INDICE:
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INTRODUCCION ......................................... ............................................................... ............................................. ..................................... .............. 2
2
OBJETIVOS................................. OBJETIVOS....................................................... ............................................ ............................................. ................................. .......... 3
3
2.1
OBJETIVO GENERAL ......................................... ............................................................... ............................................ ...................... 3
2.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................... .................................................................. ................................. .......... 3
MARCO TEORICO ........................................... ................................................................. ............................................ ................................. ........... 4 3.1
Agua Subterránea: ........................................... ................................................................. ............................................ ............................. ....... 4
3.2
Acuífero: .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ...................... 4
3.2.1
Características de los acuíferos ............................................ .................................................................. ...................... 5
3.3
Estudio de la piezometreia. ............................................ ................................................................... .................................... ............. 6
3.4
PRINCIPALES METODOS DE PERFORACION......................................... ......................................... 11
3.5
CONO DE DESCENSO EN UN POZOREGIMEN PERMANENTE............ PERMANENTE............ 15
4
CALCULOS Y RESULTADOS ........................................... .................................................................. .................................. ........... 17
5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONE RECOMENDACIONES S .......................................... ...................................................... ............ 17
6
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ......................................... ............................................................... ............................... ......... 18
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INTRODUCCION
Cuando se trata de conocer la situación piezométrica de un cierto acuífero o pozos , es esencial que las medidas a realizar en los distintos puntos de observación sean "simultáneas" entendiendo por tales a aquéllas que se realizan dentro de un período de tiempo tan corto que no se presuman variaciones debidas a recargas o fuertes bombeos. En ciertos casos los errores cometidos al considerar de igual manera las medidas procedentes de piezómetros perfectos (ranuradas en toda la zona saturada y totalmente penetrantes) y de piezómetros imperfectos (parcialmente penetrantes o diferencialmente ranurados) pueden cometerse serios errores. Por ello, es conveniente conocer adecuadamente las características constructivas de cada piezómetro. En cuanto a la periodicidad de las medidas, depende del objetivo perseguido. En acuíferos costeros y pozos parece necesario tener registros mensuales y, en algún caso, menores. La observación de las variaciones de nivel piezométrico en un cierto punto proporciona información sobre la respuesta del acuífero y pozos a procesos de recarga o de extracción, así como sobre la tendencia en el almacenamiento.
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OBJETIVOS
2.1
OBJETIVO GENERAL
Dado los puntos de pozos calcular el nivel Piezómetro.
Realizar un plano de cotas Isopiezometricas por sectores.
2.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Calcular la pendiente de las curvas.
Calcular la gradiente hidráulica.
Realizar la interpretación del plano realizado.
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MARCO TEORICO (LIMA, 2015) ; menciona que:
3.1
Agua Subterránea: Es aquella parte del agua existente bajo la superficie terrestre que puede ser colectada mediante perforaciones, túneles o galerías de drenaje o la que fluye naturalmente hacia la superficie a través de manantiales o filtraciones a los cursos fluviales.
3.2
Acuífero: Un acuífero es un volumen subterráneo de roca y arena que contiene agua. El agua subterránea que se halla almacenada en los acuíferos es una parte importante del ciclo hidrológico. Se han realizado estudios que permiten calcular que aproximadamente el 30 por ciento del caudal de superficie proviene de fuentes de agua subterránea.
Los acuíferos los podemos clasificar en:
Acuíferos libres . Son aquellos en los que el nivel de agua se encuentra por debajo del techo de la formación permeable. Liberan agua por de saturación, es decir, el agua que ceden es la procedente del drenaje de sus poros.
Acuíferos confinados . Son aquellos cubiertos por una capa impermeable confinante. El nivel de agua en los acuíferos cautivos está por encima del techo de la formación acuífera. El agua que ceden procede de la expansión del agua y de la descompresión de la estructura permeable vertical, cuando se produce la depresión en el acuífero. También se les denomina acuíferos cautivos.
Acuíferos semiconfinados . Se pueden considerar un caso particular de los acuíferos cautivos, en los que muro, techo o ambos no son totalmente impermeables, sino que permiten una circulación vertical del agua.
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FIG 1: TIPOS DE ACUIFEROS
FUENTE: (LIMA, 2015)
(IMFIA, 2015); menciona que: 3.2.1 Características de los acuíferos
Porosidad (n) Como las rocas no son completamente sólidas (poseen grietas o espacios intergranulares), y al conjunto de estas aberturas o intersticios se le llama porosidad. La porosidad no define la existencia del acuífero, sino que además se requiere de estos estén interconectados; característica que se ve afectada por los factores siguientes: Grado de comparación del material, forma y arreglo de las partículas y su gradación, las cuales son independientes del tamaño de las mismas.
Permeabilidad (K) Es la propiedad de las rocas de permitir o no el flujo del agua. El coeficiente de permeabilidad de un material, se define como el volumen de agua que asa por unidad de tiempo, a través de una sección de acuífero de área unitaria (1 m2), cuando el gradiente hidráulico es unitario y la temperatura este en promedio de 15°C. La Permeabilidad tiene dimensiones de velocidad m/día o m3/día/m2.
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Transmisibilidad o Transmisividad (T)
Es una medida de la capacidad de un acuífero para conducir agua o transmitir agua, definiéndose como el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo, a través de una franja vertical de acuífero de ancho unitario, extendida en todo el espesor saturado, cuando el gradiente hidráulico es unitario y a una temperatura de 15°C. La transmisividad es el producto de la conductividad hidráulica y el espesor saturado del acuífero: T = b* K
Donde: T: transmisibilidad (L2/T) b: Espesor saturado del acuífero (L) K: conductividad hidráulica
Coeficiente de Almacenamiento (S)
Es adimensional. Se refiere al volumen que es capaz de liberar el acuífero al descender en una unidad el nivel piezométrico ( o la presión). Se define como el volumen de agua que puede ser liberado por un prisma vertical del acuífero, de sección igual a la unidad y altura la del espesor saturado, si se produce un descenso unidad del nivel piezométrico.
3.3
Estudio de la piezometreia.
Variaciones naturales. Cíclicas (estacionales, de corta duración). Accidentales. Factores: precipitación, evapotranspiración, mareas.
Variaciones artificiales. Intervención del hombre. Factores: recarga, bombeos.
Medidas de nivel piezométrico Puntos de observación: pozos, piezómetros, zanjas, manantiales, salidas a ríos, Precisión: nivel del cm. Depende del tipo de acuíferos y del objetivo perseguido. Variaciones verticales: piezómetros perfectos e imperfectos. Nivel medio. Simultaneidad. Niveles estático y dinámico. Nivel de referencia. Las medidas piezómetricas pueden ser:
Instantáneas Continúas no registradas Continuas registradas
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Las medidas piezométricas instantáneas se realizan mediante la denominada "sonda de nivel" que se basan en la observación de la profundidad del agua mediante el cierre de un circuito eléctrico cuando un elemento detector establece contacto con el agua. Constan de electrodo, cable eléctrico y detector. Otro tipo de sonda es por flotador. Consiste en un cable metálico en cuyo extremo se coloca un flotador que, al contacto con la superficie del agua provoca pérdida de tensión en el cable y el accionamiento de un sistema de frenado. Presenta serios inconvenientes de uso. Las medidas continuas no registradas se llevan a cabo mediante "limnímetros" que se instalan en los pozos de observación. Constan de un sistema de flotador y contrapeso que debe estar bien calibrado para las oscilaciones previstas del nivel. Da buen result ado para profundidades no muy elevadas. Las medidas continuas registradas se llevan a cabo mediante "limnígrafos" que, además de medir continuamente el nivel mediante flotador y contrapeso, poseen un sistema de registro gráfico en un papel enrollado a un cilindro que gira uniformemente accionado por un mecanismo de relojería. El giro completo del tambor suele ser semanal pero puede adecuarse a otras necesidades (diario, mensual o trimestral). La máxima sofisticación de estos instrumentos se obtiene mediante un registrador que almacena los datos en un disquete que permite el tratamiento informativo de los registros. Incluso, es posible utilizar una emisora que envía los datos a tiempo real hasta el centro receptor.
Aspectos prácticos de las medidas piezométricas Cuando se trata de conocer la situación piezométrica de un cierto acuífero, es esencial que las medidas a realizar en los distintos puntos de observación sean "simultáneas" entendiendo por tales a aquéllas que se realizan dentro de un período de tiempo tan corto que no se presuman variaciones debidas a recargas o fuertes bombeos. En ciertos casos los errores cometidos al considerar de igual manera las medidas procedentes de piezómetros perfectos (ranuradas en toda la zona saturada y totalmente penetrantes) y de piezómetros imperfectos (parcialmente penetrantes o diferencialmente ranurados) pueden cometerse serios errores. Por ello, es conveniente conocer adecuadamente las características constructivas de cada piezómetro. En cuanto a la periodicidad de las medidas, depende del objetivo perseguido. En acuíferos costeros parece necesario tener registros mensuales y , en algún caso, menores.
Fluctuaciones del nivel piezométrico La observación de las variaciones de nivel piezométrico en un cierto punto proporciona información sobre la respuesta del acuífero a procesos de recarga o de extracción, así como sobre la tendencia en el almacenamiento. En la figura siguiente se esquematiza la evolución del nivel piezométrico en un punto en el que se observa unas variaciones en dientes de sierra, que se pueden relacionar con periodos secos y húmedos, por ejemplo, y una tendencia (marcada con línea de trazos) que indica un descenso progresivo de niveles, que podría relacionarse con un proceso de sobreexplotación (explotación superior a la recarga). UNASAM
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Superficies piezométricas Lugar geométrico de los puntos que señalan la altura piezométrica de cada una de las porciones de un acuífero referidas a una determinada profundidad. Se las representa mediante líneas de igual altura piezométrica, llamadas líneas isopiezas. En los acuíferos libres, la superficie piezométrica coincide, a grandes rasgos, con la superficie freática, es decir, con el límite de saturación. En los acuíferos confinados la superficie piezométrica es más elevada que el techo de los mismos. En los acuíferos permeables por fisuración y/o karstificación y, en general, en acuíferos muy heterogéneos, puede ser una superficie discontinua. En acuíferos detríticos, pueden existir niveles más o menos aislados por lechos semiconfinantes. Un caso particular sería el de acuíferos afectados por intrusión marina en los que la piezometría está directamente afectada por la densidad del agua, que varía en función de la salinidad.
Mapas piezométricos Se refieren a una fecha dada. La equidistancia depende de la precisión y la densidad de las medidas, de los valores del gradiente hidráulico, de la escala del mapa y de la precisión de la nivelación. En general, es del orden del metro (0.5, 1 ó 2 m.) para los mapas 1:10.000 y 1:25.000; y de 5 ó 10 metros para los 1:50.000 y 1:100.000.
Trazado de las curvas isopiezas - Interpolación interpretativa - Interpolación triangular - Tratamiento por ordenador El fundamento del método es interpolar valores entre puntos cercanos y trazar líneas que unan puntos de igual piezometría. En cada línea isopieza debe figurar su valor. El sentido del flujo del agua, por las razones ya comentadas anteriormente, es desde líneas de mayor altura piezométrica hacia líneas de menor altura piezométrica, en al dirección de la máxima pendiente, es decir, perpendicularmente a las mismas. Así, es posible, dibujar flechas que indican el sentido del flujo.
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3.4
PRINCIPALES METODOS DE PERFORACION
(Udelar, 2008);
menciona que:
A. Los pozos excavados Excavar el terreno con ayuda de un pico y una pala es la técnica más sencilla y antigua. También es la más extenuante, aunque resulta menos costosa. Requiere que el suelo esté relativamente blando y que la capa freática no sea demasiado profunda. A menudo, estos pozos están delimitados por piedras que los refuerzan y evitan su derrumbamiento, aunque es altamente preferible encubarlos (mantenerlos en vertical) con anillos de hormigón, que se pueden realizar con facilidad en el mismo lugar mediante moldes. También se pueden utilizar medios mecánicos de excavación menos rústicos para reducir los esfuerzos físicos importantes. Los pozos excavados no son muy profundos (normalmente tienen entre 10 y 20 m, y excepcionalmente llegan hasta los 30 o 40 m). Al ser poco profundos, existe riesgo de contaminación y pueden secarse más fácilmente que los otros tipos de pozos.
B. Los pozos hincados (o pozos con perforación de drenaje) Los pozos hincados se realizan mediante deformación a través de un movimiento de vaivén vertical de un tubo perforado con el extremo puntiagudo y de pequeño diámetro (excepto en la técnica particular del rozado) en un terreno friable, como la arena o la grava. UNASAM
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A menudo se fija un filtro o tamiz en la parte inferior del conducto para filtrar la arena y el resto de partículas e impedir que penetren en los pozos. Utilizando esta técnica, solo se puede extraer el agua situada a profundidades medias de entre 15 y 100 m. Al igual que los pozos excavados también están expuestos a la contaminación y la desecación, aunque en menor medida.
Existen tres técnicas de perforación:
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La perforación por batido. El batido consiste en clavar un tubo provisto con una punta que deja caer regularmente una herramienta pesada (la barrena de perforación) por el extremo. La perforación por inyección de agua (o lanzamiento de agua). El procedimiento consiste en inyectar agua a presión hacia el interior de un tubo para facilitar la excavación del suelo y la evacuación de los escombros. La perforación por rozado. El rozado consiste en excavar el suelo utilizando como base el propio entubado en posición vertical, que se hunde bajo el efecto de su propio peso.
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C. Los pozos aforados o perforaciones Muchos de los pozos modernos son pozos aforados excavados por percusión de un herramienta en el suelo o por la acción rotatoria de una herramienta cortante (ahoyadora, taladradora, barrena) que gira alrededor de un eje vertical y rompe y tritura las rocas, cuyos residuos suelen llevarse hasta la superficie a través de lodos. Pueden alcanzar hasta 300 m de profundidad. Los pozos aforados pueden elaborarse a través de muchas técnicas:
1) Manualmente o empleando medios manuales de bajo coste (como los taladros denominados ahoyadoras, que se hacen girar con la fuerza de los brazos). Las técnicas más utilizadas son las siguientes :
Perforación con ahoyadora (hand-auger drilling en inglés). Perforación por percusión (percussion drilling en inglés). Perforación por inyección o lanzamiento de agua (jetting en in glés). Perforación mediante eliminación de lodos (sludging en inglés).
2) Utilizando medios motorizados ligeros (bombas, compresores) para excavar el terreno : Perforación por martilleo en el fondo del agujero (rotary-percussion drilling en inglés). Perforación rotativa (rotary drilling en inglés).
3) Utilizando medios mecánicos pesados de perforación que permitan alcanzar grandes profundidades.
Estos medios de perforación suelen ir montados en grandes camiones súper equipados. Utilizan herramientas de perforación rotatorias que trituran o rompen las rocas o, previamente, si el suelo está blando, algo que suele ocurrir al inicio de las perforaciones, grandes taladros denominados ahoyadoras. Las perforaciones pueden alcanzar varios cientos de metros de profundidad. A menudo se coloca una bomba en la parte inferior para bombear el agua hasta la superficie.
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FIGURA N°02: PERFORACIONES
FUENTE: (Udelar, 2008) FIGURA 3:
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3.5
CONO DE DESCENSO EN UN POZOREGIMEN PERMANENTE
En régimen permanente el acuífero es un mero transmisor de la recarga.
ACUIFERO LIBRE
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Esta ecuación se denomina: Ecuación de Dupuit
ACUIFERO CONFINADO
SIMPLIFICACION DE THIEM PARA ACUIFEROS LIBRES
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CÁLCULOS Y RESULTADOS
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Las cotas isopiezometricas en el plano nos muestran el comportamiento del acuífero. Podemos observar como el agua circula desde puntos de mayor carga, hacia puntos de menor carga. ( produciendo perdidas de carga Δh ) Mediante la gradiente hidráulica podemos deducir como se produce la depresión en los pozos.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
En conclusión podemos decir que la gradiente hidráulica nos muestra el comportamiento que tiene el nivel freático dentro del subsuelo. Mediante las pérdidas de carga podemos deducir fácilmente la circulación del agua.
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REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
IMFIA. (20 de Agosto de 2015). AGUA SUBTERRANEA: Módulo hidrológico . Obtenido de Módulo hidrológico .
LIMA, S. G. (20 de octubre de 2015). Acuiferos: GLOBAL WATER . Obtenido de GLOBAL WATER: http://www.globalwatersociedadgeoacuifero.com
Udelar. (12 de Agosto de 2008). Agua subterranea :IMFIA. Recuperado el 23 de DIciembre de 2016, de agua subterranea: http://www.aguasubterranea.modulohidrologico.com
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