El acantalido aluvial de Lima

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EL ACANTILADO ALUVIAL DE LIMA

Ing. Ernesto Maisch Guevara, CIP 1085
Setiembre 2015

El incremento de la actividad sísmica en el Pacífico sur occidental reitera la imperiosa necesidad de blindar el pie del deleznable acantilado limeño para evitar una catástrofe de mayores proporciones que consistiría en el derrumbe del malecón y de las edificaciones contiguas, así como la rotura de los interceptores costaneros con un masivo derrame de aguas servidas de la ciudad en el mar.

Este acantilado fue creado por un largo proceso de erosión marina causada por una sucesión de tsunamis que vinieron del suroeste y fueron recortando la planicie aluvial que se encontraba a unos diez kilómetros al suroeste del actual litoral acantilado.

La resaca de un primer tsunami formó una grada; los siguientes tsunamis fueron agrandando dicha grada haciéndola retroceder hacia el noreste. Cuando el tamaño de la grada superó al de la ola, la siguiente socavó su pie, ocasionando su derrumbe. Así fue desplazándose el acantilado hacia el noreste, hasta alcanzar una altura de alrededor de sesenta metros en lo que hoy es Miraflores.

El blindaje que aquí se propone para la defensa de la costa se puede hacer con una pared de concreto de unos cinco metros de altura terminada en su parte alta en una suave curva hacia afuera, destinada a orientar las aguas que se elevan por el choque de la ola contra el muro lejos del acantilado.

Esta pared se construiría a cierta distancia del pie del inclinado acantilado en forma que en el nivel superior se forme una plataforma que dé cabida a las dos vías férreas de una línea litoral de transporte masivo, con estaciones en La Perla, San Miguel, Magdalena (avenida Brasil y Puericultorio Pérez Araníbar), San Isidro (Orrantia del Mar y bajada del mercado de productores), Miraflores (bajada Balta y Larcomar), Barranco (Armendáriz y funicular) y, por último, en Chorrillos.

El relleno detrás del muro se haría con material aluvial cementado en forma que no ejerza empuje sobre él. Si a pesar de este relleno la gran longitud de este muro lo requiriera, se colocarían los refuerzos necesarios cada cierta distancia apropiada.

Por consideraciones paisajistas se cubriría este muro con enredaderas ornamentales.

El costo de estas obras preventivas sería una mínima fracción del costo de los cuantiosos daños y pérdidas que ocasionaría para Lima un cataclismo en su litoral.

Este proyecto podría incluir la protección de las instalaciones de la playa, la pista y aun el propio acantilado, ya que se han dado olas mayores a cinco metros con un rompeolas.

El rompeolas se construiría a unos 300 m de la orilla, donde la profundidad del mar debe ser solo de un par de metros. Este rompeolas crearía una placentera faja de aguas tranquilas en la que se podrían desarrollar todo tipo de actividades náuticas.

La sección del rompeolas sería trapezoidal con lados tan inclinados como lo aconseje la estabilidad de los mismos. Las rocas serían de cinco toneladas de peso. La altura del rompeolas sobre la alta marea sería 40% del tamaño de la ola cuyos efectos desastrosos se desea prevenir y la corona de 60% de la misma. El propósito de esto es que la parte alta de la ola pierda su energía fluyendo entre las rocas.

La última ola de Coquimbo fue de cinco metros de altura, la del Japón de diez y la de Indonesia de dieciséis.

En nuestro caso probablemente bastaría con una altura del rompeolas sobre la pleamar de dos metros y una longitud de corona de tres metros, sobre todo si se blinda el acantilado.

Se construirían dos rompeolas paralelos con aberturas alternadas y con muro de longitud ligeramente mayor, de manera que la longitud total no difiera en mucho de la de un rompeolas continuo. La trasposición y la separación entre los rompeolas se seleccionarán para cubrir un amplio ángulo de procedencia de los tsunamis. El propósito es romper la continuidad de la ola y que el sistema actúe como un doble rastrillo.

Este esquema deberá ser probado en un laboratorio de hidráulica. Diques de mayor longitud han sido construidos en Holanda y Corea del Sur.

El blindaje del acantilado se podría mejorar, una vez tendida las vías férreas, protegiendo algunos metros adicionales del acantilado con concreto lanzado.

Para mayor información, véase en la red los artículos relacionados al tema:

• “LA NATURALEZA DEL SUELO DE LIMA Y EL LITORAL METROPOLITANO” (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/16/908/) y
• “EL SISTEMA DE TRANSPORTE COLECTIVO DE LIMA METROPOLITANA” (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/07/21/el-sistema-de-transporte-colectivo-de-lima-metropolitana/).

El sistema de transporte colectivo de Lima metropolitana

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EL SISTEMA DE TRANSPORTE COLECTIVO DE LIMA METROPOLITANA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Julio 2015

INTRODUCCIÓN

El deleznable suelo aluvial de material granular no cementado de Lima no es apropiado para perforar una red de túneles con el objeto de conformar un sistema de transporte masivo.

Esta solución que se ha adoptado en la mayoría de las grandes urbes del mundo es porque en ellas el basamento rocoso se encuentra a poca profundidad. En Lima, por lo contrario, el basamento rocoso se encuentra a cientos de metros de profundidad.

La construcción de túneles en el suelo aluvial requiere que simultáneamente a la perforación se construya una estructura de soporte, lo que explica un costo muchísimo mayor que la perforación de túneles en roca, costo que será aún mayor en el área del Callao, por la presencia de agua en el subsuelo.

También la expropiación de valiosas propiedades de la ciudad para ubicar las estaciones incrementará el costo del proyecto. Esto repercutirá inevitablemente en una exagerada alza del costo del transporte para la población.

En la Atarjea se perforó, con gran dificultad, algo más de un kilómetro de galería de infiltración, de solo un metro de ancho. Se usó un escudo metálico que fue empujado con gatos hidráulicos, apoyados en elementos prefabricados de la estructura que soportaba el suelo aluvial.

En compensación el territorio de Lima Metropolitana nos ofrece las vías libres de los cauces de los tres ríos de la región: Chillón, Rímac y Lurín, un extenso litoral y una cadena de cerros rocosos que la circundan.

LÍNEA N^o 1

La actual Línea N^o 1, entre San Juan de Lurigancho y Villa El Salvador, sería extendida hasta Lurín.

En una etapa ulterior esta línea sería extendida hasta el extremo sur de la Provincia de Lima, para dar servicio a los balnearios del sur.

LÍNEA N^o 2

El proyectado túnel entre Ate y El Callao sería reemplazado por la vía libre del cauce del Rímac, que ya ha sido usada para dicho propósito por el Ferrocarril Central, entre el puente Huánuco y el Santa Rosa, y que aparte de un costo mucho más reducido tiene la gran ventaja de pasar por el centro de Lima, con una estación a una cuadra de su Plaza Mayor.

Entre Ate-Vitarte y La Atarjea 6Km del cauce del Rímac han sido ensanchados a 200m y en él se han construido sesenta pantallas para rigidizar el perfil de su cauce, con el propósito de recargar el acuífero, que es una de las fuentes de abastecimiento de agua para Lima. Este ensanche permite alojar cómodamente las dos líneas férreas de la Línea N^o 2 y el camino de servicio del esquema de recarga.

El enrocado de la margen izquierda sería desplazado unos ocho metros hacia el centro. El material para constituir el terraplén se sacaría del cauce, rebajando el nivel del lecho, aguas abajo de cada pantalla en 0.50m. Se construiría un escalón de 0.50m de altura y de la mitad del espesor de las pantallas, alineado con la cara de aguas arriba de la misma, con el objeto de cambiar el régimen torrencial de la corriente a fluvial. Se rellenaría el del nivel creado por este escalón trasladando material de aguas arriba. Se establecería, en un lugar adecuado, la estación Santa Anita.

Las líneas pasarían alrededor de la estructura de captación de agua de La Atarjea con una estructura que formase un túnel, luego estas líneas pasarían bajo el Puente Graña, recortando a continuación la punta norte del cerro Santa Rosa, después de lo cual se constituiría la estación El Agustino, y de allí cruzarían por debajo de la Línea N^o 1 (estación de transferencia). Si no hubiera altura suficiente entre el puente de la Vía de Evitamiento y la tubería de conducción de 1.20m La Atarjea-Rímac-Comas, que cruza por debajo del cauce, se tendría que hacer un túnel bajo dicha tubería y la Vía de Evitamiento. Se establecerían estaciones en los cruces por debajo de cada uno de los puentes. Las líneas continuarían por la margen izquierda del Rímac bajo todos los puentes.

El cauce sería escalonado entre La Atarjea y El Callao para eliminar la capacidad erosiva de la corriente⁽¹⁾. En los sectores en los que el ancho del cauce restante fuera menor de 60m, se le canalizaría entre paredes de una altura suficiente para dejar pasar la descarga milenaria del Rímac obtenida por el cálculo de probabilidades⁽²⁾.

El canal provisional, construido para la ejecución de la Vía Subfluvial, sería demolido y el tramo entre el puente del Ejército y el puente Dueñas deberá ser rehabilitado, ensanchándolo y rellenándolo hasta recuperar su perfil original⁽³⁾. El ensanche se hará expropiando los lotes ribereños de San Martín de Porres entre los referidos puentes y recuperando material de aguas abajo del puente Dueñas. Fueron algunos pobladores originales de este asentamiento los que consiguieron dichos terrenos estrechando el cauce con material de la margen izquierda. El estrechamiento del cauce dio lugar a que la corriente de agua del próximo periodo de avenidas lo profundizara aún más, acarreando el material hacia aguas abajo del puente Dueñas.

Finalmente las líneas continuarían por debajo de los puentes de las avenidas Universitaria y Faucett. Si la altura entre el cauce y el puente de la avenida Faucett no fuera suficiente, habría que rebajar el nivel del cauce o alternativamente profundizar las líneas férreas mediante una estructura separadora, para terminar en la avenida Gambetta.

Se podría considerar un tercer carril férreo a los de la Línea N^o 2, entre Ate y el puente Huánuco y entre el puente Santa Rosa y la avenida Gambetta, para el Ferrocarril Central. Esto liberaría a la ciudad de los cruces a nivel de la actual vía del Ferrocarril Central con las calles de la ciudad y permitiría recuperar el derecho de vía para nuevas calles de la misma.

La línea del Ferrocarril Central iría entre las dos líneas de transporte urbano. En el tramo entre Ate y Chosica, donde la línea del Ferrocarril Central corre en la orilla de la margen izquierda, se añadirán dos líneas más, trasladándose la del Ferrocarril Central al centro. Pasando el puente Faucett esta línea se tendería sin pendiente en formas de ganar suficiente altura sobre las otras para poder pasar por encima de la línea izquierda para recuperar su rumbo hacia el puerto.

Si ya se hubieran adelantado algunas excavaciones para la Línea N^o 2, estas se podrían adaptar para estacionamiento subterráneo de vehículos. Si se hubiera encargado la máquina perforadora, habría que cambiar la especificación de la misma para perforación en roca.

Si se hubiera avanzado tanto como para que no fuera posible abandonar la obra, se la continuaría hasta la intersección con la Línea N^o 1, con la denominación de Línea N^o 7, dejando el tramo hasta El Callao a la vía libre del cauce del Rímac (Línea N^o 2). Esta línea se bifurcaría en un ramal sur, hacia la intersección de las avenidas Javier Prado-Aviación (estación Línea N^o 1), con una estación cercana al Estadio Monumental y un ramal norte hacia la intersección de las avenidas 28 de Julio-Aviación (estación Línea N^o 1). Eventualmente se podría extender este ramal hasta la intersección con el Paseo de la República para dar acceso al Estadio Nacional.

En una siguiente etapa la Línea N^o 2 se extendería, a lo largo del cauce del Rímac, hasta Chosica y eventualmente, si fuera posible, hasta el extremo oriental de la Provincia de Lima. En esta forma quedaría constituida una red regional, ya que el extremo norte y el litoral serían cubiertos servidos por la línea N^o 3.

LÍNEA N^o 3

Igualmente la Línea N^o 3, proyectada con un túnel entre Puente Piedra y San Juan de Miraflores, sería reemplazada por una línea periférica compuesta por un tramo de circunvalación de la ciudad, mayormente a través de túneles en los cerros rocosos que la circundan y de un sector litoral.

Se construiría el sector sur de la línea de circunvalación coordinando con la construcción del Ramal Sur de la futura ampliación de la Planta Huachipa, a través de dos túneles en roca. Estos serían: Ate-La Molina, La Molina-Manchay y, bajando por una de las laderas de dicha quebrada hasta llegar al río Lurín y seguir por la margen derecha de su cauce, hasta Julio C. Tello.

Por su parte el sector norte tendrá seis túneles solo desconectados en forma apreciable por las planicies aluviales del Chillón y el Rímac. Comenzando con el túnel Piedras Gordas-Puente Piedra; continuando con el cruce del valle del Chillón mediante líneas en superficies (entre cercas), en zanja (preferiblemente canalizada, abierta o techada) o con estructura elevada (preferiblemente separada para cada dirección), según convenga; el túnel Comas-Amancaes; el túnel Amancaes-Polígono de Tiro-Convento Santa Rosa; el túnel a Canto Grande; el túnel Canto Grande-Huachipa; continuando por la ladera de los cerros, cruzando la quebrada de Jicamarca (Huaycoloro); cruzando por un sexto túnel el cerro que separa la quebrada de Jicamarca del valle del Rímac (cerro Matabuey); pasando al oeste de la potabilizadora Huachipa, con estructura elevada y cruzando el río para conectarse con el túnel hacia La Molina.

Esta línea de circunvalación daría servicio a Ancón y demás distritos de Lima Norte, el distrito de El Rímac, San Juan de Lurigancho, Huachipa, Ate, La Molina, Manchay, Pachacamac y Lurín.

El sector litoral de la Línea Nº 3 se haría con un túnel entre Ancón y Santa Rosa, otro entre Santa Rosa y Ventanilla y un tercer túnel entre Ventanilla y el río Chillón (conexión con la futura Línea N^o 4 Collique-carretera Ventanilla), El Callao, vía libre de la Costanera y la Costa Verde de 22Km con estaciones en La Perla, San Miguel, avenida Brasil, Orrantia del Mar, bajada del Mercado de Productores, Miraflores (bajada Balta), Armendáriz, Funicular Barranco y Chorrillos, continuando con un túnel a través del Morro Solar, antigua carretera Panamericana Sur hasta llegar a Julio C. Tello para empalmar con el sector circunvalación.

Se construiría un muro de cuatro o cinco metros de altura a una distancia del pie del inclinado acantilado que, en su extremo superior, dé cabida a las dos líneas férreas de la Línea N^o 3. El relleno se haría con material aluvial cementado, de modo que no ejerza empuje sobre la pared. Para afectar menos las actuales pistas se podría hacer que parte de la plataforma fuera en voladizo.

El lado exterior de la zanja de cimentación se rellenaría con tierra vegetal y el paramento externo de la pared tendría un acabado rugoso en forma que se podría cubrirla con enredaderas floridas. Se tomarían las providencias para que el riego se haga desde la plataforma superior.

Al pie del acantilado, en la plataforma superior, se haría una zanja rellenada con tierra vegetal para hacer crecer hiedra, que justifique el nombre de Costa Verde, que se ha asignado a esta sección del litoral limeño y para proteger el acantilado de la erosión eólica. El regadío se haría con trenes de carros tanques que circularían en las horas de la noche.

Este muro además serviría de protección del pie del acantilado de la socavación que produciría un eventual tsunami. Una sucesión de tsunamis en eras pasadas recortaron el litoral en esta zona, formando el acantilado que vemos hoy en día⁽⁴⁾.

El cruce de las rampas de acceso y salida a la Costa Verde se haría a través (túneles) o alrededor (estructuras de columnas y plataforma) de ellas.

En una primera etapa se ejecutarían los tramos Puente Piedra-Julio C. Tello y avenida Gambetta-Chorrillos.

LÍNEA N^o 4

La Línea N^o 4 se ubicaría en la margen izquierda del cauce escalonado del Chillón, entre Collique y la carretera a Ventanilla.

LÍNEA N^o 5

La Línea N^o 5 se ubicaría en la margen derecha del cauce escalonado del Lurín, entre Cieneguilla y Manchay, con una alimentación vía túnel de la Molina Alta.

LÍNEA N^o 6

La Línea N^o 6 interconectaría las líneas 4, 2 y 3, pasando a uno u otro lado del aeropuerto Jorge Chávez.

LÍNEA N^o 8

Se podría considerar la posibilidad de una línea de circunvalación de la parte central de la urbe partiendo de la estación La Pólvora-La Menacho de la Línea N^o 1 que cruce con un túnel el cerro El Agustino, en su longitud mayor, y continúe a través de la planicie aluvial del Rímac hasta los cerros de Camacho y, con un nuevo túnel, llegue a la subida de la Molina-avenida Raúl Ferrero, continuando por las falderías de San Francisco hasta San Juan de Miraflores (empalme con Línea N^o 1).

LÍNEAS EN SUPERFICIE

Las líneas municipales en superficie interconectarían estaciones de las líneas férreas, así:

El metropolitano conectaría la Línea N^o 3 en Comas con la misma línea en la antigua Panamericana Sur.

La Línea Azul conectaría la Línea N^o 3 en Amancaes con la misma línea en la Bajada Balta.

Una tercera línea conectaría la Línea N^o 3 en Magdalena, vía avenida Brasil, Paseo Colón, Estación Central, avenida Abancay, puente Ricardo Palma, para conectar con la Línea N^o 1, en Zárate.

Una cuarta línea que comenzando en la Plaza de La Punta siga por la avenidas Buenos Aires, cruce la Línea N^o 3, continúe por la vía del antiguo tranvía Lima-Callao, avenidas Tingo María, Arica, Bolivia, pase por la Estación Central y regrese por el Paseo Colón, las avenidas Arica y Tingo María para reincorporarse a la vía del antiguo tranvía Lima-Callao, la avenida Sáenz Peña, Plaza Grau, Real Felipe para terminar en la Plaza de La Punta.

Una línea conectaría la Línea N^o 3 en Comas con la misma línea en San Miguel.

Otra línea conectaría la Línea N^o 1 y recorriendo la avenida Grau terminaría en la Estación Central.

Una futura línea interconectaría la Línea N^o 3 en la Molina, mediante un túnel y a lo largo de las avenidas Primavera, Angamos y del Ejército, para conectarse con la misma línea en la bajada del Mercado de Productores.

LÍNEAS ALIMENTADORAS

Las líneas privadas de transporte colectivo serían reorientadas para servir de alimentadoras a las estaciones de las líneas municipales.

LA ESTACIÓN CENTRAL

La Línea Azul sería desviada, en un corto trecho, para pasar por la Estación Central; de este modo serían cinco las líneas municipales en superficie que concurrirían a dicha estación.

TRANSPORTE EN VEHÍCULOS PRIVADOS

Se trataría de habilitar facilidades de estacionamiento cerca a las estaciones de tránsito colectivo. Esto sería particularmente fácil en las estaciones que están sobre el cauce de los ríos y en las estaciones de la Costa Verde techando las vías férreas en las proximidades a las estaciones en las primeras y las pistas en las segundas. Se aprovecharía el techado de las vías férreas entre los puentes Huánuco y El Ejército para hacer un extenso malecón rivereño con ciclovía.

Facilidades de estacionamiento de uso exclusivo para los usuarios de los trenes con tarifa moderada, particularmente para los abonados. Los abonados tendrán una zona preferencial cercana a la estación y emplazamiento reservado.

TRANSPORTE EN VEHÍCULOS DE ALQUILER

En las estaciones se establecerían paraderos de taxis y estaciones de alquiler de bicicletas.

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⁽¹⁾ Ríos, parques y trenes (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/09/rios-parques-y-trenes/)

⁽²⁾ El Parque Rímac, Construcción & Vivienda, Año XI, Edición 270, Marzo 15 al 31 de 2015, Lima, Perú o (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/03/30/el-parque-rimac/)

⁽³⁾ La red de transporte masivo de lima (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/16/la-red-de-transporte-masivo-de-lima/

⁽⁴⁾ La naturaleza del suelo Lima y el litoral metropolitano (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/16/908/)

Las líneas no. 2 y no. 3 de transporte masivo de Lima

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LAS LÍNEAS N^o 2 y N^o 3 DE TRANSPORTE MASIVO DE LIMA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Julio 2015

La ciudad de Lima se encuentra asentada sobre una gruesa formación aluvial de material granular no cementado. Esta formación es inadecuada para la perforación de túneles.

Una alternativa más económica sería usar el cauce del Rímac como una vía libre, tal como lo ha hecho el Ferrocarril Central, bajo los puentes Huánuco, Balta, Ricardo Palma, Trujillo (Puente de Piedra) y Santa Rosa. Esta alternativa, aparte de un menor costo, tiene la gran ventaja de recorrer el centro de la ciudad, con una estación a una cuadra de la Plaza Mayor.

Entre Ate-Vitarte y La Atarjea 6Km del cauce del Rímac han sido ensanchados a 200m y en él se han construido sesenta pantallas para rigidizar el perfil del cauce, con el propósito de recargar el acuífero, que es una de las fuentes de abastecimiento de agua para Lima. Este ensanche permite alojar cómodamente las dos líneas férreas de la Línea N^o 2 y el camino de servicio del esquema de recarga.

El enrocado de la margen izquierda sería desplazado unos ocho metros hacia el centro. El material para constituir el terraplén se sacaría del cauce, rebajando el nivel del lecho, aguas abajo de cada pantalla en un 0.5m. Se construiría un escalón de 0.50m de altura de la mitad del espesor de las pantallas, alineado con la cara de aguas arriba de la misma, con el objeto de cambiar el régimen torrencial de la corriente a fluvial. Se rellenaría el del nivel creado por este escalón trasladando material de aguas arriba. Se establecería, en un lugar adecuado, la estación Santa Anita.

Las líneas pasarían alrededor de la estructura de captación de agua de La Atarjea con una estructura que formase un túnel, luego estas líneas pasarían bajo el Puente Graña, recortando a continuación la punta norte del cerro Santa Rosa, después de lo cual se constituiría la estación El Agustino, y de allí cruzarían por debajo de la Línea N^o 1 (estación de transferencia). Si no hubiera altura suficiente entre el puente de la Vía de Evitamiento y la tubería de conducción de 1.20m La Atarjea-Rímac-Comas, que cruza por debajo del cauce, se tendría que hacer un túnel bajo la Vía de Evitamiento. Se establecerían estaciones en los cruces por debajo de cada uno de los puentes. Las líneas continuarían por la margen izquierda del Rímac bajo todos los puentes.

El cauce sería escalonado entre La Atarjea y El Callao para eliminar la capacidad erosiva de la corriente⁽¹⁾. En los sectores en los que el ancho del cauce restante fuera menor de 60m, se le canalizaría entre paredes de una altura suficiente para dejar pasar la descarga milenaria del Rímac obtenida por el cálculo de probabilidades⁽²⁾.

El canal provisional, construido para la ejecución de la Vía Subfluvial, sería demolido y el tramo entre el Puente del Ejército y el Puente Dueñas deberá ser rehabilitado, ensanchando el cauce y rellenando con este material para recuperar su perfil original⁽³⁾.

Finalmente las líneas continuarían por debajo de los puentes de las avenidas Universitaria y Faucett, ramal al aeropuerto. Si la altura entre el cauce y el puente de la avenida Faucett no fuera suficiente habría que rebajar el nivel del cauce o alternativamente profundizar las líneas férreas mediante una estructura separadora, para terminar en la avenida Gambetta. Se podría considerar un tercer carril férreo a los de la Línea N^o 2, entre Ate y el Puente Huánuco y entre el Puente Santa Rosa y la avenida Gambetta, para el Ferrocarril Central. Esto liberaría a la ciudad de los cruces a nivel de la actual vía del Ferrocarril Central con las calles de la ciudad y permitiría recuperar el derecho de vía para nuevas calles de la ciudad.

Si ya se hubieran adelantado algunas excavaciones para la Línea N^o 2, estas se podrían adaptar para estacionamiento subterráneo de vehículos. Si se hubiera encargado la máquina perforadora, habría que cambiar la especificación de la misma para perforación en roca.

También se podría construir el sector sur de la línea de circunvalación (Línea N^o 3) coordinando con la construcción del Ramal Sur de la futura ampliación de la Planta Huachipa, a través de tres túneles (en roca). Estos serían: Ate-La Molina, La Molina-Manchay y Manchay-Villa El Salvador (terminal de la Línea N^o 1). Una alternativa a este último túnel sería seguir bajando por la quebrada de Manchay hasta llegar al río Lurín  (conexión con la futura Línea N^o 5, Molina Alta, Cieneguilla y encuentro con la prolongación de la Línea N^o 1).

Por su parte el sector norte requiere otros cuatro túneles: Piedras Gordas-Puente Piedra, Comas-Amancaes, Amancaes-Lurigancho y Lurigancho-Huachipa.

La interconexión entre los túneles se haría en superficies (entre cercas), en zanja (preferiblemente canalizada, abierta o techada) o con estructura elevada (preferiblemente separadas para cada dirección), según convenga.

Esta línea de circunvalación daría servicio a Ancón y demás distritos de Lima Norte, el distrito de El Rímac, Lurigancho, Huachipa, Ate, La Molina, Manchay, Pachacamac y Lurín.

Se podría continuar la Línea N^o 3 con un túnel entre Ancón y Santa Rosa, otro entre Santa Rosa y Ventanilla y un tercer túnel entre Ventanilla y el río Chillón (conexión con la futura  Línea N^o 4 Collique carretera Ventanilla con ramal al aeropuerto), El Callao, vía libre de la Costanera y la Costa Verde (22Km con estaciones en La Perla, San Miguel, Av. Brasil, Orrantia del Mar, Av. del Ejército, Miraflores, Armendáriz, Funicular Barranco y Chorrillos), un túnel a través del Morro Solar, Villa y el río Lurín. En esta forma la Línea N^o 3 vendría a convertirse en la vía periférica alrededor de la urbe.

Para el recorrido de la Línea N^o 3, a lo largo de la Costa Verde, se construiría un muro de concreto, de cuatro o cinco metros de altura y con una separación del pie del acantilado, suficiente para que con el relleno, que se haría detrás de él, se pueda conformar una plataforma de cabida a las dos líneas férreas. El relleno se haría con material aluvial, en capas delgadas, regadas con agua de cemento.

Esta pared además constituiría una protección del pie del acantilado, contra un eventual tsunami, como los que repetidamente se producían en eras pasadas⁽⁴⁾.

Los tramos Puente Gambetta-Puerto, Puente Piedra-extremo sur de la Línea N^o 1 y La Perla-Chorrillos serían la primera etapa de la línea periférica (Línea N^o 3).

Por último, se podría considerar una interconexión entre los dos ramales de la línea periférica, mediante un túnel La Molina-Avenida Primavera y continuando con una estructura elevada a lo largo de las avenidas Primavera, Angamos y del Ejército. Esta línea tendría una estación de trasferencia a la Línea No 1.

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⁽¹⁾ Ríos, parques y trenes (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/09/rios-parques-y-trenes/)

⁽²⁾ El Parque Rímac, Construcción & Vivienda, Año XI, Edición 270, Marzo 15 al 31 de 2015, Lima Perú o (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/03/30/el-parque-rimac/)

⁽³⁾ La red de transporte masivo de lima (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/16/la-red-de-transporte-masivo-de-lima/

⁽⁴⁾ La naturaleza del suelo Lima y el litoral metropolitano (https://ernestomaisch.wordpress.com/2015/06/16/908/)

La naturaleza del suelo de Lima y el litoral metropolitano

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LA NATURALEZA DEL SUELO DE LIMA Y EL LITORAL METROPOLITANO

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Junio 2015

En la era terciaria los Andes peruanos eran más altos de lo que son ahora y las estrechas quebradas con álveos en forma de “V” terminaban en largos fiordos divergentes sembrados de numerosos picos rocosos.

En el caso del valle que hoy llamamos Rímac el océano penetraba probablemente hasta Ate. Los cerros más altos eran Ate, Santa Rosa, Quiroz, El Agustino, San Cosme y alguno más.

A principios de la era cuaternaria prolongados diluvios rebajaron la altura de los Andes transportando el material hacia el mar, rellenando en el proceso las quebradas y sus fiordos con material granular no cementado. Estos rellenos convirtieron las quebradas en valles y los fiordos en los conos de deyección de estos. En estos últimos la pendiente del relleno disminuye con el aumento de su ancho.

Este efecto fue más intenso en la zona de Piura, aun hoy en día afectada por el fenómeno de El Niño. Esta mayor intensidad podría explicar que la cordillera sea de menor altura en Piura y que la costa de la región muestre una saliente hacia el oeste en la línea del litoral peruano que, en general, tiene una orientación noroeste-sureste.

El aluvión que bajó por la quebrada del Rímac ingresó al fiordo rodeando el cerro de Ate, sepultando los cerros pequeños, envolviendo los cerros Santa Rosa, Quiroz y a continuación El Agustino. Al reunirse al oeste de dicho cerro conformaron una divisoria entre dos vertientes, norte y sur, que continuó hasta el mar a través de lo que hoy es Miraflores. La vertiente norte del aluvión se fusionó con el aluvión que bajó por la quebrada del Chillón y se vertieron conjuntamente en el océano, entre La Punta y Ventanilla. La del sur descargó al océano, formando un abanico entre La Punta y el Morro Solar.

La resaca de un primer tsunami que vino del suroeste, después de los diluvios, formó una grada en la planicie aluvial entre Chorrillos y La Punta. Esta grada fue creciendo en altura y avanzando hacia el este, con cada siguiente tsunami, hasta formar el acantilado que llamamos Costa Verde, después de recorrer aproximadamente 10km.

Un nuevo tsunami podría socavar la base de dicho acantilado produciendo su derrumbe y, por lo tanto, el del malecón y los edificios próximos.

El acantilado crece en altura entre Chorrillos y Miraflores, donde alcanza 60m, y decrece a cero entre Miraflores y La Punta.

La costa al norte de La Punta no fue afectada por haber quedado protegida de los tsunamis por la isla San Lorenzo.

En algún año, después de la serie de tsunamis, el Rímac se desbordó por la margen izquierda y, al ensancharse la corriente en el cono de deyección, se ramificó en numerosos brazos que fueron a descargar a Magdalena, San Isidro, Miraflores, Barranco y Chorrillos, labrando cañones a partir del borde del acantilado. Estos cañones han sido aprovechados para descender a la orilla del mar.

Lima ha cumplido 480 años con la confianza de que un destructor tsunami no se repetirá* y, al mismo tiempo, con la resignación de que no se puede hacer nada para protegerla del riesgo de un nuevo tsunami. Sin embargo, algo es posible hacer, aunque naturalmente a un alto costo.

Una posibilidad es la de proteger el litoral metropolitano, entre Chorrillos al sur y Ventanilla al norte, mediante escolleras trapezoidales, con talud exterior lo más empinado que permitan las consideraciones de estabilidad, y con talud interior lo más tendido que permitan las consideraciones económicas. La altura de estas escolleras sobre la marea alta se determinará por consideraciones de la hidrodinámica de las olas. Las escolleras se tenderían a lo largo de líneas de profundidades menores a una profundidad máxima, que se determinaría por consideraciones técnico-económicas. Las rocas serían de alrededor de cinco toneladas; sin embargo, si resultara más económico, las rocas podrían variar de una tonelada en la cara exterior a cinco toneladas en la interior.

Las profundidades del fondo marino frente al litoral metropolitano no deben ser grandes, ya que el suelo marino en este litoral es la superficie aluvial sumergida, cuya gradiente ha disminuido al ensancharse dicha formación. Suponiendo un gradiente de seis en mil, la profundidad a medio kilómetro frente a Miraflores sería solo de tres metros.

La primera escollera comenzaría en Chorrillos dejando una boca protegida por un espigón al este hasta un punto que rebase La Punta terminando en un arco hacia el noroeste. Si fuera necesario proteger la boca entre la punta de esta escollera y la isla San Lorenzo se construiría un espigón de protección de esta boca al sur que partiendo de la isla San Lorenzo se dirija hacia el este.

La segunda escollera comenzaría del puerto San Lorenzo al rompeolas suroeste del actual puerto de El Callao, dejando una abertura protegida. Esta escollera se usaría para el transporte al nuevo puerto y del nuevo aeropuerto, que se construiría en la isla San Lorenzo, rebajando la altura de dicha isla.

El tercer y último tramo se construiría entre el rompeolas noreste de El Callao y Ventanilla, dejando una boca protegida al principio y otra al final.

Las funciones de estas bocas son múltiples: 1) Permitir la circulación de la corriente marina sureste-noroeste que existe frente a la costa peruana, en la faja de mar entre la costa y las escolleras; 2) Permitir el escape del agua de la parte de la ola que hubiera pasado por encima de las escolleras y 3) Constituir una faja de aguas tranquilas en la que se podría tener cruceros turísticos, diarios y nocturnos, para contemplar la ciudad, que estando asentada en un plano inclinado hacia el mar, se mostraría en gran parte. También se prestaría para desarrollar actividades náuticas deportivas como regatas y la navegación en embarcaciones privadas a remo, vela y motor.

Se debería estudiar la posibilidad de generar playas alrededor de la escollera, entre Chorrillos y La Punta, tal como se logró la generación de las actuales playas de Agua Dulce, Barranco y Miraflores.

Aparte de las bocas de entrada y salida, se podría considerar algunas bocas protegidas a lo largo de las escolleras, que tendría el efecto favorable de romper la continuidad de la ola.

Es indispensable ensayar el diseño que se plantea en un laboratorio de hidráulica. Así como de la alternativa de dos escolleras paralelas, con aberturas iguales y alternadas con cortas superposiciones, en forma que la longitud de las dos no exceda por mucho la de una sola.

En la década de los sesenta del siglo pasado, la Municipalidad de Lima contrató con un laboratorio de hidráulica francés un modelo de la bahía Chorrillos-La Punta, para estudiar los problemas de formación de playas y erosión costera, que sería conveniente revisar.

La roca para las escolleras se obtendría rebajando la altura de la isla San Lorenzo, lo que es conveniente para el desarrollo del aeropuerto.

Obras de protección costera de magnitud comparable se han hecho en los Países Bajos para crear los conocidos pólderes y también en Corea del Sur.

Sería conveniente efectuar los estudios de factibilidad del esquema descrito, o de cualquier otra solución que se encuentre, para proteger el litoral metropolitano del desastre que provocaría un tsunami; particularmente en lo que concierne a la posibilidad de que una ola de tsunami embista el pie del deleznable acantilado de material no cementado entre Chorrillos y La Punta y, con ello, las edificaciones cerca a su borde.

Una de ellas, por ejemplo, podría ser la construcción de un muro de concreto, de unos cinco o seis metros de altura, al pie del acantilado. La pared tendría en el metro superior una curvatura hacia el exterior para evitar que olas más grandes impacten el acantilado.

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*La supuesta salida del mar hasta La Legua, que se cuenta ocurrió durante un terremoto ocurrido en tiempos de la colonia, debió haber sido una quiebra del cauce del Rímac, a la altura de La Legua, la cual inundó El Callao.

La red de transporte masivo de Lima

PDF: La red de transporte masivo de Lima

LA RED DE TRANSPORTE MASIVO DE LIMA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Junio 2015

La ciudad de Lima está ubicada sobre la extensa planicie aluvial formada por la fusión de los conos de deyección del Rímac y del Chillón; sobre varias quebradas tributarias al bajo Rímac y del Lurín; sobre los eriales entre el Rímac y el Lurín y, finalmente, sobre eriales al norte del Chillón y al sur del Lurín.

Cataclísmicos aluviones que se produjeron al principio de la edad cuaternaria cubrieron los álveos de los valles de la costa peruana, originalmente en forma de “V”, con gruesas formaciones aluviales (material granular no cementado). Estos aluviones, al desplazarse hacia el mar, requirieron altos gradientes energéticos, con lo que las superficies de estas formaciones tienen una fuerte inclinación.

Esta formación geológica es muy diferente a la mayoría de las formaciones geológicas de las grandes urbes del mundo que, por lo general, tienen el basamento rocoso a poca profundidad, lo que les ha permitido desarrollar una red de túneles para el transporte masivo o METRO.

En la ciudad de Lima se ha construido una línea férrea elevada entre Villa El Salvador y Lurigancho (Línea N^o 1). También se ha proyectado una línea subterránea entre Ate y el Callao (Línea N^o 2). Dada la naturaleza del terreno este túnel tendrá que ser soportado por una estructura, lo que le hace ser de alto costo.

La inclinación de estas formaciones resulta excesiva para el flujo del agua, generándose destructivos torrentes. Escalonando estos cauces se disipa el exceso de energía y se convierte la corriente en ríos que se extienden de banda a banda de los cauces con velocidades considerablemente menores. Esto abre la posibilidad de ubicar en los causes del Chillón, Rímac y Lurín, líneas férreas de transporte masivo*.

En el cauce del Rímac se podría ubicar una línea férrea entre Chosica y el puente Santa Rosa (Línea N^o 3). Esta línea tendría estación en Ate, conexión con Línea N^o 2 frente a Zarate, conexión con Línea N^o 1 en la estación Desamparados a una cuadra de la Plaza Mayor de Lima y, en Santa Rosa, conexión con la Línea Azul.

En el cauce del Chillón igualmente se ubicaría una línea férrea de transporte masivo entre Collique y la avenida a Ventanilla (Línea N^o 4), con conexiones al aeropuerto Jorge Chávez y el puerto de El Callao.

En el cauce del Lurín se ubicaría una línea de transporte masivo que partiendo de la Molina cruce a través de un túnel hasta la quebrada que va a Cieneguilla y que termine en Julio C Tello (Línea N^o 5).

Finalmente se podría construir una línea norte-sur (Línea N^o 6). Esta línea comenzaría en Puente Piedra para, con una estructura elevada llegar a Comas, con un túnel pasar a Amancaes, con un segundo túnel a Lurigancho (conexión Línea N^o 1), con una estructura elevada llegar al cuello de Huachipa, con un túnel a través de dicho cuello y con una estructura elevada llegar a Ate (conexión con Línea N^o 2 y Línea N^o 3), con un túnel pasar a La Molina, con otro túnel pasar a la Quebrada de Manchay y bajar por ella hasta el Lurín (conexión Línea N^o 5 y la extendida Línea N^o 1).

En un futuro más lejano se podría extender la Línea N^o 6 hacia el norte, mediante un túnel entre Puente Piedra y Piedras Gordas y extenderse hasta Ancón. Asimismo, por el sur se podría extender hasta San Bartolo y Santa María.

Igualmente, la Línea N^o 5 podría comenzar en el río Rímac (conexión con Línea N^o 3) y a través de un túnel llegar a La Molina.

Finalmente, se terminaría de envolver el área metropolitana, uniendo la Línea N^o 4 con la Línea N^o 5 por la Costa Verde, Huaylas y antigua Panamericana Sur (Línea N^o 7).

También se podría extender la Línea N^o 3 hasta El Callao rehabilitando el cauce aguas abajo del puente de El Ejército, que fuera excesivamente estrechado por algunos pobladores de San Martín de Porres, lo cual provocó la profundización del mismo.

La rehabilitación del cauce consistiría en:

• Ensanchar el cauce entre la sección menor de 46m de ancho aguas abajo del puente de El Ejército y la sección en que nuevamente el ancho aumenta a 46m. El material sería trasladado hacia la margen derecha para elevar el fondo del mismo, profundizado por el estrechamiento. El relleno del cauce deberá alcanzar el plano inclinado que comenzará un metro por debajo de la cresta de la pantalla que existe al pie del puente de El Ejército y el nivel medio de la sección donde el ancho del cauce se ha recuperado a 36 metros. Si el material del ensanche no fuera suficiente para alcanzar el referido plano, se tendría que completarlo con material recuperado de aguas abajo o construyendo las pantallas adelantadamente para que el resto del relleno se haga con el material transportado por la corriente de agua.

• La canalización se haría con paredes de una altura tal que, con el ancho de 40 metros, constituya una sección que deje pasar la descarga milenaria (probablemente entre 4 o 5 metros). Un mayor ancho requeriría paredes de menor altura y proveería más material de relleno. Una pared iría adosada a la margen derecha y la segunda, paralela a la anterior con el ancho que se haya escogido, para formar el cauce del río. Los seis metros restantes estarían dedicados a las vías de transporte masivo y el espacio entre la pared y la margen izquierda sería rellenado en conformidad a la conveniencia del perfil de las vías férreas. Si fuera necesaria una estación en este tramo, esta se conformaría con dos puentes peatonales unidos por una plataforma pegada al muro entre ellos. En este caso el relleno del espacio entre la margen izquierda y el muro tendría que hacerse hasta el tope del muro.

• El escalonamiento con pantallas con dos gradas seguidas de 0.50 m de altura. Cada una se haría siguiendo las pautas utilizadas en el resto del cauce.*

También habría que rehabilitar el cauce entre el puente Huánuco y el puente de El Ejército, demoliendo el canal provisional que se construyó para la ejecución de la autopista subfluvial y escalonar el cauce, con varias gradas de 0.50m, en la caída de éste aguas abajo del Puente de Piedra. Esto permitiría a la Línea N^o 3 circundar la desembocadura del túnel de dicha vía, hacia la margen izquierda, aguas abajo del puente Santa Rosa. Si con esta circunvalación el ancho del cauce quedara reducido a menos de 60 metros, habría que canalizar el tramo con paredes de suficiente altura.

Con la extensión de la Línea N^o 1 hasta El Callao ya no sería necesaria la construcción de la costosa Línea N^o 2.

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*Para detalles técnicos de este planteamiento ver el artículo: “Ríos, parques y trenes” en la red electrónica https://ernestomaisch.wordpress.com/.

Ríos, parques y trenes

PDF: Ríos, parques y trenes

RÍOS, PARQUES Y TRENES

Ing. Ernesto Maisch Guevara
June 2015

El escalonamiento de los cauces en la región de Lima cambia el régimen de las corrientes de torrencial a fluvial y con ello su poder de desestabilización de las márgenes.

La estabilización de las márgenes haría posible el desarrollo de parques públicos y líneas ferroviarias a lo largo de las riberas.

Se conformarían plataformas en ambas márgenes; una de las plataformas estaría dedicada a un parque lineal y la otra a líneas férreas de transporte masivo. La del parque tendría dos hileras de árboles alternados; entre el borde y la primera hilera se desarrollaría un camino peatonal y entre las dos hileras una ciclovía. En la orilla opuesta, la plataforma de vías férreas también sería acompañada por una hilera de árboles.

También se podrían realizar en el cauce escalonado actividades recreativas, como el canotaje.

La altura de las plataformas sobre la sucesión de crestas de las pantallas sería la altura crítica de la corriente más 1.00 m (ver cuadro de más abajo).

Las plataformas estarían constituidas por una capa de material de alta porosidad en la altura de la corriente de agua, en forma que el agua ingrese en ella. Las capas superiores serían de permeabilidad cada vez menor, terminando en una capa de suelo vegetal, salvo en las zonas del balastro de las líneas férreas.

Para el escalonamiento se construirían cadenas de pantallas de concreto, trasversales al eje del río y con crestas horizontales. Las pantallas serían de 2.20 m de alto y 1.20 m de ancho.

Se excavarían en el lecho del cauce zanjas de 1.20 m de ancho y de 2.20 m de profundidad, con respecto al nivel medio del cauce en la respectiva sección. El primer 1.20 m se llenaría con concreto tipo cimentación de muro. El metro superior se llenaría con concreto de calidad estructural, encofrado. El primer encofrado sería de 0.80 m de ancho y 0.50 m de altura y estaría alineado con la cara de aguas arriba de la pantalla. El encofrado superior sería de 0.40 m de ancho y de 0.50 m de altura e igualmente estaría alineado con la cara de aguas arriba de la pantalla. Se cuidaría de obtener una buena adherencia entre los vaciados.

El material del lecho del cauce sería reacomodado para que quede a ras con la arista superior de aguas arriba de los muros y 1.00 m por debajo del borde superior del extremo de aguas arriba de cada paño.

La separación entre pantallas no sería menor de 2.00 m entre la pendiente del cauce ni menor que 1.00 m entre la diferencia de la pendiente del cauce menos la pendiente crítica que corresponda al promedio de los caudales máximos anuales en el período de la estadística escurriendo en el ancho dado del cauce según el cuadro de más abajo.

La parte superior de las pantallas, de 0.40 m de ancho y 0.50 m de alto, se elevaría una altura crítica más 1 m en 8 m de longitud en cada extremo del cauce, con el doble propósito de confinar los rellenos de los terraplenes y de formar una sección rectangular para el paso del agua.

En el caso del Rímac, si la longitud de la cresta resultara menor de 40 m, las líneas férreas y/o la faja parque tendrían que desarrollarse fuera de cauce.

El siguiente cuadro da las pendientes críticas correspondientes a diferentes caudales y anchos del cauce:

El escalonamiento tiene el beneficio adicional de aumentar la recarga del acuífero a través del lecho del cauce; esto permite salvar grandes masas de agua, que se pierden en el mar, en los periodos de crecidas de cada año.

Es indispensable interceptar las descargas de desagües domésticas e industriales, tratarlas y utilizarlas en el regadío de las laderas (entre Chosica y Santa Anita hay más de 500 m de desnivel).

También permitiría un importante aumento de la red de transporte masivo metropolitano, principalmente desarrollando una línea de transporte masivo en la margen izquierda del cauce estabilizado del Rímac, entre Chosica y la Av. Tacna (conexión con Línea Azul), estación en Ate (conexión con la proyectada Línea 2), en el cruce con el tren elevado (Línea 1) y en Desamparados, a una cuadra de la Plaza Mayor de Lima. Esta línea pasaría al costado de las estructuras de captación de las potabilizadoras Huachipa y La Atarjea, esta última por medio de una estructura túnel que pasaría justo encima del conducto de 1.80 m de diámetro de la primera alimentación a dicha potabilizadora y muy por encima de la segunda conducción de 3.00 m de diámetro. Esta línea de transporte masivo también tendría que recortar la punta norte del cerro Santa Rosa.

Si se presentara algún problema para el paso de los trenes bajo algún puente, habría que comparar el costo de las siguientes soluciones: 1) modificar el perfil del cauce; 2) modificar tan solo el perfil de la línea férrea, encajonándola en una estructura separadora; y 3) modificar o reconstruir el puente.

El tren eléctrico (Línea 1) se podría prolongar hasta Lurín por el sur y hasta Chillón en el norte. Para esto último habría que perforar un túnel Lurigancho-Rímac y un segundo túnel Rímac-Chillón.

En el Chillón se podría hacer una línea de transporte masivo entre Collique y el cruce a la carretera a Ventanilla, con conexiones al Aeropuerto Jorge Chávez y al Puerto de El Callao.

En el cauce del río Lurín se podría tener una línea de transporte masivo entre Cieneguilla y la Panamericana Sur con conexión a una línea entre ríos que subiría por la quebrada Manchay, pasando por un túnel a la Molina, por un segundo túnel a Ate (conexión con Línea 2 y la línea marginal del Rímac), por un puente a Huachipa y por un tercer túnel (Cuello de Huachipa) a Lurigancho, conectando con la Línea 1,y, finalmente, a una línea que dé servicio a las playas del sur de Lima, entre Santa María y San Pedro.

El desarrollo de estas obras produciría significativos beneficios públicos relacionados con el transporte masivo, la conducción de agua y la creación de zonas recreativas para el esparcimiento de la población, el embellecimiento de las áreas ribereñas y la atracción de turismo.

El agua potable de Lima

PDF: El agua potable de Lima

EL AGUA POTABLE DE LIMA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Abril 2015

A pesar de los escasos, irregulares y contaminados recursos de agua del Rímac Lima está apuntando a alcanzar los diez millones de habitantes.

• La escasez de recursos ha sido superada trasvasando agua de la cuenca del Mantaro, contribuyente a la hoya amazónica, el río más caudaloso del mundo. Ya se ha hecho un trasvase, otro está en camino y un tercero está proyectado como parte del túnel ferrocarrilero que conectará directamente el valle del Mantaro con el del Rímac.
• La irregularidad de la fuente de agua ha sido amortiguada con almacenamiento de aguas sobrantes durante el período de avenidas para descargarlos uniformemente durante el período de estiaje. El almacenamiento se hace con reservorios superficiales y usando la capacidad de almacenamiento de la formación aluvial del valle. Para la recarga del acuífero conviene escalonar el cauce. Esto tiene el beneficio adicional de transformar el régimen torrencial del Rímac en un régimen fluvial, que no representa peligro de desestabilizar las márgenes y socavar la cimentación de los puentes que cruzan el cauce.
• La contaminación física (huaycos), química (minera e industrial) y bacteriológica (creciente población del valle), se puede evitar aprovechando las cadenas de hidroeléctricas. Esta conducción fuera de cauce permitiría reducir los costos de potabilización (coagulantes, desinfectantes) y costos de la eliminación de sedimentos y, lo que es más importante, permitiría dejar de hacer una alta dosificación de cloro a las contaminadas aguas que discurren por el cauce. El cloro puede combinarse con la materia orgánica formando compuestos cancerígenos.

A la par de aumentar y mejorar la oferta se ha buscado disuadir la demanda de agua con las siguientes medidas:

• Instalando medidores domiciliarios y estableciendo una tarifa creciente que penalice el desperdicio intradomiciliario del agua. Esta tarifa subsidiará el consumo básico, cobrará el costo de producción, distribución, mantenimiento y un aporte moderado al fondo de inversiones para el consumo normal y que penalizará el desperdicio. El exceso de recaudación se utilizará en subsidiar el consumo básico y cubrir costos de ampliaciones.
• Obligando a recircular el agua de uso industrial, de las fuentes ornamentales y de las piscinas.
• Exigiendo el regadío de parques y jardines por aspersión.
• Estableciendo un rígido programa de detección y corrección de fugas en la red de distribución.
• Haciendo una intensa campaña publicitaria para concientizar a la población de su deber moral de no desperdiciar el agua y a los clientes, responsables de las conexiones domiciliarias, de la estructura tarifaria que penaliza el desperdicio.

Una empresa que tiene que hacer tantos esfuerzos para aumentar y mejorar la oferta al mismo tiempo que para desalentar la demanda y que maneja un producto básico para la vida no puede estar en manos privadas, con propósito de lucro; más bien corresponde al gobierno de la ciudad administrarlo. Esta administración se haría a través de una empresa autónoma cuyo directorio estaría formado por un tercio de representación municipal, un tercio de representación estatal y el otro tercio de representación del sector privado.

Los representantes a este directorio serían: un representante de la Municipalidad de Lima, que lo presidirá y tendrá voto dirimente; un representante de la Municipalidad de El Callao, que será vicepresidente; un representante de las Municipalidades Distritales de Lima; un representante del Ministerio de Vivienda; un representante del Ministerio de Salud; un representante del Ministerio de Energía y Minas; un representante de la Departamental de Lima del Colegio de Ingenieros; un representante de la Sociedad de Industrias del Perú y un representante de la Asociación de Propietarios de Inmuebles de Lima.

El desafío de proveer agua a la ciudad de Lima

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El DESAFÍO DE PROVEER AGUA A LA CIUDAD DE LIMA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Marzo 2015

Se menciona que después de El Cairo, Lima es la ciudad más grande del mundo situada en un desierto, olvidando señalar que, mientras El Cairo está a las orillas del Nilo, uno de los ríos más grandes del mundo, Lima se encuentra a orillas del Rímac, un irregular torrente andino. Lima es pues la ciudad más grande del mundo situada en una zona de bajos recursos hídricos.

La cuenca del Rímac es pequeña, en gran parte seca y de pluviosidad moderada y estacional en el resto de ella, de modo que abastecer de agua a una gran urbe ha constituido un verdadero desafío que la ingeniería peruana ha sabido afrontar con las siguientes medidas:

• Se tomó control de numerosas lagunas de la altiplanicie de la cuenca (puna), evitando su rebose durante el período de avenidas para descargarlas regularmente durante el período de estiaje.
• Se amplió la capacidad de almacenamiento encimando sus bordes, profundizando su descarga o ambas medidas a la vez.
• Se aumentó el área tributaria a las lagunas con canales interceptores de las precipitaciones pluviales en las laderas vecinas a la cuenca de cada una de ellas.
• Se transvasó agua mediante un túnel trasandino de la cuenca del río Mantaro, perteneciente a la hoya amazónica que alimenta al río más caudaloso del mundo.
• Se construyó un embalse regulador en el río Blanco, tributario del Rímac por la margen izquierda. Este tributario es de menor pendiente, lo que permite la construcción de tales embalses, destinados a almacenar excedentes del período de lluvias para descargarlos en el período de estiaje.
• Se aprovechó la gran capacidad de almacenamiento de la formación aluvial de gran potencia que rellena el valle del Rímac. Esto se logró parcialmente mediante numerosos pozos tubulares profundos y favoreciendo la recarga del acuífero con las aguas de las crecientes del Rímac y del Chillón. La recarga se hace a través del lecho de estos cauces, ensanchados y habilitados para aumentar el área útil de infiltración.
• Se distribuyó el costo de captación de nuevas fuentes entre los sectores Energía y Agua.

Aún falta:

• Construir canales interceptores de las laderas vecinas para ampliar la cuenca tributaria del embalse del río Blanco, tal como se ha hecho con las lagunas naturales.
• Hacer el escalonamiento del Chillón, Rímac y Lurín para cambiar el régimen torrencial de estos cauces en régimen fluvial.
• Afianzar el abastecimiento de agua durante la temporada de huaycos, completando la cadena de hidroeléctricas para conducir, fuera de cauce, las aguas destinadas a las plantas potabilizadoras Huachipa y La Atarjea como solución definitiva.
• Aprovechar el proyectado túnel ferrocarrilero para trasvasar 10 m³/s de aguas del río Mantaro al Rímac, lo que permitiría generar 300 MW y construir una tercera planta potabilizadora en La Atarjea.

A la par de aumentar la oferta se ha buscado disminuir la demanda de agua con las siguientes medidas:

• Instalando medidores domiciliarios y estableciendo una tarifa creciente, que penalice el desperdicio intradomiciliario del agua. El exceso de recaudación (sobre los costos de producción y distribución) se utilizarán en subsidiar el consumo básico y cubrir costos de ampliaciones.
• Obligando a recircular el agua de uso industrial, de las fuentes ornamentales y de las piscinas.
• Exigiendo el regadío de parques y jardines por aspersión.
• Estableciendo un rígido programa de detección y corrección de fugas en la red de distribución.
• Haciendo una intensa campaña publicitaria para concientizar a la población de su deber moral de no desperdiciar el agua y a los clientes, responsables de las conexiones domiciliarias, de la estructura tarifaria, que subsidia el consumo básico, cobra costo neto al consumo normal y recarga el exceso de consumo.

La reducción de la demanda es imperativa dada la limitada disponibilidad de recursos hídricos. En el caso del agua no es aplicable la fijación del precio en función de la relación demanda/producción, por tratarse de un elemento vital para el ser humano, por lo cual el abastecimiento de agua a una población no es propicia para la actividad privada, bastando con asegurar la eficacia de la administración estatal o municipal.

Siendo el agua potable un servicio esencial de la ciudad lo natural es que lo administre una empresa municipal, como es el caso de la ciudad de Bogotá.

El directorio de dicha empresa podría estar formado en la siguiente manera: un representante de la Municipalidad de Lima, que lo presidirá y tendrá voto dirimente; un representante de la Municipalidad de El Callao, que será vicepresidente; un representante de las Municipalidades Distritales de Lima; un representante del Ministerio de Vivienda; un representante del Ministerio de Salud; un representante del Ministerio de Energía y Minas; un representante de la Departamental de Lima del Colegio de Ingenieros; un representante de la Asociación de Propietarios de Lima y un representante de la Sociedad de Urbanizadores de Lima.

Solicitud de información sobre las obras de abastecimiento de agua para Lima y la disposición de sus aguas servidas

PDF: SOLICITUD DE INFORMACIÓN SOBRE LAS OBRAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LIMA Y LA DISPOSICIÓN DE SUS AGUAS SERVIDAS

SOLICITUD DE INFORMACIÓN SOBRE LAS OBRAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LIMA Y LA DISPOSICIÓN DE SUS AGUAS SERVIDAS

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Noviembre 2014

1. Si se llegó a inspeccionar el túnel trasandino Cuevas-Milloc para comprobar un presunto derrumbe que se suponía era la explicación de la imposibilidad de hacer pasar un mayor caudal a través de él, a pesar de que dicho caudal se encontraba muy por debajo de la capacidad nominal del túnel.

2. Si se optó por perforar una chimenea de ventilación de la cúspide del túnel. Durante la prueba de aumento de trasvase a través del túnel se informó que el agua regresaba, lo que hace suponer de un fenómeno hidroneumático, de atrapamiento de aire en la cúspide del túnel. Si se encuentra que no es viable perforar una chimenea de ventilación desde el punto más cercano de la superficie exterior hacia la cúspide, la alternativa sería perforar por encima de la bóveda de la cúspide una galería de suficiente volumen para que pueda alojarse el aire atrapado sin que aumente la presión del aire dentro de la galería de modo significativo.

3. El estado de avance del aprovechamiento energético entre Milloc y la toma de Huinco.

4. El estado de desarrollo del proyecto Marca II. Sería conveniente que se incluya previsiones para la ventilación de la cúspide del túnel trasandino.

5. Si se está estudiando el aprovechamiento energético de la aguas entre Río Blanco y Tamboraque.

6. Si se está estudiando la ampliación de las centrales hidroeléctricas Matucana y Callahuanca.

7. Si se está estudiando la ejecución de la Central Huampaní II, paralela a las centrales Moyopampa, Yanacoto Alto Y Huampaní I.

8. Si la potabilizadora Huachipa funciona satisfactoriamente.

9. Si ha sido posible construir un embalse regulador de la captación para la potabilizadora Huachipa para descartar las aguas altamente enturbiadas por la caída de huaicos al río.

10. Si se está considerando adoptar la alternativa de construir la hidroeléctrica Yanacoto Alto entre la descarga de Moyopampa y el ingreso al túnel que lleva las aguas a la actual Central Huampaní y la construcción de la Central Jicamarca para conducir 15 m³/s de agua captada en Milloc y transportada todo el tiempo fuera de cauce hasta la potabilizadora Huachipa. Esto mejoraría notablemente la calidad del agua con que se alimenta a dicha potabilizadora. La Central Jicamarca sería ampliada a un total de 30 m³/s en la segunda etapa, la que debe esperar que se complete la ampliación de las centrales Matucana y Callahuanca y a que se construya Huampaní II.

11. Si se ha considerado la construcción de una hidroeléctrica en Campoy (20 m³/s) para proveer a la potabilizadora La Atarjea de un agua libre de contaminación física, química y bacteriológica.

12. Si se ha reparado la tubería rota del Ramal Norte y si se está considerando la ejecución del Ramal Sur.

13. Si se ha considerado hacer aprovechamiento energético entre la desembocadura de los túneles de los Ramales Norte y Sur y las zonas de servicio en las planicies aluviales de Chillón y Lurín.

14. Si se ha escalonado el lecho del río entre Huachipa y La Atarjea para cambiar el actual régimen torrencial por un régimen fluvial, lo que aumentaría notablemente la recarga del acuífero.

15. Si se está considerando completar el proyecto de Extracción y Recarga del Acuífero completando el tramo entre Huachipa y Huampaní. Igualmente si se está considerando la ampliación de la extracción y recarga en el río Chillón de 2 km que tiene en la actualidad a los 10 km del proyecto original. Finalmente, si se está considerando ejecutar el proyecto Extracción y Recarga en el cauce del río Lurín entre Cieneguilla y Pachacamac para el abastecimiento de los balnearios del sur del río Lurín.

16. Si se llegó a instalar las compuertas en el extremo de aguas abajo de las conducciones desde la captación hasta las Plantas I y II de La Atarjea. Estas compuertas asegurarían que los conductos funcionen a sección llena, evitando la fuerte erosión de las aguas que transportan arena cuando la velocidad resulta alta por ocupar una pequeña parte de la sección.

17. Si se instaló algún tipo de caudalímetro, eventualmente a través de la altura piezométrica dos metros antes de la compuerta.

18. Si se han instalado rejas con limpieza mecanizada en los canales divergentes de alimentación de las baterías de desarenadores.

19. Si se ha abocinado la descarga del Embalse No I y si han cambiado las compuertas por válvulas. Esto disminuirá la pérdida de carga hidráulica, aumentando por lo tanto la capacidad útil del embalse y eliminando la causa de la formación de remolinos.

20. Si se han reconstruido los tabiques de los agrumadores previos a los antiguos sedimentadores de flujo horizontal. Estos agrumadores fueron originalmente diseñados para un caudal de 5 m³/s y cuando se amplió la capacidad de la planta a 10 m³/s fueron suprimidos algunos tabiques y perforados los otros. Cuando se decidió que los 10 sedimentadores de flujo horizontal trabajaran en paralelo con los 4 clarificadores de flujo vertical, estos agrumadores estarían trabajando con solo 1.25 m³/s, lo que eventualmente haría aconsejable trabajar solamente con una de las mitades de cada uno de los dos agrumadores reparados para conservar la eficiencia del proceso.

21. Si se ha decidido construir dos nuevos clarificadores de flujo vertical o mantener los sedimentadores de flujo horizontal para poder tratar 10 m³/s.

22. Si se ha reforzado los cuatro clarificadores de flujo vertical originales mediante el tensado con cables dentro de tubos lubricados, como se propuso, o si se han destruido los antiguos clarificadores y reemplazados por nuevos.

23. Si la carrera de filtración ha aumentado con la última modificación que consistió en eliminar los sifones y reemplazarlos por un control electrónico. Al eliminar los sifones se ha disminuido una importante pérdida de carga hidráulica con lo que la carrera de filtración tendría que haber aumentado. En el caso de la filtración a tasa constante (que es el de La Atarjea), la carrera de filtración termina por una de las siguientes causas:

1. La válvula de salida del filtro ha alcanzado su completa apertura.
2. La calidad del agua efluente ha desmejorado.

Si el segundo es el motivo del fin de la carrera, es posible aumentar la duración de ésta incrementando el espesor del lecho filtrante en unos 20 cm.

24. Si se llegó a instalar un control electrónico maestro a la entrada de la planta de filtros, que acondicionaría los controles electrónicos individuales de los filtros para adecuarlos en forma que la variación de caudal se distribuya uniformemente entre todos ellos. Este era el papel que jugaba el sifón maestro suprimido.

25. Si se mantiene la aplicación de un alto dosaje de cloro al agua captada del río. La masiva aplicación de cloro al agua cruda implica el riesgo de formación de compuestos cancerígenos. La conducción fuera de cause, a través de una cadena de hidroeléctricas, a las potabilizadoras Huachipa (10 m³/s) y La Atarjea (20 m³/s) haría innecesaria la precloración, lo que defendería la salud de la población, ahorraría su costo teniendo además un potencial energético de 28 MW por cada metro cúbico por segundo.

26. Si se ha reemplazado el uso del gas cloro licuado por hipoclorito de calcio para evitar los riesgos de una contaminación ambiental.

27. El progreso de las plantas de tratamiento y emisores submarinos de Taboada y La Chira.

28. Si se ha considerado la posibilidad de dedicar las lagunas de oxidación de las pampas de San Bartolo para tratar las aguas servidas de Manchay, Cieneguilla, Villa El Salvador Sur, Atocongo, Julio C. Tello, Pachacamac, Lurín y balnearios del sur en reemplazo de las aguas servidas procedentes del sur de Lima, las mismas que se podrían descargar a través del segundo túnel del Morro Solar al emisor La Chira. Con esta modificación ya no será necesaria la aplicación de oxígeno que requería la larga conducción de aguas servidas.

29. Si es posible mediante un cuidadoso lavado y desinfección de la tubería de hierro fundido dúctil de 1 m de diámetro a las lagunas de oxidación de San Bartolo, para utilizarla en el abastecimiento de agua para los balnearios del sur.

30. Si se ha considerado usar las aguas servidas de la población asentada en el valle del Rímac, previo tratamiento, en el regadío de las laderas de los cerros que circundan Lima para reducir la alta concentración de polvo que tiene la atmósfera de Lima.

Atravesando los Andes

PDF: ATRAVESANDO LOS ANDES

ATRAVESANDO LOS ANDES

Agua-Energía-Transporte

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Enero 2014

En 1903 se inició el aprovechamiento del potencial energético de la cuenca del Rímac, con la construcción de la primera central hidroeléctrica llamada Santa Rosa de Chosica. A continuación, tomando el control de las lagunas de la cordillera, aumentando su capacidad de embalse y aumentando su área tributaria mediante canales interceptores en las laderas vecinas de las mismas, se construyeron otras centrales más.

Alrededor de 1950 se inició la extracción por bombeo de agua del subsuelo para el abastecimiento de la ciudad de Lima en vista que las aguas superficiales disponibles a lo largo de todo el año no eran suficientes.

En 1964 se puso en funcionamiento el primer túnel trasandino para trasvasar aguas de la cuenca del Marcapomacocha a la del Santa Eulalia, tributario del Rímac por la margen derecha, lo que permitió construir más hidroeléctricas y mejoró el abastecimiento de agua para la ciudad de Lima.

Más adelante se incrementó el trasvase a través del túnel Cuevas-Milloc, captando aguas de otras subcuencas del Mantaro al norte de la del Marcapomacocha.

En la actualidad se encuentra en gestión el trasvase de la cuenca del Yauli (subcuenca del Mantaro al sur de las anteriores) a la del río Blanco, tributario del Rímac por la margen izquierda, y se ha incrementado la disponibilidad de agua subterránea mediante la recarga del acuífero a través del lecho del cauce del Rímac y del Chillón.

En el año 1951 el sabio peruano Santiago Antúnez de Mayolo propuso derivar aguas del Mantaro para la generación de energía eléctrica y para el abastecimiento de agua a la ciudad de Lima.

Más tarde, ante la falta de acogida a su propuesta, Antúnez de Mayolo planteó el aprovechamiento energético de las aguas del río Mantaro en las dos grandes curvas que describe antes de ingresar al llano amazónico.

Acogiendo dicha propuesta se construyó la Central del Mantaro (titulada posteriormente Central Antúnez de Mayolo). Más adelante, cuando se comprobó que el aprovechamiento energético de la segunda vuelta no resultaba económicamente rentable, se construyó, a continuación de la Central Antúnez de Mayolo, la Central Restitución para aprovechar el resto del desnivel entre los brazos de la primera curva.

Estas dos centrales constituyen el núcleo del sistema eléctrico intercomunicado del Perú. Sin embargo, si se hubiera acogido la primera iniciativa del sabio, se habría desarrollado el triple de la capacidad de generación de energía y se habría resuelto en una sola operación el abastecimiento de agua para Lima.

En la actualidad se ha planteado construir un túnel trasandino que conecte el valle del Mantaro con el del Rímac, para el cruce del Ferrocarril Central sin tener que remontar la divisoria continental a 4880 msnm.

Eventualmente en esta línea ferroviaria se podría transportar vehículos automotores, al estilo del túnel que cruza debajo del canal de la Mancha.

El proyecto también incluye un conducto bajo los rieles del ferrocarril para derivar aguas del río Mantaro al Rímac.

Estas aguas se utilizarían para reemplazar las aguas subterráneas (de mayor costo de operación) y el resto para regar valles al norte y sur del Rímac y, asimismo, las áreas desérticas entre ellos.

Un inédito plan director de desarrollo del abastecimiento de agua potable y de la evacuación y disposición de aguas servidas de Lima Metropolitana

PDF: UN INÉDITO PLAN DIRECTOR DE DESARROLLO DEL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y DE LA EVACUACIÓN Y DISPOSICIÓN DE AGUAS SERVIDAS DE LIMA METROPOLITANA
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La información de que se está considerando desalinizar agua de mar para abastecer los balnearios del sur de Lima amerita hilvanar diferentes planteamientos que se han presentado sobre el tema en un documento unitario.

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Enero 2014
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UN INÉDITO PLAN DIRECTOR DE DESARROLLO DEL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y DE LA EVACUACIÓN Y DISPOSICIÓN DE AGUAS SERVIDAS DE LIMA METROPOLITANA

I) GENERALIDADES

I.1) Ubicación

Lima, capital de la República del Perú, se encuentra ubicada en la costa occidental de Sudamérica a orillas del océano Pacífico, en las estribaciones occidentales de la cordillera de los Andes. Sus coordenadas geográficas son: 77 grados de longitud oeste y 12 grados de latitud sur. Esto es en el quinto huso horario oeste y en el centro de la zona tropical sur.

I.2) Clima

A pesar de encontrarse en la zona tropical el clima es templado, debido a la presencia de la corriente marítima de Humboldt en su costa. Esta corriente de aguas frías ocasiona una inversión del gradiente térmico atmosférico, con el resultado de que un manto de nubes se estaciona alrededor de los 500 m de altura. En esta forma la evaporación de aguas del océano Pacífico sólo da lugar a una alta humedad atmosférica, que no llega a precipitar en forma de lluvia.

Por otra parte, la alta cordillera de los Andes no permite a las nubes portadoras de agua que vienen del este pasar a la vertiente occidental, salvo en los meses de verano. El resultado es una zona árida y con escasa disponibilidad de agua.

Lima es la ciudad más grande del mundo que está asentada en una región de estas características.

I.3) Territorio

Encontrándose Lima en las estribaciones de los Andes su territorio es abrupto, constituyendo los rellenos aluviales las únicas superficies planas. Estas superficies tienen una marcada inclinación uniforme hacia el oeste, que refleja el gradiente dinámico del aluvión en su marcha hacia el mar.

El núcleo del área urbana se asienta sobre la extensa planicie aluvial que resulta de la fusión de los conos de deyección de los valles del Rímac y el Chillón. El resto se ubica en los tres estrechos valles de la región metropolitana, Rímac, Chillón y Lurín y de sus quebradas laterales.

Adicionalmente existen asentamientos en las pampas de Ancón al norte del Chillón, en la tablada entre el valle del Rímac y el valle de Lurín y, finalmente, en las pampas al sur del valle de Lurín.

El 70% del territorio de la provincia de Lima es tan escabroso que resulta inapropiado para uso urbano. El área utilizable para dicho propósito es de alrededor de 800 Km².

Las provincias de Lima y El Callao en las que está asentada Lima Metropolitana se extienden en la costa desde Ancón en el norte hasta Pucusana en el sur, y desde el extremo este de la provincia de Lima hasta El Callao en el oeste (con una caída de alrededor de 900 m).

I.4) Población

La población máxima de12 millones de habitantes (estimada por todos los planes de regulación) en las 80,000 hectáreas disponibles da una densidad bruta media de 167 habitantes por hectárea, al descontar 10% del área para parques, campos de golf, hipódromo, cementerios, puertos y aeropuertos.

Por lo tanto, el crecimiento de la población de Lima requerirá el aumento de la densidad en la actual área urbana y de la utilización de las pampas de Ancón al norte y de San Bartolo al sur.

II) ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

II.1) Fuentes de agua

Las fuentes de agua son de origen local y/o externo y de aguas superficiales y/o subterráneas.

El uso conjuntivo de aguas superficiales en verano y subterráneas en el resto del año (como es el caso de Lima), no compite con el uso de fuentes externas próximas y con un alto potencial energético. Por el contrario, dado que el costo del metro cúbico de agua subterránea es bastante mayor que el de agua superficial, su uso debe estar restringido a las puntas de la demanda, siempre que se tenga disponible alternativamente una fuente de agua superficial.

Las fuentes de origen local corresponden a las cuencas del Rímac, Chillón y Lurín. Las aguas superficiales del valle del Rímac son las únicas aprovechables, pues las otras solo están disponible durante tres meses en el año.

En la región de Lima la pluviosidad en todas ellas es moderada y está concentrada en el tiempo (verano) y en el espacio (sólo en la parte alta, ya que la parte baja es seca). Esta condición unida a las características de las cuencas: laderas empinadas, fuerte pendiente de los álveos, escasa vegetación (depredada por la ganadería caprina) da lugar a que más de la mitad de las masas hídricas anuales caídas en ellas se pierda en el mar.

La fuente externa más accesible es la cuenca del Mantaro, que tiene al lago Junín (el segundo más grande del país) como regulación estacional. Esta capacidad reguladora se puede incrementar considerablemente con tan solo aumentar su nivel máximo en 0.30 m. Para conseguir dicho aumento habría que encimar los bordes del lago en la parte de su contorno que lo requiera.

Las aguas son transvasadas por medio de un túnel trasandino a la cuenca del Santa Eulalia (parte de la cuenca del Rímac) y se tiene previsto la perforación de un segundo túnel a la cuenca del río Blanco (igualmente parte de la cuenca del Rímac).

Dadas las altas infiltraciones de aguas que existen en la parte alta de la cordillera, estos túneles son perforados con pendiente ascendente. La necesidad de reducir el tiempo de ejecución obliga a perforarlos desde ambos extremos lo que resulta que estos túneles tengan una cúspide intermedia. Ello requiere la construcción de una alta torre de carga con purga de fondo en la cuenca del Mantaro y una chimenea de ventilación de la cúspide.

II.2) Regulación de la variación estacional

La regulación estacional en reservorios superficiales solo es posible en la planicie alto-andina (puna). No es posible hacerlos en el resto de la cuenca por las siguientes razones:

• La estrechez y fuerte pendiente de los valles y quebradas exigirían presas muy altas para obtener la capacidad deseada.

• El suelo aluvial en que estarían cimentadas exigiría costosas pantallas para evitar las filtraciones,

• La fuerte pendiente de los valles y la alta sismicidad de la región harían que representaran un riesgo inaceptable para la ciudad.

• Y, por último, el fuerte acarreo de materia sólida de las crecientes de los ríos haría que la vida útil de los embalses fuera muy corta.

Como la opción de almacenamiento de regulación en superficie ha sido bastante desarrollada solo queda posibles aumentos marginales como la derivación de las aguas del sector más alto del Rímac al valle del río Blanco que, con su menor pendiente, permite la construcción de embalses.

En esta forma sólo queda el almacenamiento en la formación aluvial de los valles para obtener un incremento significativo en la capacidad de almacenamiento regulador de las variaciones estacionales para mejorar el factor de utilización de los recursos locales y obtener, así, un incremento en la disponibilidad para el servicio de la población de Lima Metropolitana.

La formación aluvial se mantiene saturada en los estrechos valles e inclusive el agua subterránea se reincorpora a la corriente superficial en los cuellos que se forman cuando los cerros de uno y otro lado se aproximan a las orillas del cauce de las aguas superficiales. Un reservorio que se mantiene lleno no tiene ningún efecto regulador. Es preciso deprimir el reservorio para que pueda recibir y almacenar las aguas del siguiente periodo de avenidas.

Para aumentar la recarga es preciso ensanchar en lo posible el cauce y escalonarlo para convertir el régimen torrencial de la corriente en régimen fluvial.

El escalonamiento se puede hacer con una serie de crestas rígidas. Estas crestas podrían ser de pantallas de determinada profundidad. La separación entre pantallas sería la profundidad que se haya adoptado menos 1.0 m o 1.5 m, de modo que el fondo de cada pantalla quede a 1.0 m o 1.5 m por debajo de la cresta de la pantalla de aguas abajo. La separación entre pantallas se obtiene dividiendo la altura total de la pantalla menos 1.0 m o 1.5 m entre la pendiente del cauce. Naturalmente la primera pantalla de aguas abajo debe ser mucho más profunda. Esta sucesión de pantallas rigidiza el perfil del cauce y tiene el beneficio adicional de proteger los cimientos de los pilares y estribos de los puentes y otras estructuras cimentadas en las orillas del cauce de las socavaciones.

En las partes estrechas de los valles los pozos de extracción se ubicarán, debidamente protegidos, en el eje del cauce, cuya corriente ha sido amansada por el ensanche y el escalonamiento.

En la zona de los conos de deyección los pozos podrán estar dispersos en toda su amplitud.

El coeficiente de almacenamiento (porosidad menos agua pelicular) ha sido medido resultando en un valor máximo de 0.18 (180 lt por cada metro cúbico de suelo aluvial).

La tasa de recarga igualmente ha sido medida, obteniéndose un valor máximo de 2 metros cúbicos por día por cada metro cuadrado de lecho del cauce. El lecho no se colmata por efecto de filtración dinámica debida a la velocidad de la corriente.

El rendimiento estimado del sistema de extracción y recarga es de 5 m³/s para el Rímac, 2 m³/s para el Chillón y 1 m³/s para el Lurín.

La alternativa de la desalinización de agua de mar fue descartada por su alto costo de producción y el hecho de que exige el uso de energía para su distribución. En cambio, la alta disponibilidad de agua fluvial de la cuenca del Mantaro tiene un bajo costo de tratamiento y genera una considerable cantidad de energía en su recorrido hacia la metrópoli.

II.3) Conducción de las aguas hacia el área metropolitana

Las aguas superficiales serán conducidas desde las alturas alto-andinas donde están almacenadas para la regulación estacional y donde desembocan los túneles trasandinos, por encima de los 4000 metros sobre el nivel del mar (msnm).

Esta conducción se hace a través de una cadena de hidroeléctricas que mantienen el agua fuera de cauce y que tienen una potencia de 28 MW por cada m³/s producido. La conducción fuera de cauce libera a las aguas de tres tipos de contaminación:

• Contaminación Física: Producida por la alta concentración de material sólido en suspensión, resultante de los frecuentes deslizamientos de tierra (huaycos) que se registran durante el periodo de lluvias. La concentración llega a superar la capacidad de eliminación de sedimentos de los sedimentadores y filtros de las plantas potabilizadoras. Además, desechos sólidos arrojados por la población del valle al cauce, como los plásticos, obturan las rejas, dan un mal aspecto en los embalses reguladores de la captación y obstruyen los orificios de las tuberías de distribución en el fondo de los clarificadores.

• Contaminación Química: Producida por las actividades mineras en la cuenca, lo que da lugar a la contaminación de las aguas con metales pesados y productos químicos usados en los procesos de concentración. Adicionalmente existe la contaminación por las aguas residuales de las industrias asentadas en el valle.

• Contaminación Biológica: Producida por la numerosa población del valle. La carga bacterial del agua captada por la planta potabilizadora de La Atarjea ha llegado a centuplicar la carga límite aceptada por las regulaciones internacionales para el agua captada por una potabilizadora, por más completo que su tratamiento sea.

Una primera etapa de la conducción fuera de cauce consistiría en lo siguiente:

• La perforación de un túnel entre la descarga de la Central Moyopampa y Yanacoto, con la misma capacidad que el túnel entre la Central Callahuana y Moyopampa (alrededor de 16 m³/s). Este nuevo túnel tendría una caída de alrededor de 40 m hacia el punto donde el canal abierto que alimentaba la desmantelada Central Yanacoto se conecta con el túnel hacia Huampaní y que merecería llamarse Yanacoto Alto.

• La perforación de un segundo túnel entre Huampaní y Jicamarca con una capacidad de 30 m³/s.

• El equipamiento de la futura Central Jicamarca para 15 m³/s.

• Un canal de descarga de 15 m³/s de la Central Jicamarca hacia la Potabilizadora Huachipa y al cauce del Rímac. Inicialmente 5 m³/s serían entregados a la potabilizadora y el resto devueltos al cauce.

La etapa complementaria tendría que esperar la terminación del segundo transvase trasandino y consistiría en lo siguiente:

• Construcción de la Central Tamboraque.

• Ampliación de la Central Matucana, incluyendo su túnel de descarga hacia Callahuanca.

• Ampliación de la Central Callahuanca.

• Construcción de la Central Huampaní II, con conducción directa desde Callahuanca hasta Huampaní.

• Segunda etapa de equipamiento de la Central Jicamarca.

• Repartición de la descarga de la Central Jicamarca: 10 m³/s para la ampliada potabilizadora de Huachipa y 20 m³/s para la potabilizadora La Atarjea por medio de una tubería seguida por un túnel hacia la zona de Campoy, frente a La Atarjea.

• Construcción de una hidroeléctrica en Campoy.

• Canal de descarga de la futura Central Campoy hacia el cauce con conexión a la tubería de 3 m de diámetro que cruza bajo el cauce y con la alternativa de descarga al cauce si, por alguna emergencia, se hiciera aconsejable suspender la alimentación de la potabilizadora. La potabilizadora tiene una reserva de varias horas en los embalses reguladores de la captación.

II.4) Regulación de las variaciones horarias del caudal

Es conveniente que las plantas potabilizadoras trabajen a caudal constante, por lo que deberán tener almacenamiento de regulación de las variaciones horarias del caudal entrante y el caudal saliente. El caudal entrante puede variar por eventuales problemas en la conducción entre las fuentes, mientras que el caudal de salida lo hace necesariamente por la naturaleza variable de la demanda urbana que obedece a las costumbres en el uso de agua de la población.

Para promediar las variaciones del caudal de entrada es conveniente que la planta potabilizadora tenga un reservorio de cabecera.

En el caso de La Atarjea el embalse de cabecera, aparte de la función de regulación, tiene una función de reserva, que permite descontinuar la captación de aguas del Rímac durante las horas que acarrea un excesivo contenido de materia sólida en suspensión, razón por la que se le dio una gran capacidad.

Para nivelar la demanda de la ciudad es indispensable tener reservorios de regulación. Estos pueden estar inmediatamente a la salida de la planta, al otro extremo del sistema de distribución o en ambos lados. La ubicación en el extremo opuesto tiene la ventaja de reducir el tamaño de la conducción hacia la ciudad.

En el caso de Lima, que está asentada en plano uniformente inclinado hacia el mar, la posibilidad de almacenamiento masivo en el otro extremo prácticamente no existe. Algo se ha conseguido con el almacenamiento intra-domiciliario y los reservorios elevados de las urbanizaciones, y algo más se podría conseguir activando los pozos ubicados en el área urbana en las horas de punta de la demanda, lo que equivale a hacer uso del reservorio aluvial que existe debajo del suelo de la ciudad como almacenamiento de regulación.

II.5) Potabilización

La potabilización de las aguas captadas en la parte alta de la cordillera será simple y de bajo costo. Consistirá en los siguientes procesos de tratamiento:

1. Coagulación.
2. Sedimentación.
3. Filtración.
4. Desinfección con hipoclorito (no cloro gaseoso). La dosificación del hipoclorito será la mínima que permita la presencia de hipoclorito en los extremos más alejados de la red. En el caso de conducciones muy largas se podrá hacer una segunda desinfección complementaria a mitad del recorrido.

En el caso de la potabilizadora de La Atarjea, esta consiste en los siguientes procesos de tratamiento:

1. Aplicación estacional de polímeros aniónicos en la entrada.
2. Desarenación.
3. Aplicación de una fuerte dosificación de cloro a las aguas captadas directamente del cauce (necesaria por su alta carga bacterial).
4. Sedimentación en unidades de flujo horizontal con aplicación estacional de coagulantes.
5. Clarificación en unidades de flujo vertical ascendente a través de manto flotante y pulsante, con aplicación de coagulantes y polímeros catiónicos.
6. Filtración.
7. Fuerte desinfección final.

La filtración es a través de un lecho de arena cuarzosa de tamaño efectivo cercano a un milímetro y con un coeficiente de uniformidad cercano a la unidad. El lecho es de un metro de espesor. La tasa es de 12 (m³/hora)/m².

La tasa se mantiene constante, con independencia del grado de atascamiento del lecho, por control electrónico de la válvula de salida del filtro (por medio de un sensor del nivel de agua a la salida del filtro). Este control hace que la válvula se abra conforme el lecho de arena se obtura, manteniendo constante, en esta forma, la suma de las pérdidas de carga en la arena y en la válvula.

II.6) Sistema de distribución

El sistema de distribución de agua en un área urbana está constituido por troncales y redes de distribución.

En el caso de la potabilizadora La Atarjea existen tres troncales primarias: Norte, Centro y Sur.

En el caso de la potabilizadora Huachipa existen dos: Ramal Norte (dos túneles) y Ramal Sur (tres túneles).

El sistema de distribución deberá tratar de mantener la presión entre un mínimo de 25 m de columna de agua y un máximo de 75 m de columna de agua, para ofrecer un servicio satisfactorio pero evitando presiones excesivas que producen ruidos y salpicaduras en los aparatos sanitarios.

La mayor parte de Lima se encuentra en un plano de fuerte inclinación hacia el mar. El resto se encuentra sobre laderas de inclinación aún mayor.

Por otra parte los caudales varían de un máximo que se tendrá en la hora de punta del día más caluroso del verano a un mínimo de la demanda nocturna en el invierno. La demanda punta fácilmente triplica la demanda promedio anual, y teniendo en cuenta que las pérdidas de carga varían con el cuadrado de los caudales, la presión variará aún más dramáticamente, al punto de que podría producir roturas en algunas tuberías.

Es preciso por lo tanto que el sistema tenga estaciones automáticas de reducción de presiones convenientemente ubicadas. Estas estaciones deberán ser diseñadas cuidadosamente para evitar el fenómeno de cavitación que se presenta cuando la reducción de presión es muy grande. En dicho caso conviene hacer un descenso escalonado usando dos o más válvulas en serie, pues la cavitación durante un tiempo prolongado podría destruir las válvulas.

En los ramales Norte y Sur, en lugar de válvulas reductoras de presión que disipan el exceso de energía, se ha previsto intercalar hidroeléctricas que aprovechen el exceso de energía, en lugar de disiparla. La del Ramal Norte estaría ubicada en Comas y la del Ramal Sur en Atocongo.

Otra alternativa a las válvulas reductoras es intercalar reservorios rompe-presiones.

II.7) Asignación de fuentes

La población asentada en los valles será atendida por el sistema de extracción y recarga. Cualquier excedente será transferido al área situada bajo los 350 msnm.

El agua superficial será utilizada únicamente en el área bajo los 350 msnm, ya que tiene que ser empleada para generar energía. Los pozos en dicha área serán usados para atender las mayores demandas estacionales y horarias en el día.

En la actualidad, debido a la insuficiente disponibilidad de aguas superficiales en el invierno, los pozos se usan en el periodo de menor demanda estacional.

La población sobre los 200 msnm y la población debajo de dicho nivel situada en los extremos norte y sur del área metropolitana serán atendidas por la potabilizadora Huachipa, a través de los ramales Norte y Sur.

La población bajo los 200 msnm, con exclusión de la ubicada bajo dicho nivel en los extremos norte y sur, será atendida por la potabilizadora La Atarjea.

II.8) Estructura tarifaria

Dado el esfuerzo que significa el proveer agua a la región, la tarifa debe ser creciente de la siguiente manera:

• Subsidiada para los usos esenciales.

• Igual al costo de producción y fondo de inversiones para el resto de la demanda lícita.

• Recargada para los desperdicios, industrias, piscinas, fuentes ornamentales que no recirculan el agua y parques que riegan con agua potable sin emplear un sistema de riego tecnificado (aspersión, goteo).

Con la tarifa recargada se cubrirá el subsidio.

En tarifas antiguas se subsidiaba 22 m³ al mes en las conexiones domiciliarias (alrededor de 122 (lt/día)/habitante).

El fondo de inversiones en fuentes y obras primarias, además de la tarifa, cuenta con los derechos de urbanización y los derechos de conexión.

Las redes secundarias, pozos y reservorios elevados los realizan los urbanizadores y estos transfieren el costo a los compradores de los nuevos lotes, en el precio del metro cuadrado de terreno, con lo que la mayor parte del costo de las ampliaciones se carga a los nuevos usuarios.

III) EVACUACIÓN Y DISPOSICIÓN DE LAS AGUAS SERVIDAS

III.1) Evacuación de las aguas servidas

La evacuación se hace por una red de tuberías que funcionan a superficie libre sin presión (presión relativa nula) y con buzones de registro.

La red deberá incluir interceptores ribereños y costaneros para impedir toda descarga directa a los cauces de las corrientes de agua y al mar.

En el caso de la ciudad de Lima la existencia de una divisoria que va del cerro El Agustino a Miraflores determina dos vertientes: Norte y Sur. La vertiente norte conduce las aguas servidas a Taboada y la sur a Villa, mediante dos túneles perforados a través del costero Morro Solar. Además existe en el norte el colector Comas.

Las poblaciones costeras que tienen fuera de su alcance los dos citados sistemas Norte y Sur deberán tener sus interceptores costeros y las poblaciones de los valles sus interceptores ribereños.

III.2) Disposición de las aguas servidas

Los colectores Norte y Sur dispondrán las aguas servidas en el mar, previo tratamiento primario con emisores submarinos de suficiente longitud para alcanzar una profundidad suficiente para asegurar una adecuada dilución. La dilución será mejorada con largos difusores (tramos con orificios separados regularmente).

Las poblaciones que no tengan a su alcance estos emisores deberán tener sus propios tratamientos y emisores, o, cuando sea posible, plantas de bombeo para llevar las aguas a terrenos eriazos al este de las mismas, con el propósito de irrigarlos.

Las poblaciones de los valles deberán tener sus propios tratamientos y utilizar los efluentes en el regadío de las laderas de los cerros que circundan sus respectivos conos de deyección.

El regadío de los cerros mejorará la calidad del aire de la zona, que en la actualidad tiene un alto contenido de polvo atmosférico en suspensión proveniente de las desnudas laderas.

IV) OTROS PLANES REGULADORES

Uno de ellos proponía el mejoramiento del factor de utilización de los recursos locales, intensificando el uso del agua subterránea mediante pozos profundos (200 m) en los conos de deyección del Rímac y el Chillón, sin proponer la recarga del acuífero.

Esta recomendación resultaba de beneficio temporal y sería contraproducente, pues la napa de agua continuaría deprimiéndose y dejaría en seco más de 400 pozos existentes de solo 100 m de profundidad.

Otro plan proponía el mejoramiento de la utilización de los recursos locales mediante el uso conjuntivo de las fuentes de agua superficial y subterránea, en los valles del Rímac y Chillón.

Adicionalmente proponía el uso de fuentes externas, mediante el bombeo de 16 m³/s de aguas del río Mantaro (500 m de bombeo) para transvasarlos a la cuenca del Rímac.

La solución que se adoptó fue captar las aguas de la parte alta de las sub-cuencas del Mantaro, al norte de la de Marcapomacocha, conducidas gravitacionalmente a través de túneles entre las sub-cuencas.

En la actualidad se está trabajando en un segundo transvase gravitacional de la cuenca del Yauli (sub-cuenca del Mantaro al sur de las anteriores) a la del río Blanco, tributario del Rímac por la margen izquierda.

Otro plan, orientado a controlar los daños que ocasionaban las destructivas avenidas del Rímac, recomendaba ensanchar su cauce a 300 m, pero no incluía la rigidización del perfil del mismo. Tampoco recomendaba aprovechar el aumento de recarga, que correspondía al aumento de área del lecho del cauce.

Otro plan recomendaba abandonar el proyecto de la central Jicamarca por la insuficiente capacidad del túnel Callahuanca-Moyopampa.

Otro plan, que sí se ejecutó, fue la conducción de parte de las aguas servidas de la vertiente sur de Lima (30 Km) hacia las pampas de San Bartolo, sin tener en cuenta:

• Que el Plan de Desarrollo Urbano de Lima Metropolitana, preparado por un distinguido grupo de urbanistas peruanos, preveía la ubicación de un millón de pobladores en ellas.

• Que contrariaba el magnífico plan de desarrollo del sistema de evacuación y disposición de aguas servidas del ingeniero Alfonso Pons Muzzo, que concentraba las descargas en Taboada para la vertiente norte y en Villa para la vertiente sur del área metropolitana de ese entonces.

• Que se acababa de construir un segundo túnel en el Morro Solar para aumentar la capacidad de llegada de las aguas servidas a Villa.

V) EL TRANSVASE DE AGUAS DE LA CUENCA DEL MANTARO A LA CUENCA DEL RÍMAC PARA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA CIUDAD DE LIMA

Hace más de 60 años el sabio peruano Santiago Antúnez de Mayolo propuso derivar aguas del Mantaro para el abastecimiento de agua a la ciudad de Lima.

Más tarde, ante la falta de acogida a su propuesta, Antúnez de Mayolo planteó el aprovechamiento energético de las aguas del río Mantaro en las dos grandes curvas que describe antes de ingresar al llano amazónico.

Acogiendo dicha propuesta se construyó la Central del Mantaro (titulada posteriormente Central Antúnez de Mayolo). Más adelante, cuando se comprobó que la segunda vuelta no resultaba económicamente rentable se construyó, a continuación de la Central Antúnez de Mayolo, la Central Restitución, para aprovechar el resto del desnivel entre los brazos de la primera curva.

Estas dos centrales constituyen el núcleo del sistema eléctrico intercomunicado del Perú.

Sin embargo, si se hubiera acogido la primera iniciativa del sabio, se habría desarrollado el triple de potencia y se habría resuelto en una sola operación el abastecimiento de agua para Lima.

En la actualidad se ha planteado construir un túnel trasandino que conecta el valle del Mantaro con el del Rímac, para el cruce del Ferrocarril Central, sin tener que remontar la divisoria continental a 4800 msnm. Eventualmente en esta línea ferroviaria se podría transportar vehículos automotores, al estilo del túnel que cruza debajo del Canal de la Mancha. El proyecto también incluye un conducto bajo los rieles del ferrocarril para derivar aguas del río Mantaro al Rímac.

Estas aguas transportadas aprovechando el proyectado túnel ferrocarrilero se utilizarían para reemplazar las aguas subterráneas (de mayor costo de operación) y el resto para regar valles al norte y sur del Rímac, y las áreas desérticas entre ellos.

Abastecimiento de agua a los balnearios del sur de Lima

PDF: ABASTECIMIENTO DE AGUA A LOS BALNEARIOS DEL SUR DE LIMA

ABASTECIMIENTO DE AGUA A LOS BALNEARIOS DEL SUR DE LIMA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Diciembre 2013

El abastecimiento de agua a los balnearios del sur de Lima estaba previsto que se haría gravitacionalmente a partir de la Planta Potabilizadora Huachipa (circa 400 msnm), a través del Ramal Sur que estaba planeado para abastecer La Molina, Manchay, Villa El Salvador, Pachacamac, Lurín, los balnearios del sur y la población que se asentará en el futuro en las Pampas de San Bartolo, de acuerdo al Plan de Desarrollo Metropolitano (PLANDEMET).

Complementariamente se tenía previsto desarrollar un esquema de extracción y recarga del reservorio aluvial del valle del Lurín, entre Cieneguilla y Manchay, ensanchando el lecho del río a 100 m, con un rendimiento estimado de 1 m³/s.

El cauce se escalonará para convertir el régimen torrencial de la corriente en fluvial y los pozos se ubicarán en el eje del cauce para una más completa desocupación de los poros del suelo aluvial bajo el cauce, durante los estiajes, lo que permita la recarga del acuífero durante el siguiente periodo de avenidas.

La alternativa de desalinización por el sistema de ósmosis inversa que se está proponiendo es costosa, contaminante (sal) y produce agua al nivel cero.

Geografía de la ciudad de Lima

PDF: Geografía de la ciudad de Lima

GEOGRAFÍA DE LA CIUDAD DE LIMA

Ernesto Maisch Guevara
CIP 1085

La ciudad de Lima está ubicada sobre las estribaciones costeras de la cordillera de los Andes; sin embargo, es una de las ciudades más planas del mundo, pues está asentada sobre la superficie uniformemente inclinada hacia el mar del suelo aluvial, sólo recortada por erosión marina en la bahía acantilada Chorrillos-La Perla.

El área urbana abarca la parte media e inferior de los valles del Rímac, Chillón y Lurín, las pampas al norte del Chillón, las intermedias entre el Rímac y el Lurín y las situadas al sur del valle de Lurín.

El valle del Chillón tiene la particularidad de tener una orientación suroeste, lo que lo aproxima al del Rímac, fusionándose sus conos de deyección en una gran planicie aluvial sobre las que se extiende el núcleo principal de la ciudad.

Complementariamente la ciudad se extiende sobre quebradas tributarias al valle del Rímac como Canto Grande, La Molina y otras; del valle de Lurín como Manchay y sobre las pampas de Puente Piedra-Ancón, al norte; la tablada entre el Rímac y el Lurín (Villa El Salvador) y las pampas al sur del Lurín.

En el cono de deyección del Rímac existe una divisoria que va del cerro El Agustino a Miraflores, la cual determina dos vertientes en el sistema de desagües: la vertiente sur, con descarga en La Chira y la norte, con descarga en Taboada, que además recibe el área del Chillón.

La pronunciada inclinación del suelo aluvial ha exigido dividir la ciudad en zonas de presión para el sistema de distribución de agua potable, pues los caudales nocturnos, que son una pequeña fracción de la demanda máxima (para la cual se diseñan las tuberías), ocasionaría una excesiva presión en la parte baja de la ciudad.

El gran desnivel entre diferentes partes de la ciudad ha hecho necesaria la construcción de una nueva planta de tratamiento de aguas, en Huachipa, para dar servicio a la parte de la ciudad con elevaciones entre 400 y 200 msnm y las áreas, bajas pero muy distantes, en los extremos norte (Ancón) y sur (San Bartolo). El área central, por debajo de los 200 msnm, es atendida por gravedad por la actual planta.

En la provincia de Lima sólo alrededor del 30% del territorio es aprovechable para uso urbano o agrícola. El 70% está ocupado por agrestes estribaciones de difícil acceso y carencia total de agua, con el resultado que el recurso “tierra” sea aún más escaso que el recurso agua, el mismo que ha venido siendo complementado con trasvases de la cuenca del Mantaro.

La escasa área apta para vivienda ha hecho que los desarrollos urbanos invadan los cauces de las corrientes de agua, motivando procesos de profundizaciones regresivas de sus lechos, como la que creó un escalón de 18 m al pie del puente del Ejército, que obligó a costosas obras para impedir su colapso. Igualmente invasiones del cauce pusieron en peligro los puentes Santa Rosa, Piedra, Balta y la bocatoma de la Atarjea y produjeron la caída del antiguo puente Huachipa.

Es pues necesario mantener y, de ser posible, ensanchar los cauces para la estabilidad de los mismos a la par de aumentar la recarga de los acuíferos, que son fuente importante de abastecimiento de agua para la ciudad.

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Este artículo fue originalmente escrito para el Boletín del Colegio de Ingenieros del Perú como un resumen de la región de Lima y sus recursos de agua.

El ancho del cauce del Rímac

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EL ANCHO DEL CAUCE DEL RÍMAC

Ing. Ernesto Maisch Guevara

Según recientes publicaciones periodísticas la Municipalidad de Lima está considerando un plan de convertir la ribera del Rímac en un circuito turístico. Es un loable proyecto el embellecer el tramo urbano de este curso de agua, sin embargo, este proyecto no debería basarse en la reducción del ancho de su cauce, pues ello significa contrariar a la naturaleza.

El Rímac, en realidad, no es un río sino un torrente de montaña que discurre por la fuerte pendiente (supercrítica), fácilmente erosionable, de la formación aluvial del valle. Descendiendo cerca de 5,000 m en solo algo más de 120 km y, aun en su tramo inferior, que cruza el área metropolitana de Lima, tiene una pendiente del orden de 1% (todavía supercrítica).

Por otra parte, la fuerte inclinación de las laderas de la cuenca y la ausencia de vegetación en la misma, da lugar a que el factor de concentración de las aguas pluviales precipitadas en su cuenca sea muy alto, lo que ocasiona destructivas crecidas que pueden superar los 500 m³/s.

Estudios realizados en el Laboratorio Nacional de Hidráulica determinaron que caudales específicos superiores a 3 m³/s por metro de ancho de cauce desestabilizan el lecho y se han tenido fehacientes pruebas del inconveniente de estrechar el cauce:

La invasión del lecho del cauce por pobladores de San Martín de Porres, en los años 40, estrechó considerablemente el ancho del mismo. Como lo que le quitan en anchura la corriente lo compensa aumentando en altura, y como el fondo es erosionable, se inició un proceso de profundización regresiva del lecho que creó un escalón de 17 m de altura al pie del Puente del Ejército, que amenazó esta vital estructura vial, así como la Avenida Morales Duares. Se tuvieron que realizar costosas obras para afianzar estas estructuras. El material de esta profundización fue trasportado por la corriente colmatando el lecho en su desembocadura, lo que produjo severas inundaciones en el Callao.

Igualmente el estrechamiento del cauce, aguas arriba del Puente del Ejército, provocó una profundización del lecho que casi llegó al nivel de cimentación de uno de los pilares del Puente Santa Rosa. Se tuvieron que construir una serie de pantallas de concreto para obligar al Rímac a recuperar su perfil.

Aguas arriba del Puente Santa Rosa un nuevo estrechamiento puso en peligro el histórico Puente de Piedra, el Malecón del Rímac y el terraplén del Ferrocarril Central. Aquí también, con pantallas de concreto convenientemente ubicadas, se pudo levantar el perfil del lecho, enterrando las cimentaciones de estas importantes estructuras.

Aguas arriba del Puente de Piedra la construcción de la Vía de Evitamiento, en terrenos del lado derecho del cauce, que ya había sido estrechado por el lado izquierdo por el patio ferrocarrilero de Desamparados, dio inicio a una profundización regresiva que se propagó a lo largo de Zárate hasta poner en grave riesgo la captación de aguas para la Atarjea, construida en 1967, obligando, aquí también, a costosas obras de protección de esta vital estructura.

Un proyecto de la Municipalidad de Lima de construir pantallas de concreto, fijadoras del perfil del cauce, entre el Puente de Piedra y el Puente Huáscar, no se llegó a ejecutar y en años recientes el Puente Balta estuvo amenazado por la erosión del lecho cerca de sus pilares.

La ocupación del lecho del cauce en Huachipa dio lugar a una profundización que desestabilizó la cimentación de un pilar del antiguo puente que había en ese lugar, que colapsó totalmente, lo que obligó a construir una nueva estructura.

Por otro lado, la principal fuente de alimentación del acuífero de Lima, que es una parte importante del abastecimiento de agua a la ciudad, es la recarga con aguas superficiales a través del lecho del cauce. Cuanto más ancho se mantenga el cauce, más recarga se tendrá.

Aguas arriba de la captación de aguas para La Atarjea se ha ensanchado el cauce a 200 m y se ha rigidizado su perfil con pantallas de concreto cada 100 m. Estas pantallas, de crestas horizontales, obligan a las aguas a extenderse sobre toda la amplitud del lecho ensanchado, disminuyendo la descarga específica y aumentando el área de recarga del acuífero. Las riberas se han enrocado y en ellas se han construido graciosos miradores. El proyecto contemplaba extender este tratamiento del cauce hasta Huampaní.

Una posibilidad interesante para el tramo urbano del Rímac sería construir pantallas transversales de concreto, de cresta horizontal, cada cien metros de modo de estabilizar el perfil longitudinal del mismo y disminuir la pendiente entre pantallas a un valor subcrítico, de forma que la corriente de agua funcione como un verdadero río, ocupando el lecho de banda a banda, con una pequeña cascada cada 100 m. Para disminuir la pendiente a un valor subcrítico (probablemente entre 0.1 y 0.2%) las pantallas deberán construirse sobresaliendo sobre el lecho, en forma de compensar los cortes y los rellenos. En las márgenes se podría construir amenos malecones, con pequeños parques, donde sea posible hacerlo sin comprometer la anchura que necesita la corriente de agua.

Finalmente, es oportuno acotar que la comisión japonesa que estudió la Prevención de Desastres en la Cuenca del Rímac, recomendó ensanchar el cauce de éste a 300 m. Esta recomendación es difícil de seguir, pero, por lo menos, nos lleva al convencimiento de que todo estrechamiento del cauce es inconveniente.

El túnel transandino Cuevas-Milloc

PDF: El Túnel Transandino Cuevas-Milloc

EL TÚNEL TRANSANDINO CUEVAS-MILLOC

Ing. Ernesto Maisch Guevara

El túnel transandino Cuevas-Milloc fue concebido para transvasar agua de la cuenca del Mantaro a la del Rímac, con el propósito de aumentar la generación de energía eléctrica en esta última cuenca (4,000 m de caída en menos de 100 km) y de aumentar el abastecimiento de agua para la creciente población de la ciudad de Lima. La obra fue puesta en operación en 1964.

El túnel fue perforado desde el frente occidental y del frente oriental. Dada las fuertes infiltraciones que se tienen en la parte alta de la cordillera, ambos frentes se perforaron con pendiente ascendente que se encontraron en la cota 4,334.30 msnm. La longitud del túnel fue de 10,120 m.

De la embocadura en Cuevas hasta la cúspide se tiene una longitud de 5090 m. En la embocadura del túnel se ha construido una alta torre de carga que provee la carga necesaria para forzar el flujo del agua sobre la cúspide, resultando una gradiente hidráulica de 0.5%. Esta taza recibe la descarga del canal Marcapomacocha- Cuevas.

Desde la cúspide del túnel hasta su desembocadura en Milloc se tiene dos tramos: El primero a partir de la cúspide tiene 860 m de largo y una caída de 4.31 m (0.5% de pendiente). El segundo, que termina en la desembocadura del túnel en Milloc, tiene 3,360 m de longitud con una caída de 9.14 m (0.27% de pendiente).

Evidentemente cuando se trata de pasar más agua por el túnel el segundo tramo se llena antes del primero. El aire sobre la superficie del agua en el primer tramo queda atrapado. Conforme el primer tramo comienza a llenarse, desde el extremo de aguas abajo, el aire es desplazado hacia la cúspide comprimiéndose, creando un gran bolsón de aire comprimido en la cúspide, que bloquea el pasaje de un mayor caudal y que eventualmente puede hacer que el agua regrese hacia aguas arriba, tal como se informa que se ha observado durante el intento de hacer pasar más agua por el túnel, cuya capacidad nominal es bastante mayor que los caudales derivados hasta el presente.

La solución podría ser hacer una perforación vertical, o inclinada si resulta de menor longitud, para alcanzar la cúspide del túnel de manera que forme una chimenea de escape del aire comprimido. Para la extracción de petróleo se hacen perforaciones de miles de metros y la mina de Casapalca tiene 1,300 m de profundidad, lo que muestra que es perfectamente viable alcanzar la cúspide del túnel desde la superficie.

Otra posibilidad es excavar por encima de la bóveda de la cúspide una caverna de suficiente tamaño para alojar el aire desplazado del espacio sobre la superficie libre del tramo que se inicia en la cúspide, sin que aumente apreciablemente su presión.

En el pasado se ha propuesto la solución de ensanchar o revestir el último tramo para que no se llene antes que el tramo anterior.◄

La región de Lima y sus recursos de agua

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LA REGIÓN DE LIMA Y SUS RECURSOS DE AGUA
Un Gran Reto

Ing. Ernesto Maisch Guevara

Lima está asentada sobre las estribaciones occidentales de los Andes que lindan con el Océano Pacífico. En la edad terciaria el suelo del área que en la actualidad ocupa la metrópoli limeña era rocoso y estaba a un nivel bastante más bajo que el que tiene en la actualidad, de modo que el mar lo cubría en su mayor parte, probablemente hasta la zona del distrito de El Agustino.

En la edad cuaternaria grandes precipitaciones pluviales arrastraron el material rocoso desagregado de las partes altas de la cordillera produciendo inmensos aluviones que fueron rellenando los álveos de los valles, que originalmente tenían forma de “V”, hasta cubrirlos con una gruesa capa de relleno aluvial que en ciertos puntos sobrepasa los trescientos metros de espesor. El material de relleno está formado de arcilla, arena y fragmentos de rocas; estos últimos fueron perdiendo sus aristas por abrasión, convirtiéndose en los llamados cantos rodados.

Los valles eran bastante irregulares, con cerros rocosos de diferente altura. Muchos de ellos quedaron cubiertos por el relleno aluvial y otros sobresalen sobre él, como es el caso de los cerros Santa Rosa y Quiroz, cerca de la actual planta de tratamiento de agua potable de Lima y los cerros El Agustino y El Pino, en el cono de deyección del Rímac, y el Morro Solar sobre la misma orilla oceánica, así como varios cerros en los valles de Chillón y Lurín. La existencia de cerros sepultados quedó evidenciada por las abruptas variaciones en la profundidad del basamento rocoso que acusó el estudio de electro-resistividad del suelo de Lima que se ejecutó en la década de los ochenta, como parte del Plan Maestro de Agua Potable de Lima.

El gradiente dinámico de la masa aluvial en movimiento era del orden del 6% en la parte alta de la cordillera, de alrededor de 2% en el inicio del cono de deyección del valle y de alrededor de 1% en el vertimiento de aluvión al mar.

No existe posibilidad que el aluvión avanzara con un frente prácticamente vertical de alrededor de 60 metros de altura, como se observa en el litoral de Miraflores, en contraste con la pendiente uniforme con que llega el aluvión al Callao. Lo más probable es que el frente de descarga en el mar estuviera unos 6 Km al oeste del actual. Es decir, lo que en la actualidad es el distrito de Miraflores habría estado 6 Km tierra adentro. Probablemente la línea de costa estaba sobre una línea que une el Morro Solar con la isla San Lorenzo y repetidos tsunamis erosionaron el aluvial al oeste de Miraflores, hasta dejar la configuración actual. Este fenómeno debe haberse presentado en otros valles de la costa peruana que igualmente presentan acantilados de suelo aluvial.

La región de Lima está situada en los 79º de longitud oeste, el mismo meridiano que Washington DC, y en los 12º de latitud sur, en el centro de la zona tropical sur. Sin embargo, su clima está lejos de ser tropical. La corriente marina de aguas frías de Humboldt, que baña las costas de Chile y Perú, cambia substancialmente su clima.

Esta corriente enfría las capas inferiores de la atmósfera, produciendo una inversión en el gradiente térmico de la misma, que motiva el estacionamiento de un banco de nubes, alrededor de los 500 m de altitud, que cubren la región y el mar aledaño, por la mayor parte del año. Esta cobertura refresca el clima y reduce la evaporación de aguas del Océano Pacífico a un mínimo.

Por otra parte, la presencia de la alta Cordillera de los Andes, que corre paralela a la costa peruana, impide el paso a las nubes cargadas de agua procedentes del este. Estas nubes traen agua evaporada durante el verano en el Atlántico Sur y que son traídas por los vientos alisios y se precipitan en la vertiente oriental de los Andes que forman parte de la cuenca del río Amazonas, el más caudaloso del mundo. En esta forma, ante la carencia de nubes portadoras de agua de uno y otro lado la zona limeña resulta de una aridez completa.

La poca nubes, cargadas de agua, procedentes del Atlántico, que logran remontar la cordillera y las que proceden de evaporación de aguas del Pacífico, en los pocos días que se quiebra la inversión térmica, se precipitan en la parte alta de la cuenca y se vierten en el Pacífico a través de las descargas de los tres ríos de la región: Chillón, Rímac y Lurín.

La cuenca del río Rímac tiene cerca de 4 000 Km² y su altitud varía desde los 5 000 a 0 m sobre el nivel del mar. Debajo de los 1 000 m sobre el nivel del mar la cuenca es prácticamente seca. Por encima de los 1 000 m las precipitaciones son estacionales y de moderada intensidad, con un máximo del orden de 1 200 mm anuales.

Las precipitaciones son de una alta concentración espacial y temporal; esto, unido a la fuerte inclinación de las laderas y a la escasa vegetación de las mismas, hacen prácticamente nula la retención temporal en el suelo o en la vegetación, por lo que resultan cortos tiempos de concentración de las aguas, lo que a su vez se traduce en fuertes crecidas, de corta duración, de la descarga del río. El caudal firme que tenía originalmente el Rímac, sólo habría alcanzado para abastecer a un máximo de 2 millones de habitantes.

Se han hecho grandes esfuerzos para habilitar capacidad de almacenamiento de regulación en superficie, para hacer posible que el régimen estacional de lluvias pueda atender la demanda continua, durante todo el año, de la población.

En la parte más alta de la cuenca, que es relativamente plana, existen algunas lagunas, cuya capacidad de regulación se ha aumentado encimando sus bordes y/o profundizando su descarga e interceptando las aguas de otras partes vecinas de la cuenca para conducirlas a las lagunas, con lo que se consiguió duplicar el caudal firme del río.

En el río Blanco, uno de los tributarios del Rímac, se ha construido una presa para formar un embalse artificial. A pesar de estos esfuerzos casi la mitad de la masa anual de agua que cae en la cuenca se pierde en el Océano Pacífico.

Existe la posibilidad de mejorar, en algo, el factor de utilización de la masa anual de agua caída en la cuenca usando el suelo aluvial para el almacenamiento temporal del agua en la parte baja de la cuenca. En la actualidad esta capacidad de almacenamiento no tiene un efecto regulador por la existencia de algunos contrafuertes de las cadenas de cerros que forman el valle que se aproximan unos a otros formando cuellos en “V”, cubiertos por una sección triangular de material aluvial reducida, que limita el flujo de agua subterránea hacia aguas abajo. En esta forma, el aluvial más profundo y ancho, aguas arriba de estos cuellos, se satura rápidamente y pierde toda posibilidad de servir como un reservorio regulador. Tal es el caso del Cerro Unión en Carapongo, el Cerro Pedreros en Huachipa, el Cerro Chivato en Campoy; etc.

La solución está en extraer, mediante pozos profundos, el agua del suelo aluvial en estos sectores del valle, para recuperar capacidad de almacenamiento y paralelamente aumentar la recarga ensanchando el lecho del río. Debido a la fuerte pendiente del río y la facilidad con que se erosiona el suelo aluvial, la alta velocidad de las aguas del río labra canales profundos y estrechos que reducen a un mínimo el área de infiltración. Para ampliar el área de infiltración se puede construir muros, de cresta horizontal, enterrados al nivel del cauce del río. La longitud de estos muros será la necesaria para provocar el máximo ensanche posible del cauce. El cauce se limitará con escolleras paralelas en ambas márgenes. En la actualidad se encuentran habilitados 6 Km del curso del Rímac con este esquema, con un rendimiento de alrededor de 1.5 m3/s

No obstante el mejoramiento del factor de utilización de las aguas de la cuenca del Rímac, estas aguas no son, de ninguna manera, suficientes para atender la demanda de la población de la metrópoli. Se han efectuado obras de trasvase de la vecina cuenca del río Mantaro, al otro lado de la divisoria continental, mediante un túnel trasandino que deriva aguas de sub-cuencas del Mantaro, como la de Marcapomacocha y otras al norte de ésta, hacia el río Santa Eulalia, tributario del Rímac. Con todas estas obras se ha logrado cuadruplicar la descarga firme original del Rímac.

Para atender la demanda futura de una de las ciudades más grandes del mundo asentada en zona árida, es indispensable que se continúe con nuevos trasvases de la cuenca del Mantaro. Un proyecto que está elaborado, y que debería ejecutarse de inmediato, es el del trasvase de la cuenca del río Yauli, tributario del Mantaro, a la del río Blanco, tributario del Rímac. La imperiosa necesidad de proseguir con este proyecto ha quedado incontrovertiblemente demostrada por la deficiente disponibilidad de agua que se tuvo hace algunos años, la cual obligó a un severo racionamiento en el suministro de agua a la ciudad.

La garantía de la calidad del agua en un sistema de distribución de agua potable está dada por el mantenimiento constante de la presión de agua en las tuberías, en forma que ninguna contaminación pueda ingresar en ellas. Cuando se cierran válvulas de la red de distribución para rotar la insuficiente disponibilidad de agua entre los diferentes sectores de la ciudad, las tuberías aguas abajo de las válvulas pierden presión o, aún peor, desarrollan presiones negativas. En ambos casos se crean las condiciones para que contaminación procedente de las redes cercanas de aguas servidas puedan ingresar a las tuberías de agua potable a través de uniones defectuosas de las tuberías.

Estos trasvases, aparte de proveer el agua que demanda la ciudad, tienen un importante componente energético, ya que cada m3/s transvasado tiene un potencial de 28 MW. En la actualidad existen cinco hidroeléctricas que aprovechan parcialmente este potencial. Se necesitaría construir seis hidroeléctricas más (incluyendo una muy pequeña entre Moyopampa y Huampaní) y ampliar algunas de las existentes para hacer un aprovechamiento total de la energía de la cuenca del Rímac.

La construcción de estas centrales tendría el beneficio adicional que las aguas llegarían a la planta de potabilización conducida todo el tiempo en conductos cerrados y, por lo tanto, libre de la severa contaminación que sufre en la actualidad al discurrir por el cauce del río.

El núcleo principal de la metrópoli está asentado sobre la planicie aluvial de los valles del Chillón y del Rímac, que es un plano de ligera y uniforme inclinación hacia el mar, presentando la contradicción de ser una de las ciudades más planas del mundo, a pesar de estar en las estribaciones de una cordillera.

Cuenta la tradición que cuando Charles Darwin llegó al Callao en 1835, en el histórico Beagle, y fue conducido a la Plaza de Armas de Lima, para los saludos protocolares, se le informó que había subido 150 m, cosa que Darwin se resistía a creer, pues no lo había apreciado durante el trayecto por la uniformidad de la pendiente. Así mismo, al navegar de noche frente a la ciudad de Lima se tiene una magnífica visión de la ciudad, ya que como ella está en un plano inclinado, se muestra entera.

Complementariamente la ciudad se ha extendido sobre diferentes quebradas del Rímac, del Chillón y del Lurín como las de Huaycán, Jicamarca, la Molina, Canto Grande, Manchay, etc. y sobre los terrenos eriazos al norte del Chillón, entre el Rímac y el Lurín, y al sur del valle de Lurín.

El cono de deyección del Rímac se abre hacia el sur, recibiendo el aporte de la quebrada de La Molina, continuando limitado por los cerros de Camacho y las falderías de San Francisco y los cerros de San Juan de Miraflores. Por el norte el cono de deyección del Rímac recibe el aporte de la quebrada de Jicamarca y Canto Grande para finalmente fusionarse con el cono de deyección del Chillón. Lima metropolitana está pues circundada de los cerros que limitan los conos de deyección de los valles del Rímac y Chillón.

En vista del rápido avance de la tecnología de perforación de túneles es posible visualizar que en el futuro las grandes matrices de distribución de agua potable del área metropolitana sean túneles en estas cadenas de cerro que circunscriben el área metropolitana. Estas matrices serían abastecidas desde una nueva planta de tratamiento ubicada en el vértice del cono de deyección. Estos túneles, que estarían ubicados en las partes altas, donde estarían sometidos a presiones mínimas, competirían favorablemente con tuberías de grandes diámetros, tendidas en la planicie aluvial, donde quedan sometidas a presiones altas. Estos túneles, en sus extremos norte y sur, podrían terminar en dos hidroeléctricas adicionales, dentro del sistema de distribución de agua potable, para atender las zonas de poca altura de las pampas de Ancón y San Bartolo, respectivamente.

Abastecer de agua en el desierto a 8 millones de pobladores ha sido un gran reto que la ingeniería peruana ha sabido afrontar y el lograr hacerlo a los 12 millones del futuro es un reto aún mayor que esperamos que igualmente lo afronte con éxito.

El crecimiento de la ciudad de Lima y su abastecimiento de agua

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EL CRECIMIENTO DE LA CIUDAD DE LIMA Y SU ABASTECIMIENTO DE AGUA

Ing. Ernesto Maisch Guevara
Ing. Guillermo Maisch Molina

La ciudad de Lima fue fundada en 1535 en el fértil valle del Rímac, engastado, como la generalidad de los valles de la costa peruana, en un territorio desértico. Los recursos hídricos superficiales del Rímac eran suficientes para atender las necesidades de riego de toda la planicie aluvial del valle o, alternativamente, para atender a una población de hasta dos millones de habitantes.

Durante los siglos XVI, XVII, XVIII y XIX el crecimiento poblacional de la ciudad se produjo a un paso relativamente lento, siendo suficiente la captación de los afloramientos naturales de agua que se producían en la zona denominacla “La Atarjea» para abastecer a la población. A mediados del siglo XIX, sin embargo, fue necesario construir una galería de infiltración para captar las aguas a cierta profundidad, ya que los afloramientos naturales no resultaban suficientes.

Fue sólo a partir de la tercera década del siglo XX que se produjo una explosión demográfica, motivada por el intenso movimiento migratorio del interior del país hacia la capital.

Es interesante anotar que en 1919 la “Foundation Company», que elaboró lo que podría considerarse el primer Plan Maestro de Agua Potable para Lima, estimó que la población de la capital alcanzaría en el año 1940 la cifra de 290 000 habitantes. La realidad fue que en dicho año la población de Lima alcanzó 660 000; esto es más del doble de lo previsto. Esta notable diferencia se debió a que en 1919 era difícil apreciar plenamente la magnitud del fenómeno de migración masiva del interior del país a la capital.

El crecimiento poblaciónal de la capital, a partir de 1940, queda reflejado por el resultado de los últimos cinco censos. En el siguiente cuadro se muestran las poblaciones arrojadas por estos censos, los promedios intercensales de las tasas anuales de crecimiento y la comparación entre la población de Lima con respecto a la del país:

*Agregado de las poblaciones de los 43 distritos de Ia provincia de Lima y los 6 distritos de la provincia del Callao.

El rápido crecimiento de la demanda de agua potable, correspondiente al acelerado crecimiento poblacional, amenazó exceder los recursos de agua superficial originalmente disponibles.

Felizmente para esa época la demanda de energía había obligado a aumentar Ia descarga firme del río, mediante el expediente de controlar las descargas de las lagunas de la cuenca alta del Santa Eulalia, tributario del Rímac, y de aumentar la capacidad de almacenamiento aprovechable de estas lagunas, ya sea encimando sus bordes o profundizando sus descargas.

A finales de la primera mitad del siglo XX los recursos superficiales de agua ya no resultaban suificientes para satisfacer la demanda de la población y se tuvieron que complementar con recursos de agua del suelo extraídos mediante pozos tubulares profundos.

En 1964 el aumento de la demanda de energía señalaba que las aguas captadas en la cuenca del Rímac no eran suficientes para generar la energía requerida, por lo que se decidió ejecutar el importante proyecto de trasvasar aguas de la cuenca del Mantaro a la del Rímac.

Este proyecto consistió en la perforación de un túnel trasandino alimentado, principalmante, por aguas almacenadas en las lagunas de Marcapomacocha, Antacota y Marcacocha. Por razones constructivas el túnel fue perforado con una sección mucho más amplia que la extrictamente necesaria para trasvasar las aguas disponibles y se encuentra, al presente, subutilizado.

Esta importante obra permitió aminorar el ritmo del crecimiento de la extracción de agua del subsuelo por unos seis años, probablemente hasta 1970, con la consiguiente economía.

Desde 1964 hasta 1994, en que se construyó la presa de Yuracmayo que creó una reserva de 48 Hm³ con un rendimiento que incrementa la descarga firme del río en 2.5 m³/s, no se ejecutó obra alguna para aumentar los recursos hídricos superficiales firmes de la cuenca del Rímac.

Es decir, durante el período de 24 años, entre 1970 y 1994, en que la población creció en más de 3 400 000 habitantes, sólo se aumentó la oferta de agua sobre-explotando los acuíferos del Rímac y del Chillón.

El porcentaje de cobertura de servicio domiciliario por tubería declinó en parte de este período debido al rápido establecimlento de nuevos asentamientos humanos en laderas de cerros y eriazos lejanos.

Los estudios de desarrollo urbano y de fuentes de agua realizados antes de 1981, influidos por la alta tasa de crecimiento poblacional del período intercensal 1961-1972 daban una proyección de la población de Lima, para el fin del siglo XX, del orden de 12 000 000. Esto es 50% mayor de la proyección que se hace en estos días.

Los resultados de los dos últimos censos muestran que la corriente migratoria se está amenguando al haber superado la relación entre la población metropolitana y la población del país el 25%. Efectivamente el promedio intercensal de incremento anual ha bajado del máximo de 5.5% registrado en el período 1961-1972, a 3.9% en el período 1972-1981 y a 2.4% en el período 1981-1993.

El INEI calculó la población para 1996 con esta última tasa de incremento anual de 2.4%, resultando una población estimada de 6 913 682. Sin embargo, para llegar a la proyección de la población para el año 2000, el INEI usó una tasa de 2. 2%, con lo que la población estimada para dicho año resultó ser de 7 505 802 habitantes.

Es de esperarse que, por un lado la extensión al resto del país de las conveniencias de la vida moderna: agua, desagüe, electricidad, teléfono, televisión, educación, empleo, etc., y por otro lado la creciente congestión de Lima, disminuyan la atracción que ha ejercido en el pasado la capital a la inmigración provinciana.

Por otra parte, la toma de conciencia de la población de la necesidad de someterse a una cuidadosa planificación familiar tenderá a reducir el crecimiento vegetativo.

Con la reducción de la inmigración y del crecimiento vegetativo es posible que la tasa anual de crecimiento poblacional se reduzca a 2% para el siguiente siglo. Con dicha tasa la proyección de la población de Lima metropolitana, para el año 2025, alcanza la cifra de 12 341 000 habitantes.

Esta población tendrá una demanda de 41.3 m³/s de agua, calculada bajo los supuestos de que la dotación media se reduzca a 295 (It/día)/hab y que el porcentaje de cobertura de servicio domiciliario por tubería se incremente al 98%.

Adicionalmente se estima que la demanda agrícola del valle del Rímac quedará reducida a 4 m³/s y que se procurará mantener un caudal ecológico mínimo de 1.5 m³/s, resultando la demanda total de agua para ese año de 46.8 m³/s.

SEDAPAL ha contratado dos estudios para aumentar los trasvases de aguas de la cuenca del Mantaro a la del Rímac.

El llamado Marca III consiste en captar aguas de una subcuenca del Mantaro, situada al norte de la subcuenca Marcapomacocha, mediante los canales colectores necesarios y un túnel inter-subcuencas. Las aguas captadas serán trasvasadas a la cuenca del Rímac usando parte de la capacidad ociosa del actual túnel trasandino. El rendimiento que se estima para este nuevo trasvase aumentará el caudal firme del Rímac en 3 m³/s.

El llamado Marca II consiste en trasvasar aguas de la laguna Pomacocha, situada en la parte alta de la cuenca del Yauli, que es una subcuenca del Mantaro. Para esto se tendrá que perforar un segundo túnel trasandino que descargue las aguas trasvasadas al río Blanco, tributario del Rímac. El rendimiento que se estima para este nuevo trasvase aumentará el caudal firme del Rímac en 7 m³/s.

SEDAPAL también está desarrollando el esquema de «Extracción y Recarga» en el lecho del río Rímac, el cual tiene un primer kilómetro construido, que se ha utilizado para confirmar los parámetros hidrogeológicos de diseño, 5 Km en actual construcción y 16 Km por construirse. El rendimiento de este esquema ha sido estimado en 5 m³/s, durante todo el año.

Se han previsto iguales esquemas para los otros dos ríos de la región metropolitana, el Chillón y el Lurín, con rendimientos estimados en 2.5 y 1.5 m³/s, respectivamente.

Por razones de economía y de recuperación de los niveles freáticos en los conos de deyección de los valles del Rímac y del Chillón, se ha considerado que sería conveniente dedicar los numerosos pozos ubicados en el área urbana a uso estacional, y en algunos casos horario, para cubrir las puntas estacionales y eventualmente horarias de la demanda.

El poder atender las puntas con una fuente local, distribuida en toda el área urbana, disminuye las exigencias sobre el dimensionado de las tuberías del sistema de distribución. El rendimiento promedio de esta fuente sería complementario al de otras fuentes disponibles; por ejemplo, en el año 2025 sería de 2.3 m³/s en promedio anual.

En resumen, las ofertas de agua para el año 2025 serían como sigue:

Comparando con la demanda total prevista para el año 2025 de 46.8 m³/s, resulta un déficit de 8 m³/s. Este déficit, que también tendría que provenir de otra cuenca, se presentaría recién 20 años en el futuro.

El derivar aguas de las cuencas cisandinas al norte y/o al sur del área metropolitana, aparte de resultar más costoso que continuar trasvasando de la cuenca del Mantaro, representa un atentado contra el desarrollo de estos otros valles costeros, igualmente deficientes en recursos hídricos y un aporte nulo al potencial energético de la región.

Las aguas trasvasadas del Mantaro, en cambio, tienen un potencial de 28 MW por cada m³/s trasvasado. El lago Junín, el segundo más grande del país, ofrece, mediante modestas obras de aumento de su capacidad reguladora, la posibilidad de compensar por los trasvases hacia la cuenca del Rímac.

Si, en un año hidrológico extraordinariamente seco, a pesar del aumento de la capacidad de regulación, se llegara a afectar la disponibilidad del agua para las centrales del Mantaro, el balance de producción energética sería decididamente positivo, pues cada metro cúbico trasvasado genera en la vertiente pacífica casi el triple de lo que generaría en las centrales del Mantaro. Además, en un caso el agua sirve a continuación para abastecer a la ciudad de Lima y en el otro sólo para engrosar las aguas del Amazonas.

Por otra parte, tratándose de un sistema interconectado, es indiferente cuál de las centrales cumpla la función de cubrir las puntas del diagrama de demanda de energía. Se podría estudiar la alternativa de adecuar las hidroeléctricas del Mantaro para cubrir puntas, con el consiguiente menor uso de agua, y de construir la central de Sheque, a un menor costo sólo para base.

Si bien es probable que los 8 m³/s tendrían que ser bombeados desde el río Mantaro hasta el túnel trasandino, las aguas caerían en la vertiente pacífica el cuadruple de la altura de bombeo, recuperándose con creces Ia energía utilizada.

Además está previsto bombear en horas fuera de punta, usando energía residual y mejorando el factor de utilización de la capacidad instalada. En todo caso, la necesidad de bombear aguas desde el río Mantaro sólo se presentaría dentro de 20 años.

Por último, el tener las aguas en la cuenca del Rímac hace viable la solución planteada de construir una nueva planta potabilizadora en Huachipa, a 390 m.s.n.m., para dar servicio desde ahí a las poblaciones que se han asentado por encima del nivel de servicio de La Atarjea o muy lejanas de ella, al norte y sur de la actual área metropolitana.

La densidad poblacional actual en los 33 distritos metropolitanos, cuyas áreas territoriales son totalmente aprovechables para desarrollo urbano, varía entre 283 y 35 habitantes por hectárea bruta, siendo la densidad promedio para estos 33 distritos de 80 habitantes por hectárea bruta.

Como la densidad bruta promedio resultante es relativamente baja, se prevé que la mayor parte del crecimiento poblacional de 5 427 000, que se estima se registrará entre el presente y el año 2025, se ubicará en la actual área urbana de Lima metropolitana.

Así, suponiendo que el 65% del crecimiento poblacional se ubique en áreas urbanas actuales, a través de un proceso de densificación urbana (que aumentaría el promedio de la densidad actual en los 33 distritos referidos en un 50% y, similarmente, en los demás), quedará una población de alrededor de 1 900 000 habitantes que deberá ubicarse en nuevas áreas al norte y sur del área urbana actual.

Esta suposición es concordante con las previsiones del distinguido grupo de urbanistas que desarrolló el PLANDEMET. En dicho plan de desarrollo metropolitano se previó que el futuro crecimiento de la población de Lima metropolitana requeriría la ubicación de 750 000 habitantes al norte del valle del Chillón y de 1 150 000 habitantes al sur del valle de Lurín, a fin de salvar el área agrícola de dichos valles.

La población de 1 150 000 que, de acuerdo a estas previsiones, se asentaría en las pampas de San Bartolo, más la de los balnearios y pueblos jóvenes de la zona, generarían más de 3 m³/s de aguas servidas, que serían más que suficientes para regar las áreas que queden libres después de la ocupación parcial de las pampas por los nuevos desarrollos urbanos.

Las aguas servidas traídas desde el colector Surco, de acuerdo al proyecto que está considerando SEDAPAL, quedarían desplazadas por las producidas localmente y la larga conducción de 35 Km tendría que abandonarse.

Uno de los planes de desarrollo urbano, preparado por un distinguido equipo de urbanistas peruano, previó acomodar esta población de 1 150 000 habitantes en la zona adyacente a las laderas de los cerros que limitan las pampas por el este y dejar una faja de terreno libre entre el límite oeste del desarrollo urbano y la carretera Panamericana Sur, para ser regada con las aguas servidas de dichos desarrollos urbanos.

A los diversos grupos de lagunas de oxidación que estarían espaciados a lo largo del límite oeste del desarrollo urbano se podría bombear las aguas de los diferentes balnearios, existentes al sur del valle del Lurín, saneándose en esta forma este valioso litoral balneario que al presente acusa seria contaminación de sus aguas marinas.

Para la distribución de agua en la Lima metropolitana del 2025 se ha considerado cuatro zonas de servicio:

• Zona Central.- La que puede ser abastecida gravitacionalmente desde La Atarjea, incluye el Callao con excepción de Ventanilla. Su población para el año 2025 está estimada en 6 307 000 habitantes y su demanda de agua potable en 24.3 m³/s, que se proveerían en la siguiente forma:

• Zona Norte.- Incluye Canto Grande; los asentamientos en las laderas de los cerros que limitan el valle del Chillón por el sur, como Comas, Colligue, etc.; los asentamientos en el valle del Chillón, como Los Olivos, Puente Piedra, etc. y los asentamientos situados al norte del valle del Chillón, como Ventanilla, Piedras Gordas, Ancón y futuros desarrollos en las pampas de Ancón. Su población para el año 2025 está estimada en 2 755 000 habitantes y su demanda de agua en 7.5 m³/s, que se proveerían de la siguiente forma:

• Zona Sur.- Incluye La Molina; Manchay; los asentamientos en las laderas de los cerros entre el valle del Rímac y el del Lurín, como Villa María del Triunfo y Nueva Esperanza; la parte sur de Villa Salvador; Raúl Porras Barrenechea; Julio C. Tello; Pachacamac; Lurín; Nuevo Lurín; los nuevos desarrollos urbanos en las pampas de San Bartolo y los balnearios del sur, hasta Santa María y eventualmente Chilca y Pucusana. Su población para el año 2025 está estimada en 2 388 000 habitantes y su demanda de agua en 6.5 m³/s, que se proveerían de la siguiente forma:

• Zona Este.- Incluye toda el área urbana desarrollada en el valle del Rímac, por encima del nivel de La Atarjea, como Vitarte, Huachipa, Santa Clara, Huaycán, Ñaña, Carapongo, Huampaní, Chaclacayo y Chosica. Su población para el año 2025 está estimada en 891 000 habitantes y su demanda de agua en 3.0 m³/s, que se proveerían de la siguiente forma:

Junio 1997