Pozo Tubular

2014 POZO TUBULAR (PUERTAS DEL SOL)

INGENIERIA SANITARIA INTEGRANTES: 1. 2. 3. 4. 5.

GONZALES RENTERIA, MIGUEL JULCA SANTA CRUZ, JHIMER LLANOS SANCHEZ, ANDRES RABANAL GOZALES DIANA SOLIS BURGA, KARIN ESTEFANY

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INDICE INTRODUCCION ....................................................................................................................................... 2 1.

CONCEPTO ....................................................................................................................................... 3

2.

ESTUDIOS PARA LA PERFORACIÓN DEL POZO ................................................................................ 3 2.1.

ESTUDIOS ANTES DE LA PERFORACIÓN DE POZO: ................................................................. 3

2.2.

ESTUDIOS DESPUÉS DE LA PERFORACIÓN DE POZO .............................................................. 5

3.

PERFORACION DE POZOS ................................................................................................................ 6

4.

TIPOS O METODOS DE PEFORACION .............................................................................................. 7 4.1.

TECNOLOGIAS TRADICIONALES............................................................................................... 7

4.2.

TECNOLOGIAS ALTERNATIVAS .............................................................................................. 20

5.

PARTES DE UN POZO TUBULAR (VER LOS PLANOS) ..................................................................... 26

6.

FUNCIONAMIENTO: OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ................................................................ 26 6.1.

OPERACIÓN. ........................................................................................................................... 26

a)

DATOS QUE DEBERÁN SER REGISTRADOS ............................................................................ 26

b)

PLANEAMIENTO Y CONTROL OPERACIONAL ........................................................................ 26

c)

DESCRIPCIÓN ......................................................................................................................... 27

6.2.

MANTENIMIENTO DE POZOS ................................................................................................ 29

7.

ESPECIFICACIONES TECNICAS ........................................................................................................ 30 7.1.

ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA REHABILITACION ................................................... 30

7.2.

ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA EQUIPAMIENTO .......................................................... 34

8.

COSTOS UNITARIOS ............................................................................................................. 37

9.

PRESUPUESTO ..................................................................................................................... 38

10.

PLANOS ........................................................................................................................... 39

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INTRODUCCION El agua es uno de los elementos indispensables para el desarrollo de la humanidad, constituyendo en uno de los factores más importantes para su desarrollo. En la costa peruana y especialmente en el departamento de Lambayeque el abastecimiento de agua es deficiente debido fundamentalmente a la mala administración y uso de este líquido elemental, y no existen muchos ríos, y los pocos cercanos que hay están sumamente contaminados, lo cual no permite la captación eficiente del líquido elemento, ante esta situación una alternativa efectiva es la captación de aguas subterráneas mediante pozos tubulares profundos.

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POZO TUBULAR 1. CONCEPTO Un pozo tubular es una estructura hidráulica vertical y tubular que permite el acceso al agua subterránea presente en un acuífero. Los acuíferos son formaciones geológicas constituidas por rocas que almacenan y trasmiten volúmenes significativos de agua. Son efectivamente reservorios naturales subterráneos. La importancia de los pozos hoy no se restringe a la sobrevivencia humana (pozos de abastecimiento), más en muchos casos su uso está orientado para el desarrollo de varias actividades productivas como irrigación, abastecimiento industrial, abastecimiento público, etc. Al realizar el proyecto se requiere de estudios para la construcción de las perforaciones, se estudiara la geología del lugar, se recopilaran datos de pozos perforados en el entorno, diagrafía eléctrica, prueba de verticalidad y alineamiento, etc. En el proyecto estarán contemplados todos los datos posibles: geológicos, hidrogeológicos, características de los materiales para la perforación como también de los materiales para completar, equipamiento de bombeo, potencia a ser instalada, aducción al punto de distribución, control de la producción y esquema de mantenimiento preventivo.

2. ESTUDIOS PARA LA PERFORACIÓN DEL POZO 2.1. ESTUDIOS ANTES DE LA PERFORACIÓN DE POZO: a) Estudio Hidrogeológico Recopilación y análisis de la información existente y programación posterior de trabajos complementarios. b) Prospección Geofísica

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La prospección se efectúa con el objeto de evaluar y determinar la granulometría de las distintas capas del suelo, cuyas características correspondan a acuíferos de buena permeabilidad y espesor saturado. Esta información nos permitirá señalar áreas favorables para la localización de pozos, siempre y cuando las características del reservorio acuífero presenten igualmente condiciones Hidro geológicas favorables. Método geofísico empleado En el presente trabajo, se ha empleado el método geo eléctrico en su variante de Sondaje Eléctrico Vertical (SEV), utilizando la configuración tetra electródica simétrica Schlumberger. Este dispositivo es de amplio uso en los estudios hidrogeológicos. Fundamento del método Los principios de la prospección geoeléctrica, son aplicados des de hace mucho tiempo en las investigaciones hidrogeológicas para determinar la geometría y las características del acuífero. El agua contenida en las formaciones permeables, es el elemento fundamental de las medidas de resistividad, donde los horizontes están diferenciados gracias al contenido de agua y a la mineralización de la misma, especialmente por el contenido de sales. En forma generalizada y tentativa puede darse Valores de resistividad en ohm-m que estarían relacionados con la litología del sub suelo, así tenemos: 

Arcillas 1 - 25 ohm-m



Limos 10 - 30 ohm-m



Arenas 20 - 50 ohm-m



Arenas gravas 40 - 100 ohm-m



Areniscas y calizas 120 - 400 ohm-m



Lecho de roca Mayores de 100 ohm-m.

Las gradaciones de uno a otro tipo de roca corresponderían a valores intermedios. Particularidad del Sondaje Eléctrico Vertical El Sondaje Eléctrico Vertical (SEV) permite evaluar a partir de la superficie del terreno y en dirección normal a ella, la distribución de las distintas capas geoeléctricas. Es decir, permite determinar los valores de resistividad y espesor correspondiente a cada capa. En el SEV, se introduce corriente continua al terreno mediante un par de electrodos de corriente: A y B, midiéndose la intensidad de corriente (I) del circuito así establecido. Se mide también la diferencia de potencial (AV) causado por La corriente (I) entre otro par de electrodos llamados de recepción de medición: M y N. 4

Los datos de resistividad aparente, obtenidos en cada SEV se presentan mediante una curva graficada en un formato logarítmico. A través de estas curvas de campo y por diversos métodos se determinan los valores de las resistencias verdaderas y los espesores de las diferentes capas para cada punto de investigación.

2.2. ESTUDIOS DESPUÉS DE LA PERFORACIÓN DE POZO a) Conductividad Eléctrica (CE) La conductividad eléctrica del agua es función de su temperatura, del tipo de iones presentes y de su concentración. En virtud de que la conductividad eléctrica se suele expresar a la temperatura - standard de 25ºC, sus variaciones estarán únicamente en función del tipo y concentración de los constituyentes disueltos. Considerando que la conductividad puede medirse rápidamente, su determinación representa un método conveniente para estimar la calidad - química de las muestras de agua. b) Características Físico - Químicas Las características físico-químicas de los recursos hídricos y principalmente de las aguas subterránea. Bicarbonatadas Cálcicas Representan el 15.4% de los pozos analizados, presentándose con una baja mineralización y conductividad eléctrica entre 1.16 y 1.22 mmhos/cm por lo que corresponden a aguas de bajo grado de salinidad. Esta muestra de agua subterránea presenta una predominancia del anión HCO 3 con 192 y 196 mg/l y catión Ca ++ con 102 mg/l y 138 mg/l. La dureza o grado hidrométrico es también bajo, alcanzado un valor de 392 ppm, valores que se encuadran como los preconizados como aguas blandas. Sulfatadas Cálcicas Representan el 84.6 % de los pozos analizados con una mayor mineralización y con una conductividad eléctrica que varía de 0.98 a 1.90 mmhos/cm. Estas muestras presentan una predominancia del anión SO 4 - con 271 a 514 mg/l y catión Ca++ con 113 a 236 mg/l. La dureza de este tipo de agua son más aptas que las Bicarbonatadas cálcicas, variando entre 365 a 760 ppm, que van de aguas blandas a duras. Es importante reconocer que la dureza es alta en todo el dominio del estudio, existiendo parches en el acuífero con valores inferiores a 500 ppm, por ello se hace importante mantener un control químico periódico sobre la evolución del grado de dureza durante el bombeo del acuífero en este sector. PH Este rubro presenta valores cuyos rangos están comprendidos entre 7.2 y 8.3, lo cual indicaria aguas con predominancia de tipo alcalina dentro del área de estudio. 5

Dureza En virtud de la acción disolvente del agua, la gran mayoria de las aguas naturales contienen en cantidad variable compuestos minerales, especialmente sales de calcio y magnesio, causantes directos de la dureza del agua. Potabilidad del Agua La potabilidad del agua se ha determinado en base a los resultados de los elementos químicos reportados en los correspondientes análisis realizados en el Laboratorio de Suelos y Aguas de la Dirección General de Aguas, Suelos e Irrigaciones del Ministerio de Agricultura. Para la determinación del carácter de "potabilidad" del agua, se ha tomado en consideración los límites máximos tolerables de dichos elementos, establecidos en las Normas internacionales de la OMS, las mismas que han señalado aguas con buenas condiciones de potabilidad. De acuerdo a los límites máximo de las aguas convenientes y admisibles de la Organización Mundial de la Salud (O.M.S.) cuyo cuadro se expone, se puede apreciar que las aguas desde el punto de vista de potabilidad son aptas para el consumo humano, con ciertas restricciones en algunos sectores del área de estudio, hacia el oeste cercano al litoral por su alta salinidad, y en los pozos que presentan aguas del tipo sulfatada cálcica cuyas aguas son duras mayores de 500 ppm se deberá proceder a su ablandamiento por los métodos existentes.

3. PERFORACION DE POZOS La perforación de pozos tubulares profundos requiere métodos y tecnologías apropiadas, personal habilitado y equipamiento adecuado. Como consecuencia de la propia naturaleza de los trabajos, las inversiones y riesgos tanto operacionales como financieros, son mayores. En la perforación de los pozos el éxito de los trabajos depende de una serie de factores de orden técnico y geológico, encabezados por la elección del método de perforación adoptado. No debe olvidarse que un pozo es una obra de ingeniería hidrogeológica y geológica y no un hueco a través del cual se capta aguas subterráneas. 6

Aceptado este principio, todas las precauciones deben ser tomadas para que el pozo sea técnicamente bien construido, convirtiéndose en una obra económicamente rentable. Dentro de los diferentes requisitos se destacan: la ubicación, el proyecto y la selección del método de perforación, a los cuales el proyectista debe estar atento y proveerse de todos los datos disponibles para definirlos con el mayor margen de seguridad posible. Cuando estén definidos el sitio y el proyecto del pozo, el proyectista deberá indicar el método de perforación a adoptarse. La elección del método envuelve factores de orden técnico y económico y depende también del tipo de pozo que se va a perforar y cuáles son sus finalidades.

4. TIPOS O METODOS DE PEFORACION 4.1. TECNOLOGIAS TRADICIONALES Un pozo es por definición una perforación hecha en el terreno natural con el fin de obtener un fluido mineral, en este caso agua, desde un estrato acuífero subterráneo. Los pozos se clasifican en cinco tipos de acuerdo con el método de construcción, cada uno con sus ventajas y desventajas en cuanto a facilidad de construcción, capacidad de almacenamiento y gasto del acuífero, tipo de formación susceptible de atravesar y facilidad de protección contra la contaminación. a) Pozo Excavado. (Noria o Pozo Somero): Aquel que se construye por medio de picos, palas, etc. generalmente de forma manual, con el consiguiente riesgo para los operarios en su interior debido a los derrumbes o a los riesgos de asfixia producto del funcionamiento de bombas para trabajar en seco en su interior. Dependiendo del terreno pueden requerir entibaciones o entubado a medida que se excava, como es el caso de los pozos con recubrimiento de tubos de hormigón armado, los cuales son hincados en el terreno y a medida que se excava bajo ellos son bajados por su propio peso, teniendo siempre protección los operarios. Estos pozos son de poca profundidad y se usan principalmente donde el nivel freático se encuentra muy cercano a la superficie.

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Construcción de un Pozo Excavado. Fuente: Lifewater International

Su principal ventaja es que pueden construirse con herramientas manuales. Además su gran diámetro proporciona una considerable reserva de agua dentro del pozo mismo. Suelen ser de grandes diámetros, desde 60 cm (para poder entubar con tubos de hormigón para cámaras de inspección sanitaria) hasta 4 o 6 metros (en el caso de napas de bajo rendimiento) lo que les da grandes superficies de contacto con el acuífero, que los hace ideales para grandes gastos. Su principal desventaja es que debido a su poca profundidad (generalmente de 6 a 18 metros dependiendo del tipo de suelo) generalmente solo obtienen agua de las capas acuíferas superiores, por lo que son muy sensibles de perder efectividad en la estación seca o en años de sequia. Además, debido a su gran superficie y perímetro en contacto con el acuífero y la cercanía de este con la superficie, son muy susceptibles de contaminación por materias que caen en su interior acarreadas por el viento, derrames de líquidos superficiales y filtraciones en sistemas de alcantarillado y letrinas. b) Pozo Barrenado(o Taladrado): Aquel en que la excavación se hace por medio de barras sucesivas en cuya parte inferior tiene un recipiente con cuchillas en su cabeza, el cual se hace rotar en forma manual (en caso de terrenos no consolidados como sedimentos aluviales) o impulsado por fuerza motriz. Este se va enterrando en el suelo hasta que ya está totalmente lleno de material, luego de lo cual debe retirarse por completo para realizar el vaciado del material, lo cual dificulta su uso para grandes profundidades. Los diámetros con que se puede usar este método son variables pero nunca mayores a algunas decenas de centímetros, debido a la gran cantidad de fuerza que habría que aplicar para rotar y luego subir el barreno. Este último aspecto es el que lo hace poco útil para grandes profundidades, debido a lo engorroso que resulta el retirar todas las barras de soporte cada vez que hay que vaciar el recipiente.

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Las formaciones más apropiadas para usar este método son los sedimentos glaciales y los depósitos aluviales. Estos últimos presentan la dificultad de que en caso de encontrarse piedras (bolones) debe cambiarse la cabeza cortante del barreno por una que permita la extracción del posible bolón, luego de lo cual podrá seguirse con la punta normal. Además de los bolones, estas formaciones son muy susceptibles a derrumbes, lo cual puede ser solucionado entubando al mismo tiempo que se perfora. La forma más conocida de este método es la Pala Arenera o Pala Vizcacha, usada generalmente para la excavación en terrenos arenosos. Existe una variable de este método que en vez de un recipiente en el fondo usa una barra helicoidal continua, la cual permite un flujo del material suelto hacia el exterior. Esta variable presenta el problema de que, además de la gran cantidad de fuerza empleada para mover la broca, sirve solo para estratos arcillosos o sedimentos secos ya que para arenas saturadas el flujo de material se detiene debido al empuje del material. En este caso la única opción es empujar la tubería a través del pozo y una vez que llegue al estrato saturado empujarla lo más posible dentro de él.

c) Pozo Clavado (Hincado): Aquel que se construye clavando, mediante el uso de mecanismo de percusión similar usado para hincar pilotes prefabricados, el sistema correspondiente al encamisado del pozo profundo, incluyendo el sistema de rejillas para infiltración del agua del acuífero y contando además con una punta en su parte inferior para permitir una mejor penetración en el terreno. Este conjunto (y el pozo mismo) alcanzan como máximo diámetros de 4”. Este sistema no es muy recomendable en arcillas secas (debido a su gran dureza) ni en arenas finas saturadas (debido a la gran resistencia que presentan a la 9

penetración) ni en lugares donde la napa a alcanzar está a profundidades mayores a 15 o 20 metros, debido a lo laborioso que resulta el hincamiento del sistema hasta tales profundidades.

Construcción de un Pozo Hincado. Fuente: Lifewater International Además, este método presenta la desventaja de que, debido al choque con el suelo durante el proceso, la capacidad estructural del conjunto encamisado-punta-rejilla debe ser bastante grande para evitar el colapso de la misma durante el hincado, unido al hecho de que debido al roce lateral del conjunto con el suelo, la interfase con el acuífero suele estar muy densificada, disminuyendo la eficiencia de la captación. d) Pozo a Chorro: Aquel en que la excavación se hace mediante un chorro de agua a alta presión el cual al impactar con el suelo va disgregándolo, luego de lo cual el flujo de agua ascendente lleva estos sedimentos haciéndolos rebalsar fuera del pozo. Debido a las grandes cantidades de agua necesarias para usar este método (hasta 150 litros por metro en caso de arenas) y las grandes presiones que esta debe alcanzar (3 *atm+ ≈ 31 *mca+) este método requiere de maquinarias especiales y de abastecimiento de grandes cantidades de agua, lo que hace necesario el uso de camiones aljibe. El uso de este sistema está restringido únicamente a suelos poco cohesivos como arenas o gravas pequeñas, siendo más difícil perforar en arcillas e inútil en el caso de presentarse gravas grandes o terrenos rocosos. Pese a todas estas desventajas, este método puede ser ocupado en conjunto con el hincado de la tubería, cuya acción va ayudando a disgregar el material permitiendo mayores resultados. También usado en su forma original es ideal para la instalación de punteras de agotamiento de napas freáticas para permitir la construcción en seco de fundaciones, debido a la poca profundidad a la que se utilizan y los terrenos en los cuales suelen usarse.

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Construcción de un Pozo a Chorro. Fuente: Lifewater International e) Pozo perforado: La excavación se hace mediante sistemas de percusión o rotación. El material cortado se extrae del hueco con un achicador, mediante presión hidráulica, o con alguna herramienta hueca de perforar, etc. Pueden además combinarse estos 2 sistemas en diversas formas, detalle que se abordara más adelante debido a la complejidad e importancia que presenta para el desarrollo de este trabajo. Además de estos sistemas, en los últimos años se han desarrollado nuevos métodos de perforación para pozos profundos, los cuales debido a sus grandes costos y al tipo de terreno que atacan (principalmente rocas o formaciones minerales de gran dureza) son usados en la construcción de pozos para agua solo para abastecimiento de grandes poblaciones y en faenas de construcción de pozos petroleros. Métodos basados en Tensiones inducidas Mecánicamente 

Perforación con turbina: Se utiliza una turbina de acción simple que hace girar una rueda cortante con caras diamantadas a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm en el fondo de la perforación.



Perforación con Perdigones: Se arrojan a gran velocidad pequeñas bolas de acero, las cuales se van recuperando junto con extraer el material con un flujo de aire a gran presión.



Perforación a Implosión: Este sistema produce implosiones bombeando capsulas esféricas herméticamente cerradas al fondo de la perforación y rompiéndolas contra la roca mediante impacto u otros sistemas.



Perforación con Chispas: La producción de Chispas de Alto Voltaje produce pulsaciones de alta presión capaces de romper y perforar las rocas.



Perforación electrohidráulica: Las pulsaciones de alta presión producidas por la descarga de chispas subacuáticas producen la rotura de las rocas. 11



Perforación con Explosivos: Consiste en dejar caer capsulas explosivas en el sondeo a razón de 3 a 12 por minuto.



Perforadoras por Erosión: Chorros de Agua a presión muy alta pueden perforar las rocas más duras sin utilizar abrasivos en el chorro.



Perforadoras ultrasónicas: Las perforadoras ultrasónicas utilizan núcleos magneto-estrictivos o electro-estrictivos que emiten vibraciones para perforar la roca.

Métodos basados en Tensiones inducidas Térmicamente 

Perforación de Dardo: Este sistema utiliza una llama de oxigeno y fuel-oil que se calienta y quebranta la roca.



Perforadoras de llama dirigida: Similar al anterior exceptuando que se usa Acido Nítrico en vez de Oxigeno.



Perforación de Ciclo Térmico: Se produce el quiebre de la roca usando ciclos periódicos de frio y calor.



Perforación mediante Microondas: Se aplica un golpe de calor seguido de una aplicación de microondas, lo que quiebra la roca.

Métodos mediante Fusión y Vaporización

f)



Perforación por Fusión Eléctrica: Se calienta la punta del trépano penetrante mediante una resistencia eléctrica de alambre de Tungsteno o Iridio.



Perforación Nuclear: Mediante Fusión nuclear se producen temperaturas capaces de fundir el material del suelo.



Perforación con Plasma: Esta basado en la producción de llamas ionizadas mediante generadores de plasma, que alcanzan temperaturas del orden de 20.000 °C capaces de fundir la roca.



Perforación Química: Se utiliza flúor y otros reactivos químicos que producen reacciones de alta velocidad que corroen la roca.

Perforación por percusión: En este sistema de perforación la acción de perforar se lleva a cabo a través de un cable de acero que levanta y deja caer un pesado conjunto de herramientas dentro del agujero que se va abriendo (por eso es conocida también como perforación por Cable). El martillo de fondo o trépano que se encuentra ubicado en la parte inferior del conjunto de herramientas fractura la roca y el material granular, convirtiéndolos en pequeños fragmentos, los cuales pueden ser extraídos mediante cucharas o mediante un sistema de circulación de lodos de perforación desde el fondo hasta la superficie. 12

Este sistema normalmente es mecanizado, aunque por la simplicidad de su principio de funcionamiento, ha sido implementado en forma manual a través de la historia, teniéndose antecedentes de pozos de este tipo en la antigua civilización Mesopotámica (aproximadamente hacia el siglo XII a.c.) y China (siglo X d.c.) además de los métodos manuales más modernos que serán descritos más adelante. En caso de no usar lodos de perforación, cuando se atraviesan formaciones suaves no consolidadas al perforar, es necesario hincar una tubería de revestimiento que permita mantener estables las paredes del sondaje durante todo el proceso, para evitar así derrumbes. Además, este sistema tiene múltiples variables dependiendo de la cuchara de fondo o trépano que se use para la extracción del lodo de perforación mezclado con restos de material del suelo, el cual puede ser una cuchara acondicionada para extracción (el caso de las cucharas o válvulas de charnela o de dardo mostradas en las imágenes a continuación), lo que implica tener que periódicamente retirar todo el sistema de perforación para vaciar dichas cucharas, o simplemente para la rotura del material (en el caso del trépano) en cuyo caso se usa un sistema de extracción por circulación de lodos y el cable del sistema es reemplazado por un sistema de tuberías por el cual circulan dichos lodos.

Este método de perforación consta comúnmente de las siguientes partes: 

Mástil o Torre: En los sistemas mecanizados generalmente son de tipo telescópico y viene en dos tramos de 36 pies cuando está extendida y 22 pies cuando está recogida, con sus respectivos dispositivos de extensión. El largo de la torre está en función de la elevación requerida al dejar caer el sistema de tubos de perforación con el martillo de fondo.



Barras de Perforación o Cable: Son las que unen el martillo o cuchara de fondo con el sistema de levante.



Sistema de Levante: Normalmente formado de un Cable o Cuerda unido a una polea en la parte superior de la torre que levanta el sistema de tuberías o el conjunto cable-cuchara. Es jalado mediante fuerza humana (en el caso manual) o mediante un sistema motorizado incorporado al tren de rodaje del sistema (en el caso mecanizado).



Sistema de Circulación del Lodo de Perforación: Un sistema de bombeo que hace que el lodo circule a través del pozo, permitiendo mantener la estabilidad de las paredes y refrigerar la cuchara de fondo. Este lodo baja 13

por los lados de las barras de perforación y luego de mezclarse en el fondo con el material triturado, es conducido al interior de la cuchara de fondo o trépano, desde donde es llevado a la superficie. Dicho sistema de circulación puede también funcionar de forma inversa, es decir, con el lodo bajando por los lados y subiendo por dentro de las barras. 

Cuchara de Fondo o Trépano: Esta situado a continuación de las barras de perforación. Es la parte más importante del sistema, dado que de ella depende la forma de extracción de los restos de suelo (extracción de la cuchara completa o circulación de lodo de perforación) y la velocidad de avance.

A continuación se observa un cuadro comparativo de las dos variables de la perforación por percusión. Comparación entre percusión por cable y percusión con lodos. Fuente: Elaboracion Propia en base a fuentes diversas. Percusión por Cable

Facilidad implementación Mantenimiento

de y

Tipo de suelos en que se aplica Extracción de Muestras para detección del acuífero Entubamiento simultaneo a la perforación Retiro de material desde el fondo

Percusión con Lodos de Perforación Buena, debido al bajo Media, debido a que los costo y simplicidad de costos son mayores y debe Funcionamiento. agregarse un sistema de Circulación de lodos. Todos, especialmente los Ídem. Duros. Buena, dado que el Mala, dado que el material contenido de agua no es obtenido está mezclado alterado, permitiendo con el lodo de perforación, buena detección del alterándose su contenido de Acuífero. Finos y humedad. Necesario solo en algunos Innecesario ya que el lodo Tipos de formaciones. de perforación estabiliza las Paredes del pozo. Lento, debido a que se Rápido, debido a que es un debe retirar todo el proceso continúo y mecanismo de perforación Simultaneo a la perforación. 14

y vaciarlo.

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g) Perforación por rotación: Este método consiste en horadar un agujero mediante la acción de un trépano en la parte inferior de una tubería y remover los fragmentos que se producen con un fluido que circula en forma continua conforme el trépano penetra los materiales de la formación. En este método la perforación se realiza mediante un sistema de tuberías con una broca en su parte inferior la cual al rotar por la fuerza hidráulica dada al sistema, va rompiendo el terreno. El retiro del material se realiza mediante la circulación de lodos de perforación hechos de arcilla con agua (idealmente arcilla bentonitica), existiendo una variable de este sistema que usa aire comprimido como fluido para retiro del material, la cual será descrita más adelante. El fluido de perforación (aire o lodo) puede hacer el retiro de material de 2 formas: 

Circulación Directa: En este método el fluido circula impulsado por una bomba por el interior de las tuberías de perforación hasta llegar al fondo del pozo, fluyendo luego hacia arriba por el espacio entre el tubo y las paredes del pozo, logrando de esta forma arrastrar los sedimentos de la perforación hacia el exterior del pozo por rebalse, enfriar la broca permitiendo una perforación continua y además, al penetrar la arcilla en las paredes del pozo, permite darles mayor estabilidad, impidiendo derrumbes del mismo, con el efecto contrario de que una vez terminado el pozo habrá que retirar esta arcilla en un proceso de desarrollo del pozo ya construido.



Circulación Inversa: En el caso de que los sedimentos sean de mayor tamaño y peso (como es el caso de la perforación rotatoria en gravas o rocas) estos no pueden ser arrastrados hacia arriba por circulación directa, debiendo ser retirados a presión por una bomba instalada en la parte superior de las tuberías de perforación. Por este motivo la circulación se hace cayendo el fluido por el espacio entre las tuberías y las paredes del pozo y ascendiendo por dentro de los tubos.

En ambos sistemas el lodo, luego de ser retirado del pozo, es conducido a un foso de sedimentación en donde las partículas pesadas extraídas del fondo decantan, quedando en la parte superior de la fosa para su bombeo al pozo realizándose nuevamente el ciclo. Un equipo de perforación por rotación típico (generalmente mecánico) tiene a modo general las siguientes partes: 

Mesa de rotación: Es el mecanismo que recibe la fuerza del motor hidráulico y hace girar las barras de perforación, conocidas en los sistemas mecanizados como Kelly, cuya parte superior va en su centro. 16



Sarta de Perforación: El conjunto de tuberías que se emplea para la perforación se denomina columna o sarta de perforación, y consiste en una serie de trozos tubulares interconectados entre sí mediante uniones roscadas. Este conjunto, además de transmitir sentido de rotación al trépano, ubicado en el extremo inferior de la columna, permite la circulación de los fluidos de perforación.



Trépano: Estos tienen la función de disgregación del material durante la perforación de un pozo. Existe una amplia gama de estos y cada uno está diseñado para determinados tipos de suelo con determinadas características mecánicas y abrasivas. Los más usados son: Trépano de rodetes dentados: Este ejerce una acción cortante y de trituración a la vez, logrando cortar formaciones duras con gran efectividad. El más usado es el Tricono convencional.

Trépano de Arrastre: Este tiene aletas cortas a sus lados y en la parte inferior, las cuales idealmente llevan un tratamiento superficial y un filo cortante forjado para darles mayor dureza, los cuales producen una acción de corte y desgarre. Ideales para formaciones semiconsolidadas como rellenos fluviales o formaciones rocosas blandas pero inútiles en formaciones rocosas o con bolones.

Coronas: Son usadas en formaciones duras (rocas) para extracción de testigos.

Bomba de lodos: Su función principal es tomar el lodo del fondo del pozo y llevarlo hacia el exterior donde, en el caso de los lodos de perforación, se depositan primeramente en un foso de sedimentación para el depósito natural del sedimento o detritus pesado y luego el lodo limpio fluirá hacia otra foso, en donde será bombeado hacia el pozo para un nuevo ciclo. Es recomendable además incluir en el ciclo una malla para retener las partículas pesadas.

Motor: Encargado de dar fuerza a la mesa de rotación del sistema. Generalmente va unido al chasis del camión donde va todo el equipo. Además existen diversas variaciones del sistema para su optimización, como la inclusión de un tornillo sin fin para el ascenso del lodo, el uso de diversos tipos de brocas de diversos tipos, estabilizadores, etc.

Las principales ventajas de este método son su rapidez en comparación a la percusión (especialmente en los suelos detríticos), la precisión en la verticalidad que puede lograr, la versatilidad con que trabaja en los distintos tipos de suelo y los grandes diámetros (hasta 50”) y profundidades (hasta 5000 metros para prospección minera). Por otro lado los bajos rendimientos en terrenos duros debido al desgaste del trépano, la gran pérdida de lodos en terrenos fisurados o muy porosos, los grandes costos tanto del equipo como de su operación hacen de esta opción de perforación algo netamente mecanizado y con grandes costos siendo su campo de trabajo las grandes industrias como la minería (prospecciones geológicas) y la sanitaria (captaciones a gran profundidad), quedando fuera del alcance económico prácticamente cualquier otra actividad económica a menor escala. h) Perforación por Rotopercusión: Para solucionar los problemas de bajos rendimientos del sistema de percusión y los altos costos (especialmente al

trabajar en roca) del sistema de rotación, es que a mediados del siglo XX surgió esta nueva forma de perforación. Esta consiste, tal como su nombre lo indica, en un movimiento de rotación continua combinado con la percusión periódica en forma de pulsos del trépano. El trépano ocupado (martillo de fondo) gira entre 10° y 20° entre golpe y golpe. Las primeras variaciones del método de rotación consistieron principalmente en el reemplazo del lodo de perforación por aire comprimido. Luego de esto y debido a la dificultad del trabajo de rotación en roca, se le agrego un movimiento de percusión periódica a la sarta de perforación en la parte superior de ésta, lo cual no resultó muy eficiente debido al amortiguamiento que se produce en la sarta de perforación. Finalmente y para solucionar esto se creó un trépano especial conocido como Martillo de Fondo, el cual produce un golpeteo periódico de forma independiente a la sarta de perforación, de manera que logra trabajar de mucho mejor forma en suelos rocosos sin la abrasión excesiva del trépano.

Además existen otras variantes del método de rotopercusión que constan de dos tuberías separadas para la perforación. Una de ellas (generalmente la interior) va golpeando el suelo con un trépano de percusión mientras la otra, generalmente la externa, mediante un trépano de corona (similar al usado para la extracción de testigos de rocas) va rompiendo el terreno ya debilitado por el mecanismo de percusión. Este método a modo general es ideal para el trabajo en roca o formaciones detríticas altamente cohesionadas, no así en terrenos arenosos y arcillas blandas. Además, debido a que el lodo de circulación ha sido reemplazado por aire comprimido, en terrenos no cohesionados necesita de una entubación simultanea del pozo durante la perforación y tiene además el gran problema de que las presiones producidas por la columna de agua en el sondeo dificultan la evacuación del material de desecho, problema que se agrava más a medida que la columna de agua es mayor.

4.2. TECNOLOGIAS ALTERNATIVAS a) Sistema de Perforación EMAS-AYNI Los sistemas tradicionales de perforación de pozos tienen una relación inversamente proporcional entre su eficiencia y su costo, por lo que el uso de los sistemas más avanzados estuvo en el pasado normalmente restringido a exploraciones petroleras o pozos de agua de gran diámetro para regadío o consumo de grandes comunidades o industrias. De este modo, debido a los reducidos costos de implementación, la poca mecanización y la gran cantidad de mano de obra disponible, los sistemas manuales han sido usados desde hace miles de años en la construcción de sondajes para abastecimiento de pequeñas comunidades rurales (la cuales cabrían hoy dentro de la clasificación de comunidades rurales dispersas) pese a que por la poca eficiencia de los métodos, la velocidad de construcción de estos y por ende la cantidad de pozos posibles de construir era mínima. El sistema EMAS consiste en la caída por percusión de un trépano (broca) que, luego de romper el suelo producto de la caída, es rotado en forma manual para desgarrar el suelo en el cual fue enterrado. Estos dos movimientos (percusión y rotación) alternados regularmente en conjunto con una circulación de lodo de perforación, de forma directa o continua, puede producir pozos de hasta 4” de diámetro y hasta 100 metros en terrenos sin bolones ni roca y a bajo costo (entre $2.000 y $5.000 el metro lineal de mano de obra dependiendo del tipo de suelo), consistiendo en una solución ideal para las comunidades dispersas. Esta solución incluye además una bomba manual hecha con tuberías de PVC en forma casera y un encamisado de PVC sanitario ranurado en la parte de la captación del acuífero.

Algunas características del sistema a modo general son: 

Diseño y construcción: Los materiales con que se construye el equipo de perforación son de bajo costo y pueden ser adquiridos en el comercio habitual, usándose para la construcción del equipo soldadura al arco y herramientas de bajo costo.



Operación: Completamente manual, considerando un mínimo de 3 operarios: uno encargado de dirigir y rotar el sistema de perforación, otro de mantener un bombeo constante de lodo y otro de tirar la cuerda para dar el movimiento de percusión, pudiendo este ultimo ser ayudado por mas personas conforme avanza la perforación y la sarta de perforación se vuelve más pesada.



Mantenimiento: Mínimo, considerando básicamente solo limpieza de las partes una vez terminada la perforación y la revisión de las brocas para su reemplazo cada cierto tiempo.



Tipos de suelo en que actúa: Suelos detríticos libres de bolones o de inclusiones rocosas debido a la poca dureza de la broca.



Muestreo: Bueno aunque debido al lodo de perforación la cantidad de agua de las muestras no es buena.



Ventajas: Bajo costo de implementación y operación, no es necesaria mucha capacitación a la mano de obra, poca mano de obra necesaria en comparación a otros métodos manuales, gran eficiencia en relación a otros métodos manuales respecto a la velocidad de perforación.



Desventajas: Imposibilidad de uso en suelos duros y en pozos de diámetro sobre 4” resulta poco eficiente.

Partes del Sistema Este sistema consiste en las siguientes partes: Torre: Sirve de soporte a la polea por la cual pasa el cable que levanta la sarta de perforación para su posterior caída. Es construida con acero perfilado corriente y existen comúnmente 2 tipos, la torre vertical y la torre en forma de V invertida.

Pese a que la torre en forma de V invertida presenta una mayor estabilidad, la torre vertical permite la adaptación de una palanca en su cuerpo, la cual hace más fácil el movimiento de levante de la sarta de perforación a grandes profundidades. Estas torres deben ir amarradas con 4 tirantes al suelo para asegurar su estabilidad durante el proceso de construcción. Sistema de levante: Este conjunto consiste en la cuerda con la cual se levanta la sarta de perforación, la polea por la cual pasa la cuerda y la palanca y manilla con la cual se facilita tirar la cuerda. Sarta de perforación: Consiste en tuberías de Acero Galvanizado unidas con hilo reforzado que se deben ir montando o desmontando conforme avanza la perforación. En su parte superior llevan la manilla para darle el movimiento de rotación al sistema y en su parte inferior el trépano. A través de ellas pasa el lodo de perforación que es inyectado o aspirado por la manilla hacia o desde el fondo del pozo. Manilla: Es una T de Acero Galvanizado de dimensiones suficientes para permitir un correcto agarre y un fácil torque al operario. Está conectada a la Sarta de perforación y a la manguera de inyección de lodos (en la circulación directa) y puede tener además una válvula y una manguera para la succión y expulsión de material (en la circulación inversa).

Al igual que con el método de rotación, el hecho de que se use circulación directa o inversa depende netamente del tipo de sedimento que se quiere expulsar y por lo tanto del tipo de suelo a perforar, teniéndose que para partículas livianas (arcillas) se usa circulación directa y para partículas más pesadas como arenas gruesas y fragmentos de gravas se usa circulación inversa. Broca: Trépano usado en la perforación, el cual debido principalmente a la baja calidad de los materiales con que es construido debe ir cambiando de acuerdo al tipo de suelo usado.

Sistema de impulsión de lodos: Una bomba de tipo manual que bombea el lodo de perforación desde un foso de almacenamiento a la manilla (en el caso de circulación directa) o directamente al pozo (circulación inversa) para una vez completado el circuito dentro del pozo ir a un foso de sedimentación y luego por gravedad volver al foso de almacenamiento a un nuevo ciclo.

b) Sistema de Perforación Baptist Este método es básicamente una variación del sistema EMAS hecha por el misionero Bautista Terry Waller para su uso en Bolivia. Las modificaciones hechas consisten en lo siguiente: Método de Perforación: Se ha dejado de lado la alternancia percusión-rotación, concentrándose este método únicamente en la Percusión, con lo que no es necesaria la rigidez en la sarta de perforación, reemplazándose los tubos de acero galvanizado por PVC Presión Clase 16 común disminuyendo de esta forma los costos. Además, al haber un solo movimiento a realizar periódicamente, la opción de mecanizar el sistema es mucho más viable, recomendándose inclusive por los creadores del sistema, un sistema de poleas con un motor de 3 HP. Circulación de Fluido de perforación: Para una mayor economía de material y simplicidad del sistema se ocupa una válvula antiretorno en la parte inferior de la sarta de perforación (sobre el trépano) provocándose un flujo de lodos igual a la circulación inversa del método EMAS. De esta forma se prescinde de la bomba de lodos, del operario de la misma y se invierte el orden de las fosas de lodos para establecer el circuito del lodo. Trépano: Las brocas usadas en este sistema, debido a las modificaciones ya descritas, son mucho más simples y livianas, por lo que adoptan formas distintas pero con la misma versatilidad según los distintos tipos de suelo.

Broca para Roca del sistema Baptist. Fuente: · Manilla: La manilla usada en este sistema no tiene válvula (como sí pasaba en el método EMAS con circulación inversa) estando ésta en la parte inferior de la sarta de perforación, permitiendo de esta forma que la manilla sea menos voluminosa. Además la expulsión del lodo desde la manilla no se hace con una manguera sino con un chorro que sale de esta directamente hacia el foso de sedimentación, por lo que la manilla debe estar al momento de caer apuntando hacia el foso.

c) Sistema Rota-Sludge El sistema Hand Sludge, desarrollado hace alrededor de 40 años en el norte de la India, es básicamente un sistema de perforación por percusión manual en que el retiro del material de desecho del fondo del pozo se hace mediante un sistema de circulación inversa de fluido a través de una tubería de acero, de forma similar a los métodos explicados anteriormente. El este sistema, el movimiento de izaje de la sarta de perforación se realiza mediante una palanca de madera cuyo extremo lleva una cadena amarrada a la parte superior de las tuberías de perforación y que se instala junto con su soporte a un lado de donde estará el pozo. En el lado contrario del pozo, se excava el foso de sedimentación de lodos y un pequeño canal con pendiente que hará fluir el lodo ya limpio de vuelta al pozo. El ciclo de circulación del lodo de perforación se completa con una válvula instalada en la parte superior de la sarta de perforación con la cual se va expulsando el lodo con sedimentos hacia el foso a medida que se sube y baja el sistema, lo cual en su conjunto se presenta bastante similar a la circulación inversa propuesta por el método EMAS.

Perforación con el sistema Rota Sludge. Se observa claramente la estructura de soporte y la palanca para el izaje, la manilla para la rotación, el foso de sedimentación y el chorro de lodo con sedimentos. Fuente: Practica Foundation. Tal como se observa en la imagen, la parte superior de la sarta de perforación lleva una manilla cuya misión es dotar de un movimiento de rotación al sistema. Esta variante del sistema, que incluye este movimiento de rotación, se conoce como “Rota-Sludge”, y es considerada mucho más eficiente que el método original, ya que al incluir la rotación las brocas producen mayor desgarramiento del suelo. Respecto a este último, el sistema actúa solo en formaciones de poca dureza y es inútil en caso de bolones o rocas. d) Sistema Stone Hammer Al igual que el Rota-Sludge, este sistema fue desarrollado en la India como un método manual de perforación por percusión y consiste a grandes rasgos en un sistema usual de percusión por cable en el cual la válvula encargada de recoger el material se queda en el fondo del mismo recibiendo los golpes de un martillo que es el encargado de realizar la percusión, el cual es levantado con un cable por los operarios del sistema. El peso total de la cuchara de fondo y el martinete que lo golpea es de alrededor de 70 kg. Este sistema ha sido probado con éxito en suelos detríticos altamente cohesionados, bolones y formaciones rocosas de baja dureza, siendo lento en comparación a otros métodos en suelos poco cohesionados, por lo que este sistema es considerado como un complemento al Rota Sludge.

Sistema Stone Hammer. A la derecha se observa la cuchara de fondo

5. PARTES DE UN POZO TUBULAR (VER LOS PLANOS) 6. FUNCIONAMIENTO: OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 6.1. OPERACIÓN. Consiste en un conjunto de actividades que, una vez observadas, permitirá el acompañamiento de la vida útil del pozo, tanto en lo que se dice respecto a su producción, en cuanto a eficiencia del sistema constituido por el pozo propiamente dicho y el acuífero o el sistema de bombeo. El monitoreo de una unidad de producción se puede realizar de manera manual o automática, dependiendo de los recursos disponibles en términos de registro y transferencia de información. a) DATOS QUE DEBERÁN SER REGISTRADOS Usualmente son objeto de registro diario, semanal, mensual o inclusive en períodos mayores, (semestre o año) los siguientes parámetros: 

Producción en metros cúbicos hora



Presión en la salida del pozo



Nivel estático y dinámico



Nivel de cloro y flúor (cuando se trate de aguas de abastecimiento público)



Tiempo de funcionamiento diario



Lecturas de consumo de energía y de los parámetros involucrados (tensión, amperaje, etc.)



Colecta y análisis periódico de agua del pozo, siguiendo los patrones indicados por los órganos gestores de los recursos hídricos.

b) PLANEAMIENTO Y CONTROL OPERACIONAL El planeamiento y control operacional de los sistemas de abastecimiento de agua, a través de pozos tubulares profundos tiene por objetivos: 

Optimización del sistema, con el objetivo de una producción a menor costo.



Reducción de las intervenciones de emergencia



Planeamiento de sustituciones y reducción de riesgo



Obtención de una mejor condición de funcionamiento con aumento de la eficiencia del sistema como un todo.

c) DESCRIPCIÓN A continuación se mencionan las distintas tareas que desarrollan los operadores de pozos y galerías para captar el agua cruda, según diagrama del siguiente flujo:

Control del Sistema de Bombeo: El Operador de Pozos y/o Galerías verifican en forma rutinaria el normal funcionamiento del sistema de bombeo: El operador verifica:  Las variables eléctricas: voltaje, amperaje y fases del tablero de mando; operatividad de los condensadores, tableros de control de automatización y tablero de control de alarma.  Verifica en forma rutinaria el normal funcionamiento del sistema hidráulico, revisando la presión y caudal de la electrobomba. Igualmente verifica la operatividad de las válvulas y accesorios.  Verifica en forma rutinaria el normal funcionamiento de todo el sistema de energía eléctrica, incluyendo el tablero eléctrico, transformadores, cableados, grupo electrógeno, etc.

 Registra la lectura del caudal de ingreso. Para ello el personal de pozos realiza la medición de caudal por lectura directa en el caudalímetro o macro medidor, o mediante aforo. El valor de caudal obtenido se registra en la Planilla de Reporte Diario de Pozos Tubulares y Galerías, Anexo IV. El valor obtenido se compara con el caudal real del equipo de bombeo. Si el caudal medido es menor al valor histórico para ese sistema, deberá dar aviso al Jefe para que inicie las acciones que correspondan.  Realiza el control diario de la operatividad del sistema de cloración, efectuando las siguientes actividades: -

Verifica la cantidad de cloro gas a través del rotámetro del equipo dosificador, el mismo que se observa cuando la canica marque el nivel deseado según el caudal de la fuente de agua. La cantidad de cloro gas a aplicar se coordinan entre el Jefe de la Unidad Operativa y la Unidad de Control de Calidad.

-

Verifica si existe fugas de cloro gas en el sistema de cloración, como son: Electrobomba tipo booster, equipo dosificador, equipo inyector de vacío, línea de conducción al vacío y al venteo, niples, tuberías, accesorios que no presenten fuga de agua que perjudiquen al sistema de cloración. Como medida de seguridad, el operador al detectar una fuga de cloro gas: 

Cierra la válvula de la botella de cloro gas



Apaga la bomba tipo booster



Cierra las válvulas de paso de ingreso y salida de agua

El operador en caso de detectar algún tipo de anomalía, notifica en forma inmediata al Jefe de Unidad Operativa, al Jefe de Unidad de Mantenimiento Electromecánica, al Jefe de Control de Calidad, según corresponda, para que se inicien las acciones pertinentes. Control de desinfección del Agua Tratada: Los controles de la desinfección en el agua tratada se realizan según la frecuencia que se fije para cada sistema, según diagramas de flujo del Anexo N° III, de acuerdo a las siguientes consideraciones:

 La medición del nivel de cloro residual en agua se realiza con comparador visual de cloro.  El muestreo y medición del cloro se realiza en el punto más cercano al pozo o galería.  El valor de cloro residual obtenido se registra en la planilla de control.  El valor obtenido debe estar dentro del rango de 1.0 á 1.5 mg/L.  Si el valor de cloro no es el adecuado, el operador a cargo deberá disponer las tareas operativas necesarias para la corrección del nivel de cloración, realizando posteriormente una nueva determinación y registro. Registros de las tareas: Todas las tareas antes mencionadas son registradas por los operadores en sus respectivos cuadernos de ocurrencias y Planilla de Reporte Diario. 6.2. MANTENIMIENTO DE POZOS En vista de los parámetros observados en la operación de pozos, será posible efectuar intervenciones programadas en los pozos, de tal manera que se reduzcan los costos directos e indirectos de tal procedimiento. Una intervención programada permitirá una actuación directa en el problema centro que estuviera ocasionando una pérdida de eficiencia del sistema. Así, los indicadores observados en el monitoreo, deberán posibilitar la intervención en conjunto o parte de este, cuando y donde fuera deseable para el usuario del sistema. La intervención podrá correr aisladamente en el pozo, en el conjunto de bombeo o inclusive en el propio acuífero.

Para cada situación los indicadores obtenidos y registrados durante la operación permitirá la identificación del probable caudal y de las soluciones que podrán ser adoptadas, y con el instrumental más adecuado para cada caso. Situaciones resultantes de problemas en el equipo de bombeo son las más frecuentes y en nivel de gravedad pueden resultar de problemas de incrustación, corrosión y producción de arena, producción de prefiltro, etc. No se entrará en detalle sobre las principales causas y efectos así como sobre los métodos convencionales o no más utilizados en los procedimientos de mantenimiento, porque merecerían un capítulo aparte. En resumen, la observación que se debe realizar es que un pozo debe ser permanentemente monitoreado, así como cualquier otra unidad de producción de agua (sea una fuente, toma y estación de tratamiento de agua, etc.). El hecho de que un pozo ocupa un lugar de pequeñas dimensiones, produce que el mismo quede escondido de las responsables, y no en pocas ocasiones se trata de un área que termina modificando el espacio de almacenamiento de materiales, inclusive algunos de alto riesgo para el pozo y el sistema que allí funciona (caso de tanque de combustibles, productos agrícolas y otros). 7. ESPECIFICACIONES TECNICAS 7.1. ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA REHABILITACION Las especificaciones que se detallan en los títulos siguientes servirán de normas, sin carácter limitativo o restrictivo para la completa y satisfactoria rehabilitación del pozo en estudio. a) Limpieza y recuperación de fondo Se procederá a limpiar y recuperar el fondo inicial de cada uno de los pozos con máquina perforadora y/o compresora o en función del estado de los pozos, empleando un buen juicio y experiencia para no atentar contra el estado de conservación en que se encuentra el pozo. Los trabajos de limpieza y recuperación de fondo con aire comprimido serán ejecutados iniciando la operación con tuberías sumergidas en el agua del pozo. -

Para la ejecución de esta actividad se requiere un equipo compuesto por:

-

Una máquina compresora de capacidad suficiente (9 m3 /minuto) y una presión de trabajo de 7 Kglcm2

-

Un equipo de inyección de aire comprimido compuesto por : • • • •

Tubería de descarga Tubería Inyectora Herramientas de lzaje Herramientas menores

Iniciada la operación, las tuberías se irán haciendo descender a medida que el agua expulsada por la tubería de descarga se halle libre de sólidos en suspensión. En forma simultánea se realizarán mediciones tanto en la profundidad de avance como del nivel dinámico, a fin de ir incrementando la presión de trabajo del compresor, la cual variará de 4 a 7 Kw'cm2 continuándose hasta llegar al fondo del pozo, donde se mantendrá la inyección cuando menos por una hora consecutiva. Este trabajo se considera terminando cuando se haya alcanzado la profundidad inicial o cuando la supervisión así lo indique. b) PRUEBA DE VERTICALIDAD Y ALINEAMIENTO Se verificará la verticalidad y alineamiento en toda entubado, siguiendo las especificaciones técnicas.

la longitud

del

De establecerse marcadas desviaciones y/o desalineamiento y/o roturas de fundas que imposibiliten el libre descenso de la bomba, no se procederá con los trabajos siguientes de rehabilitación. c) Desarrollo por inyección de aire comprimido Una vez terminadas las operaciones de recuperación de f ando del pozo será sometido a un proceso de desarrollo mediante el método del pistoneo, que será necesario para proporcionar el máximo caudal por metro de descenso, corregir alrededor del pozo y estabilizar la formación. Se realizará la agitación del pozo por medio de inyección de aire comprimido, para lo cual se utilizará una compresora con una capacidad mínima de 9 metros cúbicos por minuto y una presión de 7 Kglcm2. Por medio de mangueras de alta presión y conexiones de seguridad adecuadas, el tanque regulador del compresor estará conectado a dos tuberías de 1” de diámetro respectivamente, las cuales se harán descender una por el interior de la tubería de descarga, en posición de bombeo, y la otra entre la tubería y la columna filtrante del pozo, en posición de desarrollo Se iniciará el desarrollo inyectando aire desde el nivel superior del entubado filtrante, descendiendo en forma progresiva, la columna de desarrollo, hasta el nivel inferior del filtro. Queda establecido que las presiones estarán comprendidas entre 4 a 7 Kglcm2, inyectándose en periodos de 5 a 15 minutos de duración, por 1 O a 20 minutos de extracción del material producto del desarrollo

Asimismo, en cada nivel de trabajo se realizará la recirculación de agua, actividad que permitirá mejorar las condiciones de permeabilidad vertical del acuífero La duración de esta actividad dependerá de las características constructivas del pozo y de la formaciones acuíferas adyacentes al mismo, siendo un término medio un lapso de una a dos horas de desarrollo por cada metro de columna productora. A medida que el desarrollo continúe, se añadirá periódicamente grava y agua en el espacio anular, si fuera requerida; esta operación deberá ser continuada hasta que el pozo esté convenientemente desarrollado a satisfacción de la supervisión. Se dará por concluido el desarrollo del pozo por bombeo si al terminar la última etapa y provocar posteriormente cambios bruscos de caudal, incluyendo en el bombeo, el agua no acusa turbidez

d) Suministro aplicación de aditivos químicos defloculantes Con inyección permanente de aire comprimido de dos niveles de inyección, se adicionarán aditivos químicos para desalojar los óxidos y arcillas impregnadas en la columna de del pozo y en la zona filtrante. Se utilizará dos inyectores con presiones de 4 a 5 Kglcm2, a fin de crear recirculación y agitación permanente e intensiva en el interior del correspondiente pozo. Se adicionará el aditivo químico en cantidades suficientes, se continuará con esta activación por un tiempo no menor de dos horas. Se dejará de inyectar aire comprimido a fin de conseguir que la escoria y sedimentos se asienten en el fondo del pozo. Se procederá al desalojo de los sedimentos mediante bombeos de extracción por un lapso de 2 ó 3 horas. e) Aplicación de grava seleccionada Se verterá grava seleccionada alrededor del pozo en la medida que sea necesario durante la realización de los trabajos de recuperación de fondo, desarrollo, así como en la prueba de rendimiento. Es espacio el conjunto de operaciones que se tendrá que efectuar para colocar la cantidad necesaria y suficiente de grava en el espacio anular comprendido entre el tubo forro y las paredes de la formación; operación que se realizará por medio de la palas manuales y en forma lenta La colocación deberá efectuarse a un ritmo tal que se tenga la seguridad

de que la grava va descendiendo por el espacio anular sin formar puentes u obstrucciones que alteren la continuidad del pre-filtro Queda estrictamente prohibida la colocación de grava empleando cualquier herramientas mecánica o manual que arroje gran cantidad de grava por el espacio anular La colocación de grava deberá continuarse hasta colmar completamente el espacio anular, arrasándolo a la superficie del terreno, en torno a la tubería de revestimiento del pozo El suministro deberá ser planificado de tal forma que no falte grava en la operación de colocación y que adicionalmente quede una cantidad sobrante que podrá ser del orden de 02 a 05 m3, para abastecer los consumos subsecuentes del pozo

f)

Prueba de rendimiento Se determinará en esta prueba el rendimiento óptimo seguro de operación del pozo y su eficiencia hidráulica. Para tal efecto, se medirán los descensos del nivel de agua en un tiempo de transcurrido para diferentes caudales Par realizar la prueba se instalará un equipo de bombeo con capacidad de extraer caudales variables entre 1 O y 100 Vs contra una altura dinámica entre 1 O y 40 m. El equipo de bombeo constituido por bomba turbina de eje vertical y motor estacionario Diesel, deberá estar en buen estado de conservación y será capaz de operar sin interrupciones por un período mínimo de veinticuatro (24 horas). La canastilla de la bomba deberá estar instalada a 2 m. Sobre el fondo del pozo. En la tubería de descarga del pozo se instalará un caudalómetro, tubo pitot, orificio circular con tubo piezométrico u otro dispositivo que permita una buena medida del caudal a explotar. Para medir el nivel de agua en el pozo se utilizará sonda eléctrica Para introducir el cable de la sonda se instalará una tubería plástica con diámetro mínimo de una (1) pulgada, acoplada exteriormente a la columna de descarga de la bomba. La longitud de esta tubería de medición deberá ser suficientemente para que su extremo inferior quede a un (1) metro o inmediatamente sobre el cuerpo de impulsores La instalación de la prueba de bombeo deberán impedir la recirculación de las aguas las cuales deberán descargarse a una distancia prudencial

Durante la prueba, el pozo será sometido a explotación durante 24 horas continuas como mínimo y por lo menos a 4 regímenes distintos, en forma escalonada. El cambio de régimen se efectuará solo y con aprobación de la supervisión. Si por cuando obtenga estabilización de los niveles de agua alguna falla en el equipo se tuviera que paralizar la prueba, sólo se computarán como horas de bombeo, las horas transcurridas desde el inicio de la prueba con el régimen en el cual se detuvo Durante el bombeo de prueba, se recolectará muestras de aguas al término de cada régimen de bombeo. La cantidad recolectada deberá tomarse directamente del agua proveniente del pozo y en un frasco cuya capacidad no sea menor de un litro. La etiqueta de cada frasco deberá indicar el nombre y número del pozo, fecha y hora de recolección, tiempo de bombeo, caudal de operación, profundidad del nivel de bombeo y nombre de la persona que hace la recolección de la muestra. Las muestras serán analizadas en un laboratorio oficial . Los elementos a analizar son: Conductividad eléctrica, pH, Ca, Mg, Na, K, C03,, N03, S04, CI. Después de la prueba final de bombeo, se removerá, por cualquier método aprobado por la supervisión, la arena, grava u otro material depositado en el pozo. g) Sellado del pozo Los pozos tubulares que al momento de concluir los trabajos de rehabilitación no dispongan de equipo de bombeo serán sellados provisionalmente. Deberá cerrarse el tubo exterior con una tapa de metal de V4 de espesor y soldada en 4 puntos de su perímetro como mínimo. Asimismo debe dejarse una abertura de 1" de diámetro, a fin de introducir el cable de una sonda eléctrica, para controlar los niveles de agua posteriormente. Se hará la limpieza y eliminación del desmonte y material no utilizado. 7.2. ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA EQUIPAMIENTO Por instalación de los equipos de bombeo, se entiende al conjunto de operaciones que se deben realizar, para instalar en el pozo el equipo de bombeo completo que se ajusta a las características hidráulicas de la obra, incluyendo el cuerpo impulsor las transmisiones mecánicas, el motor, las conexiones en las partes del equipo y los anclajes en las bases, que habiendo sido preparadas de antemano con cargo a otro concepto de trabajo, servirán como elemento de sustentación a las diversas partes del Equipo de Bombeo, quedarán asimismo comprendidas los trabajos de acarreo del equipo desde el almacén y su posterior descarga en el sitio de la instalación.

La instalación del mismo deberá realizarse siguiendo las instrucciones establecidas en los catálogos de instalación proporcionados por el fabricante, las bombas turbina vertical, provenientes de la República Popular China de acuerdo al tipo de modelos y especificaciones para diferentes características de la obra y del equipo mismo. Antes de la instalación es necesario inspeccionar en primer lugar el diámetro interior y la profundidad del pozo, para ver si sus dimensiones son adecuadas a las partes de la bomba que se instalará en su interior. si el diámetro y la profundidad exacta del pozo se desconocen, mídase bajo un tubo de diámetro exterior igual al del cuerpo de la bomba, se debe medir aún más bajo que el nivel en donde la bomba será instalada, asegurándose de que el pozo sea vertical y no esté torcido. Luego de haber inspeccionado el POZO, inspeccionará equipo necesario para la instalación.

la base o cimiento y el

a) Inspección de la base o cimiento La base puede ser construida por cualquier material que ofrezca apoyo rígido y permanente a toda el área de los elementos que soporten la bomba. Se recomienda que la base sea de concreto; sin embargo, pueden usarse vigas de acero. La base o cimiento debe construirse para que sostenga el peso total de la bomba llena de agua, y debe ser lo suficientemente rígido para que resiste y evita cualquier vibración . Los cimientos de concreto deben estar a nivel y ser construidos sobre terrenos firmes , aconsejándose colocar los pernos de anclaje del tamaño especificado y no fijarlos hasta haber encontrado la posición correcta del cabezal engranajes. La superficie superior de la base debe ser perpendicular al tubo del pozo y su superficie inferior lo suficientemente grande. El espacio central de la base debe estar adecuado a la brida de admisión de la bomba, debiendo dejarse un agujero en la base para medir los niveles de agua b) Equipo y herramienta necesarios para la instalación El equipo debe ser lo bastante fuerte para sostener el peso de la bomba con un margen razonable de seguridad. Si se usara un trípode es recomendable que el tecle esté de acuerdo al peso de la bomba que se va a instalar y con una cadena lo suficientemente larga para poderla maniobrar desde el suelo. El equipo por supuesto, debe estar provisto de los accesorios necesarios, tales como estrobos, pasadores en "U" con su respectivo pin, etc. En cuanto a herramientas se necesitan

fundamentalmente:

•

Dos llaves inglesas de 500 a 600 mm.

•

Dos llaves de cadena 1 a 200 mm.

•

Una llave para los estabilizadores o separadores.

•

Piezas para nivelación, como cuñas o calzas.

•

Pernos y tuercas de cimentación, cuando se necesite.

•

Dos juegos de abrazaderas.

•

Cepillos de fierro para limpiar roscas.

•

Herramientas de mecánico.

•

Pasta para proteger las conexiones con roscas

c) Preparación de las partes de la bomba Luego de haber revisado todas las partes y elementos de la bomba, de acuerdo a la lista de embarque, se debe proceder a limpiar los extremos de la tubería y superficies roscadas Los anillos protectores y los estabilizadores o separadores, deben desenroscarse y luego de limpiar su superficie volverlos a enroscar sin ajustarlos. Durante la limpieza se debe tener cuidado de no poner en contacto la bocinas de caucho con lubricantes, inspeccionando cuidadosamente las superficies y reparando lo que haya sufrido daño herrumbroso o mohoso A manera de prevención, se debe limpiar el moho o derrumbe de los ejes de transmisión, acoplamientos y tramos de columna de bomba. así mismo, es importante tener en cuenta que aunque las partes roscadas y las superficies terminales de los tazones y ejes deben limpiarse con kerosene, en caso de que el moho o derrumbe salga con esto, puede utilizarse tela de esmeril de grano fino , siempre y cuando esta operación se efectúe con mucho cuidado d) Instalación del tubo de succión Levante el conjunto cuidadosamente por medio del estrobo, hasta que el tubo esté centrado sobre la abertura de la base. Luego baje el tubo con la canastilla fijada dentro del pozo, hasta que las abrazaderas descansen sobre el cimiento Si la canastilla no ha sido conectada al tubo de succión en la fábrica, deberá enroscarse a éste aplicando la mezcla para rosca y ajustando firmemente con las llaves de cadena

Las abrazaderas deben colocarse aproximadamente a unas 1 O" de la extremidad libre del tubo de succión y descansar sobre el cimiento

8. COSTOS UNITARIOS

9. PRESUPUESTO

10. PLANOS