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Abastecimiento, Distribución y Aguas de Desecho

La administración de los recursos hidráulicos subterráneos de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) es un problema vasto y complejo; integrar los conocimientos adquiridos con el tiempo acerca de estos recursos a la información institucional no es tarea fácil para ninguna ciudad de gran magnitud. En este capítulo se presenta una serie de datos sobre variados asuntos relativos al tema: los volúmenes de agua derivados de fuentes diversas, el tratamiento y distribución del agua, el tratamiento de aguas residuales, los sistemas de drenaje y el reciclaje de agua. De algún modo, este esfuerzo representa un logro singular: el de ofrecer, reunida por primera vez, una información tan variada sobre los recursos hídricos de la ZMVM.

Las distintas dependencias para la administración de agua del Distrito Federal y el Estado de México se han encargado, por lo general, de conservar los datos obtenidos para la operación, mantenimiento y planeación de sus respectivas áreas de servicio. Esta información no siempre se encuentra en los documentos que estas instancias generan y que se ponen a disposición del público. Con el propósito de mostrar un panorama global del sistema de abastecimiento de agua para toda el área metropolitana, el Comité responsable de este reporte ha solicitado y recibido de las autoridades cooperación e información de primer nivel sobre el tema.

Los datos cuantitativos que aquí se exponen relativos al abastecimiento, distribución y aguas residuales pueden parecer, en algunos aspectos, incompletos o imprecisos; sin embargo, muestran el cuadro actual de la administración de agua en la Zona Metropolitana del Valle de México; sin duda, la presentación de este cuadro puede mejorar en el futuro con otras aportaciones y



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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability 4 Abastecimiento, Distribución y Aguas de Desecho La administración de los recursos hidráulicos subterráneos de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM) es un problema vasto y complejo; integrar los conocimientos adquiridos con el tiempo acerca de estos recursos a la información institucional no es tarea fácil para ninguna ciudad de gran magnitud. En este capítulo se presenta una serie de datos sobre variados asuntos relativos al tema: los volúmenes de agua derivados de fuentes diversas, el tratamiento y distribución del agua, el tratamiento de aguas residuales, los sistemas de drenaje y el reciclaje de agua. De algún modo, este esfuerzo representa un logro singular: el de ofrecer, reunida por primera vez, una información tan variada sobre los recursos hídricos de la ZMVM. Las distintas dependencias para la administración de agua del Distrito Federal y el Estado de México se han encargado, por lo general, de conservar los datos obtenidos para la operación, mantenimiento y planeación de sus respectivas áreas de servicio. Esta información no siempre se encuentra en los documentos que estas instancias generan y que se ponen a disposición del público. Con el propósito de mostrar un panorama global del sistema de abastecimiento de agua para toda el área metropolitana, el Comité responsable de este reporte ha solicitado y recibido de las autoridades cooperación e información de primer nivel sobre el tema. Los datos cuantitativos que aquí se exponen relativos al abastecimiento, distribución y aguas residuales pueden parecer, en algunos aspectos, incompletos o imprecisos; sin embargo, muestran el cuadro actual de la administración de agua en la Zona Metropolitana del Valle de México; sin duda, la presentación de este cuadro puede mejorar en el futuro con otras aportaciones y

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability con el abierto intercambio de información. Los recientes ajustes institucionales que se han llevado a cabo en México exigen hoy una aproximación cada vez más integral al problema de la administración de los recursos hídricos de la cuenca, y en el capítulo 7, se presentan algunas sugerencias relacionadas con este tema. ABASTECIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN Características de las Areas de Servicio La administración de los servicios de agua y de desagüe en la ZMVM corresponde, en forma dividida, al Distrito Federal y al Estado de México; dentro de sus respectivos límites jurisdiccionales, cada entidad es responsable del abastecimiento de agua potable, así como de recolectar y disponer de las aguas residuales. Por su parte, la Comisión Nacional del Agua tiene la responsabilidad de llevar el agua en bloque a las áreas de servicio, operar la mayoría de los pozos profundos de abastecimiento y organizar aquellos aspectos relativos a los trabajos hidráulicos que tengan por objeto conducir el agua desde las cuencas vecinas. La tabla 4.1 muestra algunos de los usos característicos del agua en la ZMVM. El Distrito Federal tiene una extensión cercana a los 1,504 kilómetros cuadrados. Mientras que el distrito entero se considera parte de la ZMVM, un área menor—aproximadamente 667 kilómetros cuadrados—recibe servicio del sistema de distribución de agua y del sistema de recolección de aguas residuales. Aunque el Departamento del Distrito Federal (DDF) es responsable de abastecer de agua potable, recolectar las aguas residuales y disponer de ellas en toda su jurisdicción, la parte sur del DF está poblada de manera dispersa y el abastecimiento de agua para esta área no está integrado al sistema de distribución. Muchos de los habitantes de esta porción del DF dependen de camiones tanque que transportan el agua para luego repartirla (pipas de agua), o bien de la que puedan obtener de los pozos y manantiales locales. Una parte de esta zona no cuenta con sistema de drenaje. Las autoridades han tratado de restringir aquí la urbanización debido a las dificultades que existen para llevar los servicios básicos, pero también porque se trata de una zona natural de recarga del agua subterránea. De acuerdo con la Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento (CEAS) del Estado de México, la zona metropolitana se extiende al este, norte y oeste del Distrito Federal, en 17 municipios del Estado de México, con un área total de 2,269 kilómetros cuadrados. Al igual que en el DF, un área más pequeña—aproximadamente 620 kilómetros cuadrados—recibe el servicio de distribución de agua y de los sistemas de drenaje. Juntas, las dos áreas metropolitanas de servicio equivalen a 1,287 kilómetros.

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability TABLA 4.1 Características de la Zona Metropolitana del Valle de México y del servicio y consumo de agua en el Distrito Federal y en la zona conurbada del Estado de México.   Distrito Federal Estado de México Área total de la ZMVM (kilómetros cuadrados) 1,504 2,269 Área servida por los sistemas de distribución de agua y drenaje (kilómetros cuadrados) 667 620 Población de la ZMVM (millones) 8.3 6.8 Consumo diario de agua per cápita (litros) 364 230 Consumo de agua por rubro (porcentaje)   Doméstico 67 80 Industrial 17 17 Servicios urbanos y comerciales 16 3 Fuentes: Departamento del Distrito Federal, 1992b; Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993; INEGI, 1991a. Según el censo de 1990, el 94 por ciento de los 15.1 millones de habitantes de la Zona Metropolitana del Valle de México reciben el servicio a través de redes de distribución conectadas directamente a las casas, o bien a una toma común de distribución en el vecindario (INEGI, 1991a). En el Distrito Federal hay un nivel de servicio de abastecimiento más alto (97 por ciento) que en el Estado de México (90.5 por ciento). El resto de los residentes tiene que obtener el agua de las pipas suministradas por el gobierno, o comprarla a camiones con tanques propiedad de empresas privadas que la venden a un precio relativamente alto. Los valores promedio de uso per cápita reportados para el Distrito Federal y el Estado de México son de 364 y 230 litros diarios, respectivamente. Las autoridades atribuyen el hecho de que el uso per cápita sea superior en el Distrito Federal a su mayor desarrollo y actividad industrial. Adicionalmente, en el Estado de México hay muchos pozos industriales privados cuya existencia no se refleja en los cálculos. El consumo per cápita no es excesivo cuando se compara con el de los Estados Unidos que varía de 250 a 1,120 litros por día, con un promedio diario de 660 litros. Un aspecto importante del servicio de agua es el monto no registrado de pérdidas debidas a fugas en el sistema de distribución. En los Estados Unidos, se utiliza a menudo el 15 por ciento para estimar empíricamente estas pérdidas, a falta de datos precisos. Un análisis realizado por Boland (1983), basado en informes de 1981 recolectados por la American Water Works Association, indicaba que por cada 120 compañías de suministro de agua en los Estados Unidos,

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability las pérdidas fluctuaban entre 0.00 y 0.55, con un promedio simple (no ponderado) de 0.12. El estimado de 15 por ciento de pérdidas ha sido empleado por la Comisión Nacional del Agua en México, para fines de planeación; sin embargo, esta misma Comisión, acepta que las pérdidas de agua por filtraciones en la ZMVM fluctúan de manera muy amplia y que éstas podrían llegar a ser del 40 por ciento en algunas porciones del área de servicio. Las pérdidas por fugas en el sistema de distribución y las acciones para corregirlas se discuten en el capítulo 6. Fuentes de Agua Actualmente, el uso de agua en la ZMVM es de aproximadamente 60 metros cúbicos por segundo (mcs) (Departamento del Distrito Federal, 1992b; Comisión Estatal de Agua y Saneamiento, 1993). Aproximadamente 43 mcs, casi el 72 por ciento del agua utilizada, se obtiene de distintas baterías de pozos que se encuentran explotando el acuífero de la Cuenca de México (Tabla 4.2). En conjunto, el Distrito Federal y el Estado de México tienen 1,089 pozos registrados, a profundidades que van de 70 a 200 metros. Esta cifra no incluye los pozos de mayor profundidad, operados por la Comisión Nacional del Agua. Existe también un gran número de pozos no registrados, muchos de los cuales se encuentran en el Estado de México. Los pozos se localizan por lo general en cuatro campos diferentes, ubicados en el interior y en los alrededores de la ZMVM. Se les conoce como campos de pozos del Sur (Xochimilco), Metropolitano, Este (región de Texcoco) y Norte. Mazarí y Mackay (1993) han reportado tasas de extracción ligeramente mayores (45 mcs). Fuentes de abastecimiento de agua relativamente menores, pero importantes a nivel local, se derivan de las aguas superficiales de la cuenca, en gran medida represas de pequeños ríos y manantiales superficiales. El agua traída de las cuencas del Cutzamala y el Lerma (Figura 4–1) contribuye con alrededor de un 26 por ciento al abastecimiento total. Las cantidades que aporta cada una de las fuentes de agua se muestran en la Tabla 4.2 y se comentan al calce. Excepto en el caso del río Magdalena y la presa Madin, las mismas fuentes de agua en bloque dan servicio a las áreas metropolitanas del Distrito Federal y el Estado de México (Departamento del Distrito Federal, 1992b; Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). El agua superficial de la Cuenca del Valle de México contribuye sólo con alrededor del 2 por ciento (1.4 mcs) al abastecimiento de agua de la ZMVM. El río Magdalena proporciona el agua para el Distrito Federal, mientras que la presa Madin, en el río Tlalnepantla, abastece al Estado de México. Cuando se encuentran disponibles, se emplean los pequeños arroyos y manantiales naturales, fuentes que también ingresan directamente al sistema de distribución. Hacia la década de los años treinta, el continuo hundimiento del suelo, junto con la toma de conciencia de que las reservas de agua subterránea de la

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability TABLA 4.2 Origen y cantidad del agua en bloque proporcionada a las áreas de servicio del Distrito Federal y del Estado de México. Todos los valores están en metros cúbicos por segundo (mcs). Fuentes de agua en bloque Distrito Federal Estado de México Total Cuenca del Valle de México   Campos de pozos 22.7 20.3 43.0 Río Magdalena 0.2 - 0.2 Presa Madin - 0.5 0.5 Manantiales y arroyos 0.5 0.2 0.7 Fuentes Importadas   Río Cutzamala 7.6 3.0 0.6 Campos de pozos del Lerma 4.3 1.0 5.3 Abastecimiento total de agua 35.3 25.0 60.3 Fuentes: Departamento del Distrito Federal, 1992b; Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993. Cuenca de México comenzaban a agotarse, urgieron a las autoridades a explorar fuentes de agua fuera de esta región. En 1941 se inició la construcción de un acueducto de 15 kilómetros, para trasladar agua desde los pozos de la cuenca del río Lerma, sobre la línea divisoria con la Sierra de las Cruces. En 1982 se dio comienzo al proyecto Cutzamala, para repartir agua superficial desde la cuenca del río del mismo nombre, a una distancia de 127 kilómetros y con una elevación neta de 1,200 metros. En la actualidad, el proyecto Lerma-Cutzamala es un sistema combinado para trasladar agua tanto del río Cutzamala como de la cuenca del río Lerma; este sistema contribuye con un 26 por ciento al total de agua proporcionada a la ZMVM. La relación de estas cuencas vecinas con la Cuenca de México se muestra en la figura 4–1. El sistema Lerma-Cutzamala acarrea 10.6 mcs de agua desde el río Cutzamala. Después de ser tratada cerca de los puntos de recolección, el agua del río Cutzamala es conducida a través de un acueducto. El agua subterránea importada de la cuenca del Lerma (4.3 mcs) es desinfectada con cloro e incorporada a este acueducto antes de integrarse al sistema de distribución de la ZMVM. Otro acueducto abastece al Estado de México con 1.0 mcs de agua subterránea, también obtenida de la cuenca del Lerma. Como se muestra en la Figura 4–1, el gobierno federal ha identificado otras fuentes de agua en las cuencas vecinas para su potencial contribución al abastecimiento de agua de la ZMVM. Según la Comisión Nacional del Agua, la cantidad de agua potencialmente disponible de estas cuencas suma 43.7 mcs, cifra que iguala el total de extracción del acuífero. El Comité desconoce los costos por acarreo de agua desde estas áreas. En la actualidad, el gobierno

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability FIGURA 4.1 Abastecimiento existente y potencial de agua a la Zona Metropolitana del Valle de México desde cuencas vecinas. Todos los valores están en metros cúbicos por segundo (mcs). Las flechas sombreadas muestran que la ZMVM recibe normalmente 10.6 mcs de agua importada desde la cuenca del Cutzamala y 5.3 mcs de la cuenca del Lerma; estos flujos se mezclan en el sistema Lerma-Cutzamala. Las otras flechas y cifras señalan las nuevas fuentes potenciales de agua para la ZMVM, con base en estudios realizados por la Comisión Nacional del Agua. planea traer 5 mcs de agua desde la cuenca del Temascaltepec; además, está considerando la posibilidad de acarrear 14.2 mcs desde la cuenca del Amacuzac.

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability Tratamiento del Agua Dos plantas para tratamiento de agua procesan las fuentes de agua superficial en la Cuenca de México antes de enviarla a la ZMVM. En el Distrito Federal opera la planta del Río Magdalena, la cual aplica un proceso a base alum coagulación/floculación, sedimentación por gravedad, filtración de arenas rápidas y desinfección con cloro. La Comisión Nacional del Agua opera una planta de aguas superficiales en la presa Madin, que abastece al área de servicio del Estado de México y emplea un proceso de tratamiento similar al de la planta Magdalena. La Comisión Nacional del Agua se encarga de dar tratamiento al agua importada del río Cutzamala en la planta llamada Los Berros. Éste consiste en precloración, alum coagulación/floculación, sedimentación por gravedad y filtración de arenas rápidas. Por lo general, dicha planta trata 10.6 mcs de agua (como se muestra en la Tabla 4–2), es decir que de algún modo opera por encima de su capacidad (10 mcs). Los tratamientos se efectúan cerca de la fuente de extracción, antes de que el agua penetre al sistema Lerma-Cutzamala para ser transportada a la ZMVM. El tratamiento de las fuentes de agua subterránea consiste en aplicarles el procedimiento de cloración para obtener un valor de cloro residual total de 2.0 miligramos/litro, antes de que ingresen al sistema de distribución. De manera adicional, existen 326 estaciones de recloración a lo largo del sistema de distribución, que tienen por objeto mantener el cloro residual a nivel conveniente. El Distrito Federal posee tres plantas de tratamiento, diseñadas originalmente para influir en los niveles de tratamiento avanzado del agua subterránea, incluyendo la extracción de gases disueltos, coloración, turbidez, hierro, reducción de la dureza, filtración y cloración. Estas antiguas plantas se encuentran en malas condiciones y de acuerdo con la Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica del Departamento del Distrito Federal (DGCOH), ahora sólo aplican la desinfección con cloro. Sin embargo, existen otras plantas piloto que realizan tratamientos avanzados de agua subterranea, en forma experimental. El Sistema de Distribución de Agua El área de servicio del Distrito Federal abarca casi 11,000 kilómetros de líneas de distribución y 243 tanques de almacenamiento, con una capacidad total de 1.5 millones de metros cúbicos. El agua proviene de todas las fuentes individuales que entran al sistema de distribución común. El Distrito Federal construye en la actualidad una línea de transmisión de agua (el Acueducto Periférico), destinada a transportar agua desde el sistema Cutzamala—que entra al sistema de distribución por el oeste—a las porciones sur y este del DF (Departamento del Distrito Federal, 1992b).

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability El sistema del Estado de México tiene aproximadamente 800 kilómetros de líneas de distribución y 32 tanques de almacenamiento, con una capacidad de 440,000 metros cúbicos. El Estado de México opera una línea de transmisión de agua de 49 kilómetros (el Macrocircuito) para transportar el agua que ingresa por la parte oeste del área de servicio (incluyendo el agua importada desde el sistema Lerma-Cutzamala) a la parte este de la zona (Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). En la actualidad se trabaja para elevar la capacidad de esta línea de transmisión, aumentar el volumen de agua proveniente del sistema Cutzamala-Lerma a 7.3 mcs y ofrecer servicio al área este del sistema. Como ya se dijo y se mostró en la Tabla 4.2, las áreas de servicio del Distrito Federal y del Estado de México comparten el agua de todas las fuentes, excepto la del río Magdalena (que surte sólo al Distrito Federal) y la de la presa Madin (que sólo surte al Estado de México). Las áreas de servicio de agua del Distrito Federal y del Estado de México dentro de la ZMVM están divididas en cinco distritos cada una; el agua entra al sistema de distribución por “puntos de ingreso” ubicados en uno o más sitios de cada distrito de servicio. La Figura 4–2 muestra un mapa de los distritos de servicio de agua y los puntos de entrada asociados a cada uno en el Distrito Federal. No se contó con la información correspondiente para el área de servicio del Estado de México. La Figura 4–3 intenta mostrar las cantidades de agua originarias de cada una de las fuentes de agua subterránea y superficial, tal como se reparten entre el Distrito Federal y el Estado de México. El agua subterránea es extraída de los distritos y entra directamente al sistema de distribución. También se recolectan otras cantidades de agua procedentes de las baterías de pozos ubicadas fuera de las áreas de servicio, así como de algunas fuentes de agua superficial en el interior de la cuenca y del Sistema Lerma-Cutzamala. El agua recolectada en un determinado distrito de servicio no necesariamente ingresa al sistema de distribución del mismo distrito. Por ejemplo, el agua extraída de los pozos del distrito de servicio sur, al parecer ingresa al sistema de distribución en los distritos de servicio este y central. En el contexto de este reporte, es suficiente señalar que el sistema de distribución es complejo y está interconectado en toda la ZMVM. La información que aquí se presenta no ha sido difundida en ninguna otra publicación; hasta donde se tiene información, este documento representa el primer intento de describir, de manera conjunta, el sistema de distribución de agua en las áreas de servicio del Distrito Federal y del Estado de México. RECOLECCIÓN Y DESECHO DE AGUAS RESIDUALES Un solo sistema de recolección o de drenaje funciona tanto para las áreas de servicio del Distrito Federal como para las del Estado de México en la ZMVM. Cada área de servicio tiene su propia red de drenaje; sin embargo,

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability FIGURA 4–2 Distritos de servicio de agua en el Distrito Federal y nombres de sus puntos de ingreso al sistema de distribución. todos los drenajes descargan eventualmente en los interceptores generales del sistema general de drenaje, el cual conduce las aguas residuales por cuatro salidas artificiales localizadas en el extremo norte de la cuenca. Los principales componentes del sistema de drenaje se muestran en la Figura 4–4. En el Distrito Federal, la red del sistema abarca cerca de 10,000 kilómetros de largo, con 68 estaciones de bombeo, numerosos diques y lagunas para controlar el flujo, 111 kilómetros de canales abiertos, 42 kilómetros de ríos utilizados principalmente para drenaje y 118 kilómetros de túneles. Según el censo de 1990 (INEGI, 1991a), el 82 por ciento de los 15 millones de habitantes de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México recibe los servicios del sistema de drenaje; el 6 por ciento, aproximadamente, utiliza fosas

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability FIGURE 4.3 Localización esquemática de las fuentes de agua para las áreas de servicio del Distrito Federal y el Estado de México en la ZMVM. Los números en negritas señalan las cantidades originadas en las fuentes subterráneas de agua; los números normales indican las fuentes de agua superficial. Agua subeterránea es estraída da cada distrito de servicio. Las lineas muestran cantidades de agua que ingresan al sistema de distribución de otras fuentes, que en su totalidad, se ubican aún en la porción sur de la Cuenca de México, con excepción del Cutzamala y Lerma. La suma de todos los valores aparece en la parte inferior de cada área de servicio.

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability FIGURA 4–4 Sistema general de drenaje de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. Fuente: Departamento del Distrito Federal, 1982.

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability sépticas, y alrededor del 9 por ciento no posee ningún sistema de drenaje. Sin embargo, las diferencias en el interior de las áreas de servicio son notables, y en algunas delegaciones un sistema de drenaje sirve a menos de la mitad de los residentes. En el capítulo 6 se proporciona información adicional sobre el sistema de drenaje. Las descargas de aguas residuales domésticas e industriales, así como el agua de lluvia, se recolectan en una red secundaria consistente en un pequeño sistema de tuberías por vecindario; después, son conducidas a través de la red principal al Sistema General de Drenaje, para ser expulsadas de la cuenca hacia el norte. El Estado de México reporta que el flujo total en tiempo de seca para la ZMVM (flujo que consiste principalmente en aguas residuales municipales sin tratar) se estima en 44.4 mcs (Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). En época de lluvias, la región recibe muchas tormentas de gran intensidad y corta duración. Una sola tormenta puede producir hasta 70 milímetros de lluvia (alrededor de 3 pulgadas), lo que representa un 10 por ciento del total de la precipitación anual. Debido al patrón de lluvias y a lo irregular del terreno, el sistema de drenaje general fue diseñado para acarrear 200 mcs en un período de 45 horas (Departamento del Distrito Federal, 1969). Tratamiento de Aguas de Residuales Por lo general, el 90 por ciento de las aguas residuales municipales de la ZMVM permanece sin tratamiento y se desvía al exterior de la Cuenca de México a través del sistema general de drenaje. Las aguas residuales sin tratar se utilizan para irrigar 80,000 hectáreas de sembradíos en el Valle del Mezquital, en el Estado de Hidalgo, hacia el norte. La corriente que regrelsa de la irrigación se drena hacia tributarios del río Panuco, el cual desemboca en el Golfo de México. Aproximadamente el 10 por ciento de las aguas residuales tratadas en la ZMVM se reutiliza a nivel local en distintos proyectos, tales como la recarga de agua subterránea y la irrigación del paisaje urbano en la ciudad. Existen 13 plantas de tratamiento de aguas residuales en el Distrito Federal y 14 en el área de servicio del Estado de México, las cuales tratan un flujo total de 2.62 y 1.69 mcs, respectivamente (Departamento del Distrito Federal, 1992b; Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). La Tabla 4.3 explica el flujo combinado durante las temporadas de lluvia y de seca, así como las características de las aguas residuales al salir de la cuenca a través del Gran Canal (flujo en tiempo de seca), o el drenaje profundo (flujo en tiempo de lluvia). Los valores que se otorgan a los múltiples contaminantes representan la concentración promedio para 1992. El promedio de concentración de estos mismos contaminantes en una agua residual típica en los Estados Unidos, se proporciona para fines de comparación, referidos a las calidades

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability Fotografía 4–1 Vista del gran Canal del Desagüe, que transporte el agua pluvial y el drenaje proveniente del área metropolitana de la Ciudad de México. El Canal sale de la Cuenca de México a través del túnel de Tequisquiac y descarga en el Rio Moctezuma a su vaz tributario del Río Pánuco que desemboca el el Golfo de México. Cortesía de Robert Farvolden. del agua—ligera, media o fuerte (U.S. Enviromental Protection Agency y U.S. Agency for International Development, 1992). El nivel de muchos contaminantes en las aguas residuales y el flujo combinado durante las épocas de estiaje y de lluvia, es similar y a veces mayor que el de las aguas residuales típicas en Estados Unidos. La alta concentración de sólidos totales, sólidos totales disueltos y fósforo, así como de una menor cantidad de nitritos y nitratos, podría ser resultado de la descarga de aguas residuales provenientes de zonas industriales. Las tablas 4.4 y 4.5 enlistan las plantas de tratamiento en operación paras las áreas de servicio del Distrito Federal y del Estado de México, indicándose el valor de su capacidad de diseño y la capacidad a la que realmente están operando, el tipo de tratamiento que proporcionan y sus métodos de reuso (Departamento del Distrito Federal, 1992b; Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). El flujo total de las 13 plantas de tratamiento en el área de servicio del Distrito Federal (Tabla 4.4) equivale sólo al 55 por ciento de la

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability TABLA 4.3 Características del flujo de aguas residuales en el Gran Canal al salir de la Cuenca de México. Contaminantesa Flujo en tiempo de estiaje Flujo en tiempo de lluvia Rango de concentraciónb Promedio en Estados Unidosb   Ligero Medio Fuerte   Sólidos totales 1800 1800 350 720 1200 — Sólidos totales disueltos 1611 1445 250 500 850 — Sólidos totales suspendidos 179 357 100 220 350 192 Sólidos asentados, mg/l 2.0 2.33 5 10 20 — Nitrato, como N 0.30 .030 0 0 0 0.60 Nitrito, como N 0.06 0.06 0 0 0 — Total fósforo, como P 30 30 4 8 15 6.80 DBO 240 187 110 220 400 181 aTodos los valores en mg/l, excepto los señalados. bU.S. EPA y U.S. AID, 1992. capacidad para la que han sido diseñadas—por ejemplo, 2.6 contra 4.6 mcs (Departamento del Distrito Federal, 1992b). El tratamiento secundario en todas estas plantas se proporciona mediante la aplicación del proceso de sedimentación de lodos activados. Los tratamientos terciarios, cuando se aplican, consisten en los métodos de coagulación/floculación, sedimentación, filtración de arena y desinfección. En caso de aplicar la desinfección, se añade cloro para lograr un residuo total de 1 mcs, sea en la planta de tratamiento o en el punto de reutilización. Las plantas de tratamiento de aguas residuales en el Distrito Federal están especialmente ubicadas para abastecer a determinadas zonas dentro del área de servicio. Por lo tanto, las características de las aguas residuales sin tratar pueden ser distintas en cada planta, dependiendo del origen del agua—por ejemplo, residual, doméstico o industrial. El funcionamiento de las plantas de El Rosario, Acueducto de Guadalupe y Colegio Militar no ha sido eficiente. Se reporta que los principales problemas asociados con el agua residual en estas tres plantas son el alto contenido de grasa, aceites, fósforo, nitritos y nitratos, la escasa eliminación de la alcalinidad y la dureza, así como alta conductividad eléctrica. Se sabe que una elevada

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability TABLA 4.4 Plantas de tratamiento de aguas residuales en el área de servicio del Distrito Federal. Planta Capacidad original (mcs) Flujo real (mcs) Tipo de tratamiento Práctica de reuso Chapultepec 0.160 0.106 Secundario RCI, IPU Coyoacán 0.400 0.336 Secundario RCI, IPU Ciudad Deportiva 0.230 0.080 Secundario IPU San Juan de Aragón 0.500 0.364 Secundario RCI, IPU Tlatelolco 0.022 0.014 Secundario IPU Cerro de la Estrella 3.0 1.509 Secundario RAI, IA Bosque de las Lomas 0.055 0.027 Secundario IPU Acueducto de Guadalupe 0.08 0.057 Secundario IPU El Rosario 0.025 0.022 Terciario RCI, IPU S.L. Tlaxialtemalco 0.075 0.055 Terciario RCI, RAI Reclusorio Sur 0.030 0.013 Secundario RCI, IPU Iztacalco 0.013 0.010 Terciario RCI, IPU Colegio Militar 0.020 0.018 Secundario RCI, IPU Capacidad total 4.623 2.621   RCI: Represas de recreo con contacto esporádico; RAI: Recarga de agua subterránea por inyección; IPU: Irrigación del paisaje urgano; IA: Irrigación Agrícola. Fuente: Comisión Estatal de Agua y Saneamiento, 1993. concentración de aceite y grasa causa problemas operativos en diversos procesos de tratamiento secundario y terciario. De las tres plantas mencionadas, únicamente el Rosario proporciona tratamiento terciario, pero un tratamiento terciario que sólo reduce la concentración de fósforo. La unidad de operación y los procesos empleados en esta planta no están lo suficientemente bien diseñados como para eliminar los nitritos y los nitratos. Se reporta que la calidad del afluente tratado en las 10 plantas restantes cumple con los requerimientos que demanda su propósito específico de reuso. En el caso de las 14 plantas de tratamiento ubicadas dentro del área de servicio del Estado de México (Tabla 4.5), puede notarse que sólo 7 de ellas (el 50 por ciento) operan normalmente por abajo de su capacidad (Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). Debido a que algunas de las plantas de tratamiento son operadas por una industria, o bien por el municipio donde se localizan, no se encontró información disponible acerca de la operación, por parte del departamento de Aguas y Saneamiento del Estado de México, de la totalidad de las plantas.

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability TABLA 4.5 Plantas de tratamiento de aguas residuales en el área de servicio del Estado de México. Planta Capacidad original (mcs) Flujo real (mcs) Tipo de tratamiento Práctica de reuso Pintores 0.005 0.005 Secundario IPU Naucalli 0.040 0.030 Secundario IPU S.J. Ixhuatepec 0.150 0.030 Secundario RI Nezahualcóyotl 0.200 NA Secundario IPU U. de Chapingo 0.040 0.040 ND IPU Lago de Texcoco (dos plantas de tratamiento) 1.50 1.000 Secundario Terciario IA, L Termoeléctrica V. de México 0.450 0.250 Secundario RI P. San Cristóbal 0.400 0.250 Secundario RI Lechería 0.030 0.010 Secundario RI Ford 0.030 0.030 Secundario RI Club de Golf Chiluca 20 20 ND IPU Revillagigedo Chiluca 20 20 ND RI La Estadía Chiluca 20 20 ND RI Capacidad total 2.905 1.685   IPU: Irrigación del paisaje urbano; IA: Irrigación agrícola; RI: Reutilización industrial; ND: No disponible; L: Expansión del lago. Fuente: Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993. Los problemas relacionados con el manejo, tratamiento y eliminación de los residuos fecales sólidos que suelen generarse en las plantas de tratamiento de aguas residuales, constituyen un tema de la mayor importancia. Estos residuos pueden ser peligrosos si no se tratan o se desechan en forma adecuada. Sin embargo, ya que el tratamiento de aguas residuales en la ZMVM se lleva a cabo principalmente con el propósito de reuso más que de tratarlas para su eliminación, los residuos contenidos son aparentemente vertidos nuevamente al drenaje, sin ningún tratamiento. REUTILIZACIÓN Y RECICLAJE DE AGUA Por reutilización del agua se entiende la práctica de recuperar aguas degradadas para emplearlas, luego de aplicarles un nivel de tratamiento adecuado, con fines prácticos. Por reciclaje del agua se entiende la captura y recuperación de aguas degradadas, para volver a usarlas en el mismo proceso que las generó; a menudo, el reciclaje puede llevarse a cabo sin un tratamiento excesivo del

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability agua—por ejemplo, mediante el empleo de un sistema industrial de enfriamiento de ciclo cerrado. Las aguas residuales municipales, que incluyen el agua generada en residencias, establecimientos comerciales, y a menudo en instalaciones industriales, son la fuente de agua de reuso de que se dispone más a menudo, luego de aplicárseles un grado satisfactorio de tratamiento. Otras fuentes de agua degradada han sido tomadas en cuenta para su reuso—por ejemplo, el agua de lluvia de desagüe y el flujo que regresa de la irrigación agrícola. Sin embargo, la calidad de estas otras fuentes es menos predecible que la del agua municipal tratada, por lo que la conveniencia o no de su reuso no es tan segura (National Research Council, 1994). La tabla 4.6 (Metcalf y Eddy, 1991), identifica las posibles aplicaciones del reuso de las aguas municipales recuperadas, junto con los problemas de mayor importancia asociados a cada una de ellas (si se desea información adicional, véase U.S. Environmental Protection Agency y U.S. Agency for International Development, 1992). Las actividades de reuso del agua en la ZMVM comenzaron de manera oficial en 1984, con el Programa Nacional de Uso Eficiente del Agua (Departamento del Distrito Federal, 1990b). Los proyectos para el reuso del agua formaron parte de un programa más amplio destinado a reducir la pérdida de agua y mejorar los ingresos económicos por este concepto. Durante el periodo 1990–1992, el programa se concentró en varias actividades para el reuso del agua en la ZMVM, que incluyeron la protección de las zonas naturales de recarga del acuífero, la recarga del acuífero con agua de lluvia y aguas residuales municipales recuperadas, así como el uso de aguas residuales recuperadas de los sectores industrial y de servicios. Este programa nacional abarcó el establecimiento de nuevos reglamentos para la descarga de aguas residuales en el Distrito Federal; en 1990, se establecieron las disposiciones para un programa industrial de “pretratamiento”—un importante requisito previo para las actividades de recuperación y reuso. Sin embargo, existe poca información disponible relativa a la duración y el éxito de los programas de pretratamiento industrial en la ZMVM. En el área de servicio del Distrito Federal, los 2.62 mcs de aguas residuales tratadas y reusadas (Tabla 4.3) se distribuyen de la manera siguiente: 83 por ciento para la irrigación del paisaje urbano y depósitos en áreas recreativas; 10 por ciento para uso industrial; 5 por ciento para irrigación agrícola; 2 por ciento para usos comerciales, como, por ejemplo, el lavado de automóviles (Departamento del Distrito Federal, 1992b). El Estado de México ha implementado un programa específicamente diseñado para aumentar el uso de aguas residuales municipales. Las finalidades del programa incluyen: el desarrollo de estudios de viabilidad para la construcción de sistemas de tratamiento adicional, así como de una red de distribución que reparta las aguas residuales recuperadas para su reuso; la promoción de proyectos de reuso del agua entre los sectores privado y público; la rehabili-

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability TABLA 4.6 Aplicaciones para la reutilización de aguas residuales municipales recicladas y principales problemas relacionados con cada uso. Aplicaciones para el reuso de aguas residuales Problemas Irrigación Agrícola Irrigación de cosechas; Viveros Irrigación del paisaje urbano Parque; Patio de escuela; Valla de carretera; Campo de golf; Cementerio; Cinturón verde; Residencial Contaminación del agua superficial y subterránea si no se maneja correctamente; Comercialización de las cosechas y aceptación del público. Efecto en la calidad del agua, particularmente en las sales, en la tierra y las cosechas. Problemas de salud pública relacionadas con agentes patógenos (bacterias, virus y parásitos) Control del área de uso que abarca la zona de influencia. Puede ser muy costoso para los usuarios. Reciclaje y reutilización industrial Enfriamiento; Alimentación de calentadores; Agua procesada; Construcción pesada Componentes del agua residual recuperada relacionados con escamaduras, corrosión, crecimiento biológico y obstrucción. Problemas de salud pública, particularmente la transmisión atomizada de agentes patógenos al enfriar el agua. Usos urbanos no potables Protección contra incendios; Aire acondicionado; Agua para inodoros Problemas de salud pública causados por elementos patógenos que se transmiten en forma atomizada. Efectos de la calidad del agua en descamación, corrosión, crecimiento biológico y obstrucción. Conexiones cruzadas en las tuberías. Recarga de agua subterránea Relleno de agua subterránea; Control de la intrusión de sal; Control del hundimiento Productos químicos orgánicos en las aguas residuales recuperadas y sus efectos tóxicos. Sólidos, nitratos y agentes patógenos totales disueltos en las aguas residuales recuperadas. Usos recreativos/ambientales Represas, lagos y estanques; Agrandamiento de pantanos; Aumento del flujo de la corriente; Pesquerías; Fabricación de hielo Problemas de salud debidos a bacterias y virus; Eutroficación debida a los N y P al recibir el agua; Toxicidad que afecta la vida acuática. Reutilización como agua potable Mezclada con agua del acuífero; Abastecimiento de agua de tubo a tubo Componentes de las aguas residuales recuperadas, en especial restos de productos químicos y sus efectos tóxicos; Aspecto y aceptación del público; Problemas de salud relacionados con la transmisión por agentes patógenos, especialmente de virus. Fuente: Metcalf y Eddy, Inc. 1991.

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability itación de las plantas existentes para tratamiento de aguas residuales; la preparación de manuales de operación y mantenimiento, así como de otros registros destinados a mejorar la administración de los sistemas de tratamiento y reuso; la preparación de un cálculo cuantitativo del agua potable utilizada en la actualidad para diferentes actividades, que es susceptible de sustituirse con aguas residuales recuperadas. Bajo este programa, las actividades de reuso potencial del agua—que incluyen la irrigación agrícola, el uso industrial, el paisaje urbano y la recarga de los acuíferos—han sido localizadas dentro de distritos específicos de servicio en el área del Estado de México. Para el año 2000, el Estado de México pretende tener cuatro plantas para el tratamiento de aguas residuales nuevas, con una capacidad total de 8.6 mcs (Comisión Estatal de Aguas y Saneamiento, 1993). Las industrias del Distrito Federal reciclan o reusan 2.4 mcs de aguas residuales, principalmente para procesos de enfriamiento. Esta cantidad representa un aumento de 25 por ciento con respecto al nivel de reuso en 1990 y del doble en relación a 1988. Muchas industrias tienen el potencial para reciclar o reusar el agua. La industria privada ha mostrado ya interés en los beneficios del reuso. Por ejemplo, 26 empresas privadas del área de Vallejo, en la ZMVM, iniciaron en 1989 un programa de reuso, para lo cual establecieron una compañía promotora con fines comerciales Aguas Industriales de Vallejo (World Bank, 1992). Esta compañía rehabilitó una vieja planta municipal para tratamiento de aguas residuales; hoy, distribuye agua recuperada a sus compañías accionistas a un costo igual a tres cuartas partes del precio fijado por el gobierno para la tarifa de agua potable. Asimismo, se ha estimado que la industria reusa la mayor parte de las aguas residuales tratadas en el área de servicio del Estado de México. El mercado potencial para las aguas residuales recuperadas varía según el tipo de tratamientos empleados, pero puede verse influenciado por las políticas gubernamentales relativas a las tarifas para el agua y al otorgamiento de las licencias para el uso de aguas residuales. Este tipo de políticas se analizan más a fondo en los capítulos 6 y 7. Una mayor recuperación de aguas residuales, así como un esquema de reuso más amplio, se desarrollan actualmente en el lago de Texcoco, junto con programas de control y disminución de tolvaneras. Históricamente, el lago de Texcoco cubría gran parte de las zonas más bajas situadas en la porción sur de la Cuenca de México. Entre una temporada de lluvia y la siguiente, el lecho poco profundo y salino del lago se secaba y producía serias tolvaneras (Marsal, 1974). Para responder a este problema, se estableció en 1971 el Plan Texcoco. La solución consistía en crear estanques permanentes más pequeños adentro del lecho grande e irregular, así como en rehabilitar las áreas problemáticas para una futura expansión urbana y agrícola, mediante el empleo de rompevientos y de métodos de reforestación, irrigación agrícola y mejoramiento del drenaje, entre otros. Es interesante observar que los lagos artificiales más perdurables se crearon utilizando las lecciones aprendidas del problema del hundimiento. Las

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability altas tasas de bombeo consolidaron las arcillas e hicieron descender hasta 4 metros el antiguo lecho del lago. El programa de reutilización del Plan Texcoco incluye la construcción de una laguna habilitada para el tratamiento de aguas residuales, así como la recuperación del agua de lluvia recolectada para la irrigación agrícola. De esta manera se reemplazará el agua potable que actualmente se utiliza para este propósito. Las aguas residuales han sido añadidas a varios estanques de recreación en el Distrito Federal a través de varios proyectos de reutilización. Una parte de las aguas residuales tratadas por ocho de las plantas de tratamiento de aguas residuales del Distrito Federal se utilizó para este propósito. Uno de los proyectos más significativos es el uso de aguas residuales municipales recuperadas para mejorar el ecosistema lacustre de los históricos canales de Xochimilco. La recarga artificial de agua subterránea ha sido usada en la región desde 1943 como un método para reducir las inundaciones, y esto todavía se aplica en la actualidad. Los primeros proyectos abarcaban la retención del desbordamiento y la ampliación de la superficie, la modificación de los canales, y los pozos de infiltración. Muchos de estos proyectos se llevaron a cabo en el basalto altamente permeable de las zonas altas y lograron tasas de infiltración muy altas en los periodos de lluvias torrenciales. La recarga artificial usando pozos de inyección se desarrolló primero en el Distrito Federal alrededor de 1953. Se reportaron cifras de inyección de agua de 0.1 a 0.3 mcs; sin embargo, la fuente o la calidad del agua de recarga no se midió en esos primeros proyectos, y la mitad de los pozos fueron cerrados después debido a problemas operacionales. En 1970 se perforaron alrededor de 56 pozos con el propósito de infiltrar el agua de lluvia. Estos pozos tenían la capacidad de manejar en conjunto hasta 35 mcs de agua. Aunque los pozos no estaban diseñados para la recarga, el agua de lluvia llegó probablemente al acuífero. El Departamento del Distrito Federal está también desarrollando un sistema de represas en las laderas de la Magdalena Contreras, con el fin de recolectar el agua de lluvia y promover la infiltración natural. El DDF construyó dos plantas piloto para el tratamiento de agua en 1983, para estudiar el potencial del tratamiento avanzado de aguas residuales del efluente secundario para su reuso como agua potable, y para examinar su potencial para tratar agua subterránea contaminada. Con base en los resultados de las plantas piloto, se construyó otra instalación con el mismo propósito, con la capacidad de 0.3 mcs, y diseñada tanto para tratar agua subterránea como para la reutilización potable directa. El objetivo del proyecto de reuso era mezclar el agua residual recuperada con agua subterránea tratada para añadirla directamente al sistema de distribución (Espino et al., 1987). Normalmente, el agua residual recuperada se usa para procesos que no requieren agua potable. El Proyecto Texcoco está llevando a cabo estudios sobre el reuso como agua potable de manera indirecta del agua residual recuperada a través de la

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Mexico City’s Water Supply: Improving the Outlook for Sustainability recarga artificial del acuífero empleando tratamientos secundario y avanzado de aguas residuales municipales. El efluente final puede ser utilizado en represas de infiltración o pozos de inyección. En un programa separado llevado a cabo por el DDF, un estudio a nivel de planta piloto está inyectando agua que pasó del tratamiento avanzado directamente al acuífero a un ritmo de 0.05 mcs. Se utilizan pozos de monitoreo para detectar los cambios de la calidad del agua y de los niveles piezométricos. Un reporte reciente del Consejo Nacional de Investigación (National Research Council, 1994) concluye que la recarga artificial con aguas residuales municipales recuperadas “ofrece particularmente un potencial significativo para usos no potables”, y puede “…reducir la demanda de agua pura limitada con un riesgo mínimo para la salud.” Si se considera la recarga artificial para usos potables indirectos, los riesgos para la salud pueden ser mayores y la aceptación del público es más incierta. De cualquier manera, pero especialmente en la que considera el reuso como agua potable, se requiere una planeación y un estudio minucioso previo al proyecto. La recuperación de agua residual municipal para su posible reutilización directa (por ejemplo, “de tubería a tubería”) se ha investigado en los Estados Unidos y en el resto del mundo a través de instalaciones experimentales. Aunque estas instalaciones han probado la posibilidad de reuso potable directo, un equipo a escala normal sólo ha sido empleado en Windhoek, Namibia, donde el agua residual recuperada se utlilizó directamente como suplemento de la fuente normal de abastecimiento de agua (Odendaal y Hatting, 1987). Aunque la planta de recuperación de Windhoek demostró la viabilidad del reuso directo del agua residual como agua potable, el efecto a largo plazo de esta forma de reuso sigue en duda y por lo tanto representa una preocupación. Aún está por determinarse el efecto potencial que la exposición muy prolongada a los distintos químicos que se encuentran en las aguas residuales recuperadas puede tener en la salud. Otra gran preocupación es la posible presencia de restos orgánicos en el agua de desecho sin tratar, no detectados por las pruebas analíticas y que no puedan ser eliminados por las tecnologías actuales. Por estas razones (y tal vez por otras, como la falta de aceptación del público) la reutilización directa del agua residual como agua potable debe ser considerada con precaución y representar la opción menos deseable para resolver un problema de escasez de agua (véase AIC-ANIAC, 1995 para más detalles y ejemplos).