CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRANÉAS

CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

PRUEBA DE BOMBEO

Caudal Variable.

Caudal Constante

PERFORACIÓN POR ROTACIÓN

• Medir el caudal.

• Determinar cómo evoluciona el abatimiento dentro del pozo con el tiempo de bombeo a través de una curva abatimiento-tiempo.

• Examinar el agua para ver si arrastra sedimentos o presenta turbidez.

• Realizar análisis del agua.

• Verificar el funcionamiento del equipo de bombeo empleado.

• Consiste en un trepano que va avanzando animado de un movimiento de rotación generado por la columna de perforar, esta es a su vez hueca y por ella se inserta el lodo de perforación.
• Su ventaja principal es su velocidad de avance. Como el lodo recubre la pared del pozo contribuye a su estabilización.
• En rocas muy duras se emplean trépanos especiales trituradores denominados triconos.

SELLO SANITARIO

MAQUINAS PERFORADORAS

Conjunto de instalaciones en la superficie del terreno de la obra de captación.

Se considera una válvula de regulación y de presión, codos, manómetro , caudalimétro, y grifo.

Forman parte del sello sanitario las obras de protección de los elementos.

• Deben tener portes adecuados, diseñados para la perforación y en buen estado de uso y mantenimiento.
• Contar con diferentes herramientas como: barras, trépanos, bombas centrífugas y de pistón, compresores.
• El trabajo del perforador dependerá de su capacitación, pero sobre todo de su experiencia.
• Los equipos perforadores se colocan sobre un camión.
• Durante la construcción del pozo se debe asegurar la verticalidad del pozo.

PERFORACIÓN POR PERCUSIÓN

Al construir una captación subterránea deberán preverse las obras de abastecimiento de energía, los sistemas de comendo y protección de los motores eléctricos que por lo general se ubican en tableros cercanos al sello sanitario. Debe considerarse el cercado de las instalaciones y su respectiva señalización.

DISEÑO DE POZOS DE AGUA

• Se utiliza un trepano que prende de vástagos gruesos como herramientas.
• Por su interior se inyecta agua que arrastra los detritus, formando lodo de inyección.
• La tubería penetra pos su propio peso, consolidando las paredes del pozo y aislando las capas superiores que no se desea captar.
• Se adapta mejor a la perforación de rocas consolidadas
• Su velocidad de avance es mucho menor al método rotativo.
• No es recomendable cuando se perforará arcillas.

TUBERÍAS

• Debe soportar el empuje del terreno, asegurar la estanquidad y ser resistente a los mecanismos de corrosión electroquímica y galvánica.
• Suelen utilizarse tubos de PVC, pos sus ventajas ante las condiciones ambientales.
• También es conveniente la utilización de tubos galvanizados, debido a que son mejores para alojar la bomba, no tienen contacto con el terreno y por el tipo de revestimiento no desprende óxido de hierro que pueda incorporarse al agua bombeada.

ENTUBADO, ADEME O ENCAMISADO

• En casos de que exista otro acuífero que tenga agua no apta para el consumo este acuífero.
• Estratos del terreno superiores al acuífero que sean inestables.
• Debe poseer un diámetro suficiente para poder ingresar la bomba, sus accesorios y los filtros a utilizarse.

HERRAMIENTAS USADAS EN LA PERFORACIÓN

Filtro Simplemente

Ranurado

FILTROS

• Existencia de un acuífero.
• Parámetros hidráulicos del acuífero.
• Dimensiones del pozo.
• Filtros.
• Ademe o camisa.
• Existencia de reglamentos.
• Disponibilidad de materiales y bombas sumergibles en el mercado.

Se utiliza solo en zonas con formaciones acuíferas constituidas por gravas o con prefiltros de grava. Resultan vulnerables a la colmatación debido a su gran espesor y ranuras de ancho constante. Su mayor ventaja reside en la ausencia total de corrosión y su resistencia a agentes dispersantes.

Rejilla de Malla

Tienen nervios recrecidos, aberturas por las cuales el agua entra en dirección tangencial a la directriz del tubo, se emplea para captaciones de caudales medianos o grandes, presenta gran robustez y son fabricados con diferentes tipos de aberturas regulares.

Son metálicas y pueden ser metálicas de cobre estañado, bronce, acero inoxidable o materiales plásticos colocados sobre tubos de acero galvanizado o negros. Se utilizan en captaciones pequeñas dado que son económicos y retienen con facilidad las arenas finas, simples de instalar y no requieres de prefiltro de grava. Se colmatan fácilmente y son muy vulnerables a la incrustación.

Filtro de Persiana

• Su función es contener el material que conforma el acuífero o en algunos casos la grava que sirve de pre filtro.
• La superficie filtrante debe presentar una conformación tal que permita el paso de agua con la menor perdida de carga posible y que no se obstruya fácilmente. Su longitud será igual al 20% de prodidad total del pozo.
• Puede obstruirse de dos formas: por colmatación o por incrustación.

Filtro Pre-empacado

Posee un revestimiento de ebonita o material plástico sobre el acero ranurado y un empaque de grava aglomerada con un adhesivo especial. No requiere la construcción de prefiltro y es apto para aguas agresivas.

Fabricado con un alambre de metal de sección triangular enrollado helicoidalmente sobre varillas longitudinales paralelas. Posee mayor área abierta por metro longitudinal y es el de mejor comportamiento frente a la colmatación debido al perfil triangular del alambre.

Filtro con Ranura Continua

• Aguas poco agresivas. Base de acero, con resina artificial y anillo de arena gruesa de 0,7 - 1,2 mm.
• Aguas agresivas. Recubierto con goma y anillo de arena de 2 - 3 mm.

• Herramientas de percusión: Trepano pensilvánico, cuchara, tijera.

• Herramientas de rotación: Trépanos, tricono, cabezal de inyección, martillo de fondo o roto percutor.

• Lodos de perforación: La viscosidad es la característica más importante. Aditivos y control del pH que se encuentre en un rango entre 7 y 9,5, para evitar floculación de arcillas.

LODO DE INYECCIÓN

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS SIGNIFICATIVOS

PROFUNDIDAD TOTAL DEL POZO

Depende del perfil litológico del terreno, el cual es un corte del terreno que permite la identificación de los diferentes estratos del lugar de emplazamiento. La profundidad suele determinarse en base a donde se encuentre el acuífero y su estrato confinante inferior, en ocasiones es conveniente que el pozo no llegue hasta este estrato inferior.

• Traer a la superficie los detritus o fragmentos de suelo cortados por el trépano.

• Estabilizar las paredes del pozo, para evitar que se derrumben o socaven.

• Evitar las fugas de inyección por las paredes del pozo.

• Enfriar el trépano evacuando el calor generado por la fricción.

• Limpiar el trépano manteniendo sus superficies cortantes en contacto con el terreno.

El fluido debe poseer viscosidad adecuada ya que esta influye en la capacidad de arrastre y velocidad, queda definida por la capacidad de la bomba de inyección.

La viscosidad puede ser aumentada agregando arcilla común o bentonita.

• Se recomienda la construcción de un pozo piloto.
• Conocimiento de las condiciones hidrogeológicas
• Cercanía o interferencia con otras captaciones, determinadas mediante el cono de abatimiento.
• Presencia de fuentes cercanas de contaminación.

El área donde se emplazará el pozo debe tener en cuenta el espacio necesario para desarrollar obras complementarias: sello sanitario, obra de toma de energía eléctrica, equipos de bombeo.

PERFORACIÓN DE POZO

Cono de Depresión

EQUIPOS DE BOMBEO

BOMBA DE EMBOLO O PISTÓN

BOMBA CENTRÍFUGA

ACUÍFERO

Es una bomba de desplazamiento positivo, el pistón se mueve dentro de un cilindro que se instala dentro del pozo y preferentemente debajo del nivel dinámico de bombeo. Posee un sistema de válvulas automáticas.

La ventaja de este sistema se encuentra en la altura manométrica que puede alcanzar con poco tamaño en el diámetro del pistón.

Bajo caudal y su costo de mantenimiento.

Consta de un rotor con álabes entre los cuales se produce una transferencia de energía del rotor al fluido. Este tipo de bomba se utiliza junto a bombas de cuerpos sumergidos en la extracción de agua en pozos. Son bombas de costo elevado y sujetas a desgastes, estando en la superficie puede ser fácilmente reemplazado o reparado.

Estudio Hidrogeológico

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

BOMBAS CON MOTOR SUMERGIDO

Son las de mayor empleo en el bombeo de pozos ya que son confiables y duraderos, en los últimos años se redujeron sus costos y pueden ser instalados con facilidad dentro de la tubería. Tiene ciertas ventajas como su elevado rendimiento, elimina los problemas derivados del descenso de agua y la ausencia de cavitación.

ESTUDIOS GEOLÓGICOS

Deben considerarse factores importantes para la elección de la bomba como el caudal, la altura manométrica que expresa la energía total que debe entregar la bomba, la potencia de la bomba y su capacidad de aspiración.

• Nivel estático.
• Porosidad Eficaz.
• Principio de Bernoulli.

Consiste en evaluar las características geológicas del subsuelo, la finalidad específica del estudio consiste en determinar las posibilidades de explotación de agua del subsuelo, por medio de la perforación de un pozo profundo, localizando el mejor sitio para llevar a cabo la perforación.

El cono de depresión se establece cuando se extrae agua de una captación subterránea.

El cono de abatimiento depende de la transmisividad y al coeficiente de almacenamiento del acuífero.

Es una formación geológica de la cual se puede extraer agua subterránea de manera económica, tiene la función de almacenar agua como depósito. Se recarga y alimenta a partir de las aguas de precipitación que escurren superficialmente y se infiltran en el terreno.

Captar aguas subterráneas puede ser una opción viable, debe contarse con una metodología, acompañada de técnica y tecnología para poder realizar una explotación de manera óptima.

Deben determinarse los posibles acuíferos que serán utilizados como fuente, nos permitirá elegir la zona donde se realizará la perforación.

Debe contarse con la maquinaria, herramientas, materiales e insumos necesarios para la perforación. Los estudios litográficos serán utilizados en el diseño de filtros. Debe seleccionarse la bomba sumergible.

Es importante realizar una prueba de bombeo. Es necesario la protección de la captación.

Sondeo Eléctrico Vertical S.E.V.

Consiste en la utilización de sonda con la cual obtenemos valores a mayor profundidad, siendo posible obtener datos a más de 200 metros. El objetivo de este estudio es delimitar capas del subsuelo obteniendo sus espesores y resistividades. Permite identificar el tipo de roca de acuerdo a su resistividad.

Procedimiento.

PISTONEO

• Escoger un punto central entre los cuales se colocarán a ambos lados los electrodos.

• Ubicar el Equipo SEV en el punto central junto con sus cables respectivos.

• Conectar el amperímetro en serie y el voltaje en paralelo a los cables de corriente y de potencial.

• Enterrar los electrodos en la distancia medida a partir del punto central. Tratar de que los electrodos y el centro queden alineados.

• Realizar las correctas conexiones entre los electrodos, el potenciador y cerrar el circuito en serie conectando el equipo SEV.

• Conectar los voltímetros en paralelo. Prender todos los equipos y esperar a que tanto como el amperímetro comiencen a realizar las mediciones.

• Realizar mediciones en ambos sentidos del switch, ciclo directo e indirecto.

• Apagar el equipo, moverse una cierta distancia calculada y realizar el mismo proceso de medición. Repetir el método tantas veces como el terreno se lo permita.

• Guardar el equipo.

DESARROLLO Y TERMINACIÓN DE POZOS

TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA MULTI-ELECTRODO

Se hace bajar una barra con el pistón hasta unos 3-5 m por debajo del nivel estático.

Debe realizarse de forma suave y progresiva

A medida que progresa el trabajo se puede aumentar la velocidad.

La operación de pistoneo generalmente se da por concluida cuando después de una hora de pistoneo la cantidad de arena recogida sea despreciable.

Equipo Requerido

• El desarrollo busca estableces una capa de gran permeabilidad alrededor del filtro utilizando granos gruesos.
• Es necesario también eliminar el lodo de inyección.
• Debe desinfectarse el pozo utilizando una solución de cloro.

COMPRESORADO

Unidad principal S.E.V.

Cuatro electrodos de acero inoxidable.

Cuatro electrodos de cobre.

Dos electrodos impolarizables.

Dos carretes de cables de 50 metros de hilo.

Dos carretes con cables de 750 metros de hilo

Pinzas.

Cinta métrica.

Formato de registro de datos del SEV con arreglo Schlumberger.

Consiste en alternar fases de bombeo mediante "air lift" con inyección brusca de aire, puede ser un proceso rápido y eficaz. Se requiere disponer de un considerable equipo que debe constar de:

• Compresor de aire de tamaño adecuado. Debe contar con una presión mínima de 7 kg/cm2.

• Tubo de agua y tubo de aire.

• Manguera flexible de aire a alta presión.

• Accesorios.

El desarrollo se basa en el principio de combinar la oleada y el bombeo. Se produce un fuerte oleaje soltando repentinamente grandes volúmenes de aire en el pozo y el bombeo se efectúa por elevación normal del agua mediante aire comprimido.

El método de tomografía eléctrica es un proceso de adquisición de datos totalmente automatizado. Esto nos permitirá poder realizar un gran número de medidas, tanto en profundidad como lateralmente, en un breve espacio de tiempo, obteniendo modelos en dos dimensiones de gran resolución. El empleo de técnicas numéricas nos permitirá poder procesar eficazmente todo este gran volumen de información.

RESULTADOS

PROSPECCIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

EXPLOTACIÓN DEL ACUÍFERO

UNIDAD DE EXPLOTACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS