El túnel de suministro de agua MetroWest (MWWST) es un acueducto subterráneo avanzado que suministra agua potable a los residentes de gran parte del área metropolitana de Boston . Forma parte del sistema de suministro de agua de la Autoridad de Recursos Hídricos de Massachusetts (MWRA) y entró en funcionamiento en noviembre de 2003. [1]
Este acueducto comienza en la planta de tratamiento de agua John J. Carroll en Marlborough, Massachusetts , y termina en una terminal de MWRA en Weston, Massachusetts . Tiene una longitud de aproximadamente 28,3 km (17,6 millas) y está construido muy por debajo del nivel del suelo, principalmente en lecho de roca. [1] Incluye varios elevadores verticales llamados pozos, revestidos con acero, que se utilizan para hacer conexiones en todo el sistema. Está construido debajo de partes de Marlborough , Southborough , Framingham , Wayland y Weston , Massachusetts, con una intersección en Y a 71,6 m (235 pies) por debajo de las antiguas cabinas de peaje de Massachusetts Turnpike en la Ruta Estatal 128 .
En 1989, la Autoridad de Recursos Hídricos de Massachusetts (MWRA) emitió un contrato de planificación y diseño para una segunda tubería principal de transmisión para proporcionar redundancia al acueducto Hultman . Tal como se concibió originalmente, el proyecto consistía en un túnel combinado con la reconstrucción del acueducto de Sudbury , una construcción del siglo XIX que había sido retirada de servicio en 1978. [2] Durante los estudios de viabilidad, se reconoció que los costos y los problemas de impacto ambiental y comunitario relacionados con la reconstrucción del acueducto de Sudbury a través de un área urbana/suburbana se comparaban desfavorablemente con un túnel de longitud completa en la roca, profundamente debajo de las estructuras e instalaciones existentes. La alineación del túnel generalmente coincide con el acueducto Hultman existente y se construye en servidumbres subterráneas permanentes debajo de varios cientos de propiedades privadas. Se seleccionó el concepto de diseño de túnel de presión de longitud completa, revestido de hormigón no reforzado y la instalación se denominó Túnel de suministro de agua MetroWest.
Después de menos de siete años de servicio, en la mañana del 1 de mayo de 2010, la conexión del túnel con la extensión del túnel de la ciudad falló , vertiendo su capacidad total de 8 millones de galones por hora en el río Charles y obligando a 2 millones de clientes de agua en Boston y comunidades aledañas a hervir su agua antes de beberla. [3] Los suministros de emergencia de lugares como el embalse de Chestnut Hill estaban expuestos al aire y, por lo tanto, eran susceptibles a la contaminación por desechos animales. [4]
Se determinó que el túnel sería redundante con el acueducto Hultman existente al conectar el pozo C en el túnel Cosgrove existente en el oeste con el pozo 5 en el túnel City existente y con el área de la cámara terminal del acueducto Weston en el extremo este. Estos criterios dieron como resultado conexiones terminales en los pozos D, 5A y W, respectivamente, y la definición de la alineación general de la instalación del túnel. Las conexiones principales adicionales a las instalaciones de transmisión existentes de MWRA dieron como resultado el pozo E, el pozo L, el pozo NW y el pozo NE. Las conexiones para servir a los clientes de la comunidad dieron como resultado los cinco pozos de tubería ascendente de diámetro pequeño para suministrar agua a los clientes a lo largo de la alineación del túnel.
El nivel hidráulico de presión del agua (HGL, por sus siglas en inglés) correspondiente a la elevación máxima de la superficie del agua del embalse Wachusett, que alimenta la instalación propuesta por gravedad desde una elevación de desbordamiento de 120,4 m (395 pies de referencia de la ciudad de Boston, BCB, por sus siglas en inglés), fue seleccionado por la MWRA para los criterios de diseño. Se utiliza el HGL, en lugar de los datos de elevación, porque es significativamente más preciso que los datos de elevación. Debido a que 2,31 pies (0,70 m) de elevación se traduce en 1 psi de presión (para el agua), calcular la presión con una precisión de 1 psi requiere datos de elevación con una precisión de aproximadamente 2 pies (0,61 m). Los datos de elevación normales con una precisión de aproximadamente 10 pies (3,0 m) darán como resultado una presión con una precisión de aproximadamente 4 psi.
Se utiliza una HGL de 120,4 m (395 pies) para el diseño del túnel desde el Pozo D hasta el Pozo NW en el embalse de Norumbega, de modo que se pudiera seguir almacenando agua para su distribución al área de Boston. La parte restante aguas abajo de la instalación MWWST, desde el Pozo NE hasta el Pozo 5A y el Pozo W, está diseñada para una HGL de 88,4 m (290 pies BCB). La presión transitoria de diseño se determinó mediante un análisis hidráulico del futuro sistema de transmisión general, que incluyó la consideración de las características de los mecanismos de control, por ejemplo, los tiempos de cierre de las válvulas principales o los cambios de tipo catastrófico en el caudal. La presión transitoria de diseño resultante para la instalación MWWST es de 15,2 m (50 pies) de aumento de carga, o aproximadamente 137,9 kPa (20 psi). Esta presión transitoria se utiliza para el diseño de los componentes del sistema de revestimiento impermeable, es decir, revestimientos de acero localizados en los pozos y túneles.
El caudal de diseño utilizado en el análisis hidráulico de la instalación de MWWST fue de 1,893 millones de m3 ( 500 millones de galones estadounidenses) por día. Además de cumplir con los requisitos hidráulicos fundamentales de la operación, como las capacidades de caudal y las características hidráulicas operativas, es necesario identificar e incorporar en el diseño disposiciones importantes adicionales de operaciones y mantenimiento, incluidas disposiciones para el reingreso futuro a los túneles y el vaciado de agua asociado y el acceso futuro seguro para los trabajadores y algunos equipos esenciales. Para los conductos del túnel de MWWST, todas las velocidades de flujo proyectadas son inferiores a 3 m (10 pies) por segundo y, por lo tanto, aceptables para todos los tipos de sistemas de revestimiento previstos.
El diámetro interior seleccionado del conducto del túnel MWWST es de 4,3 m (14 pies) desde el pozo D hasta el embalse Norumbega y de 3,7 m (12 pies) para el resto hasta el pozo 5A y el pozo W. Los conductos del pozo varían de 3,7 m (12 pies) a 2,4 m (8 pies), según la ubicación, la medición, los requisitos hidráulicos y de acceso futuro. Hay cinco pozos de elevación comunitarios de diámetro pequeño de 0,51 m (30 pulgadas).
El diseño incorpora consideraciones para el llenado y vaciado de agua (por ejemplo, válvulas de liberación de aire/vacío, procedimientos de llenado/vaciado de agua y requisitos para el bombeo), así como la necesidad y los medios para medir los flujos durante la operación. Las adaptaciones para inspeccionar y mantener el túnel son el acceso a través de los conductos del pozo mediante el tamaño adecuado de las bocas de acceso y las trampillas de acceso, pendientes invertidas (el túnel generalmente debe inclinarse hacia los pozos de acceso) y la ubicación de los dispositivos de medición en lugares accesibles.