La implementación de redes de agua y desagüe en proyectos de infraestructura requiere soluciones tecnológicas, normativas y de gestión adecuadas para garantizar un servicio eficiente, sostenible y seguro.
Las redes de agua y desagüe son importantes en los proyectos de infraestructura, debido a su impacto en la salud pública, al garantizar agua potable y gestionar adecuadamente las aguas residuales, previniendo enfermedades. También son esenciales para la sostenibilidad ambiental, ya que permiten la gestión eficiente del agua y reducen la contaminación.
Además, impulsan el desarrollo económico y urbano, al ser una infraestructura básica que mejora la calidad de vida y fomenta el crecimiento. También aumentan la resiliencia climática y aseguran el cumplimiento de normativas sanitarias.
Sin embargo, al ser un tipo de proyectos de construcción complejos, implican ciertos desafíos que se deben afrontar en las diversas fases y partes de la obra. En el caso de la implementación de redes de agua y desagüe en estos proyectos, uno de los primeros retos es la topografía del terreno, cuya condición puede complicar la instalación de las tuberías, así como las condiciones climáticas extremas que afectan el suministro y la demanda de agua.
Para resolver estos problemas, una solución clave es el uso de tecnologías avanzadas en el diseño y material de las tuberías, que les permita ser resistentes a la corrosión, flexibles y duraderos, lo que facilitaría su uso en terrenos complicados, asegurando una mayor vida útil de las redes.
El ingeniero Luis Basadre gerente técnico de Pavo Wavin Perú, refiere que las tuberías utilizadas en redes de agua y desagüe en proyectos de infraestructura deben cumplir con las normas técnicas de fabricación adecuadas para su material y propósito específico. Asimismo, resalta que es importante que las tuberías de agua potable tengan la capacidad de soportar la presión interna; mientras las tuberías destinadas a redes de alcantarillado deben contar con la rigidez anular adecuada para soportar aquellas cargas actuantes (dinámicas y estáticas) a las que se verán sometidas.”.
El ingeniero Ayrton Díaz, jefe del Departamento Técnico de Grupo Hidráulica, detalla que las tuberías para agua deben caracterizarse por su resistencia a la corrosión (siendo los de PVC, HDPE, PP o los termoplásticos los que destacan con esta cualidad), resistencia a la presión, compatibilidad con el agua potable (fabricados con materiales que no liberen contaminantes al agua, cumpliendo con las normativas NSF y DM-174), flexibilidad y facilidad de instalación y mantenimiento.
En cuanto a las tuberías destinadas para desagüe, el vocero de Grupo Hidráulica sostiene que estas deben tener: una alta resistencia a una variedad de sustancias químicas que podrían estar presentes en las aguas residuales, alta resistencia a la abrasión, capacidad de soportar altas temperaturas, uniones y conexiones herméticas para evitar filtraciones y fugas, y una larga durabilidad.
Por su lado, Gaudhy Benites, gerente comercial de Globalplast, subraya que las tuberías para agua potable deben producirse siguiendo los lineamientos de la Norma ISO 4427; mientras que las destinadas para alcantarillado deben fabricarse de acuerdo a los lineamientos de la Norma ISO 8772.
Tecnologías para la detección de fugas y gestión del suministro de agua
La innovación y el avance de la tecnología ha permitido la generación de soluciones para detectar fugas y optimizar la gestión del suministro de agua. El representante de Grupo Hidráulica asegura que muchas de estas tecnologías combinan métodos tradicionales con innovaciones modernas, permitiendo la reducción de pérdidas y asegurando un suministro sostenible.
Para el caso de la detección de fugas, indica que existen sensores acústicos, como los micrófonos e hidrófonos que detectan el sonido característico de una fuga de agua en la tubería, los correladores acústicos que utilizan varios sensores a lo largo de la tubería para triangular la ubicación de la fuga y el gas trazador que es introducido a las tuberías, ideal para detectar fugas pequeñas.
También señala los sistemas de monitoreo por presión. Entre estos están los loggers de presión, que monitorean la presión en diferentes puntos del sistema de tuberías; las pruebas hidrostáticas y de hermeticidad que permiten demostrar que el sistema está perfectamente unido y funcional antes de ponerlo en operación; la tecnología de imágenes térmicas, con el uso de cámaras infrarrojas; y sensores de humedad.
El vocero de Globalplast añade a estas tecnologías, el geófono que, mediante el uso de un micrófono de suelo y filtro de ruidos externos, se puede detectar una fuga de agua ya sectorizada; los prelocalizadores acústicos, dispositivos que se colocan en la red de distribución de agua para proporcionar la supervisión de las posibles fugas; las cámaras termográficas; y las cámaras de video inspección, que permiten profundizar hasta 20 metros e inspeccionar tuberías en profundidad.
De igual manera, anota que también se aplican métodos para localizar fugas de agua en grandes tuberías y canalizaciones, como las mediciones del caudal, la presión, el ruido, la vibración, la temperatura y la humedad superficial.
Por otro lado, para el caso de la gestión del agua, el Ing. Díaz refiere que existen tecnologías combinadas que permiten un suministro de agua eficiente, sostenible y seguro. Destaca los siguientes:
– Sistemas de gestión de datos (SCADA): la supervisión, control y adquisición de datos en sistemas integrados que recopilan datos en tiempo real sobre el flujo, presión y calidad del agua, permiten una gestión eficiente y reactiva del suministro.
Medidores de agua inteligentes (Smart Meters): proporcionan datos en tiempo real sobre el consumo de agua, permitiendo a los usuarios y a las autoridades de suministro monitorear el uso, detectar anomalías y optimizar la distribución.
Sistemas de información geográfica (GIS): integran datos geoespaciales para mapear y gestionar la infraestructura de agua, permitiendo una planificación y respuesta más eficientes a problemas en el sistema.
Modelado y simulación hidráulica: softwares avanzados que simulan el comportamiento del sistema de suministro de agua bajo diversas condiciones, ayudando a prever problemas y optimizar el diseño y la operación del sistema.
Tecnología de control de válvulas y bombas: válvulas y bombas inteligentes que se ajustan automáticamente para optimizar la presión y el flujo en el sistema, reduciendo el consumo de energía y las pérdidas de agua.
Sistemas de predicción y análisis de datos: utilizan algoritmos de aprendizaje automático y análisis de big data para prever demandas futuras, detectar patrones de consumo y optimizar la distribución y el almacenamiento de agua.
Plataformas de IoT (Internet de las Cosas): sensores conectados que recopilan y transmiten datos sobre diversos parámetros del sistema de agua, proporcionando una visión integral y en tiempo real del estado del suministro y permitiendo una respuesta rápida a cualquier anomalía.
Asegurando la correcta instalación y funcionamiento de las tuberías
Es esencial cumplir con los reglamentos locales e internacionales de saneamiento, los cuales aseguran que las soluciones implementadas sean seguras y sostenibles. Para comprobar la correcta instalación y funcionamiento de las tuberías existen algunas normas y ensayos que se deben tener en cuenta.
El gerente técnico de Pavco Wavin Perú explica que, de acuerdo con la norma NTP – RT – ISO / TR 4191:2016, que proporciona recomendaciones para la instalación de tuberías de PVC-U y PVC-O, es aconsejable realizar pruebas hidrostáticas para verificar una instalación adecuada, asegurando que no haya fugas.
“El propósito de esta prueba es verificar la hermeticidad en el sistema, así como el proceso constructivo. El sistema de conducción debe probarse por tramos terminados, antes de completar todo el sistema. Debe tenerse en cuenta que el o los tramos a probar deben estar suficientemente cubiertos, los anclajes en accesorios suficientemente curados, 3 días al menos, y debidamente restringido el movimiento en los tapones de los extremos”, anota.
De igual manera, señala que de acuerdo con la citada norma, el ensayo hidrostático de la tubería debe realizarse a temperatura ambiente. Las pruebas −detalla− deberán realizarse por tramos que no superen los 500 metros, en el caso de tratarse de redes de gran longitud. Además, indica que dicha norma expresa que las tuberías deberán ser llenadas lentamente desde el punto más bajo de la línea. “Debe calcularse la cantidad de agua necesaria para llenar la línea”, añade
Basadre también menciona que esta normativa indica que todas las válvulas de control inmediato deberán abrirse durante el ensayo. “Si una red debe de ser sometida a un ensayo por tramos, los extremos deberán cerrarse temporalmente empleando tapones propios”, agrega.
Además, esta misma normativa señala que los manómetros deben ser calibrados de acuerdo al nivel en el cual se ubican y que los orificios de aire ubicados en puntos elevados deben abrirse durante el llenado de la red; mientras que todo el aire deberá de ser expulsado durante la operación de llenado, antes de iniciar la prueba de presión. “Se recomienda instalar válvulas automáticas de expulsión de aire o ventosas en el punto alto de los tramos a probar. La presencia de aire en la línea durante la prueba puede causar presiones excesivas debido a su compresión por el agua causando fallas a la tubería o dar errores en la prueba”, manifiesta.
Con base a la referida norma, Basadre sostiene que se debe llenar lentamente los tubos con agua, empezando por el punto más bajo, para evitar así el golpe de ariete y eliminar todo el aire atrapado. Añade que para saber si una tubería que se está probando tiene aire atrapado, se puede presurizar con agua a la presión deseada, permitir que la presión se reduzca hasta cierto nivel y medir la cantidad de agua requerida para llegar de nuevo a la presión deseada.
“Si la cantidad de agua requerida para presurizar la línea la segunda vez es significativamente menor que la requerida la primera vez, hay aire atrapado en la línea. Si no hay una diferencia significativa, hay probable fuga en la línea”, manifiesta.
Por su lado, el jefe del Departamento Técnico de Grupo Hidráulica indica que existen ensayos que se realizan antes, durante y después de la instalación de las tuberías. Las pruebas anteriores a la instalación son la inspección visual, para verificar que las tuberías y accesorios no presentan daños visibles, como grietas, deformaciones o imperfecciones superficiales; el ensayo de dimensiones, para medir diámetros, espesores y longitudes, a fin de asegurar que las tuberías cumplan con las especificaciones técnicas requeridas; y el ensayo de flexibilidad, para determinar la capacidad de las tuberías de doblarse sin romperse, especialmente importante para materiales plásticos.
Los ensayos que se realizan durante la instalación son 2: la prueba de alineación y nivelación, para asegurar que las tuberías estén correctamente alineadas y niveladas para evitar problemas de flujo y acumulación de sedimentos; y el ensayo de fugas en uniones y conexiones, para detectar posibles fugas en las juntas y conexiones mediante la aplicación de presión o mediante el uso de soluciones jabonosas que revelen burbujas en caso de fuga.
Por último, las pruebas que se realizan después de la instalación son el ensayo de presión hidrostática, que consiste en el llenado del sistema de tuberías con agua y aplicación de presión para verificar la integridad del sistema y la ausencia de fugas; la prueba de estanqueidad, similar a la prueba de presión, pero enfocada en detectar cualquier fuga de agua en todo el sistema, incluyendo las juntas, conexiones y accesorios; y la prueba de desempeño hidráulico, aplicado para evaluar el flujo y la presión del agua en el sistema para asegurar que cumple con los requerimientos de diseño y operación.
Materiales esenciales
El vocero de Globalplast comenta que para la implementación de redes de agua y desagüe en proyectos de infraestructura se requieren diversos materiales y elementos complementarios que cumplen funciones específicas. Entre estos figuran las tuberías, válvulas, bombas y tanques de almacenamiento.
Indica que los sistemas de tuberías están diseñados para soportar presiones variadas y evitar fugas. En tanto, las estaciones de bombeo son utilizados para mover el agua a través de áreas de diferentes altitudes; mientras los tanques de almacenamiento, proporcionan reserva de agua para periodos de alta demanda.
Respecto a las válvulas, explica que estas permiten controlar el flujo y dirección del agua. Sobre estas, el represente de Pavco Wavin Perú destaca tres tipos importantes. Las de compuerta, cuyo mecanismo de cierre consiste en una placa o disco que se mueve verticalmente como una compuerta, para bloquear o permitir el paso del fluido; las de aire, también conocidas como válvulas de alivio de aire, que son cruciales para garantizar la eficiencia y seguridad en sistemas que transportan líquidos, como agua potable, aguas residuales, y otros fluidos; y las de regulación de presión, que a diferencia de las válvulas de cierre que están diseñadas para abrir o cerrar completamente el flujo, permiten ajustar la cantidad de fluido que pasa a través del sistema, controlando variables como la presión, el caudal o la temperatura.
El gerente comercial de Globalplast subraya que cada uno de estos materiales es importante para la instalación de las redes de agua y saneamiento, puesto que trabajan de manera conjunta con el objetivo de asegurar que el agua fluya constantemente y llegue a todos los usuarios.
“La red puede ser bastante compleja, especialmente en ciudades grandes, donde se debe abastecer a una gran cantidad de usuarios con diferentes necesidades y demandas”, manifiesta. “Las tuberías son el corazón de la red de distribución de agua. Los materiales utilizados para su fabricación deben ser duraderos, resistentes a la corrosión y seguros para el transporte de agua potable”, resalta.
