(Segunda parte: Etapas técnicas de la perforación de pozos)

PROSPECCION: Algunas empresas perforadoras con mayor experiencia prefieren investigar el subsuelo a través de la medición de la resistividad eléctrica de las formaciones previo a una perforación. Existen 2 métodos; El método geofísico y el eléctrico, pues bien, me referiré al segundo. Este trabajo se lo realiza sobre la superficie del suelo a través de la cual midiendo la resistividad eléctrica de los materiales del subsuelo, obtienen valores relativos que pueden ser interpretados geológicamente. Varios tipos de materiales generalmente exhiben ciertos rangos de valores de resistividad. Generalmente se utilizan 4 electrodos colocados de forma espaciada sobre la superficie del suelo, pero solo en 2 electrodos se aplica corriente y la caída potencial en los otros 2 electrodos se anota. Ahora bien, los valores obtenidos se refieren a la aparente resistividad de todos los materiales por debajo de la superficie del suelo que son proporcionales al espaciamiento de los electrodos. De hecho, la resistividad de todos los materiales del subsuelo ya está registrados y constan en muchos textos sobre hidrogeología.

   POZOS DE EXPLORACION Y/O DEFINITIVO: La forma más segura de conocer las características de la formación del subsuelo es explorando, mediante la perforación de pozos exploratorios, aquí hare un paréntesis para señalar los diferentes métodos de perforación. ¿Muchas personas preguntan cuál es el mejor método de perforación? Y no existe una única respuesta porque cada método depende de la facilidad de las formaciones en el subsuelo, costos, hasta el diámetro del pozo. El método convencional es el Método rotativo para perforar formaciones no consolidadas su problema es que el “Nivel estático” usualmente no se lo puede medir al menos que se lo entube. Luego el otro método es el denominado perforación de percusión por cable y se lo utiliza en mayores profundidades y con formaciones más duras, en fin, cualquiera que sea el método de formación requieren agua para formar un lodo que facilite la perforación a medida que vaya descendiendo, este método no permite perforaciones mayore a las 6 pulgadas de diámetro a diferencia de otro método denominado circulación reversa que puede entubar entre 16 a 20 pulgadas de diámetro. Escoger el diámetro apropiado para sus fines es muy importante porque este afecta el costo de su estructura. Ahora bien, el pozo podría o No mantener el mismo diámetro desde arriba hacia abajo, dependiendo a que profundidad de perforación llega al acuífero y el grosor de este, sin embargo, el diámetro del pozo debe satisfacer 2 condiciones: 1) El entubado tiene que ser suficientemente amplio para acomodar la bomba con suficiente holgura en su instalación y una operación eficiente, y 2) el diámetro de la sección de entrada (El Absorbente) del pozo debe ser tal que asegure una buena eficiencia hidráulica del pozo. En la práctica de campo es muy común que el pozo exploratorio se transforme luego en el pozo definitivo.

Cuando tengamos que decidir el tamaño del entubado, el factor determinante es el tamaño de su bomba con la cual usted esperar alcanzar los caudales requeridos, por ello el diámetro del entubado tiene que poseer 2 tallas más grandes que el diámetro nominal de la bomba, y En ningún caso debe elegirse un tamaño nominal inferior al de los tazones de la bomba.

PROFUNDIDAD DEL POZO E IMPORTANCIA DEL ANALISIS DE LOS MATERIALES: La profundidad esperada de un pozo generalmente se determina a partir del registro de materiales de un pozo de prueba, también, partir de registros de otros pozos cercanos en el mismo acuífero o durante la perforación del pozo de producción. Generalmente se completa un pozo hasta el fondo del acuífero, y un perforador experimentado puede identificar la llegada a un buen acuífero durante la perforación gracias a una combinación de observación directa, instrumentos técnicos y pruebas hidráulicas. Existen Indicadores durante la perforación como los cambios en el material extraído. Al llegar a una capa permeable (como grava o arena limpia), el material que sale del pozo cambia notablemente. Estas capas suelen ser buenas portadoras de agua. Esto es deseable por dos razones:1) Se puede utilizar una mayor parte del espesor del acuífero como parte de entrada del pozo, lo que resulta en una mayor capacidad específica. 2) Se puede disponer de más reducción, lo que permite un mayor rendimiento del pozo.

La única excepción de esta regla es cuando la pantalla o filtro del pozo está centrada entre la parte superior e inferior del acuífero, sin embargo, la longitud óptima del filtro del pozo se elige en relación con el grosor del acuífero, la reducción disponible y la estratificación del acuífero.

Solo recuerde que en el momento en que nosotros prendemos la bomba el nivel superior del agua del acuífero (NIVEL ESTATICO) crea un cono de depresión (Drawdown) y es aconsejable que su caída no sea mayor. Otro detalle técnico importante es que su pozo tiene que estar distanciado de cualquier pozo vecino unos 300 a 500 metros, porque al mantener una distancia adecuada no solo evita interferencias, sino que también ayuda a preservar la calidad del agua y la salud del acuífero a largo plazo.

  El análisis con el empleo de un cedazo o tamiz de las muestras obtenidas durante la perforación de un pozo de prueba o pozos de producción revelan la característica de la arena que contiene agua, en cada nivel del cedazo se pesa la cantidad del material una vez que este esté seco. El registro de las muestras pesadas de cada tamiz debe lucir así:

   El resultado se lo grafica en un eje de coordenadas cartesianas en donde proporciona la base para la decisión de varios factores que establecen el diseño de un pozo cribado o encamisado.

En el eje de las ordenadas se grafica de cero al 100 espaciada cada 10 unidades, usted registra la profundidad y el tipo de material que prevalece a cada profundidad específica desde cero metros hasta que dicho material cambie, llámese arena fina, gruesa, etc. Ahora bien, en el eje de las abscisas se crea un registro expresado en milésimas de centímetros del tamaño del material encontrado iniciando desde el más fino hasta el más grande hallado a medida que la perforación avance, luego usted une los puntos y grafica una curva, ahora bien la experiencia recomienda que en el grafico de coordenadas cartesianas se haga un trazo de una línea horizontal recta al 40%, y este será la dimensión que deberá tener el filtro de su pozo para que funcione muy bien.  

A medida que nuestra perforadora va encontrando distinto tipos de materiales, el excavador debe retirar cada uno de los cambios que se encuentren en el proceso de perforación, y colocar cada una de las muestras sobre un pedazo de yute o telas que tiene que estar al exterior del pozo, estas muestra tienen que estar completamente secas antes de pasarlas por el cedazo para que luego cada una de ellas con la ayuda de un set de cedazos de diferentes aperturas se vaya cerniendo de más a menos y es importante llevar un registro de la profundidad en la que se encontró cada uno de los distintos materiales hasta que se llega al fondo del acuífero. Este análisis nos permitiría al final determinar las dimensiones y el tipo grava que protegerá la bomba y nuestro encamisado, El objetivo central es evitar que ingresen en la succión de la bomba, agua con materiales que vayan a destruir nuestros impeler.

DISEÑO DEL EMPAQUE DE GRAVA: El pozo artificial empaquetado con grava difiere del pozo desarrollado naturalmente en que la zona que rodea inmediatamente la pantalla o filtro del pozo se hace más permeable al eliminar el material de formación y reemplazarlo con material grueso graduado artificialmente. En el pozo de desarrollo natural, el material fino en la formación que rodea la pantalla o filtro se elimina mediante el desarrollo para crear una zona más permeable. En cualquier caso, el resultado hidráulico neto es un aumento en el diámetro efectivo del pozo. 

En el pozo de desarrollo natural, se ha demostrado que la abertura de las ranuras de la pantalla o filtro se elige de un tamaño que retiene aproximadamente el 40% por ciento de la formación natural y deja que el 60% pase a través de la abertura durante el proceso de desarrollo del pozo. Es aconsejable, no obstante, instalar el paquete de grava que cubra desde el fondo perforado y sobre salga hasta un 50% más de donde está instalada el filtro.

GRUPO DE BOMBEO: El selecciónamiento del grupo de bombeo está en función del caudal alcanzado, y con la profundidad de instalación. Cada bomba de pozos posee diferentes etapas que se las utilizan en función de la profundidad de succión.  De hecho, nuestra profundidad del acuífero determinara el número de etapas que requiere la bomba para nuestras necesidades de riego.

Tenemos que conocer que existen algunas clases de bombas, pero solo existe una básica clasificación que las divide en 2 grupos. 1. Bombas de desplazamiento constante que suministran sustancialmente la misma cantidad de agua contra cualquier cabezal dentro de su funcionamiento.  2. Bombas de caudal variable que suministran agua en cantidad que varía inversamente con la altura contra la que operan. Ambas sirven para operaciones de riego agrícola.

El selecciónamiento de su bomba requiere que usted conozca los gráficos de rendimiento de cada bomba que poseen las casas comerciales en cuyos gráficos están ploteados diversos caudales versus las cargas totales requeridas en cada operación; nuestra labor es que sea igual a sus requerimientos de bombeo tanto en caudal como en las pérdidas de cargas totales que se producen desde la bomba hasta sus aspersores operando en la posición más lejana.

Ejemplo:

Ht= Carga dinámica total

He= perdidas de carga de elevación desde el fondo de la bomba hacia la superficie del suelo.

Hf= Perdidas por fricción en todo su sistema de riego, (tuberías principales, manifolds y laterales) + la presión de operación de su aspersor en la lateral más lejana.

Entonces la capacidad de su grupo de bombeo será:

Bhp = GPM x Ht / 3960 x eficiencia de su bomba

DESARROLLO Y TERMINACION DE UN POZO DE AGUA PARA RIEGO: El desarrollo del pozo es el paso final para conocer si nuestro pozo es bueno y se lo realiza una vez instalado su grupo de bombeo. Al prenderse la bomba empezaremos a remover los materiales más finos del acuífero y limpiando las aberturas ampliamos los pasajes de la formación para que el agua pueda entrar en el pozo con mayor libertad. El trabajo de desarrollo es una operación esencial en la correcta terminación de un pozo de agua. El desarrollo de un pozo lo lleva a su máxima capacidad.

La eliminación de las partículas más finas deja en su lugar una zona naturalmente desarrollada de arena o grava uniformemente graduada de alta porosidad y permeabilidad que rodea el filtro del pozo. El agua puede moverse a través de esta zona hacia el pozo con una pérdida de carga insignificante. Esto da como resultado una reducción del drawdown (caída del nivel del agua del pozo) al operar el bombeo en el pozo.

Es importante medir el nivel estático del agua del pozo antes de prender los equipos y una vez que logramos obtener el caudal deseado, debemos medir el nivel dinámico, es decir cuanto cayo el nivel estático del acuífero y registrarlo. Para esto se debe poseer un cable con un sensor eléctrico conectado en el extremo final y en su comienzo conectado hacia un lector eléctrico que nos indique cuando topamos el agua y cuando no.

Así mismo, se debe realizar un bombeo de unas 24 horas continuas para conocer cuanto cae el nivel del acuífero cuando alcanzamos el caudal deseado y debe mantenerse durante todo el tiempo, luego, al apagar la bomba tenemos que medir su caída o Drawdown y monitorear el tiempo que le toma al pozo para recuperar su NIVEL INICIAL antes del bombeo. Esta información será muy útil para conocer los tiempos de operación de bombeo y ajustar los mismos para evitar una sobre explotación del acuífero.

Es un requisito sinequanon tomar muestras del agua para llevarlas a practicarles los análisis físicos y químicos de las mismas a un laboratorio confiable donde analicen sus propiedades físicas y químicas.

Conclusión: Tiene que asignarle un registro de control de bombeo al REGADOR EN CARGADO DE PRENDER Y APAGAR el riego para que lea siempre los niveles estáticos previo antes de prender el equipo y chequear el nivel dinámico de bombeo al apagarlos. Igualmente se recomienda al regador el monitoreo de la recuperación del acuífero hacia el nivel estático original, eso le ayudara a manejar sus riegos sin sobre explotar su acuífero.

Ing. Pedro J Alava M.Sc.