Módulo III. Diseño de Pozos
RECOMENDACIONES PARA LA PERFORACIÓN
DE UN POZO PARA AGUA.
1.- Estudio Hidrológico.
2.- Estudio Geofísico.
3.- Selección del Sitio de Perforación.
4.- Selección del Equipo de Perforación.
4.- Contrato de Perforación.
5.- Fases de la Perforación.
6.- Diseño del Pozo.
7.-Aforo y Equipo de Bombeo
8.- Equipamiento del Pozo.
9.- Entrega del Pozo.
10.- Otras recomendaciones.
1.- Estudio Hidrológico.
El Ciclo Hidrológico lo podemos iniciar en los Océanos y sus motores son la Energía Calorífica del Sol y la Fuerza de la Gravedad.
En la figura, se observan los porcentajes estimados de los diferentes parámetros que cubre el Ciclo Hidrológico, cuyos valores superiores de evapotranspiración suceden en las zonas áridas y semiáridas del País, y en el caso de la infiltración es lo contrario, se presentan los valores mínimos, en cuanto al escurrimiento, este depende de los volúmenes de precipitación, que en las zonas áridas es mas reducida. El otro factor que afecta al escurrimiento es el tipo de roca y su permeabilidad.
Por medio de la información Climatológica podemos conocer las características de la Cuenca de nuestro interés, también la ubicación dentro de la Cuenca ya sea, en la zona Alta, Media o Baja y cual es su precipitación, si nos encontramos cerca de una corriente de agua, (Río, Arroyo, Lago, Laguna, etc.), asimismo, si se localiza cerca una mina o fuente de contaminación.
2.- Estudio Geofísico.
Las cartas geológicas nos proporcionan información sobre el tipo de rocas que predominan y sus características de edad, constitución mineralógica y sus propiedades de porosidad, permeabilidad, dureza, etc.
Los colores de las rocas nos indican si son mas obscuras, son rocas antiguas y son metamórficas o ígneas, por el contrario si son de color mas claro, se trata de rocas jóvenes y son sedimentarias (gravas, arenas, calizas, areniscas).
En la Cuenca del Río Mátape afloran unidades litoestratigráficas que varían en edad desde el Precámbrico hasta el Cenozoico. Desde el punto de vista petrogenético corresponden a los tres tipos establecidos: ígneas, sedimentarias y metamórficas.
El Precámbrico está representado por un conjunto de gneisses cuarzo – feldespáticos de biotita y granitoides con presencia local de textura orbicular, englobados totalmente por el batolito Larámide de Sonora.
El Paleozoico está representado por rocas sedimentarias constituidas por calizas, lutitas y areniscas con presencia local en las facies de cuenca profunda, de depósitos comercialmente explotables de Barita.
El Mesozoico está representado prioritariamente por la secuencia correspondiente al Grupo Barranca y la Formación Tarahumara.
El Cenozoico está representado por un conjunto plutónico – volcánico destacando por su importancia la Sierra del Bacatete y Sierra Libre, límites oriente y poniente respectivamente del graben de Empalme, asiento de uno de los valles agrícolas de gran importancia en el estado.
Reconocimiento del medio, identificando los tipos de rocas y formaciones geológicas y sus posibilidades de almacenar agua.
Este estudio sirve para seleccionar el mejor sitio para perforar, además conocer el tipo de materiales que se encuentran en el subsuelo, así como conocer los espesores de las capas y sus posibilidades de acumular agua, también nos permite saber si existen capas difíciles de atravesar y hasta que profundidad es recomendable perforar. Este estudio nos da una gran seguridad e información a la hora de perforar.
Es muy conveniente asesorarse por un Geólogo y un Geofísico que realice el estudio de geofísica con los métodos de resistividad, (SEV, sondeo eléctrico vertical), para conocer las capas del subsuelo ( arena, arcilla, roca sólida, agua, agua salada) y sus espesores, magnetometría, (localizar las fracturas, o las fallas) ó gravimetría para definir la profundidad del basamento (granítico).
Resistividad (Sondeos Eléctricos Verticales)
La interpretación cuantitativa de los datos de resistividad aparente obtenidos en campo, consiste en la obtención de la distribución vertical de los parámetros Resistividad Verdadera y Espesor de las diferentes capas eléctricas que conforman el subsuelo bajo el punto sondeado es decir, obtener el Corte Geoeléctrico correspondiente. Dicha interpretación consiste en la solución de un problema inverso para el cual no existe solución única, reduciendo la ambigüedad con ayuda de la Geología y de información adicional del subsuelo a través de pozos, barrenos, zanjas, etc.
Gravimetría en Pueblitos y en la costa de Hermosillo, cauce del Río Sonora.
2.- SELECCIÓN DEL SITIO DE PERFORACIÓN.
Los aspectos importantes para seleccionar el sitio son:
a). - Los resultados del estudio geofísico.
Esto nos da certidumbre sobre la posibilidad de encontrar un punto que sea favorable para la perforación y que el subsuelo tenga condiciones de almacenar y ceder agua.
b). - La cercanía a otros pozos.
El abatimiento de pozos cercanos puede interferir con el nivel de nuestro pozo y afecta a la vida útil del mismo.
c). - Las características topográficas del lote, es decir, es más conveniente en las partes altas para cubrir más área de riego.
No se debe sacrificar la buena ubicación dada por los estudios precedentes.
d). - Cercanía a las tomas eléctricas, a las construcciones, etc.
Solamente si se tiene esa opción.
3.- SELECCIÓN DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN.
a). - Existen varios tipos de perforadoras, las de percusión, rotarias, neumáticas y combinadas.
b). - En esa zona la más recomendada es la rotaria por el tipo de roca, por la profundidad, y la facilidad de diseñar el pozo, etc.
c). - Las distancias de traslado aumentan los costos.
La perforación de percusión o pulseta es la más antigua, muchos ganaderos y agricultores la preferían por su bajo costo, pero presentaba muchos inconvenientes. Sus limitantes eran, que no profundizaba bastante, fácilmente perdía la verticalidad de la perforación, al ir ademando al mismo tiempo de ir perforando, no permitía diseñar el pozo (ranura, filtro de grava). Se ranuraba con picos y dejaba agujeros muy grandes y entraba fácilmente la arena, había que estar dándole limpieza seguido.
4.- CONTRATO DE PERFORACIÓN.
Es conveniente realizar un contrato de operación, por las siguientes razones:
a). - Seguridad de que se va a terminar la obra, que no se va a dejar inconclusa.
b). - Que se va a seguir con las recomendaciones del usuario ó de los asesores.
c). - Que se va a cumplir con los tiempos estipulados.
d). - Que se va a cumplir con las especificaciones en la perforación, en el uso de materiales, responsabilidades en caso de accidentes ó errores.
e). - Verticalidad del pozo, limpieza aceptable y prueba de este.
d). - Entrega del pozo hasta un período después de terminada la obra, para verificar que no hay otras consecuencias posteriores, como hundimientos, tubería desalineada, etc.
e). - Forma de pagos, anticipos y abonos.
5.- FASES DE LA PERFORACIÓN.
En el caso de utilizar Rotaria se divide la perforación en dos fases: la primera se le llama exploratoria y la segunda definitiva o ampliatoria.
a). - Perforación Exploratoria. Sirve como su nombre lo indica, para explorar y saber si conviene o no continuar la obra.
b). - Se hace con pequeño diámetro (8 pulgadas), es rápida y sirve para tomar las muestras cada dos metros de perforación y para hacer el registro eléctrico.
El registro eléctrico es otro estudio que se hace inmediatamente después de terminada la perforación exploratoria y sirve para verificar los tipos de capas atravesados y sus espesores. También se detecta la calidad del agua presente en los acuíferos.
c). - Con los datos de los sondeos eléctricos (geofísica), las muestras y su análisis granulométrico y el registro eléctrico se procede a definir si se continúa con la perforación definitiva o ampliatoria.
6.- DISEÑO DEL POZO.
A partir de los resultados obtenidos del análisis granulométrico, del registro eléctrico y de la inspección ocular de las muestras, se procede a ampliar el pozo (segunda perforación).
Después se pasa a diseñar la abertura de las ranuras del ademe, el tamaño y tipo de la grava que se utilizará en el filtro, el cual sirve para dejar pasar solamente agua al pozo y retener los sólidos provenientes del acuífero.
Asimismo, se diseña el tipo y longitud del ademe (ciego o ranurado). Tipo de ranurado, hecho con cortes longitudinales, de canastilla o de persiana, material del tubo del ademe, fierro o acero inoxidable, de acuerdo con la calidad del agua (sea incrustante o corrosiva) y al costo.
Una vez terminado la colocación del ademe y el filtro de grava es necesario lavar y desarrollar el pozo, operaciones que consisten en aprovechar el equipo de perforación para hacer circular agua en abundancia y dispersores de arcilla para eliminar al máximo los residuos de bentonita de las paredes del pozo y las cercanías al mismo, si no se realiza bien esta operación la permeabilidad del acuífero cerca del pozo se reduce y redunda en un caudal menor a captar.
Pozo terminado, listo para equiparse.
7.- AFORO DEL POZO.
Una vez lavado y desarrollado el pozo, se procede a realizar el aforo (no es una prueba de bombeo), se trata de conocer la máxima capacidad de producción del pozo sin que produzca un abatimiento en el nivel del agua.
Se equipa con un MOTOR, lo más grande posible, de combustión interna, (gasolina, gas o Diesel) para poder ir aumentando las revoluciones por minuto (RPM) y se mide el tiempo y el abatimiento, hasta llegar al caudal en que el pozo se abate bruscamente.
Midiendo las revoluciones por minuto (RPM). Se inicia midiendo el nivel estático en el tiempo cero, se arranca el motor con 800 revoluciones por minuto, a la hora se mide el gasto o caudal y el abatimiento. Se observa la claridad del agua. Se va aumentando en 100 las RPM, cada hora y se vuelven a medir el Gasto y Niveles.
Para medir el GASTO Ó CAUDAL, se adapta un reductor del ÁREA de descarga con una tapa con un menor diámetro, y se suelda un pequeño codo un metro antes de la descarga y se conecta un tubo de manguera (de vidrio no por el riesgo de quebrarse). Se mide la altura de presión y se usa en la fórmula de Continuidad. Q = AV. V = (2gh)^1/2
Visita del Secretario de Agricultura, Ing. Elías Calles, supervisando la terminación del primer pozo del programa de Apoyo de perforación de 100 pozos, al Distrito de Riego del Valle del Yaqui por el Gobierno del Estado de Sonora.
En este Proyecto participó La Universidad de Sonora, en el Estudio Geofísico, supervisión de las Perforaciones por Alumnos de Geología y supervisión de los Aforos y Diseño de los Pozos por Maestros. Asimismo, se realizó un estudio de Hidrogeoquímica. Se han escrito varios reportes en Seminarios y Congresos Nacionales e Internacionales.
El Aforo de un Pozo es una actividad muy importante para el diseño del equipo de bombeo. Que sea el adecuado, se decir que extraiga el máximo Caudal que el Pozo esté en condiciones de surtir o que no vaya a abatir el pozo, extrayendo un Caudal mayor que soporte el acuífero.
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