Seguridad de Suministro de Agua en Lima La

Seguridad de Suministro de Agua en Lima. La desalinización como alternativa Sergio Bravo Orellana Setiembre, 2009 Página 1

Contenido 1. Problemática del agua 2. Propuestas de desarrollo 3. Plantas desalinizadoras 4. Concepto de ósmosis inversa – proceso con membranas Página 2

1. Problemática del agua Concepto Página 3

Escasez de agua por zonas geográficas Fuente: International Water Management Institute, 2005 – Proyección al 2025 Página 4

Conflictos por el agua vs funciones • Escasez física. Aún empleando las mejores técnicas, el agua potencialmente aprovechable APU de un país no es suficiente para cubrir las demandas agrícolas, domesticas e industriales al tiempo que satisface sus necesidades ambientales. • Escasez económica. Países que tienen suficientes recursos de agua para resolver la demanda adicional, pero que requieren para aumentar el APU nueva infraestructura de regulación y trasvase en más de 25 por ciento. • Escasez menor. Países con poco o nada de escasez del agua. El APU excede largamente la demanda. Sus necesidades de ampliación son inferiores al 25 por ciento del APU ü El Perú esta ubicado en la clasificación Escasez Económica Implicancias 1. Realizar Inversión en nuevas fuentes de agua. 2. Considerando Plazos de Estudios y Ejecución de cada alternativa 3. Sin olvidarnos que cada alternativa otorga una determinada Seguridad de Suministro. Página 5

Ranking mundial de disponibilidad de agua per cápita Página 6

Ranking mundial de disponibilidad de agua per cápita Fuente: UNESCO - INRENA Página 7

Problemática de agua en el Perú ü El Perú tiene el 5% del agua a nivel mundial y cuenta con importantes recursos hídricos. ü El 98% corresponde a la vertiente del Atlántico. ü EL 95% de la población se abastece de agua que fluye desde las cumbres andinas. ü Ley de Aguas: La prioridad es la población, la segunda prioridad es la ganadería y luego la agricultura. ü EL CAUDAL DE ESTIAJE DEL RÍO RÍMAC ES DE 10 M 3/SEG. ü LA CIUDAD MÁS GRANDE EN MEDIO DE ESTRÉS HÍDRICO Página 8

Distribución Poblacional en el Perú Página 9

Problemática de agua en el Perú – Población por vertientes PACÍFICO Más población Relación inversa Menos agua ATLÁNTICO Menos población Relación inversa Más agua Página 10

Ciclo del agua y propuestas Fuente: El reto del agua – Dónde coinciden los expertos – IPAE – CEE (2007) Página 11

Rendimiento de los recursos hídricos en el sector agrícola en la vertiente del Pacífico Página 12

Propuestas planteadas por un grupo de expertos ü Fijar tarifas que reflejen el costo ü Educar a la población Propuestas prioritarias ü Tecnificar el riego ü Crear un nuevo marco legal ü Crear un sistema de información ü Procesar aguas servidas ü Medidores para todos ü Desalinización ü Promover la participación privada ü Definir el programa de inversiones Propuestas intermedias Propuestas polémicas ü Uso de acuíferos (recarga por ü Panel consultivo permanente reinfiltración) ü Reforestación ü Conflictos. ü Derechos de agua ü Construir 40 trasvases ü Que el Ministerio del Ambiente administre el agua ü Tarifas diferenciadas ü Asignar agua según el sector Fuente: El reto del agua – Dónde coinciden los expertos – IPAE - CEE Página 13

El 22% de los glaciares del Perú ha desaparecido Fuente: INRENA ü Cuando llueve hace calor (temperaturas en el verano se han elevado por el efecto invernadero) ü Cuando hace frío no llueve Página 14

Usos del agua en el Perú Fuente: INRENA Poblacional, 12% Industrial, Minero, 2% 6% Agrícola, 80% Página 15

Conflictos por el agua vs funciones 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Fuentes de conflictos ü RECURSO ESCASO Sobreexplotación de las fuentes de ü USUARIOS DE DISTINTA agua (cantidad) NATURALEZA Vertimiento de efluentes y residuos sólidos (calidad) Funciones del agua Regímenes de aprovechamiento 1. Ambiental. Conservación del no sincronizados entre diversos paisaje, conservación de la usuarios (oportunidad) biodiversidad. Manejo fragmentado de la 2. Social. Agua potable y distribución necesidades primarias. Rivalidades territoriales 3. Económico. Minería, industria, tradicionales generación hidroeléctrica y agricultura. Usurpación de competencias Decisiones incorrectas y procesos no transparentes Normatividad imprecisa y ambigua Distribución del canon de agua Página 16

Conflictos por el agua Agricultura VS Minería Riego VS Generación eléctrica Agricultura (Territorio 1) VS Agricultura (Territorio 2) Ejemplos ü Yanacocha - Quellaveco ü Tambo vs Moquegua ü Majes Siguas - Cusco vs Arequipa (Agrícola vs Agrícola) ü Cora vs Yauca y Chaviña ü Cascas vs Contumaza ü Bella Unión vs Acari Página 17

Ciclo del agua y alternativas de inversión Trasvases Reutilización de aguas residuales Aguas subterráneas Desalinización Fuente: El reto del agua – Dónde coinciden los expertos – IPAE – CEE (2007) Página 18

Problemas central del sector saneamiento “Cuando hablamos de las posibilidades de desalinización y re-uso de aguas residuales, en verdad de lo que estamos hablando es de hacer una reflexión de la supervivencia y sostenibilidad de la ciudad capital” Guillermo León Viceministro de Saneamiento Página 19

2. Propuestas de desarrollo Página 20

Fuentes de agua a nivel global Agua salada (97. 5%) Página 21

Fuentes de agua a nivel global Página 22

Algunos costos Fuente: La reutilización, la regulación y la desalación en la gestión integrada del agua – Universidad Politécnica de Cataluña Página 23

3. Plantas desalinizadoras – Iniciativa privada Página 24

Biwater USA/Biwater AEWT - Líder Proyecto desalinización • Biwater AEWT (BAEWT), domiciliada en California (USA), ha instalado, en aplicaciones con membranas, una capacidad total de mas de 1, 450, 000 m 3/día en los últimos 10 años. • Biwater AEWT (BAEWT) ha construido y/o tiene en proceso de construcción, la mayoría de los mas prominentes sistemas instalados en los últimos cinco años, incluyendo la planta de Nano-Filtración mas grande del mundo para la ciudad de Boca Ratón, Florida (+150, 000 m 3/día) Página 25

Planta Desalinizadora Biwater Boca Raton, Florida - 150, 000 m 3/día Página

AGUAS DE LIMA SUR II- 100% financiado por Biwater Antecedentes básicos del Proyecto o No existe abastecimiento de fuentes superficiales y el acuífero del rio Lurín no puede abastecer con suficiente volumen a la zona por lo que se limita su expansión urbana. o El Proyecto Marca II, considerando la futura segunda etapa de la planta de Huachipa y un ramal sur de aproximadamente 70 km (Huachipa - Pucusana) demandaría una inversión de US$ 450 -500 millones y una ejecución de 6 años mas dos años de estudios y aprobaciones (SNIP, FINANCIAMIENTOS, ETC). Descripción Proyecto 1. Construcción de una Planta desalinizadora de Osmosis Inversa de Agua de Mar (SWRO) para abastecer en forma continua 100. 000 M 3/día. 2. Una línea de conducción de 60 Kms, del sur de Lurín hasta Pucusana + 7 reservorios nuevos de almacenamiento + las interconexiones a 5 reservorios existentes. 3. La operación y Mantenimiento por un periodo de 20 años, bajo la modalidad de concesión en BOT. Página 27

Aguas Lima Sur II - Zona de influencia Villa el Salvador N Pachacamac Lurin 36 kms de conducción por gravedad. 90. 000 M 3/día Punta Hermosa Punta Negra Planta SWRO Planta desalinizadora San Bartolo 2 tanques de almacenamiento de 6. 000 M 3 cada uno para abastecer la ruta norte Santa María 24 kms de impulsion. 10. 000 M 3/dia Pucusana Página

AGUAS DE LIMA SUR II- Planta desalinizadora - Osmosis Inversa Comunidad Beneficiada (proyección al 2030) • • Lurín: Pachacámac: Pucusana: Punta Hermosa Punta Negra: San Bartolo: Santa María: 195, 363 146, 420 28, 745 13, 901 13, 173 23, 758 388 • • • San Juan de Miraflores Villa el Salvador Villa María del Triunfo 424, 538, 645 563, 200 TOTAL: 1’ 948, 131 habitantes La población indicada está proyectada al 2030. Fuente: Sedapal Página 29

AGUAS DE LIMA SUR II- Análisis de la demanda de agua Parámetros considerados a partir del censo del 2007 en la región: o Consumo domestico : 150 lpd y 4 habitantes por vivienda. o Demanda domestica Estacional entre 20% o Crecimiento poblacional del 50% al 2030 o Demanda no domestica del orden del 30% o Cobertura actual (2008) del 30% o Pérdidas en el sistema del 25% o Demanda potencial para futuros desarrollos urbanísticos Página 30

Determinación de la Capacidad M 3/dia nda 100, 000 Sur ri nea a Dem el os d al de B Demanda Directa 70, 000 • • 2012 2018 Lurín Pachacámac Pucusana Punta Hermosa Punta Negra San Bartolo Santa María 2041 Tiempo Página 31

Determinación de la Capacidad Demanda Inicial Adicional M 3/dia r VM ario a de nd ema ne Bal D l Su s de nda al de B + el os d San Juan de Miraflores Villa el Salvador Villa María del Triunfo Sur ri nea a Dem 100, 000 ES V T+ • • • SJM Demanda Directa 70, 000 • • 2011 2018 Lurín Pachacámac Pucusana Punta Hermosa Punta Negra San Bartolo Santa María 2041 Tiempo Página 32

AGUAS DE LIMA SUR II- Análisis de posibles localizaciones Lurin Sta Maria La Tiza Página 33

AGUAS DE LIMA SUR II- Localización: Santa María del Mar o La elección de la ubicación se determinó sobre el requerimiento de abastecer con agua potable las áreas desde el sur de Lurín hasta Pucusana al menor costo posible de inversión y operación. o Los conceptos de optimizar la conducción por gravedad y mantener íntegra la disponibilidad de las playas publicas regían esta ubicación, entre otros parámetros de viabilidad técnico - financiero. o Visto bueno de autoridades Distrito y Bienes Nacionales. o Suficiente área para futura expansión al doble de capacidad. o Diseño de la Planta y del proceso ajustado a terreno y calidad del agua. Página 34

AGUAS DE LIMA SUR II- Planta de Osmosis Inversa o LINEA TRONCAL: 60 Km o RESERVORIOS NUEVOS: 7 ubicados en: o Santa María. o Punta Hermosa. o Punta Negra o San Bartolo o Lurín o Pachacamac. o INTERCONEXIONES con los reservorios existentes en: o Pucusana. o La Honda o Santa María o Villa Mercedes o Lurín. Página 35

AGUAS DE LIMA SUR II- Iniciativa Privada ü Propuesta técnica sólida y sustentable. ü Implementación del proyecto en menos de 24 meses. ü Instalación planta de desalinización piloto. ü Tubería de toma de agua con 50% mas de capacidad para futura expansión. ü Generación de empleo local del 100% tanto para la etapa de construcción como para la de operación. Página 36

AGUAS DE LIMA SUR II - Captación y Descarga o Captación tipo mar abierto 500 m de línea costera baja marea. 3 x 1200 mm diámetro o Descarga de impacto controlado 450 m de línea costera baja marea 2 x 1200 mm diámetro o Separación 300 m Ambos sistemas están dimensionados con un 50% mas de capacidad para mantenimiento y seguridad. Página

AGUAS DE LIMA SUR II -Captación a mar abierto Cribado de la bocatoma en alambre trapezoidal de níquel -cobre de 3 mm. La Bocatoma debe estar: A 5 mts bajo la superficie y a 3 mts sobre lecho del mar Página

AGUAS DE LIMA SUR II - Descarga Salmuera – impacto controlado Página

4. Concepto de ósmosis inversa – proceso con membranas Página 40

Pretratamiento NORTE Bombas BOMBAS SUR CONTACTO CL 2 Clarificación RECARBONATADOR Filtros de Gravedad Rápida Bombas de Retrolavado FILTROS STG 1 STG 2 QUIMICA BOMBAS Planta RO HP CART FILTROS Filtros Retrolavado Bombas Alta Presión ELIMINACION Membranas Etapa 1 Membranas Etapa 2 CLARIFICACION Sistemas de Química Post tratamiento BOMBAS Re-carbonación Contacto de Cloro Tratamiento Lodos Bombas – Agua Potable DESCARGA ENTRADA Página

AGUAS DE LIMA SUR II - Evaluación de los posibles sistemas de captación de agua para el proyecto POZOS PLAYEROS: Ventaja: Pre tratamiento reducido sino no hay contaminación. Desventajas: (i) Rendimiento de pozos no conocido, no asegurado (ii) Para una demanda de agua de mar de 212. 000 M 3/dia, se requiere un área de 2 kms * 100 mts para instalar 40 pozos y sus bombas con una distancia-radio de 50 mts entre pozos. (iii) Altos costos de perforación y posterior mantenimiento de los pozos y las bombas. (iv) Cerrar la playa para otros usos (v) Los coloides pasan las aguas de los pozos playeros TOMA A MAR ABIERTO: (seleccionado) Desventaja: Requiere pre tratamiento Ventajas: (i) Cantidad de agua garantizada (ii) Mantenimiento mínimo Página

Osmosis Membrana Semi-permeable Agua Salada Osmosis es el proceso en el cual el agua de un lado de la membrana trata de pasar a través de la membrana para diluir la solución salina en el otro lado, en un intento de ecualizar la concentración de sal en ambos lados de la membrana. Agua Pura Página

Osmosis Inversa Membrana Semi-permeable Agua Salada Osmosis Inversa es el proceso de reversar el flujo del agua a través de la membrana usando presión física para sortear la presión osmótica. El proceso de presión donde la solución salina es deshidratada cuando el agua pura pasa a través de la membrana, dejando atrás sales y partículas. Agua Pura Página

Osmosis Inversa Presión aplicada Flujo Solución Concentrada Flujo Membrana Solución diluida Página

TRATAMIENTOS CON MEMBRANAS RELACION TAMANO POROS VS PRESION 800 - 1200 PSI 200 - 700 PSI 80 - 150 PSI 20 - 75 PSI 10 - 30 PSI RO Mar RO La presión se incrementa SALOBRE Nanofiltration Ultrafiltration Microfiltration Página

Tamaño Poros Membranas 0. 0001 0. 01 Micron 0. 1 1 10 100 Polen Sugars Aqueous Salts Bacteria Viruses 1000 Arena de playa Cryptosporidium Coloidales Filtración Partículas Metal ion Micro - Filtración Ultra - Filtración Nano - Filtración Osmosis Inversa Página

Elementos en una membrana tipo Espiral Página

AGUAS DE LIMA SUR II- Análisis de posibles localizaciones • LA TIZA: Se encontraría la Planta ubicada en un área de Defensa de alta seguridad que inviabiliza la disponibilidad de estos terrenos. • LURIN: (i) Los clubs de playa y las propiedades privadas limitan la disponibilidad de terrenos. (ii) Capa freática alta, posible contaminación del terreno. Se requeriría una ubicación muy al sur para evitar posible contaminación del agua a captarse, dada la sedimentación y los desagües del río Lurín. (iii) La circulación de grandes barcos que anclan cerca de la instalación de Petroperú y de una fabrica de cemento en el área, pone a riesgo la integridad del sistema de captación de agua de mar, no solo por colisión sino también por contaminación del agua a tratarse. (iv) Los cerros cercanos tienen un máximo de 55 mts de elevación a una distancia de 3 kms, elevación que no es suficiente para manejar el flujo de agua por gravedad hacia el sur sin la presencia de bombas adicionales, implicando mayores costos de inversión y operación. Página 49