UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

VISITA DE CAMPO

CURSO: CONSTRUCCION I

ALUMNO: Rodolfo Wilfredo Quispe Ticona

CÓDIGO: 2013134946

Tacna – 2014I. INTRODUCCIÓN

Un pozo de gravedad es un agujero vertical que penetra un acuífero que tiene

superficie de agua libre a la presión atmosférica. Para hidrogeología, la profundidad

y diámetro dependerá esencialmente de la localización del nivel freático o de la

profundidad del acuífero y características de éste y del uso que se dé al mismo.

El presente informe detalla la visita que se realizó al Proyecto que se encuentra en

ejecución “REUBICACIÓN DEL POZO SOBRAYA II” que se ubica en el sector del

Pago Sobraya ubicado en el distrito de Pocollay – Tacna; dicho pozo fue reubicado

con la finalidad de permitir un mejor funcionamiento y una mayor extracción del

recurso hídrico.

Con el presente proyecto, la EPS espera obtener un aproximado de 20 litros por

segundo de cada pozo (Pozos Sobraya II y Sobraya IV). El agua que se consiga

será destinada para abastecer, de manera prioritaria, el cono norte de la ciudad,

donde se ubican los distritos de Alto de la Alianza y Ciudad Nueva, así como

también el casco urbano del distrito de Tacna, que al igual que el resto de la ciudad,

sufre por la escasez de agua de manera continua. 

La reubicación del pozo Sobraya II, demanda una inversión total de S/. 920 732.80,

el mismo que está siendo ejecutado por la Contratista Agrícola Comercial e

Industrial S.A.

II. OBJETIVO:

Los objetivos del Proyecto de Perforación del Pozo de Reemplazo Sobraya II es

incrementar la oferta de agua para atender las necesidades de agua potable de

la ciudad de Tacna, esperando obtener 20 lps, para mejorar el problema de

abastecimiento.

Reducir la incidencia de enfermedades gastrointestinales y riesgos por

contaminación ambiental, mediante la perforación de un pozo subterráneo

paralelo al existente y empleando sus mismos componentes.

III. MARCO TEORICO

El diseño de los pozos tubulares o tajo abierto están sustentadas en el conocimiento

de las características hidrodinámicas del acuífero sobre el cual se construirá un

pozo que permita prever de agua en términos económicamente rentables. Por

consiguiente la decisión de perforar un pozo estará sujeto a los resultados obtenido

en el estudio hidrogeológico, prueba de pozo, análisis de las características del

material encontrado durante la perforación, análisis de la calidad de agua y

finalmente el caudal máximo permisible a explotarse mediante el pozo sin que altere

la condiciones medioambientales del acuífero y de su entorno.

3.1 DISEÑO DE POZOS.

Los factores a tomarse en cuenta para el diseño de pozo son:

a) Diámetro y longitud de la entubación ciega.b) Diámetro y profundidad de la perforación.c) Necesidad o no de prefiltro de grava. Diseño del mismo.d) Diseño de la rejilla o filtro 

3.1.1 Diámetro del pozo

El diámetro a diseñar incluye dos sectores: el sector superior que alojará a la bomba y el sector inferior, por debajo del máximo nivel dinámico o nivel de bombeo o debajo de la máxima longitud de la bomba.

Es decir que el gasto necesario del pozo y su capacidad específica más un cierto margen de seguridad por menor eficiencia del pozo, eventuales

interferencias, o bombeo continuo, definen la máxima profundidad de la bomba a instalar.

Si se conoce el tiempo y características de la bomba a instalar puede entonces conocerse el diámetro exterior del cuerpo de bomba o tazones. Luego, el diámetro mínimo interior de la entubación pasa a dos pulgadas (2") adicionales y el diámetro máximo económico de cuatro pulgadas (4") más que el diámetro exterior de los tazones.

Cuando no se ha definido previamente la marca de la bomba, debe operarse dentro de ciertos límites ya conocidos para distintas bombas, a fin de permitir su instalación y funcionamiento sin problemas.

En la Cuadro No.1, se muestra las relaciones entre diámetro de pozos y diámetros para bombas de turbina vertical o de motor sumergido. (Se emplean medidas de diámetros en pulgadas por ser las de uso más común en pozos y bombas).

CUADRO No 1

En el sector de entubación por debajo del nivel dinámico máximo estimado puede reducirse el diámetro, tanto de la entubación como del filtro (rejilla), pero

teniendo en cuenta que ello trae aparejado una cierta reducción de caudal para la misma depresión, lo que significa mayor depresión para el mismo caudal.

3.1.2 Diámetro del pozo a perforar

Para revestimiento con lodo de cemento en el sector superior, se acostumbra incrementar como mínimo 50 mm (2") respecto del diámetro exterior de la entubación. Para pozos que se utilizarán en el abastecimiento poblacional e industrial el incremento es de 100 mm (4")

3.1.3 Diseño de la rejilla

La rejilla es un elemento de importancia en el diseño de un pozo sus características guardan una estrecha relación con los parámetros hidráulicos del acuífero.

En los pozos que captan agua de acuíferos no consolidados se requiere un filtro de características variables a determinar que satisfaga los requerimientos de: i) sirva como estructura soporte de la formación acuífera; ii) impida el paso de arena; iii) permita la circulación del agua hacia el pozo a baja velocidad y con la máxima capacidad específica.

En los acuíferos consolidados, rocosos, el pozo perforado deja caras libres a las grietas, por donde fluye el agua; no se requiere estructura filtrante.

Características de la rejilla:

Un filtro o rejilla se define por las siguientes características técnicas: i) material de fabricación del tubo; ii) dimensiones del tubo: - diámetro - longitud iii) abertura de la rejilla - área libre - tipo de abertura - tamaño de abertura iv) prefiltro de grava

Material de la Rejilla:

El material de construcción de la rejilla o filtro debe seleccionarse según:

a) elementos químicos del agua.

b) resistencia requerida.

La resistencia puede requerirse por presión lateral de las paredes o presión vertical de la columna de entubación. Esta última ocurre por malas prácticas de "clavar" la columna de entubación en el fondo del pozo, en lugar de suspenderla.

3.2 SISTEMA DE PERFORACION

Si bien existen numerosos sistemas de perforación, los más empleados en la ejecución de pozos para la exploración y/o captación de agua subterránea son:

a) Rotación, con circulación directa e inversab) Percusiónc) Rotopercusión

Para el presente informe detallaremos el sistema de perforación por rotación.

MÁQUINA DE PERFORACIÓN A ROTACIÓN, CON CIRCULACIÓN INVERSA Y CIRCUITO CERRADO

Existen numerosas diferencias con la máquina de perforación a percusión, siendo la principal que el mecanismo de perforación actúa constantemente triturando la roca por medio de rotación de la herramienta de corte.

En la visita, la máquina va a realizar un sondeo para captación de agua potable hasta una profundidad de unos 200 metros, siendo hacia los 130 donde mayores caudales se registran (del orden de 30 litros cada segundo). En cuanto al equipo, tenemos:

– La herramienta de corte que ahora la denominaremos tricono, por presentar tres “piñas” cónicas provistas de dientes encargadas de la perforación.

– El barrón: hueco y provisto de dos tubos adicionales situados diametralmente opuestos que servirán para conducir aire comprimido a la boca de la herramienta de corte.

– Los elementos encargados de la rotación de la herramienta de corte van por encima del barrón y son: el varillaje (de unos 5 metros de largo, de una sección de unos 300mm, hueca y con dos tubos adicionales a los lados para el aire comprimido – ver más adelante –) encargado de transmitir la rotación que la mesa de rotación proporciona a la kelly (elemento de sección cuadrada y unos 6 metros de largo) que encaja en la mesa de rotación, que se encuentra hueco, por donde bajan los dos tubos para el aire comprimido y donde encaja una manguera o tubo de extracción de lodos (encaja en una pieza que no transmite el giro de la kelly a la manguera ni al tubo de aire comprimido).

– Tubo de extracción de lodos: es una manguera de un diámetro de unos 30cm encargada de aspirar o conducir los lodos, que circulan hacia arriba por el interior de la herramienta de corte, a través del barrón, del varillaje y finalmente de la kelly (circulación inversa) y que va a expulsarlos a la balsa de lodos.

– El lodo para la perforación, aunque no sea un elemento propio de la maquinaria, es imprescindible para el buen funcionamiento de la misma. Con él se refrigeran las cabezas de la perforación, se extraen los detritus y se sostienen las paredes del sondeo debido a que se establece una ley de presiones hidrostáticas crecientes con la profundidad. Son esas presiones las que impiden el derrumbamiento de la pared.

– La balsa de lodos, aunque tampoco sea un elemento propio de la maquinaria, resulta igual de imprescindible que el lodo. Su misión consiste en almacenar el lodo y suministrarlo a la máquina y almacenar los detritus para despojarse de ellos posteriormente. Para que no se colmate la balsa se excava un volumen de 2 a 3 veces el volumen estimado de detritus que extraeremos.

– Compresor de aire: es una pequeña máquina que se encarga de comprimir el aire para insuflarlo en la boca del tricono, para reducir la densidad de los lodos y que así asciendan éstos por efecto de la presión de la columna de lodo.

– Filtro para la recogida de muestras: la toma de muestras suele ser muy buena y se realiza por medio de un filtro o cestillo, que va sujeto a una vara larga. Con la vara se aproxima el cestillo a la salida del tubo de extracción de lodos, situándose el éste un poco por debajo del chorro, dado que éste sale a gran presión.

El modo de perforar a circulación inversa hace referencia a que el lodo entra por una zanja desde la balsa de lodos al sondeo, por gravedad y se extrae por la herramienta de corte hasta el tubo de extracción de lodos (ver figura 4). Cuando decimos que el circuito es cerrado, nos referimos a que el lodo que extraemos por la manguera, vuelve a la balsa de lodos y de allí otra vez al sondeo.

El lodo, debe presentar unos parámetros de densidad y viscosidad controlados, de modo que no resulte demasiado denso ni demasiado acuoso, para facilitar en lo posible la perforación. En el caso de la visita se utilizaban las arcillas de la zona para aumentar la densidad del mismo, cuando por términos generales se prefiere utilizar bentonita.

El modo de profundizar en la perforación consiste en ir añadiendo varillaje cuando la kelly ha penetrado hasta casi tocar la parte superior de la misma con la mesa de rotación.

BIBLIOGRAFIA

1. Manual del ingeniero civil - Tomo IV – Frederick Merritt .2. Belino, Norberto o. aguas subterráneas. Conocimiento y explotación. Instituto

de ingeniería sanitaria. Facultad de ingeniería. Universidad de buenos aires.3. Espinoza, C. (2004). Apuntes de hidráulica de aguas subterráneas y su

aprovechamiento. Universidad de Chile. 18 pp.4. http://www.epstacna.com.pe/eps-pw/getf.v2.php?t=pdf&f=admin/dbfiles/

public.det_contenido/1402418911.pdf

FOTOS MAQUINARIA