Diseño del acueducto mayor del área Boyacá de la faja petrolífera del Orinoco
Introducción El Problema Planteamiento del problema
Objetivos generales y específicos Metodología
Resultados Ingeniería y Aspectos tecnológicos
Aspectos socioculturales y ambientales Estimación de
costos clase V Análisis Financiero Evaluación de
riesgos del proyecto Plan de ejecución clase V del
proyecto Conclusiones Recomendaciones Tabla de Contenido
Introducción Faja Petrolífera del Orinoco
Superficie total 83.834,215 Km2 (Gp:) Ubicación
Geográfica (Gp:) N Área Boyacá El
Área Boyacá corresponde a la parte occidental de la
FPO y está ubicada al sur del estado Guárico.
Superficie total: 38.249,52 Km2 ˜ 46% Poblaciones ubicadas
en el área de influencia del desarrollo petrolero:
Cabruta, Santa Rita de Manapire y Espino
Planteamiento del problema Refinería Santa Rita Mejorador
Arranque: 2026 Refinería-Petroquímica Arranque:2028
Área Boyacá Generación eléctrica
Alimentada por Coque. Potencia 900 Kw. Arranque 2026 8 Bloques de
Producción Prod. en caliente Bloque 1: 150 MBD Bloque 8:
250 MBD (Gp:) Crecimiento poblacional debido a la fuerza laboral
asociada y crecimiento natural poblacional
Planteamiento del problema Refinería Santa Rita Mejorador
Arranque: 2026 Refinería-Petroquímica Arranque:2028
Área Boyacá Generación eléctrica
Alimentada por Coque. Potencia 900 Kw. Arranque 2026 8 Bloques de
Producción Prod. en caliente Bloque 1: 150 MBD Bloque 8:
250 MBD (Gp:) Crecimiento poblacional debido a la fuerza laboral
asociada y crecimiento natural poblacional El desarrollo de las
actividades petroleras en la FPO será un atractivo de
actividades económicas, para el cual se deberá
planificar las acciones que permitan satisfacer las necesidades
tanto de agua potable e industrial. Es por ello, que el
desarrollo y ejecución de proyectos petroleros,
industriales y socioproductivos en el Área Boyacá
de la Faja Petrolífera del Orinoco generará un
impacto poblacional en la región, por lo cual surge la
necesidad de realizar el diseño del Acueducto Mayor del
Área Boyacá, el cual tendrá como finalidad
de garantizar el suministro de agua para consumo humano,
petrolero e industrial.
5 Actualizar información existente de oferta y demanda
hídrica en el Area Boyacá de la Faja
Petrolífera del Orinoco. Establecer distintas alternativas
de ruta de suministro y tratamiento del agua. Identificar las
tecnologías para el sistema de captación del agua
del Acueducto Mayor del Área Boyacá de la Faja
Petrolífera del Orinoco. Definir los parámetros de
diseño de las tuberías y equipos de bombeos.
Analizar la factibilidad técnica del Acueducto Mayor del
Área Boyacá de la FPO considerando las distintas
alternativas de rutas de aducción. Objetivo
Específicos Planteamiento del problema Analizar aspectos
socioculturales y ambientales del Área de influencia del
Acueducto Mayor del Área Boyacá de la FPO.
considerando las regiones afectadas por el sistema de suministro.
Actualizar el estimado de costos clase V del proyecto del
Acueducto Mayor Boyacá. Actualizar el plan de
ejecución del proyecto Clase V abordando las estrategias
de ingeniería, procura, construcción, arranque y
operaciones del Acueducto Mayor del Área Boyacá de
la FPO. Evaluar la factibilidad económica-financiera de la
fase visualización del proyecto. Desarrollar el
análisis cualitativo de los riesgos del proyecto Acueducto
Mayor Boyacá. Objetivo General Diseñar el acueducto
Mayor para el Área Boyacá para garantizar el
suministro de agua potable e industrial en el marco del
desarrollo de la Faja Petrolífera del Orinoco.
Metodología
Periodo de diseño Se establecen dos tipos de consumo:
Consumo Humano: Población natural y fuerza laboral
asociada Consumo Industrial: Refinería y
petroquímica, bloques de producción,
generación eléctrica. El Acueducto Mayor del
Área Boyacá de la FPO se dimensionará de
acuerdo al cálculo de la demanda pico: Factor de
diseño de 1,4. La selección de los equipos
electromecánicos debe corresponder a modelos comerciales.
Se establece una velocidad de transporte del agua no mayor a 3
m/s Se contempla un periodo de diseño de 20 años
para el diseño de Acueducto Mayor Boyacá. Se
considera la reposición de los equipos e instalaciones
mecánicas y electromecánicas cada 10 años.
De acuerdo a Corcho, Duque (2005). “Acueducto,
Teoría y Diseño”. Fecha estimada que el
arranque de operaciones del acueducto será para el
año 2025. Se plantea la puesta en marcha del acueducto un
año antes del arranque del mejorador de la
Refinería Santa Rita. Premisas y bases de diseño
Capacidad del acueducto
Demanda media estimada Consumo Humano
(Gp:) Mejorador Santa Rita Generación Eléctrica
(Gp:) Refinería y Petroquímica Demanda media
estimada Consumo Industrial
Demanada pico estimada Caudal 4.043 l/s Factor de diseño
1.4
Identificación y análisis de suministros Aguas
Subterráneas Composición química: De
carácter salobre del tipo clorurada sódica hacia el
noroeste de la región. Escasas fuentes
subterráneas, desfavorables al sur del Área
Boyacá. Rendimiento pozos de agua en la FPO. Temporadas de
sequía Fuente: Laboratorio Nacional de Hidráulica
Rendimiento de los pozos al sur del Área Boyacá en
temporadas seca: Gasto. 1-15 l/s
Identificacion y análisis de suministros Aguas
Superficiales. Río Manapire, Río iguana Los
ríos Manapire e Iguana, se descartan como fuentes de
suministro de agua, debido a la intermitencia durante el
año, lo cual, impide la continuidad en el servicio y a sus
características topográficas planas, dificulta la
utilización de sus aguas. El Río Manapire tiene la
particularidad de ser de régimen intermitente, con aguas
bajas entre enero a abril y con un máximo definido en
agosto. De acuerdo al “ESTUDIO PARA EL APROVECHAMIENTO DE
LOS RECURSOS HÍDRICOS EN LA FPO (LNH) (Jun. 2011). El
Río Iguana aunque presenta un caudal promedio anual del
17,3 m3/s no se considera fuente segura de préstamo,
debido a que en los meses comprendidos entre diciembre y abril el
caudal es cercano a cero. Caudal promedio anual (m3/s) Fuente:
LNH (Gp:) Ríos en el Área Boyacá
1.Río Manapire; 2. Río Iguana (Gp:) 1 (Gp:) 2
(Gp:) Cabruta (Gp:) Caicara (Gp:) Matanzas Identificacion y
análisis de suministros Aguas Superficiales. Río
Orinoco Distancia desde Matanzas: Caicara: 459 millas Cabruta:
465 millas Nivel máximo : 35 m.s.n.m Nivel mínimo:
23.72 m.s.n.m. en el mes de septiembre En el balance de oferta y
demanda se demostró que el RÍO ORINOCO es la fuente
más segura y confiable de préstamo; en primer lugar
porque se extraería un 0.084% del caudal en épocas
de estiaje en comparacion al reporte más crítico
(4789,68 m3/s) reportado el 13/03/2000 y en segundo lugar, los
parámetros de agua cruda del Río Orinoco
referenciales pueden ser tratados mediante un tratamiento
convencional.
Batimetría del Río en el sector Caicara- Cabruta
(INC) Profundidades = 4.5 m Profundidades 0.0 m Profundidades 2.5
m Captación sobre el Río Orinoco CABRUTA
Tipos de obras de captación
Este punto de toma se ubica en la población de Cabruta en
pleno y en el trayecto de la troncal 12, troncal que conduce a la
población de Santa Rita. Esta opción de
captación se propone debido a que se cuenta con un camino
sin asfaltar que conduce a la troncal 12. Además en las
adyacencias de la carretera se presentan lomas o relieves del
terreno favorables para la instalación de tanques elevados
para el suministro de agua por gravedad a la población de
Cabruta. Esta alternativa se debe a la proximidad a la
población de Cabruta y a la troncal 12, la
captación se propone a 1 Km de la población.
Así mismo, se visualiza un amplio terreno en el que
podría instalarse la(s) planta(s) de tratamiento.
Alternativas de la ubicación de la captación Existe
una carretera sin asfaltar que dirige a la troncal 12. A
diferencia de las opciones siguientes, esta alternativa no se
enfoca a la cercanía a la población de Cabruta,
sino a las vías de acceso.
Matriz de selección MULTICRITERIO Alternativas de la
ubicación de la captación
Matriz de selección MULTICRITERIO La ponderación se
basa en la escala del 1 al 5, siendo 1 la ponderación
categorizada como “muy malo” y 5 como
“excelente”.
Matriz de selección MULTICRITERIO
Filtración convencional Tecnologías de tratamiento
Filtración Directa Filtración por micromenbrana
Filtración convencional Datos de la planta potabilizadora
de Soledad en el estado Anzoátegui. Obras de tratamiento
GACETA OFICIAL EXTRAORDINARIA: 5.021 del 18/12/1995. DECRETO
N° 883 FECHA: 11 de Octubre de 1995 CAPITULO II: De la
clasificación de las aguas ARTICULO 3º.- Sub Tipo 1B:
Aguas que pueden ser acondicionadas por medio de tratamientos
convencionales de coagulación, floculación,
sedimentación, filtración y cloración.
ARTICULO 4º.- ítem 2:
Ubicación de las plantas de tratamiento
Estación de Bombeo en la Captación, HIDROBOLIVAR
Estaciones de bombeo Las potencias de las estaciones están
determinadas en función al caudal y la altura a superar,
así como también la disponibilidad en el mercado.
Las potencias hidráulicas calculadas son preliminares al
igual que el arreglo de los equipos electromecánicos. No
se considera la disposición de equipos de reserva en esta
fase del proyecto (fase de visualización) Premisas
Puede considerarse la utilización de tuberías de
acero, fundición dúctil, tuberías
plásticas como Plástico Reforzado con Fibra de
Vidrio (PRFV o GRP en inglés) y Polietileno de alta
densidad (PEAD o HDPE en inglés) La ADUCCIÓN debe
abastecer AGUA POTABLE AGUA PRETRATADA Material de la
tubería: Instalación: Tubería enterrada
Aducción Tubería aérea o sobre suelo
Alternativa 1 137 Km. Alternativa 2 149 Km. Premisas:
Direccionarse al margen o en sentido de las carreteras existentes
o planificadas. Minimizar impactos ambientales e incrementar las
facilidades de acceso en las fases de construcción,
operación y mantenimiento del acueducto y de los elementos
que lo conforman. Rutas para la aducción
Aspectos de Constructibilidad
Aspectos generales: Las alternativas de trazado del acueducto
están en función a las poblaciones ubicadas en el
eje de desarrollo petrolero y los proyectos industriales. La
demanda calculada por centro poblado está en
función a la actividad prevista y calidad del agua
requerida, para consumo humano y uso industrial. La demanda con
la que se diseñarán las distintas alternativas es
preliminar. Software utilizado para simulación:
Configuraciones del Acueducto Premisas: En cada opción
intervienen: Captación, aducción, estaciones de
bombeo y planta de tratamiento para garantizar el agua de
distintas calidades (potable e industrial). La factibilidad de
las distintas configuraciones del acueducto fueron Validadas
mediante un Software de simulación interactivo EPANET.
2.0.
Opción 1: 1era Etapa: 2024 Santa Rita: 3188 l/s Espino:
698 l/s Cabruta: 150 l/s Configuraciones del Acueducto (Gp:)
Sistema de tratamiento de agua (Gp:) Sistema de
potabilización
Configuraciones del Acueducto
Opción 2: Configuraciones del Acueducto 1era Etapa: 2024
Santa Rita: 705 l/s Espino: 698 l/s Cabruta: 150 l/s 2da Etapa:
2027 Santa Rita: 2483 l/s (Gp:) Sistema de tratamiento de agua
1° etapa (Gp:) Sistema de tratamiento de agua 2° etapa
(Gp:) Sistema de potabilización
Configuraciones del Acueducto
Opción 3: Configuraciones del Acueducto 1era Etapa: 2024
Santa Rita: 3188 l/s Espino: 698 l/s Cabruta: 150 l/s Sistema de
tratamiento de agua 1° etapa Sistema de
potabilización
Configuraciones del Acueducto
Opción 4: Configuraciones del Acueducto 1era Etapa: 2024
Santa Rita: 3188 l/s Espino: 698 l/s Cabruta: 150 l/s (Gp:)
Sistema de potabilización
Configuraciones del Acueducto
Opción 5: Configuraciones del Acueducto 1era Etapa: 2024
Santa Rita: 705 l/s Espino: 698 l/s Cabruta: 150 l/s 2da Etapa:
2024 Santa Rita: 2504 l/s (Gp:) Sistema de tratamiento de agua
1° etapa (Gp:) Sistema de tratamiento de agua 2° etapa
(Gp:) Sistema de potabilización
Etapa 1 Etapa 2 Configuraciones del Acueducto
Evaluación multicriterio de las variables ambientales
Metodología utilizada: VIRAT: Valor de Impacto y Riesgo
Ambiental Total 1º 2º Resultando
Estimación de Costos Clase V Se determina mes de
referencia para los costos: Diciembre 2011. Se considera una tasa
cambiaria de 4,30 BsF/ $. Se considera un periodo de
análisis de 15 años Se considera una tasa de
descuento del 10% anual Se considera una provisión por
contingencia del 10% del costo total. Se considera una tasa de
inflación de 1,4% de acuerdo a la inflación de
Estado unidos para el año 2011. Se considera el año
2022 como año cero (0) en escala del tiempo para la
evaluación de flujo de caja. Premisas generales Costo
Total del proyecto por alternativa.
Análisis Económico La principal fuente de ingreso
será la venta del servicio a los diferentes usuarios,
Gaceta Oficial N° 39.353, Resolución N° 013
“del Ministerio del Poder Popular Para el Ambiente,
Venezolana, HIDROVEN, C.A. Precio Medio de Referencia (PMR):
HIDROPAEZ. 0,6 BsF/m3
Análisis Económico Flujo de caja de las
alternativas Valor Presente
Análisis Cualitativo de Riesgos Probabilidades de riesgo
definidas para el proyecto Nivel de incidencia del impacto de
riesgo en el proyecto
Análisis Cualitativo de Riesgos Resultando:
Se plantea la división de las obras en frentes de trabajo,
dependiendo la naturaleza de la obra. Plan de Ejecución
del proyecto Clase V Estrategias aplicables para cada área
del proyecto. Conceptualización: 21 meses duración
Definición: 30 meses de duración
Identificación de Equipos y materiales de Largo Tiempo de
Entrega (ELTE)
Fuente de abastecimiento El río Orinoco se muestra como
fuente más favorable para el préstamo del fluido
para el abastecimiento de la demanda de agua potable e industrial
para el Acueducto Mayor del Área Boyacá de la FPO.
Obras de captación En función a las variables
evaluadas en la matriz multicriterio para la selección de
la ubicación de la captación se muestra como ideal
la opción C, ubicada aguas arriba de la población
de Cabruta. De acuerdo a estudios batimétricos y las
características del Río Orinoco las estructuras
tipo torre toma y muelle toma se muestran favorables de manera
preliminar. Plantas de tratamiento Se plantea la
instalación de plantas convencionales, cumpliendo con los
procesos de tratamiento de la siguiente manera: Agua pretratada:
Agua para consumo humano: Los factores que sustentan esta
alternativa son: Nivel de complejidad de la construcción,
nivel de dificultad de operación, nivel de dificultad de
mantenimiento. La calidad de agua cruda y tratada, según
los rangos aceptables de calidad que plantean las normas
nacionales e internacionales vigentes. Conclusiones
Estaciones de bombeo La ubicación preliminar de las
estaciones queda definida por los requerimientos
hidráulicos, teniendo en cuenta ubicarlas en las
cercanías de centros de consumo u usuarios. El estudio
hidráulico está en función a bombas
disponibles en el mercado y marcas especializadas en grandes
dimensiones como RUHRPUMPEN y GOULD PUMP. Aducción La ruta
más conveniente de la aducción corresponde a seguir
la vialidad existente y construyendo la aducción paralelo
a los mismos en el espacio existente a las márgenes del
camino. Aspectos de constructibilidad No se visualizan
complicaciones en cuanto a los aspectos constructivos del
Acueducto, previendo que podrán adoptarse soluciones y
tecnologías suficientemente probadas para la
realización de todas sus obras. Conclusiones
Conclusiones Análisis de riesgos de proyecto Se evaluaron
3 riesgos posibles (tiempo, alcance y costos), dándose
mayor peso de importancia al criterio “tiempo”, ya
que al este sufrir modificaciones de acuerdo a lo planificado
acarrearía impactos en los costos y en dado caso a
molestias hacia los clientes del servicio estimado para el
proyecto. Estimación de Costos Clase V La opción
más económica según el estimado de costos
clase v es la 2, en la que se visualiza una aducción como
primera etapa que transportará agua pretratada a las
poblaciones de Espino y Santa Rita, en conformidad con la demanda
hídrica estimada hasta el año (2028), planteando la
instalación de plantas potabilizadoras en cada una de las
locaciones estudiadas (Cabruta, Santa Rita y Espino). Asimismo,
se plantea anexar una 2da aducción (año 2028)
observando la diferencia de caudal requerido para la
refinería y petroquímica de Santa Rita.
Factibilidad económica del proyecto Al analizar el Valor
Presente de cada opción propuesta se pudo constatar que la
alternativa 1 es la mas conveniente para ejecutar, alcanzando un
monto de $ 2.484.225.640, caso contrario ocurre con la
alternativa 4, en la que se percibe un monto negativo de $
(995.276.274), traduciéndose en que opción
propuesta no es rentable ya que la inversión no se
recupera.
Recomendaciones Actualizar los datos de población,
caracterización socioeconómica del área al
obtener los datos de los censos poblacionales y censo
agrícola 2009, para así obtener información
detallada y precisa. Renovar la información referente a
las industrias existentes por centros poblados relacionados al
Área Boyacá y la población asociada a la
fuerza de trabajo por rama de actividad económica, lo
cual, se invita a realizar visitas programadas a la región
con la finalidad de elaborar diagnósticos del área
y con ello actualizar y validar la información existente.
Actualizar la información de la demanda de agua industrial
con los diferentes entes competentes. Validar la
volumetría de producción en frío y en
caliente de aquellos bloques de producción en los cuales
hasta la fecha se desconoce esta información. Considerar
como fuente de abastecimiento de agua potable e industrial el
Río Orinoco para el Acueducto Mayor del Área
Boyacá de la FPO. Profundizar el desarrollo en la fase de
Conceptualización del Proyecto de “Acueducto Mayor
de Boyacá” en cuanta a la Evaluación
Ambiental Preliminar. Evaluar la factibilidad técnica de
uso de agua subterránea y/o de pequeños cauces
superficiales para consumo humano. Evaluar estrategias y
tecnologías para el cruce de áreas ambientalmente
sensibles (morichales y centros poblados) a lo largo de la ruta
de la aducción.