CONTROL HIDROGEOLÓGICO DE PERFORACIÓN: AFOROS EN VERTEDEROS.

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1 CONTROL HIDROGEOLÓGICO DE PERFORACIÓN: AFOROS EN VERTEDEROS. Teléfono: Fax: E mail: ftownsend@sitac.cl

2 METODOLOGÍA DE AFORO EN VERTEDERO TRIANGULAR 90 Generalidades: El control hidrogeológico de un pozo de exploración o producción de agua requiere, entre otros parámetros, tener una aproximación al caudal que la nueva construcción puede entregar. Para ello, en el caso de los pozos perforados con aire, se debe aforar el caudal que sale desde el pozo durante la perforación impulsada precisamente por el aire de la perforación. Estos caudales se relacionan al final con el caudal de producción del pozo. Son varios los procedimientos que se utilizan para determinar el caudal, pero no todos cumplen con el grado mínimo de eficacia y precisión requeridas en la ejecución de un ensayo. Algunos tipos de aforos son: volumétrico, en canal, en vertedero, en tubería con diafragma, etc. ( El aforo es la operación de medición del caudal en una sección de un curso de agua). El uso de cada tipo estará condicionado a las instalaciones con las que se cuente en el lugar donde es requerido efectuar el ensayo. En este caso particular se hará referencia al uso de vertederos como dispositivos de aforos, colocando especial énfasis en aquellos del tipo triangular. Tipos de vertederos: Los vertederos consisten en una barrera que se establece en un canal (de tierra, obra o madera), midiéndose Ia altura del nivel del agua, aguas arriba de Ia retención con relación al borde superior de Ia misma (o el vértice, en el vertedero triangular). Los tipos de vertederos en pared delgada más usuales son: a) Vertedero sin contracción lateral. Tiene aristas horizontales y cortadas a bisel. Para que no haya contracción de Ia vena líquida, hay que disponer orificios laterales delante de Ia retenci6n, para que dicha lámina de agua no se pegue al vertedero. b) Vertedero de pared delgada con contracción lateral. En este caso se dispone Ia parte superior en forma de escote rectangular, biselada su arista horizontal y las dos verticales. c) Vertedero triangular. Tiene Ia escotadura en ángulo, con los lados biselados.

3 Para medir pequeños caudales, el vertedero triangular es el más comúnmente utilizado. La fórmula más normal es Ia de Gourley, según Ia cual: Dónde: h: metros Q: (m 3 /seg) Para α=90, que es el más corriente, la fórmula será: El agua debe acercarse al vertedero lenta y suavemente sin turbulencias, lo más laminar posible. Es por ello que para la correcta instalación del vertedero se debe tomar en cuenta el ancho y el largo del canal de alimentación del mismo. Como norma general la gran mayoría de los autores recomiendan establecer un ancho mínimo del canal de 8 veces la altura máxima a medir con el vertedero a instalar; así mismo el largo del canal debiese ser como mínimo 18 veces la altura máxima a medir. Vale decir, si constamos con un vertedero capaz de medir como máximo una altura (h) de 20 centímetros entonces el ancho del canal deberá ser como mínimo de 160 centímetros y el largo del mismo como mínimo de 360 centímetros. La pendiente tiene que ser moderada para que no se genere una velocidad excesivamente alta trayendo consigo una pérdida del régimen laminar buscado. No deben existir obstrucciones que generen vórtices aguas arriba del vertedero, tampoco aguas abajo del mismo para que el flujo vierta sin problemas. Se debe evitar trabajar con flujo sumergido para que las ecuaciones utilizadas tengan validez y no se deban realizar correcciones in situ. Hay que mantener el canal limpio de todo material que pueda provocar modificaciones en la sección del mismo.

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5 Se recomienda en caso de disponer de los recursos para ello cubrir con yeso las paredes del canal y el piso del mismo a modo de evitar la ruptura de las mismas y el socavamiento en la zona del vertedero por efecto del represamiento. Medición de caudales: Como se mencionó, el caudal que pasa por estos vertederos se relaciona con la altura que alcanza en la salida. La tabla que se presenta a continuación, calculada de acuerdo a la mencionada formula de Gourley contiene caudales correspondientes a vertederos triangulares con distintos ángulos. Para ingresar a ella sólo basta con saber el ángulo asociado a nuestro vertedero y la altura en centímetros del agua en nuestro vertedero, el caudal que obtenemos como resultado viene expresado en (l/s).

6 ALTURA CAUDAL Q en (l/s) h (cm) α = 90 α = 60 α = Mayxel Menéndez Alfonsín Ingeniero Civil Mecánico

7 BIBLIOGRAFÍA VILLANUEVA MARTINEZ, MANUEL e IGLESIAS LÓPEZ, ALFREDO. Pozos y acuíferos: Técnicas de evaluación mediante ensayos de bombeo. Madrid, Instituto geológico y minero de España, pp. 68, 284, 292, 294, 295. MENÉNDEZ ALFONSÍN, MAYXEL y DIAZ BAEZA, VICTOR ANDRÉS. Análisis de eficiencia global en sistemas de captación de agua desde pozos profundos. Santiago de Chile, Trabajo de titulación de Ingeniería Civil Mecánica, Universidad de Santiago de Chile, 2006.