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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN . INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA METODOLOGÍA PARA IDENTIFICAR MACROMEDIDORES A INSTALAR EN SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO T E S I S QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: M A E S T R O E N I N G E N I E R Í A INGENIERÍA DE SISTEMAS - GESTIÓN INTEGRAL DEL AGUA P R E S E N T A : ANTONIA OCAMPO SOLANO TUTOR: M.I. MARCO A. TOLEDO GUTIÉRREZ 2006 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua Índice 1 Introducción Problemas importantes del agua y de la macromedición en México Pág. 1.1 Aspectos importantes de problemas del agua en México con relación a la medición............................................................................................................ 1 1.1.1 Disponibilidad.................................................................................................... 1 1.1.2 Fuentes de abastecimiento............................................................................... 4 1.1.3 Usos del agua................................................................................................... 5 1.1.4 Coberturas del servicio de agua potable y alcantarillado.................................. 8 1.1.5 Tarifas............................................................................................................... 10 1.2 Macromedición en sistemas de agua potable y saneamiento.......................... 13 1.2.1 Sistemas de agua potable y saneamiento........................................................ 13 1.2.2 Agua no contabilizada....................................................................................... 15 1.2.3 Acciones desarrolladas sobre medición en el país........................................... 17 1.3 Acciones para atender problemas de la medición del agua en México............ 21 1.3.1 Acciones identificadas....................................................................................... 21 1.3.2 Metodología para identificar macromedidores a instalar.................................. 23 2 Marco legal y normativa referente a macromedidores de agua en ciudades 2.1 Marco legal relacionado con macromedidores de agua................................... 26 2.1.1 Ley de aguas nacionales.................................................................................. 26 2.1.2 Ley federal sobre metrología y normalización y su reglamento....................... 30 2.1.3 Ley de adquisiciones, arrendamientos y servicios del sector........................... 36 2.2 Normas que deben cumplir los medidores de agua......................................... 36 2.2.1 NOM-012 SCFI 1994 Medición de flujo de agua en conductos cerrados de sistemas hidráulicos-Medidores para agua potable fría – especificaciones. ............................................................................................. 37 2.2.2 NMX-CH-1/3-1993-SCFI Medición de flujo para agua en conductos cerrados de sistemas hidráulicos-Medidores de agua potable fría- Equipo y métodos de prueba............................................................................ 44 3 Metodología para identificar macromedidores apropiados a instalar en-sistemas de agua potable y saneamiento 3.1 Identificación de medidores que cumplan con las características del Sistema en el que se instalará el medidor........................................................ 50 3.1.1 Características del sistema en el que se instalará el medidor de agua............ 50 Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 3.1.2 Identificación de medidores de agua en función de las características de su uso........................................................................................................... 51 3.2 Establecimientos de características generales del medidor a instalar (considerado como de consulta nivel I)............................................................. 53 3.3 Establecimientos de características técnicas del medidor a instalar (considerado como consulta a nivel II).............................................................. 55 3.4 Consulta páginas de internet del proveedor..................................................... 55 3.5 Establecimiento de requisitos para adquirir el medidor.................................... 56 3.6 Adquisición del medidor.................................................................................... 60 4 Características técnicas de macromedidores de agua (nivel I) 4.1 Caracterización de macromedidores............................................................... 60 4.2 Medidores de velocidad.................................................................................... 62 4.3 Medidores de presión diferencial...................................................................... 70 4.4 Medidores tubo pitot.......................................................................................... 75 4.5 Medidores tipo ultrasónico................................................................................ 79 4.6 Medidores electromagnéticos........................................................................... 82 4.7 Medidores de flujo en conductos a superficie libre........................................... 85 5 Consulta de páginas de internet del proveedor......................... 91 6 Requisitos establecidos por el cliente que deben cumplir los medidores a instalarse en ciudades 6.1 Términos de referencia para la adquisición de medidores de agua................. 92 6.2 Bases de licitación para la adquisición de medidores de agua........................ 102 6.3 Formato de resultados de pruebas de un medidor de agua potable fría con base en la norma NOM-012-SCFI-1994 que debe emitir el laboratorio acreditado....................................................................................... 104 Conclusiones Referencias bibliográficas Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua Índice de anexos Anexo A Laboratorios de prueba acreditados Anexo B Certificación de medidores Anexo C Características técnicas de macromedidoresde agua (nivel II) Anexo D Definiciones y nomenclaturas utilizadas Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua Introducción En México, el problema de la escasez del agua y el aumento de su contaminación en los últimos años ha crecido considerablemente. Los centros urbanos enfrentan el problema de agotamiento de las fuentes locales y su elevada contaminación, los altos costos de captación y conducción del agua y los conflictos generados por los intereses de diferentes usuarios sobre las fuentes. Paradójicamente, ante esta situación, en las ciudades ocurren grandes porcentajes de fugas, se utilizan tecnologías derrochadoras de agua, se reusa en porcentajes reducidos este recurso, los sistemas de facturación y cobranza son deficientes, las tarifas por el servicio frecuentemente no cubren los costos del suministro y existe poca conciencia de la población. De acuerdo a este panorama, se requiere buscar estrategias para usar más eficientemente el agua y mantener las fuentes de abastecimiento en buen estado. Una de las técnicas para lograr un uso eficiente del agua es la medición. En este tema, medición del flujo de agua, se han desarrollado esfuerzos importantes; sin embargo, los problemas existentes son graves y requieren ser atendidos con una estrategia apropiada. Por mencionar algunas cifras, a nivel micromedición, con base en un estudio realizado en el IMTA en 1992 en 15 ciudades, el porcentaje de medidores instalados respecto al número de tomas fue del 60%, de los cuales el 70% se consideró que si funcionaban, y el porcentaje de macromedición[7], considerando diversos procesos como conducción, plantas de bombeo, pozos, plantas potabilizadoras, plantas de tratamiento, va desde el 15 al 46%. Con relación a la sobreexplotación de los acuíferos en donde es necesario conocer, el volumen extraído, los medidores instalados en los trenes de descarga no cumplen Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua con los requisitos mínimos. En general, el usuario desconoce el marco legal y la normativa asociada en este tema. Que un usuario de agua común (organismos operadores, distritos o unidades de riego, u otros) seleccione y adquiera un macromedidor de flujo de agua apropiado no es tarea fácil. En la actualidad, en general se puede afirmar que no se tiene pleno conocimiento de los tipos de medidores ni de sus características técnicas. Existen en el mercado muy variadas opciones de ofertas considerando tipos y costos. El no seleccionar el medidor más adecuado es un problema que debe atenderse en lo mas breve, aunado a otras acciones. En este sentido, en este trabajo “Metodología para identificar macromedidores a instalar en sistemas de agua potable y saneamiento” se plantean los pasos para que el usuario, considerando las características básicas del sistema en donde se instalará el medidor, consulte, comprenda y aprenda sobre las características tanto generales como técnicas de los macromedidores a instalar en sistemas de agua potable y alcantarillado, así mismo que identifique los posibles proveedores y que especificaciones debe exigir que cumplan. El desarrollo de trabajo inicia analizando problemas importantes del agua y de la macromedición en México, identificando acciones a realizar para atender la falta de medición con la participación de diversas instancias a nivel nacional. En el segundo capítulo se presenta el marco legal y la normativa en cuanto a medidores de agua. En el capítulo tres se explica como un usuario con las características del sistema donde se va a instalar el medidor, identifica los macromedidores que más le convienen consultando una matriz de clasificación que relaciona sistemas de medición y tipos de aplicación. En el capítulo cuatro se establecen las características con un grado de descripción general los tipos de macromedidores, principio de funcionamiento, características técnicas (tamaño del medidor, rango de caudales (qmax, qmin,), temperatura máxima de operación, máxima pérdida de presión, error máximo de medición, presión Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua máxima de trabajo y tramos rectos de tubería) y recomendaciones de uso. Esta información general de ser consultada por los usuarios les permitirá comprender y aprender sobre las características generales de los macromedidores en función de sus necesidades y el objetivo es que identifiquen alternativas de tipos de macromedidores que más le convengan (esta consulta, para fines de este trabajo, se denomina “consulta nivel I” ). El usuario en un segundo nivel de consulta, comprenderá y aprenderá con más profundidad las características técnicas de los macromedidores; la finalidad de esto es que el usuario pueda discernir y decidir que dispositivo le conviene adquirir (consulta nivel II). Esta información se presenta en el anexo C. En este trabajo se presenta información a manera de ejemplo de un caso: los macromedidores de velocidad. En el capítulo cinco se presentan las páginas de internet de los proveedores de los diferentes macromedidores que existen en el mercado en el país, la cual puede ser consultada por los usuarios para que puedan identificar el macromedidor que requiera. En el capítulo seis se presentan los requisitos que deben exigir los clientes a los proveedores de medidores, los cuales se agrupan en dos partes: a) Términos de referencia para la adquisición de medidores de agua y b) Estructura de las bases de licitación. Así mismo, se presenta, un ejemplo de formato de resultados que entrega un laboratorio de pruebas acreditado en la evaluación de un medidor de agua potable fría con base en la norma NOM-012-SCFI-1994. En la ilustración I.1 se muestra lo anteriormente mencionado. Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua Ilustración I.1 Pasos para identificar macromedidores de flujo de agua a instalar en sistemas de agua potable y saneamiento 1 2 3 5 4 www.com $ Establecimiento de las características del sistema donde se instalará el medidor (Capítulo tres) Consulta nivel I (Capítulo cuatro) Consulta nivel II (anexo C) Consulta de páginas de internet de proveedores (Capítulo cinco) Establecimiento de requisitos para adquirir el medidor (Capítulo seis) Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua I Introducción En México, el problema de la escasez del agua y el aumento de su contaminación en los últimos años ha crecido considerablemente. Los centros urbanos enfrentan el problema de agotamiento de las fuentes locales y su elevada contaminación, los altos costos de captación y conducción del agua y los conflictos generados por los intereses de diferentes usuarios sobre las fuentes. Paradójicamente, ante esta situación, en las ciudades ocurren grandes porcentajes de fugas, se utilizan tecnologías derrochadoras de agua, se reusa en porcentajes reducidos este recurso, los sistemas de facturación y cobranza son deficientes, las tarifas por el servicio frecuentemente no cubren los costos del suministro y existe poca conciencia de la población.De acuerdo a este panorama, se requiere buscar estrategias para usar más eficientemente el agua y mantener las fuentes de abastecimiento en buen estado. Una de las técnicas para lograr un uso eficiente del agua es la medición. En este tema, medición del flujo de agua, se han desarrollado esfuerzos importantes; sin embargo, los problemas existentes son graves y requieren ser atendidos con una estrategia apropiada. Por mencionar algunas cifras, a nivel micromedición, con base en un estudio realizado en el IMTA en 1992 en 15 ciudades, el porcentaje de medidores instalados respecto al número de tomas fue del 60%, de los cuales el 70% se consideró que si funcionaban, y el porcentaje de macromedición[7], considerando diversos procesos como conducción, plantas de bombeo, pozos, plantas potabilizadoras, plantas de tratamiento, va desde el 15 al 46%. Con relación a la sobreexplotación de los acuíferos en donde es necesario conocer, el volumen extraído, los medidores instalados en los trenes de descarga no cumplen Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua II con los requisitos mínimos. En general, el usuario desconoce el marco legal y la normativa asociada en este tema. Que un usuario de agua común (organismos operadores, distritos o unidades de riego, u otros) seleccione y adquiera un macromedidor de flujo de agua apropiado no es tarea fácil. En la actualidad, en general se puede afirmar que no se tiene pleno conocimiento de los tipos de medidores ni de sus características técnicas. Existen en el mercado muy variadas opciones de ofertas considerando tipos y costos. El no seleccionar el medidor más adecuado es un problema que debe atenderse en lo mas breve, aunado a otras acciones. En este sentido, en este trabajo “Metodología para identificar macromedidores a instalar en sistemas de agua potable y saneamiento” se plantean los pasos para que el usuario, considerando las características básicas del sistema en donde se instalará el medidor, consulte, comprenda y aprenda sobre las características tanto generales como técnicas de los macromedidores a instalar en sistemas de agua potable y alcantarillado, así mismo que identifique los posibles proveedores y que especificaciones debe exigir que cumplan. El desarrollo de trabajo inicia analizando problemas importantes del agua y de la macromedición en México, identificando acciones a realizar para atender la falta de medición con la participación de diversas instancias a nivel nacional. En el segundo capítulo se presenta el marco legal y la normativa en cuanto a medidores de agua. En el capítulo tres se explica como un usuario con las características del sistema donde se va a instalar el medidor, identifica los macromedidores que más le convienen consultando una matriz de clasificación que relaciona sistemas de medición y tipos de aplicación. En el capítulo cuatro se establecen las características con un grado de descripción general los tipos de macromedidores, principio de funcionamiento, características Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua III técnicas (tamaño del medidor, rango de caudales (qmax, qmin,), temperatura máxima de operación, máxima pérdida de presión, error máximo de medición, presión máxima de trabajo y tramos rectos de tubería) y recomendaciones de uso. Esta información general de ser consultada por los usuarios les permitirá comprender y aprender sobre las características generales de los macromedidores en función de sus necesidades y el objetivo es que identifiquen alternativas de tipos de macromedidores que más le convengan (esta consulta, para fines de este trabajo, se denomina “consulta nivel I” ). El usuario en un segundo nivel de consulta, comprenderá y aprenderá con más profundidad las características técnicas de los macromedidores; la finalidad de esto es que el usuario pueda discernir y decidir que dispositivo le conviene adquirir (consulta nivel II). Esta información se presenta en el anexo C. En este trabajo se presenta información a manera de ejemplo de un caso: los macromedidores de velocidad. En el capítulo cinco se presentan las páginas de internet de los proveedores de los diferentes macromedidores que existen en el mercado en el país, la cual puede ser consultada por los usuarios para que puedan identificar el macromedidor que requiera. En el capítulo seis se presentan los requisitos que deben exigir los clientes a los proveedores de medidores, los cuales se agrupan en dos partes: a) Términos de referencia para la adquisición de medidores de agua y b) Estructura de las bases de licitación. Así mismo, se presenta, un ejemplo de formato de resultados que entrega un laboratorio de pruebas acreditado en la evaluación de un medidor de agua potable fría con base en la norma NOM-012-SCFI-1994. Metodología para identificar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua IV En la ilustración I.1 se muestra lo anteriormente mencionado. Ilustración I.1 Pasos para identificar macromedidores de flujo de agua a instalar en sistemas de agua potable y saneamiento 1 2 3 5 4 www.com $ Establecimiento de las características del sistema donde se instalará el medidor (Capítulo tres) Consulta nivel I (Capítulo cuatro) Consulta nivel II (anexo C) Consulta de páginas de internet de proveedores (Capítulo cinco) Establecimiento de requisitos para adquirir el medidor (Capítulo seis) Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 1 CAPÍTULO 1 Problemas importantes del agua y de la macromedición en México 1.1 Aspectos importantes de problemas del agua en México con relación a la medición Por las características de los problemas en el sector del agua en México el grado de la atención requerida debe considerarse prioritaria. En los últimos años, el problema de la escasez ha aumentado considerablemente siendo las causas principales la sobreexplotación del recurso, el uso ineficiente y el aumento de los niveles de contaminación, originados por prácticas inadecuadas en el aparato productivo y de consumo. 1.1.1 Disponibilidad La gran diversidad de climas y situaciones geográficas en el mundo influyen de manera significativa en la disponibilidad del agua. En una lista de 180 países del mundo, nuestro país con una precipitación promedio anual de 771 mm, ocupa el Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 2 lugar 94 con una disponibilidad media per cápita de 4,547 m3/hab/año[1], ubicándose en una situación intermedia en cuanto a oferta del recurso, como se muestra en la tabla 1.1 y 1.2. Tabla 1.1 Precipitación y disponibilidad natural media del agua en algunos países del mundo País Precipitación media anual (mm) Disponibilidad natural media (km3/año) Disponibilidad natural media per cápita (m3/hab/año) Alemania 700 107 1,302 Argentina 591 2,76 7 459 Australia 534 492 26,032 Brasil 1,783 5,418 1,852 Canadá 537 2,85091,640 China 648 2,812 2,201 Corea del Sur 1,274 65 1,386 Costa Rica 2,926 11,2 28 100 Egipto 51 2 26 España 636 1,11 2 808 Estados Unidos 715 2,000 7,184 Francia 867 179 3,020 Guatemala 1,996 109 9,579 Indonesia 2,702 2,838 13,380 Japón 1,668 430 3,394 Marruecos 346 29 1,021 México 771 476 4,547 Países Bajos 778 11 696 Sudáfrica 495 45 1,109 Turquía 593 227 3,408 Fuente: Comisión Nacional del Agua, 2005, Estadística del agua en México Aproximadamente el 16% de los países cuentan con una dotación menor a los 1,000 m3 por habitante al año, cifra considerada como crítica en cuanto a oferta del recurso se refiere. Ver tabla 1.2 [2]. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 3 Tabla 1.2 Clasificación de la disponibilidad natural media de agua Disponibilidad media per - cápita km3/hab/año Clasificación Total de países en el mundo (%) Menor a 1,000 Muy baja 16 1,001-5,000 Baja 35 5,000-10,000 Media 14 Más de 10,000 Alta 35 Fuente: Fernández A., enero-marzo, 2001, “Conservación del agua: única alternativa - ---------------para el futuro”, Tláloc, No 21, p.2 La cantidad de agua disponible varia considerablemente de un país a otro o de una localidad a otra, y la población que se asienta en cada uno de ellos no necesariamente corresponde con esta disponibilidad. La disponibilidad natural del agua en el país muestra contrastes; donde más del 65% de la superficie es árida o semiárida, se presentan apenas el 32% de los escurrimientos y es donde se encuentran las ¾ partes de la población del país y se genera el 85% del producto interno bruto (PIB). Por otra parte, donde la disponibilidad media anual es de 60%, el porcentaje de la población es de 23% y su participación en la economía es del 15%. Ver ilustración 1.1. Fuente: CNA, 2005, Estadísticas del agua en México Ilustración 1.1 Contraste de la disponibilidad natural media de agua en México Debido a esta escasez de agua el objetivo es acceder a más agua producida por un desarrollo sostenido de recursos hidráulicos y asegurar los mejores niveles de bienestar de la sociedad (salud, económico y alimentación). 32% 68% Disponibilidad natural media Población PIB 77% 23% 85% 15% Norte, centro y noroeste 1,835 m3/hab/año Sureste 13,290 m3/hab/año 68% 32% Extensión territorial Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 4 1.1.2 Fuentes de abastecimiento En la producción de agua del subsuelo se cuenta a nivel nacional con 653 acuíferos de los cuales 102 están sobreexplotados (es decir que la extracción es superior a la recarga al menos en un 10%), 17 están contaminados con intrusión salina y 13 presentan el fenómeno de salinización de suelos y aguas subterráneas salobres. De los acuíferos sobreexplotados se extrae aproximadamente el 57% del agua subterránea que se emplea en el país. Debido a la sobreexplotación, la reserva de agua subterránea se está minando a un ritmo cerca de 6 km3 por año [1]. Está sobreexplotación de acuíferos está contribuyendo de una manera importante a: Desaparición de manantiales, vegetación nativa, humedales, lagos, gasto base de ríos y ecosistemas locales. Reducción del gasto de los pozos y afectación en su vida útil. Deterioro de la calidad del agua subterránea (intrusión salina). Abatimiento del nivel del agua subterránea, lo que ha incrementado los costos de extracción debido a mayores consumos de energía eléctrica. Asentamiento y agrietamiento del terreno. Disminución de la rentabilidad de la actividad agrícola. Las aguas superficiales en mayor o menor grado están contaminadas en todas partes. Las descargas de drenajes de pueblos, ciudades que carecen de plantas de tratamiento de aguas residuales, las descargas industriales y los escurrimientos agrícolas que llevan consigo residuos de fertilizantes, herbicidas, pesticidas, etc., provocan la contaminación del río principal, por lo que esta agua no puede ser consumida como agua potable sin un tratamiento previo. En general, la industria y la agricultura llevan gran cantidad de contaminantes químicos a las corrientes de agua. Cada vez está más claro que el agua dulce es un recurso finito y vulnerable a la contaminación. En la ilustración 1.2 se muestran los porcentajes de la calidad del agua que presentan los cuerpos de agua en el país. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 5 Altamente contaminada 6% Presencia de sustancias tóxicas 1% Ligeramente contaminada 51% Aceptable 20% Excelente 6% Contaminada 16% Fuente: Programa Nacional Hidráulico, 2001-2006 Ilustración 1.2 Distribución porcentual de la calidad del agua en 535 cuerpos superficie en el- -- ----------------- país en el 2001 1.1.3 Usos del agua a) Usuarios A nivel nacional la extracción bruta de agua para uso público, agropecuario e industrial es de 75.4 km3, de los cuales 27.2 km3 es de origen subterráneo y 48.2 km3 es de origen superficial. En el caso de la industria, uso público y agropecuario, el 6.2%, 25% y 68.7% respectivamente provienen de acuíferos [1]. El desglose del origen de los diferentes usos se presenta en la ilustración 1.3. Estas cifras ayudan a comprender la necesidad de cuidar nuestras fuentes de abastecimiento hoy, para no lamentarlo mañana. El mayor consumo de agua lo tiene el sector agropecuario con el 76% el cual incluye los usos agrícola, pecuario, acuacultura y otros; la industria consume el 10% de agua y el uso público el 14% [1]. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 6 Fuente: Comisión Nacional del Agua, 2005, Estadística del agua en México Ilustración 1.3 Volúmenes de agua concesionados para ussooss ffuueerraa ddeell ccuueerrppoo ddee aagguuaa ((CCiiffrraass aaccuummuullaaddaass aa ddiicciieemmbbrree ddeell 22000044)) b) Uso eficiente del agua La cantidad de agua que necesita el hombre para mantener un óptimo nivel de higiene y salud, en el hogar es de 150 litros por día; en México se utilizan 246 litros/día. A nivel de la industria se utilizan 190 y en agricultura 1,462 litros/persona al día según la CNA [3]. Agricultura 76% Uso público 14% Industria 10% Fuente : Raynal A.. julio–agosto, 2004, “Agua y desarrollo”, Ciencia y desarrollo, p.6 Ilustración 2.4 Volumen de agua que se esta utilizando en los tres usos más importantes 57.4 Agropecuario (76%)10.7 Público (14%) 7.3 Industria (10%) Volumen total de agua concesionado 75.4 km3 (100%) Volumen consumido (km3) 18.7 Subterráneo 38.7 Superficial 6.8 Subterráneo 3.9 Superficial 1.7 Subterráneo 5.6 Superficial Origen (km3) Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 7 Se hace notar que en el país se utilizan 100 litros más de lo necesario en el hogar. En la agricultura el desperdicio del agua es más grande (en climas áridos se requiere para siembra un volumen de agua de hasta 1,000 m3/tonelada de biomasa producida). Por lo general el riego es por inundación opción que además del desperdicio de agua tiene los más bajos índices de eficiencia en la producción de alimentos con respecto a los volúmenes de agua utilizados [3]. En la industria el desperdicio de agua se sigue dando, aunque en menor cantidad que en los usos anteriores (ver tabla 1.3). Tabla 1.3 Consumo de agua para la elaboración de productos industriales Producto Litros de agua consumidos 1 litro de cerveza 25 1 kilogramo de cemento 40 1 kilogramo de papel 300 1 kilogramo de aluminio 1,200 Fuente: Comisión Nacional del Agua, 1999, Compendio básico del agua en México En la ilustración 1.5 se observa el consumo promedio de agua en una ciudad (sector público). Casa-habitación 71% Sector servicios 2% Comercio 15% Industria 12% Fuente: Arreguín Felipe, Octubre 1991, Uso eficiente del agua en ciudades e industrias- Ilustración 1.5 Consumo promedio de agua en una ciudad Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 8 El mayor porcentaje de consumo de agua en una ciudad se da dentro de la casas; como se mencionó, cada persona desperdicia 100 litros de agua al día lo que significa que en una familia de 5 personas, el desperdicio es de 500 litros diarios, representando anualmente del orden de 182,500 litros al año, cantidad suficiente para servir aproximadamente a dos terceras partes de la misma población. 1.1.4 Coberturas del servicio de agua potable y alcantarillado La cobertura del servicio de agua potable y alcantarillado constituye uno de los mejores indicadores del nivel de bienestar y desarrollo de los países y la carencia de éstos está directamente relacionada con un bajo nivel de vida y con la presencia de enfermedades que afectan el entorno social, económico y ambiental de los habitantes. En la tabla 1.4 se indican los porcentajes de la población que cuentan con el servicio de agua potable, alcantarillado y saneamiento en el país, a diciembre de 2003. Tabla 1.4 Situación de coberturas de agua potable y alcantarillado a diciembre de 2003 en el país Población con servicio Población sin servicio Agua potable Alcantarillado Agua potable Alcantarillado Habitantes en viviendas particulares Habitantes Porcentaje Habitantes Porcentaje Habitantes Porcentaje Habitantes Porcentaje 100,371,620 89,752,186 89.4 77,496,077 77.2 10,619,434 10.6% 22,875,543 22.8% Fuente: Comisión Nacional del Agua, 2005, Estadística del agua en México El crecimiento acelerado de la población en México complica el avance de proporcionar el servicio de agua y alcantarillado al total de la población, debido a que la cobertura del servicio de agua potable y alcantarillado con respecto al crecimiento de la población es inferior, en el período 1990-2001, se proporcionó el servicio de agua a 22.3 millones de personas, pero en ese mismo periodo, la población creció en más de 14.5 millones; por lo que la cobertura del servicio de agua, únicamente fue a 11 millones de personas [4]. Del 2000 al 2003 el servicio de agua potable creció 1% con respecto a la población. Ver ilustración 1.6. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 9 2000 2003 Alcantarillado Agua potable Población 10 0 % 10 0 % 87 .8 % 89 .4 % 76 .2 % 77 .2 % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Año Fuente: Comisión Nacional del Agua, 2005, Estadística del agua en México Ilustración 1.6 Porcentaje de cobertura de servicio de agua potable y alcantarillado con respecto --------------------a la población en el 2000 y 2003 Al respecto, en un análisis realizado por la Organización para la cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) acerca de los objetivos alcanzados del Plan Nacional Hidráulico 1995-2000, se destaca, que: El uso de los recursos hídricos sigue siendo insustentable. Las pérdidas de agua por los sistemas de suministro de riego y agua potable, a pesar de las mejoras recientes, siguen siendo elevadas. El grado de sobreexplotación de las aguas subterráneas está en aumento. El Programa Nacional Hidráulico (PNH) 2001-2006 establece dentro de sus perspectivas para el 2025 seis indicadores para el suministro del agua y alcantarillado (ver tabla 1.5). Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 10 Tabla 1.5 Suministro de agua y alcantarillado para el 2025 con un crecimiento sustentable No Indicadores de suministro de agua Situación 2000 % Situación tendencial % Crecimiento sustentable 2025 % 1 Pérdidas de aguas en redes urbanas 44 44 24 2 Cobertura de servicio de agua potable 88 88 97 3 Pérdidas de aguas en riego 54 51 37 Indicadores de aguas residuales 4 Cobertura de servicio de drenaje 76 76 97 5 Proporción de agua residual tratada 23 60 90 6 Volumen de agua utilizada (millones de km3/año)* 72/79 85/91 75/80 *Con restricciones en la demanda por sequía Fuente: Programa Nacional Hidráulico, 2001-2006 Para el logro de estos objetivos, el PNH plantea diversas estrategias nacionales; una de las más importantes es el uso eficiente del agua. 1.1.5 Tarifas Las tarifas son un instrumento fundamental para promover la implantación de programas de uso eficiente del agua, los cuales generan ahorro de agua si en su estructura se observan las siguientes condiciones [5]. Que reflejen el costo real. Que estén relacionadas con los consumos. Que los incrementos diferenciales sean grandes para que puedan inducir a ahorrar agua. Que los cambios de tarifas estén acompañados de programas de comunicación y educación. En México, en general las tarifas son distintas para los usuarios domésticos, comercios e industrias, y generalmente son progresivas; es decir, a mayor consumo de agua el precio por metro cúbico es mayor. Los servicios utilizados para medir el consumo del agua, son: El servicio medido: El consumo que indica el medidor Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 11 El servicio no medido se lleva a cabo en formas diversas: por cuota única, por cuota fija para diferentes sectores de la población, pordiámetro de la toma domiciliaria, por tamaño del comercio, por el tipo de industria o por simple estimación, entre otras. En la tabla 1.6 se presenta el precio del metro cúbico de agua correspondiente a un consumo de 30 m3 al mes en diferentes ciudades del país, así como las tarifas entre 2002 y 2003 en sus diferentes usos. Se aclara que el consumo doméstico, la diferencia en el cobro del servicio entre un año y otro se calculó tomando como referencia el consumo de 30 m3 por toma al mes (consumo considerado como promedio nacional). Tabla 1.6 Tarifas de agua, por tipo de servicio de 2002 a 2003, en las principales ciudades del país Tipo de uso No. Ciudad $/m3 En consumo de 30 m3 por mes Doméstico Comercial Industrial 1 Tijuana 9.12 11.1 9.7 8.7 2 La Paz 6.60 5.4 22.4 23 3 Monterrey 5.96 4.21 7.31 17.0 4 Manzanillo 5.18 26 38 37.5 5 Torreón 4.42 7.1 19.9 18.9 6 Chetumal 4.30 2.4 1.4 1.4 7 Cancún 4.30 2.4 4.1 4.1 8 Puebla 3.76 3.8 4.0 4.0 9 Guadalajara 3.74 9.7 17.8 17.8 10 Hermosillo 3.66 11.2 9.8 9.8 11 Cd. Obregón 3.66 29.8 1.1 1.1 12 Zacatecas 3.58 - - - 13 Culiacán 3.18 40.1 38.8 37.9 14 Mazatlán 3.07 23.3 24.2 24.2 15 Cd. Juárez 2.80 - 15.0 - 16 San Luis Potosí 2.71 44.0 44.0 44.0 17 Xalapa 2.67 9.4 9.9 8.9 18 Toluca 2.66 4.7 - - 19 Nuevo León 2.48 18.25 70.8 89.3 20 Mexicali 2.46 11.3 11.7 11.7 21 Tampico 2.07 - 85.2 85.0 22 Colima 1.93 33.1 80.2 - 23 Distrito Federal 2.75 5.8 5 5 24 Mérida 1.87 - - - 25 Morelia 1.19 10.2 12.4 30.3 26 Campeche 1.00 - - - Fuente: Comisión Nacional del Agua, diciembre, 2003, Situación del Subsector Agua Potable,, ------------ ----- Alcantarillado y Saneamiento Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 12 Tomando como referencia el precio promedio del metro cúbico en un consumo de 30 m3 por familia al mes, se observa que en ciudades como Tijuana, La Paz, Monterrey y Manzanillo, el precio por metro cúbico es de los más elevados a nivel nacional. En contraste, las ciudades como Campeche y Morelia figuran entre las más bajas del país. Las mayores tarifas se registran en las ciudades más grandes o turísticas. La tarifa doméstica generalmente es más baja incrementándose casi al doble la tarifa comercial y al triple la tarifa industrial. La variación de las tarifas de una ciudad a otra se debe generalmente al costo de llevar el servicio del agua a la población (costo de explotación, conducción y tratamiento). . El Banco Mundial señala, que México está al borde de una crisis en relación con el agua, que obliga a los gobiernos federal, estatales y municipales a "fijar tarifas que reflejen la escasez e imponer su pago" [6]. La CNA ha señalado que las tarifas del servicio de agua potable deben aumentarse al menos 50 por ciento, debido a que las tarifas aplicadas no cubren los costos de producción del servicio. En la tabla 1.7 se puede observar que si bien las tarifas que se cobran por el servicio de agua potable en diversos países, es menor a los costos de producción y distribución, lo que impide el autofinanciamiento de las empresas del agua, también existen casos en el otro sentido; situación que plantea que es posible emprender acciones en México y lograr que la tarifas promedios de cobro por el servicio de agua tengan efectos de autosustentabilidad económica. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 13 Tabla 1.7 Costos y tarifas de agua potable en diversos países No. País Costos de producción y distribución (USD$/m3) Tarifa media (USD$/m3) Relación TM/CPP * 1 Estados Unidos 0.58 - 0.00 2 Canadá 0.50 0.45 0.90 3 Brasil 0.52 0.54 1.04 4 Paraguay 0.35 0.25 0.71 5 Chile 0.38 0.26 0.68 6 Argentina 0.48 0.25 0.52 7 Ecuador 0.036 0.14 3.89 8 Colombia 0.22 0.25 1.14 9 Bolivia 0.19 0.30 1.58 10 Rep. Dominicana 0.23 0.21 0.91 11 Puerto Rico 0.38 0.65 1.71 12 Panamá 0.18 0.27 1.50 13 Nicaragua 0.39 0.36 0.92 14 Honduras 0.25 0.13 0.52 15 Haití 0.60 0.71 1.18 16 Guatemala 0.04 0.39 9.75 17 El Salvador 0.37 0.29 0.78 18 Cuba 0.08 0.07 0.88 19 Costa Rica 0.07 0.042 0.60 20 Belice 0.69 1.15 1.67 *TM = Tarifa media *CPD = Costo de producción y distribución Fuente: Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente ------------ (CEPIS/OPS), 2000, “Evaluación de los servicios de agua potable y saneamiento 2000 en -------- ------------ -las Américas” DE U 1.2 Macromedición en sistemas de agua potable y saneamiento 1.2.1 Sistema de agua potable y saneamiento La medición es una técnica de uso eficiente del agua, el cual se aplica en los sistemas de agua potable y saneamiento en los diversos componentes del proceso de producción de agua: captación, conducción, distribución y consumo. La medición del agua facilita la planeación, diseño, construcción, operación, mantenimiento y administración de los sistemas, lo que permite promover que los consumos sean racionales, manteniendo un equilibrio adecuado entre la producción y la demanda de agua. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 14 La macromedición en un sistema de agua potable y saneamiento tiene como objetivo cuantificar los caudales captados, conducidos y distribuidos. Ver ilustración 1.7 y tabla 1.8. Tabla 1.8 Componentes de un sistema de suministro del servicio de agua No Componentes 1 Equipos y estructuras de captación (pozos o presas, ríos, lagos etc.,) 2 Tuberías de conducción 3 Plantas de potabilización 4 Plantas o estaciones de rebombeo 5 Tanques de regulación o almacenamiento 6 Red de distribución 7 Red de recolección o alcantarillado 8 Plantas de tratamiento de aguas residuales Ilustración 1.7 Componentes importantes de un sistema de abastecimiento de -- -------------- ------ --- agua potable y saneamiento Pozo Tanque regulador Potabilización Presa, río,... Planta de tratamiento Distribución Subsistema Macromedición Subsistema Micromedición Sistema de agua potable y saneamiento Casas, negocios, oficinas Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 15 Con la medición en los diferentes puntos de un sistema de abastecimiento de agua, es posible establecer un balance hidráulico en términos de volúmenes e identificar donde se desperdicia o se fuga el agua. Factores que afectan la macromedición del agua Los volúmenes de agua producidos en el país en los sistemas de abastecimiento de agua potable y saneamiento son difíciles de determinar con el grado de confiabilidad que se requiere, debido a diversos factores: a) No existen medidores La mayoría de los organismos operadores de agua potable no cuentan con un sistema de medición de caudal permanentemente; estiman su medición mediante campañas de medición mensuales o bimestrales, atendiendo especialmentelas captaciones [7]. b) El medidor no está calibrado La calibración de los medidores en importante para determinar el grado de confiabilidad de las mediciones, la Ley federal sobre metrología y normalización lo establece en sus artículos trece y catorce. En el entendido que calibración es, el conjunto de operaciones que tiene por finalidad determinar los errores de un instrumento para medir y, de ser necesario, otras características metrológicas, así como, en su caso, realizar el ajuste correspondiente [8] . c) El medidor no funciona El medidor no está diseñado para las condiciones en que están operando. 1.2.2 Agua no contabilizada a) Datos generales El problema del agua no registrada o no contabilizada (ANC) se manifiesta en diferentes proporciones. En ciudades como París, Francia y Los Ángeles, California tienen un porcentaje de agua no contabilizada alrededor de un 10% y se consideran eficientes. El agua no contabilizada representa el agua que se ha producido y se ha “perdido” antes de que llegue al usuario (sea a través de fugas, por usuarios piratas, o por uso legal pero sin monitoreo). Ver ilustración 1.8. Ilustración 1.8 Perdida del agua producida Agua producida = Consumo + Fallas de medición + Fugas + Tomas clandestinas Agua no contabilizada Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 16 En ciudades de Inglaterra se observa un índice de ANC entre un 10 y 20%; Estados Unidos se encuentra entre un 10 y 30%. En Latinoamérica se tienen porcentajes fluctuando entre el 30 y 80%, los que se consideran demasiado altos y muestran la ineficiencia con que se operan la mayoría de los sistemas de agua en este continente. En la tabla 1.9 se indican los rubros del agua no contabilizada y sus porcentajes correspondientes. Tabla 1.9 Porcentajes del agua no contabilizada No Rubros Porcentaje de ANC 1 Fallas de medición (macro y micromedición) 40 2 Fugas 35 3 Conexiones clandestinas, fraudes o robos. 25 Total 100 Fuente: Programa de control de agua no contabilizada, 2005. El mayor porcentaje de agua no registrada es por fallas de medición desde que sale de la fuente hasta que llega al consumidor. b) Agua no contabilizada en México Considerando que en el país, en promedio el 40% se pierde en los sistemas urbanos en fugas y en fallas de medición; anexando las tomas clandestinas, se estima que en promedio un 50% de agua no se contabiliza. Ver tabla 1.10 La eficiencia global promedio (por ciento del agua producida que se cobra) con la que actualmente opera un sistema de agua potable es de 30%. Fuente: Fernández A., enero-marzo, 2001, “Conservación del agua: única alternativa para el futuro”, Tláloc, ------------No 21, p.5 Ilustración 1.9 Eficiencia global media con la que actualmente opera un sistema de agua Fugas y fallas en la medición 40% 100% Pro- ducido 60% Consumido Tomas clandestinas 10% 50% Facturado Porcentaje no cobrado 20% 30 % cobrado Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 17 Tabla 1.10 Porcentajes del agua no contabilizada en México en el 2001 No Causa Porcentaje de las pérdidas 1 Fallas de medición por macro y micromedición y fugas 40 2 Conexiones clandestinas, fraudes o robos. 10 Total 50 Fuente: Fernández A., enero-marzo, 2001, “Conservación del agua: única alternativa - --- ----------------- para el futuro”, Tláloc, No 21, p.6 Por otro lado, para el 2003 el agua no contabilizada a nivel nacional se estimó del orden del 44%, dato obtenido de 157 organismos operadores [10]. 1.2.3 Acciones desarrolladas sobre medición en el país En el año de 1988, la CNA estableció que, se abastecían alrededor de 170 m3/s de agua a 160 localidades con población mayor de 10 mil habitantes. De este caudal sólo se medía directamente el 43%, faltando por medir cerca de 97 m3/s que suministraban agua a 140 localidades, y que la mayor parte del volumen suministrado a las ciudades y no medido se extrae por cerca de 3,000 pozos [9]. La CNA, en 1989, instaló 319 medidores en varias fuentes de abastecimiento en nueve ciudades, pasando la cobertura nacional de medición del 43% al 51% del volumen abastecido a ciudades. En el 37% de las ciudades se subestimaba el volumen ingresado a la red y en el 63% de las ciudades se sobreestimaba [9]. La CNA, en 1989, verificó la precisión de medidores de propela. El 30% trabajan dentro de los límites aceptables de error; el 60% tienen errores que varían del 5 al 20%; y el 10% restante tienen errores exagerados por distancias inadecuadas en la instalación, y presencia de aire [9]. A nivel micromedición en un estudio realizado en 15 ciudades en 1992 se encontró que de 843,979 tomas únicamente 60% tenían medidor , de los cuales únicamente funcionaban el 70% de ellos. Ver tabla 1.11. Tabla 1.11 Estudio realizado en 1992 en 15 ciudades Medidores No de tomas No de tomas con medidores Porcentaje con medidores Si funcionan Porcentaje si funcionan No funcionan Porcentaje no funcionan 843,979 512,286 60.6 361,315 70 150,971 30 Fuente: Maldonado S. J. Evaluación de pérdidas en sistemas de agua potable, IMTA, 1992. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 18 En 1992 se publicó en el Diario Oficial de la Federación, la Ley de Aguas Nacionales, en donde se exponen los artículos 7-VIII, 26-II, 29-V-VI, 119-VII-X-XI, relacionados con la medición del agua, estos artículos se presentan en el capítulo dos de este trabajo. Con base en esta Ley de Aguas Nacionales, la CNA, mediante la Subdirección General de Administración del Agua realiza campañas de instrumentación y medición de caudales, con el fin de controlar y verificar las cantidades de agua asignadas a los diversos usuarios en las concesiones. En el 2000 y 2001 la CNA y el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua elaboro 13 documentos autodidácticos conocidos como “Serie Azul”, para que el personal que realice estas actividades este capacitado en el manejo de las técnicas existentes de medición de gasto, manejo de los equipos utilizados por la dependencia, procedimientos de adquisición y análisis de datos. En el 2001, el IMTA indica, que del total del agua producida en los diferentes organismos operadores el porcentaje que se media en los diferentes procesos del sistema no pasaba del 60% y en algunos puntos la medición era casi nula; y que en otros casi no se tiene información disponible de los macromedidores instalados. Ver tabla 1.12, 1.13 y 1.14 [7]. Tabla 1.12 Porcentaje de macromedición de agua en el país Abastecimiento Macromedición Año m3/s Poblaciones Porcentaje medido Porcentaje no medido 1988 170 140* 43 57 1989 - - 51 49 2001 - - 60 40 *Población mayor a 10,000 habitantes Fuente: Saavedra S. J. C., Octubre de 1991, Medición del agua en las ciudades mexicanas: Un esfuerzo institucional, Memorias del Seminario Internacional sobre Uso Eficiente del Agua, México Tabla 1.13 Agua producida en 20 organismos operadores en el año 2000 No Ciudad Volumen producido (m3/año)No Ciudad Volumen producido (m3/año) 1 Acapulco 102,744,288 11 Los cabos 21,792,360 2 Aguascalientes - 12 Monclova 33,207,408 3 Cancún - 13 Monterrey 317,409,840 4 Cd. Juárez 155,631,024 14 Navojoa 20,380,932 5 Cd.Obregón 50,747,251 15 Puebla 131,920,764 6 Chihuahua 99,981,946 16 Querétaro 69,241,387 7 Cuernavaca 85,771,297 17 Saltillo 52,700,000 8 Culiacán 56,093,220 18 Tijuana 105,489,000 9 Hermosillo 77,737,000 19 Torreón 71,431,567 10 León 81,776,934 20 Veracruz 95,269,219 Total 1,629,522,136 Fuente: Ochoa, A. L., 2001. Caracterización de costo unitario de producción en Organismos Operadores de ------------agua, IMTA. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 19 De acuerdo al volumen total producido de agua, lo que se mide en cada uno de lo procesos es lo siguiente: Tabla 1.14 Volumen medido en cada uno de los procesos en 20 organismos operadores en el año 2000 Proceso M3/año Porcentaje de volumen medido Captación 1,629,522,136 100 Conducción 744,120,769 46 Plantas de bombeo 421,736,894 26 Pozos 1,024,147,928 63 Plantas potabilizadoras 565,397,639 35 Regularización 516,632 0.03 Distribución 967,122,385 59 Recolección 793,864,045 49 Plantas de tratamiento 241,450,128 15 Fuente: Ochoa A. L., 2001. Caracterización de costo unitario de producción de agua en organismos operadores de agua. IMTA. De acuerdo a estos datos, se puede destacar que: En los procesos de regularización y distribución no se tiene un sistema de medición; el volumen reportado se estimó con base en otros procesos. No se cuenta con un sistema de medición de aguas tratadas; no se conoce con certeza su volumen; se reporta que del total producido únicamente recibe tratamiento el 15%. Ningún organismo operador cuenta con un sistema de macromedición que cubra el 100% de su volumen captado y mucho menos el volumen involucrado en cada uno de sus procesos. Los tipos de macromedidores más utilizados en macromedición en el país son medidor de velocidad tipo propela, tubo pitot y el ultrasónico. Ver tabla 1.15. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 20 Tabla 1.15 Macromedidores instalados en diferentes ciudades No Ciudad Tipo de medidor Número de medidores 1 Acapulco Pitot 67 2 Cd. Juárez Annubar, propela, ultrasónico, Parshall - 3 Cd. Obregón Propela - 4 Chihuahua Annubar, propela, ultrasónico, Parshall - 5 Cuernavaca No se tienen - 6 Culiacán Ultrasónico, electromagnético, propela 22 7 Hermosillo Ultrasónico - 8 León Annubar - 9 Los cabos No se tiene disponible la información - 10 Monclava Propela, sistema de la escuadra 21-3 11 Monterrey Annubar, propela, ultrasónico - 12 Navojoa Totalizador de propela 6 13 Puebla Totalizador de propela 182* 14 Querétaro No se tiene disponible la información - 15 Saltillo Annubar, propela, ultrasónico, Parshall - 16 Tijuana Annubar - 17 Torreón No se tiene disponible la información - 18 Veracruz Ultrasónico, totalizador de propela 1-2* *Realizan una brigada de revisión mensual con tubo Pitot Fuente: Ochoa A. L, 2001, Caracterización de costo unitario de producción de agua en organismos operadores de agua. IMTA El IMTA, en 2003, estableció que la ciudad de Nanchital, Ver., tiene diez pozos profundos, de los cuales solo funcionaban siete y tres estaban fuera de servicio por problemas de calidad del agua por el contenido de arena fina, poco gasto o abatimiento. De los siete pozos funcionando, ninguno tiene medidor de gasto confiable; los aparatos tienen entre siete y doce años en el abandono; se infiere que no han recibido mantenimiento correctivo; dejaron de funcionar con el tiempo y ahí se quedó el aparato; optaron después medir la extracción del pozo de manera volumétrica (este tipo de aforo puntual no puede utilizarse para obtener la producción mensual o anual). Otra aspecto importante que se destaca, es que la instalación de los medidores no cumple con la distancia de instalación que indica la norma NOM-012-SCFI-1994, “Medición de flujo de agua en conductos cerrados de sistemas hidráulicos- Medidores para agua potable fría-Especificaciones”, de 10 diámetros aguas arriba y 5 diámetros aguas abajo del medidor [12]. Ver tabla 1.16. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 21 Tabla 1.16 Estado actual de los macromedidores instalados en los pozos en la ciudad de Nanchital, Ver. No Nombre del pozo Estado actual del pozo Medidores instalados Medidores funcionando Tiempo de operación (años) Diámetro Nominal (pulgadas) Extracción (l/s) Tipo de medidor 1 Pollo de oro En operación 1 0 7 6 15 Propela 2 Gravera II En operación 1 0 12 6 10 Propela 3 Isidoro Gutiérrez En operación 1 0 12 6 16 Propela 4 KM 34-I En operación 0 0 No tiene - 16 - 5 KM 34-II En operación 1 0 8 6 25 Magnético 6 Noria I En operación 1 0 12 6 15 Propela 7 San Miguel Arcángel IV En operación 1 0 16 4 10 Propela Totales 7 7 0 - - - - Fuente: Maldonado Juan, 2003, Evaluación de la sub y sobremedición en la ciudad de Nanchital, Ver. ---------- --- IMTA. 1.3 Acciones para atender problemas de la medición del agua en México 1.3.1 Acciones identificadas Tomando en cuenta lo expuesto en este capítulo, se puede establecer que es necesario diseñar una estrategia nacional que permita atender este problema fundamental del sector agua: la macromedición del agua. A continuación se identifican algunas acciones a desarrollar en el corto y mediano plazo (tres y seis años respectivamente) agrupadas en cinco participantes. a) CNA - Verificación en campo de la instalación, operación y mantenimiento de los medidores. - Coordinación con los usuarios para la aplicación de la Ley Federal de Metrología y Normalización, Ley de Aguas Nacionales y la Ley de Adquisiciones, arrendamientos y servicios del sector. - Promover el acreditamiento de laboratorios de pruebas en diferentes regiones del país. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 22 - Impulsar el equipamiento de un laboratorio capacitado para evaluar el cumplimiento de las normas internacionales por los medidores ofrecidos. - Vigilancia de la aplicación de las normas correspondientes relacionadas con la medición. - Promover que los usuarios dispongan de bancos para calibrar y realizar pruebas a medidores. - Promover la integración de un listado de proveedores confiables de medidores, que cumplan con la normativa correspondiente. b) Usuarios - Desarrollar, implantar y certificar sistemas de calidad para asegurar sus sistemas de medición del agua. - Desarrollar e implantar procedimientos de adquisición e instalación de medidores. - Promover la capacitación referente a normalización, adquisición, pruebas y operación de medidores. - Exigir la certificación de los equipos de medición expedida por organismos de certificación mexicanos, y el reconocimiento que se otorgue de proveedor confiable emitidopor el IMTA. - Verificar la calidad de los lotes que adquieran con base en una metodología apropiada. c) Fabricantes / Proveedores - Certificar los medidores y obtener el reconocimiento de proveedor confiable que otorga el IMTA. - Apoyo a los usuarios para la capacitación de personal. d) Instituciones de educación superior - En colaboración con el IMTA, desarrollar bancos de pruebas. - Acreditar pruebas de medidores ante la EMA. - Desarrollar e impartir cursos apropiados a los usuarios y a los administrativos y operativos de organismos operadores. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 23 - En coordinación con el IMTA, capacitar a profesores y alumnos en el tema de medición. e) IMTA - Desarrollo de nuevos métodos de pruebas a medidores y revisión y adecuación de los actuales. - Desarrollo e impartición de cursos para la instalación y seguimiento de la operación de medidores, en los que se considere llevar a cabo pruebas en laboratorio y campo a medidores, acreditamiento de laboratorios de pruebas y comprensión del marco legal y normativo sobre medidores. - En colaboración con la CNA, desarrollar laboratorios de pruebas en regiones estratégicas del país. - Acreditarse como organismo certificador de medidores. - Desarrollar una metodología que apoye a los usuarios a la identificación de macromedidores de agua. 1.3.2 Metodología para identificar macromedidores a instalar Se debe reconocer, entre otras, la necesidad de adquirir medidores de agua que cumplan con los requisitos establecidos en las normas correspondientes, lo que hasta ahora es un problema que deben resolver los organismos operadores o empresas del agua, considerando en general, que: a) Existe una gran diversidad de medidores de agua que se ofertan en el mercado. Ver ilustración 1.10. b) Los fabricantes de medidores no tienen la capacidad para capacitar a todos los compradores. c) Las empresas del agua no disponen con recursos suficientes, ni cuentan con personal capacitado en el tema de medidores de agua, para analizar las alternativas de la oferta del mercado desde el punto de vista teórico. Ver ilustración 1.10. d) No se cuenta con un sistema de fácil acceso para apoyar a la adquisición de macromedidores. e) La inexistencia de un listado de proveedores confiables de medidores de agua que auxilie a los compradores a seleccionar proveedores. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 24 Ilustración 1.10 Situación del usuario para seleccionar un medidor En este sentido, se identifica la necesidad de desarrollar una metodología que apoye paso a paso el que hacer para identificar macromedidores a instalar, adecuados a las necesidades de campo, tema del presente trabajo. Turbina Modelo Ultrasónico de tiempo en tránsito Nacional Extranjero Electromagnético Tobera Orificio ¿Qué medidor conviene adquirir? Tubo Pitot Tubo venturi Molinete Pistón oscilante Disco nutativo Micromolinete Ultrasónico de efecto Doppler Considerando: -Punto de medición -Mercado -Disponibilidad de recursos Propela Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 25 CAPÍTULO 2 Marco legal y normativa referente a macromedidores de agua en ciudades Para fines de este trabajo el marco legal en el cual se sustenta la regulación esta constituido por: a) La Ley de aguas nacionales b) La ley federal de metrología y normalización c) Ley de adquisiciones, arrendamientos y servicios del sector Las normas que deben cumplir los medidores de agua a instalarse en sistemas de agua potable y saneamiento son: La norma oficial mexicana NOM-012–SCFI- 1999, “Medición de flujo de agua en conductos cerrados de sistemas hidráulicos- medidores para agua potable fría-especificaciones”, Mediante esta Norma se lleva a cabo la evaluación de medidores en cuanto a: error de medición, gasto máximo de operación, presión de sobre carga, desgaste acelerado, por citar algunas pruebas. La norma mexicana NMX-CH-1/3-1993-SCFI, “Medición de flujo para agua en conductos cerrados de sistemas hidráulicos-Medidores de agua potable fría-Equipo y métodos de prueba,“ en la cual de presentan los procedimientos de las pruebas especificadas en la NOM-012 antes mencionada, entre otras. Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 26 En este capítulo se describen aspectos importantes del marco legal, con la finalidad de que el usuario comprenda los lineamientos, que debe cumplir él y otros actores involucrados en la medición del agua como fabricantes, la CNA, entre otros , con relación a macromedidores de agua. Así mismo, se explica el objetivo, alcance y métodos de prueba establecidos en la NOM-012–SCFI-1999 y NMX-CH-1/3-1993-SCFI, con la finalidad de que el usuario comprenda que requisitos debe exigir que cumplan los medidores por adquirir asegurando de esa manera el correcto funcionamiento del medidor. 2.1 Marco legal relacionado con macromedidores de agua 2.1.1 Ley de aguas nacionales a) La Ley de aguas nacionales se publicó en el Diario Oficial de la Federación el 1 de diciembre de 1992, y se reformó el 29 de abril del 2004. b) Su objeto es regular la explotación, uso o aprovechamiento de las aguas, su distribución y control, así como la preservación de su cantidad y calidad para lograr su desarrollo integral sustentable. Los artículos relacionados con la medición del agua se presentan clasificándose en los temas siguientes: - La necesidad de medidores para los usuarios del agua, - Las obligaciones de los usuarios del agua, - Suspensiones, - Los deberes para las personas físicas o morales que efectúen descargas de aguas residuales, - Sanciones y, - Atribuciones del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua La necesidad de medidores para los usuarios del agua Se declara de utilidad pública: La instalación de los dispositivos necesarios para la medición de la cantidad y calidad de las aguas nacionales; (Artículo 7, fracción III). El control de la extracción y de la explotación, uso o aprovechamiento de las aguas superficiales y del subsuelo; (Artículo 7bis, fracción VII). Los Organismos de Cuenca, de conformidad con los lineamientos que expida "la Comisión", ejercerán dentro de su ámbito territorial de competencia las atribuciones siguientes: Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 27 X Regular los servicios de riego en distritos y unidades de riego conforme a las disposiciones que establezca "la Comisión" para este efecto y llevar actualizadoslos censos de infraestructura, los volúmenes entregados y aprovechados, así como los padrones de usuarios, el estado que guarda la infraestructura y los servicios. Esto no afectará las disposiciones, facultades y responsabilidades estatales y municipales, así como de asociaciones, sociedades y otras organizaciones de usuarios de riego, en la coordinación y prestación de los servicios referidos; XIX Estudiar y proponer, con el concurso de los Consejos de Cuenca, los montos recomendables para el cobro de los derechos de agua y tarifas de cuenca, incluyendo el cobro por extracción de aguas nacionales, descarga de aguas residuales y servicios ambientales vinculados con el agua y su gestión, con base en las disposiciones establecidas en la Fracción XXVIII del Artículo 9 de la presente Ley; XXIX Integrar el Sistema Regional de Información sobre cantidad, calidad, usos y conservación del agua, en coordinación con los gobiernos de los estados y del Distrito Federal, cuando corresponda, y con los Consejos de Cuenca, y en concordancia con lo dispuesto en la Ley Federal de Transparencia y Acceso a la Información Pública Gubernamental; (Artículo 12bis 6). Los Consejos de Cuenca tendrán a su cargo: XVI Conocer oportuna y fidedignamente la información y documentación referente a la disponibilidad en cantidad y calidad, los usos del agua y los derechos registrados, así como los tópicos y parámetros de mayor relevancia en materia de recursos hídricos y su gestión, con apoyo en el Organismo de Cuenca respectivo y sus sistemas integrados de monitoreo e información; difundir ampliamente entre sus miembros y la sociedad de la cuenca o cuencas que corresponda, la información y documentación referida, enriquecida con las orientaciones y determinaciones a las que arribe dicho Consejo de Cuenca; XVII Impulsar el uso eficiente y sustentable del agua, y en forma específica, impulsar el reúso y la recirculación de las aguas; (Artículo 13bis 3). Las obligaciones de los usuarios del agua Para el trámite de títulos de concesión, los municipios, los estados y el Distrito Federal, en su caso, en su solicitud de asignación presentarán ante "la Autoridad del Agua" Los sitios y formas de medición tanto del suministro como de la descarga de aguas residuales; (Artículo 22, Fracc. II, inciso b). El título de concesión o asignación que otorgue "la Autoridad del Agua" deberá expresar por lo menos: Nombre y domicilio del titular; la cuenca hidrológica, Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 28 acuífero en su caso, región hidrológica, municipio y localidad a que se refiere; el punto de extracción de las aguas nacionales; el volumen de extracción y consumo autorizados; se referirán explícitamente el uso o usos, caudales y volúmenes correspondientes; el punto de descarga de las aguas residuales con las condiciones de cantidad y calidad; la duración de la concesión o asignación, y como anexo el proyecto aprobado de las obras a realizar o las características de las obras existentes para la extracción de las aguas y para su explotación, uso o aprovechamiento, así como las respectivas para su descarga, incluyendo tratamiento de las aguas residuales y los procesos y medidas para el reúso del agua, en su caso, y restauración del recurso hídrico; (Artículo 23). Los concesionarios o asignatarios tienen la obligación de: II Instalar dentro de los cuarenta y cinco días siguientes a la recepción del título respectivo por parte del interesado, los medidores de agua respectivos o los demás dispositivos o procedimientos de medición directa o indirecta que señalen las disposiciones legales y reglamentarias aplicables, así como las Normas Oficiales Mexicanas; III Conservar y mantener en buen estado de operación los medidores u otros dispositivos de medición del volumen de agua explotada, usada o aprovechada; VIII Permitir al personal de "la Autoridad del Agua" o, en su caso, de "la Procuraduría", según competa y conforme a esta Ley y sus reglamentos, la inspección de las obras hidráulicas para explotar, usar o aprovechar las aguas nacionales, incluyendo la perforación y alumbramiento de aguas del subsuelo; los bienes nacionales a su cargo; la perforación y alumbramiento de aguas nacionales del subsuelo; y permitir la lectura y verificación del funcionamiento y precisión de los medidores, y las demás actividades que se requieran para comprobar el cumplimiento de lo dispuesto en esta Ley y sus disposiciones reglamentarias, normas y títulos de concesión, de asignación o permiso de descarga; XII Permitir a "la Autoridad del Agua" con cargo al concesionario, asignatario o permisionario y con el carácter de crédito fiscal para su cobro, la instalación de dispositivos para la medición del agua explotada, usada o aprovechada, en el caso de que por sí mismos no la realicen, sin menoscabo de la aplicación de las sanciones previstas en esta Ley y sus respectivos reglamentos; XIII Dar aviso inmediato por escrito a "la Autoridad del Agua" en caso de que los dispositivos de medición dejen de funcionar, debiendo el concesionario o asignatario reparar o en su caso reemplazar dichos dispositivos dentro del plazo de 30 días naturales; En el entendido de concesionario a las personas físicas o morales de carácter público y privado, que poseen el título de concesión para la explotación, uso o aprovechamiento de las aguas nacionales, y de sus bienes públicos inherentes, y asignatario a los municipios, a los estados o al Distrito Federal, que poseen el Metodología para seleccionar macromedidores Maestría en Ingeniería en Sistemas Gestión Integral del Agua 29 título de asignación, para realizar la explotación, uso o aprovechamiento de las aguas nacionales, destinadas a los servicios de agua con carácter público urbano o doméstico (Artículo 29). - Suspensiones Se suspenderá la concesión, asignación o permiso provisional para la explotación, uso o aprovechamiento de aguas y bienes nacionales a cargo del Ejecutivo Federal, independientemente de la aplicación de las sanciones que procedan, cuando el usufructuario del título: III Se oponga u obstaculice el ejercicio de las facultades de inspección, la medición o verificación sobre los recursos e infraestructura hidráulica concesionada o asignada, por parte del personal autorizado (Artículo 29 bis 2). - Descargas de agua residual Las personas físicas o morales que efectúen descargas de aguas residuales a los cuerpos receptores a que se refiere la presente Ley, deberán: IV Instalar y mantener en buen estado, los aparatos medidores y los accesos para el muestreo necesario en la determinación de las concentraciones de los parámetros previstos en los permisos de descarga; XI Permitir al personal de "la Autoridad del Agua" o de "la Procuraduría", conforme a sus competencias, la realización de: b. La lectura y verificación del funcionamiento de los medidores u otros dispositivos de medición; c. La instalación, reparación o sustitución de aparatos medidores u otros dispositivos de medición que permitan conocer el volumen de las descargas, y XIV Cubrir dentro de los treinta días siguientes a la instalación, compostura o sustitución de aparatos o dispositivos medidores que hubiese realizado "la Autoridad del Agua", el monto correspondiente al costo de los mismos, que tendrá el carácter de crédito fiscal (Artículo 88 bis). - Sanciones "La Autoridad del Agua" sancionará conforme a lo previsto
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