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Capítulo
14
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Reutilización
de aguas residuales en México |
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Drenaje
del Estado de México
La mayor parte de las regiones volcánicas de actividad reciente, como es el caso del Estado de México, carecen de sistemas hidrográficos y de drenaje jerarquizados debido a las contínuas obstrucciones geológicas al drenaje fluvial provocadas por las acumulaciones volcánicas (lavas, escorias, cenizas, formaciones piroclásticas) y a los reajustes tectónicos asociados al vulcanismo. Debido a estas dificultades de drenaje exterior, con frecuencia se generan cuencas sin salida directa al mar en cuyas porciones centrales se acumula el agua formando cuerpos de agua lénticos, como lagos y humedales. Es también por esa razón, que en dichas regiones geológicas la mayor parte de los ríos son de poca longitud, y cuando existen, no reciben sus aguas directamente de una red de afluentes, sino que más bien de canales emisarios de lagos y humedales (que son los que efectivamente concentran las aguas de escurrimiento). En estas cuencas el aporte de los tributarios se ve compensado, en parte, por la evaporación, dando lugar a la concentración de sales. Es por ese motivo que algunas de las lagunas y humedales allí formados, contienen aguas salobres o salinas. En general, se trata de cuerpos de agua de composición variada, a menudo muy ricos en nutrientes, que generan condiciones físico-químicas de alta diversidad. Por otra parte, debido al carácter frecuentemente poroso y permeable de las formaciones volcánicas, otra parte de las aguas se infiltra a los acuíferos subyacentes, permaneciendo almacenada a nivel local o “transfiriéndose” a otras cuencas vecinas. A veces, las aguas de éstas últimas continúan su flujo hasta las zonas costeras. Los valles altos de la meseta mexicana, como el del Alto Lerma y el de México, son ejemplos típicos de este tipo de ambiente. El drenaje natural resultado de las lluvias, generalmente estacionales, se concentra en las depresiones formando lagos y humedales. Los excesos de agua que no pueden ser eliminados por la evaporación se infiltran a los acuíferos reapareciendo como manantiales en los valles y laderas más bajas o se vierten superficialmente a través de los puntos más bajos del relieve. En el caso del río Lerma, el excedente hídrico se descarga, muy disminuido por la evaporación e infiltración, hacia el norte-noroeste sin perder su discontinuidad hidrográfica. En el Valle de México, la evacuación de las aguas que se daba casi exclusivamente por la vía subterránea, ahora tiene lugar, artificialmente, a través de tres conductos, dos túneles y un tajo, que permiten la salida de los excesos de agua fuera de la cuenca, también en dirección septentrional. El drenaje del Estado
de México es sumamente intrincado debido a los factores geológicos
antes mencionados, a los que se agregan las numerosas intervenciones antrópicas
producto de la densísima urbanización, que han modificado
profundamente las redes naturales.
Sistemas de drenaje natural Los sistemas de drenaje del Estado se pueden dividir en tres cuencas de desagüe principales: la Cuenca del río Lerma, la Cuenca del Valle de México- Pánuco y la Cuenca del río Balsas. Algunas de estas cuencas han sufrido cambios muy acentuados debido a la influencia humana que han alterado completamente la configuración del drenaje. Esto se puede apreciar particularmente en la cuenca del Valle de México- Pánuco, donde se asienta la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, y en menor grado, en la Cuenca del río Lerma, en donde se encuentra la conurbación de la Ciudad de Toluca). La Cuenca del río Balsas, por el contrario, con densidad de población mucho más escasa mantiene su red hidrográfica con menos alteraciones. Las modificaciones
del drenaje hidrográfico natural que se han llevado a cabo en las
cuencas del Valle de México y del Lerma son variadas. Numerosos
ríos han sido canalizados, otros han sido embalsados por medio de
diques, algunos cursos fluviales fueron desviados, se han creado lagunas,
en las zonas de influencia urbanas se extraen considerables volúmenes
de los cuerpos de agua o de los acuíferos próximos y se vierten
volúmenes con variados grados de polución que afectan tanto
los caudales como la calidad de las aguas.
Desagüe de las aguas pluviales y residuales En las ciudades del Estado una porción importante de las aguas de escurrimiento son recogidas y conducidas por redes de alcantarillado. Estas son particularmente necesarias en las ciudades de mayor tamaño y en aquellas poblaciones más pequeñas susceptibles a inundaciones y crecientes. En 1999 el servicio de alcantarillado del Estado cubría aproximadamente 72% de la población, esperándose que para el año 2010 pudiera alcanzar el 83% de la misma. De los 13.39 millones de habitantes del Estado de México, 9.24 millones tienen drenaje sanitario a través de redes de atarjeas. En toda la entidad se generan 32.26 m3 /s de aguas residuales de las cuales se trata un 21% (5,46 m3 /s) en 68 plantas distribuidas en diversos puntos del estado. La capacidad de tratamiento es algo mayor (6.8 m3/s) debido a que dichas plantas no trabajan a capacidad máxima. De acuerdo a los planes
previstos en el marco del Proyecto de Saneamiento del Valle de México
y los sistemas a construirse en el Alto Lerma (que son las zonas más
pobladas del Estado) se considera que del caudal de aguas residuales en
el año 2005 (34.63 m3 /s), se habrán de tratar unos 31.49
m3 /s. Ello constituye un 91% del total.
Situación en las cuencas de desagüe Las tres regiones hidrográficas
del Edo de México presentan características disímiles
en cuanto a las modalidades de sus drenajes, tanto naturales como artificiales.
Las cuencas del río Lerma y del Valle de México- Pánuco,
situadas en valles con pendientes longitudinales relativamente suaves,
han sido rediseñadas para adaptarlas a una densa ocupación
humana. La cuenca del río Balsas por el contrario, ha sufrido menos
modificadas, y conserva sus principales características fisiográficas
e hidrográficas de valles encajados y regímenes torrenciales
de sus cursos de agua.
La Cuenca del Río Lerma La Cuenca del Río
Lerma abarca una superficie de 5,175 km2 que representa el 23% del Estado
de México. Su población es de 2,274,000 habitantes.
Cobertura de alcantarillado y saneamiento La cobertura de alcantarillado en las zonas urbanas de la cuenca es parcial, ascendiendo en la actualidad (1999) a 54.56 %. Se espera que dicha cobertura aumente al 70.54 % en el año 2005 y a 82% en 2010. En 1999, las aguas
residuales municipales de la cuenca del Lerma en el Estado de México
eran tratadas en un 51.83%. Se estima que luego de concluidas las
ocho plantas de tratamiento de aguas residuales adicionales previstas,
esta capacidad de tratamiento podrá aumentar considerablemente.
Dentro de estas perspectivas se espera que la expansión del sistema
permitirá tratar 56.39% de las aguas residuales en el año
2005 y 64.10% en 2010.
La Zona Conurbada de Toluca La principal zona urbana de la cuenca es la ciudad de Toluca y su zona conurbada con una población de 1,180,000 habitantes. La mayor parte de las colonias de Toluca están conectadas a la red de alcantarillado que alcanza en la actualidad (1999) 76% de la población. Este drenaje de las aguas pluviales se realiza por medio de la utilización de redes de atarjeas. El sistema de saneamiento de la zona conurbada toluqueña es evacuado mediante una red de colectores que conducen las aguas residuales desde las zonas de servicio hacia las plantas de tratamiento. En el sureste los principales conductos son el Colector Metepec, el Colector San Salvador y el Colector San Carlos Norte. Al este se encuentra el Sistema Toluca Oriente y al norte, el Sistema Toluca Norte. Ambos sistemas de saneamiento se encuentran conectados a las plantas de tratamiento del mismo nombre. El tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de Toluca se realiza en las dos plantas mayores (macroplantas Toluca Norte y Toluca Oriente que se encuentran localizadas a orillas del propio río). En ellas se trata el 66.65% de las aguas residuales producidas.. Por su parte, las aguas
residuales industriales son tratadas en la Planta de Tratamiento de Aguas
Residuales Reciclagua también situada a la vera del canal principal
del río.
Resto de la Cuenca del río Lerma En los 23 municipios
que constituyen el resto de la Cuenca del río Lerma hay una población
de 1,100,000 habitantes que se espera que ascienda a 1,170,000 para el
año 2005. En ellos, la cobertura de alcantarillado asciende
al 31.5%, sirviendo a 345,000 habitantes. La población de esta zona
genera 2.21 m3/s de aguas residuales, de los cuales existe capacidad de
tratamiento para 612 litros por segundo (27.7% del total).
Cuenca del Valle de México- Pánuco La Cuenca del Valle de México-Pánuco, donde se encuentra la Zona Metropolitana de la Ciudad de México tiene sus cabeceras al sureste (Volcanes Popocatepetl e Iztaccihuatl), al oeste (Sierra Las Cruces) y al sur (Sierra Chichinautzin). Las aguas tienden naturalmente a fluir desde las alturas del sur-suroeste, oeste y sureste hacia el norte en donde se encuentra actualmente el desagüe de la cuenca. Antiguamente las aguas drenaban a lo largo de una serie de lagunas encadenadas, que eran nutridas por los ríos que bajaban de las montañas y volcanes. La laguna con posición topográfica más elevada y agua más dulce se encontraba al sureste de la cuenca en la zona de Chalco (laguna de Chalco). El drenaje continuaba a través de la laguna de Xochimilco, hacia el oeste y luego por el lago de México hacia el norte y noreste, hasta la depresión lacunar central ocupada por el lago de Texcoco. Las áreas de drenaje lacunar se continuaban con las lagunas de Xaltocán y de Zumpango ubicadas en la porción septentrional de la cuenca. A partir de la desecación de la zona lacustre y su ocupación paulatina por la urbanización, también se fueron modificando las características del drenaje, los antiguos cursos naturales fueron canalizados o desviados, nuevos cursos y canales artificiales fueron excavados en los fondos lacunares desecados y se abrieron tajos o túneles a través de las zonas serranas para permitir el drenaje de las zonas inundables. En la actualidad los excesos de aguas del Valle se conducen hacia el norte virtiéndose artificialmente a través de dos túneles y un tajo hacia la cuenca alta del río Pánuco en el Estado de Hidalgo. El área drenada en la cuenca del Valle de México asciende a unos 8,258 km2 (36.7 % del Estado) con una población estimada de 9.719.000 de habitantes. Las zonas urbanas de la zona metropolitana de la Ciudad de México están mayoritariamente servidas por una extensa red de alcantarillado que cubre aproximadamente 80% de la población del territorio (1999). Se espera que esta cobertura se extienda a un 83.46% de la población en el año 2010. Por su parte, las conexiones a la red de saneamiento abarcan aproximadamente el 85% de los usuarios del Valle. En 1999, las aguas residuales producidas en el Valle de México, jurisdicción del Estado de México, fueron estimadas en 24 m3 /s. A ellas hay que agregar las aguas residuales producidas en el Distrito Federal que son conducidas al territorio del Estado, para llegar a una cifra total para el conjunto del Valle estimada en unos 45 m3/s. Las aguas residuales de las zonas conurbadas y las aguas pluviales caidas en la cuenca son evacuadas por medio de un sistema de drenaje de gran complejidad. En 1992 el sistema estaba constituido por 111.3 km de canales a cielo abierto, 42.65 km de ríos entubados, 6 km de túneles semiprofundos y 112.8 km de túneles profundos. Estas cifras se han continuado incrementando durante los últimos años expandiendo la capacidad de drenaje de la red. Los principales canales y ductos del sistema localizados total o parcialmente en el Estado de México incluyen el Río de la Compañía, el Dren General del Valle, el Río de los Remedios, el Gran Canal de Desagüe, el Emisor del Poniente, el Canal Castera, el río Cuautitlán y los Sistemas de Drenajes Profundo y Semiprofundo, además de otras obras y cursos menores. Las salidas del agua
del Valle tienen lugar al norte de la cuenca a través de los túneles
de Tequisquiac (Viejo y Nuevo) y del Tajo de Nochistongo. Los caudales
por allí evacuados se incorporan a la Cuenca del río Pánuco
y van a desembocar al Golfo de México.
Río de la Compañía- Dren General del Valle El Río de la
Compañía es un canal que drena el sureste del Valle, tanto
las aguas residuales de las zonas urbanas de Chalco, Amecameca y alrededores,
como los tributarios provenientes de los volcanes Iztaccihuatl y Popocatepetl.
Las aguas allí recogidas por una red de cursos naturales y canales
es conducida hacia el norte-noroeste a través de este canal en la
dirección del vaso de Texcoco. Allí se une al caudal de las
lagunas Churubusco y Horaria cambiando su denominación a Dren General
del Valle. Finalmente, este último descarga en el Gran Canal de
Desagüe a través del Canal de la Draga.
Río de los Remedios Es una vía de
drenaje artificial que drena el norte de la zona metropolitana, incluyendo
zonas del Distrito Federal y del Estado. El río de los Remedios
recoge las aguas residuales de los ríos Tlalnepantla y San Javier,
descargando sus caudales en el Gran Canal de Desagüe.
El Gran Canal de Desagüe Es la vía de desague más importante del Valle de México. Está formado por un canal de 47.5 km de largo que vertebra el Sistema General de Drenaje del Valle. El Gran Canal drena las aguas del norte, noreste y centro de la zona metropolitana y las dirige hacia sus salidas al norte. El Gran Canal comienza en el Distrito Federal donde recibe los caudales de los ríos de la Piedad y Consulado, teniendo la mayor parte de su extensión en el Estado de México, donde recibe los aportes provenientes de la cuenca del lago Texcoco. Estas últimas le llegan por medio del Canal de la Draga (emisario del Dren General del Valle y del río de la Compañía), del río de los Remedios y del Dren Cartagena. Debido a la subsidencia general del suelo del Valle (que alcanza hasta 20 cm por año en algunos lugares) provocada por la extracción de aguas subterráneas y el descenso del nivel del acuífero, el flujo hídrico, que antiguamente era por gravedad, debe llevarse a cabo mediante la utilización de 12 estaciones de bombeo. Debido a este estancamiento e incluso inversión orográfica, la capacidad de desalojo del Gran Canal se ha vuelto prácticamente nula, obligando a desviar regularmente sus flujos hacia el Drenaje Profundo cuya operación estaba prevista originalmente solamente para la época de las lluvias. Antiguamente la capacidad del Gran Canal era relativamente restringida (5 m3/s en los primeros 20 km, y 17.5 m3 /s en el resto. En tiempos posteriores el canal fue ampliado incrementándose su capacidad a niveles del orden de los 130 m3/s durante la estación de las lluvias. Las aguas del Gran
Canal de Desagüe fluyen o son bombeadas hacia el norte y salen del
Valle de México por los túneles de Tequisquiac (Tunel Viejo
y Nuevo), con capacidades respectivas de 17.5 m3/s y 60 m3/s. Fuera
del Valle, estos dos conductos engrosan el caudal del río Salado,
que es a su vez afluente del río Tula, tributario principal del
río Pánuco, en la vertiente del Golfo de México.
Emisor del Poniente El Emisor del Poniente
es otra de las grandes vías de drenaje artificiales del Valle de
México. Tiene una longitud de 44.3 km. y se dirige desde el sur
hacia el norte a partir de la zona occidental del Valle (desde la laguna
de regulación Vaso de Cristo), continuando su recorrido hasta el
Tajo de Nochistongo (tercera salida artificial del Valle), donde se conecta
con el cauce del río El Salto, también perteneciente a la
cuenca del río Pánuco. En su comienzo es un ducto cerrado
con capacidad para caudales oscilantes entre 39 y 80 m3/s. Aguas abajo
es un canal abierto que puede transportar un caudal hasta 130 m3/s.
En su curso inferior recibe las aguas del río Cuautitlán
y sale del valle en el Tajo de Nochistongo. En la porción final
de su recorrido ha sido conectado con la laguna de Zumpango con el fin
de desviar los flujos picos a este cuerpo de agua. A su vez, la laguna
de Zumpango vierte sus aguas excedentes al Gran Canal de Desagüe en
las cercanías del túnel nuevo de Tequisquiac.
Río Cuautitlán, Canal Castera, Dren Cartagena Las zonas norte y noroeste
del Valle de México son drenadas por el río Cuautitlán
y el Canal Castera (cuyas aguas se unen al Emisor del Poniente saliendo
por el Tajo Nochistongo) y por el Dren Cartagena que se une al Gran Canal
de Desagüe aguas abajo de la confluencia del río de los Remedios.
Sistema de Drenaje Profundo (SDP) Debido a la concentración de caudales durante la estación de las lluvias se ha hecho necesario complementar los sistemas de drenaje superficiales con un sistema de evacuación hídrica subsuperficial. Al igual que el resto del sistema su flujo es sur-norte y está constituido por un conjunto de túneles. Algunos de ellos se excavaron a gran profundidad (22 a 217 metros) y otros a menos de 20 metros (túneles semiprofundos). Su máxima capacidad de desfogue fue calculada para 200 m3 en un período de 45 horas (siete veces mayor al caudal de las aguas residuales en estiaje). La obra, iniciada en 1975 y actualmente en expansión, ha mejorado sensiblemente la situación de las inundaciones en su zona de influencia. El sistema está conectado con la red de alcantarillado de estiaje por medio de tiros verticales con compuertas que se abren durante la estación pluvial. Estas estructuras se conectan en los interceptores mayores del sistema (Gran Canal, Churubusco, Consulado, Viaducto y río de los Remedios). La principal estructura de admisión del sobreflujo se encuentra en el Gran Canal de Desagüe, constituida por tres compuertas radiales que admiten un caudal de 110 m3/s. El Sistema de Drenaje
Profundo fue diseñado para entrar en funciones durante las tormentas
copiosas del verano. En los hechos, debido a los problemas que se presentan
con la evacuación de sólidos en el Gran Canal, se utiliza
el SDP también durante la época de estiaje. Ello ha
dificultado las operaciones de mantenimiento y existen riesgos de colapso
de alguna de sus secciones.
Tratamiento de aguas residuales En los últimos años se ha experimentado la necesidad de mejorar la calidad de las aguas exportadas por el sistema del Valle de México para evitar los problemas sanitarios emergentes de su contaminación y para facilitar su reuso con variados fines, en particular el riego agrícola. En el año 1992 se trataban solamente el 9% de las aguas residuales del Valle en 27 plantas de tratamiento de las cuales 14 estaban en el Estado de México. En ese año las plantas del Estado trataban solamente 1.69 m3/s del total, aunque su capacidad instalada era de 2.9 m3/s. En setiembre de 1999 esa cifra había subido al 15 %. El tratamiento se cumplía a través de la operación de 35 plantas de tratamiento. Se espera que dicha cobertura, aún relativamente baja, se amplíe considerablemente para el año 2003, al entrar en servicio las cuatro macroplantas cuya inauguración está prevista para ese año. Estas plantas tendrán una capacidad instalada de 49.5 m3 /s, que es superior a la generación de aguas residuales proyectadas para esa fecha. Para los años
subsiguientes está prevista la instalación y puesta en operación
de otras cuatro macroplantas aumentando considerablemente la capacidad
de tratamiento de las aguas residuales del Valle.
Cuenca del río Balsas La cuenca del río Balsas tiene sus cabeceras cerca de las divisorias de aguas de la escarpa de la meseta del cinturón neovolcánico transversal mexicano al sur de los Valles de México y de Toluca, y en las elevaciones que se encuentran al oeste de éste último. Los numerosos tributarios que bajan por las pendientes empinadas de la escarpa confluyen en varios ríos principales (Cutzamala, Temascaltepec, Amacuzac) que finalmente van a desembocar al valle principal del río Balsas. Al igual que el Lerma, este río desemboca en el Océano Pacífico. La cuenca del río Balsas es la cuenca más extensa del Estado con una superficie de 9,067 km2 (40.3% del Estado) y a la vez, la menos poblada (844,000 habitantes). Debido a la ausencia de grandes núcleos poblados las necesidades de la Cuenca del Balsas en el Estado de México en materia de alcantarillado y saneamiento son bastante menores que las otras cuencas tratadas anteriormente. La cobertura de alcantarillado de estas cuenca es la menor de todas las cuencas del Estado. Esta cubría apenas el 26.72% de la población en 1999 aunque se esperaba ampliarla a 55.30% para el año 2005 y 73.80% para el año 2010. La cobertura de tratamiento
de aguas residuales estaba limitada a un 11.06% en el año 1999,
programándose un incremento al 20.22% para el año 2005 y
40.35% para el 2010.
Principales centros urbanos de la Cuenca Los principales centros urbanos de la cuenca del río Balsas son las poblaciones de Tenancingo, Valle de Bravo, Avándaro, Ixtapan de La Sal y Tonatico que constituyen el 18.8% del total demográfico de la cuenca. En estos centros poblados la cobertura media de alcantarillado es de 51.6%. En Valle de Bravo, zona especialmente sensible pues de allí provienen parte de los recursos hídricos utilizados para el abastecimiento de agua de la conurbación de la Ciudad de México, se generan 375 litros por segundo de aguas residuales que van a dar a los sistemas de presas del Valle de Bravo. De estos un 40% se trata en las dos plantas existentes. En Avándaro, cuyas aguas residuales también van a dar al mismo sistema, no existe una red de saneamiento y sus habitantes han preferido utilizar fosas sépticas. Debido a los riesgos potenciales que entraña esta situación se está considerando la posibilidad de introducir un sistema de saneamiento incluyendo tratamiento de las aguas residuales locales. No se señalan
problemas en los otros núcleos urbanos de la zona.
Zona Chilchotla, Tjupilco- Luvianos En esta zona se encuentran los municipios de San Simón de Guerrero, Tejupilco y Temascaltepec con 126,000 habitantes (constituyendo un 14.6% de la cuenca). En estos municipios
la cobertura de alcantarillado es de 24.7% y la generación de aguas
residuales es de 275 litros por segundo. La capacidad instalada de tratamiento
es de 48 litros por segundo (mediante la operación de 1 sistema).
Zona Sureste Esta zona incluye los municipios de Atlautla, Ecatzingo, Juchitepec, Ozumba y Tepetlixpa con 90,000 habitantes (representando 10.7% de la población de la cuenca). En estas entidades
la cobertura de alcantarillado es de 48.1 % y la generación de aguas
residuales es de apenas 149 litros por segundo. No existen sistemas de
tratamiento.
Resto de la Cuenca del río Balsas Los restantes 20 municipios
de la cuenca del río Balsas poseen 469,000 habitantes, con una cobertura
de alcantarillado del 14.7% (69,000 personas beneficiadas). Las aguas residuales
producidas en estos municipios son 700 litros por segundo. La capacidad
instalada de tratamiento de las mismas es de sólo 3.4% (24 litros
por segundo) en dos sistemas de tratamiento.
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