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1. Montevideo, Uruguay 2012 Manual de Agua Subterrnea Mara Paula Collazo Caraballo (1) Jorge Montao Xavier (2) ____________________________________________________________________________ (1) Dra. en Ciencias Geolgicas. Asistente en Hidrogeologa, Facultad de Ciencias, Universidad de la Repblica. Consultora del Proyecto Produccin Responsable. (2) Dr. En Ciencias Geolgicas. rea Hidrogeologa. Profesor Adjunto en Hidrogeologa, Facultad de Ciencias, Universidad de la Repblica.

2. Proyecto Produccin Responsable - M.G.A.P. Carlos Mara Pena 4894 - Tels: (00598) 2306 07 47 - 2308 9244 Fax: (00598) 23085618 Diseo y Maquetacin: Yordana Gonzlez Otegui Infografas: Lic. Jos Ignacio Collazo Fotografas: Dra. Mara Paula Collazo Primera edicin, agosto de 2012. Montevideo, Uruguay Impreso en: Denad Internacional S.A. ISBN: 978-9974-594-09-8

3. AUTORIDADES Ministro Ing.Agr.Tabar Aguerre Subsecretario Ing.Agr.Enzo Benech Director General Dr.Alberto Castelar Director de la Direccin General de Desarrollo Rural Dr.Jos Olascuaga Director Proyecto Produccin Responsable Ing.Agr.Alfredo Bruno

4. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 5 T A B L A D E C O N T E N I D O PRLOGO.........................................................................................................................................................8 INTRODUCCIN............................................................................................................................................11 CAP TULOS 1 CICLO HIDROLGICO....................................................................................................................12 1.1 Efecto de la sequa en el agua subeterrnea............................................................................................15 2 EL AGUA SUBTERR NEA............................................................................................................16 2.1 Distribucin vertical del agua subterrnea................................................................................................17 3 ACUFEROS.........................................................................................................................................20 3.1 Propiedades fsicas de los acuferos.........................................................................................................24 4 CARACTER STICAS QUMICAS DEL AGUA SUBTERRNEA.......................................26 5 MUESTREO DEL AGUA SUBTERRNEA...............................................................................28 6 CALIDAD DEL AGUA SUBTERRNEA.....................................................................................30 6.1 Agua subterrnea destinada al abastecimiento humano...........................................................................30 6.2 Agua subterrnea destinada al riego.........................................................................................................30 6.3 Agua subterrnea destinada al abrevadero de ganado.............................................................................32 6.4 Agua subterrnea destinada a la industria................................................................................................32 7 CONTAMINACI N DEL AGUA SUBTERRNEA...................................................................33 7.1 Microorganismos en el agua subterrnea.................................................................................................34 7.2 Proteccin del agua subterrnea frente a la contaminacin......................................................................35 8 CAPTACIN DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS.................................................................36 8.1 Pozos verticales........................................................................................................................................36 8.2 Mtodos de perforacin.............................................................................................................................37 9 ESTUDIO HIDROGEOLGICO Y PROYECTO DE POZO..................................................40 10 CONSTRUCCIN DE POZOS.......................................................................................................41 11 SUPERVISIN DE POZO EN CAMPO.......................................................................................43 11.1 Informe nal de perforacin.......................................................................................................................52 12 ABANDONO DE POZOS.................................................................................................................53 13 CONTROL DE POZOS.....................................................................................................................54 13.1 Problemas ms frecuentes en los pozos....................................................................................................54 14 SOLUCIONES Y REACONDICIONAMIENTO DEL POZO..................................................56 15 EQUIPOS DE EXTRACCIN DEL AGUA SUBTERRNEA...............................................57 16 AGUAS SUBTERRNEAS EN URUGUAY..............................................................................58 16.1 Provincia Hidrogeolgica Paranaense......................................................................................................58 16.2 Provincia Meridional..................................................................................................................................63 16.3 Provincia Costera......................................................................................................................................63 17 CALIDAD NATURAL DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS EN URUGUAY..................64 17.1 Provincia Hidrogeolgica Paranaense......................................................................................................64 17.2 Provincia Hidrogeolgica Meridional.........................................................................................................65 17.3 Provincia Hidrogeolgica Costera.............................................................................................................65 17.4 Problemtica actual y futura......................................................................................................................65 17.5 Uso del agua subterrana en uruguay........................................................................................................66 18 TRAMITES ANTE LA DIRECCI N NACIONAL DE AGUA Y SANEAMIENTO............67 BIBLIOGRAFA..............................................................................................................................................68

5. 6 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea A N E X O S ANEXO I: Tablas de conversin de unidades..............................................................................................................71 ANEXO II: Norma tcnica de construccin de pozos perforados para captacin de agua subterrnea......................72 ANEXO III: Planilla para informe nal de pozo..............................................................................................................86 ANEXO IV: a) Sustancias qu micas que presentan riesgo para la salud (norma interna calidad agua potable OSE. 2006).................................................................87 b) Caracter sticas sicas y sustancias qu micas que afectan la calidad organol ptica del agua (norma interna calidad de agua potable OSE. 2006)...................................................90 ANEXO V: Decreto 253/79. clases de agua para distintos usos..................................................................................91 ANEXO VI: Instructivos y formularios para el registro de pozos...................................................................................93 I N D I C E D E T A B L A S Tabla 1 Porcentajes de agua en la Tierra y perodo de renovacin.......................................................14 Tabla 2 Diferencias entre el agua supercial y subterrnea..................................................................19 Tabla 3 Valores de porosidad total y ecaz en funcin del material.......................................................25 Tabla 4 Valores de permeabilidad en diferentes terrenos naturales......................................................25 Tabla 5 Valores de permeabilidad y capacidad de drenaje....................................................................25 Tabla 6 Clases de agua correspondiente al diagrama SAR..................................................................32 Tabla 7 Comparacin entre los diferentes mtodos de perforacin.......................................................37 Tabla 8 Caudales (litros/hora)................................................................................................................50 Tabla 9 Deciencias en el proyecto de pozo y en la construccin de los pozos por falta de supervsin..............................................................................................................55 Tabla 10 Usos del agua subterrnea en porcentajes...............................................................................66

6. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 7 I N D I C E D E F I G U R A S Fig. 1 Componentes del ciclo hidrolgico..........................................................................................12 Fig. 2 y 3 Descenso del nivel fretico por efecto de la sequa.................................................................15 Fig. 4 Zona no saturada y saturada...................................................................................................16 Fig. 5 Distribucin vertical del agua subterrea..................................................................................18 Fig. 6 Pozos en acufero libre y connado.........................................................................................21 Fig. 7 Acufero poroso........................................................................................................................22 Fig. 8 Acufero surado......................................................................................................................22 Fig. 9 Acufero krstico......................................................................................................................22 . Fig. 10 Arenisca con doble porosidad..................................................................................................23 Fig. 11 Microfotografa de arenisca de la Formacin Rivera................................................................24 Fig. 12 Diagrama U.S. Salinity Laboratory Staff (1954).......................................................................31 Fig. 13 Actividades que provocan contaminacin del agua subterrnea.............................................33 Fig. 14 Pozo excavado, perforado y aprovechamiento directo de manantial.......................................36 Fig. 15 Tricono.....................................................................................................................................38 Fig. 16 Martillo.....................................................................................................................................38 Fig. 17 Mquina perforadora. Mtodo de rotopercusin......................................................................39 Fig. 18 Barras......................................................................................................................................39 Fig. 19 Maniobras durante la perforacin............................................................................................39 Fig. 20 Fotointerpretacin a escala 1:20.000.......................................................................................40 Fig. 21 Diseos de pozos en funcin del terreno.................................................................................41 Fig. 22 Tubera sanitaria no apropiada para revestimiento de pozo....................................................42 Fig. 23 Tubera normada para revestimiento de pozo.........................................................................44 Fig. 24 Pozo mal construido................................................................................................................44 Fig. 25 Filtro de ranura continua..........................................................................................................45 Fig. 26 Filtro de PVC............................................................................................................................45 Fig. 27 Pozo sin cementar...................................................................................................................46 Fig. 28 Losa sanitaria. Terminacin en supercie.................................................................................47 Fig. 29 Casilla de proteccin de pozo..................................................................................................48 Fig. 30 Medicin de profundidad de pozo y de niveles de agua..........................................................49 Fig. 31 Esquema de descenso del nivel de agua en un bombeo.........................................................51 Fig. 32 Medicin de caudal o aforo......................................................................................................51 Fig. 33 Toma de muestras de roca......................................................................................................51 Fig. 34 Material triturado extrado durante el avance de la perforacin...............................................52 Fig. 35 Pozo abandonado....................................................................................................................53 Fig. 36 Mapa hidrogeolgico del Uruguay (Montao et al. 2006)........................................................59

7. 8 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Prlogo D esde marzo de 2005, el Ministerio de Ganadera, Agricultura y Pesca (MGAP) del Uruguay ejecuta el Proyecto Produccin Responsable, con el apoyo tcnico y nanciero del Banco Mundial y del Fondo Mundial para el Medio Am- biente (GEF). El Proyecto tiene como objetivo central la promocin,asistencia tcnica y nancia- miento de sistemas de manejo integrado de los recursos naturales y la biodiversidad, sostenibles desde el punto de vista social,econmico y ambiental. Durante los siete aos de actuacin de Produccin Responsable, nuestro pas ha sufrido fenmenos climticos extremos. Tres sequas han afectado negativa- mente a la produccin agropecuaria y a la vida rural del Uruguay. La produccin ganadera en especial la que se desarrolla en los departamentos del norte del pas enfrenta peridicamente y cada vez con mayor frecuencia, crisis forrajeras ligadas a la sequa, que interaccionan con la baja capacidad de retencin de agua de los suelos. La sequa afecta la disponibilidad de agua de bebida de los animales, disminuye su condicin corporal, distorsiona las dinmicas de consumo de agua de los animales, degrada el campo natural por el continuo pasaje de animales, afecta el manejo de un pastoreo que equilibre la produccin y la conservacin del recurso. Todas estas situaciones disminuyen la productividad a nivel predial e impactan perjudicando la economa nacional. Si bien en su idea original el Proyecto no tena un componente especco orientado a enfrentar estos fenmenos climticos, la exibilidad de su diseo permiti, ya en 2006, delinear un programa de construccin de fuentes de agua y de actividades de almacenamiento y distribucin de la misma para la produccin ganadera en los departamentos del norte del pas, como se dijo, la regin ms afectada por el fenmeno climtico. Este programa, conocido como el Fondo de Prevencin de los Efectos de la Sequa (FPES), tuvo como nalidad promover la adopcin de sistemas de suministro y almacenamiento de agua para satisfacer las necesidades del ganado en el sistema de produccin ganadero de cra. La ejecucin del FPES permiti atender en forma directa ms de 1.500 productores, y adicionalmente permiti establecer una metodologa de trabajo y el cum-

8. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 9 plimiento de requisitos tcnicos capaces de asegurar un suministro de agua de calidad durante prolongados perodos de sequa. Mediante este programa se desarrollaron o se anaron metodologas de construccin de tajamares y de perforaciones, con fundamentos y requisitos tcnicos estrictos que posibilitaron a los productores del norte del pas superar las sequas sin mayores dicultades. Estas metodologas y requisitos tcnicos fueron aplicados en otras regiones y sistemas de produccin, por ejemplo, en las cuencas lecheras. La exitosa ejecucin de este programa motiv a las Intendencias Municipales del centro-este del pas a proponer a Produccin Responsable la realizacin de un programa similar desde el punto de vista tcnico aunque con un diseo nanciero diferente. El mismo, denominado Agua de Calidad para la Produccin Familiar comenz a ejecutarse en 2008 y culmin en 2010. A cinco aos de haber comenzado a trabajar en el tema, Produccin Respon- sable puso en marcha, en el marco de la Direccin General de Desarrollo Rural (DGDR), un nuevo programa: Agua para la Produccin Animal, destinado al suministro, almacenamiento y distribucin de agua para productores ganaderos y lecheros de todo el pas. Adicionalmente, se incluy entre las actividades nanciadas, el riego estratgico de pasturas y cultivos forrajeros. En este contexto y con la nalidad de aportar instrumentos tcnicos que forta- lezcan las actividades financiadas, Produccin Responsable publica elManual de Aguas Subterrneas. Este trabajo es de autora de los Dres. Paula Collazo y Jorge Montao, y describe aspectos fundamentales de la ciencia hidrogeolgica y de su aplicacin prctica en la produccin agropecuaria del Uruguay. Con esta publicacin y el Manual para el Diseo y la Construccin de Tajama- res de Aguada, el MGAP, la DGDR y Produccin Responsable brindan un aporte sustancial al diseo y la ejecucin de actividades de suministro y distribucin de agua para la produccin agropecuaria.

9. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 11 E ste manual pretende ser una herramienta de utilidad para hidrogelogos -tcnicos especialistas en agua subterrnea- tcnicos de otras formaciones y productores. La fuerte demanda de obras de captacin de agua subterrnea que ha atendido el Proyecto Produccin Responsable (PPR) desde el ao 2006 genera la necesidad de producir materiales tcnicos de contenido y lenguaje accesibles sobre el recurso hdrico subterrneo, entendido ste como un recurso estratgico para el desarrollo socioeconmico del pas. Profundizar en su conocimiento es indispensable para alcanzar una gestin sostenible. A travs del Proyecto Produccin Responsable se han realizado ms de 1650 pozos en todo el pas,con una demanda creciente en el sector agropecuario.Los pozos que se realizan en el marco del PPR cuentan con hidrogelogos que ubican la obra y la supervisan durante su construccin, asegurando su calidad constructiva. Esta metodologa se muestra en los captulos de Estudio Hidrogeolgico, Proyecto de Pozo y Supervisin de Pozo en Campo. Los acuferos formaciones geolgicas donde se aloja y circula el agua- constitu- yen sistemas muy sensibles al mal uso del recurso; es por ello que un manejo sostenible respecto a su conservacin, explotacin racional programada en funcin de las reservas, la recarga y renovacin existente, es de vital importancia para obtener los benecios deseados sin perjudicar la riqueza natural que este bien representa. En Uruguay la competencia sobre los recursos hdricos superciales y subterrneos la tiene la Direccin Nacional de Agua (DINAGUA), cuya misin es asegurar el uso sostenible de los recursos hdricos mediante la formulacin de polticas nacionales de aguas y saneamiento. La DINAGUA se encuentra bajo la rbita del Ministerio de Vivienda,Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (MVOTMA),siendo la Direccin Nacional de Medio Ambiente (DINAMA) la responsable sobre la calidad de los recursos hdricos. Los instructivos y formularios necesarios para el registro de los pozos se encuentran en los anexos. El organismo pblico encargado del abastecimiento pblico de agua en el pas es Obras Sanitarias del Estado (OSE). Introduccin

10. 12 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea C asi toda el agua subterrnea existente en la tierra tiene origen en el ciclo hidrolgico,que es el sistema por el cual el agua circula desde ocanos y mares hacia la atmsfera y de all hacia los continentes,donde retorna supercial o subterr- neamente a los mares y ocanos (Fig. 1). Los factores que inuyen en los procesos del ciclo hidrolgico son fundamentalmente los factores climticos, como la temperatura del aire,intensidad de los vientos,la humedad relativa del aire y la insolacin y el tipo y densidad de la cobertura vegetal. La ecuacin que expresa el funcionamiento del ciclo hidrolgico es: P = Evt + Es + I Fig. 1. Componentes del ciclo hidrolgico Donde: P: es la precipitacin. Evt: es la evapotranspiracin. Es: es la escorrenta supercial. I: inltracin. Ciclo Hidrolgico1

11. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 13 ALGUNAS PROPIEDADES FSICAS DEL AGUA Transicin de un estado en otros: Slido, lquido gaseoso = evaporacin Gaseoso lquido, slido = condensacin Lquido slido = congelacin Slido lquido = fusin Punto de ebullicin: 100 C Punto de congelacin: 0 C } en presin atmosfrica Punto de densidad ms alta: 4 C Evaporacin y condensacin hay en todas las temperaturas del agua. Depende de la humedad relativa del aire. Evaporacin y fusin, consumen energa. Condensacin y congelacin, liberan energa. Precipitacin: es la cada del agua en estado lquido o slido sobre la supercie terrestre.Es la fuente principal de la formacin de las aguas de la tierra, ros, lagos, aguas subterrneas y glaciares.El valor de la precipitacin en una cuenca o regin,se obtiene a partir de registros pluviomtricos. Evaporacin:Es el proceso por el cual el agua de la supercie terrestre pasa del estado lquido al vapor,siendo la energa solar el principal factor desencadenante del proceso. Evapotranspiracin: es el agua evaporada a partir del tenor de humedad del suelo y transpiradas en el proceso de desarrollo de las plantas. Escurrimiento supercial: es el proceso por el cual el agua de lluvia precipitada en la supercie de la tierra uye por accin de la gravedad desde las partes ms altas hacia las ms bajas,conuyendo en ros,arroyos y otros cuerpos de agua. Escurrimiento sub-supercial: es la precipitacin que llega a inltrarse en el suelo y circula lateralmente a pequeas profundidades,sin llegar a la zona saturada y reapare- ce en supercie,incorporndose al escurrimiento supercial. Escurrimiento subterrneo: es parte del agua precipitada que se inltra y llega a la zona saturada,recargando los acuferos.

12. 14 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Tabla 1.Porcentajes de agua en la Tierra y su perodo de renovacin. El agua de la % del agua total Perodo de hidrosfera del planeta renovacin Ocanos 97,5 2500 aos Agua subterrnea 0,76 1400 aos Casquetes polares 1,74 9700 aos Lagos 0,007 17 aos Ros 0,0002 16 das Humedad atmosfrica 0,001 8 das Biomasa 0,0001 algunas horas * Shiklomanov, Igor a. (1999). World water resources at the beginning of the 21st century International Hydrological Programme. ESTADOS FSICOS DEL AGUA EN EL CICLO HIDROLGICO: Agua lquida: precipitacin; escurrimiento supercial o subterrneo. Agua slida: precipitacin (nieve); almacenamiento (hielo). Agua gaseosa: evaporacin y evapotranspiracin. Inltracin:es el agua de precipitacin que en su descenso por el suelo,ocupa parcial o totalmente los poros o suras del suelo y rocas. Del total de agua contenida en la Tierra,unos 1.386 millones de kilmetros cbicos de agua (Shiklomanov,Igor A.,1999),el 97,5 % es agua salada y slo el 2,5% es agua dulce. De ese 2,5% de agua dulce,el 68,7% se encuentra en forma de hielo y nieve permanente, por lo que no est disponible directamente,el 29,9% corresponde a las aguas subterrneas,y slo el 0,26% del agua dulce se encuentra en lagos,ros y arroyos. Estos valores indican que existe una gran disponibilidad de agua,pero solo un porcentaje muy pequeo de agua puede ser aprovechada directamente.Es por este motivo que es necesaria la gestin de los recursos hdricos,considerando a los subterrneos de suma importancia en la gestin global de un pas. En la tabla 1 se indican algunos porcentajes de agua en la Tierra y su perodo de renovacin,segn (Shiklomanov,Igor A.,1999).

13. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 15 Como ya se ha mencionado el ciclo hidrolgico est fuertemente inuenciado por los factores climticos.Si consideramos a la precipitacin y a la evaporacin,como los principales factores climticos que afectan el proceso del ciclo hidrolgico, (variable de entrada y de salida en la ecuacin del ciclo hidrolgico),y consideramos un perodo de tiempo sucientemente prolongado,donde la precipitacin en una determinada regin disminuye hasta su ausencia y la evapotranspiracin se incrementa como consecuencia del aumento de la radiacin solar,podemos decir que estamos frente a un perodo seco o sequa. Pero cmo afecta la sequa al agua subterrnea? Si la inltracin por agua de lluvia es la principal fuente de recarga de los acuferos, una falta prolongada de ella provocar en stos, determinadas consecuencias que podrn ser revertidas una vez se haya alcanzado las condiciones climticas normales de la determinada regin. La disminucin de la precipitacin hasta su ausencia, provoca una disminucin importante en la inltracin hacia el subsuelo y por lo tanto en la recarga de los acuferos.Los niveles freticos se vern afectados y descendern,disminuyendo tem- poralmente el almacenamiento subterrneo. Los pozos someros que se encuentren captando agua subterrnea de acuferos libres, sern los que se vern afectados por las oscilaciones del nivel fretico provocadas en poca seca (Fig.2a y b). Los ros y lagos conectados directamente con los acuferos se vern afectados crendose una desconexin hidrulica entre el acufero, el ro y/o el lago (Fig. 2a y b). Los niveles piezomtricos de acuferos connados, pueden verse afectados en zonas con intenso bombeo (pozos para riego, pozos para abastecimiento humano), debi- Los manantiales o vertientes y humedales se reducirn o desaparecern hasta tanto no comiencen las precipitaciones,como consecuencia del descenso del nivel fretico Fig.3 (a y b) 1.1 Efectos de la sequa en el agua subterrnea do al coeciente de almacenamiento pequeo de stos acufero, pudiendo llegar a afectar y condicionar la explotacin del acufero por un aumento en el bombeo y una marcada disminucin de los niveles de agua. Fig. 2 (a y b) Descenso del nivel fretico por efecto de la sequa

14. 16 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea E s el agua que se aloja y circula en el subsuelo, conformando los acuferos. La fuente de aporte principal es el agua de lluvia, mediante el proceso de inltracin.Otras fuentes de alimentacin localizada pueden ser los ros,arroyos,lagos y lagunas. El agua subterrnea se sita por debajo del nivel fretico y est saturando completamente los poros y/o suras del terreno y uye a la supercie de forma natural a travs de vertientes o manantiales o cauces uviales. (Fig 4). Su movimiento en los acuferos es desde zonas de recarga a zonas de descarga,con velocidades que van desde metro/ao a cientos de m/da,con tiempos de residencia largos resultando grandes volmenes de almacenamiento,aspectos caractersticos del agua subterrnea. Fig. 4. Zona saturada y no saturada El Agua Subterrnea2

15. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 17 2.1 Distribucin vertical del agua subterrnea En un perl de subsuelo, normalmente se presentan dos zonas con caracteres hidrulicos diferentes,integradas por varias franjas o fajas. La zona ms somera se denomina de aireacin o zona no saturada y la ms profunda de saturacin o zona saturada (Fig.4). Zona no saturada: Es la situada entre la supercie del terreno y la supercie fretica y sus poros y/o suras estn ocupados por agua y aire (Fig.5).Esta zona se divide en: a. Zona de evapotranspiracin o zona edca: Se extiende hasta donde llegan las races de la vegetacin existente; por lo tanto ALGUNAS VENTAJAS DEL AGUA SUBTERRNEA Proteccin natural Distribucin espacial de los acuferos. Proximidad a los ncleos urbanos. tiene espesor variable y se caracteriza por ser la seccin donde los procesos fsicos- qumicos y biolgicos, son ms intensos y variados. La existencia de abundante materia orgnica (horizonte A del suelo) y la fuerte actividad biolgica vegetal y de microorganismos, que genera una alta produccin de CO2, hacen que la faja edca acte como un eciente ltro natural frente a numerosos contaminantes (metales,plaguicidas,etc). b. Zona intermedia: Est comprendida entre el lmite de ascenso capilar del agua y el lmite de alcance de las races de las plantas. c. Zona capilar: Se encuentra desde la supercie fretica hasta el lmite de ascenso capilar del agua. Su espesor depende principalmente de la distribucin del tamao de los poros y de la homogeneidad del terreno. Zona saturada: Est situada debajo de la supercie fretica y donde todos los poros existentes en el terreno estn llenos de agua. Fcil acceso al agua. Bajo coste econmico de extraccin. En general de buena calidad.

16. 18 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Fig. 5. Distribucin vertical del agua subterrnea

17. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 19 Volmenes de almacenamiento Zonas de Recursos Velocidades de Flujo Tiempo de Residencia Propensin a la Sequa Prdidas por Evaporacin Evaluacin de Recursos Impactos por Extraccin Calidad Natural Vulnerabilidad a la Contaminacin Persistencia de la Contaminacin Percepcin del Pblico Costo del Desarrollo Riesgo por Desarrollo Estilo del Desarrollo Pequeos a moderados Restringidas a cuerpos de agua Moderadas a altas Semanas a meses Generalmente alta Altas en los embalses Costo bajo y a menudo menor incertidumbre Inmediatos Variable Sin proteccin Transitoria Recurso esttico, predecible A menudo alto Ms del que se supone a menudo Pblico en gran medida Tabla 2. Diferencias entre el agua supercial y subterrnea Fuente: Serie de Notas informativas Nota 1. (2002-2005). GW-MATE/BM. FACTORES SOCIECONMICOS CARACTERSTICAS HIDROLGICAS Muy grandes Relativamente no restringidas Muy bajas Dcadas a siglos Generalmente baja Bajas y localizadas Costo alto e incertidumbre considerable Retardados y dispersos Generalmente alta Proteccin natural variable A menudo extrema Recurso mstico, impredecible Generalmente modesto Menos del que se percibe a menudo Combinacin de pblico y privado ASPECTO AGUA SUBTERRNEA AGUA SUPERFICIAL Y ACUFEROS Y EMBALSES

18. 20 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea S e denomina acufero a toda formacin geolgica capaz de almacenar y transmitir el agua subterrnea a travs de ella,pudiendo extraerse en cantidades signi- cativas mediante obras de captacin (ej.pozos). No todas las formaciones geolgicas tienen la capacidad de almacenar y transmitir agua, encontrndose formaciones que pudiendo contener agua no la transmiten en condiciones naturales y por lo tanto no es posible extraerla,son los llamados acuclu- dos (ej. arcillas), otras formaciones no son capaces de almacenar ni transmitir el agua subterrnea,son impermeables y a stas se las llama acufugos (ej.Granitos,gneiss) y por ltimo encontramos los acuitardos (ej. limos, limos arenosos), que son formaciones semipermeables,que transmiten el agua muy lentamente y que resulta muy difcil su extraccin mediante obras de captacin,pero que son importantes para la recarga de acuferos subyacentes,debido a la posible ltracin vertical o drenaje. Los acuferos se clasican,en funcin de su estructura y el tipo de porosidad deriva- da de los materiales que conforman el acufero. I. En funcin de su estructura,tenemos: a. Acuferos libres,no connados o freticos. b. Acuferos connados,cautivos o a presin. c. Acuferos semiconnados o semicautivos. a.Acuferos libres,no connados o freticos: Son acuferos cuyo piso es impermeable y su techo esta a presin atmosfrica. La recarga de este tipo de acufero es directa y se realiza por inltracin del agua de lluvia a travs de la zona no saturada o por inltracin de ros o lagos. Son los ms afectados en caso de sequa, ya que el nivel fretico oscila con los cambios climticos. Pozos muy someros se ven afectados (se secan), cuando el nivel fretico desciende hasta por debajo de la profundidad total del pozo (Fig.6). b. Acuferos connados, cautivos o a presin: Limitados en su parte superior por una formacindebajaamuybajapermeabilidad.Lapresinhidrostticaaniveldeltechodel acufero es superior a la atmosfrica y la recarga es lateral.Cuando se realiza un pozo en ste tipo de acuferos,el agua contenida en ellos asciende rpidamente por su interior.Si el agua alcanza la supercie,al pozo se le llama surgente.Supercie potenciomtrica se le denomina al nivel de agua virtual que se genera cuando se integran todos los niveles hidrulicos observados en los pozos del acufero connado.(Fig.6). Acuferos3

19. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 21 c. Acuferos semiconnados o semicautivos: Son mucho ms frecuentes en la naturaleza que los cautivos. En estos, el techo, el piso o ambos,estn formados por capas de baja permeabilidad que si bien dicultan no impiden la circulacin vertical del agua. Para que ello suceda, adems de la permeabilidad deben existir diferencias de carga o potencial hidrulico entre el acufero semiconnado y otro superior o inferior. Los acuferos semiconnados se recargan y descargan a travs de las unidades de baja permeabilidad denominadas semicon- nantes,ltrantes o acuitardos. Fig. 6. Pozos en acufero libre y connado

20. 22 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea II. En funcin del tipo de porosidad se clasican: a. Acuferos de porosidad primaria,porosos o sedimentarios. b. Acuferos de porosidad secundaria,surados o fracturados. c. Acuferos por disolucin,qumicos o krsticos. a. Acuferos de porosidad primaria o poroso: Constituidos por formaciones geolgicas sedimentarias. Los materiales suelen ser gravas y principalmente arenas, que varan su composicin y tamao en funcin de su origen geolgico (u- vial, elico, lacustre, gla- cial, etc). Estos materiales pueden estar sueltos o no consolidados (generalmente son formaciones recientes, de edad cuaternaria) o consolidados (Fig.7). b. Acuferos de porosidad secundaria o surado: Formados por rocas du- rasde origen gneo o me- tamrco. La porosidad en estos acuferos viene dada por la presencia de zonas de alteracin, fracturas, fallas o diaclasas, nica forma que tiene el agua de almacenarse y de circular. Hay que tener en cuenta que para que el agua pueda circular, estas fracturas tienen que estar abiertas y comunicadas (Fig.8). c. Acuferos krsticos por disolucin: Compuestos por rocas de origen carbontico (calizas, margas, dolomas), donde la porosidad (huecos y cavernas) se desarrollan en forma secundaria por disolucin del carbonato. El agua en estos acuferos circula por entre los huecos con una ve- locidad mayor que en los acuferos porosos o fracturados (Fig. 9). Fig. 7. Acufero poroso Fig. 8. Acufero surado Fig. 9. Acufero krstico

21. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 23 El agua subterrnea puede moverse por los poros o espacios originales de la roca (porosidad primaria) o por suras o cavidades de disolucin, originadas posteriormente a su formacin (porosidad secundaria) (Fig. 10). La porosidad primaria ocurre en rocas sedimentarias, dando origen a los acuferos porosos. La porosidad secundaria est asociada a los llamados medios anistropos, originando acuferos surados (fracturas y suras en rocas gneas y metamr- cas) y acuferos krsticos (huecos y cavernas por disolucin de rocas carbonti- cas). En rocas sedimentarias consolidadas, la presencia de porosidad secundaria puede ser a veces la nica forma de almacenar o circular el agua. ROCAS GNEAS: son las rocas formadas a partir del enfriamiento y cristalizacin del magma. Pueden ser extrusivas si su enfriamiento y cristalizacin es en supercie (rocas volcnicas, ej. Basalto, Andesita, etc) o intrusivas si su enfriamiento y cristalizacin fue en el interior de la corteza (rocas plut- nicas, ej. Granito, Diorita, Gabro, etc). ROCAS METAMRFICAS: rocas gneas o sedimentarias que debido a cambios en las condiciones fsicas (temperatura y presin) o qumicas, modican su estructura originando una nueva roca (ej. Esquistos, Gneiss, Mrmoles, Cuarcitas, etc). ROCAS SEDIMENTARIAS: constituidas por la acumulacin y consolida- cin (litognesis) de restos de rocas preexistentes, transportadas por la accin del viento, del hielo o del agua (ej. Areniscas, Loess, Arcillas) o por el resultado de precipitacin de diferentes compuestos qumicos (ej. Calizas, Dolomas, Margas). Fig.10. Arenisca con doble porosidad, primaria o intergranular y secundaria por fracturacin

22. 24 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 3.1.Propiedades fsicas de los acuferos Las propiedades de los acuferos, son imprescindibles para conocer la capacidad de almacenar y transmitir agua, y as poder establecer un modelo real de comportamiento del agua subterrnea. Aqu se mencionarn la porosidad,la transmisividad,la permeabilidad,y el coeciente de almacenamiento. Porosidad: es la relacin entre el volumen de vacos y el volumen total de la roca o suelo. Se puede expresar en porcentaje, multiplicando el valor de la porosidad por 100 (g.11 y Tabla 3). Donde: m = Porosidad total Vv = Volumen de vacos m= Vv/Vt Vs= Volumen de slidos Vt = Vv + Vs Volumen total Porosidad efectiva: es la razn entre el volumen de agua efectivamente liberado y el volumen total de la misma (Tabla 3). Donde: me = Porosidad efectiva Vd = Volumen de agua drenada por gravedad me= Vd/Vt Vt = Volumen total EN LA POROSIDAD INFLUYEN VARIOS FACTORES: Forma de los granos, que determina la forma y dimensiones de los poros. Disposicin de los granos en el espacio (empaquetamiento). Tamao del grano. Fig.11. Microfotografa de arenisca de la Formacin Rivera.Clastos de cuarzo con ptina de hematita sobre la supercie. Los poros se encuentran ocupados por resina azul

23. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 25 Ley de Darcy: expresa la pro- porcionalidad entre el caudal de escurrimiento (volumen por unidad de tiempo) de un lquido que circula a travs de un medio poroso y el gradien- te hidrulico (i), que es la relacin entre 2 cargas hidrulicas y la distancia recorrida. Permeabilidad o Conducti- vidad hidrulica (K): Se re- ere a la facilidad que tiene un acufero en dejar pasar el agua a su travs. Depende de las caractersticas del me- Tabla 3. Valores de porosidad total y ecaz en funcin del material MATERIAL POROSIDAD POROSIDAD TOTAL (%) EFICAZ (%) Rocas masivas 0,3 -8 0,2 -0,5 Rocas volcnicas 2 -30 1-20 Rocas sedimentarias consolidadas 5-20 1-10 Rocas sedimentarias sueltas 25-50 2-25 Tabla 4.Valores de permeabilidad en diferentes terrenos naturales Tabla 5. Valores de permeabilidad y capacidad de drenaje Calicacin Buenos acuferos Acuferos pobres Impermeables Capacidad de drenaje Drenan bien Drenan mal No drenan Permeabilidad (m/da) 104 103 102 101 1 10-1 10-2 10-5 10-4 10-5 10-6 Grava limpia Arena limpia; mezcla de grava y arena Arena na; arena arcillosa; mezcla de arena , limo y arcilla; arcillas estraticadas Tipo de terreno Arcillas no meteorizadas Valores normales de K en terrenos naturales (m/da) Grava limpia 1000 Arena gruesa limpia 1000 a 10 Arena na 5 a 1 Arena limosa 2 a 0,1 Limo 0,5 a 0,001 Arcilla 1m). Es posible excavar hasta alcanzar el nivel fretico Fig.14. Perforados o tubulares:Son los pozos ms utilizados para captacin de agua subterrnea, se los conoce tambin como pozos semisurgentes. Son generalmente de dimetro reducido de 6 a 12 pulgadas de dimetro, su construccin se realiza me- Fig.14. Pozo excavado, perforado y aprovechamiento directo de manantial diante el empleo de maquinas per- foradoras con diferente sistema de acuerdo al material del acufero a atravesar Fig.14. Captacin del Agua Subterrnea8

35. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 37 8.2.Mtodos de perforacin Los mtodos de perforacin de pozos ms utilizados en la actualidad son el mtodo de percusin con cable,rotacin y rotopercusin (tabla 7).La eleccin de cada uno de ellos se dene en funcin del tipo de material a atravesar (geologa del rea), del caudal requerido en funcin de la demanda a satisfacer,de la profundidad del pozo y de los dimetros de perforacin y de las ventajas particulares de cada mtodo (facilidad y rapidez en la construccin del pozo,equipo requerido,facilidad de penetracin o mejor proteccin contra la contaminacin,etc). Perforacin a percusin por cable Consiste en el golpeteo repetido de un martillo o trepno (que es la herramienta de corte) sobre la roca, para poder avanzar. El material triturado se extrae del pozo con una herramienta diseada para este n (cuchara). Este sistema es utilizado para la construccin de pozos tanto en terrenos consolidados como no consolidados,dependiendo en gran medida el resultado de la perforacin de la experiencia del perforador. Tabla 7. Comparacin entre los diferentes mtodos de perforacin Ventajas Mtodo Mtodo Mtodo a percusin rotativo de rotopercusin con cable Tiempo empleado en perforar o avance 10 a 50 m/da 40 a 50 m/da 1 a 10 m/da Tipo de material Terrenos Principalmente rocas Todo tipo de terrenos que puede atravesar sedimentarios duras (granticos) Facilidad en determinar Baja. Se enmascaran Alta. Se determinan Alta. Se determinan napas portadoras debido al uso de lodo fcilmente fcilmente de perforacin Tubera de maniobra No necesita Imprescindible en Imprescindible en de determinados materiales terminados materiales Muestreo Pobre Regular Bueno Ventajas Alcanza grandes El ms rpido en Simplicidad del mtodo. profundidades y realiza roca dura. Adaptable a todo tipo pozos de gran dimetro de terrenos. Inconvenientes Enmascara todos los No perfora en materiales Avance lento aportes de agua no consolidados en rocas duras Calidad constructiva Buena Buena Buena

36. 38 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Perforacin a rotacin Consiste en la trituracin de la roca por medio de una herramienta de corte girato- ria (tricono) que desgasta la roca (g.15).El material triturado es extrado mediante el arrastre con agua o lodo. Este sistema es utilizado para la construccin de pozos en terrenos no consolidados como gravas,arenas o limos. Perforacin a rotopercusin Es el mtodo ms utilizado, incluso en Uruguay donde en los ltimos aos las empresas de perforacin han empezado a incorporar estos equipos,por su versatilidad y rapidez en terrenos granticos (g.17). Antes de la aparicin del martillo de fondo (herramienta de corte),el mtodo rotativo no se aconsejaba para la perforacin de rocas consolidadas, lo que haca a este equipo algo limitado, sobre todo en pases como Uruguay donde una extensa parte del territorio est formado por rocas cristalinas,aorando o a poca profundidad. La incorporacin del martillo de fondo y una unidad neumtica o compresor a equipos de rotacin,proporcion una capacidad muy importante hacindolos aptos para todo tipo de terrenos (g.16). MARTILLO DE FONDO: herramienta de corte utilizada en equipos rotopercusores. El dimetro de la herramienta a utilizar, es funcin del dimetro de la perforacin proyectada en el anteproyecto de pozo. TRICONO: herramienta de corte utilizada en equipos de rotacin. El dimetro de la herramienta a utilizar,es funcin del dimetro de la perforacin proyectada en el anteproyecto de pozo. Hay distintos tipos segn el material de corte. Fig.16.Martillo Fig.15.Tricono

37. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 39 BARRAS: Son barras huecas de igual largo,que comunican la rotacin al martillo y conducen el aire para perforar. Fig.17.Mquina perforadora. Mtodo de rotopercusin Fig.18. Barras Fig.19. Operario realizando maniobras durante la perforacin La perforacin se realiza por la accin combinada del martillo de rotacin y percusin rompiendo y triturando la roca. En este caso se sustituye el uido lquido por aire y la bomba de lodos por un compresor con la suciente potencia para mover la herramienta y retirar el material cortado. Las limitaciones de este mtodo estn en el tamao del compresor,el tipo de martillo y la dureza de la roca.

38. 40 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea A ntes de realizar una perforacin es necesario contar con un Estudio Hidro- geolgico y proyecto de pozo que nos indique la factibilidad de obtencin de agua subterrnea, la ubicacin del pozo y el diseo del mismo en funcin del objetivo buscado. Estos estudios deben ser realizados por licenciados en geologa (que son los profesionales competentes) siguiendo criterios tcnicos y cientcos.Hay que destacar aunque se mencionar ms adelante que durante la construccin de los pozos es imprescindible la presencia de un Gelogo director de obra, quien ser el responsable de la correcta ejecucin de la obra. 1. La ubicacin del predio y la forma de acceso de manera detallada.La ubicacin del pozo, especicando las coordenadas cartogrcas x, y, z). Si es posible indicar una segunda opcin. 2. La geologa del rea, indicando las formaciones encontradas. Es imprescindible contar con fotos areas escala 1:20.000 o imgenes satelitales con buena resolu- cin para poder realizar la fotointerpretacin del rea de estudio. En el caso de acuferos fracturados,debido a que el agua circula a travs de las fracturas hay que indicar fallas y fracturas observadas (g.20). 3. Determinar la hidrogeologa del rea.El acufero a explotar. 4. Antecedentes perforaciones vecinas (indicando nombre a quien pertenece,ubicacin (x e y),Profundidad total,Nivel Esttico y Caudal). 5. Anteproyecto constructivo del pozo.Debe contener: Objetivo de la obra Fig.20. Fotointerpretacin a escala 1:20.000 El Estudio Hidrogeolgico debe contener: Seleccin del mtodo de perforacin. Tipo de rocas previstas a ser perforadas. Profundidad estimada de la obra. Dimetros de perforacin y entubacin. Disposicin de ltros. Materiales que sern utilizados denitivamente en el pozo. Caudal previsto a extraer. Medidas de proteccin del pozo. Sellado de los primeros metros. Estimacin en el costo de la obra 6. Asesoramiento en el costo de la obra a la hora de seleccionar la empresa. Estudio Hidrogeolgico y Proyecto de Pozo9

39. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 41 E n Uruguay,todos los pozos que se construyan con el n de captar agua subterrnea tienen que realizarse de acuerdo al Decreto n 86/04 y sus posteriores modi- cacionesNorma Tcnica de Construccin de Pozos Perforados para Captacin de Agua Subterrnea(se adjunta en el Anexo). Diseos de pozos en funcin del tipo de acufero. A continuacin se presentan distintos diseos constructivos de pozos de acuerdo al tipo de acufero que se considere. Los pozos en acuferos porosos, generalmente necesitan ser totalmente entubados, los pozos en acuferos fracturados se entuban parcialmente y los pozos mixtos, son una combinacin de los anteriores (Fig. 21.) Fig.21. Diseos de pozos en funcin del terreno Construccin de pozos10

40. 42 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Consideraciones a la hora de seleccionar una empresa perforadora Antes de seleccionar la empresa perforadora se recomienda contar con un estudio hidrogeolgico y proyecto de pozo previo a la realizacin de la obra, lo que determinar la factibilidad de obtencin el agua subterrnea, el alcance de los objetivos previstos y la estimacin del costo de la misma. La empresa debe tener licencia de perforador al da, otorgada por la Direccin Nacional de Agua (DINAGUA), antes direccin Nacional de Hidrografa (DNH). La empresa debe cumplir con el Decreto 86/2004 y sus posteriores modicaciones. Se debe conocer la capacidad operativa de la empresa, esto permitir determinar el tiempo que se demorar en realizar la obra. Manejar como mnimo tres presupuestos y asesorarse sobre todos los costos que tendr la construccin del pozo (metro de perforacin, costo tubera en funcin del material, cementacin, ensayo de bombeo, traslados, etc). La empresa debe cumplir con el proyecto de pozo establecido en el estudio hidrogeolgico, por eso es imprescindible la supervisin de la obra en el campo. Consultar si la empresa otorga garanta de caudal (caudal mnimo determinado por ensayo de bombeo) y cual es la garanta constructiva de la obra (en aos). Fig.22. Perforador durante la construccin de un pozo.

41. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 43 S e realiza siguiendo el proyecto de pozo denido anteriormente a la construccin de la obra.Se debe destacar que el pozo es una obra de captacin de agua subterrnea, que permanece oculta varios metros bajo la supercie, con pocas probabilidades de vericar su calidad constructiva o la de los materiales que la com- ponen luego de nalizada la obra. Los inconvenientes de una mala construccin, se evidencian a mediano y largo plazo, limitando en la mayora de los casos la posibilidad de reclamo. + Antes del comienzo de la obra 1. Vericar la correcta ubicacin del pozo. 2. Vericar el equipo de perforacin,maquinaria adecuada,dimetros de martillos adecuados,tuberas adecuadas,compresor,etc. 3. Acordar el seguimiento de la perforacin junto con el perforista en el caso de profundidad de muestreos,anotacin de los tiempos de avance,etc. Durante la ejecucin de la obra 1. Controlar los dimetros de perforacin que sean los adecuados para la posterior colocacin de tuberas y preltro en el caso que corresponda. 2. Controlar los metros,dimetros y el material del entubado (acero,PVC,color, dimetro,espesor de la pared,etc). 3. Denir cantidad y tipo de ltros (para pozos en acuferos sedimentarios) de acuerdo a las napas de agua alumbradas. 4. Control sobre las uniones de las tuberas. 5. Control de las tomas de las muestras y descripcin de las mismas. 6. Control de la profundidad. 7. Vericar que se realice una correcta cementacin,debe estar presente el tcnico durante esta fase. Posterior a la ejecucin de la obra 1. Vericar que se realice un correcto desarrollo del pozo. 2. Vericar la profundidad del pozo (fondo del pozo). 3. Indicar el nivel de agua o nivel esttico (NE). 4. Vericar caudal declarado mediante ensayo de bombeo. Anotar las medidas de los descensos y los tiempos en las planillas de bombeo,as como tambin las variaciones en los caudales. 5. Controlar terminacin de la proteccin del pozo en supercie. 6. Determinar la profundidad de colocacin y caractersticas de la bomba. Supervisin de Pozo en Campo11

42. 44 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Dimetros de perforacin La perforacin se realiza siguiendo el proyecto constructivo denido en el Estudio Hidrogeolgico, que es funcin del objetivo de la obra.Los dimetros de perforacin son funcin de la tubera de revestimiento nal (si fuera necesario colocar ltro, hay que considerar el espesor del preltro) y de una adecuada cementacin. Tubera: metros y material del entubado Al igual que en el punto anterior, el seguimiento en sta etapa requiere el control de los metros y material de la tubera, que considera dimetros y espesores de la pared,de acuerdo a lo planteado en el proyecto de pozo.El material se elige en funcin de la calidad del agua subterrnea (si es agresiva o no) y si sta ir unida a una tubera ltrante (ltros). La tubera cumple la funcin de sostener las paredes de la perforacin y conducir el agua de los acuferos hacia la supercie. Los pozos pueden ser parcialmente revestidos en caso de acuferos surados o totalmente revestidos en acuferos porosos,donde la tubera estar unida a los ltros.La tubera debe ser normada y adecuada para revestimiento de pozo (g.23 y 24). Fig.24. Tubera normada para revestimiento de pozo Fig.23. Tubera sanitaria no apropiada para revestimiento de pozo

43. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 45 Filtro y Pre-ltro Tienen la funcin de permitir la entrada de agua sin el pasaje de arena, pero sin que sta obstruya las aberturas. La eleccin del ltro, de sus aberturas y de la cantidad del mismo, es funcin de la granulometra de la arena y grava y del espesor del acufero. Los ltros deben estar bien dimensionados ya que stos condicionarn el caudal especco del pozo.Hay que destacar que los ltros deben ser del mismo material que la tubera ciega a la que estarn unidos.Fig.25 y 26. El pre-ltro,es grava seleccionada,que se coloca entre el ltro y el acufero.La funcin es retener arena muy na,evitando que salga junto con el agua cuando se bom- bea el pozo. Fig.26.Filtro de PVC.Largos de 2 y 4 m.Ranuras de 0.5 y 0.75 mm.Clase liviana,estndar y reforzada. Fig.25.Filtro de ranura continua. En acero inoxidable, galvanizado o acero crudo.Largo hasta 6 m.

44. 46 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Cementacin Es la unin de la tubera de revestimiento con la pared del pozo, con una pasta de cemento y arena.Los objetivos principales son evitar la entrada de aguas superciales posiblemente contaminadas hacia el interior del pozo y aislar acuferos superciales contaminados. Segn la norma de construccin de pozos, la cementacin en pozos parcialmente revestidos alcanzar hasta el encaje del tubo de revestimiento con la roca sana,alcan- zando como mnimo una longitud de 10 m desde la supercie del terreno. En la gura 27 se observa un pozo mal construido, el dimetro de perforacin es incorrecto no permitiendo la fase de cementacin. Desarrollo Una vez terminado el pozo, colocacin de tubera denitiva y la correspondiente cementacin se procede al desarrollo del pozo,que generalmente se realiza mediante aire comprimido. El objetivo principal es extraer restos de lodo (si se trabajo con rotacin),extraer restos de material y material no y tratar de obtener el mayor caudal especco posible. Un desarrollo insuciente o una falta del mismo, ocasiona deterioros en el equipo de bombeo y obstruccin de ltros por la posible entrada de arena na,que se hubie- se eliminado con un desarrollo adecuado. Cuando el desarrollo se realiza en pozos antiguos para restablecer la profundidad inicial y/o el caudal especco disminuido a causa de las incrustaciones, se est realizando una rehabilitacin del pozo. Fig.27.Pozo sin cementar

45. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 47 Terminacin en supercie Consiste en una losa de hormign, realizada con una mezcla de cemento, arena y grava en proporciones 1:2.3.La losa tendr un metro de lado por 0,25 metros de altura,con una pendiente desde el centro hacia los bordes de un 3%.En la misma deber quedar registrado el nombre de la empresa perforadora y la fecha de realizacin del pozo (g.28). Es aconsejable realizar una casilla de proteccin luego de nalizada y supervisada la obra (g.29). Fig.28. Losa sanitaria. Terminacin en supercie Fig.29.Casilla de proteccin de pozo

46. 48 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Profundidad del pozo y medicin de niveles de agua Para medir la evolucin de los descensos se utilizan generalmente medidores manuales (g.30). Los medidores manuales pueden ser clasicados como: elctricos, acsticos y ma- nomtricos. Entre ellos, los medidores elctricos son los ms difundidos y utilizados. Estn constituidos bsicamente por un cable elctrico unido a una fuente, teniendo en el otro extremo un electrodo, que al tocar la supercie del agua cierra el circuito y acciona un dispositivo de alarma, normalmente basado en la emisin de una seal sonora o luminosa.El cable de la sonda debe estar marcado a centmetro. Es aconsejable que la medicin durante el ensayo la realice siempre el mismo operario a efectos de no sumar errores en la medicin. Se debe tambin tomar las medidas de los niveles considerando siempre la misma referencia (ej.boca de tubera). Ensayo de bombeo El ensayo de bombeo es una prueba que se realiza luego de nalizada la obra.Per- mite determinar los parmetros hidrulicos de los acuferos (permeabilidad, transmisividad, coeciente de almacenamiento) y es imprescindible para conocer el nivel de trabajo y el caudal de explotacin del pozo. Estos ltimos datos son necesarios para dimensionar la bomba que ser instalada en el pozo. Existen diversos tipos de ensayos de bombeos (a caudal constante y a caudal variable),pero solo nos referiremos aqu al ensayo de bombeo a caudal constante. Desde el punto de vista prctico, antes de comenzar con el ensayo se debe determinar la profundidad a la que se encuentra el nivel del agua o nivel esttico (NE) en Fig.30.Medicin de profundidad de pozo y de niveles de agua

47. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 49 el pozo. Luego de realizada esta medida se dar comienzo a la prueba, encendiendo la bomba y midiendo cada cierto tiempo el nivel de agua que comienza a descender como consecuencia del bombeo a caudal constante (Q). Inicialmente las medidas se deben realizar a cada minuto y luego se van espaciando cada 5, 10, 15, 30 y 60 minu- tos,estos tiempos se establecen previos a la prueba (g.31). Transcurrido un cierto tiempo el nivel del agua se estabilizar o variar tan poco, que puede considerarse estabilizado. Cuando se detiene el bombeo, dicho nivel comienza a ascender hasta alcanzar el nivel de agua inicial antes del bombeo; estamos frente a la recuperacin del pozo. Todos los descensos y ascensos del agua en funcin del tiempo debern registrarse, en planillas adecuadas,para luego proceder a la interpretacin de los datos. Fig.31.Esquema de descenso del nivel de agua en un bombeo

48. 50 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Medicin de caudal o Aforo (Mtodo Volumtrico) Es uno de los procedimientos ms simples y difundidos.Consiste en medir el tiempo que demora en llenarse un recipiente de volumen conocido. Generalmente para los aforos, se utilizan baldes de 20 l para medir caudales de hasta 3600 l/h y tanques de 200 l para caudales que van de los 3600 l/h a los 360000 l/h (tabla 8 y g.32). Esta medicin se debe realizar varias veces durante el ensayo para vericar que el caudal se mantiene constante. Esta es una de las desventajas del mtodo, al no brin- dar un acompaamiento continuo de los valores de caudal, imposibilitando que se realicen las correcciones para mantenerlo constante durante el bombeo. En pozos con caudales mayores a 20.000l/h deben utilizarse caudalmetros de registro continuo que son sumamente precisos. Caudal especco: Es el caudal obtenido por metro de descenso del nivel del agua. Tabla 8. Caudales obtenidos en litros/hora, luego de medir el tiempo que se demora en llenar un balde de 20 l. Tiempo Litros/ Tiempo Litros/ Tiempo Litros/ (seg.) hora (seg.) hora (seg.) hora 5 14.400 19 3.789 34 2.117 6 12.000 20 3.600 36 2.000 7 10.285 38 1.894 8 9.000 21 3.428 40 1.800 9 8.000 22 3.272 42 1.714 23 3.130 10 7.200 24 3.000 44 1.636 11 6.545 25 2.880 46 1.585 12 6.000 26 2.769 48 1.500 13 5.538 27 2.666 50 1.440 14 5.142 28 2.571 52 1.384 15 4.800 29 2.482 54 1.333 16 4.500 30 2.400 56 1.285 17 4.235 31 2.322 58 1.241 18 4.000 32 2.250 60 1.200 Medicin del tiempo Para la medicin del tiempo de descenso o ascenso de los niveles de agua durante el ensayo de bombeo o para medir el tiempo que demora en llenarse un balde durante el aforo,se aconseja la utilizacin de un cronmetro de tipo digital.

49. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 51 Descripcin de muestras de roca El seguimiento del avance de la perforacin a partir de la descripcin geolgica de las muestras,permite vericar la profundidad de la perforacin,determinar la profundidad de colocacin de la tubera,establecer la profundidad de colocacin de los ltros y determinar tipo y tamao de la abertura de los mismos,(g.33). El procedimiento consiste en describir las muestras de roca que se van retirando cada un metro durante la perforacin especicando,el tipo de roca,minerales observados,colores,alteraciones,granulometras,etc (g.34). Es necesario identicar tambin los niveles de aporte de agua a los efectos de denir la tubera a colocar. Fig.33.Toma de muestras de roca programada en funcin del avance Fig.32.Medicin de caudal o aforo Las muestras de roca triturada deben guardarse hasta tanto no se haya realizado la scalizacin del pozo.

50. 52 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea Profundidad de colocacin y caractersticas de la bomba La profundidad de colocacin de la bomba y las caractersticas de la misma se de- nen en funcin del caudal obtenido por ensayo de bombeo,de la altura de elevacin mxima prevista y del dimetro de entubado del pozo.Con estos datos el especialista podr dimensionar correctamente la bomba. La bomba se debe colocar siempre por debajo del nivel dinmico determinado en el ensayo de bombeo y nunca enfrentada a los ltros si los hubiera. 11.1 Informe nal de perforacin Luego de nalizada la supervisin del pozo en el campo,se debe entregar al dueo del pozo un informe nal de la obra rmada por el gelogo responsable, donde se detallen las caractersticas constructivas de la obra. (se adjunta en Anexo formato de Informe nal de obra). Por qu es de importancia contar con el informe nal de perforacin? 1. El documento que le pertenece al productor y es la de garanta de la obra. 2. Es un registro de informacin geolgica e hidrogeolgica y de las caractersticas constructivas del pozo a lo largo del tiempo. 3. Registro de datos obtenidos durante la realizacin de la prueba de caudal (Nivel Esttico,Nivel Dinmico,Caudal). 4. Es un registro de Informacin fundamental para solucionar problemas posteriores relacionados con el pozo. Fig. 34. Material triturado extrado cada metro durante el avance de la perforacin.

51. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 53 C uando un pozo se abandona cualquiera que sea el motivo,se debe proceder al sellado del mismo. El objetivo del sellado es principalmente prevenir la contaminacin del acufero debido a la entrada directa de aguas posiblemente contaminadas y animales pequeos que puedan contaminar el agua subterrnea.Con el sellado se evitan tambin posibles accidentes fsicos como cadas dentro del pozo,torceduras,etc. Fig.35. Los pozos debern sellarse con material impermeable de arena y cemento en relacin 2:1 con agregado de agua al solo efecto de alcanzar una mezcla homognea. En todos los casos es recomendable la extraccin de la parte superior del entubado, de forma que el sello quede en contacto directo con la formacin geolgica (Artculo 54 del Decreto 86/2004. Norma Tcnica de Construccin de Pozos Perforados para captacin de Aguas Subterrneas). Utilizar pozos brocales como pozo negro o basurero, es una prctica comn, incorrecta, que genera en todos los casos contaminacin del agua subterrnea. Es imprescindible si no se utiliza proceder al sellado. Fig.35.Pozo abandonado. Abandono de pozos12

52. 54 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 13.1 Problemas ms freceuntes en los pozos Los problemas que ocurren en los pozos, varan de acuerdo a la construccin de los mismos. Un pozo realizado en un acufero sedimentario donde el agua circula a travs de aberturas en la tubera de revestimiento (ltros) presenta otro tipo de inconvenientes que los pozos construidos en rocas duras,donde el agua pasa directamente a travs de las fracturas o suras de la propia roca (tabla 9). Obstruccin de ltros:causado por la acumulacin de arcilla o arena y la corrosin por bacterias del hierro; en ste ltimo caso se pueden observar cambios en la coloracin del agua. La obstruccin de ltros provoca una disminucin del nivel dinmico y del caudal especco (q/s). Produccindearena:generalmente se debe a ruptura de tuberas o desmoronamiento del pozo.Tambin es causada por ltros mal dimensionados,mal colocados,o por falta o mala colocacin del preltro. En pozos mal desarrollados: hay un bombeo excesivo de arena; puede haber colapso parcial o total de la columna de revestimiento y ltros. Defectos en el equipo de bombeo: Se evidencia por una disminucin del caudal de bombeo acompaada de un leve ascenso del nivel dinmico. Las fallas ms comunes son:vibraciones anormales del equipo,prdida de succin en las bombas con interrup- cin en la descarga,rotura en el tubo de descarga produciendo ruido dechorreo.Estos defectos producen un consumo excesivo de energa elctrica o combustible. Disminucin de caudal de bombeo: se puede deber a una tasa de bombeo superior a la tasa de recarga del acufero, es decir un bombeo superior al caudal de produccin del pozo (sobreexplotacin) observndose un descenso acentuado del nivel dinmico. Tambin una disminucin de caudal puede ser debida a interferencias provocadas por pozos vecinos,por obstrucciones de las secciones ltrantes,o problemas del equipo de bombeo. En casos de sobreexplotacin,se debe reducir y regular el caudal de explotacin.No es correctodescenderlabombaamayorprofundidad,yaqueprovocarundescensomayor de los niveles,para un caudal igual o levemente mayor que el que se vena extrayendo. L uego de un cierto tiempo de ejecutada la obra y ya en funcionamiento,es aconsejable realizar un seguimiento sistemtico del nivel de agua, del caudal de explotacin, realizar anlisis qumicos y prestar atencin a posibles variaciones energticas; esto permitir detectar problemas en el pozo o en la bomba. Control de pozos13

53. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 55 INCRUSTACIN: precipitacin de carbonato de calcio, sulfato de hierro u otros minerales contenidos en el acufero. Se deposita en tuberas, bombas, etc. Generalmente provocan disminucin en el caudal especco, debido a la obstruccin en los ltros (reduce la supercie de entrada de agua). CORROSIN: reaccin qumica del agua en contacto con metales. Est relacionada con la presencia de CO2 , O2 , H2 S, cidos orgnicos y sulfatos de hierro en el agua. La corrosin produce una disminucin del espesor del metal, llegando a producir perforaciones; el pozo pierde resistencia, las aberturas de los ltros se alargan y puede haber pasaje de arena. Ge- neralmente se evidencia por la produccin de arena. Problemas en la calidad del agua: los problemas de corrosin o incrustacin de un pozo,son generalmente causados por cambios en las caractersticas fsico-qumicas y bacteriolgicas del agua.As una coloracin rojiza indicar presencia de compuestos de hierro (probable incrustacin) y una coloracin amarronada evidenciar contaminacin por materia orgnica. La turbidez en pozos antiguos puede estar indicando problemas constructivos (desmoronamiento, roturas de ltros). En pozos nuevos, indica un desarrollo insuciente. Toda agua debe ser sin sabor y sin olor, si as no lo fuera est indicando corrosin, incrustacin o contaminacin por materia orgnica. Tabla 9.Deciencias comunes encontradas en el proyecto de pozo y en la construccin de los pozos por falta de supervisin Deciencias constructivas en los pozos Falta de losa sanitaria Frecuente Falta de sello sanitario Muy frecuente Largo de tubera insuciente Muy frecuente Falta de ltro Poco frecuente Falta de preltro Frecuente Falta de supervisin de obras Muy frecuente Deciencias en el proyecto de pozo En la estimacin de profundidad del pozo Poco frecuente En el clculo estimado de caudal Poco frecuente En la cantidad de tubera a colocar Poco frecuente En los materiales de tubera a utilizar Poco frecuente En la ubicacin del pozo Poco frecuente

54. 56 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea P ara poder solucionar o reacondicionar un pozo, el tcnico debe contar con el informe nal de la obra, que debe incluir la planilla del ensayo de bombeo y resultados de anlisis fsico-qumicos o bacteriolgicos si los hubiera. No hay que olvidar: 1. Pedir informe nal del pozo,incluyendo la planilla de ensayo de bombeo. 2. Realizar un anlisis fsico-qumico y bacteriolgico inmediatamente despus de realizado el pozo,que ser la base para posteriores anlisis,observando si existen modicaciones en las concentraciones. 3. Para asegurar un buen uso y un buen mantenimiento,se deben respetar las indicaciones tcnicas especialmente en el caudal de bombeo. ES IMPORTANTE Contar con supervisin del pozo en el campo, asegura la calidad constructiva de la obra. Es comn que las empresas perforadores eviten la cementacin (sello sanitario), provocando la entrada de aguas superciales contaminadas. Mantener una perfecta limpieza en las proximidades del pozo, evitando dejar basura, restos de aceites, estopas usadas, lavado de autos y todo lo que pueda ser foco de contaminacin. Evitar que los pozos queden abiertos, posibilitando la entrada de objetos, animales chicos, etc. No utilizar pozos brocales como pozos negros o basurero. Mantener limpio, la casilla de control de la bomba. Evitar conexiones improvisadas, roturas superciales en tuberas. Evitar que la tubera pase por canaletas de desage de tambo o corrales, cercanas a caminos de tropa. Prestar atencin a posibles ruidos anormales de la bomba dentro del pozo, especialmente en el momento de arranque. Vericar la tensin y la corriente de trabajo. Observar si el agua bombeada presenta arena, mal color o mal olor. Anotar toda anormalidad que se pueda presentar para luego ser consultada. Si es posible realizar anlisis bacteriolgicos bimensuales. Evitar la contaminacin en tanques australianos y depsitos (colocacin de tapa, limpieza del depsito cada 3 meses con una solucin de hipoclorito, evitar roturas en piso y paredes). Soluciones y reacondicionamiento del pozo14

55. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 57 Los equipos de extraccin agua subterrnea ms uilizados. Molinos Tienen alto costo de instalacin pero bajo costo de funcionamiento,limitado solo a su mantenimiento,dado que no consumen energa elctrica. Pueden elevar caudales pequeos, del orden de 500 a 1000 l/da, y desde profundidades someras. Tienen el inconveniente de requerir de la presencia de viento para su funcionamiento, por lo que son tiles solamente en zonas con esta caracterstica climtica, y deben ser ubicados en reas relativamente altas y despejadas (sin cortinas de rboles ni obstculos para el pasaje de aire). Bombas de supercie Elevan caudales variables en funcin de la potencia de la bomba, pero en general desde profundidades someras, por lo que se utilizan mayormente en perforaciones brocales.Tienen en general menor costo que las bombas sumergibles.Funcionan con energa elctrica (UTE o generador). Bombas sumergibles Elevan caudales variables en funcin de la potencia de la bomba, desde cualquier profundidad.Funcionan con energa elctrica (UTE o generador). Bombas solares Pueden elevar caudales pequeos, del orden de 500 1000 l/da, desde profundidades variables en funcin del tipo de bomba.Tienen alto costo de instalacin pero bajo costo de funcionamiento, limitado solo a su mantenimiento, dado que no consumen energa elctrica, sino que acumulan energa solar mediante paneles durante las horas diurnas. Equipos de extraccin del Agua Subterrnea15

56. 58 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea L a diversidad en los materiales geolgicos, que responden a los diferentes procesos de formacin de las rocas, origina caractersticas diversas que hay que tener en cuenta a la hora de gestionar el recurso hdrico subterrneo. En Uruguay,existen varias regiones que ofrecen la posibilidad de explotar los recursos hdricos subterrneos:cuencas sedimentarias que poseen unidades en el subsuelo con buena porosidad y permeabilidad,permitiendo que el recurso agua se aloje en los poros (acuferos porosos) y reas constituidas por rocas cristalinas,en donde el agua se almacena en diaclasas y fallas interconectadas (acuferos surados). El territorio se divide en tres Provincias Hidrogeolgicas concordando con la carta hidrogeolgica del Uruguay escala 1:200.000 (DINAMIGE, 1986): Provincia Hidrogeo- lgica Paranaense, Provincia Hidrogeolgica Meridional y Provincia Hidrogeolgica Costera.En el mapa hidrogeolgico (Montao,et al 2006) que se presenta,se detallan las productividades de los distintos acuferos,divididas en funcin de la capacidad es- pecca (q) de las perforaciones (g.36): Productividad Alta:q > 4m3 /h/m Productividad Media:4 m3 /h/m > q > 2 m3 /h/m Productividad Baja:2 m3 /h/m > q > 0.5 m3 /h/m Productividad Muy baja:q < 0.5 m3 /h/m 16.1.Provincia Hidrogeolgica Paranaense Ocupa la regin noreste y centro-norte de Uruguay,abarcando un rea aproximada de 100.000 km2.Dentro de sta,se identican 6 subprovincias de las cuales no se har referencia, pasando directamente a nombrar los acuferos ms signicativos dentro de esta provincia. 1.Acuferos surados de baja productividad (Devnico) Constituida por rocas del Basamento Cristalino, de baja y muy baja productividad. Restringidos a la zona de Minas de Corrales los pozos tienen profundidades aproxi- madas de 60 a 80m,con caudales de 0,5 a 1m3/h. 2.Acuferos porosos de media a baja productividad (Devnico) En forma esquemtica se puede establecer que los subsuelos de edad Devnica identicados en el Uruguay presentan permeabilidades medias. Se identican como Agua Subterrnea en el Uruguay16

57. M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea 59 Fig.36.Mapa hidrogeolgico del Uruguay (Montao et al.2006)

58. 60 M.G.A.P. / P.P.R. Manual de Agua Subterrnea acuferos las formaciones La Paloma aunque de espesor reducido y de extensin supercial limitada y Cerrezuelo. La formacin Cordobs, en funcin de su constitucin arcillosa y arcillo limosa tiene un comportamiento asimilable al de un acuicludo u ocasionalmente al de un acuitardo. a.Acufero Cerrezuelo:constituido por materiales arenosos nos,medios y gruesos y poco cementados con altas permeabilidades constituyendo un excelente acufero. Se pueden separar 3 situaciones de ocurrencia de los niveles permeables de Cerrezuelo: - Cerrezuelo aorante (acufero libre o semiconnado) (Ej: Paraje Chileno, Durazno). Los pozos en el rea aorante presentan profundidades menores a 60 m. - Cerrezuelo cubierto por basaltos de la formacin Arapey o formacin Mercedes (acufero de tipo mixto, libre o semiconnado) (Ej: cercanas del Carmen, Durazno) - Cerrezuelo cubierto por formacin Cordobs (acufero connado) (Ej: Paraje Cerro Convento,Durazno) En stas dos ltimas situaciones, la mayora de las perforaciones aportan caudales situados entre 1 y 5 m3/h.En cuanto a las profundidades,la mayora de los pozos tienen profundidades entre 80 y 100m y en algunos casos superiores a 200m. b. Acuitardo Cordobs: constituido en su mayora por sedimentos de baja y muy baja permeabilidad.La posibilidad de obtencin de agua subterrnea de estos materiales se reduce a la construccin de pozos de gran dimetro (brocales), con los que se aumenta sensiblemente el almacenamiento y la recepcin de agua en el pozo.Este tipo de construcciones presentan la desventaja de ser mucho ms sensibles a las variaciones pluviomtricas que los pozos perforados,adems de estar ms expuestos a la contaminacin. Las profundidades de este tipo de pozos se sitan entre 15 y 25m,con dimetros de 1 a 2m y caudales de 500 a 2000 litros por da. 3.Acuferos porosos de baja a media productividad (Prmico) a. Acufero San Gregorio Tres Islas: Es la formacin Tres Islas la que presenta niveles con mayor permeabilidad.La mayora de las perforaciones que captan agua de esta unidad acufera tienen profundidades situadas entre 40 y 60m,con caudales del orden de los 2m3/h. Constituyen acuitardos las formaciones Paso Aguiar,Mangrullo y Frayle Muerto.Es- tos materiales de edad Prmico superior, de baja y muy baja permeabilidad, presentan importantes dicultades a los efectos de la captacin de agua subterrnea. Adems de la alternativa de construccin de pozos de gran dimetro,es importante destacar otro aspecto que pocas veces es tenido en cuenta en estas litologas. Al tratarse de materiales relativamente tenaces con un importante grado de liticacin, el comportamiento desde el punto de vista hidrogeolgico es ocasionalmente el de un acufero surado,aunque tengan un origen sedimentario,ya que presentan fracturas y fallas en las que el agua puede circular y ser almacenada,de manera similar que en las rocas del basamento cristalino o del basalto.

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