XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental Cancún, México, 27 al 31 de octubre, 2002

ESQUEMA INNOVADOR PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS Y SU REUSO EN MEXICO PATRICE KEIME MALVAUX ONDEO Degrémont, S.A. de C.V. I. Q. I., egresado en 1977 del Instituto Nacional de Ciencias Aplicadas de Toulouse, FRANCIA; Ingeniero de Operación de Plantas en Francia y en México en la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica; Asesor Técnico de la S.A.R. H. para el reuso del agua; Ingeniero de Servicios de Aguas en Francia y España para plataformas petrolíferas; Dir. Regional en Nancy, Toulouse y Lile, Francia; Presidente de ONDEO Degrémont en México; Miembro de la Comisión de Infraestructura Ambiental de México, Vice-.Presidente-Cámara Franco Mexicana de Comercio e Industria. Bahía de Santa Bárbara No. 157 – Col. Verónica Anzures - Distrito Federal – 11300 – México, Tel. (5255) 5255-9001 – Fax: (5255) 5260-1377, e-mail: [email protected]. RESUMEN Este trabajo presenta las experiencias en MEXICO de un operador privado en materia de tratamiento de aguas negras y de reuso de agua tratada, así como los esquemas de financiamiento basados en una asociación a largo plazo entre sector público y sector privado. 1.-

INTRODUCCIÓN

En México, las características de la repartición del recurso agua, y de su uso entre el Norte y el Sur, entre las industrias, los agricultores y los municipios, así como el déficit en el tratamiento de las aguas negras, tienen por consecuencia la necesidad de considerar urgentemente las acciones necesarias para implementar sistemas de tratamiento de aguas negras con la finalidad de cumplir con la NORMA ECOL 1996-01 y de permitir el reuso del agua tratada para irrigación agrícola o para aplicaciones industriales. De la misma manera para lograr un impacto mínimo sobre las tarifas de servicio de agua para los usuarios, se utiliza un esquema innovador de financiamiento, basado en la suma de recursos públicos y de recursos privados. 2.-

PROYECTOS MUNICIPALES DE TRATAMIENTO Y REUSO DE AGUAS NEGRAS

Entre 1997 y 2002, varios proyectos municipales de tratamiento de aguas negras (Tabla 1) se han desarrollado con varios objetivos: •

contribuir a la protección del Medio Ambiente.

•

cumplir con la Normatividad (NOM ECOL-1996-01) para el tratamiento de aguas negras.

•

permitir un reuso del agua tratada.

•

liberar así fuente alternativa de agua para otros usos.

TABLA 1.-Proyectos Municipales de Tratamiento y Reuso de Aguas Negras. PROYECTO

OBJETO

CD. JUÁREZ,CHIH.

Planta Norte

CD. JUÁREZ, CHIH.

Planta Sur

PUEBLA. PUE.

CAUDAL NOMNAL DISEÑO

REUSO AGUA TRATADA

INICIO OPERACIÓN

AGRÍCOLA

06/2000

1 000 L/s

AGRÍCOLA

04/2000

San Francisco

1 500 L/s

AGRÍCOLA

01/2002

PUEBLA, PUE.

Alseseca

1 000 L/s

AGRÍCOLA

03/2002

PUEBLA, PUE.

Atoyac

600 L/s

AGRÍCOLA

01/2002

PUEBLA, PUE.

Barranca del Conde

500 L/s

AGRÍCOLA

04/2002

PUEBLA, PUE.

100 Km. Colectores Estaciones de Bombeo

CULIACÁN, SIN.

Planta Norte

1 700 L/s

AGRÍCOLA

12/2001

CULIACÁN, SIN.

11 Kms. Colectores

SAN LUIS POTOSÍ, S.L.P.

Planta Tenorio

AGRÍCOLA E INDUSTRIAL

2004

SAN LUIS POTOSÍ, S.L.P.

26 Kms. Colectores

SAN LUIS POTOSÍ, S.L.P.

38 Kms. de Conducción de Agua Tratada

2.1.-

2 500 L/s

1 050 L/s

Procesos de Tratamiento.

TABLA 2.- Proceso de Tratamiento de aguas para reuso agrícola. C u li a c á n 1 .7 m 3 /S lia

C d . J u á re z 3 . 5 m 3 /S .5

T R A T A M IE N T O

A G U A C R U D A

P u e b la 3 .6 m 3 / S /S

P R E T R A T A M IE N T O

P R IM A R IO

D E S IN F E C C IO N

A V A N ZA D O

S e p a ra c ió n d e s ó lid o s g ru e s o s y fin o s

S e p a ra c ió n d e a re n a s S e p a ra c ió n g ra s a s Y a c e ite s

R e d u c c ió n s ó lid o s s u s p e n d id o s R e d u c c ió n d e D B O 5 N o s o lu b le

P ro d u c c ió n d e lo d o s p a ra e s ta b iliz a c ió n , d e s h id ra ta c ió n y re u s o e n la a g ric u ltu ra

REUSO DEL AGUA PARA A G R IC U L T U R A

Para lograr un reuso del agua tratada para la irrigación de tierras, la mayoría de los proyectos han utilizado el tratamiento primario avanzado (TABLA 2), a través de nueva tecnología permitiendo una reducción del espacio requerido para las instalaciones. Las TABLAS 3 y 4 proporcionan los resultados del tratamiento . TABLA 3.- Resultados de Tratamiento de las Plantas de Cd. Juárez, Chihuahua Contractual

Norte (Q nominal 2.5 m3/s) Entrada Salida 218 100

Sur (Q nominal 1.0 m3/s) Entrada Salida 244 121

Norma

Parámetros

NOM – 001 – ECOL – 1996 NOM – 001 – ECOL – 1996 NOM – 001 – ECOL – 1996

DBO5 (mg/l)

Entrada 210

Salida 120

SST (mg/l)

200

120

172

52

197

75

G y A (mg/l)

55

15

49

15

67

23

TABLA 4.- Resultados de Tratamiento de la Planta de Culiacán, Sinaloa. Norma

Parámetros

NOM – 001 – ECOL – 1996 NOM – 001 – ECOL – 1996 NOM – 001 – ECOL – 1996

DBO5 (mg/l)

2.2.

Q nominal 1.7 m3/s Entrada Salida 241 141

Contractual Entrada Salida 234 150

SST (mg/l)

234

150

222

51

G y A (mg/l)

80

15

79

15

Esquema Innovador

Los proyectos han podido realizarse gracias a la implementación de un esquema innovador, basado en la suma de recursos públicos (subsidios de un Fondo de Inversión en Infraestructuras) y de recursos privados (capital de riesgo, créditos) y a través de un Contrato de Prestación de Servicios a largo plazo (12 a 20 años) entre un Operador Privado y un Organismo Operador Público. Las Tablas 5.a.- y 5.b.- muestran los esquemas relativos al funcionamiento del Contrato de Prestación de Servicios durante el periodo de construcción y durante el periodo de operación. TABLA 5.a.- Esquema de Contrato de Prestación de Servicios - Periodo Construcción. Organismo Operador 4

Fideicomiso 2

3

1 6

Empresa de Propósito Específico Institución de Crédito

5

2 10

12

14

9

Fideicomiso 1

11

Fondos del Gobierno Federal

Constructor

15

Flujo de Recursos Contratos

13

8

Subcontratista de Obra

7

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

12. 13. 14. 15.

Contrato de Prestación de Servicios (CPS) entre Organismo Operador y Empresa de Propósito Específico. Afectación de los Ingresos del CPS al Fideicomiso 1, por la Empresa de Propósito Específico. Banobras otorga una Línea de Crédito Contingente y Revolvente con garantía de participaciones federales para que se usen en caso de falta de pago del Organismo durante la operación. La Línea de Crédito Contingente y Revolvente se afecta en el Fideicomiso 2. Se establece un mecanismo para que en caso de falta de pago del Organismo se afecte la Línea de Crédito desde el Fideicomiso 1. La Empresa de Propósito Específico firma un contrato de construcción con el Constructor manteniendo los mismos términos y condiciones establecidas en el CPS. El Constructor firma subcontrato(s) de obra manteniendo los mismos términos y condiciones del que firmó con la Empresa de Propósito Específico. La(s) subcontratista(s) presentan a el Constructor, las estimaciones de obra realizada durante un periodo predeterminado de acuerdo al programa de eventos claves. El Constructor presenta la estimación a la Empresa de Propósito Específico, previamente conciliada con la Supervisora de obra y el Organismo. La Empresa de Propósito Específico, a su vez, presenta la estimación para su pago al Fideicomiso 1. Banobras y Finfra aplican el crédito y los fondos, respectivamente, de acuerdo a los porcentajes de sus participaciones establecidas en los contratos poniendo los recursos en el Fideicomiso 1. En algunos casos Finfra hace su aportación por el total de recursos al inicio del proyecto, en este caso el Fideicomiso 1 invierte dichos recursos, tomando la parte correspondiente para el pago de las estimaciones. El Fideicomiso 1 paga la estimación descontando de ésta la parte correspondiente a la aportación de la Empresa de Propósito Específico, y registrando esta aportación en su patrimonio como capital de ésta. La Empresa de Propósito Específico hace la aportación del capital correspondiente a la estimación presentada. La Empresa de Propósito Específico paga la estimación a el Constructor en su totalidad. El Constructor con los recursos recibidos, paga a la(s) subcontratista(s) las estimaciones correspondientes.

TABLA 5.b.- Esquema de Contrato de Prestación de Servicios - Periodo Operación.

Organismo Operador 2

8

Empresa de Propósito Específico

3

4 7

Institución de Crédito 1.2.3.4.-

5

1

6

Fideicomiso 1

Operador

La Empresa Operadora factura a la Empresa de Propósito Específico las Tarifas de Operación. La Empresa de Propósito Específico, a su vez, le factura al Organismo Operador el total de las Tarifas. El Organismo Operador deposita el pago total en la cuenta del Fideicomiso. El Fideicomiso transfiere los recursos para la operación (la parte correspondiente de las Tarifas) a la Empresa de Propósito Específico.

5.6.7.8.-

A su vez, la Empresa de Propósito Específico con los recursos entregados por el Fideicomiso le paga a la Empresa Operadora su factura. Con la parte correspondiente a la Tarifa de Inversión, el Fideicomiso da servicio a la deuda con los bancos, intereses y amortizaciones de principal, los gastos asociados con la administración del Fideicomiso El Fideicomiso entrega el remanente a la Empresa de Propósito Específico para que ésta recupere su inversión incluyendo las utilidades correspondientes. Al final del periodo del Contrato de Prestación de Servicios, el Fideicomiso entrega las instalaciones al Organismo Operador, en caso de que exista un valor de recuperación, la entrega es a la Empresa de Propósito Específico y esta a su vez al Cliente.

El pago de los servicios se hace a través de 3 Tarifas: • • •

una tarifa mensual T1, relativa al reembolso de la inversión y su costo de financiamiento. una tarifa mensual T2, relativa al pago de los costos fijos de operación. una tarifa T3, relativa al pago de los costos variables por cada metro cúbico de agua tratada.

3.-

PROYECTOS INDUSTRIALES DE TRATAMIENTO Y REUSO DE AGUAS TRATADAS.

En 1997 y 2002, se han desarrollado varios proyectos de tratamiento de aguas con reuso industrial (TABLA 6). TABLA 6.- Proyectos industriales de tratamiento y reuso de aguas tratadas. PROYECTO

OBJETO

PEMEX I SALINA CRUZ, OAX.

Planta de Tratamiento Aguas Residuales Industriales.

PEMEX I SALINA CRUZ, OAX.

Planta Desaladora a partir de agua de Mar.

CAUDAL NOMNAL DISEÑO

REUSO AGUA TRATADA

INICIO OPERACIÓN

156 L/s

INDUSTRIAL (Torres de Enfriamiento)

10/1999

100 L/s

INDUSTRIAL (Calderas Refinería)

10/1999

PEMEX II SALINA CRUZ, OAX.

Planta de Tratamiento de Aguas Negras

90 L/s

INDUSTRIAL (Torres de Enfriamiento)

07/2002

HERMOSILLO, SON.

Plantas de Tratamiento de Aguas Negras.

119 L/s

INDUSTRIAL (Torres de Enfriamiento y Calderas)

03/2001

SAN LUIS DE LA PAZ, GTO.

Planta de Tratamiento de Aguas Negras

34.72 L/s

INDUSTRIAL (Torres de Enfriamiento y Calderas)

01/2001

Planta de Tratamiento de Aguas Negras

260 L/s

INDUSTRIAL (Torres de Enfriamiento y Calderas)

09/2002

MEXICALI, B.C.N.

3.1.

Procesos de tratamiento:

Los procesos utilizados varían principalmente según el tipo de reuso del agua tratada que en el caso de la industria se da para torres de enfriamiento o calderas. TABLA 7.- Proceso de tratamiento para reuso industrial S a lin a C r u z I I , O a x a c a : 3 2 4 m 3 / h

AG UA CRUDA

-

H e r m o s illo , S o n o r a : 4 0 0 m 3 / h

T R A T A M IE N T O D E S IN F E C C IO N

P R E T R A T A M IE N T O

B IO L O G IC O

S e p a r a c i ó n s ó li d o s g r u e s o s y fin o s S e p a r a c ió n a r e n a s

R e d u c c ió n d e D B O 5 R e d u c c ió n N itr ó g e n o

S e p a r a c ió n g r a s a s Y a c e ite s

REUSO PARA C A LD E R A S

R e d u c c i ó n s ó li d o s s u s p e n d id o s

TR A TA M . LO D O S

T R A T A M IE N T O T E R C IA R IO

O S M O S IS IN V E R S A F ilt r a c ió n

REUSO PARA E N F R IA M IE N T O

T r a t a m ie n t o F is ic o - q u ím ic o

Asimismo, podemos ver que los procesos que complementan el tratamiento biológico de las aguas son la descarbonatación, la filtración y la osmosis inversa. Las TABLAS 8 y 9 dan los resultados del tratamiento para las plantas de la Refinería de PEMEX en Salina Cruz, Oaxaca. TABLA 8.- Resultados de tratamiento de la planta de aguas industriales de la Refinería PEMEX Salina Cruz, Oaxaca Parámetros DBO5 (mg/l) SST (mg/l) G y A (mg/l) Ca ++ (mg/l CaCO3) Mg ++ (mg/l CaCO3) N Amoniacal (mg/l)

Entrada (Q nominal 100 L/s) 36.6 22.4 8.1 175.8 80.8 67.6

Salida Real

Contractual 2.6 0.9 0.0 37.5 31.2 0.4

10.0 2.0 1.0 100 82 4.0

TABLA 9.- Resultados de tratamiento de la planta de aguas negras de la Refinería PEMEX Salina Cruz, Oaxaca. Entrada (Q nominal 90 L/s) DBO5 (mg/l) 56.4 SST (mg/l) 94.4 G y A (mg/l) 28.3 N Amoniacal (mg/l) 11 *Con una concentración de N-NH4+ en el influente de 3 mg/l Parámetros

Salida Real

Contractual 3.1 1.2 0.0 0.1

50 2 1 0.04*

3.2.-

Esquemas de financiamiento:

En el caso de clientes industriales y debido a la ausencia de subsidios, los esquemas encontrados son de dos tipos: •

el esquema B.O.T. (Build Operation and Transfert) a través de un contrato de prestación de servicios (12 años en el caso de PEMEX Refinación) y de un financiamiento por la Empresa constructora y operadora.

•

el esquema de obra a precio alzado pagada directamente por el cliente industrial, como en el caso de todas las plantas que dan el servicio de agua a las Centrales de Ciclo Combinado que producen energía eléctrica para la Comisión Federal de Electricidad.

4.-

CONCLUSIONES

El tratamiento de aguas con reuso del agua tratada, ya es una realidad en MEXICO, con varios ejemplos sumando del orden de 20 m3/s y demostrando a su vez la factibilidad técnica y económica. Los esquemas de financiamiento de los proyectos municipales, asociados a la posibilidad de compra del agua tratada por las industrias dejan claramente el camino a seguir, en particular en la zona Norte del país donde el reuso del agua es ya una necesidad. Las capacidades técnicas y financieras de los operadores privados, permiten realizar los proyectos basados en una asociación a largo plazo entre el sector privado y el sector público. Estas experiencias positivas deben permitirnos ahora considerar nuevos proyectos aún más ambiciosos de gestión integral del agua bajo un objetivo común: el agua para todos, el saneamiento para todos.