Caso de estudio- Operación y mantenimiento de los sistemas de tratamiento y suministro de agua

Operación y mantenimiento de los sistemas de tratamiento y suministro de agua
Introducción
El abastecimiento de agua en las zonas urbanas comprende varios componentes: la fuente de agua, la planta de tratamiento, los depósitos de servicio y el sistema de distribución. Los servicios de agua son responsables del funcionamiento y mantenimiento de las plantas de tratamiento de agua y de las redes de distribución, lo que es crucial para garantizar la fiabilidad y la calidad del suministro. Esta sesión de estudio comienza considerando la estructura organizativa de una típica empresa de servicios de agua en Etiopía, y luego se concentra en la forma en que se puede llevar a cabo el funcionamiento y mantenimiento adecuados del sistema de tratamiento y suministro de agua mediante una planificación y ejecución apropiadas. También considerará las medidas que pueden ponerse en práctica para hacer frente a desastres naturales como las inundaciones.

Resultados del aprendizaje para la sesión de estudio 6
Cuando haya estudiado esta sesión, debería poder hacerlo:

6.1 Definir y utilizar correctamente todas las palabras clave impresas en negrita. (SAQ 1.1)

6.2 Describir la estructura organizativa de un servicio público de agua típico de Etiopía. (SAQ 6.2)

6.3 Describir las principales características del funcionamiento satisfactorio de un sistema de tratamiento y suministro de agua potable. (SAQ 6.3)

6.4 Describir cómo se puede lograr un mantenimiento eficaz en un sistema de tratamiento y suministro de agua potable. (SAQ 6.4)

6.5 Enumerar las opciones para hacer frente a las inundaciones con el fin de proteger el suministro de agua. (SAQ 6.5)

6.1 Cómo se estructuran los servicios de agua
Los servicios de agua forman parte de la estructura organizativa para el suministro de agua en los pueblos y ciudades. En Etiopía, cada woreda tiene un Consejo, y cada ciudad de la woreda tiene su propio Consejo Municipal. Bajo cada ayuntamiento hay una Junta de Aguas de la ciudad, y bajo ella está la empresa de agua, que también puede ser llamada la Empresa de Suministro de Agua de la ciudad. En algunas ciudades, la empresa de abastecimiento de agua también se encarga de la recogida y eliminación de las aguas residuales, en cuyo caso se denomina Empresa Municipal de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado (figura 6.1) y depende de la Junta Municipal de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado. Las empresas de abastecimiento de agua tienen el deber de proporcionar el suministro de agua (y los servicios de alcantarillado) con prontitud, a un costo apropiado y con una alta calidad.

Figura 6.1 Las oficinas de la Empresa de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado de Harar.
La Empresa de abastecimiento de agua de la ciudad es un comité compuesto por personas especializadas en el tratamiento y el suministro de agua, representantes de otras oficinas del sector, como las de salud y educación, y otros interesados (en este contexto, representantes de las personas que se verían afectadas por las acciones de la empresa de abastecimiento de agua). Es importante señalar que dos miembros de la Junta son representantes de la comunidad elegidos democráticamente. Por lo menos uno de ellos tiene que ser una mujer. El mandato de los miembros de la Junta es de cinco años. La función de la Junta es asegurar el funcionamiento efectivo de la empresa de agua. En particular, es responsable de asegurar que el agua entregada al público se ajuste a las normas de calidad. La Junta también es responsable de determinar la visión, la misión, las metas, los objetivos y los valores de la empresa de servicios públicos, así como de aprobar y supervisar el presupuesto y el programa de trabajo de la empresa, contratar al Director General de la empresa de servicios públicos y aprobar el nombramiento de los Jefes de Departamento.

Un servicio público de abastecimiento de agua puede tener varios departamentos (figura 6.2):

El Departamento de Planificación planea el crecimiento de los servicios prestados.
El Departamento Comercial y de Atención al Cliente atiende las consultas y quejas de los clientes comerciales y domésticos.
El Departamento de Ingeniería se encarga de las grandes obras de ingeniería, como la renovación o la ampliación de las instalaciones.
El Departamento de Asuntos Corporativos se encarga de las relaciones públicas y las comunicaciones, como las campañas publicitarias para fomentar el uso eficiente del agua.
El Departamento de Abastecimiento de Agua en Zonas Rurales se encarga de ampliar el abastecimiento de agua para que abarque a la población rural.
El Departamento de Operación y Mantenimiento asegura el buen funcionamiento del sistema de tratamiento y suministro de agua.
El Departamento de Garantía de la Calidad del Agua supervisa la calidad del agua suministrada para garantizar que esté a la altura de las normas.
El Departamento de Gestión de Recursos Humanos se ocupa de la contratación y la formación del personal.
El Departamento de Finanzas gestiona el presupuesto de la empresa de agua y se asegura de que todas las transacciones financieras se registren, y que se recauden ingresos por el agua suministrada.
Finalmente, si es relevante, el Departamento de Alcantarillado se ocupa de la red de alcantarillado y del tratamiento de las aguas residuales. (Obsérvese que las aguas residuales son los residuos fecales transportados por los retretes, las alcantarillas son las tuberías que transportan estos residuos y el alcantarillado se refiere a la infraestructura que transporta las aguas residuales. Comprende componentes como los desagües receptores, bocas de inspección, estaciones de bombeo y pantallas).

Figura 6.2 La estructura organizativa para el suministro de agua urbana en Etiopía.
Si bien todos los departamentos mencionados son importantes, un Departamento de Operación y Mantenimiento eficaz y eficiente es vital para garantizar que las personas reciban agua de buena calidad de forma continua cada día. Esta función será el centro de atención de la próxima sección.

6.2 Los fundamentos de la operación y el mantenimiento
El funcionamiento y mantenimiento de un sistema de abastecimiento de agua se refiere a todas las actividades necesarias para hacer funcionar el sistema de manera continua para proporcionar el servicio necesario. Estas dos palabras se utilizan muy frecuentemente juntas y la abreviatura “O&M” se utiliza ampliamente. El objetivo general de la operación y el mantenimiento es asegurar un sistema eficiente, eficaz y sostenible (Castro et al., 2009). “Eficiente” significa ser capaz de lograr algo con la menor pérdida de tiempo, esfuerzo y recursos; “eficaz” significa tener éxito en la producción del resultado deseado; y “sostenible” significa poder mantenerse al mejor nivel a lo largo del tiempo – en este caso, el suministro de agua.

6.2.1 Funcionamiento
La operación se refiere a las actividades y procedimientos rutinarios que se aplican para garantizar que el sistema de abastecimiento de agua funcione de manera eficiente. Las actividades que contribuyen al funcionamiento de un servicio de abastecimiento de agua son realizadas por técnicos e ingenieros que tienen la responsabilidad de controlar las funciones del sistema (figura 6.3).

Figura 6.3 Panel de control en una planta de tratamiento de agua.
Los componentes del sistema de los que se ocupan, como las plantas de tratamiento, las unidades de proceso y todos los equipos e instalaciones (por ejemplo, oficinas y laboratorios) se denominan activos. Para cada activo habrá directrices de funcionamiento que se deben seguir. Por ejemplo, una bomba de agua sólo debe funcionar durante un número limitado de horas al día y no debe excederse, pues de lo contrario se expondrá a un sobrecalentamiento y eventualmente a una falla. La bomba también debe funcionar durante el tiempo suficiente para llenar el depósito de servicio (del que se informó en la sesión de estudio 1). Si no, no habrá suficiente agua para distribuirla a los clientes.

¿Qué son los depósitos de servicio?

Revelar la respuesta
6.2.2 Mantenimiento
El mantenimiento (figura 6.4) se refiere a las actividades técnicas planificadas o a las actividades realizadas en respuesta a una avería, para garantizar que los activos funcionen eficazmente, y requiere aptitudes, herramientas y repuestos (Carter, 2009). Existen dos tipos de mantenimiento:

Mantenimiento correctivo o de avería: se realiza cuando los componentes fallan y dejan de funcionar. Las averías son comunes en muchos servicios públicos de Etiopía y se producen como resultado de un mantenimiento preventivo deficiente (se explica a continuación).
Mantenimiento preventivo: se trata de una actividad regular y planificada que se lleva a cabo para evitar las averías. Entre los ejemplos de mantenimiento preventivo cabe citar la revisión del equipo, la inspección del equipo para determinar su desgaste y su sustitución en caso necesario, la limpieza y el engrase de las piezas móviles del equipo y la sustitución de los artículos que tienen una vida útil limitada. El mantenimiento preventivo es importante porque garantiza que el activo cumpla su vida útil. También evita que se produzcan crisis y que se necesiten reparaciones costosas (en términos de tiempo y dinero).
Si se considera el ejemplo de la bomba mencionada en el apartado 6.2.1, la comprobación periódica de las piezas eléctricas, los componentes del cuadro de conmutación/operación y la inspección de las líneas eléctricas son tareas que pueden considerarse como mantenimiento preventivo. Si la bomba falla debido a problemas de funcionamiento o a la falta de mantenimiento preventivo, tendrá que ser reparada o sustituida – un ejemplo de mantenimiento de averías.

Figura 6.4 Técnicos que realizan actividades de mantenimiento en una unidad de tratamiento de agua.
El mantenimiento preventivo garantiza que los distintos componentes del sistema de suministro de agua funcionen correctamente durante su vida útil (su vida útil prevista). Esto a su vez evita que se produzca una avería importante o un fallo en el sistema de suministro de agua que requiera un mantenimiento correctivo mucho más costoso. En algunos casos, el problema puede requerir la sustitución completa de un equipo costoso, lo que también lleva un tiempo considerable. Como resultado, el nivel de servicio del sistema de abastecimiento de agua se reducirá o incluso se interrumpirá durante el período de mantenimiento, causando importantes inconvenientes a los usuarios y reduciendo los ingresos de la empresa de abastecimiento de agua.

Los servicios públicos deben garantizar siempre un nivel adecuado de mantenimiento preventivo para todos sus activos en el sistema de abastecimiento de agua. Para ello es necesario que se empleen personas debidamente capacitadas como operadores o personal de mantenimiento, y que se les proporcionen las herramientas adecuadas. También se requiere un programa de trabajo estricto y regular para asegurar que el mantenimiento preventivo se lleve a cabo en el momento oportuno. En la siguiente sección se examinan las estrategias y planes de mantenimiento.

6.3 Estrategia de mantenimiento
Las empresas de servicios públicos que se centran en el mantenimiento preventivo de los activos pueden ahorrar tiempo y costos sustanciales, evitar las interrupciones del servicio y aumentar sus ingresos.

Una buena estrategia de mantenimiento detallará:

cómo se organizarán las actividades de mantenimiento (sobre una base regional y de área)
cómo se llevará a cabo el mantenimiento (utilizando técnicos propios, o subcontratando a técnicos especializados fuera de la empresa de servicios públicos, o ambas cosas)
descripciones claras de cómo se espera que funcionen los activos con prope

Mira la figura 6.5, que muestra dos tendencias de costos del ciclo de vida. La línea sólida muestra la tendencia de un activo con un bajo costo de compra pero un alto costo de operación a lo largo del tiempo, mientras que la línea quebrada muestra la tendencia de un activo con un alto costo de compra pero un bajo costo de operación a lo largo del tiempo. Obsérvese que ambos gráficos muestran los costos acumulados (los costos totales acumulados en el período de tiempo indicado). El gráfico demuestra que un costo inicial elevado no significa que un activo tenga el costo más alto del ciclo de vida. Del mismo modo, un costo inicial bajo no significa que el costo del ciclo de vida sea el más bajo. Los administradores y técnicos de los servicios públicos pueden utilizar gráficos como éstos para ayudar a tomar decisiones cuando se sustituyen los activos o se adquieren otros nuevos.

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Figura 6.5 Comparación de los costos acumulativos del ciclo de vida. (Banco Asiático de Desarrollo, 2013)
6.4 Planes de mantenimiento
Los planes de mantenimiento se preparan sobre la base de la estrategia de mantenimiento que se ha formulado. En el plan se esbozarán las actividades de mantenimiento, su calendario o frecuencia y la información necesaria para el registro de cada activo. También tendrá en cuenta el estado actual del activo y su criticidad (grado de importancia) para el sistema de abastecimiento de agua. Sobre la base del plan, se llevarán a cabo actividades como inspecciones, sustitución de piezas y mantenimiento preventivo.

Retta está elaborando un programa de mantenimiento para varios elementos en su empresa de suministro de agua. En términos de criticidad, ¿cómo debería clasificar los siguientes elementos?

La computadora utilizada para facturar a los clientes.
La bomba en la toma de agua.
Los vehículos utilizados por el equipo de detección de fugas.
El sistema de control del filtro de gravedad rápido.
Revelar la respuesta
6.4.1 Piezas de repuesto
Muchos sistemas de tratamiento y suministro de agua fallan por falta de piezas de repuesto. Los administradores deben ser proactivos y pedir cantidades adecuadas de las piezas que fallan con frecuencia. Hacer esto tiene la ventaja de permitir que las reparaciones se realicen inmediatamente, en lugar de perder tiempo en ir al mercado a buscar la pieza adecuada.

La normalización (es decir, mantener todo igual) del equipo y las piezas beneficia la operación y el mantenimiento porque se necesitan menos tipos de cada pieza (lo que facilita la gestión de las existencias), y la compra de cantidades a granel del mismo tipo de pieza aporta ahorros. La normalización también reduce el número de competencias necesarias para instalar y mantener el equipo, de modo que un mayor número de miembros del personal podría realizar el trabajo (Barreto Dillon, s.f.).

6.4.2 Registro de activos
Un registro de activos es un listado de todos los activos fijos de una organización y la información relativa a los activos. Para un servicio de agua los activos serían una lista de todos los equipos y edificios. Para un equipo se registraría la siguiente información: una descripción del artículo, con dibujos técnicos, su fecha de adquisición, su vida útil, su ubicación y su coste; los datos del fabricante; el número de serie del artículo; los detalles de la garantía y el seguro; las instrucciones de funcionamiento; y los requisitos de mantenimiento. Los detalles de los fallos que se producen cuando el bien está en uso, y la forma en que se produjeron, también son útiles ya que ayudan a elaborar orientaciones complementarias sobre el funcionamiento y el mantenimiento, basadas en la experiencia con el equipo.

6.5 El manual de operación y mantenimiento
Un elemento clave para asegurar el mantenimiento oportuno y adecuado de los sistemas de tratamiento y abastecimiento de agua es el Manual de Operación y Mantenimiento (figura 6.6). Este manual se prepara inmediatamente después del inicio de la construcción y antes de que comience la operación, y es la base para el funcionamiento diario del sistema.

Figura 6.6 Un típico Manual de Operación y Mantenimiento.
Un Manual de Operación y Mantenimiento bien preparado contiene lo siguiente:

Una descripción detallada del sistema, con dibujos.
Consejos de salud y seguridad para todos los aspectos de la operación de tratamiento y suministro de agua, que van desde cómo levantar objetos pesados hasta qué hacer si alguien está expuesto al gas de cloro.
Instrucciones para la puesta en marcha y el funcionamiento de cada uno de los procesos de tratamiento de agua y del sistema (por ejemplo, de las bombas) de suministro de agua, con detalles de los diversos parámetros que deben controlarse (como la velocidad de flujo a través de un filtro rápido de arena por gravedad, la velocidad de flujo máxima permitida a través del sistema de suministro, etc.). Estas instrucciones se denominan a menudo procedimientos operativos estándar o SOP. Esencialmente, un procedimiento operativo estándar es un procedimiento establecido que debe seguirse para llevar a cabo una operación determinada.
Es el procedimiento que se debe adoptar en las emergencias que pueden ocurrir durante el proceso de tratamiento y suministro de agua (por ejemplo, qué hacer si la bomba de entrada en el punto de toma de agua deja de funcionar). Los operadores de la planta deben recibir capacitación en procedimientos de emergencia (por ejemplo, cómo superar la emergencia, con quién ponerse en contacto, etc.) y deben promulgarse simulacros de emergencias para que el personal pueda practicar los procedimientos de emergencia y esté plenamente familiarizado con lo que debe hacer cuando se produzca una emergencia real.
Listas de tareas que deben realizarse y con qué frecuencia. Debería haber listas separadas

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