República de Costa Rica
ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD Y
DISEÑOS PRELIMINARES DEL
PROYECTO DE ALCANTARILLADO
SANITARIO PARA LA CIUDAD DE
SANTA ANA
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VOLUMEN 4:
Informe Final
Resumen del Proyecto
Marzo del 2010 Municipalidad de Santa AnaCédula Jurídica: 3-101-195328
Oficinas: Teléfono / Fax (506) 2203-3344 / (506) 2203-5559 ext.4 Correo Electrónico: fatrecu@racsa.co.cr
Consultores Centroamericanos en Ingeniería S.A. Cédula Jurídica: 3-101-195328
Oficinas: Teléfono / Fax (506) 2225-8105 / (506) 2826-7827 Correo Electrónico: fatrecu@racsa.co.cr
y Diseños Preliminares del
Proyecto de Alcantarillado Sanitario
para la Ciudad de Santa Ana
Informe Final
Resumen del Proyecto
Preparado por:
Unidad de Contralorìa Ambietnal (UCA)
Àrea de Riesgo Ambiental (ARA)
Municipalidad de Santa Ana (MSA)
Con base en:
Contrato de Licitación Abreviada No. 2007-LA-000032-01,
Periodo Marzo 2008 – Marzo 2009
Fuente:
Consultores Centroamericanos en Ingeniería S. A. (CONCESA)
Para:
La comunidad del Cantón de Santa Ana
Índice
PrólogoPor: Ing.For. Helmut Johnson M.
iii
Acronimos
iv
Equipos profesionales del estudio
v
Comisión administrativa del proyecto municipalidad de santa ana
v
Firma consultora: concesa
v
Contenido capitular del informe final
vi
Estudio de factibilidad y diseños preliminares del proyecto de alcantarillado sanitario para la ciudad de santa ana (presentación)
Por: Ing.Civ. Herbert Farrer C.
vii
Resumen: conclusiones y recomendaciones del estudio (Cap.21)
1
1. Conclusiones 1
1.1 Primera Parte: Evaluación y Diagnóstico de la Situación Actual 1
1.1.1 Sobre los aspectos físicos 1
1.1.2 Sobre los aspectos sociodemográficos 10
1.1.3 Sobre la importancia del área de estudio 11
1.1.4 Sobre la base legal y criterios para el estudio 12
1.1.5 Sobre el Acueducto de Santa Ana 12
1.1.6 Sobre la disposición actual de las aguas residuales 12
1.1.7 Sobre las cuencas de drenaje natural 13
1.1.8 Sobre las condiciones ambientales de las aguas superficiales y subterráneas 14
Aguas superficiales 14
Aguas subterraneas 15
1.1.9 Sobre la infraestructura existente y propuesta de corto y mediano plazo 16
1.1.10 Sobre los trabajos de ampliación de la Carretera Próspero Fernández 16
1.1.11 Sobre estudios anteriores de alcantarillado sanitario 16
1.1.12 Sobre el estudio demográfico 17
1.1.13 Sobre la estimación de caudales de aguas residuales 17
1.2 Segunda Parte: Estudio y Evaluación de Alternativas 17
1.2.1 Sobre los criterios básicos para la formulación de alternativas 17
Etapas de desarrollo 17
Período de diseño 18
Topografía 18
Zonas de recolección 18
1.2.2 Sobre los caudales promedio de aguas residuales y de infiltración por zonas y subzonas 18
Caudal promedio total de aguas residuales (domiciliar + no domiciliar) 19
Conexión efectiva 19
Caudal promedio total de aguas residuales corregido por la conexión efectiva 19
Conexión efectiva en términos de población y caudal 19
Caudales de infiltración 20
1.2.4 Sobre las alternativas para la Planta de Tratamiento 21
Sitios de ubicación 21
Gradualidad del tratamiento 21
Alternativas de procesos de tratamiento 21
Resultados de la comparación financiera de alternativas 22
1.2.5 Sobre los esquemas de colectores, estaciones de bombeo e impulsiones 22
Esquema general del sistema de recolección 22
Alternativas 22
Resultados de la comparación financiera de alternativas 22
1.3 Tercera Parte: Diseño Preliminar, Presupuesto y Evaluación Financiera y Económica 24
1.3.1 Sobre el diseño preliminar de redes y colectores 24
1.3.2 Sobre el diseño preliminar de las estaciones de bombeo e impulsiones 24
1.3.3 Sobre el diseño preliminar de la Planta de Tratamiento 25
1.3.4 Sobre los recursos para operación y mantenimiento 26
1.3.5 Sobre la estimación de los costos de inversión y de operación del proyecto 26
1.3.6 Sobre la evaluación financiera del proyecto 26
1.3.7 Sobre la evaluación socioeconómica del proyecto 27
1.3.8 Sobre la percepción social del proyecto 28
Perfil general de las personas consultadas 28
Información sobre ingresos y gastos familiares 28
1.3.9 Sobre la opinión de las personas respecto al Proyecto
2. Recomendaciones 29
2.1 Sobre el proyecto San José Oeste de Agua Potable 29
2.2 Sobre las tuberías a colocar en el derecho de vía de la concesión de la Carretera Próspero
Fernández 29
2.3 Sobre la adquisición de terrenos para el proyecto 29
2.4 Sobre la gradualidad del tratamiento 29
2.5 Sobre aspectos a considerar en el diseño final 29
2.6 Sobre el financiamiento 30
2.7 Sobre las aprobaciones del estudio y diseño prelimimar: AyA y Setena 30
2.8 Sobre el control de las plantas de tratamiento públicas y privadas existentes, en
construcción y futuras 30
2.9 Sobre el Plan Regulador 30
2.10 Sobre la actualización del presente estudio 31
Referencias 31
Anexos I: contenido del documento final 32
Anexos II: Cuadros 40
Anexos III: Figura 44
Anexos IV: Apéndices (todos solo en medio digital) 46
Prólogo
Cuando fue entregaod el informe final del “Estudios de Factibilidad y Diseños Preliminares del Proyecto de Alcantarillado Sanitario para la Ciudad de Santa Ana” en Mayo de 2009, su organización se presentó en tres volúmenes: I. Informe Final en texto impreso, II. Planos en versión impresa y III. Informe Final del Estudio en versión digital.
El presente documento se le puede considerar cono el Volúmen IV, correspondiente al Resumen del Proyecto en el que se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio, siendo en su estructura el mismo que el Capítulo 21 del documento oficialmente entregado en improso y digital. Adicionalmente y con la intención de hacer más didáctico el resumen, se incorporaraton algunas figuras de los capítulos anteriores, que a criterio del suscrito son de relevancia para la mejor comprensión del resumen.
El Informe Final del Estudio, al tener un carácter de orden público, puede ser accesado por cualquier ciudadano directamente vinculado u afectado con los alcances del mismo. En otras palabras, el producto del estudio es recurrible para todas y todos los santanecos. Claro está que el mismo se sujeta a todas las disposiciones nacionales e internacionales de Derecho de Autro y Propiedad Intelectual, siendo necesaria su debida citación en caso de ser utilizado como argumento de investigación en todo trabajo científico (sociales y técnicos) o bien de referencia.
Ing.For. Helmut Johnson M., Lic. Coordinador Área de Riesgo Ambiental Contralor Ambiental Municipalidad de Santa Ana
Acronimos
( ): Comentario l/p-d: Litros por persona por día (dotación de agua) °C: Grados Celsius (temperatura) l/s: Litros por segundo
ANC, %ANC: Agua No Contabilizada (Porcentaje de ANC) lppd: Litros por persona por día (dotación) APP: Área de Planificación del Proyecto m/s metro por segundo
ARESEP: Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos m: Metro(s) ASIDE: Área de Servicios de Información y Divulgación Estadística del INEC m2: Metro cuadrado
AyA: Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados m3/ser-mes: Metros cúbicos por servicio por mes
BCIE: Banco Centroamericano de Integración Económica m3: Metro cúbico
CCP: Centro Centroamericano de Población mca: Metros carga de agua (presión)
CCSS: Caja Costarricense de Seguro Social MCJD: Ministerio de Cultura Juventud y Deportes CELADE: Centro Latinoamericano y Caribeño de Demografía (CEPAL) MEIC: Ministerio de Economía, Industria y Comercio
CEPAL: Comisión Económica para América Latina y el Caribe mgr/l: Miligramos por litro
CF: Coliformes Fecales MIDEPLÁN: Ministerio de Planificación y Política Económica CNE: Comisión Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias min: Minutos.
CNP: Consejo Nacional de Producción MINAE: Ministerio del Ambiente y Energía CONAVI: Consejo Nacional de Vialidad (adscrito al MOPT) mm Milímetro
COOPESANA: Cooperativa de Salud de Santa Ana MNCR: Museo Nacional de Costa Rica
CT: Coliformes Totales MOPT: Ministerio de Obras Públicas y Transportes DBO: Demanda Bioquímica de Oxígeno MS: Ministerio de Salud
DE: Decreto Ejecutivo msnm: Metros sobre el nivel del mar (elevación referida al datum del IGN) DGEC: Dirección General de Estadística y Censos (hoy INEC) N-E: Noreste
dm: Decímetro(s) N-S: Norte-Sur
DQO: Demanda Química de Oxígeno N-W: Noroeste
EB: Estación de Bombeo OyM: Operación y Mantenimiento
E-W: Este-Oeste PCP: Programa Centroamericano de Población de la UCR Fm: Formación (se refiere a Formación Geológica) PEA: Población Económicamente Activa FMD: Factor Máximo Diario (Demanda) PEI: Población Económicamente no Activa FMH: Factor Máximo Horario (Demanda) PP: Planta Potabilizadora
GAM: Gran Área Metropolitana PRODUS: Programa de Investigación en Desarrollo Urbano Sostenible, UCR Ha: Hectárea PVC: Cloruro de Polivinilo (tuberías), por sus siglas en inglés HDPE: Polietileno de Alta Densidad (por sus siglas en inglés - tuberías) RN: Ruta Nacional
HF: Hierro Fundido (tuberías) SAAM: Sustancias Activas al Azul de Metileno HG: Hierro Galvanizado (tuberías) Seg; s: Segundo(s)
HP: Caballos de Potencia (por sus siglas en inglés) SEN: Sistema de Estadística Nacional
ICE: Instituto Costarricense de Electricidad SENARA: Servicio Nacional de Riego y Avenamiento IGN: Instituto Geográfico Nacional SJO: Región San José Oeste del Acueducto Metropolitano de San José (AyA) IMN: Instituto Meteorológico Nacional SST: Sólidos Sedimentables Totales INEC: Instituto Nacional de Estadística y Censos UCR: Universidad de Costa Rica
INS: Instituto Nacional de Seguros VRP: Válvula Reductora de Presión
Kg Kilogramo VRQ: Válvula Reguladora de Caudal
Km: Kilómetro ZP: Zona de Presión
EQUIPOS PROFESIONALES DEL ESTUDIO
Comisión Administrativa del Proyecto Municipalidad de Santa Ana
Ing. Henry Villalobos S. (Coordinador del Estudio)
Dirección de Obras Municipales
Ing. Helmut Johnson M.
Dirección de Ordenamiento Territorial Área de Riesgo Ambiental
Licda. Andrea Robles Lic. Jeffry Garcia
Asesoría Legal
Firma Consultora: CONCESA
Herbert Farrer Crespo Ingeniero Civil/Msc. Ing. Sanitaria (Director)
Saúl Trejos Bastos Ingeniero Civil/Msc. Ing. Hidráulica Luis Paulino Picado Ingeniero Civil/Msc. Ing. Sanitaria Alicia Gómez Cruz Geóloga/Msc. Hidrogeología Adolfo Barrantes Ingeniero Civil/Msc. Ing. Sanitaria Rafael Oreamuno Vega Ingeniero Civil/Msc. Hidrología Mario Piedra González Sociólogo/Msc. Salud Pública Ramón Rosales Pozas Economista/Msc.Política Económica
Contenido Capitular del Informe Final
PRIMERA PARTE: DIAGNÓSTICO Y EVALUACIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL
Capítulo 1: Área de estudio y características físicas
Capítulo 2: Caracterización sociodemográfica y económica del Cantón de Santa Ana y sus Distritos e importancia
Capítulo 3: Base legal y criterios técnicos para el estudio Capítulo 4: El sistema de abastecimiento de agua potable
Capítulo 5: Disposición actual de las aguas residuales en el área del estudio Capítulo 6: Identificación de las cuencas de drenaje natural
Capítulo 7: Características ambientales de las aguas superficiales y subterráneas Capítulo 8: Infraestructura subterránea de otros servicios
Capítulo 9: Estudios anteriores de Alcantarillado Sanitario Capítulo 10: Estudio demográfico
Capítulo 11: Estimación de los caudales de aguas residuales
SEGUNDA PARTE: FORMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS
Capítulo 12: Informaciones y criterios básicos para la formulación de alternativas Capítulo 13: Planta de tratamiento: ubicación, procesos, dimensionamiento preliminar y
alternativas
Capítulo 14: Redes de recolección, colectores, estaciones de bombeo, líneas de impulsión, dimensionamiento preliminar y alternativas
TERCERA PARTE: DISEÑOS PRELIMINARES, PRESUPUESTO, EVALUACIÓN FINANCIERA Y SOCIOECONÓMICA, PERCEPCIÓN Y DISPOSICIÓN A PAGAR - PRIMERA ETAPA DEL PROYECTO
Capítulo 15: Diseño preliminar de redes y colectores
Capítulo 16: Diseño preliminar de estaciones de bombeo y líneas de impulsión Capítulo 17: Diseño preliminar de la planta de tratamiento
Capítulo 18: Recursos para la operación y mantenimiento
Capítulo 19: Estimación de los costos de inversión y de operación del proyecto Capítulo 20: Análisis financiero y económico y percepción social del proyecto Capítulo 21: Conclusiones y recomendaciones del estudio
Estudio de Factibilidad y Diseños Preliminares del Proyecto de
Alcantarillado Sanitario para la Ciudad de Santa Ana
PresentaciónEste documento corresponde al Informe Final del estudio originado en el Contrato suscrito entre la Municipalidad de Santa Ana y la firma Consultores Centroamericanos en Ingeniería S. A., el día 30 de Enero del 2008, como resultado de la Licitación Abreviada No.2007-LA-000032-01 promovida por la Municipalidad.
El objetivo general de la contratación fue el de realizar un estudio de la situación existente con respecto a las aguas residuales en el área de estudio, definida en el Cartel de la Licitación (ver Figura 1), y proveer a la Municipalidad con un estudio que contemplara un diagnóstico de la situación actual, un pronóstico de población y demanda con un horizonte de treinta años, un estudio de alternativas y un diseño preliminar de las obras de la primera etapa con un presupuesto y una evaluación financiera y económica preliminares del proyecto, y un análisis de la percepción de la comunidad con respecto al proyecto y disposición a pagar, que se llevara a cabo con una encuesta de campo. También contemplaba la elaboración de los documentos necesarios y el trámite de la viabilidad ambiental ante la Setena para el Proyecto de la Primera Etapa.
El estudio se realizó en cuatro Etapas, a saber: ETAPA I: Diagnóstico y Evaluación de la Situación Actual; ETAPA II: Formulación y Evaluación de Alternativas; ETAPA III: Diseños Preliminares, Presupuesto, Evaluación Financiera y Socioeconómica, Percepción y Disposición a Pagar - Primera Etapa del Proyecto; y ETAPA IV: Evaluación del Impacto Ambiental del Proyecto. En este informe se presentan los capítulos corridos de las Etapas I, II y III.
Como contraparte del estudio la Municipalidad creó una Comisión Administrativa para el seguimiento y revisión de los informes de etapa, con la conformación que se indicó en las páginas iniciales de este documento.
El Informe Final consta de 21 Capítulos (Volumen 1/3); un conjunto de planos (Volumen 2/3) y 20 Apéndices (Volumen 3/3), que recogen el proceso del estudio y los resultados paso a paso. Se entregó a la Municipalidad en un original y dos copias en versión dura el Volumen 1/3, los planos generales del estudio y los planos del proyecto del Volumen 2/3, y una versión en medio digital de los tres volúmenes. Los documentos de la Etapa IV se presentan en documentos aparte.
Ing.Civ. Herbert Farrer Crespo, M.Sc. Consultores Centroamericanos en Ingeniería S.A. Director, CONCESA
Resumen: conclusiones y recomendaciones del estudio (Cap.21)
Este capítulo contiene el resumen de las conclusiones y recomendaciones más relevantes del estudio de factibilidad y diseño preliminar, las que se organizan por partes del estudio.
1. Conclusiones
1.1 Primera Parte: Evaluación y Diagnóstico de la Situación Actual 1.1.1 Sobre los aspectos físicos
El Capítulo 1 contiene una descripción de los aspectos físicos relevantes para el proyecto, entre ellos: ubicación del área de estudio (Fig.1), geología, suelos, red hidrológica (Fig.2), vulnerabilidad de amenazas naturales, hidrogeología (Fig.3), delimitación y áreas de las cuencas (Fig.4) de interés clima, capacidad de uso del suelo, vialidad, y otros de interés específico para el estudio de alcantarillado sanitario.
Distrito Barrios y poblados
Santa Ana Barrios de Aguas Lindas, Cabañas, Casa Blanca, Lajas (parcial), Obando, Paso Machete (parcial), San Rafael y los poblados de Corrogres (parcial) y Pilas. Salitral Paso Machete (parcial). Perico (parcial).
Pozos Alto Palomas, Concepción, Cuevas, Chispa, Gavilanes, Honduras, Lajas (parcial), Lindora, Manantial, Real de Pereira (parcial) y Valle del Sol. Uruca Río de Oro, La Chimba, Guapinol, Mata Grande, Mina (parcial), Paso Machete (parcial), Río Uruca. Piedades Caraña, Cebadilla, Finiquitas, Montaña del Sol (parcial), Rincón San Marcos y Triunfo.
Brasil Brasil, Canjel y Copey.
Fig.1. Área del estudio: límites Norte-Sur las coordenadas geográficas 217 y 212 y Este-Oeste, 509 y 519, ambas con proyecciòn Lambert Norte. Hoja Abra (IGN) escala 1:50.000
Río Virilla
Quebrada Pozón Quebrada Pilas (Norte) Río Uruca
Río Corrogres
Quebrada Rodríguez
Quebrada Coyote Quebrada Pilas (Sur)
Quebrada Chirracal Quebrada Cabañas Quebrada Lajas Quebrada Palomas Quebrada Perico Quebrada Azul Quebrada Cubillo Río Oro
Río Caraña Quebrada Caraña Quebrada Guapinol Quebrada Güitite Quebrada Cruz Quebrada Cedral Quebrada SanMarcos Quebrada Muerte Quebrada Brasil Quebrada Copey Sector Norte del Área de Proyecto
Sector Este del Área de Proyecto
Sector Sureste del Área de Proyecto
Sector Sur del Área de Proyecto
Sector Oeste del Área de Proyecto Quebrada Canoa
Fig.2. Esquema de la composición de las cuencas hidrográficas
Fig.4. Delimitación y áreas de las cuencas de interés 1.1.2 Sobre los aspectos sociodemográficos
Salvo en la densidad de población –habitantes por hectárea-, (135,5 / 561,8) y en la relación de población Urbana / Rural (80,4 / 52,2), las características sociodemográficas de la Provincia de San José y del Cantón de Santa Ana, son muy similares, lo que se interpreta en el sentido que Santa Ana tiene un nivel socioeconómico similar a la Provincia como un todo. Lo anterior se deduce de la comparación de características resumidas en el Cuadro 1, resumen del Capítulo 2.
Cuadro 1: Resumen de características comparativas de los distritos
Distritos
Rubro/Cantón y Distritos Cantón Santa Ana Salitral Pozos Uruca Piedades Brasil
1. Extensión, población, densidad, área urbana
Extensión territorial (Km2) 61,42 5,17 20,37 13,42 6,96 12,22 3,28
% de Población (Distrito/Cantón) 100,00 24,70 9,80 26,20 16,30 17,90 5,10 Densidad de población (Hab/Km2) 561,80 1.647,40 165,40 672,50 809,60 507,30 537,20 % del territorio en zona urbana 52,20 85,40 74,90 58,50 52,10 - -
2. Población femenina, nacida en el extranjero, adultos mayores y mujeres unidas o casadas
Población femenina (%) 51,00 52,10 50,00 50,50 51,00 51,00 50,70 Población nacida en el extranjero (%) 10,60 10,40 10,50 11,90 11,20 8,60 10,30 Adultos mayores (65 y más años) (%) 5,40 7,00 4,50 4,10 5,70 6,00 4,00 Mujeres unidas o casadas (%) 51,60 49,60 52,90 52,00 52,90 51,90 53,40
3. Cobertura seguridad social y nivel de instrucción
Con cobertura de la CCSS (%) 81,20 82,60 73,80 81,30 82,00 82,60 81,30 Sin cobertura de la CCSS (%) 18,80 17,40 26,20 18,70 18,00 17,40 18,70 Ningún nivel de instrucción (%) 5,00 3,80 8,10 5,50 4,80 4,70 4,90 Nivel de instrucción superior (%) 15,20 20,40 6,80 14,40 16,70 13,90 9,60
Cuenca Área (Ha)
Pilas Norte 261,9 Rodríguez 280,5 Corrogres 1.084,0 Oro 583,2 Uruca 590,7 Cruz 249,4
Distritos
Rubro/Cantón y Distritos Cantón Santa Ana Salitral Pozos Uruca Piedades Brasil
4. Población económicamente activa (PEA)
PEA (%) 54,00 53,70 55,30 55,60 52,30 52,30 49,30 Desempleo abierto (%) 4,00 6,10 3,90 3,30 2,60 3,80 2,60 Trabajan por cuenta propia (%) 17,40 17,90 18,80 14,10 20,30 19,10 14,10 Trabajan en el sector privado (%) 89,10 86,60 91,90 91,80 89,10 87,70 87,30
5. Ocupación
Actividades del sector primario (%) 6,90 4,30 23,30 4,90 7,10 5,10 3,80 Actividades del sector terciario (%) 66,10 73,60 51,90 61,40 67,80 69,40 63,90 Actividades no clasificadas (%) 21,70 15,40 36,00 22,30 21,20 21,00 26,30
6. Agua potable y aguas residuales
Agua potable vía acueducto (%) 92,10 98,00 83,50 89,40 91,20 92,10 95,20 Sistema de tanque séptico para aguas residuales
(%) 95,10 97,20 87,50 93,30 97,30 96,70 95,00 Conexión a red de energía eléctrica (%) 99,00 99,80 95,00 99,60 99,40 99,00 98,90
7. Centros educativos (cantidad)
TOTAL 56 15 7 14 13 5 2 Pre-escolar 18 4 2 5 4 2 1 I y II Ciclos 19 4 3 5 4 2 1 Secundaria 7 4 0 1 2 0 0 Técnico Profesional 1 0 0 0 1 0 0 Centro de Educación de Adultos 1 1 0 0 0 0 0 Centro Adultos Discapacitados 1 0 1 0 0 0 0 Especial 9 2 1 3 2 1 0
• Las densidades de población van desde 16 Hab/Ha en el Distrito de Santa Ana, hasta 5 Hab/Ha en Piedades, el distrito de menor densidad.
• La población nacida en el extranjero, inmigrantes prioritariamente, es del orden del 10%. • La cobertura del Seguro Social es del orden del 80% en todos los distritos.
• En el Distrito de Santa Ana el nivel de instrucción superior es del orden del 20%, y del 9% en Brasil. El porcentaje de “ningún tipo de instrucción” es del orden del 4% en todos los distritos. • Con respecto a la PEA, ésta es del orden del 50% en todos los distritos, con un desempleo
abierto del orden del 6% en el Distrito de Santa Ana y del 2,6% en Uruca y Brasil.
• Aproximadamente un 20% de la PEA labora por cuenta propia y entre un 85% y un 90% lo hace con la empresa privada.
• La cobertura con agua potable es del orden del 98% en el Distrito de Santa Ana, y de un 95% en Brasil, pero solo de un 83% en Salitral.
• La cobertura con tanques sépticos es de 95%, siendo éste el sistema mayormente utilizado para el tratamiento de las aguas residuales.
• Un 99% tiene cobertura de energía eléctrica.
1.1.3 Sobre la importancia del área de estudio
La región donde se ubica Santa Ana, conjuntamente con Belén y Escazú, es la de mayor desarrollo social del país, medida con el Índice de Desarrollo Social. Para el año 2007 los valores alcanzados a nivel de distrito son los siguientes (entre paréntesis el puesto a nivel nacional): Santa Ana 86,9 (8); Salitral 62,2 (137); Pozos 84,6 (10); Uruca 71 (52); Piedades 76,4 (23) y Brasil 69,8 (60). A nivel cantonal, los resultados para los cuatro primeros cantones del país son los siguientes: Belén 100 (1); Escazú 94,1 (2); Montes de Oca 88,6 (3) y Santa Ana 84,4 (4). Como puede observarse de estos resultados, la región constituida por Belén, Santa Ana y Escazú, es la de mayor desarrollo social en el país, seguida por Montes de Oca. A nivel distrital en el Cantón de Santa Ana, los distritos de Santa Ana, Pozos, Piedades y La Uruca, son los que presentan el mayor desarrollo social. Los distritos de Salitral y Brasil presentan valores menores. La importancia del área, además del desarrollo social que ha logrado, radica en su ubicación geográfica, estratégica para oficentros, centros comerciales y condominios, por el rápido acceso
al Aeropuerto Internacional Juan Santamaría, así como a las vías de comunicación que conducen al Pacífico Central del país donde se ubica el Puerto de Caldera, ya sea por la carretera Bernardo Soto o por la Próspero Fernández rumbo a Ciudad Colón, así como por la futura carretera San José-Santa Ana-Caldera, a lo que debe agregarse la cercanía del Cantón con algunos parques y zonas industriales como los existentes en los cantones de Heredia (distrito Ulloa), Belén (distrito Ribera) y San José (distritos Uruca y Pavas). Esto ha provocado que el Cantón se convierta en sede de importantes oficentros de empresas, lo que a su vez ha favorecido la creación de una infraestructura comercial y de oficinas, paralela a la existente en la Ciudad de San José, con la ventaja de que cuenta con una mayor agilidad en lo que respecta a la vialidad, y construcciones que ofrecen mayores facilidades para el estacionamiento de vehículos y el almacenaje de productos, en general de muy alto nivel.
1.1.4 Sobre la base legal y criterios para el estudio
El servicio de alcantarillado sanitario debe cumplir con el Reglamento Sectorial, con el Reglamento de Vertidos y con la normativa técnica para sistemas de alcantarillado sanitario. En el Capítulo 3 se indica la normativa legal completa, con que el servicio y el proyecto deben cumplir, agrupada en once grupos, para su mejor análisis y utilización.
El Capítulo 3 contiene también los criterios técnicos para la elaboración del proyecto que genere el estudio, que contemplan entre otros: la concepción de los sistemas de alcantarillado sanitario y los niveles de servicio que deberán alcanzarse; los criterios para las proyecciones de población y demanda; la formulación matemática que deberá utilizarse para las estimaciones de la demanda; para el diseño hidráulico; para las estaciones de bombeo y para la(s) planta(s) de tratamiento; y para la construcción en general (ubicación de estructuras, materiales, etc.).
1.1.5 Sobre el Acueducto de Santa Ana
Para la Región del Acueducto Metropolitano, que administra el AyA, denominada San José Oeste, el AyA cuenta con un Plan Maestro elaborado en el 2001, con un horizonte de desarrollo al año 2020. Esta Región comprende La Uruca, Pavas, Escazú, Santa Ana y Ciudad Colón y se abastece de agua potable de las fuentes de Puente de Mulas (manantiales y pozos), de Potrerillos (manantiales y pozos) y del Campo de Pozos de San Rafael (ubicado frente al Proyecto Gol). La ejecución de las obras del Plan Maestro de Agua Potable, garantizará el suministro al área del estudio en forma permanente y continua, lo que da soporte al desarrollo del proyecto de alcantarillado sanitario.
1.1.6 Sobre la disposición actual de las aguas residuales
En la actualidad las aguas residuales de los centros poblados más antiguos (Honduras, Pozos, Santa Ana Centro, Río de Oro, Piedades y barrios aledaños antiguos) son dispuestas en tanques sépticos (con una cobertura del 95%); y en los condominios, industrias, centros comerciales, oficentros, urbanizaciones y colegios de construcción más reciente, son tratadas en plantas aeróbicas y anaeróbicas, con descarga de los efluentes tratados en los cursos de agua más cercanos.
En las áreas más densamente pobladas, y específicamente en los asentamientos de clase media baja y baja, las aguas residuales son descargadas directamente en los cursos de agua más cercanos, lo mismo sucede en muchos casos con los efluentes de los tanques sépticos, lo que genera una alta contaminación a las quebradas y ríos.
En los barrios de clase media baja y baja, se observan construcciones muy cercanas, algunas prácticamente dentro de los cauces de las quebradas y ríos, que descargan sus aguas residuales directamente en los cursos de agua.
Se observaron instalaciones de tanques sépticos con drenajes en el suelo: en buen estado el tanque y los drenajes (aparentemente pocas situaciones); tanques en buen estado con drenajes saturados y en regular y mal estado; tanques sépticos sin drenajes, etc., y por regla general, ubicados en la parte trasera de las propiedades. Los resultados de la encuesta socioeconómica llevada a cabo en enero del 2009, con respecto a los tanques sépticos, arrojaron los datos siguientes:
• En el 100% de las viviendas visitadas el sistema existente para la disposición final de las aguas residuales, es el tanque séptico. En el 86,6% de las casas existe un tanque séptico, mientras que en un 10,7% de las viviendas existen dos tanques y en un 2,7% de los casos los informantes señalaron que la vivienda en la que habita posee tres tanques sépticos.
• Al explorar sobre los problemas de desbordamiento de los tanques sépticos cuando llueve y se presenta algún grado de inundación, un 76,8% de las personas consultadas dijo que sí experimenta ese problema y un 23,2% de las personas con las que se conversó expresó no sufrir dificultades con el tanque séptico cuando llueve y se presentan inundaciones.
• En lo que se refiere a las aguas pluviales, un 83,9% de las personas consultadas manifestó que descarga dichas aguas en el caño y/o calle que pasa frente a la vivienda, en tanto que un 8.9% dijo que las aguas pluviales de la vivienda se descargan en el tanque séptico y un 3.6% de las personas comentó que las aguas de lluvia de la casa se descargan en la calle y/o caño y en el tanque séptico.
Se identificaron 83 plantas de tratamiento de aguas residuales, ubicadas en condominios, industrias, centros comerciales, oficentros, urbanizaciones y colegios, la mayor parte operando adecuadamente. Dos de ellas están abandonadas: Urbanización Bosques de Lindora y Centro Comercial Santa Ana 2000. La Municipalidad no ejerce ningún control sobre estas plantas, y el Ministerio de Salud actúa cuando se genera una queja. Estas plantas han sido construidas en los últimos 10 años y son atendidas por empresas especializadas que proveen el servicio de control y elaboración de los Reportes Operacionales al Ministerio de Salud (la Municipalidad no recibe copia de estos reportes). Para cada planta de tratamiento se elaboró una Ficha Técnica, con los datos básicos recabados, con el objeto de que la Municipalidad inicie el monitoreo y seguimiento del funcionamiento de estas plantas.
Se identificaron tres urbanizaciones con redes de alcantarillado sanitario construidas: Bosques de Santa Ana, en buen estado de conservación, en operación con una planta de tratamiento operada por el AyA; Lagos de Lindora, en buen estado de conservación, en operación con una planta de tratamiento abandonada; y Quintas Don Lalo, en buen estado, no en operación y con algunos pozos de registro llenos de tierra.
1.1.7 Sobre las cuencas de drenaje natural
La cuenca principal del área de estudio es la cuenca del Río Uruca, afluente del Río Virilla. Sus afluentes principales son las Quebradas Pozón y Pilas ubicadas al norte del área de estudio que escurren de este a oeste; el Río Corrogres, que escurre de sureste a noroeste, cuya cuenca abarca la zona este y sureste del área y dentro de la cual está concentrada la mayor parte del desarrollo urbano; por el sur las Quebradas Azul, Cruz y el Río Oro, todos estos cuerpos de agua escurren hacia el noroeste. Son afluentes del Río Corrogres las Quebradas Rodríguez, Lajas (en la que
descarga la Quebrada Palomas), Pilas (Sur), Cabañas, Coyote y Chirracal (en la que descarga la Quebrada Perico). Por su parte el Río Oro recibe los aportes del Río Caraña (al que tributan las Quebradas Caraña y Guapinol). La Quebrada Azul recibe los aportes de la Quebrada Cubillo. Las cuencas principales del área de estudio son las siguientes:
• Cuenca Quebrada Pilas Norte • Cuenca Quebrada Rodríguez • Cuenca Río Corrogres
• Cuenca Río Uruca (y Quebrada Azul)
• Cuenca Río Oro (y Quebradas Caraña y Guapinol) • Cuenca Quebrada Cruz
1.1.8 Sobre las condiciones ambientales de las aguas superficiales y subterráneas Aguas superficiales
Todos los cursos de aguas superficiales del área de estudio reciben aguas residuales, en algunos casos provenientes de caños y cunetas, y en otros directamente de las viviendas. Esto se puede percibir fácilmente por la apariencia del agua y el olor característico de aguas residuales. Esta fuerte contaminación se reflejó en los resultados de los análisis de laboratorio efectuados en muestras de cinco cuerpos de agua del Área de Estudio (2 puntos en 5 cursos de agua), como se muestra en el Cuadro 2. Las quebradas y ríos son utilizados, en algunos tramos, como depositarios de basura, residuos sólidos mayores (muebles, colchones y otros), y algunos industriales (residuos de la construcción).
Cuadro 2: Resumen de resultados de calidad del agua de los cuerpos de agua evaluados
Quebrada Rodríguez Quebrada Pilas (Norte)
Parámetro Unidad
Arriba (1) Abajo (2) Arriba (1) Abajo (2)
pH 7,46 7,47 7,48 7,47 Sólidos Totales mg/l 156 ± 9 292 ± 9 260 ± 9 268 ± 9 Sólidos Sedimentables ml/l/h 0,2 ± 0,1 < 0,2 < 0.2 < 0.2 DQO mg/l 32 ± 2 85 ± 5 40 ± 2 41 ± 2 DBO mg/l 19 ± 2 34 ± 2 16 ± 2 26 ± 2 Grasas y Aceites mg/l 3 ± 1 14 ± 1 3 ± 1 4 ± 1 SAAM mg/l 3,3 ± 0,1 5,8 ± 0,1 5,3 ± 0,2 2,3 ± 0,1 Nitrógeno amoniacal mg/l 0,39 ± 0,04 6,1 ± 0,1 1,7 ± 0,1 7,9 ± 0,1 Oxígeno Disuelto mg/l 3,1 ± 0,1 5,6 ± 0,1 4,0 ± 0,1 2,7 ± 0,1 Coliformes Fecales NMP/dl 1,2 x 105 2,9 x 105 1,3 x 105 3,5 x 104
Río Corrogres Río Uruca Río Oro
Parámetro Unidad Arriba (1) Abajo (2) Arriba (1) Abajo (2) Arriba (1) Abajo (2)
pH 7,47 7,53 7,81 7,78 7,75 7,82 Sólidos Totales mg/l 188 ± 9 208 ± 9 208 ± 9 776 ± 9 228 ± 9 216 ± 9 Sólidos Sedimentables ml/l/h < 0,2 < 0,2 < 0,2 < 0,2 < 0.2 < 2 DQO mg/l 30 ± 2 15 ± 2 7 ± 1 18 ± 2 15 ± 2 15 ± 2 DBO mg/l 13 ± 2 8 ± 1 < 4 7 ± 1 5 ± 1 4 ± 1 Grasas y Aceites mg/l 3 ± 1 < 2 < 2 < 2 < 2 < 2 SAAM mg/l 2,3 ± 0,2 0,98 ± 0,03 < 0,05 0,51 ± 0,03 0,56 ± 0,03 < 0,05 Nitrógeno amoniacal mg/l 0,8 ± 0,04 0,41 ± 0,04 0,09 ± 0,03 1,8 ± 0,1 0,15 ± 0,03 0,21 ± 0,03 Oxígeno Disuelto mg/l 3,0 ± 0,1 6,5 ± 0,1 8,2 ± 0,1 7,6 ± 0,1 6,1 ± 0,1 8,0 ± 0,1 Coliformes Fecales NMP/dl < 1 < 1 4,0 x 102 3,1 x 102 5,8 x 103 3,1 x 102
Nota: Este Cuadro se elaboró con los resultados de los muestreos en ríos efectuados por el Laboratorio Lambda. De acuerdo con estos resultados los cursos de agua superficiales evaluados se clasifican en la forma siguiente:
Quebrada Rodríguez: Clase 4 Río Uruca: Clase 1 Quebrada Pilas Norte: Clase 3 Río Oro: Clase 1 Río Corrogres: Clase 3
Los cuerpos de agua de mayor caudal y con caídas importantes en su trayectoria, muestran una notoria recuperación en su calidad aparente, después de haber recibido descargas de aguas residuales en el camino; esto debido a la oxigenación que le proporcionan las caídas y a la precipitación de los sólidos suspendidos a lo largo de los cauces.
En todos los cuerpos de agua estudiados se identificaron invasiones en las zonas de protección, y en algunos de ellos se encontraron construcciones sobre los cauces, las que restringen la capacidad hidráulica de los mismos, provocando desbordamientos e inundación de vías, casas de habitación y otras edificaciones en épocas de lluvia.
La cuenca del río Corrogres es la que reúne mayor concentración urbana, incluyendo el centro del cantón. Además de ser la más densa es la más grande de las que se definieron para los propósitos de este estudio.
Se estimaron los caudales de avenidas en los cauces principales del área de estudio en puntos de interés, definidos como lugares donde los cauces presentan condiciones en las cuales se observó poca capacidad de acarreo de las secciones y en algunos casos, puntos de rebalse en precipitaciones importantes.
En el Cuadro 3 se indican los valores estimados para el caudal máximo instantáneo, bajo las condiciones actuales de uso de la tierra, y bajo condiciones futuras estimadas. En el cuadro se anota la capacidad de transporte de la sección en el punto de interés, estimación un tanto grosera dado que la estimación de la pendiente en el tramo no se midió con precisión, dado el carácter preliminar de la estimación.
Cuadro 3: Caudal máximo instantáneo esperado en cada uno de los cauces analizados
Qmáx (m3/s) Cuenca
Uso actual Uso futuro Capacidad de transporte (m3/s)
Río Uruca 179,9 207,9 614,4 Río Oro 81,6 95,0 56,0 Río Corrogres 68,8 85,0 77,0 Quebrada Cruz 28,6 34,8 44,5 Quebrada Rodríguez 49,4 53,1 56,0 Quebrada Pilas 23,0 28,2 13,8 Quebrada Lajas 18,6 27,6 34,7
Quebrada San Marcos 6,0 6,9 93,3
Aguas subterráneas
No es conocida en detalle la utilización actual de los pozos que se construyeron en el pasado como consecuencia de deficiencias en el acueducto. Habiéndose mejorado el acueducto no debiera justificarse la utilización de pozos para el abastecimiento público de agua potable. Se han identificado dos acuíferos a diferentes profundidades: entre 2 y 25 m y entre 30 y 85 m respectivamente. El primero, por las profundidades, presenta una mayor vulnerabilidad que el segundo, pero ambos se asientan bajo cursos de aguas superficiales altamente contaminados con aguas residuales domésticas e industriales, lo que hace que los acuíferos sean altamente vulnerables.
El proyecto de alcantarillado sanitario vendrá a eliminar descargas de tanques sépticos en el suelo, mitigando la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos.
1.1.9 Sobre la infraestructura existente y propuesta de corto y mediano plazo
La infraestructura existente de agua potable a cargo del AyA, no se considera como una interferencia importante para el proyecto, dado que los diámetros son relativamente pequeños. La infraestructura propuesta en el Plan Maestro San José Oeste (CONCESA 2001) contiene tuberías importantes de trasiego de agua desde Potrerillos y el Campo de Pozos de San Rafael hasta Escazú, atravesando Santa Ana, y tuberías de refuerzo en Santa Ana, en diámetros de 900 mm y 400 mm (Radial y Calle Pozos principalmente), que sí son interferencias importantes para el proyecto, por lo que debe coordinarse con AyA la colocación de estas tuberías.
Las tuberías de alcantarillado sanitario existentes, desfogues de aguas residuales tratadas en condominios, centros comerciales, hoteles y otros, son diámetros pequeños que no se considera constituyan interferencias importantes.
Las tuberías de alcantarillado pluvial existentes se investigaron en tanto fueran cruzadas por colectores y redes de aguas residuales del proyecto propuesto. En los planos del diseño preliminar se incluyen los esquemas de los cruces importantes.
Las canalizaciones telefónicas del ICE se ubican en los lados de las calles, muy cerca del cordón de caño o en aceras, a profundidades entre 0,80 m y 1,30 m. No se consideran interferencias importantes para el proyecto, salvo para la construcción de conexiones a las edificaciones ubicadas del mismo lado de la calle que estas canalizaciones.
Las líneas eléctricas subterráneas existentes son prácticamente dentro de condominios, no en calles públicas. Existe un proyecto para canalizar subterráneamente parte de las calles del centro de Santa Ana, que se considera no interferirá con el proyecto.
1.1.10 Sobre los trabajos de ampliación de la Carretera Próspero Fernández
La Carretera Próspero Fernández, en proceso de ampliación bajo concesión a la empresa Autopistas del Sol S.A., será en su paso por el Cantón de Santa Ana, una carretera de dos carriles en ambos sentidos, y será la mayor del país en cuanto a tránsito liviano y pesado se refiere.
Ello implica que no se podrán construir colectores a gravedad en sus márgenes, ni mucho menos tuberías atravesándola transversalmente. Se considera colocar solamente líneas de impulsión en sus costados, dentro del derecho de vía pero fuera de las estructuras de rodaje y canalizaciones de pluviales (cunetas). Estas tuberías son de diámetros menores que los colectores, sin cajas de registro intermedias, sin problemas de conservación de pendientes y fáciles de reparar en caso de daños. La Municipalidad deberá solicitar la autorización correspondiente al Concesionario y al Consejo Nacional de Concesiones para el colocado de estas tuberías, para lo que se preparó la documentación correspondiente, la cual se encuentra en manos de la Municipalidad.
1.1.11 Sobre estudios anteriores de alcantarillado sanitario
En el pasado se efectuaron tres estudios sobre propuestas de alcantarillado sanitario para el Cantón de Santa Ana, a saber:
• AyA-Tahal Consulting Engineers, 1990: Proyecto Plamagam: Plan Maestro de Saneamiento y Alcantarillado Sanitario para la Gran Área Metropolitana.
• González Uribe, Randall, 1996: Estudio de Prefactibilidad para la Recolección y Tratamiento de las Aguas Residuales del Cantón de Santa Ana, Informe de Trabajo de Graduación para obtener el Grado de Licenciado en Ingeniería Civil. UCR-FI-EIC.
• AyA-Geotécnica, 1998: Estudio de Alcantarillado Sanitario de la Gran Área Metropolitana. En el primer estudio se propuso una planta de tratamiento general para el Área Metropolitana, incluyendo Santa Ana, ubicada al Oeste de La Reforma en San Rafael de Alajuela, consistente en lagunas de estabilización. Esta propuesta no fue aceptada por la gran cantidad de área requerida para las lagunas y el hecho de concentrar en este sitio las aguas residuales de toda el Área Metropolitana. El segundo estudio propuso una planta de tratamiento a ser ubicada en terrenos del Centro Conservación Santa Ana (Zoológico) al norte de la Carretera Próspero Fernández, y el tercer estudio propuso ubicar la planta de tratamiento en un terreno ubicado al Oeste del terreno anterior, donde en la actualidad se desarrolla el Condominio Hacienda del Sol.
1.1.12 Sobre el estudio demográfico
El Cuadro 4 contiene el resultado de la proyección de población por distrito y total cantonal resultante del estudio.
Cuadro 4: Proyección de población por distrito y cantón
Población proyectada (Habitantes)
Distrito/Año 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 Santa Ana 8,517 10,383 11,686 12,984 14,387 15,785 17,273 18,804 20,387 Salitral 3,369 4,353 5,428 6,558 7,913 9,330 10,949 12,712 14,634 Pozos 9,025 14,094 18,796 23,830 29,542 35,648 42,523 50,002 58,159 Uruca 5,635 7,570 9,064 10,570 12,188 13,813 15,540 17,313 19,139 Piedades 6,199 8,539 10,219 11,974 13,952 16,017 18,279 20,700 23,292 Brasil 1,762 2,671 3,292 3,943 4,640 5,370 6,164 7,005 7,900 Cantón 34,507 47,609 58,486 69,860 82,622 95,963 110,729 126,536 143,512 Nota: Cantón como la suma de la proyección de los distritos
1.1.13 Sobre la estimación de caudales de aguas residuales
El Cuadro 5 contiene la proyección del caudal promedio total de aguas residuales por distrito y el total del cantón.
Cuadro 5: Caudal promedio total de aguas residuales por distrito y cantón (l/s)
Proyección del caudal promedio total de aguas residuales (l/s) Distrito/Año 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 Santa Ana 25,90 29,04 32,46 35,89 39,58 43,41 47,40 Salitral 10,58 12,78 15,42 18,19 21,34 24,78 28,53 Pozos 55,18 68,60 83,79 99,92 118,00 137,59 158,87 Uruca 20,91 24,48 28,34 32,25 36,44 40,77 45,21 Piedades 20,67 24,24 28,26 32,45 37,05 41,97 47,24 Brasil 6,42 7,69 9,04 10,47 12,02 13,66 15,40 Cantón 139,67 166,83 197,31 229,17 264,43 302,18 342,64
1.2 Segunda Parte: Estudio y Evaluación de Alternativas
1.2.1 Sobre los criterios básicos para la formulación de alternativas Etapas de desarrollo
Se propone desarrollar el proyecto en tres etapas sucesivas de construcción de obras: • Primera Etapa: A construir en el 2010, obras para el periodo 2010-2020.
• Segunda Etapa: A construir en el 2020, obras de ampliación para el periodo 2020-2030. • Tercera Etapa: A construir en el 2030, obras de ampliación para el periodo 2030-2040.
Estas etapas obedecen a los criterios establecidos en el Capítulo 3 de este estudio, que consideran la vida útil de las estructuras civiles y de los equipos, además de que proveen los plazos suficientes para actualizar el plan maestro de alcantarillado sanitario antes de la implementación de cada etapa, tanto en aspectos de crecimiento poblacional y generación de aguas residuales como de adecuaciones tecnológicas.
Período de diseño
Las estructuras de la primera etapa (2010-2020) se diseñarán para los períodos de diseño siguientes.
Redes y colectores: Capacidad para caudales del año 2040 Estaciones de bombeo:
• Estructuras civiles: Capacidad para caudales del año 2040 • Equipos e instalación eléctrica: Capacidad para caudales del año 2020 Líneas de impulsión: Capacidad para caudales del año 2020 (1) Planta de tratamiento: Capacidad para caudales del año 2020
Espacio general para el año 2040
(1) Para las etapas subsiguientes pueden utilizarse estas tuberías aumentando la velocidad de operación.
Topografía
Se efectuó el levantamiento completo de las calles públicas del área del estudio, garantizando una exactitud de 1:5.000 horizontal y vertical, como lo indican los términos de referencia. Además se efectuaron los levantamientos en los terrenos donde se ubicarán las estaciones de bombeo y planta de tratamiento (para el diseño preliminar final).
Zonas de recolección
Para la formulación de las alternativas, el área de estudio se dividió en zonas y subzonas de recolección de aguas residuales, a saber: Guapinol, Caraña, Azul, Radial Sur, Santa Ana, Pozos, Honduras, Radial Norte, Radial Centro, Lindora A y Lindora B.
Del área total de las APPs, el 21,1% quedó fuera de las zonas de recolección, esto debido a que el área que corresponde a este porcentaje está compuesta: a) por la parte del cantón que drena directamente hacia el Río Virilla al norte y b) por la parte del cantón que drena hacia la Quebrada Muerte al oeste.
En relación a la población total proyectada para el cantón, al año 2010 en el área de las APPs que quedó fuera de las zonas y subzonas se ubicaría el 9,2% de la población, al año 2020 el 8,9% de la población y al año 2040 el 8,4% de la población
1.2.2 Sobre los caudales promedio de aguas residuales y de infiltración por zonas y subzonas
Caudal promedio total de aguas residuales (domiciliar + no domiciliar)
El Cuadro 6 contiene la proyección del caudal promedio total de aguas residuales por zona y subzona de recolección sin corrección por conexión efectiva
Cuadro 6: Caudal promedio total de aguas residuales por zona/subzona de recolección (l/s)
Proyección del caudal promedio total de aguas residuales (l/s) Zona / Subzona
2010 2020 2030 2040
Lindora A 4,27 4,86 5,06 5,06
Lindora B 6,86 12,52 14,69 14,75
Proyección del caudal promedio total de aguas residuales (l/s) Zona / Subzona 2010 2020 2030 2040 Radial Norte 3,72 5,26 7,05 9,14 Radial Centro 6,97 10,01 13,46 17,13 Radial Sur 12,94 18,02 24,59 31,96 Pozos 10,29 15,98 25,66 40,66 Santa Ana 39,22 53,97 71,78 91,26 Caraña 9,99 13,44 17,35 21,78 Oro 5,26 7,17 9,28 11,61 Guapinol 6,51 9,41 12,87 17,16 Azul 16,11 21,76 27,86 34,49 Total 129,00 182,74 245,47 318,89 Conexión efectiva
El cálculo de la generación de aguas residuales para cada una de las zonas y subzonas, basado en la proyección de población y en la distribución porcentual de las áreas de las APPs en las zonas y subzonas, que se muestra en el Cuadro 6, para efectos de la formulación de alternativas, debe ser corregido por criterios de conexión efectiva, dado que no toda la población se conectará a la red de recolección, por razones de condición topográfica, condominios con planta de tratamiento operando adecuadamente, áreas y urbanizaciones con lotes grandes de baja densidad que no tendrán red de recolección y áreas alejadas de desarrollo disperso. Si no se considera esta corrección se estarán construyendo estructuras sobredimensionadas, y llegará menos agua a la planta que la esperada, además que este estudio es básico para determinar las conexiones efectivas para la estimación de ingresos en la evaluación financiera del proyecto de la primera etapa.
Caudal promedio total de aguas residuales corregido por la conexión efectiva
El Cuadro 7 contiene la proyección del caudal promedio total efectivo de aguas residuales por zona y subzona de recolección.
Cuadro 7: Caudal promedio total de aguas residuales
por zona/subzona de recolección, corregido por la conexión efectiva (l/s)
Proyección del caudal promedio total efectivo de aguas residuales (l/s)
Zona / Subzona 2010 2020 2030 2040 Lindora A 3,63 4,13 4,30 4,30 Lindora B 2,25 5,23 7,38 7,44 Honduras 6,19 9,30 14,11 21,16 Radial Norte 3,72 5,26 7,05 9,14 Radial Centro 6,90 9,90 13,30 16,97 Radial Sur 10,28 14,08 19,71 24,81 Pozos 8,85 13,72 22,15 35,00 Santa Ana 22,95 30,93 58,07 74,18 Caraña 6,40 8,44 12,83 16,29 Oro 0,00 0,00 8,31 10,42 Guapinol 5,19 7,50 10,30 13,85 Azul 11,94 16,30 21,54 26,59 Total 88,31 124,77 199,05 260,14
Conexión efectiva en términos de población y caudal
En términos de población proyectada al 2020, Primera Etapa, la aplicación del criterio de conexión efectiva da como resultado un 56,4% de cobertura respecto a la población total proyectada para el cantón; y un 61,9% de cobertura respecto a la población proyectada en el área
que cubre la primera etapa. Asimismo, al 2040, horizonte del estudio, la aplicación del criterio de conexión efectiva da como resultado un 70,6% de cobertura respecto a la población total proyectada para el cantón; y un 77,1% de cobertura respecto a la población proyectada en el área que se cubre en el horizonte del estudio.
En términos de los caudales proyectados de aguas residuales totales (domiciliar y no domiciliar), la aplicación del criterio de conexión efectiva al 2020 da como resultado que el caudal promedio efectivo total corresponde al 63,2% del caudal promedio total proyectado para el cantón y al 68.3% del caudal promedio total proyectado en el área de cobertura; al año 2040, estos valores pasan a ser un 75,9% y un 81,6% respectivamente.
Caudales de infiltración
Para la formulación de alternativas se requiere la estimación de los caudales de infiltración. En el Cuadro 8 se muestra la proyección del caudal de infiltración por zona y subzona de recolección. Estos caudales consideran el crecimiento de calles, y consecuentemente de longitud de tuberías, en el tiempo, para la estimación de los caudales futuros de infiltración.
Cuadro 8: Caudal de infiltración por zona/subzona de recolección (l/s)
Caudal de infiltración (l/s) Zona / Subzona 2010 2020 2030 2040 Lindora A 0,81 0,84 0,85 0,85 Lindora B 0,60 0,94 1,01 1,02 Honduras 2,21 2,64 2,81 2,86 Radial Norte 0,11 0,11 0,11 0,11 Radial Centro 0,48 0,59 0,66 0,76 Radial Sur 1,21 1,55 1,79 1,93 Pozos 1,86 2,52 2,94 3,18 Santa Ana 7,06 8,84 10,98 11,52 Caraña 1,34 1,67 2,01 2,16 Guapinol 1,46 1,91 2,18 2,37 Azul 2,58 3,27 3,74 4,02 Total 19,73 24,88 29,08 30,78
1.2.3 Sobre los caudales máximos y mínimos de diseño por zona/subzona
En el Cuadro 9 se presentan el caudal máximo de diseño (2040) y mínimo de diseño (2010) para el prediseño de redes y colectores correspondiente a cada zona/subzona.
Cuadro 9: Caudales máximo (2040) y mínimo (2010) de diseño para cada zona/subzona
Zona/Subzona Caudal mínimo de diseño (l/s) Caudal máximo de diseño (l/s)
Lindora A 7,4 9,75 Lindora B 4,66 16,41 Honduras 13,35 46,66 Radial Norte 6,81 19,03 Radial Centro 12,91 35,88 Radial Sur 19,72 53,29 Pozos 17,79 75,64 Santa Ana 48,37 165,09 Caraña 12,86 35,87 Guapinol 10,80 31,04 Azul 24,07 59,05
1.2.4 Sobre las alternativas para la Planta de Tratamiento Sitios de ubicación
Se identificaron cinco (5) sitios para la ubicación de la planta de tratamiento, a saber: terreno del Antiguo Botadero Municipal; terreno del Centro Conservación Santa Ana (Zoológico) ubicado al norte de la Autopista Próspero Fernández; terreno en Lagos de Lindora al oeste del la urbanización Lagos de Lindora; terreno ubicado al este de la entrada a Valle del Sol y terreno de un tajo propiedad de la empresa Meco en el noreste del área del estudio, contiguo al Río Virilla. Estos sitios se evaluaron con una metodología multicriterio, y como resultado, se seleccionaron tres para .los cuales se desarrollaron alternativas para el alcantarillado sanitario. Los sitios ubicados en el Tajo Meco, al noreste del área de estudio, por su lejanía con las áreas de cobertura, y el sitio ubicado entre los condominios Valle del Sol y Hacienda Lindora, por su alto costo y aspectos ambientales de ubicación de la planta contiguo a residenciales, fueron descartados, quedando los sitios del terreno del Centro Conservación Santa Ana (Zoológico) al norte de la carretera Próspero Fernández, el terreno ubicado contiguo a la planta de tratamiento existente de la Urbanización Lagos de Lindora, y el terreno del antiguo Botadero Municipal conjuntamente con un terreno contiguo privado.
Gradualidad del tratamiento
Las regulaciones legales vigentes (Decreto Ejecutivo No.32133-S-MINAE) permiten efectuar el tratamiento de las aguas residuales de tipo ordinario generadas en centros urbanos en forma gradual, valga decir, con base en la modelación de la calidad del agua del cuerpo receptor evaluando el efecto ambiental del proyecto, considerando razones financieras de costos de inversión del tratamiento. En el presente estudio no se aplicará la gradualidad en el tratamiento establecida en el DE-32133 publicado en La Gaceta 239 del 07 Dic 04, ya que como estudio preliminar de factibilidad se deberán considerar los costos en las condiciones más desfavorables (tratamiento completo para cumplir con las normas de vertido), además de que el ahorro por gradualidad es pequeño para el proyecto (planta de tratamiento completa versus una planta para tratamiento primario).
No se omite manifestar, que aún cuando se aplique la gradualidad, en el mediano y largo plazo se debe cumplir con el Reglamento de Vertidos y Reuso del Agua Residual, ya que para la aprobación de la gradualidad por parte del Ministerio de Salud se debe presentar una propuesta para las etapas de desarrollo del proyecto, justificada con base en los resultados del modelo de la calidad del agua del cuerpo receptor, garantizando el plazo en el cual se cumplirá totalmente con el Reglamento de Vertidos.
Alternativas de procesos de tratamiento
Para la preselección de los procesos de tratamiento, se utilizó el sistema multicriterio, considerando aspectos técnicos, económicos, ambientales y sociales, para evaluar cada una de las tecnologías, no omitiendo indicar que cada tecnología conlleva un tratamiento preliminar idéntico. Como resultado de la evaluación de los procesos de tratamiento se propusieron y evaluaron los conjuntos de procesos secundarios siguientes:
Lagunas:
Laguna anaeróbica + facultativa Laguna aireada facultativa
Laguna aireada de mezcla completa + Laguna de decantación
Sistemas aerobios:
Tanque Imhoff + Lodos activados convencionales
Lodos activados con aireación extendida
Lodos activados de flujo intermitente
Sistemas anaerobios: UASB + Laguna Aireada
UASB + Lodos activados convencionales
Para cada uno de estos conjuntos de procesos, se estimaron las áreas netas necesarias, habiéndose obtenido como resultado, que las alternativas de tratamiento que involucran lagunas requieren áreas que van desde 14,22 Ha para tratamiento secundario a base de lagunas únicamente, hasta 5,25 Ha para una solución combinada de UASB con lagunas aireadas y de sedimentación; y que las alternativas que involucran procesos anaerobios y aerobios, no de lagunas, requieren áreas que van desde 1,70 Ha para un conjunto de procesos con aireación extendida, hasta 0,79 Ha, para un conjunto de procesos UASB y sedimentación secundaria.
Si bien las alternativas que contienen lagunas en sus diferentes modalidades son las mejor calificadas de acuerdo con los criterios ponderados, las áreas que se requieren escapan a la disponibilidad de terrenos en el área de estudio y en el Cantón de Santa Ana.
Resultados de la comparación financiera de alternativas
El resultado de la evaluación financiera para las tecnologías de tratamiento propuestas (conjuntos de procesos), indica que la alternativa de menor costo es la Alternativa de UASB + Lodos Activados convencionales, seguida de la Alternativa UASB + Laguna Aireada; y luego las otras alternativas. La alternativa de menor costo es la que se recomienda en el estudio.
1.2.5 Sobre los esquemas de colectores, estaciones de bombeo e impulsiones Esquema general del sistema de recolección
Los esquemas propuestos de colectores, estaciones de bombeo e impulsiones, están definidos por la ubicación de la planta de tratamiento, ya que estos esquemas responden al requerimiento de hacer llegar las aguas residuales a la planta de tratamiento, considerando la configuración topográfica y la infraestructura de calles y carreteras, que imponen limitaciones y definen el esquema, a lo que se agrega, que todos los sitios identificados se ubican al norte de la carretera Próspero Fernández.
Los colectores y estaciones de bombeo se han planeado considerando la topografía levantada, para lograr la mayor cobertura posible al menor costo, proporcionado flexibilidad posterior en cuanto a las conexiones futuras al sistema.
Esta configuración y limitantes hace que la solución al sur de la carretera Próspero Fernández sea la misma para todas las alternativas, existiendo variantes al norte de esta carretera que definen las obras no comunes a ser evaluadas.
Alternativas
Se plantearon tres alternativas de solución, que obedecen a igual número de sitios para ubicar la planta de tratamiento. Para cada una se elaboró el esquema principal de colectores, estaciones de bombeo e impulsiones, se definieron las obras no comunes, las que se predimensionaron, costearon y evaluaron, utilizando la metodología financiera de valor presente neto para la comparación.
Resultados de la comparación financiera de alternativas
El ejercicio de comparación financiera de alternativas se realiza considerando las tres etapas de desarrollo para alcanzar el horizonte del proyecto, el año 2040. En la comparación no se consideran los beneficios esperados debido a que los mismos son iguales para las tres alternativas, por lo cual estamos ante el caso de alternativas mutuamente excluyentes con beneficios iguales.
En la comparación financiera se utilizan solamente los costos no comunes entre las alternativas, lo que es la práctica usual en ingeniería económica, ya que los costos comunes no tienen ingerencia en el resultado. Si el porcentaje que representan los costos comunes es significativo en relación al costo total de la alternativa, como es el caso en el presente estudio, las diferencias relativas del valor presente entre las alternativas se minimizan, pero ocultan diferencias. Esta situación es la que se trata de evitar ya que el objetivo de la comparación de alternativas es valorar las diferencias significativas entre ellas para escoger la de menor costo. Por otro lado, el análisis de sensibilidad es más claro, permite una mayor visibilidad de los parámetros que se evalúan, no viéndose opacados por los costos de las obras comunes.
Los resultados indican que considerando el costo del terreno para la planta de tratamiento en cada caso, la alternativa de menor costo es la de El Botadero, seguida de Lagos de Lindora y finalmente la del Centro de Conservación Santa Ana (El Zoológico), con diferencias considerables en el costo evaluado como valor presente neto para el horizonte del estudio (período 2010 – 2040).
Los resultados de la corrida del modelo, sin considerar el costo del terreno (situación B en el Cuadro 10), lo que equivale a decir que el costo por metro cuadrado es igual para las tres alternativas, indican que la Alternativa de menor costo es la del Centro de Conservación Santa Ana (de El Zoológico), seguida de Lagos de Lindora y finalmente El Botadero, estas dos últimas con costos similares. Estos últimos resultados son lógicos considerando que el terreno del Centro de Conservación Santa Ana (Zoológico) corresponde aproximadamente al centro geométrico del área del estudio, siendo las distancias de colectores y líneas de impulsión, y cargas de bombeo, menores que en las otras dos alternativas.
El análisis de sensibilidad para tasas de descuento del 10% y del 14%, no modificó el orden de los resultados en cada alternativa. La alternativa de menor costo, considerando el costo del terreno para la planta de tratamiento, es la que se recomienda para el estudio, y es la que fue avalada por la Munipalidad. Los resultados se muestran en el Cuadro 10.
Cuadro 10: Resultados de la evaluación financiera de las alternativas
Alternativa 1: Planta de tratamiento en el Zoológico Situación A (US$) Situación B (US$)
VPN de la Alternativa (i = 12%) 9.561.026 3.015.287
VPN de la Alternativa (i = 10%) 9.769.219 3.223.481
VPN de la Alternativa (i = 14%) 9.405.307 2.859.569
Alternativa 2: Planta de tratamiento en Lagos de Lindora Situación A (US$) Situación B (US$)
VPN de la Alternativa (i = 12%) 8.355.333 4.224.595
VPN de la Alternativa (i = 10%) 8.574.929 4.444.191
VPN de la Alternativa (i = 14%) 8.188.580 4.057.842
Alternativa 3: Planta de tratamiento contiguo a Antiguo
Botadero Situación A (US$) Situación B (US$)
VPN de la Alternativa (i = 12%) 7.114.650 4.348.911
VPN de la Alternativa (i = 10%) 7.307.605 4.541.867
VPN de la Alternativa (i = 14%) 6.968.325 4.202.587
Notas:
Situación A: con un área de terreno de 5.4 Ha para la planta de tratamiento de aguas residuales Situación B: sin considerar el costo del terreno para la planta de tratamiento de aguas residuales
1.3 Tercera Parte: Diseño Preliminar, Presupuesto y Evaluación Financiera y Económica 1.3.1 Sobre el diseño preliminar de redes y colectores
El diseño preliminar se elaboró siguiendo las normas vigentes en el país para alcantarillados sanitarios y de acuerdo con los criterios establecidos para el proyecto. Aplicando estas normas, las redes y colectores, en general, resultan con profundidades hidráulicas del orden del 60%, quedando una capacidad remanente importante para periodos más allá del 2040, condición que resulta usual en diseños de alcantarillados sanitarios, dado que la vida útil de las tuberías sobrepasa este periodo. Las tuberías en servidumbre son las mínimas y estrictamente necesarias para el proyecto. Se han establecido en terrenos de fácil obtención para la Municipalidad, considerando que no se debería pagar por ellas, dada su ubicación y propietarios actuales.
Para el diseño preliminar de la primera etapa el proyecto se dividió en ocho (8) zonas de recolección de aguas residuales, correspondientes a igual número de colectores, definidas por las condiciones topográficas del área de estudio: Guapinol, Caraña, Azul, Radial Sur, Santa Ana, Pozos, Radial Norte y Lindora.
Para cada uno de los colectores, en el Cuadro 11 se presentan los caudales máximos de diseño y en el Cuadro 12 los caudales mínimos de diseño.
Cuadro 11: Caudales máximos de diseño por colector (2040)
Colector QPAR (l/s) Qi (l/s) QMD (l/s) Guapinol 13,85 2,37 31,04 Caraña 16,29 2,16 35,87 Azul 26,59 4,02 59,05 Radial Sur 24,81 1,93 53,29 Santa Ana 74,18 11,52 165,09 Pozos 35,00 3,18 75,64 Radial Norte 47,26 3,73 101,56 Lindora 11,74 1,87 26,16 Total 249,72 30,78 547,70
Cuadro 12: Caudales mínimos de diseño por colector (2010)
Colector QPAR (l/s) Qi (l/s) Qmd (l/s) Guapinol 5,19 1,46 10,80 Caraña 6,40 1,34 12,86 Azul 11,94 2,58 24,07 Radial Sur 10,28 1,21 19,72 Santa Ana 22,95 7,06 48,37 Pozos 8,85 1,86 17,79 Radial Norte 16,82 2,80 33,07 Lindora 5,88 1,41 12,00 Total 88,31 19,73 178,68
1.3.2 Sobre el diseño preliminar de las estaciones de bombeo e impulsiones
Las estaciones de bombeo para las que se realiza el diseño preliminar contarán con bombas sumergibles (cárcamos húmedos), caseta de oficina y comandos eléctricos separados, instalación eléctrica subterránea, transformadores PadMounted (apoyados sobre pedestales de concreto en el suelo no en postes), tecle para el izaje/montaje de equipos de bombeo y acceso (andén) para carga en pick up, agua potable para el lavado de equipos de bombeo, recirculación del bombeo para levantar lodos y desfogue a la quebrada o río de emergencia.
El diseño preliminar se realizó para las cuatro estaciones de bombeo e igual número de conducciones:
• EB1-Caraña, EB2-Azul, EB3-Quebrada Rodríguez, y EB4- Pozón
• Impulsion EB1 –PTAR, Impulsión EB2 – EB1, Impulsión EB3 – PTAR, e Impulsión EB4 – EB3.
El Cuadro 13 contiene el resultado de dimensiones y de potencias de los equipos requeridos en cada estación de bombeo; y el Cuadro 14 los caudales y diámetros de las líneas de impulsión correspondientes a cada estación de bombeo.
Cuadro 13: Dimensiones (2040) y potencias (2020) requeridas en las estaciones de bombeo
Dimensiones/EB (a) EB-1 EB-2 EB-3 EB-4 y 2,50 2,50 2,50 2,50 w 2,50 2,00 3,00 2,00 a 3,20 2,50 4,50 2,50 l 4,20 3,00 7,50 3,00 b 2,00 2,00 2,00 2,00 m 1,50 1,50 2,50 1,50 HTP 2,50 2,50 2,50 2,50 HTC 2,79 3,22 6,83 4,62 HTV 1,50 1,50 1,50 1,50 P escogida: HP 7,50 10,00 100,00 7,50
Nota (a) Ver simbología de dimensiones en los planos, Apéndice 20
Cuadro 14: Caudales, longitudes, diámetros y velocidades de primera etapa de las líneas de impulsión (2020)
Parámetros EB1-PTAR EB2-EB1 EB3-CR EB4-EB3 Q (l/s) 87,83 44,03 248,91 25,09 l (m) 812,00 1.372,00 3718,00 683,00 D (mm) 300,00 200,00 500,00 150,00 V(m/s) 1,24 1,40 1,27 1,42
1.3.3 Sobre el diseño preliminar de la Planta de Tratamiento
La planta de tratamiento es de tecnología UASB seguido de lodos activados convencionales, y el diseño preliminar se realizó para la primera etapa del proyecto (2010-2020), considerando el área requerida para las etapas subsiguientes. Las instalaciones administrativas y generales tendrán capacidad para el horizonte del proyecto, el año 2040, ya que no dependen de los caudales de prediseño.
El diseño preliminar de la planta de tratamiento consideró las siguientes unidades. • Separador de sólidos (tamices)
• Tanque de compensación • Reactores UASB
• Tanques de aireación y sopladores • Sedimentadores secundarios • Deshidratación mecanizada • Quemador de gases
