.3
0
2
4
6
8
10
Inve
rsió
n, M
Bs
Inversión = 36 M Bs Op. y Mant = 409,000 Bs/mes
Estudios económicos: PTAR El Abra
Costos: PTAR El Abra
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
1.5 1.6
7.2
2.3
8.6
2.8
7.4
3.2 2.2
1.6
3.3
0
2
4
6
8
10In
vers
ión
, M B
s
Inversión = 42 M Bs Op. y Mant. = 400,000 Bs/mes
Costos: PTAR Pucara - Esmeralda
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
México
Cochabamba
Berlín
Estudios técnicos Fluctuaciones estacionales Variaciones estacionales en cantidad y calidad de aguas residuales en función del tipo de red de drenaje (combinado o separado) y los regímenes de lluvia.
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Sedimentación Primaria
Agua tratada a riego agrícola
Sedimentación lamelar
Filtros de tela
Cloración
Gasto de diseño 35 m³/s
Tren de Procesos Químicos (TPQ) 12 m³/s
Tren de Procesos Convencionales (TPC) 23 m³/s Reactor
Biológico Sedimentación
Secundaria Desinfección
TPQ I TPQ II
Descarga al río Tula y a la
presa Endhó
Rejillas Desgrasado y desarenado
Espesador gravimétrico
Espesador DAF
Digestión anaeróbica
Cogeneración
Deshidratado de lodos
Mono-relleno aeróbico
Lodo Primario
Mezcla
Solución técnica: PTAR Atotonilco • Limitada capacidad de procesos biológicos para absorber variaciones en caudal • Tratamiento químico para sobrecargas hidráulicas en época de lluvias
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Planeación regional integral
Atoto- nilco
Parteaguas del VdeM
Programa regional • PTAR Regional: Atotonilco • 4 plantas de reúso dentro del área
urbana
Consideraciones urbano-ambientales • Evitar la circulación de camiones de
transporte de lodos • Evitar la circulación de camiones de
transporte de cloro
Conclusiones • Centro regional de manejo de lodos
en PTAR Atotonilco • PTARs urbanas: desinfección con UV
y sin tratamiento local de lodos, ahorro en inversión de 50%
Caracol
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Costos estimados y costos ofertados en concurso Millones de pesos, junio 20019
Concepto Presupuestado en la etapa de planeación e ingeniería básica
Presupuesto de oferta ganadora diciembre 2009
Inversión inicial FONADÍN, junio 2009 9,264 9,389
Anualidad SHCP, mayo 2009 1,074 1,066
Estudios económicos: PTAR Atotonilco Dos años de estudios
Ingeniería básica del proyecto, cuantificación de obra, equipos, servicios, etc., calibración de precios unitarios, mano de obra, costos de servicios, gastos indirectos etc., específicos para cada sitio
Proceso largo y laborioso
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Impactos sociales y ambientales; Principios de Ecuador
Carretera
FFCC
Adecuaciones al proyecto para mitigación de impactos Reubicación de unidad de deshidratado de lodos Suministro de FeCl3 por carros tanques de ferrocarril
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
Variabilidad de costos y eficiencias: México - Alemania
Planta de tratamiento Caudal de
diseño m³/s
Costo de tratamiento
$/m³
Costo por familia de 4 miembros
$/semana
Böblingen-Sindelfingen 0.5 37 (2.24 €/m³) 112
Atotonilco (Feb. 2016), 12 M habitantes 35 1.8 9
Promedio de plantas comunales en Alemania
No. de plantas 5,719
Caudal, m³/s 279
Población Eq. M Hab.
142
DQO = 28 mg/l
N-NH4 = 1.2 mg/l
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
El éxito de un proyecto depende de su buena planeación y gestión Estado de las PTARs municipales en México
46%
18%
27%
41%
27% 41%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Q <100 l/s Q>100 l/s
Po
rcie
nto
s No funcionan
Funcionan mal
Funcionan bien
• Sub- y sobre-dimensionamiento del proyecto
• Conexiones de redes de drenaje
• Calidad del influente
• Hundimientos del suelo
• Diseño de procesos
• Diseño hidráulico
• Impactos ambientales
• Inundabilidad del predio
• Problemas constructivos
• Falta de recursos económicos para operación y mantenimiento
Ref.: J. M. Morgan S., ANEAS, marzo 2016, muestra aleatoria de 234 de las 2,287 PTARs existentes
Ernesto Espino de la O, 30 marzo 2016
ERNESTO ESPINO DE LA O
ESTUDIOS
Ingeniero Civil, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey,
Maestro en Ciencias en Ingeniería Sanitaria, Universidad Nacional Autónoma de México,
Ph.D. en Ingeniería Ambiental, The University of Texas, Austin, Texas,
CURSOS
Diseño de Sistemas de Tratamiento de Agua con Computadoras, Univ. of Wisconsin,
Modelos Matemáticos de Calidad del Agua, University of Florida, Gainesville,
EXPERIENCIA LABORAL
Sector Privado:
1968.- Consultor en ingeniería ambiental con Engineering Science, (California, EUA), proyectos en
Brasil, Colombia, etc.
1973.- Director General de Diseños Hidráulicos y Tecnología Ambiental,
1996.- Director General de la empresa consultora de ingeniería ambiental Montgomery Watson
México,
2000.- Director General de Consultores Asociados en Proyectos Ambientales, S.A. de C.V
Sector Público
2002.- Gerente de Agua potable y Saneamiento, Coordinación de Proyectos del Valle de México,
Comisión Nacional del Agua,
2013.- Consultor privado.
ACTIVIDAD PROFESIONAL
El Dr. Espino es miembro de la Academia de Ingeniería de México y Miembro Honorario de la
American Academy of Environmental Engineers and Scientists