INFORME SOBRE CAPTACIONES SUBTERRANEAS.

LUIS CARLOS DIAZ LOBO

ANTONIO JUAN ACEVEDO PEINADO

MARIA JOSE BECHARA MESTRA

JHON MARIO MERCADO YANES

JOSE JAVIER SALGADO OTERO

ACUEDUCTO

ING. KAREN GALVAN

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA

MONTERIA CORDOBA

13/10/2015

CONTENIDO

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

2 OBJETIVOS ..................................................................................................... 3

3 DEFINICION DE CAPTACION SUBTERRANEA............................................. 4

3.1 CLASIFICACION DE LOS ACUIFEROS ........................................................................ 4

3.2 ETAPAS PARA LA CAPTACION DE AGUAS SUBTERRANEAS.................................. 5

3.2.1 EXPLORACION ...................................................................................................... 5

3.2.1 EVALUACION ......................................................................................................... 6

3.2.2 EXPLOTACION ...................................................................................................... 6

4 TIPOS DE CAPTACIONES SUBTERRANEAS ............................................... 8

4.1 POZOS EXCAVADOS .................................................................................................... 8

4.2 POZOS BARRENADOS O TALADRADOS .................................................................... 9

4.3 POZOS HINCADOS ....................................................................................................... 9

4.4 POZOS PERFORADOS ............................................................................................... 10

4.4.1 PERFORACION POR PERCUSION...................................................................... 10

4.4.2 PERFORACION HIDRAULICA ROTATORIA ........................................................ 10

4.4.3 PERFORACION POR PERCUSION Y ROTACION ............................................... 10

4.5 CAPTACIONES HORIZONTALES ............................................................................... 12

5 CONSIDERACIONES PARA LA ESCOGENCIA DEL TIPO DE CAPTACION

SUBTERRANEA ................................................................................................... 13

5.1 SEGURIDAD ................................................................................................................ 13

5.2 LEJANA DE TODA FUENTE DE CONTAMINACIN .................................................. 13

5.3 ACCESOS .................................................................................................................... 13

5.4 CERRAMIENTOS Y PROTECCIN SANITARIA ......................................................... 14

5.5 FACILIDAD DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO ..................................................... 14

5.6 SOBRE LA VULNERABILIDAD Y CONFIABILIDAD ................................................... 14

6 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 15

1 INTRODUCCION

En el presente trabajo se dan a conocer los tipos de captacin subterrnea

existentes y de uso comn en proyectos de acueducto, sabiendo que las obras

captaciones subterrneas requieren un conocimiento tanto del suelo como la

hidrulica del agua subterrnea. Generalmente tiene uso primario cuando no

existe una fuente de abastecimiento superficial factible en la regin que

contempla el proyecto. Por tanto para la determinacin de la viabilidad de la

captacin de agua subterrnea deber cumplir tres etapas, las cuales son:

exploracin, evaluacin y explotacin.

2 OBJETIVOS

Identificar el tipo de captaciones subterrneas que existen y pueden ser

usadas, segn el Reglamento Tcnico de Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico.

Determinar el tipo de captacin subterrnea ms apropiada segn el proyecto a ejecutar.

Conocer las etapas que debe cumplir un tipo de abastecimiento de agua subterrnea.

3 DEFINICION DE CAPTACION SUBTERRANEA

Un acufero es la formacin geolgica capaz de proporcionar agua en cantidad y

calidad suficiente para las necesidades del hombre con un costo razonable.

(Lpez Cualla, 1995)

Una captacin de agua subterrnea es toda aquella obra destinada a obtener un

cierto volumen de agua de una formacin acufera concreta, para satisfacer una

determinada demanda.

La eleccin del tipo de captacin vendr condicionada en esencia por los

siguientes factores:

Caractersticas hidrogeolgicas del sector.

Caractersticas hidrodinmicas de los materiales acuferos que se pretenda

captar.

Volumen de agua requerido.

Distribucin temporal de la demanda.

Coste de las instalaciones de explotacin y mantenimiento de la captacin.

En definitiva se trata de conseguir un equilibrio entre los aspectos tcnicos y

econmicos.

3.1 CLASIFICACION DE LOS ACUIFEROS

De acuerdo con el grado de confinamiento de la formacin geolgica saturada, los

acuferos se pueden clasificar como:

ACUIFERO NO CONFINADO: Aquellos en los que no existe una formacin

confinante superior; y al perforar el pozo el agua subir hasta el nivel

piezmetro o profundidad de saturacin del medio.

ACUIFERO CONFINADO (ARTESIANO): Aquellos que se encuentran

encerrados por capas confinantes impermeables, denominadas

acucierres. Al perforar el pozo, el agua subir por encima del acuicierre

superior, debido a que el nivel piezometrico estar por encima del acuicierre

superior del acufero. (Lpez Cualla, 1995)

IMAGEN 3.1 CLASES DE ACUIFEROS

Fuente: tomado de (Lpez Cualla, 1995)

3.2 ETAPAS PARA LA CAPTACION DE AGUAS SUBTERRANEAS

El desarrollo de los recursos de agua subterrnea para su utilizacin en el

abastecimiento a comunidad se cumple en tres etapas, las cuales son:

3.2.1 EXPLORACION

Esta etapa consiste en la localizacin del acufero o depsito de agua

subterrnea mediante diferentes mtodos.

Los mtodos de exploracin pueden ser geolgicos o geofsicos, y cada uno de

ellos puede ser superficial o profundo.

Para la exploracin por mtodos geolgicos se recurre a la interpretacin de

mapas, perforaciones en campo, fotogrametra y fotointerpretacin. Mientras que

los mtodos geofsicos se apoyan en mtodos como la refraccin ssmica,

resistividad elctrica y perfiles elctricos.

3.2.1 EVALUACION

Consiste en la evaluacin del caudal mximo de produccin del acufero, teniendo

en cuenta parmetros hidrogeolgicos y de produccin del acufero durante el

bombeo de agua en un pozo, manteniendo un balance favorable entre el bombeo

de agua y extraccin de esta. cabe resaltar que el descenso del nivel piezmetro

del acufero es un cambio inmediato de lo anteriormente dicho.

Es claro que se debe conocer los conceptos de produccin del acufero y

produccin del pozo. El primero es el caudal mximo obtenido sin que exista una

disminucin perjudicial en la altura hidrulica que impida el flujo de agua en

cantidad suficiente hacia el pozo y el segundo es el caudal mximo obtenido de

manera que se evite un descenso del nivel de agua en el pozo por debajo de la

tubera de succin.

3.2.2 EXPLOTACION

Despus de determinar la localizacin y evaluar la hidrulica de la fuente de agua

subterrnea se deben considerar las estrategias ptimas de desarrollo, interaccin

entre la explotacin del agua subterrnea y el balance del agua en la cuenca.

En la explotacin se recurre a la perforacin de ms de un pozo. La superposicin

de las reas de influencia de cada uno de los pozos trae consigo la reduccin de

la produccin total del sistema de pozos.

IMAGEN 3.2 PORCENTAJE DE INTERFERENCIA DE LA PROPUCCION DE LOS POZOS

Fuente: tomado de (Lpez Cualla, 1995)

Si se tiene una comunidad pequea ubicada en una zona rural, es suficiente la

construccin de un solo pozo. Sin embargo, al aumentar el caudal demandado es

necesario construir un mnimo de dos pozos de produccin ms un pozo de

reserva por cada cinco pozos de produccin. El caudal de diseo de cada pozo

deber ser igual a la suma de los caudales individuales de cada pozo. (Lpez

Cualla, 1995)

4 TIPOS DE CAPTACIONES SUBTERRANEAS

Un pozo es una estructura utilizada para captar el agua subterrnea de un

acufero. Existen diferentes tipos de pozos, segn su forma de construccin y la

manera de captar el agua.

4.1 POZOS EXCAVADOS

Son pozos superficiales cuya profundidad esta entre 3,5m y 10m. A causa de lo

anterior son fcilmente contaminables, por lo cual debe preferirse, en lo posible,

construir pozos ms profundos.

Su excavacin se hace manualmente y de seccin circular, cuyo dimetro puede

variar entre 0,8 y 1,5m. Con el fin de evitar la contaminacin superficial, debe

revertirse el pozo e su parte superior(los primeros 5m) con metal, concreto, tubos

de cemento o de gres, o ladrillo.

IMAGEN 4.1 POZOS EXCAVADOS CON CAMINSA DE CONCRETO

Fuente: Tomada del Libro de Lpez, Cualla 2003.

4.2 POZOS BARRENADOS O TALADRADOS

Son pozos tambin superficiales, pero a causa del mtodo de construccin son de

menor dimetro. Para su construccin se puede emplear u barreno o taladro,

manual o mecnico. Estos pozos deben protegerse por medio de un revestimiento

similar al de los pozos excavados.

4.3 POZOS HINCADOS

Como su nombre lo indica, la construccin de un pozo hincado consiste en

enterrar una tubera (generalmente de hierro forjado), golpendola en su parte

superior con mazo o martinete. Por este mtodo se alcanzan profundidades del

orden de 25m en suelos relativamente blandos y puede abastecerse un conjunto

de casas pequeo.

La tubera de hinca es de 2 o menos (dependiendo de la hinca y de las

necesidades de caudal). En su parte inferior se coloca una punta que tiene un

dimetro mayor que el de la tubera, en la cual se perforan orificios con un

dimetro de 1/8 a 1/6 para dejar el agua y retener las partculas de arena del

acufero.

IMAGEN 4.2 POZOS HINCADOS Y TALADRADO

Fuente: Tomada de Google.

4.4 POZOS PERFORADOS

Este tipo de pozos es el ms adecuado para suministro de agua a poblaciones de

cierto tamao o instalaciones industriales. Por la naturaleza de su construccin

son pozos profundos (se puede llegar fcilmente a 150m) y, por tanto, los de mejor

calidad de agua; pueden atravesar cualquier tipo de formacin geolgica, lo cual

es una limitante de los pozos anteriores.

Existen 3 mtodos de perforacin, los cuales son:

4.4.1 PERFORACION POR PERCUSION

La construccin de un pozo perforado por percusin se hace dejando caer un

barreno pesado (o martinete) dentro del hueco, el cual al llegar al fondo rompe el

material de la formacin. Por medio de un motor se levanta el barreno y se le echa

agua al pozo para extraer el material disgregado por medio de una bomba o de

una cuchara cilndrica.

4.4.2 PERFORACION HIDRAULICA ROTATORIA

Con este mtodo se usa agua a presin para ir extrayendo el material por el

elemento rotatorio. El agua se reutiliza, previa sedimentacin de la misma. En el

caso de perforaciones en suelos blandos, al tubo de revestimiento se le da un giro

permanente; dicho tubo tiene como primer elemento un tubo con un borde cortante

de acero.

Cuando la perforacin se realiza a travs de materiales duros, el hoyo se hace con

tubera de perforacin, en cuyo extremo inferior se acopla una broca (de diamante

u otro material resistente).

4.4.3 PERFORACION POR PERCUSION Y ROTACION

Este es un sistema de perforacin que combina los dos mtodos anteriores.

IMAGEN 4.3 POZOS DE PERCUSION Y ROTACION

Fuente: Tomada de Google.

IMAGEN 4.4 POZO PERFORADO A) BOMBEO SUPERFICIAL Y B) BOMBA SUMERGIBLE

Fuente: Tomada de Google.

4.5 CAPTACIONES HORIZONTALES

En la actualidad la construccin de galeras es un sistema poco utilizado, debido al

elevado coste econmico y a sus propios condicionantes, sin embargo existen

algunas excepciones, tal es el caso de las islas Canarias, donde este tipo de

captacin tienen un notable desarrollo. Esto es debido a la existencia de una

determinada estructura hidrogeolgica, con la presencia de gran cantidad de

acuferos colgados de extensin reducida y a la gran escasez de agua existente.

La construccin de una galera se realiza normalmente por medios rudimentarios,

pico y pala, y en ocasiones se utilizan explosivos. A veces, si el tamao de la

galera lo permite, pueden realizarse perforaciones en el interior (tal es el caso de

la "Galeria de Los Suizos" en Alicante). El principal inconveniente que presentan

este tipo de captaciones es el nulo poder de regulacin ejercido sobre los recursos

hdricos, ya que actan como manantiales normales, con caudales muy reducidos

durante el estiaje, incluso pueden llegar a desaparecer, y caudales muy

importantes durante las pocas hmedas, cuando las demandas solicitadas son

muy reducidas o inexistentes, lo que da lugar a la prdida irremediable de los

volmenes de agua drenados

IMAGEN 4.5 GALERIAS Y DRENES

Fuente: Tomada del Google.

5 CONSIDERACIONES PARA LA ESCOGENCIA DEL TIPO DE

CAPTACION SUBTERRANEA

Las caractersticas mnimas de pozos o galeras filtrantes, as como su ubicacin,

deben seguir las condiciones bsicas descritas a continuacin:

5.1 SEGURIDAD

La obra de explotacin del agua subterrnea debe garantizar la operacin de la

toma de agua. En particular, el pozo o los pozos deben garantizar dos veces el

caudal medio diario esperado durante el perodo de diseo para los niveles bajo y

medio de complejidad y tres veces el caudal medio diario para los niveles medio

alto y alto de complejidad.

5.2 LEJANA DE TODA FUENTE DE CONTAMINACIN

En general, los pozos deben estar alejados de toda fuente de contaminacin real o

potencial, estableciendo una distancia suficiente para proteger los pozos del efecto

de la fuente contaminante.

En particular, se establece una distancia mnima de 100 metros entre la captacin

de agua subterrnea y elementos tales como pozos spticos, letrinas y campos de

infiltracin.

En caso de que las condiciones geolgicas lo permitan, esta distancia mnima

puede variar, siempre que el diseador presente un estudio que justifique que a

una distancia menor no se presentar problemas de contaminacin en un pozo.

5.3 ACCESOS

Los pozos deben ubicarse en un lugar de fcil acceso y en una zona no inundable.

5.4 CERRAMIENTOS Y PROTECCIN SANITARIA

La zona aledaa al pozo debe contar con los medios de proteccin y cercados

necesarios para evitar la entrada de personas y animales extraos. Igualmente,

sobre la cuenca deben tomarse todas las medidas legales necesarias para

asegurar la calidad del agua y la proteccin de la cuenca, establecidas en el literal

B.3.3.3.1.

5.5 FACILIDAD DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO

La captacin debe ser fcil de operar y debe disearse de tal forma que opere con

el mnimo de mantenimiento.

5.6 SOBRE LA VULNERABILIDAD Y CONFIABILIDAD

En caso de existir un elevado nivel de vulnerabilidad de la captacin a eventos

como sismos, inundaciones, contaminacin y otras amenazas posibles, segn lo

establecido en el captulo G.7- VULNERABILIDAD Y REDUCCIN DE RIESGOS,

la captacin debe ser redundante en los niveles medio alto y alto de complejidad.

6 BIBLIOGRAFIA

Elementos de Diseo para Acueducto y Alcantarillado Ricardo A. Lpez

Cualla 2da Ed.

Reglamento Tcnico de Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico

RAS 2000.