SESIÓN 4. Casos particulares de pruebas de bombeo a caudal constante. Introducción de pruebas de bombeo a caudal variable.

Transcripción

1 SESIÓN 4 Casos particulares de pruebas de bombeo a caudal constante. Introducción de pruebas de bombeo a caudal variable. Interpretación de pruebas de bombeo a caudal variable.

2 PRUEBAS DE BOMBEO: PARTICULARIDADES Además de la problemática convencional de una prueba de bombeo (geología, lluvia, logística, costos) existen una serie de particularidades geológicas e hidráulicas que complican la interpretación. Algunas de ellas son: Capacidad de pozo Acuíferos limitados Barreras impermeables y de recarga Efectos de goteo y drenaje diferido

3 CAPACIDAD DE POZO

4 En un gráfico Log tiempo vs descenso, la recta disminuye de pendiente (debido a que los descensos disminuyen) del orden de la mitad con respecto al segmento anterior FRONTERA DE RECARGA

5 En un gráfico Log tiempo vs descenso, la recta aumenta de pendiente (debido a que los descensos aumentan) del orden del doble con respecto al segmento anterior FRONTERA IMPERMEABLE

6 EFECTO DE LAS FRONTERAS EN EL BOMBEO

7 EFECTOS COMBINADOS Capacidad del pozo 2- Respuesta del acuífero 3.- Límite impermeable (1) 4.- Límite impermeable (2) 5.- Respuesta del acuífero y = Ln(x) y = Ln(x) y = Ln(x) y = Ln(x) y = Ln(x)

8 DRENAJE DIFERIDO

9 DRENAJE DIFERIDO y EFECTOS DE GOTEO

10 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE GRUPO HA SA DE CV ING. ANTONIO HERNÁNDEZ ESPRIÚ

11 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Además de la interpretación de los parámetros hidrogeológicos, las pruebas de bombeo sirven para identificar otro tipo de procesos y efectos: Productividad de un pozo Caudales máximos de extracción Abatimientos reales Desarrollo de un pozo Eficiencia hidráulica Calidad del agua Influencia real del bombeo Necesidad (o no) de rehabilitación del pozo GRUPO HA SA DE CV ING. ANTONIO HERNÁNDEZ ESPRIÚ

12 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Específicamente las pruebas de bombeo a caudal variable proporcionan información relevante sobre: Eficiencia hidráulica Pérdidas de carga debidas al pozo Caudales óptimos de producción Abatimientos reales Johnson (2005) describe que la capacidad específica o caudal específico sirve como regla general para determinar si un pozo está perdiendo eficiencia y es necesario rehabilitarse para recuperar la producción original. GRUPO HA SA DE CV ING. ANTONIO HERNÁNDEZ ESPRIÚ

13 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Capacidad específica (q): q = Q/s. Se leen tantos litros por segundo por metro de abatimiento. Nota: Obtener capacidades específicas de los ejercicios 1, 2 y 3.

14 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Causas principales de la declinación de la capacidad específica y de la disminución de la eficiencia hidráulica: Tubería ranurada, prefiltro de grava, zona de admisión paredtubería están taponadas por partículas de sedimentos finos. Ranuras de la rejilla taponadas por incrustación química cuando el agua subterránea es incrustante (ej: ph de equilibrio, IS, etc.). Las incrustaciones más comunes son: calcita, limonita, hematita, magnesita, yeso y anhidrita. Taponamientos causados por actividad microbiológica (biofilmes o biofouling ). Por el contrario aguas corrosivas/agresivas aumentan el tamaño de los espacios en la tubería ranurada.

15 Buscar Inspección Pozo Profundo en youtube.com

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17 EFICIENCIA HIDRÁULICA Definición de eficiencia hidráulica de un pozo de agua potable: steórico ef (%) = 100 s REAL Donde: s REAl = s TEÓRICO + pérdidas de carga ef steórico (%) = 100 s + pérdidas TEÓRICO Cuando se bombea en un pozo existen dos componentes en el abatimiento causado: Abatimiento total Pérdidas de carga en el acuífero Pérdidas de carga asociadas a la entrada de agua en el pozo

18 EFICIENCIA HIDRÁULICA Abatimiento total Pérdidas de carga en el acuífero Asociadas con la capacidad hidráulica del acuífero para extraer agua en función de T, k y S. etc. Cómo calcularlo? Thiem, Theis, Jacob, Pérdidas de carga asociadas a la entrada de agua en el pozo (head well loss) Asociadas con las fricciones que y pérdidas de carga hidráulica cuando el agua roza la tubería ranurada, el filtro de grava, rodetes de la bomba, rugosidad en el ademe, etc. Cómo calcularlo? Step test.

19 EFICIENCIA HIDRÁULICA Cuando un pozo pierde eficiencia, el caudal de extracción disminuye, o bien el abatimiento aumenta progresivamente para extraer el mismo caudal. A medida que el abatimiento aumenta, la velocidad del agua en la zona de admisión aumenta, provocando mayores arrastres de partículas y aumento de presión en el interior del pozo. También genera un mal entendimiento en la interpretación de los parámetros hidráulicos. El protocolo de la EPA/540/S-93/503 (EPA, 1993; Osborne, 1993) recomienda que si se sospecha de un pozo mal desarrollado, o bien de un pozo que está perdiendo eficiencia o capacidad específica sin conocer la causa verdadera, se deberá realizar un ensayo de bombeo a caudal variable (step test) para caracterizar el problema. Un step drawdown test (ST) consiste en bombear un pozo aumentando el caudal en escalones progresivos de igual duración, para producir abatimientos escalonados. La recuperación es optativa.

20 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Los datos se analizan según los métodos de Rorabough (1953) y Driscoll (1986). NOTA: NO confundir step test con aforo a caudal variable.

21 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Los datos se analizan según los métodos de Rorabough (1953) y Driscoll (1986) para estimar: Pérdidas de carga en el pozo Eficiencia hidráulica en función del caudal Caudal óptimo de extracción Transmisividad

22 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Prueba de bombeo No. 4.

23 PRUEBAS DE BOMBEO A CAUDAL VARIABLE Walton (1962) denominó a C como un coeficiente no lineal de pérdidas de carga (nonlinear well loss coef.) y reporta el deterioro de un pozo en función de algunos valores de C: Según los datos de campo del ejercicio 4, qué tipo de deterioro tiene el pozo? Poco confiable porque depende enteramente de que n = 2