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  • METODOS PARA ENSAYOS POR BOMBEO

    HIDROGEOLOGIA

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

    ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA

    ALUMNO: CISNEROS LOZADA, F.

    DOCENTE: RAMIREZ CHACON, W.

  • 1. INTRODUCCIN. 1.1. Importancia. El conocimiento del flujo del agua en el suelo, era un gran problema al momento de realizar obras de ingeniera u otros trabajos o actividades que involucren la necesidad de este elemento. Sin embargo los trabajos que se realizan en este campo han tenido grandes avances y se han desarrollado mtodos que permiten conocer todas las variables necesarias para realizar trabajos con el agua subterrnea, la cual es una fuente que debe ser aprovechada por el hombre para sus actividades y ms an en los ltimos aos, donde se est las grandes masas estn disminuyendo y la poblacin aumentando. El ensayo por bombeo, nos va a permitir conocer las propiedades del acufero, sin embargo los resultados que se obtengan dependern de la aplicacin correcta de los mtodos matemticos. 1.2. Justificacin. La necesidad de conocer las caractersticas hidrulicas del acufero, llevaron a la humanidad a establecer mtodos convenientes de acuerdo al tipo de acufero, Con el uso de mtodos se logra conocer los problemas relacionados con el flujo de agua subterrnea, sin embargo an con los mtodos desarrollados existe la incertidumbre de cun confiables pueden ser, debido a que estos mtodos se basan en supuestos, es decir que para emplear un determinado mtodo es necesario establecer previamente condiciones para que el mtodo se pueda desarrollar siendo as existirn casos en los que el mtodo a desarrollar no ser el apropiado para un determinado rango de variables. Es necesario conocer lo mejor posible las caractersticas del acufero a evaluar para as determinar si estn dentro de las condiciones y supuestos del mtodo a emplear. 1.3. Objetivos. * Conocer los mtodos existentes para realizar evaluaciones en un acufero, de acuerdo a sus caractersticas. * Desarrollar los mtodos de un ensayo por bombeo. * Analizar y evaluar los datos de un ensayo por bombeo.

  • 2. FUNDAMENTO TERICO. 2.1. Acufero. C. Espinoza (1), menciona que: Un acufero (latn aqua = agua y ferro = llevar) es una unidad geolgica que puede almacenar y transmitir agua a tasas suficientes para satisfacer la extraccin desde un pozo de bombeo. scar Reckman (2), manifiesta que: El suelo que se encuentra en la zona radicular es utilizado como un depsito para almacenar agua entre riegos, la que queda disponible para uso de las plantas. Anlogamente, un acufero es un almacn geolgico a mayor profundidad, en el que se deposita el agua que puede ser bombeada posteriormente. En el primer caso el agua forma parte de un suelo que no est saturado, mientras que en el segundo, los acuferos se encuentran saturados o muy cerca de saturacin. 2.2. Tipos de Acuferos. Diosdado Prez franco, Jorge de los Santos, (3), manifiestan que: De acuerdo con el grado de confinamiento de las aguas que contienen, los acuferos pueden clasificarse en cuatro tipos: a) Acuferos libres, freticos o no confinados. b) Acuferos confinados o artesianos c) Acuferos semiconfinados (leaky aquifers) d) Acuferos semilibres.

    Figura 1. Tipos de Acuferos

  • Los acuferos libres son aquellos en que el agua subterrnea presenta una superficie libre, sujeta a la presin atmosfrica, como lmite superior de la zona de saturacin. Esta superficie libre se conoce como superficie fretica y el nivel a que ella se eleva, respecto a otro de referencia, nivel fretico. Est formado en general por un estrato permeable parcialmente saturado de agua que yace sobre otro estrato impermeable o relativamente impermeable. En la mayora de los casos existe solamente un nivel fretico, pero en algunos casos, a causa de la presencia de acuicierres o acuitardos de pequeas dimensiones relativas, pueden existir acuferos que se denominan acuferos colgados con niveles freticos adicionales.

    Figura 2. Acufero Libre.

    Los acuferos confinados o artesianos son formaciones geolgicas permeables, completamente saturadas de agua, confinadas entre dos capas o estratos impermeables o prcticamente impermeables (una inferior y otra superior). En estos acuferos, el agua est sometida, en general, a una presin mayor que la atmosfrica y al perforar un pozo en ellos, el agua se eleva por encima de la parte superior (techo) del acufero hasta un nivel que se denomina nivel piezomtrico. La superficie imaginaria que representa la carga piezomtrica en lo distintos puntos del acufero se conoce como superficie piezomtrica.

    Figura 3. Acufero Confinado.

  • Los acuferos semiconfinados son acuferos completamente saturados sometidos a presin que estn limitados en su parte superior por una capa semipermeable (acuitardo) y en su parte inferior por una capa impermeable (acuicierre o acufugo) o tambin por otro acuitardo. En este tipo de acufero, la disminucin de la carga piezomtrica originada por el bombeo, por ejemplo, inducir un flujo vertical del agua contenida en el acuitardo, que actuar como recarga del acufero. Las caractersticas del acuitardo confinante en un acufero semiconfinado son tales que puede ignorarse la componente horizontal del flujo en el acuitardo.

    Figura 4. Acufero Semiconfinado.

    Los acuferos semilibres representan una situacin intermedia entre un acufero libre y uno semiconfinado. En este caso, la capa confinante superior es un estrato semipermeable o acuitardo, de caractersticas tales que la componente horizontal del flujo no puede ignorarse. 2.3. Propiedades hidrogeolgicas. 2.3.1. Transmisividad. G.P. Kruseman y N. A. de Ridder (4), sealan que: Transmisividad o transmisibilidad es el producto de la conductividad hidrulica media (o permeabilidad) por el espesor del acufero. Por tanto, la Transmisividad es el caudal del flujo de agua bajo un gradiente hidrulico igual a la unidad a travs de una seccin transversal de anchura unidad y altura todo el espesor del acufero. Se designa por el smbolo KD o bien por T. Tiene dimensiones de Longitud3/Tiempo * Longitud, o lo que es lo mismo, de Longitud2/Tiempo; viene expresado, por ejemplo en m2/da. C. Espinoza (1), seala que: La transmisividad es el producto de la conductividad hidrulica y el espesor saturado del acufero:

    = . (1)

  • Figura 5. Transmisividad en acuferos de diferente espesor.

    2.3.2. Coeficiente de almacenamiento o rendimiento especfico. G.P. Kruseman y N. A. de Ridder (4), sealan que: El coeficiente de almacenamiento y el rendimiento especfico vienen definidos ambos como el volumen del agua liberada o almacenada por unidad de superficie de acufero. Ambos vienen definidos por el smbolo S y son adimensionales. Javier Snchez San Romn (5), indica que: El coeficiente de almacenamiento es, como la porosidad eficaz, adimensional (volumen/volumen), y los valores que presenta son mucho ms bajos en los confinados perfectos que en los semiconfinados. Los valores tpicos seran stos: Acuferos libres: 0.3 a 0.01 (3.10-1 a 10-2) Acuferos semiconfinados: 10-3 a 10-4) Acuferos confinados: 3.10-4 a 10-5 2.3.3. Permeabilidad. scar Reckmann (2), menciona: Tambin denominada Conductividad Hidrulica (K). Se define como el volumen de agua que circula a travs de una seccin unitaria de suelo, en un tiempo unitario, bajo un gradiente hidrulico tambin unitario. La permeabilidad se mide en unidades de longitud por tiempo (m/da, cm/h). Este parmetro es afectado directamente por la textura del suelo y por la densidad y viscosidad del agua subterrnea. El tipo de partculas, su arreglo y en ltimo trmino la porosidad que generan, influye directamente en el movimiento del agua en el suelo, es decir, en los valores de K.

  • 2.4. Tipo de flujo en el medio poroso. 2.4.1. Flujo permanente. G.P. Kruseman y N. A. de Ridder (4), sealan que: Cuando existe un equilibrio entre la descarga del pozo bombeado y la recarga del acufero por una fuente externa, se dice que el flujo est en equilibrio. Sin embargo, en la prctica se dice que se llega a un rgimen permanente si, los cambios en los descensos del nivel de agua en los piezmetros se hacen con el tiempo despreciables, o lo que es lo mismo, si el gradiente hidrulico llega a ser constante. 2.4.2. Flujo variable. G.P. Kruseman y N. A. de Ridder (4) mencionan que: Desde el momento en que se comienza el bombeo hasta que se alcanza el rgimen permanente, se produce flujo en condiciones de rgimen variable o no equilibrio. En consecuencia, un acufero infinito, horizontal, completamente confinado y de espesor constante que se bombee a un caudal constante, siempre estar en condiciones de rgimen variable. En la prctica se considera que el flujo de agua con el tiempo nicamente debidas al bombeo, o mientras el gradiente hidrulico cambie de forma medible. 2.5. Ensayo por bombeo. 2.5.1. Definicin. scar Reckmann (2) seala que: Las pruebas de bombeo son indispensables para conocer el comportamiento de los pozos y determinar las constantes de formacin de los acuferos (T y S). Las pruebas consisten bsicamente en un control sistemtico del caudal, de los niveles de agua y del tiempo transcurrido durante el bombeo del pozo. Estas pruebas son reconocidas como de caudal variable y caudal constante. 2.5.2. Objetivos de un ensayo por bombeo. Diosdado Prez Franco, ( 3) respecto a los objetivos menciona que: La ejecucin de las pruebas de bombeo responde en general a uno de los dos objetivos siguientes: a) Estimar la cantidad de agua que puede extraerse de un pozo bajo condiciones previamente establecidas, o sea, con propsitos de aforo. En este tipo de pruebas, basta generalmente obtener informacin del pozo de bombeo y de dos pozos de observacin o satlites. b) Determinar las propiedades hidrulicas de un acufero, para poder predecir posteriormente su comportamiento bajo situaciones diversas, evaluar la disp