Proceso para la perforación de un pozo de agua
En este artículo se presenta la tecnología de perforación
manual de los pozos profundos de pequeño diámetro de una forma detallada y
son descritas cada una de las etapas involucradas, incluyendo los estudios
previos a la perforación, el montaje de estos equipos, la etapa de perforación,
la etapa posterior a la perforación, el mantenimiento preventivo del pozo y el
control de la contaminación de las aguas subterráneas en el sitio de
perforación.Antes de hablar sobre la perforación manual de pozos profundos es importante conocer algunos aspectos generales sobre el origen de las aguas subterráneas y sobre los acuíferos, y también enfatizar en la responsabilidad que tienen sus usuarios de protegerlos y conservarlos para que puedan ser aprovechados por las generaciones futuras.
Las aguas subterráneas provienen de la infiltración en el terreno de las
aguas de lluvias o de lagos y ríos, que después de pasar la franja capilar del
suelo, circulan y se almacenan en formaciones geológicas porosas o fracturadas,
denominadas acuíferos.
Existen básicamente dos diferentes tipos de acuíferos:
Acuíferos libres
Son generalmente someros, donde el agua se encuentra rellenando poros y
fisuras por acción de la gravedad. La superficie hasta donde llega el agua es
denominada superficie freática y en los pozos es conocida como nivel freático.
Acuíferos confinados
En estos acuíferos el agua se encuentra a presión entre capas
impermeables, de modo que si se extrae agua no queda ningún poro vacío, sólo se
disminuye la presión del agua que colabora con la sustentación de todos los
materiales, pudiendo en casos extremos, llegar a producirse asentamientos del
terreno. La superficie virtual que se formaría si se perforaran infinitos pozos
en el acuífero confinado se denomina superficie piezométrica y dentro de un
pozo es conocida como nivel piezométrico. Los acuíferos son explotados a través
de varios tipos de captaciones, entre las cuales las más comunes son:
Pozos profundos, perforados a través de muchas técnicas y que
generalmente requieren de grandes equipos de perforación.
Aljibes, que son pozos poco profundos generalmente excavados a mano y algunas veces revestidos en piedra, ladrillo o cemento.
Manantiales, que son exposiciones naturales de las aguas subterráneas en superficie y que son aprovechados directamente, sin necesidad de grandes obras.
Qué es un pozo de agua?
Es una perforación forrada o encamisada que intercepta las corrientes o
acumulaciones de aguas subterráneas con el fin de extraerlas.
Su realización consta de 5 etapas:
1) Traslado e instalación de los equipos de perforación en el lugar
escogido en acuerdo con las condiciones geológicas del sitio.
2) Sello Sanitario: Perforación de los primeros metros en 10" hasta
14" para determinar cuales estratos se presentan al principio de la obra y
definir si el pre-tubo (precamisa de protección sanitaria utilizada en pozos de
consumo humano) (6 metros) o si se presentan suelos muy sueltos se profundiza
esta protección hasta suelos consolidados. Esta precamisa, en general de PVC,
puede ser de acero si las condiciones de los terrenos lo requieren (piedra,
roca suelta, arcillas que inflan con el efecto de la humedad).
3) Perforación: Los metros siguientes se perforan, en un diámetro más
pequeño con las herramientas apropiadas hasta la profundidad prevista y
dependiendo de lo que se encuentra (cantidad de agua) puede ser menos ó más
profunda. Durante toda la perforación se sigue el desarrollo y la limpieza del
pozo con el sistema Air Lift, eso permite parar la obra ó seguirla en función
de la producción real del pozo, al contrario las otras técnicas (percusión),
obligan a terminar completamente el pozo con su entubación antes de conocer el
resultado.
4) Entubación (Encamisado): a la profundidad necesaria se procede a la
entubación. En la mayoría de los casos se utiliza un tubo PVC de 5" hasta
10". En el caso de colocar una bomba de 4" se usa un tubo de 5",
en efecto los más recientes estudios internacionales hicieron la prueba que el
uso de un tubo de 6" para la colocación de una bomba de 4" no es el
adecuado (de hecho una pulgada de margen de cada lado de la bomba dentro de su
camisa con un caudal promedio de 2 ó 3 litros por segundo es demasiado para
permitir una velocidad del agua suficiente y necesaria para un buen
enfriamiento del motor eléctrico de la bomba), en búsqueda de mejorar siempre
sus técnicas entuba sus pozos (destinadas a recibir bombas de 4") con
tubería de 5".
Una parte de los tubos es ranurada al fin de permitir la entrada del agua dentro de la obra. Con nuestras técnicas sabemos con exactitud (al centímetro) a que profundidad se consigue el agua; eso permite colocar los tubos ranurados al lugar exacto necesario para el buen funcionamiento del pozo.
5) Colocación del Filtro: el filtro de grava se coloca por gravitación a
partir de la superficie entre el diámetro interno del pozo y afuera de la
camisa al frente de las rayas. La Grava que se utiliza es una grava de Río
redonda, filtrada y calibrada TMAX 2 a 3 mm. Al terminar la obra se sella el
pozo con una tapa
Aspecto geológico
Las aguas subterráneas se componen en dos familias diferentes:
A) Agua de Aluviones: Son acuíferos que se almacenan dentro de los
terrenos de rellenos, aluviones ó coluviones; esta agua se va a conseguir
dentro de las capas con granulometría gruesa y se mantiene a su nivel por las
capas de arcillas. El nivel estático corresponde a menudo a los niveles del mar
ó de un Río. La Cantidad de agua en este caso es directamente ligada a la
Pluviometría local; Es entonces frecuente encontrar fuerte variación de débito
en el mismo pozo en función de la temporada.
B) Agua de Roca: Las aguas de lluvias percolan dentro de las rocas por
las fracturas naturales provenientes de las rupturas de la misma roca bajo la
influencia de la presión de los movimientos tectónicos. Esta agua circula en un
conjunto complicado de fracturas con una velocidad muy lenta (varios
centímetros a unos metros por día) es entonces frecuente explotar agua de
varios meses ó varios años. De hecho, los pozos en la roca tienen producción a
menudo inferior en cantidad instantánea pero con menos variación en las
temporadas (sequías y lluvias).
Aspecto técnico geológico
A) Agua de Aluviones: en un mismo sitio las cantidades de agua pueden
variar de un punto al otro a menudo debido a grandes capas de arcillas
impermeables de diferente espesor formando Ríos acuíferos.
B) Agua de Roca: En este caso la ubicación de un pozo de reconocimiento
se debe ubicar en una buena zona de fracturas. En facto es posible que a poca
distancia una perforación sea completamente seca y la otra con buena
producción.
Ubicación del punto
Es importante al principio escoger con cuidado el punto de perforación,
pero nunca se puede determinar antes de la perforación la cantidad y la
profundidad de los acuíferos, por eso es necesario verificar las indicaciones
dadas por el estudio preeliminar con una perforación de reconocimiento. En
algunos casos será necesario proceder a varias perforaciones de reconocimiento
al fin de determinar el mejor punto de explotación.
Perforación de reconocimiento
Esta perforación se hace en el mismo diámetro que el pozo de explotación
con la técnica del Martillo Fondo de Hueco y nos permite conocer las
condiciones de los terrenos. La profundidad definitiva del pozo, la cantidad y
las profundidades de los acuíferos y el tipo de entubación que hay que utilizar
en este caso preciso.
En la mayoría de los casos la primera perforación de reconocimiento es
un éxito y se procede a la entubación en vista de la explotación, pero puede
haber necesidad de realizar varias perforaciones antes de conseguir el mejor
punto de explotación.
Técnica rotopercusión
• Técnica del Martillo: Esta técnica, permite la perforación de pozos
hasta 500 metros de profundidad, aún en los suelos más difíciles. La
herramienta de perforación se maneja desde la cota cero administrando fuerza de
traslación y rotación a través de un eje. La percusión del martillo contra el
suelo se logra inyectando grandes cantidades de aire bajo alta presión.
El aire que sale del martillo arrastra hasta la superficie el material
desprendido por el, junto con el agua subterránea que puede ser cuantificado de
esta forma. Con el sistema de Air Lift es posible determinar con exactitud las
cantidades de agua que es producida por cada entrada. Tomar muestras de aguas así
que de los terrenos encontrados. Todos estos datos son tomados en cuenta para
decidir la profundidad final del pozo en la culminación de la perforación de
reconocimiento.
• Esta técnica es la única que permite seguir de forma instantánea y
permanente en todo el tiempo de la perforación la evolución de la misma.
• Permite también optimizar la obra de forma muy superior comparando a
las otras técnicas de perforación (como percusión) las cuales obligan a
perforar diámetros muy grandes, impiden determinar cantidades, calidades y
profundidad exacta de acuíferos y más que todo imponen la entubación definitiva
del pozo sin saber con exactitud la producción del mismo, lo que puede reservar
gastos innecesarios y malas sorpresas al final de la obra (aguas salubres y/o
de muy bajo caudal).
Para el estudio se ha determinado que la profundidad a perforar es de
80m usando un entubado de 8”.
Qué es un pozo de agua?
Es una perforación forrada o encamisada que intercepta las corrientes o acumulaciones de aguas subterráneas con el fin de extraerlas.
Su realización consta de 5 etapas:
1) Traslado e instalación de los equipos de perforación en el lugar escogido en acuerdo con las condiciones geológicas del sitio.
2) Sello Sanitario: Perforación de los primeros metros en 10" hasta 14" para determinar cuales estratos se presentan al principio de la obra y definir si el pre-tubo (precamisa de protección sanitaria utilizada en pozos de consumo humano) (6 metros) o si se presentan suelos muy sueltos se profundiza esta protección hasta suelos consolidados. Esta precamisa, en general de PVC, puede ser de acero si las condiciones de los terrenos lo requieren (piedra, roca suelta, arcillas que inflan con el efecto de la humedad).
3) Perforación: Los metros siguientes se perforan, en un diámetro más pequeño con las herramientas apropiadas hasta la profundidad prevista y dependiendo de lo que se encuentra (cantidad de agua) puede ser menos ó más profunda. Durante toda la perforación se sigue el desarrollo y la limpieza del pozo con el sistema Air Lift, eso permite parar la obra ó seguirla en función de la producción real del pozo, al contrario las otras técnicas (percusión), obligan a terminar completamente el pozo con su entubación antes de conocer el resultado.
4) Entubación (Encamisado): a la profundidad necesaria se procede a la entubación. En la mayoría de los casos se utiliza un tubo PVC de 5" hasta 10". En el caso de colocar una bomba de 4" se usa un tubo de 5", en efecto los más recientes estudios internacionales hicieron la prueba que el uso de un tubo de 6" para la colocación de una bomba de 4" no es el adecuado (de hecho una pulgada de margen de cada lado de la bomba dentro de su camisa con un caudal promedio de 2 ó 3 litros por segundo es demasiado para permitir una velocidad del agua suficiente y necesaria para un buen enfriamiento del motor eléctrico de la bomba), en búsqueda de mejorar siempre sus técnicas entuba sus pozos (destinadas a recibir bombas de 4") con tubería de 5".
Una parte de los tubos es ranurada al fin de permitir la entrada del agua dentro de la obra. Con nuestras técnicas sabemos con exactitud (al centímetro) a que profundidad se consigue el agua; eso permite colocar los tubos ranurados al lugar exacto necesario para el buen funcionamiento del pozo.
5) Colocación del Filtro: el filtro de grava se coloca por gravitación a partir de la superficie entre el diámetro interno del pozo y afuera de la camisa al frente de las rayas. La Grava que se utiliza es una grava de Río redonda, filtrada y calibrada TMAX 2 a 3 mm. Al terminar la obra se sella el pozo con una tapa
Aspecto geológico
Las aguas subterráneas se componen en dos familias diferentes:
A) Agua de Aluviones: Son acuíferos que se almacenan dentro de los terrenos de rellenos, aluviones ó coluviones; esta agua se va a conseguir dentro de las capas con granulometría gruesa y se mantiene a su nivel por las capas de arcillas. El nivel estático corresponde a menudo a los niveles del mar ó de un Río. La Cantidad de agua en este caso es directamente ligada a la Pluviometría local; Es entonces frecuente encontrar fuerte variación de débito en el mismo pozo en función de la temporada.
B) Agua de Roca: Las aguas de lluvias percolan dentro de las rocas por las fracturas naturales provenientes de las rupturas de la misma roca bajo la influencia de la presión de los movimientos tectónicos. Esta agua circula en un conjunto complicado de fracturas con una velocidad muy lenta (varios centímetros a unos metros por día) es entonces frecuente explotar agua de varios meses ó varios años. De hecho, los pozos en la roca tienen producción a menudo inferior en cantidad instantánea pero con menos variación en las temporadas (sequías y lluvias).
Aspecto técnico geológico
A) Agua de Aluviones: en un mismo sitio las cantidades de agua pueden variar de un punto al otro a menudo debido a grandes capas de arcillas impermeables de diferente espesor formando Ríos acuíferos.
B) Agua de Roca: En este caso la ubicación de un pozo de reconocimiento se debe ubicar en una buena zona de fracturas. En facto es posible que a poca distancia una perforación sea completamente seca y la otra con buena producción.
Ubicación del punto
Es importante al principio escoger con cuidado el punto de perforación, pero nunca se puede determinar antes de la perforación la cantidad y la profundidad de los acuíferos, por eso es necesario verificar las indicaciones dadas por el estudio preeliminar con una perforación de reconocimiento. En algunos casos será necesario proceder a varias perforaciones de reconocimiento al fin de determinar el mejor punto de explotación.
Perforación de reconocimiento
Esta perforación se hace en el mismo diámetro que el pozo de explotación con la técnica del Martillo Fondo de Hueco y nos permite conocer las condiciones de los terrenos. La profundidad definitiva del pozo, la cantidad y las profundidades de los acuíferos y el tipo de entubación que hay que utilizar en este caso preciso.
En la mayoría de los casos la primera perforación de reconocimiento es un éxito y se procede a la entubación en vista de la explotación, pero puede haber necesidad de realizar varias perforaciones antes de conseguir el mejor punto de explotación
Técnica rotopercusión
• Técnica del Martillo: Esta técnica, permite la perforación de pozos hasta 500 metros de profundidad, aún en los suelos más difíciles. La herramienta de perforación se maneja desde la cota cero administrando fuerza de traslación y rotación a través de un eje. La percusión del martillo contra el suelo se logra inyectando grandes cantidades de aire bajo alta presión.
El aire que sale del martillo arrastra hasta la superficie el material desprendido por el, junto con el agua subterránea que puede ser cuantificado de esta forma. Con el sistema de Air Lift es posible determinar con exactitud las cantidades de agua que es producida por cada entrada. Tomar muestras de aguas así que de los terrenos encontrados. Todos estos datos son tomados en cuenta para decidir la profundidad final del pozo en la culminación de la perforación de reconocimiento.
• Esta técnica es la única que permite seguir de forma instantánea y permanente en todo el tiempo de la perforación la evolución de la misma.
• Permite también optimizar la obra de forma muy superior comparando a las otras técnicas de perforación (como percusión) las cuales obligan a perforar diámetros muy grandes, impiden determinar cantidades, calidades y profundidad exacta de acuíferos y más que todo imponen la entubación definitiva del pozo sin saber con exactitud la producción del mismo, lo que puede reservar gastos innecesarios y malas sorpresas al final de la obra (aguas salubres y/o de muy bajo caudal).
Para el estudio se ha determinado que la profundidad a perforar es de 80m usando un entubado de 8”.
Fuente: lprosperi
