Diseño de un sistema de potabilización de agua para la ONG ANIDAN (Kenia)

El agua es un bien esencial para la vida y su acceso es un derecho humano reconocido por la Comunidad Internacional. El agua potable, es aquella que se puede consumir o usar para preparar alimentos sin que exista un riesgo para la salud. Al margen de estas correctas definiciones, la realidad es distinta para diversas regiones en países subdesarrollados. No tanto por recursos, sino por acceso. El agua como recurso, ya es considerada como un bien escaso en todo el mundo. Es importante la adopción de una educación en torno al uso de la misma.
Una de esas comunidades más vulnerables es la Isla de Lamú, en Kenia, donde desde el año 2002 opera la ONG Anidan para responder a algunos de los verdaderos problemas que afectan a la sociedad, y más en concreto a los niños: orfandad, enfermedades, falta de recursos o de educación. Todo ello, recogido en un poblado donde se reúnen alrededor de 300 personas cada día, teniendo como actividades principales la de un hospital y un orfanato. La Fundación de Ingenieros de ICAI, es la responsable de crear un nexo entre las personas que realizan un proyecto de índole social, y en este caso la ONG.
El problema a resolver en el poblado de Anidan viene dado por la falta de continuidad en el suministro de agua potable por parte de la empresa local de aguas, donde hay épocas en las que se decide cortar el suministro sin algún otro motivo. El plan de acción para poder garantizar este recurso sin depender de un tercero, pasa por la construcción de un sistema para obtener agua subterránea. Se ha calculado una cantidad de 20 m3 al día, tanto de agua potable como no potable.
En primer lugar, es necesario realizar estudios hidrogeológicos y análisis químicos de agua para conocer la cantidad de bolsas subterráneas de las de que se dispone, la recarga tras la extracción, así como los contaminantes existentes en la composición del agua, que tras un largo proceso, será consumida y/o utilizada con fines sanitarios por todas las personas del poblado. El resultado de dichos estudios es positivo; hay agua, se recarga el acuífero a buen ritmo, y, es viable el tratamiento de potabilización.
El flujo que sigue el agua hasta ser consumida contiene las siguientes etapas: extracción, almacenamiento intermedio, potabilización, distribución y almacenamiento final. En primer lugar, para la extracción, la construcción del pozo físico ya se encontraba presente antes de nuestra actuación. Por tanto, lo más importante es el cálculo de la bomba de extracción, ya que es necesario tener en mente el circuito final para que la bomba ofrezca la altura necesaria y no se presenten problemas de cavitación, manteniendo el caudal fijado de Q = 4 m3/h, cuya justificación puede encontrarse en el capítulo 5.
Estando el agua a nivel del suelo, es necesario su tratamiento de potabilización para poder ser consumida. En este punto del sistema, se encuentra el cuello de botella del sistema, ya que para poder potabilizar la cantidad que se extrae por hora, el tamaño de la planta y potencia requerida sería muy elevado. Se ha decido dividir el flujo en circuitos de agua no potable, para labores donde no se necesite que el agua sea de calidad, y , un circuito de agua potable por donde fluirá la cantidad de 5 m3 diarios.
Los 15 m3 que no se potabilizarán, se destinarán directamente mediante la bomba de extracción hasta los depósitos de almacenaje situados en lo alto de los edificios y el huerto. El agua que si se potabilizará, tendrá como primer destino un depósito de almacenamiento intermedio, ya que la potabilizadora opera a un ritmo de Q = 1 m3/h. La potabilización está basada en un sistema de ósmosis inversa, que a su salida se distribuye el agua hasta los depósitos de almacenamiento de los edificios mediante una bomba más pequeña que la de extracción y acorde al cuello de botella.
El consumo de agua se realiza mediante gravedad, estando los depósitos a una altura de 3,5 m. En todo momento se ha buscado la idoneidad para que el sistema sea eficiente y los flujos inteligentes. Consecuencia de ello, los equipos que consumen energía eléctrica están pensados para tener la mínima potencia posible y que los costes de operación no sacrifiquen el funcionamiento del sistema. Los equipos se van a alimentar mediante energía fotovoltaica, para aprovechar otro recurso disponible en la isla como es la energía del sol.

Water is an essential good for life and its access is a human right recognized by the international community. Potable water is water that can be consumed or used to prepare food without risk to health. Apart from these right definitions, the reality is different for various regions in underdeveloped countries. Not so much in terms of resources, but in terms of access. Water as a resource is already considered a scarce commodity throughout the world. It is important to adopt an education on its use.
One of the most vulnerable communities is Lamu Island in Kenya, where the NGO Anidan has been operating since 2002 to address some of the real problems affecting children: orphanhood, disease, lack of resources and education. All this, gathered in a village where around 300 people gather every day, having as main activities a hospital and an orphanage. The ICAI Engineers Foundation is responsible for creating a link between the people who carry out a social project and, in this case, the NGO.
The problem to be solved in the village of Anidan is given by the lack of continuity in the supply of drinking water by the local water company, where there are times when it is decided to cut the supply for no other reason. The action plan to be able to guarantee this resource without depending on a third party, involves the construction of a system to obtain subway water. A quantity of 20 m3 per day has been calculated, both for drinking and non-drinking water.
First of all, it is necessary to carry out hydrogeological studies and chemical analysis of water to know the amount of subway water available, the recharge after extraction, as well as the existing contaminants in the composition of the water, which after a long process, will be consumed and/or used for sanitary purposes by all the people in the village. The result of these studies is positive; there is water, the aquifer is recharged, and the drinking water treatment is feasible.

The flow that water follows until it is consumed contains the following stages: extraction, potabilization, distribution and storage. First of all, for extraction, the construction of the physical well was already present before our action. Therefore, the most important thing is the calculation of the extraction pump, since it is necessary to have in mind the final circuit so that the pump offers the necessary head and no cavitation problems occur, while maintaining the set flow rate of Q = 4 m3/h.
Since the water is at ground level, it is necessary to treat it to make it drinkable. At this point of the system, the bottleneck of the system is found, since in order to be able to purify the amount that is extracted per hour, the size of the plant and consumption of electrical energy would be very high. It has been decided to divide the flow into non-potable water circuits, for jobs where water quality is not required, and a potable water circuit through which the amount of 5 m3 per day will flow.
The 15 m3 that will not be made drinkable will be sent directly by the extraction pump to the storage tanks located on top of the buildings and the orchard. The water that will be purified will be sent to an intermediate storage tank as the first destination, since the purification plant operates at a rate of Q = 1 m3/h. Potabilization is based on a reverse osmosis system, which at its outlet distributes the water to the storage tanks of the buildings by means of a smaller pump than the extraction pump and according to the bottleneck.
Water consumption is by gravity, the tanks being at a height of 3.5 meters. At all times, the system has been designed to be efficient and the flows intelligent. As a result, the equipment that consumes electrical energy is designed to have the minimum possible power so that operating costs do not sacrifice the operation of the system. The equipment will be powered by photovoltaic energy, to take advantage of another resource available on the island, the sun.