proyecto de eficiencia hidrÁulica de la ... municipal de agua y saneamiento de monclova. coahuila...

SISTEMA MUNICIPAL DE AGUA Y SANEAMIENTO DE

MONCLOVA. COAHUILA

“PROYECTO DE EFICIENCIA HIDRÁULICA DE LA

ENTREGA DE AGUA EN BLOQUE Y DE LA RED DE

DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE

MONCLOVA-FRONTERA, COAHUILA”

Informe Final

Agosto de 2007

Proyecto de eficiencia física y de la operación hidráulica de la red de agua potable de Monclova, sectores norte-centro, oriente y frontera (SIMAS-ASE)

2

CONTENIDO INTRODUCCIÓN

i.1. Antecedentes

i.2. Objetivos

i.3. Recolección y análisis de información

i.4. Visita al sitio y recorrido de campo

1.- GENERACIÓN DE INFORMACIÓN BÁSICA 1.1. Descripción general del sistema de agua

1.2. Actualización del catastro de redes y levantamiento e inspección de cajas de

válvulas

1.3. Campañas de medición

2.- EFICIENCIA ENTRE LA PRODUCCIÓN Y ENTREGA DE AGUA 2.1. Volúmenes de agua producidos y suministrados

2.2. Volúmenes de agua consumidos

2.3. Volúmenes de agua identificados por errores de facturación

2.4. Volúmenes de fugas identificadas y reparadas

2.5. Estimación de pérdidas potenciales y recuperables

2.6. Acciones recomendadas para la reducción de fugas

3.- EFICIENCIA HIDRÁULICA 3.1. Consumos y Dotaciones

3.2. Modelación de la red de distribución

3.3. Revisión hidráulica de la red de distribución

3.4. Revisión hidráulica de conducciones

4.- EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LOS SISTEMAS DE BOMBEO 4.1. El consumo de energía eléctrica


3

4.2. Eficiencias de motores

4.3. Eficiencia electromecánica de equipos instalados

4.4. Medidas generales de ahorro de energía

4.5. Indicadores energéticos 5. INDICADORES DE EVALUACIÓN 6. CONCLUSIONES ANEXOS EN ARCHIVO ELECTRÓNICO

• A. Cuadro fotográfico del sistema y de las actividades realizadas

• B. Planos actualizados de la red de distribución en AutoCad

• C. Archivos de inspección de cajas de válvulas

• D. Campaña de medición

• E. Análisis de eficiencia electromecánica

• F. Balance de agua de Monclova Centro-Norte-Oriente-Frontera

• G. Modelos de simulación

• H. Análisis de tanques de regulación

• I. Bombas propuestas y curvas características


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INTRODUCCIÓN

i.1. ANTECEDENTES

En julio de 2006 el organismo operador del sistema de agua potable de Monclova-

Frontera, SIMAS, encargó a la Alianza para el Ahorro de Energía (Alliance to Save

Energy), la elaboración del proyecto de eficiencia electromecánica, física y de la operación

hidráulica del sector sur de la ciudad de Monclova, con el que se realizó un programa de

acciones para redistribuir caudales y presiones e identificar medidas de ahorro de agua y

energía eléctrica.

Entonces, el organismo operador decidió llevar a cabo un proyecto similar en los sectores

Norte, Oriente, Centro y Frontera de Monclova, con la intención de obtener una

redistribución de caudales y presiones en las líneas primarias de abastecimiento de agua

y dentro de las zonas de distribución de agua de cada sector. De esta forma, el SIMAS

Monclova - Frontera, se ha propuesto mejorar la continuidad de servicio en toda la ciudad,

aprovechando al máximo la infraestructura existente, e incrementando los niveles de

eficiencia electromecánica, física y de la operación hidráulica de la red de agua potable de

los sectores antes mencionados. El aprovechamiento de la infraestructura puede

contribuir a reducir necesidades de inversión y liberar recursos para usarlos en aumentar

niveles de cobertura, reducción de rezagos y con ello reducir problemas de salud en la

población.

Por tal motivo, SIMAS Monclova, realizó el presente convenio de prestación de servicios

con la Alliance to Save Energy (ASE), dentro del marco del programa Watergy Efficiency

patrocinado por la United States Agency Internacional Development (USAID), para

elaborar el presente Proyecto de eficiencia hidráulica de la entrega de agua en bloque y

de la red de distribución del sistema de agua potable de Monclova-Frontera, Coahuila.


5

En el proyecto de eficiencia se analiza la situación actual y se proponen soluciones

prácticas, económicas y de implantación a corto plazo, para el funcionamiento óptimo de

los equipos de bombeo, la reducción de fugas, la redistribución de caudales y presiones,

con un enfoque integral hacia el ahorro de energía eléctrica, el mejoramiento del servicio

de agua a los usuarios y el aprovechamiento de la infraestructura para mejorarla.

Los principales elementos en que se basa el proyecto de eficiencia son la integración de

la información existente, la generación de datos complementarios con mediciones de

campo, la actualización de los planos del sistema de distribución, la evaluación de las

eficiencia electromecánicas de los equipos de bombeo, la aplicación de un balance de

agua, la conformación de un modelo de simulación hidráulica de la red y el análisis de

medidas de ahorro de energía optimizando el funcionamiento hidráulico del sistema de

agua potable.

En este informe Final se describen los objetivos que se pretende alcanzar con la

elaboración del proyecto, se lista toda la información recopilada en SIMAS Monclova -

Frontera, se hace una reseña de la infraestructura revisada durante visitas de campo, se

hace una descripción detallada de los componentes del sistema de agua potable, se

presentan los resultados de la campaña de medición de presiones, caudales y exactitud

de medidores realizada por la Alianza, se muestran las evaluaciones de los equipos de

bombeo, se entrega el plano actualizado de la red de agua potable de Monclova (Norte,

Centro, Oriente y Frontera) en AutoCAD, se incluye el balance de agua de la red de

distribución, se presenta el modelo de simulación hidráulica de la red de agua potable, se

muestran los resultados de la redistribución de caudales y presiones propuesta, se

detallan las medidas de ahorro de energía, junto con los indicadores de evaluación y se

describen las principales conclusiones derivadas del proyecto. Este documento se

complementa con una serie de anexos en archivos electrónicos que se entregan en un

disco compacto.


6

i.2. OBJETIVOS

Objetivo general

Realizar un proyecto que permita al SIMAS Monclova-Frontera tener un análisis técnico

actual del funcionamiento hidráulico del sistema de abastecimiento de agua y especificar

los cambios en la operación hidráulica de conducciones de la entrega de agua en bloque y

la red de los sectores Norte, Oriente, Centro y Frontera, que mejoren la distribución de

caudales y presiones y contribuyan a la reducción de energía eléctrica

Objetivos específicos

El proyecto de eficiencia incluye los objetivos específicos siguientes:

• Recopilar y analizar la información existente en SIMAS Monclova - Frontera, tales

como planos y estudios existentes, datos de equipos e infraestructura, datos

estadísticos y de facturación y cualquier información adicional que sea de utilidad para

el Proyecto.

• Verificar el funcionamiento de elementos del sistema de agua potable con un

recorrido de campo, tales como pozos, rebombeos, conducciones, tanques de

regularización, red de distribución, etc.

• Actualizar el plano de la red de distribución con cotas, longitudes y diámetros y

presentarlo en formato digital en el programa AutoCad.


7

• Identificar los puntos de suministro de agua a la red de distribución y medir tanto los

caudales como las presiones en puntos de ingreso, con el fin de verificar y

complementar los datos del gasto y volumen suministrados.

• Construir un modelo de simulación hidráulica de la red de distribución en el

programa Epanet versión en español 2.0, ajustado con mediciones de presión y

caudal, edad de tuberías y curvas de operación de equipos de bombeo.

• Realizar la revisión de los equipos de bombeo de los pozos del sistema de

abastecimiento y rebombeos existentes, para evaluar su eficiencia electromecánica.

• Realizar un balance de agua, entre la que se produce en los pozos y la que se

entrega a los usuarios del sistema de agua potable, de acuerdo con el esquema

propuesto por la Alliance to Save Energy, en un período de estudio de un año para

determinar la eficiencia entre la producción y la entrega de agua.

• Analizar el funcionamiento de la red de distribución de agua potable en flujo

permanente con el modelo de simulación y proponer cambios en su operación, para

redistribuir caudales y presiones sin realizar cambios estructurales significativos.

• Analizar el flujo transitorio de las principales conducciones mediante el modelo de

simulación Epanet V 2.0 y- Ariete y proponer medidas de protección.

• Determinar la viabilidad técnica económica de algunas medidas de ahorro de

energía combinadas con la optimización hidráulica y física del sistema de agua

potable.

• Estimar el índice energético, el costo promedio de energía, el índice de eficiencia

física, la dotación promedio por habitante, el índice de continuidad en el servicio, el

índice de administración de demanda, el índice de reducción de emisiones e índice de


8

agotamiento de acuíferos, para las condiciones actuales y para aquellas que se espera

lograr.

• Plantear las recomendaciones y conclusiones respectivas del proyecto.

i.3. RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN

Para iniciar las actividades del estudio de eficiencia física e hidráulica, la Alianza utilizó

información recolectada en la realización del proyecto del sector sur, la cual era útil para el

resto de los sectores. Esta información se lista a continuación:

• Plano digital de la red existente de los sectores de estudio, actualizado a julio del

2006 (sin longitudes y sin cotas de tuberías, con capacidad y cotas de tanques, con

diámetros de tuberías).

• Lotificación y curvas de nivel de Monclova y frontera en formato ArcView (no se

incluyó geo - referenciación)

• Archivo de Excel con eficiencias e indicadores electromecánicos de los pozos de

Monclova, actualizado a diciembre del 2005.

• Resumen estadístico del padrón de usuarios del sector sur, actualizado a Julio de

2006, indicando número total de contratos, clasificados por los tipos de uso, con y

sin micromedidor, activos, bajas y temporales.

Esta información fue útil, pero resultó incompleta para la realización del proyecto del resto

de los sectores de Monclova y Frontera, como se describe a continuación:

En los planos digitales faltaron varios datos sobre longitudes, diámetros y cotas de

cruceros. Los planos digitales no se encuentran actualizados y diferían con los


9

cambios que ha realizado el personal del SIMAS, por lo que se consideraron

incompletos.

Existen incongruencias en la lotificación y trazo de avenidas entre los planos digitales

de AutoCad proporcionados por SIMAS y la lotificación del plano de ArcView, por lo

que se necesitan revisar.

No se encontraron estadísticas de detección y reparación de fugas en la red de

distribución, para el año 2006.

No se tienen datos continuos del volumen de agua suministrada a la red por los pozos

y tanques del sistema.

No se tuvieron datos de las curvas de operación de los equipos de bombeo de los

pozos en la que suministran agua a los sectores de estudio, ni de los rebombeos.

No se encontraron croquis o planos de detalle de los trenes de descarga en pozos ni

tanques.

Debido a lo anterior, y al igual que en el proyecto del sector Sur, se procedió por un lado a

solicitar al personal del SIMAS la conformación de información faltante y, por otro lado, a

generar información básica complementaria con el apoyo del organismo operador, como

lo fue la actualización de los planos de la red de distribución, la medición de caudales en

puntos de suministro, en entradas y salidas a los tanques de regularización, la

elaboración de croquis con detalles de trenes de descarga en pozos y tanques, así como

la toma de presiones en distintos puntos de la red de distribución para la calibración del

modelo de flujo permanente.

i.4. VISITA AL SITIO Y RECORRIDO DE CAMPO


10

Con el fin de recopilar información complementaria y necesaria para el proyecto, se

realizó una primera visita del 29 de noviembre al uno de diciembre del 2006, y otra visita

del 16 al 19 de enero de 2007 a las oficinas del organismo operador para entrevistar al

personal de la Subdirección Técnica y de Operación, así como personal de área

comercial.

Durante la primera visita se realizaron actividades de recolección de información

estadística y digital, tanto de la facturación, producción de agua y de las líneas de

conducción. También se tuvieron entrevistas con el área técnica, quienes explicaron el

funcionamiento actual del sistema de distribución, tanto de los tanques de regularización,

como de los horarios de servicio a las distintas zonas de la ciudad y la actualización de la

red de distribución.

En esta visita, también se realizó un reconocimiento y levantamiento físico de los pozos

que suministran agua a la zona de estudio, así como los tanques de regularización y

rebombeos. Los pozos visitados fueron: Viborillas 1, 3, 4, 5 y 7, Pozuelos, 1, 5-A, 5-B, 6,

8-A, 8-B, 13, 14 y 15, Carnero, Placetas, San José 1 y 3. También se visitaron los tanques

Ermita, Cloración, Flores Tapia, Buenos Aires, Guerrero y Loma Alta.

En la segunda visita, se solicitó y recibió información de producción de los pozos de esta

zona, actualizadas hasta diciembre del 2006. Además, se realizaron 3 actividades por

separado, apoyados por personal de SIMAS. En primer lugar, se trabajó junto con

personal del área de operación, la actualización de catastro, definición de zonas de

tandeo y ubicación de líneas de conducción y distribución importantes. La segunda

actividad fue la campaña de verificación de la exactitud de micromedidores, realizada con

ayuda de personal del área comercial y del área de operación. La tercera actividad fue

hacer un recorrido de campo, con el objetivo de efectuar mediciones para verificar la

exactitud de macromedidores. Esta visita fue realizada durante en compañía del Ing.

Ricardo Vázquez, jefe de operación del sistema de agua, del Ing. Mauricio Ruiz y personal

de apoyo de la SIMAS.


11

En la campaña de verificación de exactitud de macromedidores se visitaron los pozos

siguientes:

o Viborillas 1

o Viborillas 4

o Viborillas 5

o Pozuelos 1

o Pozuelos 5A

o Pozuelos 5B

o Pozuelos 8A

o Pozuelos 8B

o Pozuelos 13

o Pozuelos 14

o Carnero (Placetas II)

o Placetas (Clorador)

o San José 3

o 20 de Noviembre

o Rebombeo Guadalupe

En el Anexo A, se incluyen fotografías de algunos de los sitios visitados y en la figura i.1

se muestran los puntos de suministro de agua potable más importantes de los sectores

Norte-centro, Oriente y Frontera de la red de distribución.


12

Pozo Viborillas 1 Pozuelos 5B

Pozuelos 8A Pozuelos 8B

Pozuelos 13 Pozuelos 14


13

Placetas Carnero

20 de Noviembre Rebombeo Guadalupe

Figura i.1. Principales puntos de suministro de agua potable

Los resultados del análisis de los datos de estas dos primeras visitas de campo, se

presentan más adelante, en los capítulos posteriores.


14

1. GENERACIÓN DE INFORMACIÓN BÁSICA

En este apartado se presenta todo el proceso que llevó a cabo la alianza para

complementar la información que proporcionó el personal de SIMAS. Particularmente, se

describe el funcionamiento general del sistema de abastecimiento y distribución de agua

para los sectores centro-norte, Oriente en Monclova y el sector Frontera, las labores y

resultados de la actualización y conformación de planos digitales, y la campaña de

mediciones de presiones, caudales, exactitud de medidores y eficiencia electromecánica,

realizada que permitió conocer las cantidades de agua actualmente suministradas a la

red, la presión media de la zona y el valor de rendimiento de cada equipo de bombeo.

1.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE LA ZONA DE ESTUDIO

1.1.1. Datos sobre la localidad de Monclova

La ciudad de Monclova se localiza en el centro este del estado de Coahuila, en las

coordenadas 101°25´20” longitud oeste y 26°54´37” latitud norte, a una altura de 600

metros sobre el nivel del mar. Limita al norte con el municipio de Abasolo; al sur con el de

Castaños, al este con el de Candela y al oeste con el municipio de Frontera. Se localiza a

una distancia aproximada de 195 kilómetros de la capital del estado. La temperatura

media anual es de 22° C, registrando máximas de hasta 45° C en verano. La precipitación

media anual es de 400 milímetros.

La principal actividad económica es la industria. En la ciudad se encuentra la fundidora de

acero más importante del país, Altos Hornos de México S.A. de C. V. Además del

comercio, la ganadería y la agricultura (trigo, maíz, forrajes y nuez).

Existen también, otras empresas dedicadas a la elaboración de productos alimenticios y a

la manufacturera del vestir, productos de madera y transformación de productos químicos

y minerales no metálicos.


15

1.1.2. Población actual y tomas domiciliarias

De acuerdo con los datos proporcionados por el INEGI, la distribución poblacional en la

Zona conurbana de Monclova y Frontera es como se presenta en el cuadro 1.1. Debido a

la actualidad del último conteo y al pequeño incremento de población del año 2000 al

2005, se considera que el índice de crecimiento poblacional al año 2006 es linealmente

proporcional al crecimiento presentado del año 2000 al 2005.

Cuadro 1.1. Proyección de población actual en la Zona conurbana Monclova-Frontera Año Monclova Frontera Suma Fuente 2000 193657 66472 260129 XII Censo de Población y vivienda 2006. INEGI 2005 193744 66579 260323 II Conteo de Población y vivienda 2005. INEGI 2006 193761 66600 260362 Proyección lineal

De acuerdo con el II Conteo de Población y Vivienda del INEGI 2005, el total de viviendas

en Monclova es de 51,346 y de 17,467 para Frontera. En total, para la zona conurbana se

tiene un total de 68,813 viviendas, con un índice de hacinamiento de 3.78

habitantes/vivienda.

Respecto al número de contratos activos o tomas domiciliarias instaladas en la red de

agua potable, en el cuadro 1.2 se muestran las cantidades registradas en el padrón de

usuarios de Monclova-Frontera, hasta junio del 2006.

Cuadro 1.2. Total de Tomas instaladas en el sistema Monclova-Frontera a Junio del 2006 Tipo de uso Usuarios Empleados Dependencias Ejidatarios Contratos % Popular 1 14,597 68 0 14 14,679 20.8% Popular 2 24,859 106 0 13 24,978 35.4% Int. Social 22,592 71 2 12 22,677 32.1% Residencial 5,702 17 0 6 5,725 8.1% Comercial 860 0 4 0 864 1.2% Industrial 1,296 0 396 0 1,692 2.4%

Totales 69,906 262 402 45 70,615 100.0% Ref. Archivo PADRON DE USUARIOS.xls proporcionado por SIMAS Es conveniente para este estudio agrupar a los usuarios tipo Popular 1, popular 2 e

interés social en un solo grupo, resultando que 88.3% son usuarios domésticos, 8.1% son


16

usuarios domésticos residenciales, 1.2% son usuarios comerciales y 2.4% son usuarios

industriales (figura 1.1).

Domesticos, 88.3%

Industrial, 2.4%Comercial, 1.2%

Residencial, 8.1%

Número totales de tomas domicilarias = 70,615

Figura 1.1. Porcentajes de tomas domiciliarias estimadas en Junio de 2006 para Monclova-Frontera

Con estos datos se puede deducir el valor de la población total con servicio de agua

potable de la siguiente manera:

Población servida = [(3.78 hab. /vivienda) x (68,059 tomas domésticas)] = 257,263 habitantes

Entonces, la cobertura actual con que cuenta la ciudad es de 98.8%.

El sistema Monclova - Frontera se encuentra divido en 4 sectores: sector Frontera, Sector

Centro-Norte, Sector Oriente y Sector Sur. Los tres primeros, correspondientes al

presente proyecto, tienen un total de 53,913 tomas domiciliarias domésticas y

residenciales, mientras que el sector Sur cuenta con solo 14,146 usuarios con este tipo de

uso del agua.

De acuerdo con el índice de hacinamiento obtenido y la cobertura del servicio de agua

potable del sistema, se obtiene una aproximación de la población total de los sectores

centro-norte y oriente de Monclova y de Frontera, de la manera que sigue:

Población Frontera, Centro-Norte, Oriente = [(53,913 tomas domésticas) x (3.78 hab./toma)]/0.988 =

206,266 habitantes


17

1.1.3. Descripción del abastecimiento y distribución

Sistema de abastecimiento

El sistema de abastecimiento de agua potable de Monclova para los sectores Oriente,

Norte-centro y Frontera se realiza a partir de la extracción del agua subterránea por

medio de un sistema de pozos profundos ubicados dentro y fuera de la ciudad, mismos

que bombean el agua directamente a la red, a cárcamos de bombeo y a tanques de

regularización (ver figura 1.2).

Tanque Borjas

RebombeoBorjas

RebombeoPYTCO

Tanque de Cloración

RebombeoEstadio

RebombeoGuadalupe

Tanque Bartola

Tanque Guerrero

Tanque Ermita

Tanque Loma Alta

Tanque la Loma

Tanque Oscar Flotes T.

Pozo 20 de Noviembre

Pozo Carnero

Pozo Placetas

Pozo Matilde Barrera

Pozos San José 1 y 3

Tanque Buenos Aires

RebombeoSan Fco.

RebombeoLos Bosques

Tanque Los Bosques

De Pozos Pozuelos y Viborillas

De Pozos Monclova 1 y 2

Válvula Cerrada

Figura 1.2. Diagrama del sistema de abastecimiento de agua en los sectores Oriente, Norte-Centro y

Frontera de Monclova, Coahuila


18

En la zona de estudio se encuentran instalados 13 tanques de regularización con una

capacidad total de 22,050 m3. También, se localizan cinco cárcamos de bombeo

identificados como Rebombeo San Francisco, Estadio, Los Bosques, Borjas y PYTCO.

Actualmente, el SIMAS opera los cinco cárcamos de bombeo y solo 11 tanques de

regularización, dado que se encuentran fuera de servicio el tanque Los Bosques 1 (150

m3) y el tanque AHMSA (2000 m3). Teniendo una capacidad de regularización en uso de

18,400 m3.

En la figura 1.3 se muestra la ubicación de los cárcamos de bombeo, tanques de

regularización y pozos profundos de los sectores Oriente, Norte-Centro y Frontera en la

Foto Satelital del programa Google Earth.

Figura 1.2. Ubicación de tanques, cárcamos de bombeo y pozos de los sectores Oriente, Norte-Centro y

Frontera en la foto satelital


19

Pozos

La Alianza realizó un levantamiento físico de cada uno de los pozos que abastecen el

agua a la zona de estudio, encontrando seis pozos ubicados dentro del sector Oriente y

otros 14 pozos en la zona de Viborillas y Pozuelos. Los detalles del tren de descarga de

cada uno de los pozos se muestran en las figuras 1.3 y 1.4.

Pozo Placetas

10"

Desfogue Válv.

Compuerta

MotorSuperficial

Check

1"10" VAEAMacro

10"

BombaSumergible

Pozo Carnero

VAEA

8"

8"

8"8"

Macro Check

Desfogue

Pozo San José 1

16"

Desfogue

MotorSuperficial

1"10"

ManómetroF/S

10"

10x12" 12x16"

Check12"

8"

10"

Pozo San José 3

10"

Desfogue

Check

10" VAEA Macro

10"

10"

MotorSuperficial

BombaSumergible

Pozo Matilde Barrera

10"

10"Check

Desfogue

10" 10"Bomba

Sumergible

Pozo 20 Noviembre

Tee 4x4"

Check

Desfogue

4" 4"

Amp. 4x6"

Macro 4"

6"

Figura 1.3. Esquema de los trenes de descarga de los pozos ubicados en la zona Centro-Oriente


20

Viborillas 1

8x10"

Desfogue

VálvulaCompuertaCheck

VAEA6"

6"

8x6"

Viborillas 5

10"

Desfogue

VálvulaCompuerta

BombaSumergible

Check

8"

10" Macro

Viborillas 7 Pozuelos 1

Pozuelos 5-A

14"

VálvulaCompuerta

BombaSumergible

Check

10"

Macro

VAEA

Pozuelos 5-B

12"

Desfogue VálvulaCompuerta

Check

6"

8"

8x6" Macro

VAEA

Pozuelos 6 Pozuelos 8-A

BombaSumergible

8"

Macro

Viborillas 3

8"Check

VAEA

8"Manómetro

Macro

Viborillas 4

10"

Desfogue


VAEA8"

10" 10x8"Motor

Superficial

Manómetro

Macro

BombaSumergible

8"

10"

VAEA

Manómetro 10x8"

10"

Desfogue


VAEA8"

10" 10x8" Manómetro

Macro

BombaSumergible

BombaSumergible

10"Check

VAEA

8"Manómetro

Macro

BombaSumergible

8x10"

VAEA

10X14" 8x12"MotorSuperficial

10"


Check

6"

8"

8x6" Macro

VAEA

8x10"MotorSuperficial 12"


Check8x6" Macro

VAEA

8x12"

Figura 1.4.a. Esquema de los trenes de descarga de los pozos de la zona de Pozuelos y Viborillas


21

Pozuelos 13

Pozuelos 14

Pozuelos 8-B

10"


Check

8"

10"

10x8" Macro

VAEA

MotorSuperficial 12"


Check

8"

10"

10x8" Macro

VAEA

10x12"MotorSuperficial

12"

Desfogue Válvula

Compuerta

Check

8"

10"

10x8"

Macro

VAEA

10x12"MotorSuperficial 12"

Macro

VAEA

10x12"Sin Bomba

Pozuelos 15

10"

Figura 1.4.b. Esquema de los trenes de descarga de los pozos de la zona de Pozuelos y Viborillas

El tren de descarga del pozo Placetas es de 10 pulgadas de diámetro, con piezas de

acero al carbón (ver figura 1.5). Después del macromedidor, la descarga se inserta con la

conducción de asbesto cemento de 12 pulgadas de diámetro. El agua que se extrae se

bombea directamente a la red y a los tanques Buenos Aires, Flores Tapia y Loma.

Figura 1.5. Infraestructura correspondiente al pozo Placetas


22

El pozo Carnero cuenta con un tren de descarga de acero al carbón de 8 pulgadas de

diámetro y un macromedidor del mismo diámetro (ver figura 1.6). El equipo de bombeo fue

diseñado para proporcionar un gasto de 60 L/s. La descarga se inserta a una línea de

conducción de PVC de 3,152 metros de longitud de 12 pulgadas de diámetro y finaliza en

el tanque Loma Alta con una tubería de acero al carbón del mismo diámetro.

Figura 1.6. Infraestructura correspondiente al pozo Carnero

El pozo Matilde Barrera cuenta con un tren de descarga de 10 pulgadas de diámetro

cuyas piezas son de acero al carbón (ver figura 1.7). La descarga se inserta con la

conducción de asbesto cemento de 10 pulgadas de diámetro para finalizar en el tanque

Loma Alta. Esta misma línea de conducción sirve de llegada y salida de agua del tanque

Loma Alta y da suministro a las colonias Fraccionamiento 288, Fraccionamiento Aguilar

3er sector y La Amistad, y en situaciones extraordinarias se le proporciona agua a la

colonia Oscar Flores Tapia del Tanque.


23

Figura 1.7. Infraestructura correspondiente al pozo Matilde Barrera

El tren de descarga del pozo Juan José 1 es de acero al carbón de 10 pulgadas de

diámetro aumentado a 12 pulgadas a la distancia de la válvula check (ver figura 1.8),

después de la válvula check tiene otra ampliación de 12 a 16 pulgadas de diámetro. La

descarga se une aproximadamente a unos 10 metros de distancia con la descarga del

pozo San José 3 y luego se inserta con la conducción de asbesto cemento de 16

pulgadas de diámetro. El agua que se extrae se bombea directamente a la red y al tanque

Loma Alta.

Figura 1.8. Infraestructura correspondiente al pozo San José 1


24

El pozo San José 3 cuenta con un tren de descarga de 10 pulgadas de diámetro, cuyas

piezas son de acero al carbón (ver figura 1.9). Después del Macromedidor, se une con la

descarga del pozo San José 1 y luego se inserta con la línea de conducción de asbesto

cemento de 16 pulgadas de diámetro. El agua que se extrae se bombea directamente a la

red y al tanque Loma Alta.

Figura 1.9. Infraestructura correspondiente al pozo San José 3

El tren de descarga del pozo 20 de Noviembre es 4 pulgadas de diámetro cuyas piezas

son de acero al carbón (ver figura 1.10). Después del Macromedidor, se inserta a la línea

de 6 pulgadas de diámetro de la red de distribución. El pozo se encuentra ubicado en la

colonia 20 de Noviembre, opera en los meses de Mayo, Junio y Julio y sirve de apoyo

para dar suministro a las colonias Veteranos y San José de las Fuentes con bombeo

directo.

Figura 1.10. Infraestructura correspondiente al pozo 20 de Noviembre


25

Los pozos Viborillas 1 y 4 cuentan con un tren de descarga de 8 y 10 pulgadas,

respectivamente, cuyas piezas son de acero al carbón. El tren de descarga del pozo

Viborillas 3 es de 10 pulgadas con piezas de acero al carbón, pero en el momento de el

levantamiento, se encontraba fuera de servicio y con el desfogue desinstalado. Estos tres

pozos cuentan con macromedidor y se conectan a una línea de asbesto de 14”, la cual

llega directamente hasta el tanque de cloración.

El tren de descarga de los pozos Viborillas 5 y 7 es de 10 pulgadas, sus piezas son de

acero al carbón y cuentan con macromedidor. Estos dos pozos se conectan a una línea

de conducción de 16” de PVC. Posteriormente, en esta misma línea se conectan los

pozos Pozuelos 1, 5-A, 5-B, 6, 8-A, 8-B, 13, 14 Y 15, e incrementa gradualmente su

diámetro hasta llegar a 24”, hasta que se une con otra línea de conducción de 30” de

Fo.fo., que sale del tanque Cloración. Los pozos Pozuelos 5-B, 6 Y 8-A cuentan con un

tren de descarga de 8”, el diámetro del resto de los pozos de la zona de Pozuelos es de

10”. En todos los pozos mencionados las piezas del tren de descarga son de acero al

carbón y todos tienen instalado su macromedidor. Al momento del levantamiento en

campo, los pozos Pozuelos 1 y 15 se encontraban fuera de servicio y con algunos

elementos de su tren de descarga removidos. En la figura 1.11 se muestran fotografías de

algunos de los pozos antes mencionados.

a) Viborillas 1

b) Viborillas 3


26

c) Pozuelos 6

d) Pozuelos 8-A

e) Pozuelos 13

f) Pozuelos 15

Figura 1.11. Infraestructura correspondiente a pozos en la zona Viborillas y Pozuelos

Líneas de conducción

Las descargas de extracción de los pozos pozuelos y viborillas se concentran en dos

líneas de conducción, la primera de asbesto cemento de 24” que se alimenta de los pozos

de la zona de Viborillas y Pozuelos, la cual se conecta al tanque cloración, para después

alimentar la zona de Frontera y el tanque Ermita. La segunda línea también de asbesto

cemento de 24” es alimentada por los pozos de la misma zona, la cual rodea el cerro

donde se encuentra el tanque cloración para después dirigirse al tanque Ermita.


27

De los pozos ubicados en el sector Oriente, únicamente el pozo Carnero cuenta con una

línea de conducción de Asbesto Cemento de 12”, que interconecta a este pozo con el

tanque Loma Alta. El resto de los pozos de la zona Oriente inyectan en varios puntos

directamente a la red de distribución, por lo que no se consideran líneas de conducción.

Distribución

El sistema de distribución de agua de la zona de estudio está conformada por tres

grandes sectores: Frontera, Norte-centro y Oriente.

El sector Oriente recibe su suministro de agua principalmente de los pozos Placetas,

Carnero, San José 1 y 3, Matilde Barrera y 20 de Noviembre, de los cuales los primeros

cuatro pozos descargan a los tanques Oscar Flores Tapia, Buenos Aires, Loma Alta y

tanque Guerrero y a la red de distribución para dar suministro a las colonias 21 de Marzo,

Eliseo Mendoza Berrueto, Herradura y amp. Hipódromo, 20 de Noviembre, Veteranos,

José de las fuentes, Ampl.José de las fuentes, Pipila, Chinameca, Mirador, Miguel Hidalgo

y ampliación, Santa Bárbara, San Miguel, Heroes del 47 Norte, Calle Durango, Del Río

(parte alta y baja), Fracc. Aguilar 1o. Y 2o.sector, San José, Moderno, Progreso, Purísima,

Libertad, Flores, Ampl. Monclova-400, Flores tapia, Córdova, Guerrero, Ampl. Guerrero,

Tierra y Libertad, Emiliano Zapata, Pedregal de San Ángel, Valle san Miguel, Lucrecia

Solano, Fracc. Hipódromo, Hipódromo, La Rivera, Continental, Héroes del 47, San Isidro,

Nueva San Miguel, Santa Bárbara, 288, Aguilar 3er. Sector, Amistad, San José, Progreso,

Fracc. Moderno, Las flores, Purísima, Libertad, Barrera, Ampl. Barrera, Buenos Aires y

Monclova-400.

La fuente principal de agua que alimenta al sector Norte-Centro proviene de los pozos de

Viborillas y Pozuelos, ubicados al Oeste y fuera de la mancha urbana. Este sector también

recibe un suministro de agua del tanque Guerrero y de los pozos Monclova 1 y 2. Las

colonias que integran al sector Norte-Centro son las siguientes: Nueva Rosita Sur, Los

Nogales, Del Prado, Telefonistas, Zona centro, La Loma, Fracc. Campestre, Villas de sta.


28

Ana, Del Valle, Aguanaval, Jesus Garcia, Ampl. Brisas del Valle, Elsa hdz. 3er. Sector,

Guadalupe Norte, Chapultepec, Palma, Picasso, Chamizal, Regina, Nueva Rosita Norte,

El Milagro, Jardines del Valle, 5 de Abril, Sta. Isabel, Los Noventa, Los Nogales, San

Pablo, San Juan Bautista lado ote., San Juan Bautista lado pte., Francisco Villa, Sta. Ana,

Solidaridad, Fovisste, Brisas del Valle, Sta. Monica, Jardines de Guadalupe, FITSE, El

Pueblo, El Pueblo (alameda), El Pueblo sector sur, Tecnologico. (norte), Tecnologico.

(sur), Magisterio, Los Bosques sector ote., Fracc. Los Bosques p. Alta, Fracc. Bosques p.

Baja nte., Los Pinos, San Francisco, San Francisco (parte alta), Leandro Valle, Elsa

Hernández, PEMEX, La Salle, Sta. Cecilia, Escorial , Independencia norte, Independencia

sur, San Salvador , Margarito Silva, Cd. Deportiva, Anahuac, Guadalupe suroeste,

Guadalupe poniente (tanque), Guadalupe AHMSA, Guadalupe oriente y Guadalupe

centro.

El abastecimiento de agua del sector Frontera proviene de los pozos de Viborillas y

Pozuelos, mismos que bombean el agua directamente a la red y a los rebombeos PYTCO

y Borjas. Las colonias que integran al sector Frontera son Borja parte baja, Borja parte

alta, Barrio el Alacaran, Magisterial, Roma y Teocalli, Paraíso, 10 de Mayo, PEMEX, Luis

Donaldo Colosio, Bellavista, Ejido 8 de Enero, Ejido la Cruz, San Cristobal, Industrial,

Aeropuerto, Aviación, Magisterio, Héroes de Nacozari, Huizachal, Morelos, Elsa

Hernández p/baja, Elsa Hernández p/alta, Felipe pescador, Libertad, La Sierrita,

Ferrocarrilera, Occidental sur, Occidental norte, Zona centro, V. Carranza, Praderas del

norte, Nueva occidental, Regidores y Ferrocarril.

El suministro de agua potable a los usuarios de los sectores Oriente, Norte-centro y

Frontera es por medio de tandeos a través de la red primaria y secundaria. No obstante, el

sector Oriente cuenta con cinco colonias con servicio continuo, las colonias son Córdova,

Valle San Miguel, Fraccionamiento 288, Fraccionamiento Aguilar 3er sector y la Amistad.

Las colonias de los sectores Norte-Centro y Frontera todas cuentan con un servicio

discontinuo de agua o servicio tandeado. En los cuadros 1.3, 1.4 y 1.5 se muestran los

horarios de suministro de agua de los sectores Oriente, Norte-Centro y Frontera,


29

respectivamente. En la figura 1.12 se muestra un plano esquemático de las zonas de

tandeo referidas en los cuadros mencionados.

Cuadro 1.3. Horarios de suministro 2006 del sector Oriente de Monclava

COLONIA HORARIO SUMINISTRO AV. POTRERO C/ CHAPULTEPEC de 7:30 a.m. A 12:00 p.m. C/3ER. DIA P AV. POTRERO C/CALLE 2 de 7:30 a.m. A 12:00 p.m. C/3ER. DIA P 21 DE MARZO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA P ELISEO MENDOZA BERRUETO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA. P HERRADURA Y AMP.HIPODROMO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA P 20 DE NOVIEMBRE de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER. DIA P VETERANOS de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER. DIA. P JOSE DE LAS FUENTES de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER. DIA. P AMPL.JOSE DE LAS FUENTES de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER. DIA. P PIPILA de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P CHINAMECA de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P MIRADOR de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P MIGUEL HIDALGO Y AMPLIACION de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P SANTA BARBARA de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P SAN MIGUEL de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P HEROES DEL 47 NORTE de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P CALLE DURANGO de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA P DEL RIO (PARTE ALTA Y BAJA) 2.30 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA P FRACC. AGUILAR 1o. Y 2o.sector de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA P SAN JOSE de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA P MODERNO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA P PROGRESO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA P PURISIMA de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER.DIA P LIBERTAD de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER.DIA. P FLORES de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER.DIA P AMPL. MONCLOVA-400 de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. P FLORES TAPIA de 8:00 a.m. A 12:00 p.m. C/3ER.DIA P CORDOVA 24 horas. DIARIO. P GUERRERO de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER. DIA C AMPL. GUERRERO de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER. DIA C TIERRA Y LIBERTAD de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA C EMILIANO ZAPATA de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA C PEDREGAL DE SAN ANGEL de 1:00 p.m. A 6:30 p.m. C/3ER. DIA C VALLE SAN MIGUEL 24 horas (presión Nivel Tinaco) LUCRECIA SOLANO de 9:00 a.m. A 2:00 p.m. C/3ER.DIA FRACC. HIPODROMO de 5:00 p.m. A 9:30 p.m. HIPODROMO de 5:00 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA C LA RIVERA de 2:00 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA C CONTINENTAL de 2:00 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA C HEROES DEL 47 (B.España) de 11:00 a.m. A 5:00 p.m. C/3ER. DIA C


30

SAN ISIDRO de 2:00 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA C NUEVA SAN MIGUEL de 2:00 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA C SANTA BARBARA de 2:00 p.m. A 9:30 p.m. C/3ER. DIA C 288 24 horas AGUILAR 3er. Sector 24 horas AMISTAD 24 horas SAN JOSE de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. PROGRESO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. FRACC. MODERNO de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. LAS FLORES de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. PURISIMA de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. LIBERTAD de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER DIA. BARRERA de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER. DIA C AMPL. BARRERA de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER.DIA C BUENOS AIRES de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C3ER. DIA C MONCLOVA-400 de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C/3ER.DIA C de 2:00 a.m. A 9:00 a.m. C3ER. DIA C P = CUANDO LE TOCA AL PUEBLO. C = CUANDO LE TOCA AL CENTRO. D = DIARIO.

Cuadro 1.4. Horarios de suministro 2006 del sector Norte-Centro de Monclova

COLONIA HORARIO SUMINISTRO

NUEVA ROSITA SUR. 2:00 PM-400AM UN DIA – 4:00PM-4:00 AM OTRO DIA DIARIO D

LOS NOGALES. 6:00 AM - 8:00 AM C/3ER . DIA P DEL PRADO 6:00 AM - 8:00 AM C/3ER. DIA P TELEFONISTAS 8:00 PM - 2:00 AM C/3ER. DIA C ZONA CENTRO PARTE BAJA. 8:00 PM - 11:00 PM C/3ER. DIA C ZONA CENTRO PARTE ORIENTE 8:00 PM - 11:00 PM C/3ER. DIA C ZONA CENTRO (CALLE NUEVA) 3:00A.M.-7:00A.M. C/3ER. DIA C LA LOMA. 6:00 AM -12:00 PM C/3ER. DIA C ZONA CENTRO PARTE ALTA PTE. 10:00PM - 2:00AM C/3ER. DIA C FRACC. CAMPESTRE 6:00 AM- 4:00 PM C/3ER. DIA C VILLAS DE STA. ANA. 12:00 PM - 8:00 PM C/3ER. DIA P DEL VALLE 9:00PM-6:00AM C/3ER. DIA D AGUANAVAL 9:00PM-6:00AM C/3ER. DIA D JESUS GARCIA 6:00AM-3:00PM C/3ER. DIA D AMPL. BRISAS DEL VALLE. 8:00 PM - 4:00AM C/3ER. DIA D ELSA HDZ. 3ER. SECTOR SUR. 7:00 AM A 10: 00 AM C/3ER. DIA C ELSA HDZ.,3ER. SECTOR NTE. 7:00 AM - 10: 00 AM C/3ER. DIA C GUADALUPE NORTE. 6:00 AM - 2:00 PM DIARIO P CHAPULTEPEC. 2:00PM-9:00AM C/3ER. DIA D PALMA 2:00PM-9:00AM C/3ER. DIA D PICASSO 6:00AM-1:00PM DIARIO D CHAMIZAL 6:00AM-1:00PM DIARIO D REGINA 6:00AM-1:00PM DIARIO D


31

NUEVA ROSITA NORTE 6:00AM-1:00PM DIARIO D EL MILAGRO. 9:00 AM -6:00 AM C/3ER. DIA D JARDINES DEL VALLE 9:00 AM -6:00 AM DIARIO D 5 DE ABRIL 11:00 AM - 4:00 PM C/3ER.DIA P STA. ISABEL 6:00AM-6:00PM - UN DIA BAJA PRESION. C/3ER.DIA. P LOS NOVENTA 12:00 AM - 5:00 PM C/3ER.DIA P LOS NOGALES. 6:00AM-6:00PM C/3ER DIA. P SAN PABLO 8:00AM-5:00PM C/3ER.DIA P SAN JUAN BAUTISTA LADO OTE. 8:00AM-4:00PM C/3ER.DIA D SAN JUAN BAUTISTA LADO PTE. 8:00AM-4:00PM C/3ER. DIA P FRANCISCO VILLA. 11:00AM-4:00PM C/3ER. DIA P STA. ANA. 11:00AM-4:00PM C/3ER. DIA P SOLIDARIDAD 5:00PM-8:00PM C/3ER. DIA P FOVISSTE 7:00PM-3:00AM C/3ER. DIA P BRISAS DEL VALLE 7:00PM-3:00AM C/3ER. DIA P STA. MONICA 7:00PM-3:00AM C3ER. DIA P JARDINES DE GUADALUPE. 7:00PM-3:00AM C/3ER DIA P FSTSE 12:00PM-2:00PM C/3ER. DIA P EL PUEBLO 9:00 PM-5:00AM C/3ER. DIA P EL PUEBLO (ALAMEDA) 9:00 PM - :00 AM C/3ER. DIA C EL PUEBLO SECTOR SUR 4:00 PM-8:00 PM C/3ER. DIA P TECNOLOGICO. (NORTE) 6:00A.M.-1:00P.M. DIARIO D TECNOLOGICO. (SUR) 6:00AM - 1:00PM C/3ER. DIA P MAGISTERIO 9:00AM-11.30AM C/3ER. DIA C LOS BOSQUES SECTOR OTE. 6:30AM-12:00PM C/3ER. DIA C FRACC. LOS BOSQUES P. ALTA 5:30 AM - 8:00 AM C/3ER. DIA C FRACC. BOSQUES P. BAJA NTE. 5:30 AM - 8:00 AM C/3ER. DIA C LOS PINOS. 6:00AM-1:00PM DIARIO D SAN FRANCISCO. 6:00AM-4:00PM C/3ER. DIA D SAN FRANCISCO (PARTE ALTA) 7:30AM-10:00AM C/3ER. DIA P LEANDRO VALLE. 7:00AM-10:00AM C/3ER. DIA P ELSA HERNANDEZ. 7:30AM-10:00AM C/3ER. DIA C PEMEX 7:00AM-1:00PM C/3ER. DIA P LA SALLE 6:00AM-9:00AM C/3ER. DIA D STA. CECILIA 6:00AM-9:00AM C/3ER. DIA D ESCORIAL 10:00AM-4:00PM C/3ER. DIA D INDEPENDENCIA NORTE. 6:00AM-12:00PM DIARIO D INDEPENDENCIA SUR. 7:00 PM - 4:00 AM C/3ER. DIA D SAN SALVADOR 12:30PM-5:00AM C/3ER. DIA D MARGARITO SILVA. 7:00PM-4:00AM C/3ER DIA P CD. DEPORTIVA. 5:00PM-4:00AM C/3ER DIA D ANAHUAC. 5:00PM-9:00PM C/3ER DIA D

GUADALUPE SUROESTE 8:30AM-11:30AM (C) 7:00AM-11:00AM (P) 6:00-9:00 PM P.A. DIARIO D

GUADALUPE PONIENTE (TANQUE) 10:00 PM - 9:00AM C/3ER DIA D GUADALUPE AHMSA. 2:00 AM - 4:00 AM C/3 ER DIA D GUADALUPE ORIENTE. 4:00 AM A 9:30 (C) y DE 7:00 AM - 2:00 PM (P) DIARIO D


32

GUADALUPE CENTRO 7:00AM-8:30AM PRESION A. 6:00AM-11:00AM (P)6:00-9:00 PM (P) C

P = CUANDO LE TOCA AL PUEBLO. C = DIARIO PRESION ALTA CUANDO LE TOCA AL CENTRO. D = DIARIO.

Cuadro 1.5. Horarios de suministro 2006 del sector Frontera de Monclava

COLONIA HORARIO SUMINISTRO BORJA PARTE BAJA 1:00PM-4:00PM C3ER. DIA C BORJA PARTE ALTA. 1:00PM-3:00PM (P/ALTA)3:00 PM. - 5:00 PM (P/BAJA). C/3ER DIA P BARRIO EL ALACARAN. 1:00 AM-10:00 AM DIARIO D MAGISTERIAL. 12:00 PM A 3:00 PM DIARIO P ROMA Y TEOCALLI. 5:00P.M. A 5:00 AM C/3ER DIA C PARAISO 5:00P.M. A 5:00 AM C/3ER DIA C 10 DE MAYO 5:00AM-11:00 AM C/3ER DIA P PEMEX 5:00P.M. A 5:00 AM C/3ER DIA C LUIS DONALDO COLOSIO 7:00P.M. A 5:00 A.M. C/3ER. DIA C BELLAVISTA. 5:00 AM-12:45 PM DIARIO D EJIDO 8 DE ENERO. 3:00 AM A 3:00 PM (TRES SECTORES) DIARIO C EJIDO LA CRUZ. 3:00 PM A 3:00 AM (TRES SECTORES) DIARIO P SAN CRISTOBAL 11:30 AM-12:00 PM DIARIO D INDUSTRIAL 6:00 A.M. A 9:00 A.M. DIARIO D AEROPUERTO P. A 12:00PM-3:00 PM P. BAJA 3:00 PM-6:00 PM DIARIO C AVIACION 9:00 AM A 12:00 PM DIARIO C MAGISTERIO 12:00 PM A 3:00 PM DIARIO P HEROES DE NACOZARI. 3:00 P.M. A 7:00 P.M. DIARIO P HUIZACHAL 12:00 PM A 3:00 PM DIARIO P MORELOS 5:00 PM-5:00 AM (1 DIA BAJA PRESION) DIARIO C ELSA HERNANDEZ P/BAJA 5:00 PM-5:00 AM (1 DIA BAJA PRESION) DIARIO C ELSA HERNANDEZ P/ALTA 8:00 P.M. A 5:00 A.M. (1 DIA BAJA PRESION) DIARIO C FELIPE PESCADOR 6:00 P.M. A 5:00 A.M. DIARIO C LIBERTAD 7:00 P.M. A 5:00 A.M. C/3ER. DIA C LA SIERRITA 7:00 P.M. A 5:00 A.M. DIARIO C FERROCARRILERA 7:00 P.M. A 5:00 A.M. C/3ER. DIA C OCCIDENTAL SUR 5:00 P.M. A 5:00 A.M. C/3ER DIA C OCCIDENTAL NORTE 5:00 PM A -6:00 AM DIARIO C ZONA CENTRO 5:00 PM A 5:00 AM C/3ER.DIA C V. CARRANZA 11:00 PM. A 4:00 AM. C/3ER.DIA C PRADERAS DEL NORTE. 5:00 PM A 5:00 AM C/3ER.DIA D NUEVA OCCIDENTAL. 5:00 PM-5:00 AM C/3ER.DIA C REGIDORES 6:00 AM A 9:00 AM DIARIO FERROCARRIL 6:00 PM-5:00 AM C/3ER DIA C P = CUANDO LE TOCA AL PUEBLO. C = DIARIO PRESION ALTA CUANDO LE TOCA AL CENTRO. D = DIARIO


33

4:00 A.M.8:30 A.M.

C/3 DIA

6:00 A.M.

9:30 A.M.C/3 DIA

2:00 A.M.9:00 A.M.

C/3 DIA

4:00 A.M.9:00 A.M.

C/3 DIA

24 HRS.

5:00 A.M.9:00 A.M.

C/3 DIA

4:00 P.M.11:00 P.M.

C/3 DIA

2:00 P.M.6:00 P.M.

C/3 DIA12:00 A.M.

9:00 A.M.C/3 DIA

3:00 P.M.7:00 P.M.

12:00 A.M.6:00 A.M.

C/3 DIA

4:00 A.M.9:00 A.M.

C/3 DIA

2:00 P.M.6:30 P.M.

C/3 DIA

6:00 P.M.10:00 P.M.

C/3 DIA

24 HRS.7:00 P.M.11:00 P.M.

C/3 DIA

24 HRS.

7:00 P.M.11:00 P.M.

12:00 A.M.6:00 A.M.

C/3 DIA

8:00

P.M

.12

:00

P.M

.

5:00 P.M.10:00 P.M.

C/3 DIA

S E C T O R O R I E N T E

6:00 A.M.

12:00 P.M.

4:00 A.M.8:00 A.M.DIA.

8:00 P.M.

2:00 A.M.4:00 P.M.6:00 P.M.

DIA.

4:00 A.M.9:00 A.M.

C/3 DIA

10:00

P.M

.5:

00 A

.M.

5:00 A.M.12:45 P.M.

DIA.

5:00 A.M.1:00 P.M.

DIA.8:00 P.M.

4:00 A.M.C/3 DIA

9:00 A.M.2:00 P.M.

C/3 DIA

7:00 A.M.10:00 A.M.

C/3 DIA

12:00

P.M.

5:00 P.M

.

C/3 DIA

11:00 A.M.4:00 P.M.

C/3 DIA

8:00 A.M.5:00 P.M.

C/3 DIA8:00 A.M.

4:00 P.M.C/3 DIA

12:00 P.M.5:00 P.M.

C/3 DIA

11:00 A.M.4:00 P.M.

C/3 DIA

7:00 P.M.4:00 A.M.

C/3 DIA

7:00 A.M.12:00 P.M.

C/3 DIA

6:00 A.M.9:00 A.M.C/3 DIA

2:00 P.M.5:00 P.M.

C/3 DIA

10:00 A.M.1:00 P.M.

C/3 DIA

9:00 A.M.12:00 P.M.

3:00 P.M.9:00 P.M.

12:00 P.M.3:00 P.M.

6:00 P

.M.

9:00 P

.M.

3:00 P

.M.

6:00 P.M

.

9:00 P.M.3:00 A.M.

6:00 A.M.9:00 A.M.

DIA.

9:00 A.M.

12:00 P.M.12:00 P.M.3:00 P.M.DIA.

3:00 P.M.

7:00 P.M.DIA.

7:00 P.M.5:00 A.M.

C/3 DIA

12:00 P.M.

3:00 P.M.

7:00 P.M.5:00 A.M.

C/3 DIA

7:00 P.M.5:00 A.M.

DIA

6:00 A.M.11:00 A.M.

DIA.

5:00 P.M.

5:00 A.M.C/3 DIA

3:00 A.M.5:00 P.M.

DIA.

S E C T O R N O R T E - C E N T R O

S E C T O R F R O N T E R A

6:00 A.M.9:00 A.M.

DIA.

7:00 A.M.3:00 P.M.

DIA.

Figura 1.12. Zonas de tandeo actuales en los sectores Oriente, Norte-Centro y Frontera de Monclova


34

El plano digital de la red de distribución de los sectores en estudio, se encuentra en el

Anexo B, actualizado por la Alianza en archivo AutoCad 2004, el cual contiene las calles

de la traza urbana, las líneas de conducción y de distribución existentes con sus

diámetros y longitudes, la ubicación de algunas válvulas de seccionamiento, los pozos,

cárcamos de bombeo y tanques regularización.

Tanques y rebombeos del sistema

El sistema de agua potable de Monclova para los sectores Oriente, Norte-Centro y

Frontera cuenta con 11 tanques de almacenamiento y regularización funcionando. La

capacidad de regularización de los tanques se muestra en el cuadro 1.6. Además, existen

dos tanques que se encuentran fuera de operación, el tanque Los Bosques de 150 m3 y el

AHMSA de 2,000 m3, que se localiza dentro de las instalaciones de AHMSA. Actualmente

al tanque La Loma se utiliza como un cárcamo de bombeo y en ocasiones para abastecer

a la red de distribución por gravedad.

Cuadro 1.6. Capacidad de regularización de los tanques de los sectores Oriente, Norte-Centro y Frontera No. NOMBRE DEL TANQUE CAPACIDAD

(m3) TIPO MATERIAL

Sector Oriente 1 Buenos Aires 1,000 Superficial Concreto Armado 2 Oscar Flores Tapia 500 Superficial Mampostería 3 Guerrero 2,000 Superficial Concreto Armado 4 Loma Alta 3,200 Superficial

Sector Norte-Centro 5 La Loma 2,000 Superficial Mampostería 6 Tanque de acero La Loma 2,000 Superficial Acero 7 La Bartola 3,200 Superficial Acero 8 Los Bosques 500 Elevado Acero 9 Ermita 3,000 Superficial Mampostería

Sector Frontera 10 Borjas 1,000 Superficial Concreto Armado 11 Cloración 1,500 Superficial Concreto Armado

Capacidad en uso 18,400 12 Los Bosques 150 Elevado Acero 13 AHMSA 2,000 Elevado Acero

Capacidad sin utilizar 2,150 Capacidad total instalada 22,050


35

En el sector Oriente se localizan los tanques de regularización Oscar Flores Tapia,

Buenos Aires, Loma Alta y el tanque Guerrero. En la figura 1.13 se presentan los croquis

detallados de los tanques localizados en el sector Oriente.

a) Oscar Flores Tapia

b) Buenos Aires

c) Loma Alta d) Guerrero

Figura 1.13. Croquis de tanques de regularización ubicados en el sector Oriente

16"

14"16"8" 6"

10"

4"4"

3"

3"

3"

16"

10"

4"

Cap. = 2000 m3C.T. = 651 msnm

De tanqueLoma Alta

A tanqueErmita

A col.Guerrero y Amp.

12"

A col.Continental

A cols.del norte del

Sector Oriente

A esc.Manuel Acuña

A col.Pedregal

14"

Cap. = 3200 m3C.T. = 675 msnm

12" 10"

16"De Pozos Placetas,San José 1 y 3,

De PozoCarnero

12"

10"

10"

14"14"

14"

De PozoMatilde Barrera

A tanqueGuerrero

A cols.del norte del

Sector Oriente

Monclova 1 y 2

Cap. = 500 m3C.D. = 710 msnm

8"De PozoPlacetas8"

A col.Flores Tapia

8"

Cap. = 1000 m3C.D. = 571 msnm

De PozoPlacetas

12" 12"

A col. Monclova400 ampliación

A col. Buenos aires,Monclova 400, las

Flores y amp.


36

En la figura 1.14a, 1.14b y 1.14c se muestran los cárcamos de bombeo y tanques de

regularización del sector Norte-Centro, siendo La Loma, Ermita, Bartola y Los Bosques y

los cárcamos de bombeo Estadio, Guadalupe, San Francisco y Los Bosques.

a) La Loma

Tanque de AceroLa Loma

Cap. = 2000 m3

14"Desfogue

De PozosMonclovas

A laZona Centro

14"

b) Tanque de Acero La Loma

Figura 1.14a. Croquis de tanques y rebombeos ubicados en el sector Norte-Centro

c) Los Bosques

d) Bartola

Cap. = 2000 m3C.T. = 651 msnm

De PozosMonclovas

A col.La Loma

Tanque La Loma

BB

F/SB

F/S

12"Desfogue

Desfogue

A PipasA col.La Loma

A col.La Loma

Vál.cerrada

4"

4" 4"

4" 4"

4"

4"6"

10"10"

8"8"

4"2" 2"

10" 10" 4" 2" 2" 4"3" 4"

Macro.

Tanque 2Los Bosques

Cap. = 500 m3

Cap. = 150 m3

F/SVAEA Manómetro

De rebombeoLos Bosques

A col.Los Bosques

Sector 1

Sector 3

Tanque 1

6"6"

6" 6"

6"

6"

6"6"6"

TanqueLa Bartola

Cap. = 3200 m3

8" 8x10"

De rebombeoGuadalupe

8"12x8"

VAEAA col.

Guadalupe

Manómetro

14"14x10"

10"Desfogue


37

e) Rebombeo Guadalupe

f) Rebombeo Estadio

g) Rebombeo San Francisco

h) Rebombeo Los Bosques

Figura 1.14b. Croquis de tanques y rebombeos ubicados en el sector Norte-Centro

B3"

6"

8"

A col.Los Bosques

2º Sector

De Pozos Viborillasy Pozuelos

Desfogue

3"

3" 3"

A tanqueLos Bosques

ManómetroCheck

B2x3"

3"

Check

2"

3"

A col.San Fco.


B

B

Sin equipo

F/S

Macro.

Check

Check

8"

8"

8"

8"8"

8"

8"

8"

8"


A tanque La Bartola

A col.Guadalupe

Manómetro

B10x8

10" 8"

8"

10"

A cols.San Salvador,Cd. Deportiva


Desfogue


38

BB

B

B

A la redØ 8"

La lomaØ 16"

GuerreroØ 16"

De PozuelosØ 30"

De PozuelosØ 16"

Al centroØ 16"

De tanque

Válvulacerrada

Al puebloØ 12"

Del tanque

Sin conexión

10" 10"

16x10"

16"

10x16"10"

10" 10" 10"

16" 16"

8x10"8"

8x10"8"

4"10"

10"8x10"

16"

16"4"4"

4"

4"12"

12"

4"

12"

i) Tanque Ermita

Figura 1.14c. Croquis de tanques y rebombeos ubicados en el sector Norte-Centro

En el sector Frontera se encuentra el tanque de Cloración, el tanque Borjas y los

rebombeos Borjas y PYTCO. En la figura 1.15 se muestran los croquis detallados de los

tanques de regularización y cárcamos de bombeo del sector Frontera.


39

De ViborillasØ 24"

ErmitaØ 30"

A fronteraØ 16"

20"

20"

30"16"

A tanque

ErmitaØ 20"

A tanque

a) Tanque de Cloración

b) Tanque Borjas

c) Rebombeo Borjas

Figura 1.15. Croquis de tanques y rebombeos ubicados en el sector Frontera

Macromedición

Un sistema de macromedición es esencial para las acciones de incremento y control de

eficiencia física e hidráulica, ya que permite conocer con exactitud los volúmenes de agua

que son suministrados a la red y la variación de la demanda de agua a los usuarios. De

esta manera se está en posibilidad de realizar balances de agua confiables, evaluar las

necesidades de reparación de fugas, realizar modelación hidráulica con mayor eficacia y

redistribuir presiones y caudales en la red.

Dentro del sistema de distribución de agua de la ciudad de Monclova, sectores Frontera,

Norte-centro y Oriente se dispone de un Sistema de Macromedición parcial, modernizado

recientemente, por lo que se generan mediciones periódicas de volúmenes entregados al

sistema de distribución de agua potable. En el inciso 1.3.3 de este informe se muestran

B B

F/SSin equipo

VAEA

16"

10x16"

10" 10"

16"

A tanqueBorjas


16"

12"

14"

4"

8x4"

Cap. = 1000 m3

De rebombeoBorjas

A col.cd. Perdida

A cols.Borjas yCentro

A col.cd. perdida

14x8"

8"

14"


40

los tipos de macromedidores instalados y los errores de exactitud que se identificaron

durante las campañas de medición.

Micromedición Hasta Junio del 2006, de un total de 56,255 contratos registrados en los sectores Oriente,

Norte-centro y Frontera, se tenía un total de 20,971 micromedidores instalados1, que

equivalen a una cobertura de micromedición del 37.30 % del total de contratos. Los

contratos con cuota fija a la misma fecha son 35,284 (62.70%) (Ver figura 1.16). A la fecha

no se tienen datos para clasificar los micromedidores instalados por tipo, marca y modelo.

Servicio de cuota fija 62.7%

Cobertura de MicromediciónServicio medido

37.3%

Figura 1.16. Porcentajes de micromedición domiciliaria

Como se puede observar, la cobertura de medidores instalados es baja. La micromedición

de un sistema de agua potable es esencial para evitar el desperdicio de agua por parte de

los usuarios. Con una cobranza efectiva se logran ahorros de agua sustanciales, debido a

que el usuario tendrá la responsabilidad de pagar por sus derroches.

Por lo tanto, es importante señalar que debe implantarse urgentemente un programa de

instalación de micromedidores, asegurar la lectura y facturación adecuada y regularizar

los cobros respectivos, para garantizar que con el diseño operacional propuesto en el 1 Formatodefacturacion.xls, elaborado por Adolfo Menchaca.- SIMAS.


41

presente proyecto, se logre la continuidad y estabilidad del servicio de agua potable a los

habitantes de los sectores frontera, Norte-centro y Oriente de la ciudad de Monclova.

Control de fugas

El personal de operación de SIMAS proporcionó estadísticas de fugas reparadas en los

sectores Norte-centro, Oriente y Frontera, presentadas durante todo el año 20062, las

cuales se resumen en el cuadro 1.7 y en las figuras 1.17, 1.18a y 1.18b. La totalidad de

los reportes de fugas que los usuarios presentan ante SIMAS son atendidos y reparados.

Cuadro 1.7. Fugas reparadas en Monclova por sectores

Mes Nte-Centro Oriente Frontera Total En toma En línea En toma En línea En toma En línea En toma En línea

Enero 103 20 114 11 136 16 353 47 Febrero 62 11 40 12 106 18 208 41 Marzo 81 16 41 18 94 19 216 53 Abril 50 20 64 16 77 7 191 43 Mayo 73 17 59 20 72 16 204 53 Junio 105 21 65 31 114 24 284 76 Julio 81 30 43 33 123 20 247 83 Agosto 118 28 40 31 126 18 284 77 Septiembre 111 33 72 16 137 17 320 66 Octubre 123 36 60 28 131 21 314 85 Noviembre 72 22 92 30 125 15 289 67 Diciembre 113 32 50 25 120 23 283 80

Suma 1092 286 740 271 1361 214 3193 771

2 REPORTE DE FUGAS POR SECTOR-2006.xls, elaborado por Ing. Ricardo Vázquez.- SIMAS.


42

Incidencia de fugas 2006

80.55%

19.45%

En tomaEn línea

Figura 1.17. Incidencia de fugas durante el 2006

El reporte de las fugas reparadas no especifica la ubicación de la fuga a lo largo de la

toma, o las longitudes reparadas en las fugas de las tuberías principales y secundarias, ni

tampoco el caudal medio de la fuga.

0

20

40

60

80

100

120

140

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

Reportes de fugas en toma por zona 2006

Nte-Centro Oriente Frontera Figura 1.18a. Reporte de fugas en toma por zona durante el 2006


43

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

Reportes de fugas en línea por zona 2006

Nte-Centro Oriente Frontera Figura 1.18b. Reporte de fugas en línea por zona durante el 2006

Como se puede observar, es mayor el porcentaje de fugas presentadas en tomas

domiciliaria en la zona de Frontera, pero son de mayor importancia las fugas ocurridas en

líneas de distribución en los sectores Oriente y Norte - Centro.

1.2. ACTUALIZACIÓN DEL CATASTRO DE REDES

1.2.1. Actualización del catastro de redes

La actualización de la red de distribución de los sectores Oriente, Norte-Centro y Frontera

se realizó con el análisis de los planos digitales proporcionados por SIMAS (lotificación en

Arcview, la foto satelital de Google Earth y con copias de planos existentes), así como en

las entrevistas con el Ing. Ricardo Vázquez Falcón, Jefe de Operación y Distribución de

Agua y su personal de operación.

Primeramente, se procedió a reconocer las tuberías de interconexión entre los tanques de

regularización Buenos Aires, Oscar Flores Tapia, Guerrero, Loma Alta, La Loma, Tanque


44

de Acero La Loma, La Bartola, Los Bosques, Ermita y Borjas, y las interconexiones de los

cárcamos de bombeo Guadalupe, Estadio, Los Bosques, San Francisco, Borjas y PYTCO,

para lo cual fue necesario realizar el recorrido de campo por cada uno de ellos, revisando

los diámetros de las tuberías de entrada y salida de los mismos.

También, se efectuaron entrevistas con el jefe de operación, para que se identificaran

sobre el plano las tuberías principales de la red, tramos faltantes y las válvulas que cierran

o abren para realizar los tandeos del servicio de agua a los usuarios.

En el estudio anterior “Proyecto de eficiencia física y de la operación hidráulica de la red

de agua potable de Monclova, sector sur, Diciembre de 2006” se revisó minuciosamente

el plano digital de la red de distribución actual, que proporcionó SIMAS, en el cual se

observó que se encuentra en un “plano de línea” (similar a un croquis), y varias calles de

este dibujo no coinciden con la traza mostrada en la foto satelital del programa Google

Earth ni con el plano que SIMAS entregó en ArcView, o sencillamente no existen algunas

calles. Además, el plano que utiliza actualmente el personal de SIMAS tiene imprecisiones

en su escala, arrojando datos equivocados de longitudes de tuberías.

Entonces, se procedió a dibujar completamente un nuevo plano digital en AutoCad versión

2004, apoyándose con el plano métrico del archivo “predios.apr” de Arcview, anotando las

leyendas de colonias, calles, infraestructura y captura total de la red. Como ejemplo

(sector sur), en la figura 1.19a se muestra la planimetría utilizada por SIMAS y en la figura

1.19b muestra la traza urbana generada en Arcview. Se observa que la traza de las calles

del plano de SIMAS (indicadas en negro), no coincide con la foto satelital, en cambio la

traza de calles generada con el ArcView concuerda perfectamente.


45

a) Plano de línea

b) Plano métrico

Figura 1.19. Planos de línea y plano métrico de la traza urbana de la ciudad de Monclova

El plano generado de la red de distribución para los sectores Norte, Centro, Oriente y

Frontera, con las actualizaciones indicadas por el personal de operación, así como con las

correcciones de la traza urbana y los recorridos en campo, se presenta totalmente

actualizado y revisado por la Alliance to Save Energy; en archivo magnético en el Anexo B capturado con el software AutoCad 2004.

El trabajo de actualización también incluyó la revisión de las líneas de interconexión entre

los tanques de regularización y cárcamos de bombeo, mediante recorridos de campo por

cada uno de ellos, revisando los diámetros de cada tubería que llegan y salen de ellos.

En la figura 1.20, se muestra un acercamiento a una zona de la red (Sector Oriente), en la

que se puede observar el trabajo a detalle que se llevó a cabo.


46

Figura 1.20. Detalle del Plano de la Red de Monclova actualizado.

Además, como ya se mencionó anteriormente, se entrevistó al personal de la Jefatura de

Operación, para que señalaran sobre el plano las tuberías principales de la red, tramos

faltantes y las válvulas que cierran o abren para realizar los tandeos del servicio de agua a

los usuarios y que no están plasmadas de alguna manera en el plano.

Asimismo, se inspeccionaron cajas de válvulas existentes, para observar el estado físico

de ellas y aquellas que se cierran o abren para realizar los tandeos del servicio de agua a

los usuarios. Con los resultados de la inspección se han revisado y verificado los cruceros

importantes de la red de distribución, con la intención de ajustar el plano definitivo

actualizado. En el inciso 1.2.2 se presenta con más detalle, el levantamiento e inspección

física de cajas de válvulas antes mencionadas.

El plano de la red de agua potable actualizado en AutoCAD incluye las siguientes capas o

“Layers”.

• Lotificación.

• Calles.

• Colonias.

ESCUELA

C. 5

CAL

CALL

CA

NICOLAS

TLAN

PIEDRA AZULTANQUEV. GUERREROCAP.=2,000mł

+

++

++

++

|

X

//

X

XX

X

±

±

±

±/

/

/

/

//

//

//

/

//

//

//

/

/

/

/

/

/

/


47

• Infraestructura (Tanques, Pozos y Rebombeos).

• Tuberías, válvulas y tapas ciegas.

• Macro zonas de distribución.

• Zonas de lotificación.

Estos “Layers” se definieron con la idea de simplificar la información del plano, por lo que

una vez definidos, se procedió a capturar todas las tuberías de la red con su simbología,

datos, elevaciones y longitudes a escala, observando las adecuaciones señaladas por el

personal de SIMAS, las revisiones de planos existentes y los resultados del levantamiento

de cajas de válvulas.

Cabe mencionar que también se generaron las curvas de nivel de terreno que cubre la

mancha urbana de Monclova en AutoCAD. Se crearon dos archivos independientes de las

curvas de nivel, el primer archivo muestra las curvas de nivel con sus etiquetas indicando

las elevaciones de terreno, y la segunda presenta las curvas con sus propiedades X, Y y

Z. Los archivos de las curvas de nivel se encuentran en archivos independientes al Plano

de la red de Monclava Actualizado.

Toda la infraestructura hidráulica como son los pozos profundos, tanques de

regularización, cárcamos de bombeo y el tanque de cloración se ubicaron en la foto

satelital del programa Google Herat; el archivo electrónico respectivo se encuentra en el

Anexo B.

1.2.2. Levantamiento e inspección física de cajas de válvulas

En la tercera visita a la Ciudad de Monclova, una de las actividades que se llevaron a

cabo fue la inspección de cajas de válvulas en los sectores Oriente, Frontera y Norte-

Centro. Esta labor contó con la ayuda del personal de SIMAS.


48

La selección de las cajas de válvulas inspeccionadas fue con base en los movimientos

importantes que se realizan en ellas para dar suministro a las distintas colonias y zonas

de tandeo en la ciudad, así como para la actualización y revisión de puntos de interés en

cruceros importantes. El número total de cajas inspeccionadas fue de 87,

correspondiendo 26 cajas al sector Oriente, 31 al sector Frontera y 30 al sector Norte-

Centro.

En cada caja inspeccionada se anotaron sus características principales y posteriormente

fueron capturadas en archivo electrónico Word. Los datos que se registraron de las cajas

fueron: la ubicación, tipo y número de válvulas, el estado general en que se encuentran,

referencias, comentarios y observaciones generales, así mismo se tomaron fotografías de

cada una de las cajas.

Debido a que son tres los sectores donde se realizó la inspección, los resultados

obtenidos se presentan separados por cada sector.

En los cuadros 1.8 se muestran los resultados de la inspección y en el Anexo C, se

encuentran los archivos electrónicos detallados del levantamiento e inspección de cada

una de las 87 cajas de válvulas separadas por sectores.

Cuadro 1.8. Resumen de inspección de cajas de válvulas de sectores Oriente, Frontera y Norte-centro

Sector Oriente

Condición Cantidad PorcentajeTierra 20 77%Basura 2 7.7%Inundada 4 15.4%Buen estado 0 0.0%TOTAL 26 100.0%

Resumen de condición del interior de las cajas de válvulas

Condición Cantidad PorcentajeDaño en losa 1 3.8%Sin losa 2 7.7%Sin tapa 7 26.9%Tapa soldada 1 3.8%Tapa sin fijación 1 3.8%Buen estado 14 53.8%TOTAL 26 100.0%

Resumen de condición de las losas y las tapas en las cajas de válvulas


49

Sector Frontera





Sector Norte-Centro





Los resultados indican que en la mayoría de las cajas inspeccionadas se aprecia

asolvamiento por tierra, basura y algunas de ellas inundadas por presencia de alguna

fuga. Por el otra parte, es importante mencionar que la mayor parte de cajas

inspeccionadas cuentan con tapa.

1.3. CAMPAÑAS DE MEDICIÓN

1.3.1. Medición de presiones

Este proyecto incluye la medición de presión en 60 tomas domiciliarias seleccionadas al

azar, distribuidas dentro de la zona de estudio para evaluar el funcionamiento actual de la

distribución. No obstante, se registraron 64 mediciones, ya que esta campaña se realizó al

mismo tiempo que la campaña de verificación de exactitud de algunos micromedidores.

Las pruebas fueron realizadas con el apoyo, tanto por personal del área comercial, como

del área de operación.


50

Para la medición de las presiones se utilizó un manómetro comercial tipo Bourdon con

carátula de glicerina, el cual se colocó en las llaves para jardín de cada toma domiciliaria.

En el cuadro 1.9 se presenta el resultado de las mediciones realizadas y en la figura 1.21

se presenta la ubicación de los puntos de registro de presión.

Cuadro 1.9. Campaña de medición de presiones en tomas domiciliarias

No. De prueba Colonia Dirección presión No. De

prueba Colonia Dirección presión (Kg/cm2) (Kg/cm2)

1 Aviación

Calle aviación # 108 1.9 35 La Salle Av. La salle S/N 1.0 2 Alberto Santos #214 2.0 36 Granjas #810 1.0 3 Alberto Branif #124 1.2 37 Hipódromo Blvd. San José #604 5.0 4

Tecnológico Flores Magón #1719 1.2 38 Valle San

Miguel Valle del Oriente #202 4.2

5 Pierre Courier #1313 1.4 39 Valle de los libertadores #163 4.3 6 Samuel Morse #1426 1.0 40

Guadalupe AHMSA

Perú #502 1.8 7

Chamizal Oaxaca #806 0.5 41 Colombia #506 2.2

8 Priv. Colima #609 1.0 42 Brasil #532 1.7 9 Zacatecas #1407 1.2 43 Deportiva Calle segunda #1532 0.3

10 Morelos Morelos #511 3.0 44 Calle tercera #1514 0.5 11

Pemex Golfo de Sabinas #3108 1.2 45

La Ribera Coatzacoalcos #810 0.7

12 Amistad #3503 2.2 46 La ribera #1008 0.8 13 Golfo de Sabinas #3064 2.3 47 Rio Sabinas #400 0.6 14

San francisco Alfredo Bonfil #1007 1.0 48

Flores Camelias #1201 2.2

15 Plan de Ayala #807 1.0 49 Gardenias #1213 2.3 16 Alfredo Bonfil #803 0.9 50 Nardos #1304 1.9 17

Los pinos Zacatecas #1602 1.1 51

288 21 de Mayo #1419 1.8

18 Jalisco #1326 0.6 52 21 de Mayo #1421 1.9 19 Colima #714-A 0.6 53 11 de julio #1306-A 2.2 20

Sta Mónica Encino #701 1.0 54

Aguilar 3er sector

16 de septiembre #1807 2.4 21 Alamo #706 1.0 55 16 de septiembre #1809 2.3 22 Chopo #704 1.0 56 16 de septiembre #1811 2.3 23 Leandro

Valle Nevado de Toluca #2119 1.4 57

La Loma Pirul #4 3.5

24 Sección 147 S/N 0.2 58 Nogal #233 4.1 25 Bellavista Melchor Mustis #309 1.1 59 Fresno #198 4.0 26 Sinaloa #406 1.2 60

Sta Barbara Calle principal #405 0.6

27 Roma Sinaloa #221 1.2 61 Manantial #406 0.3 28

Actaris Durango #304 1.2 62 Manantial #420 0.4

29 Via Pompeya #116 1.2 63 Estancias Sn Juan Bautista

Manuel Acuña #215 0.7 30 Flaminia #203 1.0 64 Venustiano Carranza #204 0.8 31 Borjas Antonio Olivares #313 3.4 32

Sta Cecilia Privada la villa #603 0.9

33 Esfuerzo #699 1.0 34 Granjas #708 1.0


51

A FRESNILLO

CARR

ETER

A A

SABI

NAS

AL

PAN

TEO

N M

UN

ICIP

AL

CARRE

TERA

A C

ANDEL

A

PEMEX

AL ZOOLOGICO MPAL.

CARRETERA A SAN BUENA

AEROPUERTO

INTERNACIONAL

V. CARRANZA

PARQUE DE BEISBOL

8 - 80

PANTEONMUNICIPAL

CLUB DE GOLF

"EL SOCORRO"SORIANA

ESTADIODE BEISBOL

ALTOS HORNOSDE MEXICOPLANTA 1

PANTEON

MUNICIPAL

PANTEONJARDINES DEL RECUERDO

PLANTATRATADORA

AGUAS NEGRAS

INSTALACIONESDE LA CD.DEPORTIVA

ESC. SEC.GENERAL No. 3

ESCUE

LA

PRIMAR

IA

ESCUELA

PRIMARIA

ESC.

P RIM.

S.S.A.

AMHSA

HOTEL

CHULA

VIS

TA

HO

TEL

KAL I O

NCHIZ

LOS C

ORRALE

SR

ES

TAURANT

OP E

RA

DO

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I.M.S.S

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B LOQU

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I.M.S

.S.

TEA TR

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MER CANTILMONCLOVA(CHEVROLET)

EMB OTELLADORAC OCA-COLA

CEN

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MERCO

SIMAS

DEPORTIVOCAMPO

T E K S I DTECNOLOGICO

CECYTEC

ICATEC

W A B A S H

D E

M E X I C O

MAQUILADORA

HANES

T A K A T A

U.P.N.

KINDER

K INDER

MAQUILADORA

MUNICIPIOLIMPIEZA

ESTACIONAMIENTO

XOCHIPILLI II

ALPHABET

OXXO710

AGUASTA. MARIA

HOSPITALR EGIONAL

CRUZROJA

WALTMART

COL. AVIACION

TECNOLOGICO

LOS PINOSCHAMIZAL

LA SALLE

ROMA

SANTAMONICA

COL. LEANDRO VALLE

COL. PEMEX

BELLAVISTA

0.1 - 1.0 Kg/cm2

1.1 - 2.0 Kg/cm2

2.1 - 3.0 Kg/cm2

3.1 - 4.0 Kg/cm2

4.1 - 5.0 Kg/cm2

Sin agua

COL. BORJAS

COL. DEPORTIVA

COL. GPE AHMSA

HIPODROMO

COL. VALLE DE

LA RIBERA

JUAN BAUTISTA

FRACC. 288

FRACC. AGUILAR

COL. LAS FLORES

COL. LA LOMA

SAN MIGUEL

ESTANCIAS DE SN

COL. MORELOS

SANFRANCISCO

SANTABARBARA

ACTARISSTA. CECILIA

Figura 1.21. Distribución de presiones en la zona de estudio

Al analizar los datos obtenidos en esta campaña se observa que, en general, el manejo de

las presiones dentro de la red es adecuado, con un valor promedio de 1.6 Kg/cm2. Sin

embargo, es importante atender algunas zonas que se encuentran por debajo de 1.0

kg/cm2.


52

1.3.2. Medición de caudales en puntos de suministro a la red

Con el fin de conocer y/o verificar los caudales de agua entregada a la ciudad de

Monclova, en específico a los sectores Norte-centro, Frontera y Oriente, se llevó a cabo

una campaña de mediciones durante los días 13 al 16 de Febrero de 2007.

Las mediciones de caudal se realizaron con un medidor portátil ultrasónico marca Vantage

serie 6000, propiedad de la Alliance to Save Energy, el cual fue programado en cada uno

de los puntos de medición seleccionados en función del diámetro, espesor y tipo de

material de la tubería donde fue colocado. En el caso de la medición efectuada a la

llegada del Tanque Cloración, se llevó a cabo con un medidor de inserción propiedad de

SIMAS, aprovechando la instalación sobre el tubo de asbesto cemento que se tiene para

este equipo.

Los lugares de medición se ubicaron básicamente en puntos estratégicos del sistema. De

esta manera, dentro de la campaña de medición se identificaron los nueve sitios

señalados en las figuras 1.22. En el Anexo D se incluye el detalle de cada una de las

actividades, con los puntos de aforo y sus resultados respectivos.

De ViborillasØ 24"

ErmitaØ 30"

A fronteraØ 16"

20"

20"

30"16"

A tanque

ErmitaØ 20"

A tanque

Tanque Cloración

Medición No. 1

Medición No. 2


53

Figura 1.22. Puntos de medición de caudal en diversos puntos de la red

En la figura 1.23 se muestran algunas fotografías en donde se realizaron mediciones con

el equipo antes mencionado.

Medición No. 3

Medición No. 5

Medición No. 4

Medición No. 6

Medición No. 7 Conexión con PYTCO

Llegada a Tanque Cloración

Mediciones Nos. 8 y 9

Frontera


54

Medición en By Pass Tanque Cloración

Medición en el Pozo Carnero

Medición en el Tanque Loma Alta

Medición Tanque Buenos Aires

Medición Tanque Oscar Flores Tapia

Medición en la conexión con PYTCO


55

Medición Llegada a Tanque Cloración

Medición Frontera

Figura 1.23. Fotos de mediciones con el equipo ultrasónico serie 6000 en diversos puntos de la red

En el cuadro 1.10 se presenta un resumen de los resultados obtenidos de las mediciones

en diferentes puntos de la red, mencionados anteriormente. Desafortunadamente, en esta

etapa de la medición no se pudieron realizar mediciones de 24 horas, debido

principalmente a los tandeos que se efectúan en los distintos sectores de la Ciudad.

La medición efectuada en el pozo Carnero, se realizó únicamente para verificar el gasto

que llega al Tanque Loma Alta.

En el caso de las mediciones efectuadas en Frontera, se repitieron en tres diferentes

momentos. Dos se realizaron el jueves 15 de Febrero de 2007 a las 10:40 Hrs. y a las

14:05 Hrs., observándose que en ambas mediciones los resultados obtenidos no varían;

sin embargo, en la tercera medición efectuada el viernes 16 de Febrero de 2007 se

obtuvieron otros resultados diferentes a los del día anterior, debido a que en este día se le

suministra agua a la región denominada “Pueblo”.


56

Cuadro 1.10 Caudales de operación en diversos puntos de la red de Monclova

Punto medido Diámetro

de tubería

Material en el punto

Caudal medio (L/s)

Tanque Cloración By Pass 20" Acero 242.54

Pozo Carnero 8” Acero 42.61

Tanque Loma Alta 12" Acero 52.50

Tanque Buenos Aires 8" Acero 80.41

Tanque Oscar Flores Tapia 8” Acero 55.65

Conexión a PYTCO 30" Acero 434.36

Llegada a Tanque Cloración 20” Asbesto 362.03

Frontera Mañana y Tarde Jueves 30” Acero 287.18

Frontera Pueblo Viernes 30” Acero 308.55

De acuerdo con los registros de caudal en los puntos de producción de agua, resulta que

actualmente se están extrayendo para la zona de estudio 950 L/s, incluyendo los 100 L/s

que provienen de los pozos Monclova 1 y 2. En la figura 1.23a se muestra un croquis con

la distribución de caudales actual.


57

SECTOR

FRONTERA

SECTOR

NORTE-CENTRO

SECTOR

ORIENTE

Q = 300 L/s Q = 350 L/s

Q = 100 L/s

de Sector Sur

Q = 200 L/s

Q = 650 L/s

de Viborillas y Pozuelos

SECTOR

FRONTERA

SECTOR

NORTE-CENTRO

SECTOR

ORIENTE

Q = 300 L/s Q = 350 L/s

Q = 100 L/s

de Sector Sur

Q = 200 L/s

Q = 650 L/s

de Viborillas y Pozuelos

Figura 1.23a.- Distribución de caudales producidos en Monclova Norte, Centro, Oriente y Frontera

1.3.3. Medición de exactitud de macromedidores

Como parte de la visita efectuada los días 16 al 19 de enero de 2007, se efectuó la

medición de gastos en varios pozos existentes en el sistema, tales como: Viborillas 1,

Pozuelos 1, 5B, 8B, 13, 14, Carnero (Placetas II), Placetas, San José 3, 20 de Noviembre

y Rebombeo Guadalupe, a fin de verificar la exactitud de macromedidores instalados.

Adicionalmente, se efectuaron mediciones de gastos en los pozos Viborillas 4, 5,

Pozuelos 5A y 8A; sin embargo, las lecturas obtenidas no se pudieron comparar debido a

la inexistencia de macromedidores o bien, a que aún no están funcionando.


58

Asimismo, en los bombeos Viborillas 7 y Pozuelos 6, no se pudieron realizar las

mediciones debido a que en el primer caso el equipo no estaba en funcionamiento, y en el

segundo la bomba estaba quemada.

Las pruebas de exactitud de macromedidores se efectuaron con el apoyo del personal de

SIMAS, utilizando un medidor de flujo tipo inserción, propiedad de esa instancia de

gobierno, y comparando su lectura, con los datos que proporcionaban los

correspondientes macromedidores. En la figura 1.24 se presentan algunas fotografías del

proceso de medición de la exactitud de macromedidores en los pozos.

Pozo Viborillas 1

Pozuelos 5B

Pozuelos 8B Pozuelos 13


59

Pozuelos 14 Rebombeo Guadalupe

1.24. Campaña de medición de exactitud de macromedidores en pozos y rebombeos

En el Anexo D, se encuentra el archivo con los datos obtenidos durante la campaña de

determinación de errores de macromedición. Un resumen de los datos se presenta en el

cuadro 1.11.

Cuadro 1.11. Errores de macromedidores de pozos en Monclova

CARACTERISTICAS Viborillas 1 Pozuelos 1 Pozuelos 5B Pozuelos 8B Pozuelos 13

Tipo de Medidor y Número de serie Electromag. Electromag. Electromag. Electromag. Electromag. Marca del medidor Euromag Euromag Euromag Euromag Euromag Unidad de Medida l/s l/s l/s l/s l/s Diámetro del tubo 8" 8" 8" 10" 10”

Lectura tomada en macromedidor (lps) 41.6 32.7 24.3 45.4 123.9

Lectura tomada con medidor de flujo tipo inserción (lps) 37.35 23.77 27.28 67.07 148.13

Porcentaje de error promedio (+/-) +12.01% +38.23% -10.62% -32.30% -16.32%

CARACTERISTICAS Carnero Placetas San José 3 20 de Nov Guadalupe

Tipo de Medidor y Número de serie Propela Propela Propela Propela Electromag. Marca del medidor Schlumberger Badger-Meter Badger-Meter Badger-Meter Badger-Meter

Unidad de Medida m3 m3 m3 m3 l/s Diámetro del tubo 8" 10" 10" 4" 8" Lectura tomada en macromedidor (lps) 45.98 71.91 66.32 13.13 85.56 Lectura tomada con medidor de flujo tipo inserción (lps) 44.28 80.51 84.43 11.69 90.7 Porcentaje de error promedio (+/-) +3.86% 11.98% -21.25% -9.71% -5.61%

Como se puede observar, los errores de exactitud más relevantes se presentan con

mayor frecuencia en los medidores instalados recientemente; es decir, los


60

electromagnéticos, ya que al parecer aún no están calibrados adecuadamente, teniendo

mejor comportamiento los macromedidores de propela, al igual que el electromagnético

del rebombeo Guadalupe que ya tiene tiempo de haberse instalado y calibrado

adecuadamente.

Por lo tanto, es necesario que se calibren los macromedidores electromagnéticos a la

brevedad y se instale el resto de ellos, donde aún no se tienen estos aparatos.

1.3.4. Pruebas de error de exactitud en micromedidores

Durante las visitas de campo realizadas en enero y febrero del 2007 se llevó a cabo, con

apoyo de personal de SIMAS, una campaña para verificar la exactitud de los

micromedidores domésticos instalados en la zona de estudio de Monclova y Frontera.

Para este efecto se tomó una muestra aleatoria de 120 micromedidores distribuidos de tal

manera que fueran representativos de las zonas de distribución que existen en la red.

La prueba de exactitud se basó en la comparación del volumen de agua registrado por el

micromedidor al llenar un recipiente de acero inoxidable calibrado, marca Volumex, de 20

litros con una graduación de ± 300 mililitros. En la figura 1.25 se presentan fotografías de

la realización de la campaña de exactitud de micromedidores. En el cuadro 1.12 se

encuentran los resultados de la misma campaña. En el Anexo D se muestra en archivo

electrónico el detalle de las pruebas de exactitud de micromedidores.


61

Figura 1.25. Campaña de exactitud de micromedidores

Cuadro 1.12. Resumen de la campaña de exactitud de micromedidores

No. Dirección lectura 1 micro (m3)

lectura 2 micro (m3)

volumen micro (l)

volumen tanque (l)

submedición error (%)

sobremedición error (%)

1 Calle aviación # 108 1714.9680 1714.9890 21.00 20.00 5.00 2 Calle aviación # 206 753.5600 753.5800 20.00 19.89 0.55 3 Alberto Santos #214 1272.4440 1272.4640 20.00 19.74 1.32 4 Alberto Branif #124 2328.9370 2328.9570 20.00 20.17 -0.84 5 Flores Magón #1719 509.7200 509.7400 20.00 20.09 -0.45 6 Aristóteles #220-A 1541.9230 1541.9440 21.00 20.22 3.86 7 Pierre Courier #1313 917.3680 917.3880 20.00 19.87 0.65 8 Samuel Morse #1426 520.2640 520.2840 20.00 19.74 1.32 9 Oaxaca #806 3234.8020 3234.8228 20.80 20.00 4.00


62

10 Nuevo Leon #601 2345.5180 2345.5374 19.40 20.03 -3.15 11 Priv. Colima #609 4473.4650 4473.4847 19.70 20.08 -1.89 12 Privada Jalisco #607 375.5430 375.5630 20.00 20.07 -0.35 13 Veracruz #1402 2310.0370 2310.0575 20.50 19.90 3.02 14 Zacatecas #1407 695.6540 695.6740 20.00 19.90 0.50 15 Zacatecas #907 181.6890 181.7090 20.00 19.72 1.42 16 Zacatecas #909 238.5480 238.5680 20.00 19.77 1.16 17 Morelos #511 28.4680 28.4880 20.00 19.88 0.60 18 Morelos #513 3395.6860 3395.7090 23.00 19.79 16.22 19 Golfo de Sabinas #3108 157.8550 157.8760 21.00 19.79 6.11 20 Golfo de Sabinas #3104 252.9590 252.9785 19.50 20.00 -2.50 21 Golfo de Sabinas #3092 241.6800 241.7000 20.00 19.73 1.37 22 Golfo de Sabinas #3070 267.8540 267.8740 20.00 19.73 1.37 23 Golfo de Sabinas #3017 13.2580 13.2785 20.50 20.00 2.50 24 Amistad #3503 109.9020 109.9225 20.50 19.96 2.71 25 Amistad #3507 45.9430 45.9630 20.00 19.80 1.01 26 Golfo de Sabinas #3064 162.1680 162.1885 20.50 20.00 2.50 27 Alfredo Bonfil #1007 2041.6700 2041.6900 20.00 19.87 0.65 28 Alfredo Bonfil #1005 0.3250 0.3450 20.00 19.90 0.50 29 Alfredo Bonfil #1001-B 40.5880 40.6080 20.00 20.14 -0.70 30 Alfredo Bonfil #1003 5.3490 5.3695 20.50 20.08 2.09 31 Plan de Ayala #807 85.3350 85.3550 20.00 19.81 0.96 32 Alfredo Bonfil #803 145.0800 145.1000 20.00 19.90 0.50 33 Alfredo Bonfil #809 32.3330 32.3530 20.00 19.93 0.35 34 Zacatecas #1602 56.1310 56.1515 20.50 20.00 2.50 35 Jalisco #1326 160.2270 160.2470 20.00 19.84 0.81 36 Jalisco #1400 2990.1490 2990.1695 20.50 20.03 2.35 37 Colima #714 3115.7900 3115.8105 20.50 19.79 3.59 38 Colima #714-A 443.6910 443.7110 20.00 19.89 0.55 39 Privada Colima #717 270.0910 270.1110 20.00 19.98 0.10 40 Jalisco #1408 0.3140 0.3340 20.00 20.07 -0.35 41 Jalisco #1404 1822.8910 1822.9110 20.00 19.84 0.81 42 Privada Jalisco #707 224.5810 224.6015 20.50 19.97 2.65 43 Privada Jalisco #709 3083.7480 3083.7670 19.00 19.95 -4.76 44 Encino #701 120.7050 120.7255 20.50 20.02 2.40 45 Alamo #706 1084.0740 1084.0940 20.00 19.85 0.76 46 Chopo #704 367.3350 367.3550 20.00 19.76 1.21 47 Chopo #705 2593.7830 2593.8040 21.00 19.75 6.33 48 Chopo #705-B 2418.8100 2418.8295 19.50 20.05 -2.74 49 Encino #705 975.8000 975.8200 20.00 19.73 1.37 50 Nevado de Toluca #2119 1416.9970 1417.0175 20.50 20.03 2.35 51 Nevado de Toluca #2143 315.7280 315.7480 20.00 20.13 -0.65 52 Sección 147 S/N 1393.6710 1393.6915 20.50 20.07 2.14 53 Melchor Mustis #309 30.0160 30.0360 20.00 20.02 -0.10 54 Sinaloa #406 80.1760 80.1960 20.00 19.76 1.21 55 Sinaloa #402 7.3560 7.3760 20.00 19.82 0.91 56 Sinaloa #409 57.3050 57.3255 20.50 19.91 2.96 57 Sinaloa #410 77.4050 77.4260 21.00 20.00 5.00 58 Sinaloa #408 59.0470 59.0680 21.00 20.12 4.37 59 Sinaloa #128 182.8440 182.8645 20.50 20.07 2.14 60 Sinaloa #131 102.7670 102.7875 20.50 19.84 3.33 61 Sinaloa #217 146.5150 146.5360 21.00 20.03 4.84 62 Sinaloa #219 520.8880 520.9080 20.00 19.98 0.10


63

63 Sinaloa #221 147.8660 147.8860 20.00 20.01 -0.05 64 Durango #304 63.0180 63.0380 20.00 19.86 0.70 65 Durango #305 194.4500 194.4700 20.00 19.99 0.05 66 Via Pompeya #116 69.2520 69.2720 20.00 19.82 0.91 67 Francisco de Luna #200 1013.5200 1013.5405 20.50 20.10 1.99 68 Miguel Blanco #601 366.7440 366.7640 20.00 19.90 0.50 69 Flaminia #203 107.8510 107.8715 20.50 19.80 3.54 70 Flaminia #205 98.9650 98.9855 20.50 19.79 3.59 71 Privada la villa #603 1001.7500 1001.7705 20.50 19.97 2.65 72 Privada la villa #11 482.2330 482.2535 20.50 19.93 2.86 73 Esfuerzo #699 493.7280 493.7475 19.50 19.92 -2.11 74 Esfuerzo #603 3358.1330 3358.1530 20.00 19.98 0.10 75 Granjas #801 974.0910 974.1110 20.00 19.92 0.40 76 Granjas #710 313.9970 314.0170 20.00 19.98 0.10 77 Granjas #708 329.6590 329.6790 20.00 19.91 0.45 78 Av. La salle S/N 723.5460 723.5670 21.00 19.93 5.37 79 Granjas #811 1162.3350 1162.3550 20.00 19.81 0.96 80 Granjas #810 333.1960 333.2165 20.50 19.89 3.07 81 Granjas #806 483.2490 483.2690 20.00 19.80 1.01 82 Granjas #807 7804.3110 7804.3305 19.50 19.95 -2.26 83 Granjas #802-A 343.2380 343.2585 20.50 20.00 2.50 84 Granjas #802-B 249.9550 249.9750 20.00 19.84 0.81 85 Blvd. San José #604 705.4930 705.5130 20.00 20.03 -0.15 86 Valle del Oriente #202 59.2370 59.2570 20.00 19.99 0.05 87 Valle del Oriente #210 206.5980 206.6185 20.50 19.96 2.71 88 Valle del Oriente #214 387.8410 387.8610 20.00 19.99 0.05 89 Valle del Oriente #216 126.2880 126.3080 20.00 19.82 0.91 90 Valle de los libertadores #163 228.1300 228.1505 20.50 19.99 2.55 91 Valle de los libertadores #161 146.3070 146.3270 20.00 19.89 0.55 92 Perú #502 750.3970 750.4170 20.00 19.90 0.50 93 Perú #504 1244.4630 1244.4810 18.00 20.09 -10.40 94 Colombia #506 199.9190 199.9390 20.00 19.79 1.06 95 Colombia #511 3393.2030 3393.2230 20.00 19.82 0.91 96 Brasil #532 403.5970 403.6170 20.00 20.07 -0.35 97 Brasil #508 1036.3550 1036.3755 20.50 19.92 2.91 98 Calle segunda #1532 264.0830 264.1030 20.00 19.86 0.70 99 Calle segunda #1536 121.9390 121.9595 20.50 20.00 2.50

100 Calle tercera #1527 2039.4940 2039.5140 20.00 20.27 -1.33 101 Calle tercera #1514 348.7210 348.7410 20.00 19.94 0.30 102 Coatzacoalcos #810 57.2180 57.2380 20.00 19.82 0.91 103 Coatzacoalcos #808 84.3750 84.3950 20.00 19.91 0.45 104 Coatzacoalcos #811 70.8470 70.8675 20.50 20.01 2.45 105 La ribera #1016 68.2750 68.2955 20.50 19.85 3.27 106 La ribera #1008 20.6770 20.6970 20.00 19.86 0.70 107 Rio Sabinas #400 18.3480 18.3685 20.50 20.16 1.69 108 Camelias #1201 168.1620 168.1820 20.00 19.82 0.91 109 Gardenias #1213 1400.3100 1400.3315 21.50 20.01 7.45 110 Nardos #1304 3822.1180 3822.1380 20.00 19.91 0.45 111 21 de Mayo #1419 1249.5570 1249.5768 19.80 20.14 -1.69 112 21 de Mayo #1421 1326.8110 1326.8370 26.00 20.19 28.78 113 11 de julio #1306-A 333.3820 333.4025 20.50 19.93 2.86 114 16 de septiembre #1807 86.6370 86.6575 20.50 20.03 2.35 115 16 de septiembre #1809 86.2200 86.2400 20.00 19.70 1.52


64

116 16 de septiembre #1811 106.3220 106.3420 20.00 19.70 1.52 117 Pirul #4 825.9930 826.0130 20.00 20.07 -0.35 118 Morelos #1010 142.7950 142.8155 20.50 20.01 2.45 119 Nogal #233 834.0400 834.0590 19.00 19.93 -4.67 120 Fresno #198 377.0320 377.0525 20.50 19.92 2.91

Promedio -1.90 2.30 Como se observa en el cuadro 1.10, los errores de micromedición son de

aproximadamente +/- 2.1 % en promedio, lo cual indica que los aparatos en general miden

adecuadamente en el sistema de agua potable de Monclova.

1.3.5. Medición de parámetros electromecánicos e hidráulicos en bombeos instalados

A. Metodología utilizada

Los objetivos fundamentales de la medición de los parámetros electromecánicos e

hidráulicos en los bombeos, son:

a. Contar con los parámetros necesarios para llevar a cabo la evaluación de la

eficiencia electromecánica en los equipos.

b. Contar con la información requerida para construir las curvas Carga-Caudal de las

bombas.

La evaluación de la eficiencia electromecánica de los equipos, está basada en el siguiente

principio: Potencia Manométrica de Salida (Ps) G ρ gH (kW)

EE = --------------------------------------------------- x 100 = = ----------------------------- Potencia Eléctrica de Entrada (Pe) Pe

Donde:

EE = Eficiencia Electromecánica del conjunto bomba – motor, en %

Pe = Potencia Eléctrica de Entrada al sistema, en kW

Q = Caudal, en m3/s

ρ = Densidad del agua bombeada en kg/m3

g = Aceleración de la gravedad en m/s2


65

H = Carga de bombeo, en m.

Para el caso de la construcción de las curvas Carga-Caudal, los parámetros involucrados

son: la Carga de bombeo y el Caudal.

Por lo que las mediciones tendrán por objetivo el conocer los siguientes parámetros:

Potencia eléctrica demandada (Pe)

Caudal (Q)

Carga de bombeo (H)

En el caso de la Potencia eléctrica demandada (Pe) y del Caudal (Q), la medición se

realiza directamente utilizando un analizador de redes eléctricas y un medidor portátil del

tipo ultrasónico.

En el caso de la carga de bombeo (H), está constituida por la suma de otros parámetros,

los que dependerán, del tipo de bomba y el arreglo que se tenga. En el Cuadro 1.13 se

describen los parámetros a medir, para determinar la carga bombeo, dependiendo del tipo

de equipo y la aplicación.

Cuadro 1.13. Método de cálculo para la carga de bombeo (H)

Aplicación Fórmula Parámetros a medir o calcular

Bomba tipo turbina H = Pd + Nd + Dr-m + Hfs + Hv

Pd = Presión a la descarga Nd = Nivel dinámico Dr-m = Distancia del nivel de referencia a manómetro Hfs = Pérdidas de carga por fricción en la tubería de succión. Hv = Carga de velocidad en la tubería de succión.

Bomba horizontal

H = Pd – Ps o

H = Pd – Nt + Db-m

Pd = Presión de descarga Ps = Presión de succión Pd = Presión de descarga Nt = Nivel del tanque de succión Db-m = Distancia del nivel de la base del tanque al manómetro


66

Medición de Potencia Eléctrica Pe

Se midieron todos los parámetros eléctricos de cada uno de los motores como son

Voltaje, Corriente, factor de Potencia, Potencia Reactiva y Potencia Activa (que es el valor

utilizado para el cálculo de eficiencia electromecánica). Para esto se utilizó un analizador

de redes Marca Circutor Modelo AR5M, equipado con pinzas amperométricas de tipo

flexible, como se muestra en la muestra fotográfica de la figura 1.26.

Figura 1.26. Medición de parámetros para cálculo de potencia eléctrica

Medición de Caudal ( Q )

Para evaluar esta variable se utilizo un medidor de flujo portátil de inserción tipo

electromagnético de orificio múltiple como se muestra en la muestra fotográfica de la

figura 1.27.


67

Figura 1.27. Medición de caudal en tubería de descarga de pozos

Medición de Presión a la Descarga (Pd) y Presión de Succión (Ps)

Para esto se utilizó un manómetro calibrado sustituyendo provisionalmente el medidor

existente como se muestra en la figura 1.28.

Figura 1.28. Medición de presión


68

Medición del Nivel Dinámico (Nd)

Para esto se utilizó una sonda eléctrica como la que se muestra en la figura 1.29,

Figura 1.29. Medición del nivel dinámico

Medición de la Distancia del nivel de referencia al centro de la tubería donde está el manómetro (D r-m)

La medición se realizó con un flexómetro, como se indica en la figura 1.30

Nivel de Referencia

Centro de tubería

D r-m

Manómetro

Figura 1.30 Medición de Dr-m


69

Medición del Nivel del Tanque y de la Distancia del nivel de la base del tanque al centro de la tubería donde está el manómetro (D b-m)

La medición se realizó con un flexómetro, como se indica en la figura 1.31

Parámetros a Calcular

• Cálculo de la Carga de Velocidad (Hv)

La carga de velocidad se calcula mediante la siguiente ecuación:

Hv = v2 / (2 * g)

Donde: Hv = carga de velocidad (mca)

v = la velocidad del fluido dentro de la tubería de succión (m/s)

g = la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

• Cálculo de las Pérdidas de Carga por Fricción en la Tubería de Succión (Hfs)

Las pérdidas de carga por fricción en la tubería de succión se calculan mediante la

siguiente ecuación:

Nivel de Referencia

Centro de tubería

D b-m

Manómetro

Tanque de Succión

Nt

Figura 1.31. Medición de Nt y Db-m


70

Donde: Hfs = Pérdidas de carga por fricción en la tubería de succión (mca)

f = Coeficiente de fricción de la tubería (adimensional)

L = longitud de la tubería de succión (m)

D = Diámetro de la tubería de succión (m)

v = Velocidad del agua dentro de la tubería de succión (m/s)

g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

B. Curvas de operación de los equipos de bombeo

Con los datos registrados en las mediciones de campo, antes descritas, se determinaron

las curvas carga-caudal y eficiencia-caudal, para cada equipo de bombeo. En los cuadros

1.14 y 1.15, se presentan concentradas las mediciones y cálculos de eficiencias para los

equipos, y en las Figuras 1.32 a 1.46, se presentan las curvas carga-caudal y eficiencia-

caudal de cada una de las bombas evaluadas. En al Anexo E se incluye el detalle del

cálculo en cuadros Excel en archivos electrónicos.

Hfs = f * L

* v2

D 2 * g


71

Cuadro 1.14. Consolidado de Mediciones en el Sector Oriente

Presión Descarga Caudal Potencia

Eléc.

Diámetro de la

columna

Nivel Din.

Dist. de la Ref. al

manóm.

Fricción en la

Columna

Carga de Veloc.

Carga de Bombeo Efic

kg/cm2 l/s kW m m m mca mca mca %3.8 7.7 19.0 0.10 21.0 0.50 0.40 0.05 59.95 23.834.6 6.7 19.0 0.10 20.0 0.50 0.20 0.04 66.74 23.085.7 5.3 16.0 0.10 19.0 0.50 0.00 0.03 76.53 24.860.0 43.0 92.0 0.20 134.2 0.30 0.34 0.10 134.94 61.851.0 36.0 91.0 0.20 131.9 0.30 0.30 0.07 142.59 55.322.3 30.0 86.0 0.20 127.2 0.30 0.25 0.05 150.80 51.594.4 24.0 74.0 0.20 113.6 0.30 0.18 0.03 158.11 50.295.0 20.0 68.0 0.20 111.5 0.30 0.08 0.02 161.90 46.70

Placetas 1.7 81.0 119.0 0.25 54.0 1.00 0.70 0.14 72.84 48.620 60.62 36.4 0.00 0.003 45.41 35.1 30.00 38.02

4.2 37.08 34.0 42.00 44.896 24.12 30.9 60.00 45.990 48.51 31.7 0.00 0.00

3.5 34.11 30.0 35.00 39.035.5 18.54 27.3 55.00 36.63

R. La Ermita 5 3.6 46.0 50.0 0.25 1.5 3.00 0.00 0.04 40.54 36.58R. La Ermita 7 3.6 70.8 68.0 0.25 1.5 3.00 0.00 0.11 40.61 41.46

4.8 24.0 83.1 0.20 37.5 0.80 0.50 0.03 86.78 24.586.4 20.0 84.5 0.20 37.1 0.80 0.50 0.02 102.44 23.787.4 17.0 86.2 0.20 36.9 0.80 0.50 0.01 112.21 21.698.1 14.5 87.3 0.20 36.7 0.80 0.30 0.01 118.81 19.358.8 12.0 87.3 0.20 36.5 0.80 0.30 0.01 125.58 16.939.7 6.5 87.2 0.20 36.3 0.80 0.30 0.00 134.39 9.825.0 55.0 75.0 0.20 23.0 0.50 0.68 0.16 74.34 53.465.4 53.0 72.0 0.20 22.6 0.50 0.54 0.15 77.79 56.156.1 43.0 67.0 0.20 22.0 0.50 0.35 0.10 83.95 52.836.8 30.0 57.0 0.20 20.7 0.50 0.14 0.05 89.39 46.146.9 27.0 55.0 0.20 20.5 0.50 0.00 0.04 90.04 43.35

4.0 45.5 75.3 0.25 48.0 0.30 0.50 0.04 88.84 52.676.0 39.0 75.1 0.25 43.5 0.30 0.50 0.03 104.33 53.146.9 36.0 74.1 0.25 41.2 0.30 0.50 0.03 110.98 52.888.2 30.0 71.7 0.25 38.8 0.30 0.30 0.02 121.42 49.839.4 24.0 70.0 0.25 34.5 0.30 0.30 0.01 129.11 43.42

10.4 19.0 67.0 0.25 30.2 0.30 0.30 0.01 134.81 37.50R. La Loma 4.9 35.0 30.1 0.20 3.0 0.00 0.00 0.06 52.06 59.28R. Guadalupe 6.8 73.0 127.0 0.25 2.0 0.30 0.00 0.11 70.41 39.69

6.0 50.0 46.3 0.20 2.0 0.80 0.00 0.13 62.93 66.647.0 46.0 43.5 0.20 1.2 0.80 0.00 0.11 72.11 74.738.2 39.0 42.0 0.20 1.0 0.80 0.00 0.08 83.88 76.409.0 33.0 40.1 0.20 1.0 0.80 0.00 0.06 91.81 74.069.6 25.0 36.2 0.20 1.2 0.80 0.00 0.03 98.03 66.32

R. Borjas 4.8 106.0 94.6 0.25 2.0 1.10 0.00 0.24 51.34 56.41R. Bosques 5.3 24.0 23.0 0.10 1.8 0.00 0.00 0.48 55.23 56.48R. Estadio 3.0 98.0 49.6 0.20 3.0 0.00 0.00 0.50 33.50 64.94

Matilde Barrera

R. Pytco

Equipo

20 de Nov.

San José 3

El Carnero

R. La Ermita 1

R. La Ermita 2

San José 1


72

Cuadro 1.15. Consolidado de Mediciones en Pozuelos y Viborillas

Presión Descarga Caudal Potencia

Eléc.

Diámetro de la

columna

Nivel Din.

Dist. de la Ref. al

manóm.

Fricción en la

Columna

Carga de

Veloc.

Carga de Bombeo Efic

kg/cm2 l/s kW m m m mca mca mca %1.8 70.0 109.0 0.25 70.2 0.75 0.30 0.07 89.32 56.252.5 66.0 109.0 0.25 66.8 0.75 0.20 0.07 92.82 55.12

3.4 58.0 76.0 0.25 64.5 0.75 0.15 0.06 99.46 74.44

6.0 38.0 97.0 0.25 58.7 0.75 0.08 0.04 119.57 45.948.0 18.0 66.0 0.25 53.0 0.75 0.00 0.02 133.77 35.781.8 23.0 23.0 0.20 47.5 0.75 0.50 0.04 66.79 65.502.1 14.5 21.0 0.20 46.9 0.75 0.30 0.02 68.97 46.702.4 12.5 21.0 0.20 46.3 0.75 0.20 0.02 71.27 41.602.8 9.0 21.0 0.20 46.3 0.75 0.00 0.01 75.06 31.551.4 30.0 80.0 0.20 70.0 0.75 0.00 0.05 84.80 31.182.8 21.0 64.0 0.20 66.6 0.75 0.00 0.03 95.33 30.684.6 12.5 72.0 0.20 59.6 0.75 0.00 0.02 106.37 18.115.3 8.5 69.0 0.20 56.3 0.75 0.00 0.01 110.06 13.300.3 50.0 50.0 0.20 75.1 0.75 0.70 0.08 79.17 77.643.4 44.0 50.0 0.20 74.3 0.75 0.60 0.07 109.69 94.665.6 38.0 49.0 0.20 74.3 0.75 0.30 0.06 131.36 99.907.0 35.0 48.0 0.20 74.2 0.75 0.00 0.06 144.98 103.71.8 63.0 88.0 0.25 62.5 0.65 0.50 0.07 81.72 57.372.8 47.0 85.0 0.25 60.3 0.65 0.45 0.05 89.45 48.503.9 31.0 82.0 0.25 58.0 0.65 0.30 0.03 97.98 36.334.6 20.0 83.0 0.25 56.2 0.65 0.15 0.02 103.02 24.345.1 14.0 82.0 0.25 54.0 0.65 0.00 0.01 105.66 17.692.2 148.0 192.0 0.25 60.5 0.75 1.79 0.15 85.19 64.402.7 129.0 170.0 0.25 57.4 0.75 1.43 0.13 86.71 64.532.7 105.0 133.0 0.25 53.0 0.75 1.01 0.11 81.87 63.382.2 125.0 169.0 0.25 52.5 0.65 1.00 0.13 76.28 55.332.4 109.0 143.0 0.25 51.6 0.65 0.90 0.11 77.26 57.752.6 89.0 115.0 0.25 48.6 0.65 0.80 0.09 76.17 57.812.6 53.0 73.0 0.25 35.8 0.65 0.50 0.06 63.01 44.86

0.0 35.0 78.0 0.20 112.3 0.75 0.61 0.06 113.72 50.04

2.4 26.0 72.0 0.20 106.8 0.75 0.40 0.04 131.99 46.744.4 17.0 64.0 0.20 101.8 0.75 0.25 0.03 146.83 38.25

0.0 67.0 172.0 0.25 104.3 0.70 0.70 0.07 105.72 40.39

1.8 56.0 165.0 0.25 103.6 0.70 0.62 0.06 122.93 40.913.8 42.0 146.0 0.25 102.3 0.70 0.47 0.04 141.49 39.924.7 32.0 133.0 0.25 101.6 0.70 0.20 0.03 149.56 35.295.4 26.0 114.0 0.25 100.7 0.70 0.00 0.03 155.47 34.77

0.5 40.0 129.0 0.25 162.0 0.70 0.50 0.04 168.24 51.16

1.0 38.5 129.0 0.25 160.9 0.70 0.45 0.04 172.13 50.383.7 32.0 122.0 0.25 153.7 0.70 0.25 0.03 191.71 49.316.8 22.0 99.0 0.25 136.9 0.70 0.18 0.02 205.75 44.846.8 12.0 69.0 0.25 118.1 0.70 0.08 0.01 186.86 31.87

Pozuelos 6

Pozuelos 8

Pozuelos 8B

Equipo

Viborillas 7

Pozuelos 5A

Pozuelos 13

Pozuelos 14

Viborillas 1

Viborillas 5

Pozuelos 5B


73

Curva de operacion de la bomba del Pozo20 de Noviembre

020406080

100

0 2 4 6 8 10Gasto

Car

ga

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.32.Curva característica del equipo de bombeo del pozo 20 de Noviembre

Curva de operacion de la bomba del Pozo El Carnero

03570

105140175

0 10 20 30 40 50Gasto

Car

ga

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.33.Curva característica del equipo de bombeo del pozo El Carnero


74

1.34. Curva característica del equipo de bombeo del rebombeo Ermita 1

1.35. Curva característica del equipo de bombeo del rebombeo Ermita 2


75

Curva de Operacion de la Bomba del Pozo San José 3

0255075

100125

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63Gasto (l.p.s.)

Car

ga

(m.c

.a.)

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.36.Curva característica del equipo de bombeo del pozo San José 3

Curva de operacion de la bomba del Pozo Pozuelos 5 A

0306090

120150

0 20 40 60 80Gasto

Car

ga

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.37.Curva característica del equipo de bombeo del pozo Pozuelos 5A


76

Curva de operacion de la bomba del Pozo Pozuelos 5 B

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25

Gasto

Car

ga

0

20

40

60

80

100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.38.Curva característica del equipo de bombeo del pozo Pozuelos 5B

Curva de Operacion de la Bomba del Pozo Pozuelos 6

0

25

50

75

100

125

0 7 14 21 28 35

Gasto (l.p.s.)

Car

ga (m

.c.a

.)

0

20

40

60

80

100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.39.Curva característica del equipo de bombeo del pozo Pozuelos 6


77


0

25

50

75

100

125

0 12 24 36 48 60

Gasto (l.p.s.)

Carg

a (m

.c.a

.)

0

20

40

60

80

100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia


Curva de Operacion de la Bomba del Pozo Pozuelos 8 B

0

25

50

75

100

125

0 15 30 45 60 75

Gasto (l.p.s.)

Carg

a (m

.c.a

.)

0

20

40

60

80

100E

ficie

ncia

Carga Eficiencia

Figura 1.41.Curva característica del equipo de bombeo del pozo Pozuelos 8B


78


020406080

100

0 40 80 120 160 200Gasto (l.p.s.)

Car

ga (m

.c.a

.)

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia



020406080

100

0 30 60 90 120 150Gasto (l.p.s.)

Car

ga (m

.c.a

.)

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia



79

Curva de Operacion de la Bomba del Pozo Viborillas 1

0

40

80

120

160

200

0 10 20 30 40 50

Gasto (l.p.s.)

Car

ga (m

.c.a

.)

0

20

40

60

80

100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia

Figura 1.44.Curva característica del equipo de bombeo del pozo Viborillas 1

Curva de Operacion de la Bomba del Pozo Viborillas No.5

0

40

80

120

160

200

0 15 30 45 60 75

Gasto (L.P.S.)

Car

ga (m

.c.a

.)

0

20

40

60

80

100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia



80

Curva de Operación de la Bomba del Pozo Viborillas 7

050

100150200250

0 10 20 30 40 50

Gasto (l.p.S.)

Car

ga (m

.c.a

)

020406080100

Efic

ienc

ia

Carga Eficiencia



81

2. EFICIENCIA ENTRE LA PRODUCCIÓN Y ENTREGA DE AGUA

En este apartado se realiza el balance de agua entre el volumen que se produce en los

pozos y el entregado a los usuarios, en un período de estudio de un año. Para este

estudio en particular y de acuerdo con la información proporcionada por el SIMAS, el año

de estudio será de enero a diciembre del 2006.

El método empleado para realizar el balance, es el desarrollado por el Instituto Mexicano

de Tecnología del Agua, IMTA y modificado por la Alliance to Save Energy, ASE, mismo

que consiste en determinar los siguientes parámetros mostrados en la figura 2.1

VOLUMENSUMINISTRADO

CONSUMOMEDIDO

AUTORIZADO

Consumo deusuariosmedidos

Errores de exactitud

Errores por defase enperiodo de lectura

CONSUMONO – MEDIDOATORIZADO

Usuarios cuota fija

Reparación tuberías

Procesos de plantas

Escuelas

Parques públicos

Incendio y otros

PÉRDIDASIDENTIFICADASY ELIMINADAS

Usos clandestinosregularizados

Fugas eliminadas

PERDIDASPOTENCIALES

Usos clandestinos

Fugas tomas

Errores en cuota fija

CONSUMOREGISTRADO

PÉRDIDASAPARENTES

PERDIDASREALES

VOLUMENCONSUMIDO

Fugas tuberías

Fugas cajas

FUGAS

VOLUMENFACTURADO

VOLUMENNO

FACTURADO

Figura 2.1. Esquema del balance de agua potable


82

El balance de agua para el sistema de distribución de agua potable en el sector Sur, se

hizo con la finalidad de determinar la relación siguiente:

Suministro = Consumo Medido autorizado + consumo no-medido autorizado + pérdidas

identificadas y eliminadas + Pérdidas potenciales

El cálculo detallado del balance de agua para el sector Sur de Monclova se presenta en

un archivo en Excel en el Anexo F.

2.1. VOLÚMENES DE AGUA PRODUCIDOS Y SUMINISTRADOS

Como ya se mencionó, el suministro de agua potable a la zona de estudio proviene de los

pozos ubicados en la zona de Pozuelos y Viborillas, además del pozo Placetas, Carnero,

20 de Noviembre, San José 1 y 3 y Matilde Barrera, ubicados en el oriente de la ciudad.

La producción de estos pozos es variable, dependiendo de la estación del año. En

general, los pozos funcionan las 24 horas del día, y las variaciones se deben

principalmente a variaciones en la demanda de los usuarios. Como se explicó en el

capítulo anterior, el funcionamiento actual de la red esta basado en permitir a cada

usuario llenar su tinaco cuando se le proporciona agua potable. De esta manera en época

de frío, cuando la demanda es menor, los tinacos se llenan con mayor rapidez, entonces

se tiene exceso de agua suministrada y se apagan algunos pozos.

2.1.1. VOLÚMENES DE PRODUCCIÓN REGISTRADOS POR SIMAS

En los cuadros 2.1 al 2.3 se presenta un resumen del registro con que cuenta SIMAS, de

los volúmenes producidos durante el periodo de estudio por los pozos.


83

Cuadro 2.1. Producción mensual en la zona de Pozuelos, reportado por SIMAS en m3

Mes 1 5-A 5-B 6 8 8-B 13 14 TotalEne-06 20,376 - 1,129 107,893 942 215,136 284,093 333,364 962,933 Feb-06 70,536 - 27,389 93,250 53,002 166,942 268,590 293,328 973,037 Mar-06 89,328 - 45,211 101,255 71,725 218,302 321,408 324,756 1,171,985 Abr-06 59,428 - 61,507 91,422 67,637 187,387 287,980 274,821 1,030,182 May-06 - - 57,167 90,882 70,411 180,806 308,443 268,168 975,877 Jun-06 51,127 112,128 44,507 82,221 67,543 167,909 297,373 325,951 1,148,759 Jul-06 74,141 220,070 29,170 79,963 68,842 153,732 293,840 331,433 1,251,191 Ago-06 60,441 164,315 24,853 74,752 67,585 140,467 293,142 320,930 1,146,485 Sep-06 69,216 68,190 35,272 72,676 66,097 141,423 280,652 298,470 1,031,996 Oct-06 41,743 - 6,326 76,799 68,092 157,449 295,409 296,237 942,055 Nov-06 - - 40,694 76,367 65,462 156,456 289,956 292,876 921,811 Dic-06 - - 59,240 79,323 62,940 159,808 303,101 305,935 970,347

Total 536,336 564,703 432,465 1,026,803 730,278 2,045,817 3,523,987 3,666,269 12,526,658

Cuadro 2.2. Producción mensual en la zona de Viborillas, reportado por SIMAS en m3

Mes Viborillas 1 Viborillas 3 Viborillas 4 Viborillas 5 Viborillas 7 TotalEne-06 115,290 735 248,697 228,153 149,417 742,292 Feb-06 103,921 15,882 98,080 178,247 109,592 505,722 Mar-06 115,123 42,908 1,025 269,762 121,334 550,152 Abr-06 38,886 55,352 141,934 237,343 125,039 598,554 May-06 103,767 48,762 187,819 248,220 131,063 719,631 Jun-06 96,729 22,499 183,537 236,796 118,934 658,495 Jul-06 96,513 3,647 185,592 231,818 121,334 638,904 Ago-06 91,486 23,390 200,355 197,172 124,283 636,686 Sep-06 89,834 - 208,976 191,983 121,296 612,089 Oct-06 99,302 - 218,921 197,148 127,116 642,487 Nov-06 99,827 - 213,464 199,490 105,786 618,567 Dic-06 107,568 - 226,366 219,317 - 553,251

Total 1,158,246 213,175 2,114,766 2,635,449 1,355,194 7,476,830

Cuadro 2.3. Producción mensual en pozos del sector Oriente, reportado por SIMAS en m3

Mes 20 de Noviembre San Jose 1 San Jose 3 Placetas M. Barrera Carnero TotalEne-06 - 3,381 156,014 174,919 - 110,690 445,004 Feb-06 - 515 140,925 158,108 - 104,324 403,872 Mar-06 - 12,604 154,705 176,014 - 115,509 458,832 Abr-06 525 55,399 165,100 187,601 - 116,102 524,727 May-06 3,986 70,054 167,392 191,195 - 120,929 553,556 Jun-06 4,024 54,923 161,421 185,797 50,323 114,086 570,574 Jul-06 1,002 31,258 166,698 176,312 53,933 113,372 542,575 Ago-06 1,060 39,492 161,897 154,701 95,335 105,532 558,017 Sep-06 1,141 57,446 120,571 174,332 45,012 81,491 479,993 Oct-06 2,278 66,112 136,633 171,629 29,529 64,392 470,573 Nov-06 305 62,115 121,023 166,112 28,027 87,644 465,226 Dic-06 - 64,417 124,444 163,917 7,163 103,281 463,222

Total 14,321 517,716 1,776,823 2,080,637 309,322 1,237,352 5,936,171


84

De los cuadros anteriores, se determina que el volumen producido total sin corregir en el

año 2006, para la ciudad de Monclova fue de 25’939,659 metros cúbicos.

2.1.2. Ajuste de volumen producido por exactitud de macromedición

El cálculo del porcentaje de error promedio tiene como finalidad ajustar los volúmenes que

se presentaron en el inciso anterior, considerando que a lo largo del año de estudio los

macromedidores han mantenido el mismo error de exactitud. En el cuadro 2.4 se

reproducen los errores encontrados entre la medición realizada por la Alianza (inciso

1.3.2) en los macromedidores de los pozos que cuentan con este equipo.

Cuadro 2.4a. Determinación de errores de macromedición

CARACTERISTICAS Viborillas 1 Pozuelos 1 Pozuelos 5B Pozuelos 8B Pozuelos 13

Tipo de Medidor y Número de serie Electromag. Electromag. Electromag. Electromag. Electromag.Marca del medidor Euromag Euromag Euromag Euromag EuromagUnidad de Medida l/s l/s l/s l/s l/sDiámetro del tubo 8" 8" 8" 10" 10”

Lectura tomada en macromedidor (lps) 41.6 32.7 24.3 45.4 123.9Lectura tomada con medidor de flujo tipo inserción (lps) 37.35 23.77 27.28 67.07

148.13

Porcentaje de error promedio (+/-) 12.01% 38.23% -10.62% -32.30% -16.32%

Cuadro 2.4b. Determinación de errores de macromedición

CARACTERISTICAS Carnero Placetas San José 3 20 de Nov Guadalupe

Tipo de Medidor y Número de serie Propela Propela Propela Propela Electromag.Marca del medidor Schlumberger Badger-Meter Badger-Meter Badger-Meter Badger-MeterUnidad de Medida m3 m3 m3 m3 l/sDiámetro del tubo 8" 10" 10" 4" 8"Lectura tomada en macromedidor (lps) 45.98 71.91 66.32 13.13 85.56Lectura tomada con medidor de flujo tipo inserción (lps) 44.28 80.51 84.43 11.69 90.7

Porcentaje de error promedio (+/-) 3.86% -10.68% -21.25% 12.24% -5.61%

Se observa que los macromedidores con mayor error son los equipos electromagnéticos

instalados recientemente. No obstante, el valor obtenido en la prueba de exactitud a estos

equipos no puede aplicable a la producción del año de estudio 2006, puesto que en esta


85

época los volúmenes reportados por el SIMAS son registro de los antiguos

macromedidores. De esta manera, las únicas series históricas a corregir serán las de los

pozos con medidor de propela, es decir, el pozo Carnero, Placetas, San José 3 y 20 de

Noviembre. El ajuste de la producción debido al error de macromedición se presenta en

el cuadro 2.5.

Cuadro 2.5. Ajuste por error en medición de agua producida (año de estudio)

CARACTERISTICAS 20 de Noviembre San José 3 Placetas Carnero TotalPorcentaje de error promedio (+/-) 12.24 -21.25 -10.68 3.86Volumen anual de agua producida sin corregir (m3) 14,321 1,776,823 2,080,637 1,237,352 5,109,133Volumen de agua producido, errado por inexactitud de medidor (m3) -1,562 479,460 248,782 -45,987 680,694

Por lo tanto, la producción anual será: Volumen anual promedio corregido = (25’939,659 m3 + 680,694 m3) = 26´620,353 m3/año Para calcular el volumen total corregido que es suministrado a la zona de estudio, es

necesario tomar en cuenta el gasto de apoyo proveniente de los pozos Monclova 1 y

Monclova 2, el cual es de 100 L/s y fue obtenido en el punto en el “Proyecto de eficiencia

de Monclova Sur, diciembre de 2006”. Tomando esta medición como un valor medio de

extracción del sistema, anualmente se suministran 3’153,600 metros cúbicos.

No obstante, es importante mencionar que de la zona de Pozuelos y Viborillas existen

usuarios clandestinos, que según datos de mediciones proporcionados por el SIMAS,

están extrayendo un gasto de 70 L/s (2’207,520 m3) como un valor promedio.

Por lo tanto, el volumen suministrado corregido es:

Vol. anual promedio entregado corregido= (26´620,353 m3 + 3’153,600 m3 – 2’207,520 m3) =

27´566,433 m3/año


86

2.2 VOLÚMENES DE AGUA CONSUMIDOS

La información de los volúmenes de agua consumidos en la Ciudad de Monclova para el

año de estudio fue proporcionada por el personal de SIMAS. En los cuadros 2.6 y 2.7 se

muestran los consumos de usuarios con servicio medido, así como también, los usuarios

de cuota fija.

Cuadro 2.6. Consumos medidos autorizados para el periodo Ene 06 – Dic 06 en m3

MES Popular 1 Popular 2 Interes social Residencial Comercial Servicios Públicos Industrial Hotelero Otros TOTALEne-06 21,137 78,751 119,772 95,715 17,292 0 99,559 0 0 432,226Feb-06 21,211 78,854 114,930 87,154 10,760 0 142,068 0 0 454,977Mar-06 20,411 76,509 107,276 79,956 9,184 0 92,940 0 0 386,275Abr-06 20,842 80,129 115,050 90,766 10,722 0 99,324 0 0 416,833May-06 21,031 82,910 122,169 95,473 11,169 0 113,720 0 0 446,471Jun-06 20,327 78,243 110,212 99,595 11,344 0 110,851 0 0 430,571Jul-06 20,203 79,331 112,051 94,836 11,209 0 109,836 0 0 427,467Ago-06 17,856 68,195 107,030 86,310 9,679 0 130,187 0 0 419,257Sep-06 19,729 68,606 118,576 92,493 8,978 0 105,151 0 0 413,533Oct-06 18,728 75,352 130,609 102,857 10,541 0 116,763 0 0 454,851Nov-06 14,348 55,368 89,471 75,543 9,700 0 123,810 0 0 368,239Dic-06 14,623 55,915 86,721 73,954 9,499 0 104,179 0 0 344,892TOTAL 230,448 878,163 1,333,865 1,074,651 130,077 0 1,348,386 0 0 4,995,591

TIPO DE USO

Cuadro 2.7. Consumos de usuarios con cuota fija para el periodo Ene 06 – Dic 06 en m3

MES Popular 1 Popular 2 Interes social Residencial Comercial Servicios públicos Industrial Hotelero Otros TOTALEne-06 159,282 211,810 222,683 36,799 16,878 70,853 21,299 0 17,517 757,120Feb-06 159,414 214,108 213,791 36,698 16,632 70,853 21,797 0 17,517 750,810Mar-06 159,577 213,476 210,936 36,748 16,550 70,853 21,110 0 17,517 746,767Abr-06 159,093 215,088 213,110 36,692 16,905 70,853 21,159 0 17,517 750,417May-06 157,210 214,165 214,209 36,752 14,222 70,853 20,993 0 17,517 745,920Jun-06 150,671 207,523 202,760 35,966 16,625 70,853 20,915 0 17,517 722,830Jul-06 151,366 214,874 206,316 36,368 16,829 70,853 21,519 0 17,517 735,642Ago-06 166,689 223,050 267,774 56,243 19,202 70,853 35,514 0 17,517 856,843Sep-06 172,062 232,297 281,661 57,877 20,170 70,853 42,551 0 17,517 894,987Oct-06 168,087 227,683 278,250 56,467 19,394 70,853 34,760 0 17,517 873,010Nov-06 165,112 218,375 258,966 55,762 19,067 70,853 33,025 0 17,517 838,676Dic-06 161,495 213,385 250,959 54,861 18,174 70,853 31,749 0 17,517 818,992TOTAL 1,930,056 2,605,833 2,821,416 537,235 210,647 850,236 326,392 0 210,200 9,492,014

TIPO DE USO

El resumen de los consumos medidos autorizados y los de cuota fija antes señalados se

presenta en el cuadro 2.8.


87

Cuadro 2.8. Resumen de consumos medidos autorizados y usuarios de cuota fija para el periodo Ene 06 – Dic 06 en m3

Tipo de usuario Servicio medido Cuota fija Total No. Usuarios Consumo Facturado l/hab/día

Popular 1 230,448 1,930,056 2,160,505 15,463 382.80Popular 2 878,163 2,605,833 3,483,995 19,090 500.01Interes social 1,333,865 2,821,416 4,155,281 16,209 702.35Residencial 1,074,651 537,235 1,611,886 4,429 997.09Comercial 130,077 210,647 340,724 899 1038.36Servicios públicos 0 850,236 850,236 398 5852.80Industrial 1,348,386 326,392 1,674,778 1,147 4000.38Hotelero 0 0 0 0 0.00Otros 0 210,200 210,200 305 1888.17Suma 4,995,591 9,492,014 14,487,605 57,940

Tipo de Facturación

El volumen total de agua consumido por los usuarios medidos y de cuota fija fue de

14´487,605 metros cúbicos durante el año 2006.

2.3. VOLÚMENES DE AGUA IDENTIFICADOS POR ERRORES DE FACTURACIÓN

Los errores de facturación más relevantes pueden ser de dos tipos; a) error por exactitud

de micromedidores y b) error por estimación de cuota fija.

a) Corrección de consumos medidos por error de exactitud de micromedidores domésticos Observando los resultados obtenidos con las pruebas de campo a 120 micromedidores

seleccionados aleatoriamente, resultó que el 18% de ellos miden de menos con un error

de exactitud promedio de -1.90%; y que el 82% están midiendo un volumen de más, con

un error de +2.30%.

Entonces, calculando un promedio pesado de los errores de exactitud antes mencionados,

se obtiene un error global de:

Error de exactitud en micromedidores = (-1.90% x 0.18 + 2.30% x 0.82) = +1.53


88

Por lo que el ajuste en el consumo doméstico será de – 52,872 m3/año

b) Corrección de consumos no medidos por estimación de cuota fija

Este tipo de error es debido a una consideración errónea de la cuota fija cobrada a los

distintos tipos de usuarios. Se realizó una comparación entre el consumo mensual

promedio de los usuarios con servicio medido y el que SIMAS asigna a los usuarios con

cuota fija. Los resultados obtenidos se presentan en el cuadro 2.9.

2.11. Errores en consumos de cuota fija (m3)

Popular 1 Popular 2 Interes social Residencial Comercial Servicios públicos Industrial Hotelero OtrosConsumo unitario Asignado (m3/mes) 12.02 15.16 22.22 22.51 38.50 124.59 42.50 18.30Consumo unitario valorado (m3/mes) 9.25 15.35 19.76 36.70 24.47 221.63Porcentaje de error deconsumo unitario (+/-) (%) 29.95 -1.21 12.45 -38.67 57.32 -80.82 TOTALVolumen anual de cuota fija SIN corregir (m3) 1,930,056 2,605,833 2,821,416 537,235 210,647 595,032 326,392 66,960 9,093,570Error en Volumen anual de cuota fija (m3) -444,845 31,970 -312,298 338,782 -76,752 1,375,713 912,570

TIPO DE USO

2.4. VOLÚMENES DE FUGAS IDENTIFICADAS Y REPARADAS

Como ya se ha mencionado, SIMAS proporcionó el reporte de las fugas reparadas, en las

cuales no se especifica la ubicación ni tampoco el caudal medio de la fuga.

Tomando en cuenta los resultados de varias ciudades y experiencias del Instituto

Mexicano de Tecnología del Agua, IMTA, para la menor desviación estándar, se reporta

un caudal promedio de fuga de 0.04 L/s/fuga en tomas domiciliarias y un máximo de 2.0

L/s/fuga en red de distribución (cuadro 4.9 y cuadro 4.7 para una presión media de 1.6

kg/cm2 y grietas de 25.4 mm por 6.35 mm respectivamente, del libro Reducción Integral

de Pérdidas de Agua Potable). Se considera que la duración de fugas es de cinco días en

tomas domiciliarias y de tres días en red de distribución.


89

Por consiguiente, para el periodo de Enero a Diciembre del 2006 el volumen de pérdidas

recuperado por fugas reparadas queda distribuido de la siguiente manera:

Volumen recuperado en tomas = 3,193 * 0.04 * 5 días* 86,400 s/día = 55’175,040 Litros

Volumen recuperado en red = 771 * 2.0 * 3 días * 86,400 s/día = 399’686,400 Litros

Es decir un total de 454,862 m3 en el año 2006, recuperados por fugas.

2.5. ESTIMACIÓN DE PÉRDIDAS POTENCIALES Y RECUPERABLES

Las pérdidas potenciales se obtienen restando del volumen suministrado al sistema

(27’566,433 m3), el volumen consumido medido (4’995,591 m3), menos el volumen

consumido no-medido (9´492,014 m3) y menos el total de las pérdidas identificadas y

eliminadas (1’314,560 m3). Las pérdidas potenciales que resultan son de 11’764,268

metros cúbicos de agua, equivalentes al 42.68 % del volumen suministrado a la red de

distribución.

En la línea 25 del cuadro 2.12, se presentan las pérdidas potenciales que resultan del

balance de agua realizado para el organismo operador de Monclova.

Desafortunadamente, por la falta de información estadística, no se puede determinar

cuánta de esta agua de pérdida potencial, se pierde por fugas en tomas domiciliarias,

tuberías, cajas de válvulas y usos clandestinos y fraudulentos. No obstante, debido al

control que ejerce el SIMAS Monclova a los usuarios a través de su actualización del

padrón de usuarios, se consideró que los usos no autorizados son mínimos y, por lo tanto,

para efectos del proyecto se estableció que las pérdidas potenciales del 42% son fugas.

Este porcentaje es considerado un valor de fugas alto, ya que el estándar mínimo nacional

es del orden del 20%. Esto implica realizar un programa de localización y reparación de

fugas para Monclova del orden de los 28.3 puntos porcentuales.


90

Cuadro 2.11 Balance de agua de Monclova, sectores Norte, Centro, Oriente y Frontera

Período de análisis (días) = 365Lugar: Monclova - 2da etapa Unidad: m3

CANTIDAD m3

1 Suministro total de agua SIN corregir 25,939,6592A Error en exactitud de medidores de la fuente de abastecimiento (+ó-) 680,6942B Cambio en reservas y tanques de almacenamiento (+ó-) 02C Otras contribuciones o pérdidas (+ó-) 946,0803 Total de ajustes en el suministro total de agua (sumar líneas 2A. 2B y 2C) 1,626,774

4 SUMINISTRO TOTAL DE AGUA CORREGIDO (sumar líneas 1 y 3) 27,566,433

5 CONSUMO MEDIDO TOTAL DE AGUA AUTORIZADO SIN CORREGIR 4,995,591

6 Usuarios con cuota fija 9,492,0147 Reparación de tuberías 08 Proceso de plantas de tratamiento y potabilizadoras 09 Escuelas 010 Parques públicos 011 Agua para incendio 012 Otros servicios 0

13 CONSUMO TOTAL NO MEDIDO AUTORIZADO (sumar líneas 6 a 12) 9,492,014

14 Error en medidores residenciales (+ó-) -52,87215 Error en medidores comerciales, industriales y especiales (+ó-) 016 Error de defase en período de lectura del medidor (+ó-) 017 Usos clandestinos regularizados 018 Fugas reparadas (eliminadas) 454,86219 Errores en cuota fija (+ó-) 912,57020 Derrames en tanques y cárcamos de bombeo 021 Evaporación en depósitos abiertos 022 Errores decubiertos en el proceso contable 023 Otras pérdidas 0

24 PÉRDIDAS TOTALES IDENTIFICADAS Y ELIMINADAS (Sumar líneas sumar líneas 14 a 23) 1,314,560

25 PÉRDIDAS POTENCIALES DE AGUA POTABLE (restar líneas 5, 13 y 24 de 4) 11,764,268

26 Usos clandestinos27 Fraudes

28 PÉRDIDAS APARENTES TOTALES POTENCIALES 0

29 Fugas en tomas domiciliarias 030 Fugas en tuberías 031 Fugas en cajas de válvulas 032 Otras fugas 0

33 PÉRDIDAS REALES POTENCIALES (TOTALES POR FUGAS) 11,764,268

BALANCE DE AGUA POTABLE

LÍNEA CONCEPTO

TAREA 5. Estimación de pérdidas potenciales totales

TAREA 6. Estimación de pérdidas aparentes potenciales

TAREA 7. Estimación de pérdidas reales potenciales

TAREA 1. Cuantificación del suministro de agua

TAREA 2. Estimación de consumos medidos autorizados

TAREA 3. Estimación de consumos No medidos autorizados

TAREA 4. Pérdidas identificadas y eliminadas


91

La eficiencia física del sistema se refiere a la conservación del agua en el sistema de

abastecimiento y se calcula en porcentaje, dividiendo el volumen consumido entre el

volumen suministrado. El volumen consumido es la cantidad de agua, medida o no (cuota

fija), que reciben los usuarios en sus tomas, registradas o no. Es decir, incluye la

corrección por error en cuotas fijas, el error en exactitud de micomedidores y el volumen

recuperado por fugas reparadas. El volumen suministrado es la cantidad de agua real

producida e introducida a la red. Entonces, para el sistema de Monclova Norte, centro,

oriente y frontera, la eficiencia física resultante es:

%.,'

,',',' 35710043356627

560314101449295919954=

++= xfísicaEficiencia

Este nivel se encuentra fuera de los niveles aceptables, por lo que es recomendable

realizar urgentemente un programa de reducción de fugas a fin de que el organismo

operador incremente su nivel de eficiencia física eliminando y controlando las fugas de

agua.

2.6. ACCIONES RECOMENDADAS PARA LA REDUCCIÓN DE FUGAS

Para determinar las acciones correctivas que se deben implantar con el fin de reducir el

volumen de fugas, es conveniente evaluar por un lado, los beneficios que se tendrían si se

redujeran dichas fugas y, por otro, el costo de inversión para realizar dicha reducción.

No todas las fugas se pueden detectar y reducir, pues siempre existirá un grupo de fugas

(llamadas fugas latentes) imperceptibles a los aparatos de detección o bien, porque su

localización no es rentable. En México este porcentaje límite es considerado del orden de

15% del volumen de agua total producido (corregido).


92

No obstante, con base en las condiciones actuales de los sistemas de agua potable y en

la experiencia de organismos operadores que han realizado acciones de reducción de

fugas, lo factible será suponer que un porcentaje del 20% es viable para Monclova Norte,

Centro, Oriente, Frontera, en condiciones de máxima inversión, considerando esta

situación como viable. Esto equivale a una reducción del volumen de fugas calculado

como sigue:

corregido dosuministraactual20%actual20% al reducible .2 - FF - F F ∀∀=∀∀=∀ 0

O sea:

VFreducible al 20% = VFactual-0.2(VSactual)= 11’764,268 - 0.2(27’566,433)= 6’250,981 m3

Según los datos, una fuga en ocurrida en tubería (2 L/s) equivale a 50 fugas de toma

domiciliaria (q= 0.04 L/s). Además, en el sistema de Monclova la ocurrencia de fugas es

del 19.4% en tubos (incluidas las de cajas de válvulas), mientras que en toma domiciliaria

es del 80.6%; se tendrá entonces que el número de fugas por reparar en cada caso es de:

NF80%= (VFreducible 20%/VFunitario)= 6’250,981 m3 / (.04*86.4*365) = 4,955 fugas en tomas

NFtomas domicliarias = 0.806(4,955)= 3,994 fugas de tomas

NFtubos-equivalente =0.194(4,955)≈ 961 fugas de tomas

NFtubos=(961 fugas de toma)/(50 fugas de toma/fuga en tubo)≈ 19 fugas en tubos

Y el costo de la detección y reparación estimado será el que se muestra en el cuadro

2.12.


93

Cuadro 2.12. Costo de la detección y reparación de fugas en Monclova Norte-Centro-Oriente-Frontera para

lograr el 20% de fugas)

Toma 3,994 926 3,698,444Tubería 19 2,914 55,366

Costo total 3,753,810

Tipo de fuga Número de fugas Costo unitario de detección y reparación de fugas ($/fuga) Costo total ($)

Los beneficios directos al reducir las fugas son aquellos costos ahorrados en la

producción y distribución de agua, principalmente los de energía eléctrica y potabilización.

Los beneficios indirectos al reducir fugas son aquellos costos ahorrados por:

• Construcción diferida de nueva infraestructura de agua y energía eléctrica

• Deterioro de infraestructura existente

• Mantenimiento excesivo

Existen otros beneficios que impactan en la eficiencia del servicio de agua, como la

conservación de fuentes de abastecimiento locales, menores emisiones de CO2, mejor

imagen institucional, incremento en la continuidad y cobertura del servicio, aumento de la

calidad del agua entregada a usuarios, y más disponibilidad en cantidad y presión.


94

3. EFICIENCIA HIDRÁULICA

3.1. CONSUMOS Y DOTACIONES

Con respecto al punto 2.1.2 el volumen anual entregado corregido es de 27´566,433 m3/año. Con este volumen entregado a la red es posible determinar la dotación media

actual, recordando que dicha dotación la suma del consumo de todos los usuarios más las

fugas en el sistema de distribución entre la población servida, de esta manera:

327´566,433 mDotación 1000 362 L/hab/día

365 dias 208,622 habitantes= ∗ =

∗

Sin embargo, por un lado, aplicando el criterio de CONAGUA, en el cuadro 3.1 se

presenta el consumo doméstico requerido por los usuarios domésticos de la ciudad de

Monclova.

Cuadro 3.1. Cálculo del consumo unitario doméstico en Monclova, según CONAGUA

Tipo de usuario Usuarios %Consumo

recomendado (l/hab/dia)

Consumo requerido(l/hab/dia)

Popular 34,553 62.61% 130 81.39Medio 16,209 29.37% 230 67.55

Residencial 4,429 8.02% 400 32.10Suma 55,191 181.04

Y por otro lado, el cálculo del consumo unitario no-doméstico requerido se obtiene de la

suma de los volúmenes anuales registrados por la SIMAS en los usos comercial,

industrial, servicio público, hotelero y otros, dividido entre el número de habitantes de

Monclova, es decir:

unitario No doméstico Número de habitantes servidosx 365comercial industrial servicio público hotelero otrosC C C C C

C −

+ + + +=

Resultando lo siguiente:


95

unitario No doméstico340,724 1́674,778 850,236 210,200 40.39L/hab/día

55,191 365C

( ) ( )−

+ + += =

De esta manera, la dotación de diseño para el sistema de agua potable de Parral, será la

suma de los consumos unitarios doméstico y No-domésticos, más las pérdidas, que en

este caso se consideraron del 20%, como nivel a alcanzar en el corto plazo, resultando lo

siguiente:

181.04 40.39 20% 276.79L/hab/díaDotación pérdidas= + + =

Por lo tanto, la dotación para la Ciudad de Monclova de diseño será de 280 l/hab/día.

3.2. MODELACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

Una vez actualizado el plano de la red de distribución de agua potable, se procedió a

construir su modelo de simulación hidráulica, utilizando el programa Epanet V 2.0 en

español.

El EPANET es un programa que realiza simulaciones del comportamiento hidráulico en

redes de distribución de agua a presión con el modelo cuasi-estático o de períodos

extendidos. Este programa proporciona un entorno integrado bajo Windows para la

edición de los datos de entrada a la red y la visualización de resultados en una amplia

variedad de formatos. Entre estos se incluyen mapas de la red codificados por colores,

tablas numéricas, gráficas de evolución, mapas de isolíneas, entre otros. Tiene amplia

compatibilidad con el AutoCad para la visualización de la traza urbana como fondos a

escala.


96

Para la construcción del modelo hidráulico de la red de distribución, se crearon en el

programa EPANET los elementos que se presentan en el cuadro 3.2. La ecuación de

Darcy – Weisbach fue seleccionada para el cálculo de la resistencia al flujo hidráulico.

Cuadro 3.2. Elementos creados en EPANET

Tipo de elemento Propiedades

Nodos Elevación, demanda de agua Tuberías Diámetro, longitud, rugosidad Válvulas Funcionamiento, estado inicial Bombas Curvas gasto-carga-eficiencia

Tanques Elevación, nivel de agua, dimensiones

Después del armado de la red en el Epanet se procedió a introducir las propiedades

correspondientes de los elementos mencionados anteriormente, para lo cual fue necesario

utilizar los datos proporcionados por SIMAS y aquellos generados durante la campaña de

medición de caudales y los recorridos de campo.

a) Propiedades de Nodos

Para la ubicación de los nodos, se importó a escala del plano actualizado de la red de

agua potable de Monclova (incluido en el Anexo B) al programa Epanet, y las elevaciones

de terreno en cada nodo se obtuvieron del plano topográfico proporcionado por SIMAS;

sin embargo, al no contar con la topografía completa dentro del plano, se hizo necesario

hacer uso del programa Google Earth, para determinar las cotas de terreno faltantes

tomando como referencia las elevaciones de la topografía con la que se dispone.

Para conocer la distribución de caudales en la red y asignar las demandas de agua en los

nodos se utilizó la información entregada por personal de SIMAS, en la que clasifica a los

usuarios de acuerdo al tipo de uso (Popular, Interés Social, Residencial, Comercial,

Servicios Públicos, Industrial, Hotelero y Otros), así como del consumo con el que

dispone, ya sea cuota fija o servicio medido.


97

Para fines prácticos, se realizó una reclasificación en el plano de Monclova, de acuerdo a

las zonas de influencia de las líneas de distribución que dispone la red, dividiéndose las

tres grandes zonas existentes (Frontera, Norte, Centro y Oriente) en subzonas, las cuales

se encuentran bien definidas y aisladas unas de las otras. Esta delimitación se presenta

dibujada en la figura 3.1.

Figura 3.1. Delimitación de zonas en Monclova, Coah.

Adicionalmente, para la creación de este modelo se utilizó la información entregada por el

SIMAS referente al plan de desarrollo, el cual contempla varias áreas de crecimiento

poblacional, sobre todo las concentradas en el sector Oriente. En este plan de desarrollo

se presentan un total de 65,412 usuarios en la zona de estudio, contra los 57,940 usuarios

reportados en diciembre del 2006, lo cual implica un crecimiento poblacional del 13%.

En los cuadros 3.3.a al 3.3.d se presentan el número de usuarios por sector de

distribución, así como los gastos obtenidos de acuerdo con el índice de hacinamiento y la

dotación calculados en el inciso 1.1.2 y 3.1, respectivamente, así como el gasto medio


98

requerido que se le asignó a los nodos especificados en el cuadro. Los gastos máximo

diario, Qmáx.diario, y máximo horario, Qmáx.horario, se obtuvieron aplicando los coeficientes de

variación de 1.4 y 1.55 recomendados por la CONAGUA, respectivamente, puesto que no

se dispone de medición en este sentido, en la zona.

Cuadro 3.3.a Gastos obtenidos por sector de distribución en la Zona Frontera de Monclova

Sector de distribución Usuarios Qmed

(L/s) Qmáx.diario

(L/s) Qmáx.horario

(L/s) No. de nodos

F-01 4,776.00 58.51 81.91 126.96 344 F-02 2,381.00 29.17 40.83 63.29 181 F-03 1,400.00 17.15 24.01 37.22 91 F-04 1,870.00 22.91 32.07 49.71 126 F-05 1,308.00 16.02 22.43 34.77 67 F-06 1,876.00 22.98 32.17 49.87 93 F-07 1,839.00 22.53 31.54 48.89 172 F-08 3,914.00 47.95 67.13 104.04 252

Sumas = 19,364.00 237.21 332.09 514.74

Cuadro 3.3.b Gastos obtenidos por sector de distribución en la Zona Centro de Monclova Sector de

distribución Usuarios Qmed (L/s)

Qmáx.diario (L/s)

Qmáx.horario (L/s)

No. de nodos

C-01 1,639.00 20.08 28.11 43.57 145 C-02 1,689.00 20.69 28.97 44.90 87 C-03 1,251.00 15.32 21.45 33.25 123 C-04 1,551.00 19.00 26.60 41.23 229 C-05 3,754.00 45.99 64.38 99.79 221 C-06 1,454.00 17.81 24.94 38.65 211 C-07 1,631.00 19.98 27.97 43.36 133

Sumas = 12,969.00 158.87 222.42 344.75

Cuadro 3.3.c Gastos obtenidos por sector de distribución en la Zona Norte de Monclova Sector de


Qmáx.diario (L/s)

Qmáx.horario (L/s)

No. de nodos

N-01 1,678.00 20.56 28.78 44.61 251 N-02 1,682.00 20.60 28.85 44.71 147 N-03 6,712.00 82.22 115.11 178.42 649 N-04 814.00 9.97 13.96 21.64 71

Sumas = 10,886.00 133.35 186.69 289.38


99

Cuadro 3.3.d Gastos obtenidos por sector de distribución en la Zona Oriente de Monclova Sector de


Qmáx.diario (L/s)

Qmáx.horario (L/s)

No. de nodos

O-01 132.00 1.62 2.26 3.51 2 O-02 1285.00 15.74 22.04 34.16 68 O-03 2826.00 34.62 48.47 75.12 199 O-04 1325.00 16.23 22.72 35.22 69 O-05 1364.00 16.71 23.39 36.26 49 O-06 860.00 10.54 14.75 22.86 65 O-07 504.00 6.17 8.64 13.40 27 O-08 511.00 6.26 8.76 13.58 18 O-09 3087.00 37.82 52.94 82.06 177 O-10 1452.00 17.79 24.90 38.60 89 O-11 1161.00 14.22 19.91 30.86 99 O-12 1212.00 14.85 20.79 32.22 S/Red O-13 1317.00 16.13 22.59 35.01 70 O-14 2080.00 25.48 35.67 55.29 189 O-15 734.00 8.99 12.59 19.51 57 O-16 967.00 11.85 16.58 25.71 90 O-17 1071.00 13.12 18.37 28.47 73 O-18 305.00 3.74 5.23 8.11 17

Sumas = 22,193.00 271.86 380.61 589.95

Total = 65,412.00 801.30 1,121.82 1,738.81

Como se puede verificar, la suma de estos usuarios es de 65,412 y el gasto medio

requerido por ellos es de 801.30 L/s.

El cálculo del caudal, Qmedio, de cada zona se obtuvo al multiplicar el número de usuarios,

por el índice de hacinamiento de 3.78 obtenido en el primer capítulo, y por la dotación

requerida de 280 L/hab/día, dividido todo entre 86,400 segundos que tiene el día. La

dotación requerida se calculó en el inciso 3.1 de este documento e incluye el consumo

doméstico recomendado por CONAGUA, más la parte proporcional del consumo

comercial, más la proporción del 20% de pérdidas de agua.

Propiedades de Tuberías. Durante el proceso de captura de los tramos de red en el

modelo de simulación se fueron asignando las propiedades de los elementos como son la

topología de la red, diámetros, longitudes y rugosidades, utilizando el plano actualizado de


100

la red de agua potable. Se utilizó en general una rugosidad de 0.06 milímetros,

considerando que las tuberías son antiguas en general.

Propiedades de Válvulas. Con la inspección de las cajas de válvulas realizada en

campo por la Alliance to Save Energy, se ubicaron las válvulas en el plano y modelo, así

como el estado en el cual se encuentran y operan actualmente (Anexo C).

Propiedades de Bombas. Las curvas de las bombas se obtuvieron con las mediciones

en campo realizadas por la Alliance to Save Energy. En los cuadros 1.14 y 1.15 del inciso

1.3.5 de este documento, se presenta el resumen de los valores medidos de las curvas de

las bombas.

Propiedades de Tanques. Para la asignación de las cotas de terreno y elevaciones de

los tanques se utilizó el archivo de topografía entregado por SIMAS, así como el apoyo del

programa Google Earth para la determinación de las cotas faltantes. Para el resto de las

propiedades se utilizaron los datos proporcionados por el personal del organismo

operador, así como con la información recolectada durante los recorridos de campo.

En la figura 3.2 se muestra la pantalla principal del modelo de simulación construido para

Monclova y en el Anexo G se incluyen los archivos electrónicos en el formato de Epanet,

de las diversas alternativas analizadas en la revisión hidráulica del capítulo cuatro. El

modelo de simulación de la red de distribución actual se conformó por 5,242 nodos y

6,029 tramos de tubería.


101

Figura 3.2. Modelo de simulación del sistema de agua potable de Monclova en Epanet

3.3 REVISIÓN HIDRÁULICA DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

3.3.1. Balance volumétrico

Como se presentó en el primer capítulo, la ciudad se divide en tres zonas de las cuales

las zonas Frontera y Norte-Centro reciben suministro de los pozos ubicados la zona de

pozuelos y viborillas y una parte de la producción de los pozos Monclova 1 y 2 (100L/s), y

la zona Oriente recibe el suministro de los pozos ubicados al este de la ciudad (Placetas,

San José 1 y 3, Matilde barrera, Carnero y 20 de noviembre). En ocasiones se transfiere

caudal entre las zonas, debido a que, por el funcionamiento actual de la red no es

suficiente el suministro de agua.


102

Situación actual

Tomando en cuanta esta distribución de zonas y la dotación actual de 362 L/hab/día, se

puede generar un balance volumétrico de la zona de estudio el cual ayuda a visualizar el

estado de la zona de estudio. En el cuadro 3.4 se presenta el balance volumétrico para los

usuarios registrados en diciembre del 2006.

Cuadro 3.4 Balance Volumétrico para la zona de estudio de Monclova a diciembre del 2006

Sector Fuente Usuarios Habitantes Q med (L/s)

Suma (L/s)

Q disponible (L/s)

Diferencia Q (L/s)

Frontera Viborillas, Pozuelos y 100 L/s de

Monclova 1 y 2

18,506.00 69,953.00 293.09 650.94 835.50 184.56 Centro 12,742.00 48,165.00 201.80

Norte 9,853.00 37,244.00 156.05 Oriente P. zona oriente 16,839.00 63,651.00 266.69 266.69 256.20 - 10.49

Sumas 57,940.00 219,013.00 917.62 917.62 1,091.70 174.08

Los gastos disponibles se obtuvieron por medio de mediciones realizadas durante las

visitas a campo, y se presentan en el cuadro 3.5.

Cuadro 3.5 Capacidad actual de producción de las fuentes de suministro

Fuente Q (L/s) Fuente Q (L/s) Viborillas 1 35.00 Matilde Barrera 45.50

Viborillas 3 (*) 11.50 20 de Noviembre 7.70 Viborillas 4 (*) 73.00 Carnero 43.00

Viborillas 5 67.00 San Jose 1 24.00 Viborillas 7 40.00 San Jose 3 55.00

Pozuelos 5A 70.00 Placetas 81.00 Pozuelos 5B 23.00 Total 256.20 Pozuelos 6 30.00

Pozuelos 8A 50.00 Pozuelos 8B 63.00 Pozuelos 13 148.00 Pozuelos 14 125.00

Monclova 1 y 2 100.00 Total 835.50

(*) Nota: En estos pozos se estimó el caudal con base en el volumen producido reportado por SIMAS en 2006 por falta de medición.

Como se puede observar, el gasto medio disponible total es mayor al necesario para que

el 100% de la población disponga del servicio de agua potable durante las 24 horas del


103

día, pero el desequilibrio en la distribución y la sub-utilización de la capacidad de

regulación ha originado la necesidad de los tandeos en la ciudad.

Situación a futuro

Tomando en cuenta las condiciones del plan de desarrollo con las que se creó el modelo,

se presenta en el cuadro 3.6 un balance volumétrico realizado con los usuarios futuros

(65,412), y considerando la dotación de proyecto de 280L/hab/día, la cual implica realizar

un programa de reducción de fugas para llevarlas a un 20% de la producción.

Cuadro 3.6 Capacidad actual de producción de las fuentes de suministro

Sector Fuente Usuarios Habitantes Q med (L/s)

Suma (L/s)

Q disponible (L/s)

Diferencia Q (L/s)

Frontera Viborillas, Pozuelos y 100

L/s de Monclova 1, 2

19,364.00 73,196.00 237.21 529.43 835.50 + 306.07 Centro 12,969.00 49,023.00 158.87

Norte 10,886.00 41,149.00 133.35 Oriente P zona oriente 22,193.00 83,890.00 271.87 271.87 256.20 - 15.67

Sumas 65,412.00 247,258.00 801.30 801.30 1,091.70 + 290.40

En este cuadro 3.6 se puede observar que aún para la proyección a futuro, el gasto

disponible en general es mayor al gasto requerido. No obstante, como se ve, es necesario

realizar una redistribución de caudales en las zonas para equilibrar el sistema, ya que el

gasto disponible en la zona oriente no es suficiente para abastecer a los usuarios

respectivos.

Este trabajo de redistribución de caudales en la red, tiene como objetivo que las nuevas

zonas de distribución no sobrepasen tres factores primordiales: la capacidad de

producción media de cada fuente de abastecimiento, la capacidad de regulación

disponible en la actualidad de cada zona y la capacidad de la red de distribución para

distribuir el caudal sin generar zonas de baja presión.

El primero y segundo punto se soluciona al eliminar las inyecciones directas de los pozos

a la red, aislando las líneas de conducción, para que las fuentes suministren directamente


104

a los tanques de regulación y de estos se regulen los gastos máximos horarios requeridos

en la red. De esta manera se logra que los pozos suministren continuamente sólo el gasto

medio.

El tercer punto se resuelve utilizando el modelo de simulación, para encontrar la

distribución de agua apropiada. En esta redistribución se toman en cuenta, además de las

condiciones hidráulicas de las conducciones, factores geográficos, como lo son divisiones

causadas por ríos, lomas o cerros, factores demográficos y comerciales, como son límites

de colonias y de zonas de facturación, y en algunos casos factores sociales, cuando estos

tienen un peso considerable.

Estos tres puntos se encuentran muy relacionados, por lo que, para encontrar una

solución adecuada es necesario considerarlos y modificarlos simultáneamente. Para el

presente proyecto se realizaron varias alternativas tomando en cuenta los factores

mencionados, de donde la que se presenta a continuación cubre los tres puntos

principales requiriendo cambios mínimos en la red y de implantación a corto plazo.

3.3.2. Redistribución de Caudales Tomando en cuenta la capacidad instalada de los tanques de regularización, y las líneas

de conducción que llegan a ellos y que se encuentran bien definidas se realizó una

subdivisión de las zonas existentes, llamando a cada una de las subdivisiones “Sectores

Hidráulicos”. Estos sectores se presentan en la cuadro 3.7.

Cuadro 3.7 Subdivisión en Sectores Hidráulicos de la zona de estudio de Monclova-Frontera

Sector Sector de distribución Usuarios Habitantes

Sector Sector de

distribución Usuarios Habitantes

SH-1

F-05 1,308.00 4,944.00

SH-7

O-09 3,087.00 11,669.00 F-06 1,876.00 7,091.00 O-10 1,452.00 5,489.00 F-07 1,839.00 6,952.00 O-11 1,161.00 4,389.00 F-08 3,914.00 14,795.00 O-12 1,212.00 4,581.00

Usuarios SH-1 8,937.00 33,782.00 O-13 1,317.00 4,978.00

SH-2 F-02 2,381.00 9,000.00 O-14 2,080.00 7,862.00 F-04 1,870.00 7,069.00 O-15 734.00 2,775.00


105

Usuarios SH-2 4,251.00 16,069.00 O-16 967.00 3,655.00

SH-3 F-01 4,776.00 18,053.00 O-17 1,071.00 4,048.00 F-03 1,400.00 5,292.00 O-18 305.00 1,153.00

Usuarios SH-3 6,176.00 23,345.00 Usuarios SH-7 13,386.00 50,599.00

SH-4

N-01 1,678.00 6,343.00

SH-8

O-03 2,826.00 10,682.00 N-02 1,682.00 6,358.00 O-05 1,364.00 5,156.00 N-03 6,712.00 25,371.00 O-06 860.00 3,251.00 N-04 814.00 3,077.00 O-07 504.00 1,905.00 C-07 1,631.00 6,165.00 O-08 511.00 1,932.00


SH-5 C-04 1,551.00 5,863.00

SH-9 O-01 132.00 499.00

C-05 3,754.00 14,190.00 O-02 1,285.00 4,857.00 C-06 1,454.00 5,496.00 O-04 1,325.00 5,009.00


SH-6 C-01 1,639.00 6,195.00 C-02 1,689.00 6,384.00 Total 65,412.00 247,258.00 C-03 1,251.00 4,729.00

Usuarios SH-6 4,579.00 17,309.00

En la figura 3.3 se encuentra la distribución de los sectores hidráulicos en la zona de

estudio.

Figura 3.3 Sectores Hidráulicos propuestos para la zona de estudio


106

Como se puede observar, los sectores SH-1, SH-2 Y SH-3 se encuentran dentro de la

zona Frontera de la zona conurbada, los sectores SH-4, SH-5 y SH-6 abarcan la zona

Norte-Centro, y los sectores SH-7, SH-8 y SH-9 están dentro de la zona oriente de la

ciudad.

Con estos datos calculados, las características principales de los sectores hidráulicos

propuestos se encuentran en el cuadro 3.8. También en este cuadro, se presentan los

pozos propuestos para suministrar los gastos requeridos para cada zona y los tanques de

regularización correspondientes.

Cuadro 3.8. Características y zonas de abastecimiento de los sectores Hidráulicos propuestos

Sector Tanque regulador Habitantes Q med

(L/s) Suma (L/s)

Q disp. (L/s)

Diferencia Q (L/s) Fuente

SH-1 T. Cloración 33,782.00 109.48

237.21 332.50 95.29 Viborillas 1, 3 y 4, Pozuelos 5A, 6, 8A, 8B SH-2 T. Proyecto 16,069.00 52.08

SH-3 T. Borjas 23,345.00 75.66

SH-4 T. Ermita 47,314.00 153.33 236.13 403.00 166.87 Viborillas 5 y 7,

Pozuelos 5B, 13, 14 SH-5 T. Bartola 25,549.00 82.80

SH-6 T. La Loma 17,309.00 56.09 56.09 72.00 15.91 Monclova 1 y 2

SH-7 T. Loma Alta 50,599.00 163.98 163.98 175.20 11.22 P. Matilde Barrera, Carnero, Sn. José 1, 3

SH-8 T. Buenos Aires 22,926.00 74.30 74.30 75.00 0.70 Placetas, Monclova 1, 2 SH-9 T. Flores Tapia 10,365.00 33.59 33.59 34.00 0.41 P. Placetas

Sumas 247,258.00 801.30 801.30 1,091.70 290.40

Como se puede observar en el cuadro anterior, la zona de viborillas y pozuelos fue

dividida en 2 líneas de conducción bien definidas. La primera se alimenta de los pozos

Viborillas 5 y 7 y Pozuelos 5B, 13 y 14, suministrando a los sectores hidráulicos 4 y 5.

Además, esta línea de conducción suministra también al rebombeo PYTCO un gasto

constante de 25 L/s. La segunda línea de conducción alimentada por los pozos Viborillas

1, 3 y 4 y Pozuelos 5A, 6, 8A y 8B y suministra a los sectores hidráulicos 1, 2 y 3. En esta

línea entre los pozos Viborillas y el tanque Cloración se han realizado mediciones por

parte de SIMAS determinando que se le extraen en promedio 70 L/s por los usuarios


107

ejidales, los cuales deben de ser tomados en cuenta en el balance volumétrico de los

sectores.

Análisis de la capacidad de regulación de los sectores hidráulicos

Una vez establecidas las áreas de influencia de cada fuente de abastecimiento, fue

necesario revisar la capacidad de regularización que se encuentra instalada en cada una

de ellas. El resultado de la capacidad instalada en Monclova se encuentra valorada en el

cuadro 3.9.

Cuadro 3.9. Capacidad de regularización instalada por zonas de abastecimiento

Sector Hidráulico Tanque Regulador Capacidad

(m3)

SH-1 Tanque Cloración 1,500.00 SH-2 Sin tanque - SH-3 Tanque Borjas 1,000.00

SH-4 Tanque Ermita 3,000.00 Tanque Los Bosques 150.00

SH-5 Tanque Bartola 2,000.00 SH-6 Tanque La Loma 4,000.00

SH-7 Tanque Loma Alta 3,200.00 Tanque Guerrero 2,000.00

SH-8 Tanque Buenos Aires 1,000.00 SH-9 Tanque Flores Tapia 500.00

Sumas Zona Recompensa 18,350.00

Se observa en este cuadro que para el sector hidráulico 2 (SH-2) no se dispone de un

tanque existente, para regular la variación en la demanda de la red, por lo que es

necesario la construcción de un tanque nuevo de Proyecto, cuya capacidad y cota de

terreno será definida más adelante, con base en la modelación de la red y la capacidad de

regulación necesaria.

Para calcular la capacidad de regulación necesaria para la población asignada a cada

tanque, es necesario considerar una curva de comportamiento de consumo diario, en la

cual se representen las variaciones en la demanda de agua durante un día por los

usuarios. Debido a que no se cuenta con esta curva de comportamiento específicamente


108

para las zonas Norte, Centro, Oriente y Frontera de la ciudad de Monclova, se utilizó la

curva propuesta por la CONAGUA, la cual se presenta en la figura 3.4.

Figura 3.4 Curva diaria de variación de la demanda de acuerdo a CONAGUA

El análisis de cada uno de los tanques disponibles se encuentra en un archivo de Excel en

el Anexo H. El resumen de este análisis de acuerdo a cada zona de suministro se

presenta en los cuadros 3.10, 3.12 y 3.13.

Cuadro 3.10. Resumen de la capacidad de regularización para la zona Frontera

Clave Tanque Regulador

Capacidad (m3)

Bombeo 24hrs Bombeo 20hrs Capacidad requerida

(m3) Qmed (L/s)

Capacidad excedente

(m3)

Capacidad requerida

(m3) Qmed (L/s)

Capacidad excedente

(m3) SH-1 T. Cloración 1,500.00 1,464.96 112.76 35.04 2,500.14 131.37 - 1,000.14 SH-2 T. Proyecto 1,200.00 799.19 52.08 400.81 1,189.24 62.49 10.76 SH-3 T. Borjas 1,000.00 962.79 78.68 37.21 1,727.72 90.79 - 727.72

Sumas Zona Frontera 3,700.00 3,226.93 243.52 473.07 5,417.10 284.65 - 1,717.10

Al realizar el análisis de regularización a la zona Frontera se concluyen los siguientes

puntos:

• Los gastos medios (Qmed) resaltados en azul son ligeramente superiores al gasto

medio requerido por sus sectores correspondientes (109.48 L/s para SH-1 y 75.66


109

L/s para SH-3). Es necesario utilizar estos gastos medios corregidos para no

sobrepasar la capacidad de regulación instalada en los tanques. En el cuadro 3.11

se observa la diferencia entre utilizar el gasto medio original y el gasto medio

corregido (en azul).

Cuadro 3.11. Comparación entre gasto medio original y gasto medio corregido


Capacidad (m3)

Con gasto medio original Con gasto medio corregido Capacidad requerida

(m3) Qmed (L/s)

Capacidad excedente

(m3)

Capacidad requerida

(m3) Qmed (L/s)

Capacidad excedente

(m3) SH-1 T. Cloración 1,500.00 1,680.15 109.48 - 180.15 1,464.96 112.76 35.04 SH-3 T. Borjas 1,000.00 1,161.06 75.66 - 161.06 962.79 78.68 37.21

Sumas Zona Frontera 2,500.00 2,841.21 185.13 - 341.21 2,427.74 191.44 72.26

• Se propone que el tanque Proyecto necesario para el SH-2 tenga una capacidad de

1,200 m3 para que en esta línea de conducción se puedan apagar algunos pozos

en hora punta.

• Los sectores hidráulicos 1 y 2 cuentan con una capacidad limitada de regulación,

por lo que se descarta la posibilidad de bombear sólo por 20 horas para estos

sectores.

Cuadro 3.12. Resumen de la capacidad de regularización para la zona Norte-Centro


Capacidad (m3)

Bombeo 24hrs Bombeo 20hrs Capacidad requerida

(m3) Qmed (L/s)

Capacidad excedente

(m3)

Capacidad requerida

(m3) Qmed (L/s)

Capacidad excedente

(m3) SH-4 T. Ermita 3,000.00 2,353.16 153.33 646.84 3,501.62 184.00 - 501.62 SH-5 T. Bartola 2,000.00 1,270.68 82.80 729.32 1,890.83 99.36 109.17 SH-6 T. La Loma 4,000.00 860.86 56.09 3,139.14 1,281.01 67.31 2,718.99 Sumas Zona Norte-Centro 9,000.00 4,484.70 292.22 4,515.30 6,673.46 350.67 2,326.54

Al realizar el análisis de regularización a la zona Norte-Centro se concluyen los siguientes

puntos:

• El sector hidráulico 4, regulado por el tanque Ermita, no tiene posibilidad de recibir

suministro sólo por 20 horas debido a que su capacidad de regulación es superada.


110

• Los sectores hidráulicos 5 y 6 presentan posibilidad de recibir suministro sólo por

20hrs. al día debido a que tienen la capacidad de regulación suficiente y el gasto

requerido para esta opción no supera el gasto disponible en cada sector.

Cuadro 3.13. Resumen de la capacidad de regularización para la zona Oriente


Capacidad (m3)

Bombeo 24hrs Bombeo 20hrs Cap. utilizada

(m3) Qmed (lps)

Cap. Sin utilizar (m3)

Capacidad (m3)

Qmed (lps)

Cap. Sin utilizar (m3)

SH-7 T. Loma Alta 3,200.00 2,516.54 163.98 683.46 3,744.74 196.77 - 544.74 SH-8 T. Buenos Aires 1,000.00 994.19 76.53 5.81 1,696.71 89.16 - 696.71 SH-9 T. Flores Tapia 500.00 493.49 33.93 6.51 767.09 40.31 - 267.09

Sumas Zona Oriente 3,200.00 2,516.54 163.98 683.46 3,744.74 196.77 - 544.74

Al realizar el análisis de regularización a la zona Oriente se concluyen los siguientes

puntos:

• Al igual que en el caso del sector Frontera, las cantidades señaladas en color azul,

deben ser ajustadas, para que el caudal medio sea adecuado a las condiciones de

capacidad disponible de regularización.

• En los sectores hidráulicos 7, 8 y 9 correspondientes a esta zona no es posible

recibir suministro sólo por 20 horas ya que la capacidad de regulación de cada

tanque se vería superada, al igual que los gastos disponibles en cada sector (ver

cuadro 3.8).

• Tomando en cuenta el punto anterior, el tanque Guerrero no es necesario para la

regulación del sector hidráulico 7, por lo que se propone sacarlo de servicio.

Las opciones de bombeo que se presentan (24 y 20 horas) serán analizadas para todos

los sectores hidráulicos en el siguiente capítulo para decidir cual de ellas presenta mejor

potencial de ahorro de energía.


111

Modelación de las zonas de distribución

Basados en las zonas del área conurbana de Monclova-Frontera y los sectores hidráulicos

propuestos anteriormente, se ajustó el modelo generado al principio de este capítulo de tal

manera que represente esta alternativa de solución. Para este efecto, se realizaron varias

pruebas y movimientos para encontrar el mejor funcionamiento hidráulico de la red, con

los menos cambios posibles en la misma.

En general, se hicieron tres tipos de modificaciones a la red. El primero fue aislar las

líneas de conducción, de tal forma que no existiera ninguna inyección directa a la red para

que el gasto producido por los pozos llegue íntegro hasta los tanques de regularización. El

siguiente trabajo fue aislar los sectores hidráulicos propuestos para que estos fueran

alimentados únicamente desde los tanques de regularización correspondientes. El tercer

trabajo fue realizar cambios en la red, principalmente proponiendo líneas nuevas de la

menor longitud posible para que la distribución del agua interna tuviera las menores

pérdidas por cortante posibles. En la figura 3.5 se presenta un pequeño sector de la

ciudad donde se observan los tres tipos de cambios que se mencionaron.

Figura 3.5 Cambios realizados en el modelo (Qmed)

Aislamiento de Conducciones

Separación de sectores

Cambios para mejorar la distribución en la red


112

Es importante definir que un buen funcionamiento hidráulico dentro de la red implica,

además de que el agua sea suministrada en cantidad suficiente (demanda), esta sea

entregada en condiciones de presión aceptables (entre 1.0 y 5.0 kg/cm2), y que la

velocidad del flujo dentro de las tuberías no exceda los 3 m/s, según especificaciones de

CONAGUA. Teniendo como objetivo cumplir estas condiciones, la red fue modelada bajo

dos escenarios, cuando los usuarios demandan el gasto medio de diseño, y la condición

más desfavorable, cuando todos los usuarios demandan el gasto máximo horario.

El primer escenario, con el gasto medio de diseño, sirve principalmente para ubicar zonas

de altas presiones en la red, y de esta manera proponer válvulas reguladoras de presión

colocadas en puntos específicos buscando que con el mínimo de válvulas se eliminen el

mayor número de presiones superiores a los 5 kg/cm2. El modelo resultante que incluye

ya la instalación y funcionamiento de las válvulas reguladoras de presión se encuentra en

el anexo G, y su resultado gráfico se presenta en la figura 3.6.

Figura 3.6 Resultado gráfico del modelo de simulación del escenario 1 con gasto medio (Qmed)


113

El segundo escenario considera la condición más crítica, es decir cuando los usuarios

demandan el gasto máximo horario. Debido a que en esta condición el gasto que fluye por

las tuberías es mayor se generan también mayores pérdidas por cortante, y las presiones

en general disminuyen en la red, por lo que en este escenario se trabaja para eliminar

zonas con baja presión. El modelo correspondiente se encuentra en el anexo G y en la

figura 3.7 se presenta el resultado gráfico de este escenario.

Figura 3.7 Resultado gráfico del modelo de simulación del escenario 2 con gasto máximo horario (Qmh)

Es importante señalar que las condiciones de carga y gasto en las conducciones

principales que alimentan a los tanques de regulación son las mismas en ambos

escenarios, ya que se considera que suministran constantemente el gasto medio.

También, se menciona que dentro de la red se encuentran en la actualidad funcionando

siete rebombeos. En la modelación se analizó la factibilidad de eliminar algunos de estos

rebombeos, resultando que cuatro salen de operación. Al respecto se comenta lo

siguiente:


114

• En el caso de los rebombeos Guadalupe y Borjas existe la opción de que puedan

salir de operación, por esta razón se propone que sus tuberías de descarga hacia

los tanques Bartola y Borjas, se aíslen del resto de la red, de tal forma que en un

momento dado puedan interconectarse con las líneas de conducción provenientes

de los pozos en Viborillas y Pozuelos, siempre y cuando se incremente la carga de

los pozos que suministran ambas líneas. El análisis para elegir esta opción se

realizará más adelante en este reporte.

• Por otro lado, una vez aislados los sectores hidráulicos y cuando se reduzcan las

fugas al 20%, la carga disponible en el tanque Ermita será suficiente para alimentar

a las zonas que en la actualidad son alimentadas por los rebombeos del Bosque y

San Francisco, por lo que se propone que estos salgan de operación.

• Existen tres zonas cuya cota es más alta que la de sus tanques reguladores, por lo

que es necesario el funcionamiento de rebombeos dentro de la red, los cuales

deberían de tener las siguientes características:

o Rebombeo Estadio.- Es el de mayor tamaño de los tres propuestos, se

encuentra dentro del sector hidráulico 5, tomando su suministro del tanque

Bartola por medio de una línea de 12” de 1,660 metros e inyectando a la red 56

L/s con una carga de 2.5 kg/cm2 en condiciones medias y hasta 120 L/s con la

misma carga para la demanda máxima horaria.

o Rebombeo Ermita.- Se necesita el uso de una bomba que inyecte directamente

a la red para la zona cercana al tanque Ermita, la cual esté conectada

directamente al tanque y dentro de las instalaciones del mismo, inyectando a la

red 5 L/s con una carga de 1.5 kg/cm2 en condiciones medias y hasta 11 L/s

con la misma carga para la demanda máxima horaria.


115

o Rebombeo La loma.- Este rebombeo no modifica su área de influencia en

comparación a la actual, pero se redefinen sus características, inyectando a la

red 6 L/s con una carga de 15 kg/cm2 en condiciones medias y hasta 12 L/s con

la misma carga para la demanda máxima horaria.

En la figura 3.8 se presenta la ubicación de estos tres rebombeos que quedan

funcionando.

Figura 3.8 Ubicación de los rebombeos propuestos en la zona de estudio

Todos los cambios en la red necesarios para que funcione de acuerdo al modelo

presentado, como son cortes de tubería para aislar zonas, instalación de líneas nuevas y

de válvulas reguladores de presión y reguladoras de caudal, se presentan en el cuadro

3.14.


116

Cuadro 3.14 Resumen de modificaciones realizadas en el modelo hidráulico Tipo de modificación φ Cantidad Unidad

Corte de tubería 2.5" 12.0 pza Corte de tubería 3" 2.0 pza Corte de tubería 4" 18.0 pza Corte de tubería 6" 12.0 pza Corte de tubería 8" 9.0 pza Corte de tubería 10" 5.0 pza Corte de tubería 12" 6.0 pza Corte de tubería 14" 4.0 pza Corte de tubería 16" 5.0 pza Corte de tubería 20" 1.0 pza Corte de tubería 30" 2.0 pza

Total de cortes en la red 76.0 pza Desconexión de crucero 16"x8" 1.0 pza Cambio tubería 1.5mts 8" a 12" 1.0 pza Conexión de crucero 14"x14" 1.0 pza

Total de conexiones especiales en la red 3.0 pza Tubería Nueva 2.5" 155.0 mts Tubería Nueva 3" 162.0 mts Tubería Nueva 4" 818.0 mts Tubería Nueva 6" 1,097.0 mts Tubería Nueva 8" 1,760.0 mts Tubería Nueva 10" 211.0 mts Tubería Nueva 12" 1,560.0 mts Tubería Nueva 20" 8.0 mts

Total de tubería nueva a instalar en la red 5,771.0 mts Válvula reg. de presión 3" 1.0 pza Válvula reg. de presión 6" 5.0 pza Válvula reg. de presión 8" 6.0 pza Válvula reg. de presión 10" 2.0 pza Válvula reg. de presión 16" 1.0 pza

Total de válvulas reguladores de presión 15.0 pza

Las características de las válvulas reguladoras de presión propuestas se presentan en el

cuadro 3.15.


117

Cuadro 3.15 Características de las válvulas reguladoras de presión propuestas

Tipo de válvula Presión de

trabajo kg/cm2

Cantidad

Reguladora de presión 3" 1.50 1.0 Reguladora de presión 6" 1.00 1.0 Reguladora de presión 6" 1.50 2.0 Reguladora de presión 6" 2.00 1.0 Reguladora de presión 6" 3.00 1.0 Reguladora de presión 8" 1.00 2.0 Reguladora de presión 8" 1.50 3.0 Reguladora de presión 8" 2.50 1.0 Reguladora de presión 10" 1.50 1.0 Reguladora de presión 10" 2.00 1.0 Reguladora de presión 16" 1.50 1.0

Total de válvulas reguladoras de presión 15.0

Las modificaciones realizadas se encuentran señaladas en los archivos de los modelos

hidráulicos en el anexo G.

3.4 REVISIÓN HIDRÁULICA DE CONDUCCIONES. 3.4.1 Características de las líneas de conducción

Como parte de las actividades incluidas en los términos de referencia del proyecto se

establece la revisión de las conducciones en flujo permanente de las zonas de suministro

a las estructuras.

En esta primera parte se lleva a cabo la revisión de las líneas de conducción desde los

Pozos del Sistema Viborillas y Pozuelos a los Tanques Cloración, Borjas y Ermita, así

como a un tanque propuesto que se ubicaría en la zona sur del Sector Frontera.

Asimismo, se hace la revisión de las líneas de conducción que se encuentran en el Sector

Oriente de Monclova, estas conducciones son las siguientes: Pozo Carnero a Tanque

Loma Alta, Pozo Matilde Barrera a Tanque Loma Alta, Pozos San José 1 y 3 a Tanque

Loma Alta, Pozo Placetas a Tanques Buenos Aires y Flores Tapia, y conducción desde

los Pozos Monclova 1 y 2 a Tanque La Loma.


118

El personal que opera el sistema de agua potable de SIMAS proporcionó a los técnicos de

la Alliance to Save Energy, la siguiente información referente a las condiciones físicas, de

diseño y de operación de las conducciones de los pozos:

Planos en planta de conducciones en AutoCad, con elevaciones y cadenamientos.

Datos de diámetros, longitudes y propiedades de las tuberías.

Sin embargo, se procedió a generar los datos adicionales siguientes:

Croquis en planta y perfil del acueducto existente y de proyecto en archivo electrónico

(Excel).

Cotas topográficas en cada nodo y verificación de longitudes y diámetros de las

tuberías.

Construcción de las curvas Q-H de los pozos.

Características de las líneas de Conducción Sector Frontera y Norte-Centro

Como ya se ha mencionado, el abastecimiento de agua a los sectores Frontera y Norte-

Centro es a partir de zona de pozos Viborillas y Pozuelos básicamente. Las líneas de

conducción suministran directo a la red, al Tanque Ermita y a los Rebombeos Borjas y

Guadalupe, los cuales suministran al tanque Borjas y La Bartola respectivamente. Cabe

mencionar que estas líneas pasan por un Tanque de Cloración antes de llegar a la ciudad.

En la figura 3.9 se muestra un esquema de las líneas de conducción de Pozuelos y

Viborillas y la distribución que existe actualmente en los sectores Frontera y Norte-Centro.


119

Figura 3.9. Abastecimiento actual de la ciudad de Monclova sector Frontera y Norte-Centro con suministro

directo a la red

SIMAS Monclova ha pretendido desde hace tiempo eliminar los rebombeos ubicados en la

ciudad y suministrar por gravedad a través de sus tanques y así disminuir el pago por

concepto de consumo de energía eléctrica. Por esta razón, se propone analizar las

conducciones, descartando los Rebombeos Borjas y Guadalupe y que el suministro llegue

directamente a los tanques de regularización. Para llevar a cabo esto, es necesario la

instalación de un tramo tubería de 16 pulgadas diámetro y con una longitud de 773 metros

aproximadamente, la cual se unirá a la línea que llega al rebombeo Borjas y de la cual

saldrá una línea de 10 pulgadas de diámetro de aproximadamente 1,785 metros, que

llegará hasta un tanque nuevo el cual dará servicio a una parte del Sector Frontera.

De esta manera las líneas que serán analizadas para el Sector Frontera y Norte–Centro

son básicamente dos: a) La primera, de la zona de los pozos Viborillas y Pozuelos hasta

el Tanque Ermita y Bartola (Línea de conducción 1), la cual tiene que ceder un gasto de

25 L/s al Rebombeo PYTCO y desconectarse en todos de la red en su ruta; b) La segunda

conducción (Línea de conducción 2) será desde la zona de Pozuelos y Viborillas hasta

llegar al Tanque Borjas y al Tanque nuevo, con las conexiones señaladas en el plano del

anexo B.


120

En la línea número dos, han sido detectados usuarios clandestinos donde el gasto

promedio extraído es de 70 L/s; este dato fue proporcionado por SIMAS Monclova, de

acuerdo a mediciones realizadas por ellos mismos, por lo que se incluirá este gasto en el

modelo.

Los gastos medios necesarios que se deben suministrar a los tanques Cloración, Borjas,

Ermita, La Bartola y al tanque de proyecto con la eliminación de los rebombeos Borjas y

Guadalupe se muestran en el cuadro 3.16.

Cuadro 3.16. Caudales requeridos en tanques dentro del esquema de conducciones de la zona Norte,

Centro y Frontera

Sector Tanque regulador Q med (L/s)SH-1 Tanque Cloración 109.48 SH-2 Tanque Proyecto 52.08 SH-3 Tanque Borjas 75.66 SH-4 Tanque Ermita 153.33 SH-5 Tanque Bartola 82.80

La suma de los caudales requeridos en los tanques, más los usuarios clandestinos y el

gasto requerido por el Rebombeo PYTCO nos da un total de 570 L/s, que es el caudal que

se necesita extraer de los pozos Viborillas y Pozuelos. En conjunto, estos pozos aportan

un gasto total de 705 L/s el cual es mayor al requerido, por lo que se tendrían que sacar

de operación algunos pozos o en su caso disminuir su gasto de extracción.

En la figura 3.10 se muestra el esquema de conducciones propuesto con los gastos

necesarios en cada tanque y la propuesta sin rebombeos de las líneas de conducción que

serán analizadas en flujo permanente.


121

Figura 3.10. Esquema de conducciones propuesto, con los caudales medios de operación requeridos

En el cuadro 3.17 se presentan los datos de elevaciones y longitudes de cada tramo que

componen la línea de conducción 1 de la zona de pozos hasta el tanque Ermita y la

línea que conecta al tanque La Bartola, así como sus respectivos perfiles en la figura 3.11.

Cuadro 3.17. Tabla de elevaciones y longitudes de la línea de

conducción 1 del pozo P13 hasta el Tanque Ermita y Tanque La Bartola

Nodo inicial

Nodo final

Diámetro (mm) Material Longitud

(m) Cadenamiento Elevación (m.s.n.m.)

P13 - - - 0 606.00 P13 1 400 AC 87.49 87.49 603.50

1 2 610 AC 182.53 270.02 602.00 2 3 610 AC 816.31 1,086.33 603.50 3 4 610 AC 999.91 2,086.24 600.50 4 5 610 AC 1002.16 3,088.40 597.00 5 6 610 AC 999.96 4,088.36 593.00 6 7 610 AC 1001.63 5,089.99 589.00 7 8 610 AC 841.58 5,931.57 619.00 8 9 610 AC 482.73 6,414.30 598.00 9 10 760 AC 109.07 6,523.37 595.00

10 11 760 AC 3500.00 10,023.37 592.00 11 12 760 AC 579.49 10,602.86 581.00 12 13 760 AC 674.15 11,277.01 587.00 13 14 760 AC 357.36 11,634.37 591.00 14 15 760 AC 473.24 12,107.61 592.00 15 16 760 AC 656.51 12,764.12 592.00 16 17 760 AC 610.56 13,374.68 585.00 17 18 760 AC 237.16 13,611.84 585.00


122

18 19 610 AC 493.31 14,105.15 588.60 19 20 610 AC 457.50 14,562.65 591.50 20 21 610 AC 725.43 15,288.08 595.70 21 22 610 AC 672.63 15,960.71 595.00 22 23 610 AC 589.04 16,549.75 603.00 23 24 610 AC 205.87 16,755.62 603.20 24 25 610 AC 551.08 17,306.70 608.20 25 TE 610 AC 81.74 17,388.44 617.50 21 - - - 15,288.08 595.70

21 26 200 AC 162.11 15,450.19 597.70 26 27 200 AC 157.92 15,608.11 609.00 27 TB 200 AC 129.97 15,738.08 634.00

P13: Pozo Pozuelos 13 TE: Tanque Ermita TB: Tanque La Bartola

Perfil de la línea de conducción 1

570

580

590

600

610

620

630

640

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

Cadenamiento (m)

Elev

ació

n (m

.s.n

.m.)

Pozo P13

Tanque Ermita

Tanque LA Bartola

Figura 3.11. Perfil de la línea de conducción 1 del pozo P13 hasta tanque Ermita y La Bartola

En el cuadro 3.18 se presentan los datos de elevaciones y longitudes de cada tramo que

componen la línea de conducción 2 de la zona de pozos hasta el tanque Borjas y al

tanque nuevo, así como sus respectivos perfiles en la figura 3.12.

Cuadro 3.18. Tabla de elevaciones y longitudes de la línea de conducción 2 hasta el tanque Borjas y tanque

de proyecto

Nodo inicial

Nodo final

Diámetro (mm) Material Longitud


V4 - - - 0.00 645.00 V4 1 400 AC 190.83 190.83 645.00 1 2 400 AC 34.95 225.78 645.00 2 3 400 AC 77.09 302.87 645.00

3 4 400 AC 402.77 705.64 640.00


123

4 5 400 AC 560.77 1,266.41 635.00 5 6 400 AC 494.73 1,761.14 629.00 6 7 400 AC 595.24 2,356.38 622.00 7 8 400 AC 932.53 3,288.91 617.00 8 9 400 AC 571.38 3,860.29 616.00 9 10 400 AC 133.77 3,994.06 610.00

10 11 610 AC 104.63 4,098.69 606.00 11 12 610 AC 373.47 4,472.16 603.50 12 13 610 AC 1,001.17 5,473.33 603.50 13 14 610 AC 998.79 6,472.12 600.50 14 15 610 AC 1,002.68 7,474.80 597.00 15 16 610 AC 1,000.00 8,474.80 593.00 16 17 610 AC 1,000.44 9,475.24 589.00 17 TC 610 AC 1,005.25 10,480.49 619.00 TC 18 500 AC 81.15 10,561.64 598.00 18 19 500 AC 109.03 10,670.67 595.00 19 20 500 AC 3,500.00 14,170.67 592.00 20 21 500 AC 583.86 14,754.53 581.00 21 22 500 AC 664.45 15,418.98 587.00 22 23 500 AC 480.78 15,899.76 590.00 23 24 400 AC 351.37 16,251.13 592.00 24 25 400 AC 419.88 16,671.01 591.00 25 26 400 AC 476.05 17,147.06 595.00 26 27 400 AC 449.48 17,596.54 604.00 27 28 400 AC 511.91 18,108.45 622.00 28 29 400 AC 130.67 18,239.12 627.00 29 30 400 AC 146.03 18,385.15 627.00

30 TBO 400 AC 142.00 18,527.15 626.00

28 - - - 18,108.45 622.00 28 31 300 AC 603.28 18,711.73 611.00 31 32 300 AC 615.00 19,326.73 625.00 32 33 300 AC 448.19 19,774.92 626.00

TN 34 300 AC 116.41 19,891.33 635.00 V4: Pozo Viborillas 4 TC: Tanque de Cloración

TBO: Tanque Borjas TN: Tanque nuevo


124

Línea de conducción 2

570

580

590

600

610

620

630

640

650

0 5000 10000 15000 20000 25000Cadenamiento (m)

Elev

ació

n (m

.s.n

.m.)

Pozo V4

Tanque Borjas

T. Cloración

Tanque de proyecto

Figura 3.12. Perfil de la línea de conducción 2 al Tanque Borjas y Tanque de Proyecto

Características de las líneas de Conducción Sector Oriente

El otro abastecimiento de agua al sector Oriente de Monclova se propone hacerlo a través

de los pozos San José 1 y 3, Matilde Barrera, Carnero y Placetas, cuyos volúmenes

extraídos se almacenarán en los tanques Loma Alta, Buenos Aires, La Loma y Flores

Tapia, a fin de dotar de agua a este sector.

En la figura 3.13, se puede observar la distribución actual de la infraestructura

mencionada anteriormente, cuya liga con los sectores Frontera y Norte-Centro es a través

del Tanque Ermita.


125

Figura 3.13. Distribución de Pozos y Tanques en el Sector Oriente de la Cd. de Monclova

Se puede observar que algunos pozos como los San José 1 y 3, así como el Placetas,

distribuyen su caudal a 2 o 3 tanques directa o indirectamente; sin embargo, como parte

del análisis que se efectuó en la redistribución de caudales, se comprobó que se pueden

aislar las conducciones para una mejor operación del sistema, mediante la solución que

se muestra en la figura 3.14.

El aislamiento mencionado se logrará conectando algunas tuberías existentes y

desconectando aquellas que no se requieran como se muestra en la figura.


126

Figura 3.14. Propuesta de líneas de conducción de Pozos a Tanques en el Sector Oriente de Monclova

De esta manera, se analizaron cinco líneas de conducción adicionales a las líneas de

conducción 1 y 2 del Sistema Pozuelos y Viborillas, siendo éstas las siguientes: a) Pozo

Carnero a Tanque Loma Alta, b) Pozo Matilde Barrera a Tanque Loma Alta, c) Pozos San

José 1 y 3 a Tanque Loma Alta, d) Pozo Placetas a Tanques Buenos Aires y Flores Tapia,

y e) conducción desde los Pozos Monclova 1 y 2 a Tanque La Loma.

En la figura 3.14 también se muestran los gastos necesarios que se deben suministrar a

los tanques La Loma, Loma Alta, Buenos Aires y Flores Tapia indicándose en el cuadro

3.19 a manera de resumen.

Cuadro 3.19. Caudales requeridos en tanques Sector Oriente

Sector Tanque regulador Q med (L/s)SH-6 Tanque La Loma 56.09 SH-7 Tanque Loma Alta 163.98 SH-8 Tanque Buenos Aires 74.30 SH-9 Tanque Flores Tapia 33.59


127

En los cuadros 3.20 al 3.24 se presentan los datos de elevaciones y longitudes de cada

tramo que componen las conducciones dentro de la ciudad de Monclova.

Cuadro 3.20. Datos de perfil de la línea de conducción Pozo Carnero a Tanque Loma Alta

Nodo inicial Nodo Final Diámetro(mm) Material Longitud


CA - - - - 722.873

CA 1 300 PVC 26.30 26.30 718.045

1 2 300 PVC 22.73 49.03 715.907

2 3 300 PVC 94.57 143.60 719.082

3 4 400 PVC 25.16 168.76 720.129

4 5 400 PVC 94.57 263.33 723.924

5 6 400 PVC 86.72 350.05 719.774

6 7 400 PVC 67.94 417.99 715.532

7 8 400 PVC 130.67 548.66 712.144

8 9 400 PVC 67.79 616.45 716.703

9 10 400 PVC 99.62 716.07 723.011

10 11 400 PVC 116.44 832.51 721.093

11 12 300 PVC 118.85 951.36 718.995

12 13 300 PVC 203.49 1154.85 714.374

13 14 300 PVC 179.80 1334.65 708.394

14 15 300 PVC 96.03 1430.68 703.005

15 16 300 PVC 159.16 1589.84 699.158

16 17 300 PVC 186.83 1776.67 691.372

17 18 300 PVC 116.89 1893.56 677.621

18 19 300 PVC 36.04 1929.60 691.372

19 20 300 PVC 58.00 1987.60 668.469

20 21 300 PVC 127.54 2115.14 659.176

21 22 300 PVC 127.49 2242.63 664.947

22 23 300 PVC 73.35 2315.98 668.704

23 24 300 PVC 157.15 2473.13 666.961

24 25 300 PVC 300.00 2773.13 663.742

25 26 300 PVC 68.93 2842.06 658.954

26 27 300 PVC 50.93 2892.99 658.488

27 28 300 PVC 123.28 3016.27 660.682

28 29 300 PVC 151.52 3167.79 675.000

29 30 300 PVC 15.88 3183.67 682.000

30 31 300 PVC 0.00 3183.67 682.000

31 LA 300 PVC 5.31 3188.98 682.000 CA: Pozo Carnero

LA: Tanque Loma Alta

En la figura 3.15 se presenta el perfil de la línea de conducción Pozo Carnero a Tanque

Loma Alta.


128

Figura 3.15. Perfil de la línea de conducción Pozo Carnero a Tanque Loma Alta

Cuadro 3.21. Datos del perfil de la línea de conducción Pozo M. Barrera a Tanque Loma Alta



MB - - - - 648.000

MB 1 250 PVC 109.71 109.71 646.000

1 2 250 PVC 192.45 302.16 660.000

2 3 250 PVC 200.64 502.80 672.000

3 4 250 PVC 70.82 573.62 680.000

4 LA 250 PVC 19.74 593.36 682.000 MB: Pozo Matilde Barrera


En la figura 3.16 se muestra el perfil de la línea de conducción del Pozo Matilde Barrera al

Tanque Loma Alta.


129

Figura 3.16. Perfil de la línea de conducción Pozo Matilde Barrera a Tanque Loma Alta

Cuadro 3.22. Datos de perfil de la línea de conducción Pozos San José 1 y 3 a Tanque Loma Alta



SJ - - - - 638.000

SJ 1 400 PVC 7.74 7.74 638.500

1 2 400 PVC 68.18 75.92 640.500

2 3 400 PVC 47.48 123.40 642.500

3 4 400 PVC 43.09 166.49 643.500

4 5 400 PVC 59.44 225.93 645.500

5 6 400 PVC 84.63 310.56 646.000

6 7 400 PVC 53.67 364.23 647.000

7 8 400 PVC 63.64 427.87 648.500

8 9 400 PVC 78.54 506.41 645.500

9 10 400 PVC 58.24 564.65 648.000

10 11 400 PVC 57.22 621.87 652.500

11 12 400 PVC 124.29 746.16 651.000

12 13 400 PVC 144.71 890.87 638.000

13 14 400 PVC 86.17 977.04 635.000

14 15 400 PVC 86.73 1063.77 641.000

15 16 400 PVC 86.47 1150.24 649.500

16 17 400 PVC 108.61 1258.85 646.000

17 18 400 PVC 115.30 1374.15 653.000

18 19 400 PVC 153.38 1527.53 670.000

19 LA 400 PVC 21.26 1548.79 682.000 SJ: Pozos San José 1 y 3


En la figura 3.17 se presenta el perfil de la línea de conducción de los Pozos San José 1

y 3 al Tanque Loma Alta.


130

Figura 3.17. Perfil de la línea de conducción de los Pozos San José 1 y 3 a Tanque Loma Alta

Cuadro 3.23. Datos de perfil línea de conducción del Pozo Placetas a Tanques Buenos Aires y Flores Tapia



PL - - - - 675.000

PL 1 300 PVC 30.08 30.08 675.000

1 2 300 PVC 67.94 98.02 673.000

2 3 300 PVC 47.85 145.87 674.000

3 4 300 PVC 37.74 183.61 675.000

4 5 300 PVC 41.79 225.40 678.000

5 6 300 PVC 106.18 331.58 677.000

6 7 300 PVC 78.63 410.21 677.000

7 8 300 PVC 51.20 461.41 679.000

8 9 300 PVC 54.41 515.82 681.000

9 10 300 PVC 74.81 590.63 681.000

10 11 300 PVC 126.59 717.22 680.000

11 12 300 PVC 143.63 860.85 679.000

12 13 300 PVC 68.48 929.33 677.000

13 14 300 PVC 64.72 994.05 675.200

14 BA 300 PVC 10.91 1004.96 675.200

10 200 PVC - 590.63 675.000

10 15 200 PVC 101.54 692.17 679.300

15 16 200 PVC 94.10 786.27 675.000

16 17 200 PVC 64.76 851.03 670.000

17 18 200 PVC 119.54 970.57 668.500

18 19 200 PVC 93.29 1063.86 673.000

19 20 200 PVC 79.06 1142.92 669.000

20 21 200 PVC 136.70 1279.62 670.000


131

21 22 200 PVC 91.63 1371.25 675.000

22 23 200 PVC 138.33 1509.58 673.500

23 24 200 PVC 86.32 1595.90 674.500

24 25 200 PVC 180.95 1776.85 675.000

25 26 200 PVC 181.80 1958.65 675.000

26 27 200 PVC 154.44 2113.09 678.000

27 28 200 PVC 140.01 2253.10 684.000

28 29 200 PVC 141.99 2395.09 698.000

29 FT 200 PVC 35.11 2430.20 698.000 PL: Pozo Placetas

BA: Tanque Buenos Aires

FT: Tanque Flores Tapia

En la figura 3.18 se muestra el perfil de la conducción del Pozo Placetas a los Tanques

Buenos Aires y Flores Tapia.

Figura 3.18. Perfil de la línea de conducción del Pozo Placetas a los Tanques Buenos Aires y Flores Tapia

Cuadro 3.24. Datos de perfil de la línea de conducción de los Pozos Monclova 1 y 2 a Tanque La Loma



MO - - - - 707.490

MO 1 350 PVC 55.65 55.65 678.000

1 2 350 PVC 339.06 394.71 662.000

2 3 350 PVC 274.16 668.87 658.000

3 4 350 PVC 310.92 979.79 661.500

4 5 350 PVC 179.23 1159.02 674.000

5 6 250 PVC 333.31 1492.33 648.500

6 7 250 PVC 239.86 1732.19 642.000

7 8 250 PVC 370.69 2102.88 633.500


132

8 9 250 PVC 307.20 2410.08 637.500

9 10 250 PVC 290.06 2700.14 637.000

10 11 250 PVC 98.85 2798.99 635.500

11 12 250 PVC 92.52 2891.51 635.000

12 13 250 PVC 177.81 3069.32 633.500

13 14 250 PVC 362.28 3431.60 627.500

14 15 250 PVC 134.64 3566.24 635.000

15 16 250 PVC 240.97 3807.21 654.500

16 17 250 PVC 95.33 3902.54 655.000

17 18 250 PVC 204.68 4107.22 656.500

18 19 250 PVC 141.14 4248.36 657.500

19 20 250 PVC 65.73 4314.09 657.500

20 21 250 PVC 15.56 4329.65 657.500

21 22 250 PVC 6.26 4335.91 657.500

22 LO 250 PVC 0.45 4336.36 657.500 MO: Pozos Monclova 1 y 2

LO: Tanque La Loma

Finalmente, en la figura 3.19 se muestra el perfil de la conducción de los Pozos Monclova

1 y 2 al Tanque La Loma.

Figura 3.19. Perfil de la línea de conducción de los Pozos Monclova 1 y 2 al Tanque La Loma


133

3.4.2 Análisis hidráulico en líneas de conducción en flujo permanente Sector Frontera y Norte Centro

El análisis hidráulico de las líneas de conducción bajo condiciones de flujo permanente fue

realizado mediante el programa Epanet versión 2.0 en español. Las Líneas de conducción 1 y 2 que pertenecen al Sector Frontera y Norte-Centro fueron analizadas

en un solo modelo.

Primeramente se armó el esqueleto para después dotarle de los datos necesarios a los

nodos, tales como cotas e identificación, y a los tramos, sus longitudes, diámetros de

tuberías y materiales específicos, así como el desarrollo topográfico de las conducciones.

El modelo las conducciones del Sector Frontera y Norte – Centro junto con los cambios

hechos a dichas conducciones puede ser visto en el ANEXO G con el nombre

“Conducciones Frontera y N-C.net”. En la figura 3.20 se presenta el esquema del modelo

de simulación para las Líneas de conducción 1 y 2 antes mencionadas.

Figura 3.20. Esquema de simulación en flujo permanente de las líneas de conducción


134

El siguiente paso fue analizar los resultados de caudales disponibles y requeridos en cada

sector que abastecen las conducciones y proponer mejoras a la operación de los equipos

de acuerdo a las necesidades establecidas al inicio de este capítulo, como fueron la

eliminación de los rebombeos Borjas y Guadalupe. De tal manera, en los cuadros 3.24 y

3.25 se indican las propuestas de equipos analizados en flujo permanente de dichas

conducciones.

Cuadro 3.24. Condiciones actuales y propuestas a los equipos de bombeo en la línea de conducción 1 Condiciones actuales Condiciones propuestas

Pozo Q (L/s) H (m)

Pozo Q (L/s) H (m) P5B 23 66.78 P5B 0 0 P13 148 85.50 P13 137 113.00 P14 125 76.50 P14 125 106.00 V5 67 105.74 V5 0 0 V7 40 168.23 V7 0 0

R-Guadalupe 73 70.91 R-Guadalupe 0 0

Cuadro 3.25. Condiciones actuales y propuestas a los equipos de bombeo en la línea de conducción 2 Condiciones actuales Condiciones propuestas

Pozo Q (L/s) H (m) Pozo Q (L/s) H (m) V1 35 113.72 V1 30 131 V3 10 V3 0 0 V4 67 V4 65

P5A 70 89.35 P5A 70 120 P6 30 84.80 P6 30 121

P8A 50 79.22 P8A 50 120 P8B 63 81.73 P8B 63 122

R. Borjas 106 48.00 R. Borjas 0 0

Nota: Los cuadros que aparecen sombreados en azul son aquellos en los que no se pudieron obtener las cargas de operación de dichos pozos en las campañas de medición por algún inconveniente en el lugar, por

lo que en el modelo solo se especificó la carga necesaria para otorgar el gasto requerido.

De los cuadros anteriores se observa que los pozos V3, V5, V7 y P5B pueden salir de

operación, ya que su gasto no es necesario y de esta manera se mantienen como pozos

de reserva.


135

Los cambios propuestos de redistribución en estas conducciones 1 y 2, con base en los

análisis hechos en el modelo, se listan a continuación:

• El pozo 8A que actualmente se conecta al la línea de conducción 1 se cambio a la

línea de conducción 2 cerrando y abriendo una de las válvulas.

• Se sacaron de operación los pozos Viborillas V3, V5, V7y P5B

• El pozo Viborillas V1 que actualmente extrae 35 L/s, con los cambios hechos solo

sacará 30L/s, mientras que el pozo Viborillas V4 sacara 65 L/s de los 67 L/s que

extrae actualmente.

• Se tiene cierta incertidumbre a que línea se conecta el pozo Pozuelos P13, por lo

que se especifica que este pozo deberá conectarse a la línea de conducción 1 en

caso de no estarlo.

• Se propone la instalación de válvulas limitadoras de caudal ubicadas a la llegada

de los tanques Ermita, Borjas, tanque de Cloración y Rebombeo Pytco, con el fin

de regular el gasto requerido en cada tanque.

3.4.3 Análisis hidráulico en líneas de conducción en flujo permanente Sector Oriente

Las cinco líneas del Sector Oriente se modelaron por separado, los archivos de estos

modelos se incluyen en el ANEXO G con el nombre “ConduccionesMonclovaOriente.net”.

Los modelos de simulación de las cinco líneas de conducción del Sector Oriente, con el

programa Epanet versión 2.0 en español, se muestran a continuación en las figuras 3.21 a

3.25.


136

Figura 3.21. Modelo de simulación en flujo permanente del Pozo Carnero a Tanque Loma Alta

Figura 3.22. Modelo de simulación a flujo permanente del Pozo Matilde Barrera a Tanque Loma Alta


137

Figura 3.23. Modelo de simulación a flujo permanente de los Pozos San José 1 y 3 a Tanque Loma Alta

Figura 3.24. Modelo de simulación a flujo permanente del Pozo Placetas a Tanques Flores Tapia y Buenos

Aires


138

Figura 3.25. Modelo de simulación a flujo permanente de los Pozos Monclova 1 y 2 a Tanque La Loma

De igual manera, como en el caso de las Líneas de conducción 1 y 2, el siguiente paso

fue analizar los resultados de caudales disponibles y requeridos en cada sector que

abastecen las conducciones y proponer mejoras a la operación de los equipos de acuerdo

a las necesidades establecidas en el modelo de la red de esta Ciudad. De tal manera, en

los cuadros 3.26 se indican las propuestas a los equipos analizados en flujo permanente

de las cinco líneas de conducción del Sector Oriente.

Cuadro 3.26. Condiciones actuales y propuestas en los equipos de bombeo de las conducciones del Sector

Oriente

Condiciones actuales Condiciones propuestas Pozo Q (L/s) H (m) Pozo Q (L/s) H (m)

Carnero 43 134.84 Carnero 43 144 M. Barrera 45.5 88.8 M. Barrera 45.5 84.5 San José 1 24 86.75 San José 1 39.5 85 San José 3 55 74.18 San José 3 39.5 85

Placetas 81 72.7 Placetas 81 88.5


139

En el caso de la conducción de los Pozos Monclova 1 y 2 hacia el Tanque La Loma, se

consideró un gasto medio de 56.09 l/s, cuyo caudal será suministrado por dichos pozos

mediante los equipos propuestos que se mencionan en el Informe “Proyecto de Eficiencia

Electromecánica, Física, Comercial y de la Operación Hidráulica de la Red de Agua

Potable del Sector Sur, Monclova-Frontera, Coahuila”, por lo que se simuló este

suministro mediante un tanque ubicado a la cota 707.49 m.s.n.m.

Los cambios propuestos de redistribución en estas conducciones de la zona Oriente, con

base en los análisis hechos en el modelo, se listan a continuación:

• El Tanque Loma Alta será abastecido por los pozos San José 1 y 3, Matilde Barrera

y Carnero, pero la línea que salía hacia el tanque Vicente Guerrero ya no se

utilizará puesto que este tanque quedará fuera de servicio, por lo que quedará

cerrada mediante una válvula.

• El Tanque La Loma será abastecido por los pozos Monclova 1 y 2 del Sector Sur,

por lo que la línea de 14” que viene de esos pozos se deberá unir a la línea de 10”

que va desde el Tanque Buenos Aires a este tanque; sin embargo, se deberá

desconectar la línea de 10” que viene del Tanque Buenos Aires en algún punto

antes de la unión de las 2 tuberías. Asimismo, al conectar esas 2 tuberías, la línea

que se conectaba de los pozos Monclova 1 y 2 a la línea que abastece al Tanque

Loma Alta de los pozos San José 1 y 2 queda desconectada, por lo que se deberá

aislar con válvulas en los extremos.

• El Tanque Buenos Aires y el Tanque Flores Tapia serán abastecidos por el Pozo

Placetas únicamente; ya que en el caso del Tanque Buenos Aires, éste

actualmente está abastecido también por los pozos San José 1 y 3, por lo que se

considera aislar esa línea que une estos pozos con el tanque cerrando con válvulas

en los extremos. que también se abastece se de conducción 1 se cambio a la línea

de conducción 2 cerrando y abriendo una de las válvulas.


140

• Se propone la instalación de 3 válvulas limitadoras de caudal ubicadas a la llegada

al Tanque Loma Alta desde el Pozo Carnero, a la entrada del Tanque Buenos Aires

desde el Pozo Placetas y otra más a la llegada al Tanque La Loma desde los

Pozos Monclova 1 y 2, con el fin de regular el gasto requerido en cada tanque, con

las especificaciones que se muestran en los cuadros 3.13, 3.14 y 3.15.

En el cuadro 3.27 se presentan el resumen con las especificaciones de cada una de las

válvulas requeridas a la llegada de los tanques de regularización del Sector Oriente,

Frontera y Norte – Centro.

Cuadro 3.27. Especificaciones de válvulas requeridas en las líneas de conducción de la ciudad de

Monclova.

Ubicación Tipo Diámetro

(mm) Gasto de operación

(L/s) Presión (m.c.a.)

Tanque Ermita Reguladora

de caudal 610 153.50 31.92

Tanque Borjas Reguladora

de caudal 400 76.00 17.86

Tanque de

Cloración

Reguladora

de caudal 610 109.50 34.31

Rebombeo Pytco Reguladora

de caudal 250 25.00 66.10

Tanque Loma Alta Reguladora

de caudal 300 43.00 47.88

Tanque Buenos

Aires

Reguladora

de caudal 300 48 31.89

Tanque La Loma Reguladora

de caudal 250 56.09 35.8


141

3.4.4. Análisis hidráulico con flujo transitorio de las conducciones El análisis hidráulico en estado transitorio se llevo a cabo solo para las líneas de conducción 1 y 2, que fueron las propuestas en el análisis en flujo permanente, dada la

importancia de esta infraestructura. Estas líneas como ya se ha mencionado

anteriormente tienen su inicio desde la zona de pozos Viborillas y Pozuelos dirigiéndose al

Sector Frontera y Norte –Centro de la ciudad de Monclova.

Este análisis se realizó con ayuda del programa ARIETE, considerando los datos de los

tramos y los nodos iguales a los usados en el análisis hidráulico en estado permanente.

La modelación de estas dos conducciones se realizó ante la falla de energía eléctrica, es

decir, frente al paro accidental de los equipos de bombeo, que es la condición hidráulica

más desfavorable.

A partir de los datos siguientes se calculó la velocidad de la onda de presión, “a”, que se

muestra en el cuadro 3.28. El módulo de compresibilidad volumétrica y densidad del agua,

a 20 oC de temperatura, son 2.23x108 Kg/m2 y 101.94 Kg-s2/m4, respectivamente.

Cuadro 3.28. Datos para el cálculo del flujo transitorio en líneas de conducción 1 y 2

Material D (mm) e (mm) Módulo E (kg/cm2)

a (m/s)

AC 760 74 245,000 1264.09 AC 610 59 245,000 1263.51 AC 500 64 245,000 1305.04 AC 400 58 245,000 1322.32 AC 300 52 245,000 1344.56 AC 250 45 245,000 1348.90 AC 200 38 245,000 1354.91

Debido a que son dos líneas las que se van analizar, se presenta primeramente al análisis

de la línea de conducción 1. Esta línea, como ya se mencionó, tiene su inicio en los

pozos Pozuelos P13 y P14 llevando agua hasta los tanques Ermita y Bartola. Para fines

prácticos, se presentarán los resultados de esta línea desde el pozo P13 hasta el Tanque


142

Ermita, considerando que el análisis también abarca la línea que llega hasta el Tanque La

bartola.

En el cuadro 3.28 se presentan los resultados obtenidos de la simulación en el programa

ARIETE con los equipos propuestos, señalando las cargas máximas y mínimas obtenidas

frente al paro repentino del equipo de bombeo por falla eléctrica (condición más

desfavorable). También, se presenta la figura 3.26, donde se pueden apreciar las

envolventes máximas y mínimas de presión en la línea de conducción 1.

Cuadro 3.28. Presiones máximas y mínimas de la Línea de conducción 1

Nodo Cadenamiento (m)

Cota terreno

(m.s.n.m.) Sobrepresión

(m.c.a.) Envolvente

máxima (m.s.n.m.)

Subpresión (m.c.a.)

Envolvente mínima

(m.s.n.m.)

P13 0 606.00 223.87 829.87 -8.00 598.00 1 87.49 603.50 135.99 739.49 -8.00 595.50 2 270.02 602.00 133.25 735.25 -8.00 594.00 3 1086.33 603.50 125.74 729.24 -8.00 595.50 4 2086.24 600.50 137.54 738.04 -8.00 592.50 5 3088.40 597.00 141.74 738.74 -8.00 589.00 6 4088.36 593.00 155.57 748.57 -5.11 587.89 7 5089.99 589.00 157.56 746.56 4.01 593.01 8 5931.57 619.00 126.49 745.49 -8.00 611.00 9 6414.30 598.00 127.05 725.05 -6.15 591.85

10 6523.37 595.00 127.36 722.36 -2.43 592.57 11 10023.37 592.00 140.01 732.01 12.93 604.93 12 10602.86 581.00 137.35 718.35 23.21 604.21 13 11277.01 587.00 132.13 719.13 6.06 593.06 14 11634.37 591.00 125.58 716.58 0.14 591.14 15 12107.61 592.00 131.52 723.52 9.74 601.74 16 12764.12 592.00 131.74 723.74 13.03 605.03 17 13374.68 585.00 153.24 738.24 22.52 607.52 18 13611.84 585.00 156.56 741.56 23.29 608.29 19 14105.15 588.60 156.49 745.09 14.00 602.60 20 14562.65 591.50 151.98 743.48 8.64 600.14 21 15288.08 595.70 144.79 740.49 11.22 606.92 22 15960.71 595.00 150.25 745.25 11.37 606.37 23 16549.75 603.00 145.76 748.76 -8.00 595.00 24 16755.62 603.20 147.89 751.09 -8.00 595.20 25 17306.70 608.20 151.51 759.71 -8.00 600.20 26 17388.44 608.20 81.78 689.98 10.39 618.59 27 17389.44 617.50 74.91 692.41 15.62 633.12

TE 17392.96 617.50 31.06 648.56 31.06 648.56


143

Envolventes máximas y mínimas linea de conducción 1

500

550

600

650

700

750

800

850

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000

Cadenamiento (m)

Ele

vaci

ón (m

.s.n

.m.)

Perfil de Terreno Envolvente máxima Envolvente mínima

Pozo P13 Tanque Ermita

Figura 3.26. Envolventes de presiones máximas y mínimas en línea de conducción 1

Por otra parte, la línea de conducción 2, se alimenta del los pozos Viborillas V4, V1, de

los Pozuelos P6, P5A, P8A y P8B llegando al Tanque de Cloración, Tanque Borjas y al

Tanque de proyecto, dando un gasto al Rebombeo Pytco. Al igual que la línea de

conducción 1 y con fines prácticos solo se presentaran los resultados obtenidos de la

modelación desde al pozo V4 y hasta Tanque Borjas, aclarando que en la modelación se

incluyeron todos los datos de los pozos así como de los tanque restantes.

En el cuadro 3.29 se presentan los resultados de cargas máximas y mínimas a las que

estaría sometida dicha línea frente al paro de energía eléctrica con los nuevo equipos, así

mismo, en la figura 3.27 se muestran las envolventes máximas y mínimas de presión en la

línea de conducción 2.


144

Cuadro 3.29. Presiones máximas y mínimas de la Línea de conducción 2

Nodo Cadenamiento (m)

Cota terreno

(m.s.n.m.) Sobrepresión

(m.c.a.) Evolventemáxima

(m.s.n.m.) Subpresión

(m.c.a.) Evolvente

mínima (m.s.n.m.)

V4 0.00 645.00 118.39 763.39 -7.92 637.08 1 190.83 645.00 105.98 750.98 -8.00 637.00 2 225.78 645.00 103.43 748.43 -8.00 637.00 3 302.87 645.00 91.44 736.44 -8.00 637.00 4 705.64 640.00 78.35 718.35 -8.00 632.00 5 1,266.41 635.00 90.87 725.87 -8.00 627.00 6 1,761.14 629.00 89.67 718.67 -8.00 621.00 7 2,356.38 622.00 101.89 723.89 -8.00 614.00 8 3,288.91 617.00 107.16 724.16 -8.00 609.00 9 3,860.29 616.00 107.86 723.86 -8.00 608.00

10 3,994.06 610.00 113.51 723.51 -8.00 602.00 11 4,098.69 606.00 116.31 722.31 -5.95 600.05 12 4,472.16 603.50 118.24 721.74 -3.46 600.04 13 5,473.33 603.50 124.06 727.56 -8.00 595.50 14 6,472.12 600.50 137.35 737.85 -6.03 594.47 15 7,474.80 597.00 136.08 733.08 2.14 599.14 16 8,474.80 593.00 150.16 743.16 1.36 594.36 17 9,475.24 589.00 162.53 751.53 -4.06 584.94 18 10,480.49 619.00 47.86 666.86 24.23 643.23 21 10,571.94 598.00 73.07 671.07 41.25 639.25 22 10,680.97 595.00 75.30 670.30 44.59 639.59 23 14,180.97 592.00 76.47 668.47 44.55 636.55 24 14,764.83 581.00 84.87 665.87 56.36 637.36 25 15,429.28 587.00 81.43 668.43 49.27 636.27 26 15,910.06 590.00 80.58 670.58 43.19 633.19 27 16,261.43 592.00 77.69 669.69 39.98 631.98 28 16,681.31 591.00 75.30 666.30 44.39 635.39 29 17,157.36 595.00 69.15 664.15 32.62 627.62 30 17,606.84 604.00 64.64 668.64 24.67 628.67 31 18,118.75 622.00 43.57 665.57 5.35 627.35 32 18,249.42 627.00 40.83 667.83 -4.26 622.74 33 18,395.45 627.00 37.45 664.45 -8.00 619.00 34 18,537.45 627.00 22.46 649.46 15.78 642.78 35 18,538.45 627.00 22.12 649.12 16.52 643.52

TBO 18,541.25 630.00 16.10 646.10 16.10 646.10 V4: Pozo Viborillas V4

TBO: Tanque Borjas


145

Envolventes de presión máxima y mínima en Línea de conducción 2

500

550

600

650

700

750

800

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000Cadenamiento (m)

Elev

ació

n (m

.s.n

.m.)

Perfil de Terreno Envolvente máxima Envolvente mínima

Pozo V4

T. Cloración

T. Borjas

Figura 3.27. Envolventes de presiones máximas y mínimas en línea de conducción 2

Los resultados anteriores indican que ante un paro total de los equipos de bombeo por

falla de energía eléctrica, se producirán cargas hidráulicas superiores a las de operación

normal, del orden de los 223 mca, para la conducción 1 y de 162 mca, en la conducción 2;

y también inferiores a la atmosférica más allá de la presión de vaporización en algunos

tramos de las conducciones. Esta situación que pone en riesgo a las tuberías, por lo que

se hace la recomendación de instalar algún dispositivo protector contra los efectos del

golpe de ariete.


146

4. EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LOS SISTEMAS DE BOMBEO

Como parte del proyecto de eficiencia Watergy, contratado por el Sistema Intermunicipal

de Agua y Saneamiento SIMAS de Monclova y Frontera a la Alianza para el Ahorro de

Energía, (ASE, Alliance to Save Energy, www.ase.org ), se realiza el análisis de

oportunidades de ahorro de energía eléctrica en conjunto con el análisis para optimizar la

operación hidráulica de acuerdo a la metodología Watergy. Los resultados de esta

evaluación se explican enseguida.

4.1 EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Como primera acción se realizó la captura y el análisis de la información estadística de

consumos de energía de todo el año 2006. El volumen y distribución del consumo y

facturación de energía por áreas de proceso se muestran en el cuadro 4.1.

Cuadro 4.1 Volumen y Distribución del Consumo de energía por áreas de proceso en SIMAS MyF

$ %Pozos Pozuelos Viborillas HM 991,544.94$ 71.62% 899,949 1365 1.10 93.50 91.00

Pozos San José 1 y 3 HM 93,611.29$ 6.76% 104,919 203 0.89 88.75 70.67Rebombeo Guadalupe HM 76,152.10$ 5.50% 67,661 132 1.13 93.51 70.83

Pozo Placetas HM 69,155.16$ 5.00% 78,859 137 0.88 91.47 78.08Rebombeo Ermita HM 48,222.91$ 3.48% 22,430 195 2.15 97.36 16.83Rebombeo Borja O6 33,919.00$ 2.45% 26,687 96 1.27 88.69

Rebombeo Estadio OM 21,117.58$ 1.53% 12,815 57 1.65 87.22 30.92Pozo Matilde Barrera HM 11,303.13$ 0.82% 9,181 50 1.23 74.57 20.17Rebombeo La Loma O6 8,401.77$ 0.61% 6,546 38 1.28 87.40

Rebombeo Pytco OM 8,109.49$ 0.59% 2,013 46 4.03 90.42 5.83Pozo Carnero HM 5,843.04$ 0.42% 5,868 15 1.00 80.09 64.00

Rebombeo La Rivera O6 4,905.46$ 0.35% 3,000 14 1.64 66.19Rebombeo Los Bosques O6 4,836.86$ 0.35% 4,162 1.16

Cárcamo Inversora OM 4,274.68$ 0.31% 2,933 10 1.46 88.12 39.92Pozo 20 de Noviembre OM 2,579.64$ 0.19% 592 15 4.36 58.28 3.83

Pozo Cieneguillas OM 416.52$ 0.03% 125 1 3.33 46.60 14.83TOTAL 1,384,394$ 100.00% 1,247,738 1007 1.11 ANUAL 16,612,723$ 14,972,859

Facturacion Promedio MensualSistema / Equipo Tarifa Consumo

mensual kWh

Demanda Máxima

(kW)

Precio Medio $/kWh

F.P. (%)

F.C. (%)

Se puede observar que el consumo mas importante esta centrado en la zona de pozos

pozuelos – viborillas que concentran el 71 % del consumo, por lo que es muy importante

su impacto en las oportunidades de ahorro de energía vislumbradas.


147

En lo que respecta a las tarifas, la distribución se muestra en la Figura 4.1.

Tarifa OM2.6%

Pozuelos HM71.6%

Otros tarifa HM22.0%

Tarifa 63.8%

Figura 4.1 Distribución de consumo energético por tipo de tarifa eléctrica

Como se puede observar, la tarifa Horaria (HM) predomina en un 93% a nivel global

considerando el 71 % en los pozos Pozuelos – Viborillas más 22 % de otros servicios. De

este análisis se derivan dos conclusiones:

• Dada la Importancia de los servicios en HM, es importante analizar en conjunto con

la evaluación de capacidad y arreglo final de los tanques de regulación que resulte ,

la posibilidad de administrar los equipos en Hora Punta,

• Aunque predomina la Tarifa HM, existen dos servicios que son el Rebombeo Pytco

y el Ermita que por su bajo factor de Carga se evaluara el cambio a tarifa 06 una

vez determinado si va a continuar operando y en que condiciones

4.2. EFICIENCIAS DE MOTORES

Se realizó el cálculo de eficiencias de motores de acuerdo a la siguiente metodología.

Para cada motor, se obtuvo la información de datos nominales, indicada en el Cuadro 4.2


148

Cuadro 4.2 Datos de Placa de Motores

Marca Tipo HP V RPM F.S. Frame Efic.

Pozuelos 5A 7917 10 2 Iem Vertical 200 460 1777Pozuelos 5B 7917 2 0 US de Mex. Vertical 40 460 1770 1.15Pozuelos 6 7917 10 2 Siemens Vertical 150 460 1780 1Pozuelos 8 7917 10 2 Sumergible 75 460 3600Pozuelos 8B 7917 2 0 US de Mex. Vertical 200 460 1775Pozuelos 13 7917 2 0 US de Mex. Vertical 350 460 1775 1.15Pozuelos 14 7917 10 2 Siemens Vertical 250 460 175 1.15Viborillas 1 7917 10 2 Sumergible 150 460 3600Viborillas 5 7917 10 2 Sumergible 250 460 3600Viborillas 7 7917 7 0 Sumergible 300 460 360020 de Nov. 341 10 2 Sumergible 30 460 3600El Carnero 4768 10 2 Sumergible 150 460 3600Placetas 6897 10 2 Siemens Vertical 200 460 1770R. La Ermita 1 1395 10 2 Vertical 75 460 1800R. La Ermita 2 1395 10 2 Vertical 75 460 1800R. La Ermita 5 1395 10 2 Vertical 100 460 1800R. La Ermita 7 1395 10 2 Vertical 125 460 1800San José 1 6290 10 2 US de Mex. Vertical 200 460 1800San José 3 6290 10 2 US de Mex. Vertical 100 460 1780 1.15Matilde Barrera 1447 10 2 Siemens Vertical 200 460 1800R. La Loma 1835 10 2 Vertical 50 460 1800R. Guadalupe 6173 10 2 Siemens Vertical 150 460 1780R. Pytco 523 10 2 US de Mex. Vertical 75 460 1765R. Borjas 3337 10 2 US de Mex. Vertical 125 460 1765R. Bosques 10 2 Horizontal 30 460 3520R. Estadio 2701 10 2 F.Morse Vertical 75 460 1800

(*) Datos a verificar con SIMAS

MOTORHoras anuales de operación

(h/año)Antigüe-dad

(años) (*)

Número de Rebobinados

(*)

Datos de Placa

SECTOR ORIENTE

SECTOR NORTE-CENTRO

POZUELOS-VIBORILLAS

Zona Equipo

Después, se midieron los parámetros eléctricos que se muestran en el cuadro 4.3.


149

Cuadro 4.3 Resultados de medición de parámetros eléctricos

A-B B-C C-A Trifási A B C Prom. A B C Prom. A B C TrifásiPozuelos 5A 266 267 267 267 160.0 170.0 170.0 166.7 0.83 0.83 0.82 0.83 35.0 37.0 37.0 36.3Pozuelos 5B 252 253 253 253 34.0 36.0 35.0 35.0 0.90 0.89 0.88 0.89 7.0 8.0 8.0 7.7Pozuelos 6 264 265 264 264 128.0 131.0 129.0 129.3 0.76 0.77 0.81 0.78 26.0 27.0 27.0 80.0Pozuelos 8 265 267 265 266 82.0 79.0 85.0 82.0 0.79 0.76 0.78 0.78 17.0 16.0 17.0 16.7

Pozuelos 8B 265 267 265 266 153.0 147.0 143.0 147.7 0.75 0.76 0.75 0.75 30.0 30.0 28.0 88.0Pozuelos 13 273 274 275 274 267.0 255.0 235.0 252.3 0.93 0.93 0.93 0.93 68.0 65.0 60.0 64.3Pozuelos 14 264 267 267 266 225.0 227.0 230.0 227.3 0.93 0.92 0.93 0.93 55.0 56.0 57.0 168.0Viborillas 1 261 263 262 262 116.0 118.0 118.0 117.3 0.86 0.87 0.85 0.86 26.0 26.0 26.0 78.0Viborillas 5 262 263 264 263 218.0 245.0 244.0 235.7 0.93 0.93 0.92 0.93 52.0 60.0 59.0 171.0Viborillas 7 265 267 267 266 171.0 170.0 185.0 175.3 0.92 0.93 0.92 0.92 42.0 42.0 45.0 43.0

20 de Nov. 260 264 262 262 35.0 35.0 37.0 35.7 0.69 0.68 0.74 0.70 6.0 6.0 7.0 19.0El Carnero 260 262 259 260 144.0 157.0 146.0 149.0 0.8 0.8 0.8 0.8 29.0 32.0 31.0 30.7Placetas 264 263 267 265 161.0 168.0 183.0 170.7 0.87 0.87 0.88 0.87 38.0 38.0 43.0 119.0R. La Ermita 1 457 458 459 458 64.0 66.0 66.0 65R. La Ermita 2 457 458 459 458 54.0 52.0 57.0 54.3 0.69 30.0R. La Ermita 5 265 265 263 264 73.0 70.0 73.0 72.0 0.90 0.89 0.91 0.90 17.0 16.0 17.0 50.0R. La Ermita 7 269 269 267 268 106.0 103.0 104.0 104.3 0.81 0.78 0.83 0.81 23.0 22.0 23.0 22.7San José 1 242 237 241 240 143.0 130.0 136.0 136.3 0.85 0.88 0.81 0.85 29.0 27.0 26.0 82.0San José 3 247 245 246 246 120.0 108.0 111.0 113.0 0.91 0.91 0.87 0.90 27.0 24.0 24.0 75.0Matilde Barrera 274 265 272 270 124.0 112.0 121.0 119 0.79 0.80 0.75 0.78 26.0 23.0 24.0 73.0R. La Loma 128 129 127 128 94.0 93.0 89.0 92.0 0.86 0.84 0.86 0.85 10.0 9.0 9.0 28.0

R. Guadalupe 272 270 272 271 190.0 182.0 182.0 184.7 0.84 0.85 0.82 0.84 44.0 42.0 41.0 127.0R. Pytco 255 254 255 255 71.0 65.0 73.0 69.7 0.88 0.86 0.87 0.87 16.0 14.0 16.0 46.0R. Borjas 256 263 259 259 123.0 140.0 150.0 137.7 0.90 0.84 0.91 0.88 28.0 30.0 35.0 93.0R. Bosques 134 131 135 133 66.0 56.0 67.0 63.0 0.94 0.90 0.90 0.91 8.0 6.0 8.0 22.0R. Estadio 259 252 255 255 87.0 75.0 88.0 83.3 0.73 0.80 0.80 0.78 16.0 15.0 18.0 49.0

SECTOR NORTE-CENTRO

SECTOR ORIENTE

Zona Equipo

POZUELOS-VIBORILLAS

PotenciaVoltaje entre Fases Corriente por Fase Factor de Potencia

A partir de las características nominales del motor (HP, RPM y V) y de las mediciones de

potencias eléctricas reales demandadas por los motores (medición efectuada), se calculó

el factor de carga nominal mediante la siguiente ecuación:

0.746*HPηPF.C.

nom

me ∗=

Donde: F.C. = factor de carga de operación del motor

Pe = potencia eléctrica demandada por el motor

ηm = eficiencia de operación del motor

HPnom = potencia nominal del motor


150

Una vez calculado el factor de carga de operación del motor, se verificó la eficiencia

nominal calculada, que sirve para identificar la eficiencia real basada en la curva de

motores estándar mostrada en la gráfica de la figura 4.3

Figura 4.3 Eficiencia de Motores Estándar en función de la Potencia Nominal y el Factor de Carga

Una vez determinada la eficiencia y factor de carga nominal, la eficiencia se depreció de

acuerdo al siguiente criterio:

• En motores con más de 5 años de antigüedad, se depreció un punto

• Si el motor ha sido rebobinado, se depreció dos puntos

• Si el voltaje de alimentación es diferente al de placa, se aplicó el ajuste a la

eficiencia indicado en la curva de la figura 4.4


151

Figura 4.4 Depreciación de la eficiencia por desbalance de voltaje

Los resultados finales del cálculo de la eficiencia de los motores instalados en los equipos

de bombeo y pozos del sistema de agua potable de Parral se muestran en el cuadro 4.4.

En el Anexo E se detalla en una hoja de Excel todo el cálculo respectivo.

Cuadro 4.4. Calculo de Eficiencia Real de Motores

Pot. F.P.Prom.

(V) Desb. (%) Dif (%) Prom (A) Desb (%) kW %

Pozuelos 5A 1 0 267 0.25% 0.4% 166.7 4.0% 36 0.83 1.25% 82.5%Pozuelos 5B 1 0 253 5.67% -0.5% 35.0 2.9% 8 0.89 7.78% 82.7%Pozuelos 6 1 0 264 1.01% -0.5% 129.3 1.3% 80 0.78 1.60% 82.3%

Pozuelos 8A 7 0 266 5.14% 4.6% 82.0 3.7% 17 0.78 7.14% 77.1%Pozuelos 8B 10 2 266 0.63% 4.6% 147.7 3.6% 88 0.75 4.63% 88.9%Pozuelos 13 10 3 274 3.28% 7.9% 252.3 6.9% 64 0.93 8.28% 85.2%Pozuelos 14 8 3 266 0.38% 4.7% 227.3 1.2% 168 0.93 3.38% 90.2%Viborillas 1 2 0 262 0.38% -1.4% 117.3 1.1% 78 0.86 1.15% 83.7%Viborillas 5 1 0 263 0.38% 3.5% 235.7 7.5% 171 0.93 0.38% 87.1%Viborillas 7 SIN EQUIPO20 de Nov. 0 0 262 0.76% -1.4% 35.7 3.7% 19 0.70 1.53% 79.5%El Carnero 1 0 260 0.64% -2.0% 149.0 5.4% 31 0.80 2.04% 84.3%Placetas 8 2 265 0.88% 4.2% 170.7 7.2% 119 0.87 3.88% 89.6%

R. La Ermita 1 12 3 458 0.22% 80.3% 65.3 2.0% 0 0.00 6.22% 84.2%R. La Ermita 2 12 3 458 0.27% 80.3% 54.3 4.9% 30 0.69 4.27% 87.7%R. La Ermita 5 12 2 264 0.50% 4.1% 72.0 2.8% 50 0.90 5.00% 86.9%R. La Ermita 7 12 1 268 0.50% 5.6% 104.3 1.6% 23 0.81 6.50% 86.7%

San José 1 10 1 240 1.25% -5.5% 136.3 4.9% 82 0.85 6.36% 86.9%San José 3 2 0 246 0.41% -3.2% 113.0 6.2% 75 0.90 1.54% 90.3%

Matilde Barrera 1 0 270 1.97% 1.8% 119.0 5.9% 73 0.78 1.97% 81.7%

R. La Loma 10 1 128 0.78% -51.8% 92.0 3.3% 28 0.85 15.64% 74.8%R. Guadalupe 10 1 271 0.49% 6.8% 184.7 2.9% 127 0.84 4.99% 88.2%

R. Pytco 6 1 255 0.26% 0.2% 69.7 6.7% 46 0.87 3.26% 88.6%R. Borjas 9 1 259 1.41% 2.1% 137.7 10.7% 93 0.88 4.41% 88.8%

R. Bosques 7 0 133 1.75% -47.5% 63.0 11.1% 22 0.91 12.75% 77.1%R. Estadio 12 2 255 1.44% 0.5% 83.3 10.0% 49 0.78 5.94% 86.0%

Promedio Motores sumergibles 82.3%Promedio Motores Externos 86.6%

CálculosVoltaje Corriente

Deprec de la Efic. Efic.

SECTOR ORIENTE

SECTOR FRONTERA

NORTE-CENTRO

Mediciones

Sitio Equipo Antigüe-dad (años)

Núm de Rebobi-nados

POZUELOS-VIBORILLAS


152

La conclusión de este análisis arroja que en prácticamente en todos los motores es

mejorable la eficiencia a excepción de algunos sobre todo en sumergibles como el V5 que

esta en un valor de 87 %, dentro de las Normas recomendables.

Los motores externos tienen una eficiencia promedio de 86.6 % que es muy baja sobre

todo comparada con motores de alta eficiencia que pueden alcanzar hasta 95 % por lo

que aquí la recomendación es sustituir siempre el motor en caso de un proyecto de

eficiencia electromecánica como los que se plantean mas adelante

4.3. EFICIENCIA ELECTROMECÁNICA DE EQUIPOS INSTALADOS

La Eficiencia Electromecánica normalmente presenta un área de oportunidad de ahorrar

energía. Por ello y como parte de la metodología Watergy, es importante evaluarla

durante el estudio dentro de las etapas iniciales del mismo para saber los valores en que

se encuentran los equipos de bombeo. Por otro lado esta evaluación y la de la eficiencia

de los motores por separado nos permite conocer en forma desglosada las eficiencias

electromecánicas para inferir cual de ambos elementos es el que mas esta influyendo el la

eficiencia electromecánica global y tomar decisiones acertadas a la hora de proponer

mejoras.

En el cuadro 4.5 se muestran los cálculos finales de las eficiencias electromecánicas de

los equipos instalados y operando en condiciones actuales. Los valores resultantes están

basados en las mediciones de campo tanto hidráulicas como eléctricas y en el cuadro se

presentan de manera desglosada la eficiencia del motor y la eficiencia de la bomba

calculada al despejar el valor de la fórmula siguiente:

EE = Eme * Eb

Donde:

EE = Eficiencia Electromecánica del conjunto bomba – motor, en %

Eme = Eficiencia Real del Motor Eléctrico Potencia Eléctrica, en %


153

Eb = Eficiencia de la Bomba actual Caudal, en %

En el Anexo E se presenta en archivo electrónico Excel el detalle del cálculo de las

eficiencias electromecánicas de los equipos de bombeo señalados antes.

Cuadro 4.5. Eficiencias electromecánicas de equipos de bombeo instalados en SIMAS MyF

Carga Gasto Pot. Eléc.mca l/s kW kW

Pozuelos 5A 89.32 70.00 109.00 61.34 56.3% 82.5% 68.3%Pozuelos 5B 66.79 23.00 23.00 15.07 65.5% 82.7% 79.2%Pozuelos 6 84.80 30.00 80.00 24.96 31.2% 82.3% 37.9%

Pozuelos 8A 79.17 50.00 50.00 38.83 77.7% 77.1% 100.8%Pozuelos 8B 81.72 63.00 88.00 50.50 57.4% 88.9% 64.6%Pozuelos 13 85.19 148.00 192.00 123.69 64.4% 85.2% 75.6%Pozuelos 14 76.28 125.00 169.00 93.54 55.3% 90.2% 61.4%Viborillas 1 107.00 47.00 78.00 49.33 63.2% 83.7% 75.5%Viborillas 5 168.24 40.00 129.00 66.02 51.2% 87.1% 58.7%Viborillas 7 59.95 7.70 19.00 4.53 23.8% #¡REF! #¡REF!20 de Nov. 134.94 43.00 92.00 56.92 61.9% 79.5% 77.9%El Carnero 72.84 81.00 119.00 57.88 48.6% 84.3% 57.7%Placetas 30.00 45.41 35.14 13.36 38.0% 89.6% 42.4%

R. La Ermita 1 35.00 34.11 30.00 11.71 39.0% 84.2% 46.3%R. La Ermita 2 40.54 46.00 50.00 18.30 36.6% 87.7% 41.7%R. La Ermita 5 40.61 70.80 68.00 28.20 41.5% 86.9% 47.7%R. La Ermita 7 86.78 24.00 83.10 20.43 24.6% 86.7% 28.4%

San José 1 74.34 55.00 75.00 40.11 53.5% 86.9% 61.6%San José 3 88.84 45.50 75.27 39.66 52.7% 90.3% 58.3%

Matilde Barrera 88.84 45.50 75.27 39.66 52.7% 81.7% 64.5%R. La Loma 52.06 35.00 30.14 17.88 59.3% 74.8% 79.3%

R. Guadalupe 70.41 73.00 127.00 50.42 39.7% 88.2% 45.0%R. Pytco 62.93 50.00 46.30 30.87 66.7% 88.6% 75.2%R. Borjas 51.34 106.00 94.60 53.38 56.4% 88.8% 63.5%

R. Bosques 55.23 24.00 23.01 13.00 56.5% 77.1% 73.3%R. Estadio 33.50 98.00 49.57 32.20 65.0% 86.0% 75.5%

Promedio general 51.5%

Equipo SitioEficiencia

BombaMediciones Potencia

ManométricaEficiencia

Electromec.Eficiencia

Motor

SECTOR ORIENTE

SECTOR FRONTERA

NORTE-CENTRO

POZUELOS-VIBORILLAS

La principal conclusión en este análisis es que la eficiencia electromecánica tiene un valor

promedio de 51.5 % que es al menos 15 puntos menor que lo recomendado por la NOM

1995 ENER y en este rubro existe una buena área de oportunidad que se cuantifica mas

adelante.


154

4.4. EVALUACION DE MEDIDAS GENERALES DE AHORRO DE ENERGÍA

4.4.1. Ahorro de Energía por Optimización de la Eficiencia Electromecánica Potencial con equipos de alta eficiencia y análisis costo – beneficio

Una vez determinadas las necesidades hidráulicas y confirmando las especificaciones

correctas de los sistemas de bombeo, se procedió a realizar el calculo de ahorros con

su respectivo análisis costo beneficio.

Es importante recordar como se ha descrito en secciones anteriores que algunos equipos

cambiaron su especificación para cumplir con las recomendaciones de eficiencia en la

operación hidráulica y con el requisito de mejorar el servicio a los usuarios. Los cambios

principales se muestran en los cuadros siguientes:

Línea de conducción 1: de los pozos P13 y P14 hasta Tanque Ermita y Tanque La

Bartola.

Pozo Q (L/s) H (m) Pozo Q (L/s) H (m)P5B 23 66.78 P5B 0 0P13 148 85.50 P13 137 113.00P14 125 76.50 P14 125 106.00V5 67 105.74 V5 0 0V7 40 168.23 V7 0 0


Condiciones actuales Condiciones propuestas

Línea de conducción 2: de los pozos V1, V4, P5A, P6, P8A, P8B al Rebombeo Borjas y

de ahí se bombea al Tanque Borjas y Tanque nuevo.

Pozo Q (L/s) H (m) Pozo Q (L/s) H (m)P5B 23 66.78 P5B 0 0P13 148 85.50 P13 137 84.00P14 125 76.50 P14 125 77.00V5 67 105.74 V5 0 0V7 40 168.23 V7 0 0


Condiciones actuales Condiciones propuestas


155

Para fines de evaluación económica se seleccionaron bombas de una marca comercial de

la cual se anexan las curvas de diseño con todas las especificaciones necesarias (Ver

Anexo I). El resumen de los modelos seleccionados y los datos de diseño para el caso de

los sistemas tanto pozos como rebombeos de SIMAS Monclova y Frontera se muestran

en los cuadros 4.6 y las eficiencias y factores de carga en el cuadro 4.7

Cuadro 4.6 Datos de diseño y valores nominales de los equipos de bombeo seleccionados para la

evaluación costo - beneficio por eficiencia electromecánica de los sistemas de bombeo de SIMAS

Carga Gasto Caudal Cargamca l/s l/s mca

Pozuelos 5A 89.32 70.00 Goulds 11CLC-2S Sumergible 168 70 89.3 centipro 150 3600 460Pozuelos 5A NE Goulds 11CLC-2S Sumergible 198 70 120 US 200 3600 460

Pozuelos 5B 66.79 40.00 Goulds 11 CLC- 4S Turbina 196 47.8 67.9 60 460Pozuelos 6 84.80 30.00 Goulds 9WAHC-2S Sumergible 164 30 86.2 centipro 75 3600 460

Pozuelos 6 NE Goulds 7CHC - 4S Sumergible 128 30 121 centipro 100 3600 460Pozuelos 8A 79.17 50.00 Goulds 9RCLC-2S Sumergible 164 50 79.8 centipro 100 3600 460

Pozuelos 8A NE Goulds 9RCLC-3S Sumergible 164 50 120 centipro 125 3600 460Pozuelos 8B 81.72 63.00 Goulds 12CHC-4S Turbina 208 69.4 81.7 US 100 1770 460

Pozuelos 8B NE Goulds 11CHC-7S Turbina 200 63 119 US 150 1770 460Pozuelos 13 85.19 148.00 Goulds 14RJHC-4S Turbina 232 148 85.7 US 250 1770 460

Pozuelos 13 NE Goulds 14RJHC-5S Turbina 230 137 113 US 300 1770 460Pozuelos 14 76.28 125.00 Goulds 14RJHC-3S Turbina 240 125 77.4 US 200 1770 460

Pozuelos 14 NE Goulds 14RJHC-4S Turbina 242 125 106 US 250 1770 460Viborillas 1 113.72 35.00 Goulds 10WALC-2S Sumergible 184 35 115 centipro 100 3600 460

Viborillas 1 NE Goulds 7CHC - 4S Sumergible 132 30 130 centipro 100 3600 460Viborillas 5 105.72 67.00 Goulds 11CLC-2S Sumergible 174 67 105.7 centipro 150 3600 460Viborillas 7 173.00 48.00 Goulds 9RCLC-4S Sumergible 166 48 173 centipro 200 3600 460El Carnero 134.94 43.00 Goulds 9RCLC-3S Sumergible 170 43 146 centipro 125 3600 460Placetas 72.84 81.00 Goulds 12RJHC-5S Turbina 206 81 88.5 US 150 1770 460

R. La Ermita 5 40.54 46.00 Goulds 7CLC-3S Turbina 114 11 15.3 US 5 1770 460San José 1 86.78 24.00 Goulds 9RCLC-7S Turbina 200 24 86 US 75 1770 460San José 3 74.34 55.00 Goulds 11 CHC - 5S Turbina 192 55 86 US 100 1770 460

Matilde Barrera 88.84 45.50 Goulds 9RCLC-2S Sumergible 164 45.5 84.5 centipro 100 3600 460

R. La Loma 52.06 35.00 Goulds 7CHC-2S Turbina 122 12 15.1 US 5 1770 460R. Pytco 62.93 50.00 Goulds 11CHC-3S Turbina 204 50 63 US 60 1770 460

Restadio 33.50 98.00 pendiente 120 25

Nueva Espec. NEMediciones

Equipo SitioMarca Modelo Tipo VMarca RPMDiám. Imp.

(mm)

SECTOR FRONTERA

NORTE-CENTRO

POZUELOS-VIBORILLAS

ESPECIFICACIÓN MOTOR

HP

ESPECIFICACIÓN BOMBA


156

Cuadro 4.7 Eficiencias de los equipos de bombeo seleccionados para la evaluación costo - beneficio por

eficiencia electromecánica de los sistemas de bombeo de SIMAS

Pozuelos 5A 0.86 0.841 0.72 61.3 72.9 84.79 75.8%Pozuelos 5A NE 0.87 0.84 0.73 82.4 98.1 112.76 75.6%

Pozuelos 5B 0.95 0.823 0.78 31.8 38.7 40.72 90.5%Pozuelos 6 0.83 0.801 0.66 25.4 31.7 38.16 68.2%

Pozuelos 6 NE 0.88 0.803 0.71 35.6 44.3 50.39 67.6%Pozuelos 8A 0.83 0.848 0.70 39.1 46.2 55.61 74.5%

Pozuelos 8A NE 0.85 0.85 0.72 58.9 69.2 81.47 87.4%Pozuelos 8B 0.95 0.861 0.82 55.6 64.6 68.00 91.2%

Pozuelos 8B NE 0.925 0.844 0.78 73.5 87.1 94.20 84.2%Pozuelos 13 0.95 0.843 0.80 124.4 147.6 155.37 83.3%

Pozuelos 13 NE 0.95 0.85 0.81 151.9 178.7 188.07 84.0%Pozuelos 14 0.95 0.84 0.80 94.9 113.0 118.94 79.7%

Pozuelos 14 NE 0.95 0.841 0.80 130.0 154.6 162.69 87.2%Viborillas 1 0.83 0.81 0.67 39.5 48.7 58.73 78.7%

Viborillas 1 NE 0.88 0.807 0.71 38.3 47.4 53.87 72.2%Viborillas 5 0.86 0.84 0.72 69.5 82.7 96.17 85.9%Viborillas 7 0.83 0.8 0.66 81.5 101.8 122.68 82.2%El Carnero 0.85 0.83 0.71 61.6 74.2 87.30 93.6%Placetas 0.925 0.83 0.77 70.3 84.7 91.60 81.9%

R. La Ermita 5 0.85 0.784 0.67 1.7 2.1 2.48 66.4%San José 1 0.903 0.85 0.77 20.2 23.8 26.38 47.1%San José 3 0.903 0.85 0.77 46.4 54.6 60.45 81.0%

Matilde Barrera 0.88 0.84 0.74 37.7 44.9 51.02 68.4%

R. La Loma 0.85 0.789 0.67 1.78 2.25 2.65 71.1%R. Pytco 0.917 0.855 0.78 30.90 36.14 39.41 88.1%

Restadio

Equipo Sitio

SECTOR FRONTERA

NORTE-CENTRO

POZUELOS-VIBORILLAS

F Carga Motor

EFICIENCIAS POTENCIAS (kW)

Manométrica Mecánica EléctricaMotor Bomba E.M.

Como se ve, todos los equipos seleccionados cumplen la Eficiencia Electromecánica

mínima que exige la NOM 006-1995-ENER y se procuró que los factores de carga de los

motores estuvieran entre 70 y 90 %, que es donde se concentra la máxima eficiencia.

Cabe mencionar que se omitieron los equipos que saldrán de servicio con motivo de la

nueva operación hidráulica y se hizo una selección, tanto para las especificaciones

actuales como las nuevas especificaciones (indicadas como NE), en aquellos equipos

donde se proponen unas diferentes, para contar con mas información en los cálculos de

ahorro sobre todo en los pozos de pozuelos viborillas donde algunas cargas aumentaron.


157

Los resultados de ahorro por eficiencia electromecánica en el caso de los sistemas de

bombeo de SIMAS y la relación costo – beneficio, se muestran en el cuadro 4.8.

Cuadro 4.8 Análisis costo- beneficio por optimización de eficiencia electromecánica en SIMAS M y F vía

sustitución de equipos

Potencia eléctrica

Potencia Eléctrica

kW kW

Pozuelos 5A 56.3% 109.0 73.1% 83.9 345,690$

Pozuelos 6 31.2% 80.0 70.7% 35.3 156,562$ Pozuelos 8B 57.4% 88.0 78.1% 64.7 205,512$ Pozuelos 13 64.4% 192.0 80.8% 153.2 295,939$ Pozuelos 14 55.3% 169.0 79.9% 117.1 295,939$ Viborillas 1 63.2% 78.0 71.0% 69.5 156,562$ Viborillas 5 51.2% 129.0 72.2% 91.4 37,245$

El Carnero (*) 57.7% 119.0 70.6% 97.4 21.6 173,126 172,433.06 194,145$ Placetas 38.0% 35.1 76.8% 17.4 17.7 122,234 107,192.36 206,235$ 1.92

San José 1 53.5% 75.0 76.8% 52.3 131,076$ San José 3 52.7% 75.3 76.8% 51.7 131,076$

Matilde Barrera 52.7% 75.3 73.9% 53.6 21.6 29,781 36,665.53 157,454$ 4.29R. Estadio 65.0% 49.6 78.4% 41.1 8.5 23,031 37,952.59 144,997$ 3.82

1,274.3 928 398.5 2,781,810 2,906,862.61 2,458,431$ 0.85

0.48

Equipo

TOTAL:

99.0 614,237

Evaluación Económica

Eficiencia Electro-

Mecánica

Eficiencia Electro-

MecánicakW kWh/año $/año Inversión

($)

Equipo Propuesto

Pay-Back (años)

230.0 1,819,402

Sitio

Ahorros

2,004,580.26

Operación Actual

Sector Oriente

Pozuelos-Viborillas 0.75

548,038.82

Notas relevantes:

1.- Para este cálculo, se consideraron solo los equipos que se propone trabajen de

manera permanente, para no considerar ahorros excesivos con equipos que, aunque

tienen área de oportunidad, no trabajarán consistentemente. Estos últimos se consideran

en el cálculo de ahorros por paro de equipo que se presenta mas adelante.

2.- Este cálculo esta hecho con las condiciones actuales; posteriormente, en el cálculo de

ahorros por operación hidráulica, se restarán los consumos adicionales que se tendrán

por el incremento de carga, en aquellos equipos que la tuvieron con la nueva propuesta

hidráulica

La conclusión de esta tabla es que se pueden ahorrar hasta $ 2’906,862 Pesos anuales,

lo que representa un ahorro en consumo de 2’781,810 kWh anuales que representa el 17

% del costo energético total de estos sectores.


158

Para determinar el valor de la inversión se solicitó la cotización de equipos de la marca

Goulds, cuyo costo total fue de 2’458,000 Pesos, que se pagaría en 0.85 años, sin

considerar costos de instalación y mantenimiento que podrían optimizarse si la propia

gente del organismo realiza estas maniobras.

En todos los casos se recomienda el cambio de conjunto bomba y motor a excepción de

V5, donde solo es necesario el cambio de bomba.

Nota. Esta selección se hizo solo con fines de evaluación, no existe compromiso alguno

con esta marca comercial y la única recomendación es que la marca que se seleccione

finalmente cumpla al menos los valores de eficiencia para lograr los ahorros calculados.

4.4.2. Ahorro de Energía por control de demanda en Hora Punta

Una vez analizadas todas las posibilidades en conjunto con las capacidades de regulación

de los tanques disponibles, mostradas en el capítulo tres, se determinó que los tanques

que tienen capacidad son los mostrados en el cuadro 4.9.

Cuadro 4.9 Tanques de almacenamiento que tienen capacidad para parar el bombeo en Hora Punta

Cap. utilizada (m 3)

Qmed (lps)Cap. Sin

utilizar (m 3)Capacidad

(m3) Qmed (lps)

Cap. Sin utilizar (m 3)

Tanque Proyecto 1,200.00 799.19 52.08 400.81 1,189.24 62.49 10.76 Tanque Bartola 2,000.00 1,270.68 82.80 729.32 1,890.83 99.36 109.17 Tanque La Loma 4,000.00 860.86 56.09 3,139.14 1,281.01 67.31 2,718.99

Tanque Regulador

Bombeo 20hrs

Capacidad (m 3 )

Bombeo 24hrs

Para determinar la configuración de equipos que alimentan a estos tanques y que podrían

parar en hora punta en función de los gastos promedio adicionales necesarios y

determinar también que equipos podrían servir para aportar ese gasto adicional se hizo un

análisis de las fuentes disponibles para cada tanque y sus respectivas capacidades.


159

Por ejemplo, para el SH2, donde es posible dejar de bombear en Punta al Tanque de Proyecto, están disponibles los siguientes equipos con sus capacidades señaladas:

GASTO Q (L/s)

V1 30.00 V3 11.50 V4 74.00

P5A 70.00 P6 30.00

P8A 52.00 P8B 63.00

Pozo

De acuerdo con el cuadro 4.9, se ve que se necesita incrementar de 52.08 a 62.48 L/s el

gasto promedio fuera de hora punta, lo que significa un incremento de 10. 5 L/s. De

acuerdo con las capacidades de los pozos, el que puede parar es el P8A cuyo gasto

coincide con el requerido por el tanque de Proyecto. El equipo de refuerzo para llenar este

tanque fuera de hora punta seria el pozo V3, cuyo gasto coincide con el gasto adicional

necesario.

El resultado de este mismo análisis para los tres tanques se muestra en el cuadro 4.10.

Cuadro 4.10 Resumen de la configuración de operación necesaria para parar en Hora Punta

Gasto adicional requerido fuera de

punta (lps)

Volumen adicional a bombear(

lts/dia)

Equipo a parar o reducir gasto

Capacidad (lps)

Gasto a reducir en Punta en el tanque (lps)

Equipo de refuerzo a

utilizar

Capacidad (lps)

Horas a bombear por dia

SH-2 Tanque Proyecto 1,200.00 10.42 749,887

Pozo Pozuelos

8A 50 52

Pozo Viborillas 3

(*) 23.60 8.83

SH-5 Tanque Bartola 2,000.00 16.56 1,192,287 Pozuelos

13(**) 137 42 23 14

Pozuelos 14(**) 125 40

SH-6 Tanque La Loma 4,000.00 11.22 807,753 Monclova 2 100 56 Monclova

1 (***) 32 4

(*) Se considero un nuevo equipo de bombeo de 23 lps y de mayor eficiencia para reducir el costo energetico de operar el equipo actual(**) Los pozos propuestos no paran totalmente , solo reducen su gasto en punta aprovechando su variador de frecuencia instalado(***) este equipo deja de operar hacia el sector sur en punta para abastecer al tanque buenos aires y habilitar el apro total del Monclova 2

Capacidad (m3)

Sector Hidraulico Tanque Regulador

Pozo Pozuelos

5B

Operacion en Punta

Se puede observar en este cuadro que se puede ahorrar en punta parando los pozos

Monclova 2 y Pozuelos 8A y reducir el gasto en los Pozuelos 13 y 14.


160

El resumen de dichas condiciones operativas mostrando los equipos que se propone

parar y los que estarán de refuerzo se muestra en el cuadro 4.11.

Cuadro 4.11 Configuración de operación para parar en Hora Punta

Pozuelos 8A Para completamente en punta

Viborillas 3 Opera 1,509 horas adicionales fuera de punta

TOTAL

Pozuelos 13 Reduce 42 lps en hora punta con su var de vel.

Pozuelos 14 Reduce 42 lps en hora punta con su var de vel.

Pozuelos 5B Opera 1438 horas adicionales fuera de punta

TOTAL

Monclova 2, Para completamente en punta

Monclova 1 Opera 755 horas adicionales en punta

TOTAL

Paro del Pozuelos 8A

en Punta

AcciónMedida Equipo Involucrado

Disminución del gasto del Pozuelos 13 y 14 en Punta

Paro del Monclova 2 en

Punta, y suministro al Tq. Buenos

Aires en punta, a partir del Monclova

1

Basados en estas configuraciones operativas y con base en sus consumos y demandas

eléctricas actuales se calcularon los ahorros de energía por esta medida cuyos resultados

se muestran en el cuadro 4.12 y el detalle del cálculo se encuentra en el anexo E.


161

Cuadro 4.12 Ahorros por paro en hora punta alcanzables en SIMAS

Demanda Facturable Energía Total

kW kWh/año lps kW kWh kW kW $/año $/año $/año

85.00 58,198 52.0 59.50

37.50 56,573 -11.25

85.00 58,197.78 52.0 37.50 56,573 48.25 1,283 70,968 96,581 167,549

54.49 37,306 42.0 38.14

56.78 38,879 42.0 39.75

40.72 58,548 -12.22

111.27 76,185 84.0 40.72 58,548 65.67 - 96,595 137,004 233,599

210.00 158,448 32.0 147.00 63 216,213 367,948 584,161

76.00- 57,343- -32.0 -22.80 33,535- 133,162- 166,697-

134.00 101,105 0.0 - - 124.20 63.00 182,678 234,786 417,464

330.27 235,487 78.22 115,121 238 350,241 468,370 818,612 GRAN TOTAL:

Paro del Pozuelos 8A

en Punta

Gasto que se dejará

de suministrar

en punta

Ahorros EconómicoCarga que se

disminuirá en punta

Energía que se dejará de consumir en

punta

Carga adicional que

se demandará

fuera de

Demanda Facturabl

e esperada

Disminución de la

demanda facturable

Energía adicional que se consumirá fuera de punta

Medida

Disminución del gasto del Pozuelos 13 y 14 en Punta

Paro del Monclova 2 en

Punta, y suministro al Tq. Buenos

Aires en punta, a partir del Monclova

1

Notas importantes: 1.- Al cálculo de ahorros se le resta el costo de la operación del equipo de refuerzo

2.- En el caso del Viborillas 3, se seleccionó otro equipo de alta eficiencia, para que no

afectara al ahorro calculado, la potencia mayor del equipo actual; se considera la inversión

de este equipo mas adelante.


162

4.4.3. Ahorro de Energía por Optimización de la operación hidráulica

Uno de los beneficios que se busca con la aplicación de la metodología integral Watergy

es lograr ahorros adicionales a los convencionales por el efecto de evitar operación

innecesaria de equipos de bombeo o mejoramiento de cargas dinámicas en los mismos.

En el caso de SIMAS, este tipo de ahorros se pueden lograr en las diferentes zonas como

se explica a continuación:

Zona Frontera y Norte centro Esta zona es alimentada por los pozos de la zona de captaron Pozuelos Viborillas y la

condición actual y propuesta como ya se describió en los capítulos anteriores es la

siguiente:

Q (L/s) H (m) Q (L/s) H (m)V1 35.00 113.72 30.00 131.00 V3 11.50 132.00 132.00 V4 73.00 105.00 65.00 105.00

P5A 70.00 89.35 70.00 120.00 P6 30.00 84.80 30.00 121.00

P8A 50.00 79.22 50.00 120.00 P8B 63.00 81.73 63.00 122.00

332.50 308.00 P5B 23.00 66.78 - - P13 148.00 85.50 137.00 113.00 P14 125.00 76.50 125.00 106.00 V5 67.00 105.74 - - V7 40.00 168.23 - -

403.00 262.00 Sumas

Tanque Bartola (SH-4), Tanque Ermita (SH-5) y

25 L/s de rebombeo Pytco

T. Cloración (SH-1), T. Proyecto (SH-2), T.

Borjas (SH-3), y 70L/s de usuarios clandestinos en

viborillas y pozuelos

Tanques y Zonas Pozo

Sumas

Condiciones propuestasCondiciones actuales

Como se ve, se puede operar de acuerdo con la nueva configuración hidráulica con solo

ocho pozos permanentemente que suministran un gasto total de 570 L/s, suficiente para

dicha configuración.


163

Los tanques Borjas , Bartola , y la Loma alimentarán a su zona de influencia por gravedad

y esto permitirá sacar de servicio sus actuales equipos de rebombeo, que se sustituirán

por equipos de rebombeo de mucho menor gasto, suministrando directamente hacia a

zonas altas de la red con un variador de velocidad y con un gasto mucho menor, según

se muestra en los cuadros resumen siguientes:

Q (L/s) H (m) Q (L/s) H (m)T. Borjas (SH-3) Borjas 106.00 48.00 - - T. Bartola (SH-4) Guadalupe 73.00 68.00 - -

106.00 -

Tanques y Zonas Rebombeo

Q (L/s) H (m) Q (L/s) H (m)T. Bartola (SH-4) Estadio 98.00 30.00 62.00 25.00 122.00 40.00 T. Ermita (SH-5) Ermita 5 46.00 40.60 5.00 15.00 11.00 15.00

Ermita 7 70.80 40.60 - - - - T. La loma (SH-6) La loma 73.00 68.00 6.00 15.00 12.00 15.00

Condiciones propuestas

Q (L/s) H (m) En Qmed En Qmax hrCondiciones actuales

Rebombeo Condiciones actuales Condiciones propuestas

Sumas

Tanques y Zonas

En resumen los equipos que se eficientan o salen de servicio en esta zona son;

• Salen de servicio : Pozos V3, P5B , V5 y V7 que actualmente trabajan la mayor

parte del tiempo, Rebombeo Borjas y Guadalupe , 3 equipos del rebombeo Ermita

• Reducen su carga de bombeo y operan con un variador de frecuencia los

Rebombeos Estadio, La Loma y el Ermita ( Nueva especificación)

Zona Oriente

En esta área el único equipo de bombeo que sale de servicio es el Pozo 20 de Noviembre.

Los ahorros principales están en eficiencia electromecánica y control de demanda en hora

punta ya descritos anteriormente para el resto de los equipos de esta zona.

De acuerdo a esta forma de operación y con base en los consumos de energía actuales

resultan ahorros de energía mostrados en los cuadros 4.13 y 4.14.


164

Cuadro 4.13 Ahorros de energía alcanzables por paro de equipo

kW kWh/año $/año kW kWh/año $/año kW kWh/año $/año

Pozuelos 5B 40.7 322,208 355,001.96

Viborillas 3 42.5 340,000 374,680.00

Viborillas 5 96.2 760,911 838,356.18

Viborillas 7 122.7 970,691 1,069,487.66

Total 1,364.9 10,799,384 11,898,539.27 1,062.8 8,409,309 9,265,203.51 302.1 2,390,075 2,633,335.76

R. La Ermita 194.5 269,160 578,674.93 0.0 0 0.00 194.5 269,160 578,674.93

R. Guadalupe 131.6 811,936 913,825.17 0.0 0 0.00 131.6 811,936 913,825.17

R. Borjas 96.0 320,240 407,027.97 0.0 0 0.00 96.0 320,240 407,027.97

20 de Noviembre 14.5 7,106 30,955.68 0.0 0 0.00 14.5 7,106 30,955.68

738.7 3,798,517 4,563,819.52

Facturacion CFE ActualEquipo

Facturacion CFE EsperadaEquipos que se Pararán.

Ahorros

En este rubro se consideran los pozos de pozuelos viborillas que se espera no trabajen

permanentemente, así como los equipos que salen de servicio, esta incluido el rebombeo

ermita.

Cuadro 4.14 Ahorros de energía alcanzables por reducción de carga de bombeo

kW kWh/año $/año kW kWh/año $/año kW kWh/año $/año

R. La Loma 6,546 8,401.77 2.7 4,864 6,242.71 1,682 2,159.06

0.0 1,682 2,159.06

EquipoFacturacion CFE Actual Facturacion CFE Esperada Ahorros

Equipos que reduciran su carga de operacion

En este rubro solo se considera el rebombeo la Loma, dado que permanecerá

prácticamente igual, pero con menor carga y operando con un variador.

Estos ahorros que resultan de la operación hidráulica mejorada, que a su vez implicó

algunas elevaciones en carga de bombeos, tiene que considerar a la baja los consumos

adicionales de los equipos de bombeo que aumentaron su carga. El cálculo se muestra en

el cuadro 4.15.


165

Cuadro 4.15 Energía y costos adicionales por incremento de cargas de bombeo

Carga (mca)

Gasto (lps)

Operación (h/año)

Carga (mca)

Gasto (lps)

Operación (h/año)

Energía (kWh/año)

Facturación ($/año)

Pozuelos 5A 89 70 7912 120 70.00 8760 0.73 323,691 356,708 *Pozuelos 6 85 30 7912 121 30.00 8760 0.71 162,024 178,550 *Pozuelos 8A 79 50 7912 120 50.00 8760 0.72 288,392 317,808 194,145Pozuelos 8B 82 63 7912 122 63.00 8760 0.78 334,219 368,309 *Pozuelos 13 85 148 7912 137 113.00 8760 0.81 435,574 480,002 *Pozuelos 14 76 125 7912 106 125.00 8760 0.80 498,871 549,756 *Viborillas 1 114 35 7912 130 30.00 8760 0.71 36,932 40,699 *R. La Ermita 5' 15 11.00 8760 0.67 21,703 23,917 48,218

2,101,407 2,315,750 242,363

Equipo Inversión ($)

Condición Actual Condición PropuestaEfic. E.M.

Consumo Adicional

El resumen de ahorros de energía “netos“, por esta medida de ahorro resultante de la

operación hidráulica eficiente se muestra en el cuadro 4.16.

Cuadro 4.16 Resumen de ahorros de energía por optimización de la operación hidráulica en SIMAS

3,798,517 4,563,820-2,101,407 -2,315,749.97 242,363.10

Equipos que reduciran su carga 1,682 2,159.061,698,793 2,250,228.60 242,363.10 0.11TOTAL:

Pay-Back (años)Concepto

Ahorros por equipos que paránConsumos adicionales que se generarán

Inversión ($)

Energía (kWh/año)

Facturación ($/año)

Como se ve, esta medida es una de las más importantes al aplicar la Metodología Integral

Watergy. Representa $ 2’250,228 pesos anuales de ahorro, un 13.5 % del total

4.4.4. Ahorro de Energía por Optimización del factor de potencia

En el caso de esta medida, los únicos equipos que se optimizaron, por estar debajo del

90%, fueron los mostrados en el cuadro 4.17.


166

Cuadro 4.17 Equipos para optimizar el factor de Potencia

Bonificación ($)

F.P. kW kVAR kWh/año $/añoEl Carnero 0.83 15 10 70,416 70,116.52 5 0.951 3,309.99 902.44 4,212.43$ 2,875.00$ 0.7Placetas 0.89 137 72 946,313 829,861.98 30 0.957 7,401.86 12,261.64 19,663.50$ 12,250.00$ 0.6

San José 1San José 3

Matilde Barrera 0.77 50 41 110,168 135,637.54 25 0.952 12,285.29 1,680.42 13,965.71$ 10,375.00$ 0.7R. La Loma 0.86 38 22 78,550 100,821.27 10 0.953 2,391.40 1,360.85 3,752.25$ 4,750.00$ 1.3

R. Pytco 0.89 46 24 24,156 97,313.88 10 0.956 890.96 1,414.03 2,304.99$ 4,750.00$ 2.1TOTAL: 80,676.44$ 54,750.00$ 0.7

Equipo

Ahorros

Facturacion CFE (Enero-Abril / 2007)

Evaluación Económica

FP nuevo

Penalización Evitada

($)

TOTAL $/año

Equipo Propuesto

Capacidad del Capacitor

(kVAR)

203 0.5

Inversión ($)Pay- Back

(años)

0.87 1,123,335.541,259,024 19,750.00$ 21,233.16 36,777.55$ 50 0.954114 15,544.39

Como se observa, siete equipos tienen área de oportunidad para ahorrar por esta medida.

El ahorro global será de $ 80,678 anuales y la inversión seria de $ 54,750 por lo que el

Pay-Back simple de este proyecto es de 0.7 años

4.4.5 Resumen de ahorro de energía eléctrica en SIMAS

Con base en todas las medidas de ahorro determinadas anteriormente, se puede obtener

un resumen global de los kilowats-hora ahorrados y los montos que representan, como se

muestra en el cuadro 4.18.

Cuadro 4.18 Resumen de Ahorros de Energía y análisis costo – beneficio Para SIMAS

Demanda Consumo Ahorro Inversión Estimada

Pay back

kW kWh /año $/año $ años

Optimización del FP $ 80,676 54,750$ 0.68

0.5%

Optimización de Eficiencias

Electromecánicas 398 2,781,810 $ 2,906,863 2,458,431$ 0.85

17.5%

Control de Demanda en Hora

Punta238 120,366 $ 818,612

4.9%

Optimización de la Operación Hidráulica

739 1,698,793 $ 2,250,229 242,363$ 0.11

13.5%

GRAN TOTAL 1,375 4,600,969 $ 6,056,379 2,755,544$ 0.45 36.5%

Medida

Ahorro de Energía Evaluación Económica

%


167

Como conclusión final, se puede decir que con el proyecto de eficiencia física, de la

operación hidráulica y electromecánica desarrollado aquí, se pueden lograr ahorros

globales por $ 6’056,379 y 4’600,969 kWh anualmente, que representa el 35 % del costo

actual.

Esto se logrará con una inversión solo en equipos electromecánicos de $ 2’755,554 que

se pagaría en 0.45 años. Por lo tanto, se considera una inversión sumamente rentable,

que además podría considerarse como una alternativa para pagar las inversiones

hidráulicas necesarias de rehabilitación de la red y reparación de fugas. O sustituir todos

los equipos e bombeo que no se consideraron en esta inversión

Como era de esperarse, la optimización de la operación hidráulica trajo consigo medidas

de ahorro adicionales a las convencionales aun cuando fue necesario incrementar

algunas cargas de bombeo.

4.5 INDICADORES ENERGÉTICOS

Los principales indicadores energéticos dentro del programa Watergy son los siguientes:

Índice Energético.- Indica el contenido energético de cada unidad volumétrica de

agua producida y distribuida. Es útil entre otras cosas para determinar el potencial

de ahorro de energía por reducción de perdidas físicas. Se calcula dividiendo el

consumo de energía entre la producción en m3 en la misma base de tiempo y se

expresa en kWh/m3. Actualmente en SIMAS este valor es de:

IE = 14’270,859 kWh/ 29'773,953 metros cúbicos = 0.50 kWh/m3 Índice de Costo de Energía.- Indica el costo promedio de cada unidad de energía

que se factura y es el resultado de la estructura tarifaria y de la manera como se

consume la energía. Dicho valor puede ser optimizado con medidas que no


168

necesariamente reducen el consumo pero si el costo tarifario como el control en

hora punta. Se calcula dividiendo la facturación global de energía entre el consumo

global en la misma base de tiempo y cambia dependiendo el valor unitario del kWh.

Actualmente en SIMAS este valor es de:

ICE promedio = 1.1 $ / kWh


169

5. INDICADORES DE EVALUACIÓN

Los indicadores de gestión son medidas de la eficiencia y eficacia de los abastecimientos

de agua con respecto a la actividad de ahorro de agua y energía y del servicio de agua.

La eficiencia es la medida de hasta que punto los recursos del abastecimiento se utilizan

de manera óptima para dar el servicio, mientras que la eficacia es la medida de en que

grado se han cumplido los objetivos marcados (definidos de manera específica y realista).

En la literatura técnica se encuentran reportados varios modelos de indicadores de

gestión que han sido estructurados e implantados con diferentes fines. Al respecto, se

mencionan enseguida las experiencias de la Oficina de los Servicios de Agua (OFWAT)

en Inglaterra y Gales, las iniciativas de la American Water Works Association (AWWA), las

del Banco Mundial, las del Banco de Desarrollo Asiático, las de Holanda, el esquema de

Portugal, y por último las de México.

Con base en su propia experiencia y en lo anteriormente mencionado, en el programa

Watergy se han definido los siguientes Indicadores de Gestión, para evaluar los ahorros

de agua y energía en los sistemas de agua potable y saneamiento:

• Índice Energético IE.- Kwh/m³

• Índice de Costo de Energía CPE.- $/kWh

• Índice de Eficiencia Física (IEF).- %

• Dotación Promedio por Habitante.- Lt/hab-día

• Índice de Continuidad en el Servicio (ICS).- %

• Índice de Administración de Demanda (IAD).- %

• Índice de Reducción de Emisiones (IRE).- Ton CO2

• Índice de Agotamiento de Acuíferos (IAA).- %


170

De los resultados del proyecto de eficiencia, descritos en los capítulos anteriores, los

indicadores de gestión Watergy que se esperan alcanzar en el sistema de agua potable

de la ciudad de Monclova, sectores Norte, Centro, Oriente y Frontera, se muestran en el

cuadro 5.1.

Cuadro 5.1. Índices de Gestión Watergy del proyecto de eficiencia en Monclova sectores Norte, Centro,

Oriente y Frontera

ÍNDICE WATERGY VALOR ACTUAL VALOR DE PROYECTO

Índice Energético IE.- Kwh/m³ 0.5 0.38

Costo Promedio de Energía CPE.- $/kWh 1.1 Sin datos

Índice de Eficiencia Física (IEF).- % 57.3 80

Dotación Promedio por Habitante.- Lt/hab-día 362 280

Índice de Continuidad en el Servicio (ICS).- % 6.5 24

Índice de Administración de Demanda (IAD).- % Sin datos Sin datos

Índice de Reducción de Emisiones (IRE).- Ton CO2 Sin datos Sin datos

Índice de Agotamiento de Acuíferos (IAA).- % Sin datos Sin datos

Se observa que con la ejecución del proyecto de eficiencia presentado aquí, es posible

mejorar el servicio de agua hacia los usuarios, lo cual se refleja en un incremento del 73%

en la continuidad del servicio. Por su parte, SIMAS Monlcova tendrá beneficios

económicos por el ahorro de energía eléctrica por metro cúbico producido. En cuanto a la

eficiencia física se observa que el índice se incrementará hasta el 80%.


171

6. CONCLUSIONES

Derivado de las actividades y resultados del avance del presente proyecto, se enuncian

las siguientes conclusiones:

Ha sido fundamental la información proporcionada por SIMAS para la realización del

proyecto. No obstante, ha sido necesario generar datos adicionales con mediciones y

levantamientos físicos de campo. Se recomienda que SIMAS continúe obteniendo esta

información como parte de sus actividades cotidianas.

Los macromedidores existentes en los pozos, se dividen en dos tipos, los de propela

que han sido usados en el pasado y los electromagnéticos de reciente instalación. Lo

primeros presentan errores de exactitud entre +12% y -25%, en cambio los últimos

llegan a los errores de +38 % y -32%, debido a que no han sido calibrados por el

proveedor que los instaló. Esto impacta directamente en los resultados del balance de

agua y por ende en el potencial de pérdidas estimado; por lo tanto se recomienda

corregir estos desajustes a la brevedad.

Con las pruebas de exactitud de micromedidores, se ha encontrado que el servicio

medido es bueno en general, con errores de exactitud de aproximadamente +/- 2.1 %.

Al analizar los planos digitales proporcionados por el sistema de distribución de agua

de Monclova, se observó que presentan el mismo defecto que los del sector Sur del

proyecto anterior elaborado por la Alianza. Existe un desplazamiento de escala que

está en proceso de corrección. Por lo tanto fue necesario elaborar nuevamente el

plano en su totalidad.

De la revisión de 87 cajas de válvulas, se deduce que del orden del 60% de ellas se

encuentran azolvadas con tierra y el 15% inundadas; por el contrario, el 53%


172

presentan tapas en buen estado, por lo que se recomienda llevar a cabo una campaña

de desazolve únicamente.

Al analizar los datos obtenidos en esta campaña de medición de presiones, se observa

que, en general, el manejo de las presiones dentro de la red es adecuado, con un valor

promedio de 1.6 Kg/cm2. Sin embargo, es importante atender algunas zonas que se

encuentran por debajo de 1.0 kg/cm2.

Según los resultados preliminares del balance de agua, actualmente se dispone de

una dotación media de 362 L/habitantes/día, superior para la región, de acuerdo con

los estándares de la CONAGUA. No obstante, la dotación requerida estimada es del

orden de los 280 L/habitante por día, si se reducen las fugas al 20% del volumen

suministrado. En caso contrario, si no se reducen las fugas, se requerirían 416

L/habitante/día aproximadamente; valor que supera la disponibilidad actual.

Con el análisis del balance de agua se ha detectado que en el sector existe un nivel

bajo de pérdidas de agua, del orden del 42.7%, lo que confirma que el problema del

servicio de agua en sector se debe tanto a la deficiente redistribución, como a la

existencia de fugas. El costo de la reducción de fugas a un nivel del 20% del volumen

suministrado asciende a $ 3’753,810 pesos aproximadamente.

Se conformó un modelo de simulación hidráulica de la red de Monclova Norte, Centro,

Oriente y Frontera, con 5,242 nodos y 6,029 tramos de tubería, con el cual se confirmó

que hay zonas con deficiente distribución en el funcionamiento actual del sistema de

abastecimiento. El gasto disponible total es de 1,091 L/s, mayor al requerido de 918

L/s, con lo cual se está en posibilidad de que el 100% de la población disponga del

servicio de agua potable durante las 24 horas del día, pero el desequilibrio en la

distribución ha originado la necesidad de los tandeos en la ciudad.


173

Se puede otorgar el servicio continuo a la zona de Monclova Norte, Centro, Oriente y

frontera, con un esquema de distribución en nueve sectores, utilizando los tanques

para regular la demanda, más uno de proyecto de 1200 m3 de capacidad para la zona

de Frontera.

Se recomienda instalar dispositivos de control de golpe de ariete en las conducciones

de Viborillas y Pozuelos, puesto que ante el paro repentino de los equipos de los

pozos, por falla de energía eléctrica se alcanzan sobrepresiones de hasta 223 metros

de columna de agua y subpresiones que vaporizan el agua.

Del análisis de campo, prácticamente en todos los motores es mejorable la eficiencia,

a excepción de algunos sobre todo en sumergibles como el V5 que esta en un valor de

87 %, dentro de las Normas recomendables. Los motores externos tienen una

eficiencia promedio de 86.6 % que es muy baja sobre todo comparada con motores de

alta eficiencia que pueden alcanzar hasta 95 %.

Al reemplazar equipos nuevos de alta eficiencia en los pozos y rebombeos se pueden

ahorrar hasta $ 2’906,862 Pesos anuales, lo que representa un ahorro en consumo de

2’781,810 kWh anuales que representa el 17 % del costo energético total de estos

sectores. El costo de los equipos resultó de 2’458,000 Pesos, sin considerar costos de

instalación y mantenimiento que podrían optimizarse si la propia gente del organismo

realiza estas maniobras, por lo que la inversión se pagaría en 0.85 años.

Con el proyecto de eficiencia física, de la operación hidráulica y electromecánica

desarrollado aquí, se pueden lograr ahorros globales por $ 6’056,379 y 4’600,969 kWh

anualmente, que representa el 35 % del costo actual. Esto se logrará con una

inversión solo en equipos electromecánicos de $ 2’755,554 que se pagaría en 0.45

años. Por lo tanto, se considera una inversión sumamente rentable

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