captaciones subterraneas

7/16/2019 Captaciones subterraneas

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GRUPO 3

Katherine MendozaPriscila Obaco

Juan Pablo Paladines

Alexis López

Rubén NúñezLuis Paladines

Pedro José Ríos



DEFINICIÓN

Captación subterránea

“Una captación de agua subterránea es toda

aquella obra destinada a obtener un ciertovolumen de agua de una formación acuíferaconcreta, para satisfacer una determinada

demanda”



TIPOS DE CAPTACIONES

Captaciones horizontales

Captaciones verticales

Pozos abiertos o excavados

Pozos perforados o sondeos

Pozos radiales

Galerías filtrantes

Zanjas de drenaje



Pozo vertical Pozo excavado o abierto

Sondeo o

perforación




Las galerías filtrantes son túneles de sección reducida y ligera pendienteascendente que se internan en el interior de una montaña en busca depuntos inferiores al nivel freático que permitan un cierto caudal de aguade procedencia subterránea. La ejecución de estas galerías es muycostosa por lo que su empleo ha quedado reducido a casos muy

concretos. Las galerías filtrantes tienen su origen en los denominadoskanats que se desarrollaron hace 2700 años en América, Persia, Pakistán,Egipto. etc. Los kanats están constituidos por una galería conectada apozos de ventilación cada 50 - 100 m hasta encontrar un punto donde

aflora el agua que era conducirla por la propia galería hacia el exterior.Algunos kanats tienen casi 50 Km. de longitud y alcanzan una profundidadde hasta 120 m.

Captaciones horizontales




Algeria Libia

China Irán



Zanjas de drenaje

En materiales no consolidados, cuando el nivel freático es poco

profundo, la captación del agua subterránea puede hacersemediante zanjas que son simplemente excavaciones lineales quellegan hasta el nivel de saturación. El agua se puede evacuar porgravedad si el terreno tiene suficiente pendiente o por bombeo dela propia zanja.

Zanja de drenaje



Captaciones verticales

Bajo la denominación de pozos verticales pueden entenderseaquellos que se proyectan y construyen para obtener agua,por penetración vertical de la obra de captación en una capaacuífera, pudiendo disponer o no, de obras horizontales quefaciliten la entrada de agua en el pozo. La extracción del aguaen ellos se realiza, en general, por medio de bombas,

movidas por motores eléctricos.La profundidad que deba ser alcanzada por un pozo verticalvendrá definida fundamentalmente por las características dela formación a explotar; la profundidad a prever en un pozovertical esta condicionada por los datos obtenidos en:sondeos mecánicos, investigaciones geofísicas o en pozosanteriores. Un pozo vertical puede ser: perforado, excavado oradial.




Un pozo excavado se caracteriza, en general, por su gran diámetro (>1,50 metros) y por

el hecho de que en su construcción la mecanización es escasa o nula. La excavación depozos a mano fue el único sistema de construcción en tiempos pasados y sigue aúnutilizándose en aquellos lugares donde aún no ha llegado o no es posible lamecanización. Este tipo de pozo suele penetrar tan sólo ligeramente en la capaacuífera, debido a su carestía y gran diámetro.

MÉTODOS MÁS EMPLEADOS: “a pico y pala”, si bien pueden usarse explosivos,extracción con torno eléctrico u otro sistema mecanizado.

PROBLEMAS BÁSICOS: el achique del agua y la seguridad del personal debido alsifonamiento del fondo y desprendimientos.

CONSTRUCCIÓN: no suele usarse rejilla, sino que la entrada del agua es a través de

aberturas en el revestimiento (ladrillos u hormigón, juntas abiertas, etc.) y así los tiposde pozos excavados pueden ser: pozos de bomba sumergida, de bomba superior alnivel de agua, con cámara estanca para el alojamiento de bombas y para construcciónde drenes radiales.



Los pozos excavados, pese a su carestía pueden ser una solución aceptable en lossiguientes casos:

En rocas débilmente fisuradas. En acuíferos poco permeablesEn acuíferos de muy poco espesorCuando en el interior del pozo debe instalarse maquinaria o han de realizarsetrabajos que requieran intervención humana. En los casos en los que se han de perforar drenes horizontales en el interior delpozo (pozos radiales).En los lugares y circunstancias en los que resulte más económico que un pozoperforado.




Constan de dos partes fundamentales: Un pozo vertical con pared de concreto reforzado y fondo de concreto en masa dediámetro comprendido entre 1,6 y 6,00 m.

Un conjunto de drenes horizontales, situados en uno o más niveles y conectadoscon el pozo vertical, en el que desaguan a través de válvulas de compuerta.

En comparación con los pozos verticales, los descensos dinámicos en los pozosradiales son notablemente inferiores. Esto hace que sean recomendables de modoespecial cuando se quieren extraer grandes caudales y/o cuando el acuífero saturado

presenta un espesor pequeño. Sin embargo, el coste de un pozo radial es elevado,por lo que suele aceptarse que solamente son económicamente viables a partir deapreciables caudales de bombeo.

Pozos radiales o de

drenes horizontales



Pozos radiales o de

drenes horizontales



Pozos perforados o sondeos

Se caracterizan por la mecanización casi completa desu perforación. Son de diámetros relativamentereducidos (40 - 80 cm., frecuentemente). El método deperforación será función, en general de la profundidada alcanzar, el diámetro necesario y la naturaleza del

terreno. De este tipo de pozo tratará el resto de lapresentación más adelante.

Á



PARÁMETROS PARACONSTRUIR POZOS

VERTICALES Profundidad

Método de perforación

Entubado y cementación

Diámetro de entubado y perforación

Filtro (o rejilla) y relleno de grava (engravado)

Limpieza y Desarrollo

Corrosión e incrustación Protección sanitaria

Abandono de pozos



Profundidad

Está definida por las características de laformación a explotar.

• En un acuífero libre se debe considerar si hayinterés de llegar a la capa impermeable (pozocompleto) o atravesar el acuífero parcialmente(pozo incompleto)

• En el caso de un acuífero confinado seaconseja su penetración completa



Método de perforación

Perforación a percusión

Perforación a rotación con circulación directa

Perforación a rotación con circulación inversa

Tricono



Entubado y cementación

El entubado se usa en la perforación a percusión en terrenos incoherentes, pero en laperforación a rotación se usan lodos de perforación para evitar los entubadosprovisionales.

El entubado definitivo de un pozo tiene como fin:

• Sostener las paredes de la perforación

• Constituir la conducción hidráulica que permite explotar al acuífero

La entubación de un pozo puede ser:

• Toda de un único diámetro

• De diámetros distintos, escalonados o en orden que decrece con el aumento de laprofundidad (entubaciones telescópicas)

Un entubado conlleva su correspondiente cementación. Esta tiene por objeto unir latubería de revestimiento con la pared del pozo para evitar que:

• Las aguas superficiales contaminen a las profundas

• Evitar conexiones entre los acuíferos

• Aumentar la resistencia del entubado



Acople de una cañería con

extremos roscados

Cementación mediante

inmersión de la tubería

Cementación mediante

tubería de inyección



Diámetro de entubado y perforación

Diámetro de entubado

En general, el entubado, se descompone en 2 tramos:• Donde entra el agua desde la capa acuífera

• Y el que enlaza el anterior con la superficie del terreno

Este último también alberga a la bomba de extracción, excepto en las aguas surgentes yentonces se distinguen otros dos tramos:

• Desde el exterior hasta la bomba

• Y desde la bomba hasta la entrada del agua al pozo

El caudal de extracción previsto en el pozo condiciona el diámetro de la tubería derevestimiento y de la bomba.

Diámetro de la perforación

El diámetro de la tubería será el que condicione el diámetro de la perforación del pozo.



Filtro y relleno de grava

La parte esencial de un pozo es la zona de admisión de

agua. Esta zona no se entuba pero suele colocarse un

revestimiento en ella al que se llama REJILLA O FILTRO. Elfiltro es un caño o tubo con orificios, a través de los

cuales, ingresa el agua contenida en un acuífero. En

formaciones acuíferas no consolidadas o poco

consolidadas hace falta colocar una rejilla para retener los

materiales sueltos, permitiendo que el agua entre al pozo

sin pérdida de carga e impedir el paso de material finodurante el bombeo. Una rejilla bien colocada es aquella

que permita el pasaje de agua limpia de sólidos al pozo.

TIPOS DE FILTRO:

• Ranurados: uno de los más usados es el de tipo persiana.

• Agujereados

a- Cañería

ranurada con soplete.

b- Filtro tipo

persiana

a

b



Filtro y relleno de grava

En algunos casos, es necesario colocar un

RELLENO DE GRAVA entre el filtro y la pared

del terreno perforado, para el correctofuncionamiento del pozo. Estos rellenos se

usan en caso de:

• Acuíferos de arenas finas y uniformes

• Formaciones muy estratificadas con

alternancia de materiales finos, gruesos ymedios

• Aguas muy incrustantes, etc

Características de una grava adecuada: bienredondeada y uniforme, sin clastos

calcáreos, menos del 2% de mica, con clastossilíceos y sin hierro ni arcilla. Filtro

GravaGrava




La limpieza y el desarrollo tienen por objeto corregir los daños y obstrucciones que se pudieron

haber ocasionado en la formación acuífera durante la perforación.LIMPIEZA: consiste en extraer los materiales ingresados a la perforacióndurante su ejecución, como los finos incorporados a la inyección al atravesarestratos limosos y/o arcillosos, o aquellos agregados artificialmente como labentonita. Los finos pueden eliminarse mediante la circulación con agua limpia, luego delentubado y engravado, o también mediante bombeo, con equipos provisorios, que posteriormente

serán reemplazados por la bomba definitiva. Los tamaños medianos (arena) suelen extraersecuchareando.DESARROLLO: consiste en extraer los granos finos (limo y arcilla) y losmedianos (arena fina), emplazados en el prefiltro de grava y en la formación productiva vecina almismo. Para ello es necesario generar un flujo de direcciones contrarias; o sea hacia fuera del filtropara facilitar la movilización de las partículas y luego hacia adentro, para que sean arrastradas alinterior del pozo y puedan ser extraídas.




Los métodos más empleados para el desarrolloson:

• Chorro de alta velocidad o jet

• Pistoneo

• Inyección de aire

• Bombeo



Incrustación

Incrustación es la deposición de materiales extraños, más o menos adherentes, endiversas partes de las captaciones de agua, bien en el filtro, bien en el propio acuífero.

La presencia de incrustaciones generalmente se asocia a un descenso de los caudalesespecíficos (caudal por metro de descenso del nivel de agua). Las incrustaciones pueden

afectar a:-La zona filtrante de los pozos. Como consecuencia producen una reducción de lasuperficie efectiva de entrada de agua.- El propio acuífero. Rellenan sus poros y disminuyen su permeabilidad.

- Tuberías. Disminuyen la sección. Si se producen sobre la propia pared del pozo, enprincipio no afectan a la explotación del mismo (pueden molestar o impedir el montaje ydesmontaje de la bomba), pero si lo hacen en la tubería de impulsión, aumentan laspérdidas de carga del bombeo.

-http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Anejos/Corrosion_Incrustaciones/Indice_Corrosion.htm

http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Anejos/Corrosion_Incrustaciones/Indice_Corrosion.htm














Incrustación

Tipo de incrustaciones

• Precipitación de carbonatos: generalmente, su origen se asocia a una pérdida deanhídrido carbónico por el agua.

• Incrustación por óxidos e hidróxidos de hierro, magnesio y manganeso.

• Yeso: en el caso de aguas muy sulfatadas. En especial en tuberías de refrigeración

• Sílice: tampoco es muy frecuente. Aparece incrustada en otras incrustaciones y no esde precipitación química



DesincrustaciónSe debe proceder a desincrustar un pozo cuando se note una disminución clara en loscaudales específicos. No conviene dejar que la incrustación progrese mucho, ya que

pueden aumentar considerablemente los problemas a la hora de proceder a sueliminación, e incluso llegar a hacerla inefectiva.

• ACIDIFICACIÓN: el tratamiento con ácido se utiliza para incrustaciones carbonatadas.Entre los diversos ácidos, el más usado es el ácido clorhídrico

• CLORACIÓN: Consiste en añadir cloro activo al agua de los pozos, bien en forma de gasdisuelto previamente disuelto en el agua o directamente. Mientras que los ácidosmatan las bacterias, pero no eliminan correctamente el limo orgánico asociado,mientras que el cloro activo oxida esos limos destruyéndolos. Lo más frecuentes esutilizar hipoclorito sódico en estado puro o disuelto en agua, aunque también seemplea dióxido de cloro.

• POLIFOSFATOS: Los polifosfatos son agentes tensoactivos similares a los detergentes,pero no espumantes. Su acción es la de dispersar las aglomeraciones de partículas, simedia simultáneamente una fuerte agitación.



Corrosión

Es un conjunto de fenómenos que conducen a una destrucción de la superficie del material

corroído por su disgregación o puesta en solución. La corrosión en los pozos puedeacarrear su destrucción prematura o, al menos, al paro más o menos prolongado, parareponer las partes corroídas.

Causas de corrosión:En los pozos la mayoría de los procesos de corrosión se deben afenómenos electrolíticos, siendo esencial el modo de contacto del agua con los metales.No obstante, aparte de la corrosión electroquímica, pueden darse fenómenos de corrosión

bacteriana, corrosión química general y corrosión selectiva.

Las acciones a tomar son de dos tipos:• control de los agentes corrosivos• selección de materiales o recubrimientos

resistentes a la corrosión



Protección sanitaria

En su estado natural, el agua subterránea es normalmente de buena calidad biológica.

Cuando el agua obtenida de un pozo está contaminada biológicamente seguro ha sido porcausas de negligencias humanas. Por eso es preciso seleccionar con cuidado el lugar deemplazamiento del pozo poniendo atención a la posible existencia de fosas sépticas,corrales, desagües, etc. También durante la construcción del pozo es aconsejable tomarmedidas de protección.Al finalizar la construcción se procede a desinfección con una solución concentrada de cloro,

disolviendo en el agua hipoclorito cálcico o sódico o Cl gaseoso.Luego de eliminado el cloro mediante bombeo (se bombea hasta que el agua no tenga olora cloro), se toma una muestra en un frasco de vidrio esterilizado de 200 cm3, con boca ytapa esmeriladas, que se llena para que no contenga aire, se lo rotula, se lo coloca en unaconservadora con hielo y, antes delas 24 horas, se lo lleva al laboratorio para su análisis bacteriológico.



Abandono de pozos

La reglamentación define que un pozo abandonado es aquel cuyo uso ha sidopermanentemente descontinuado o que está en un estado irreparable tal que no puede serutilizado para los propósitos a que fue destinado ni para propósitos de observación. Previo aque un pozo de inyección subterránea sea abandonado, es necesario tomar una serie demedidas. Una de esas medidas es la obturación del Pozo. La obturación del pozo es la accióno proceso de detener el flujo de agua, petróleo o gas hacia dentro o hacia fuera de unaformación, a través de un orificio perforado o una instalación de inyección subterránea que

penetre esa formación.La obturación y abandono de pozos de inyección de una manera adecuada es esencial paraproteger las fuentes subterráneas de agua potable. Un pozo mal obturado puede permitir elflujo de contaminantes hacia esas fuentes de agua potable, con las consecuencias adversascorrespondientes. Es por esta razón que el inspector de pozos de inyección debe estarfamiliarizado con los reglamentos que rigen la obturación y abandono de pozos así como con

las tecnologías envueltas en ese proceso de obturación.El proceso de abandono de un pozo tiene dos fases: (1) preparación del pozo; (2)obturación del pozo.



Desarrollo hidrogeología



DESARROLLO HIDROGEOLOGÍA

Información básica:

Datos hidrometeorológicos

Fotogrametría, topografía y cartografíabásica

Mapas geológicos

Datos sobre puntos de aguaDatos sobre posibles fuentes decontaminación de los acuíferos.

Norma-Ecuador_1_EXIOS



Criterios de diseño paracaptaciones de aguas

subterráneas Criterios generales:

• Con el objeto de mantener el nivel del empaque de grava o del rellenoestabilizante, se dejará una tubería de 50 mm de diámetro, colocada por afuera

del revestimiento del pozo, que vaya desde el borde superior o brocal, hasta elnivel donde se encuentran dichos materiales.

• Los equipos de bombeo que se instalen en el pozo, deben asegurar unasumergencia mínima de 1 m con respecto al nivel de bombeo. El dispositivo desucción de la bomba no deberá ubicarse frente a las secciones de rejilla.

• El diseño debe prever la instalación de sistemas de medición de niveles de aguaen el interior del pozo, manómetros en la línea de descarga y un dispositivo demedición de caudales.


r er os e se o para



• La tubería de revestimiento debe sobresalir, por lo menos, 0,5 m por encima del piso de la caseta de bombeo, el cual debe ubicarse en un nivelsuperior al del terreno natural y al de la máxima inundación registrada.

• Cualquier respiradero o salida para mangueras o cables, debe prolongarse0,6 m sobre el piso de la caseta. El cruce de estos elementos por el brocaldel pozo debe ser hermético.

• Los extremos abiertos de las tuberías deben ser protegidos, para evitar laentrada de cuerpos extraños, polvo o animales.

•

Cuando se instale el equipo de bombeo, directamente sobre la tubería derevestimiento, debe asegurarse un ajuste hermético entre dichoselementos. Igual situación se debe prever cuando la bomba no estádirectamente sobre la boca del pozo, utilizando sellos herméticos deexpansión.

r er os e se o paracaptaciones de aguas

subterráneas




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