SONDEO MECÁNICO DE INVESTIGACION PROFUNDA "DEVESA DEL SALER" EN LA ALBUFERA DE VALENCIA.

Debido al gran interés científico que tiene el sondeo mecánico de investigación profunda ejecutado por el Instituto Nacional de Colonización (INC) en la zona de la Albufera de Valencia he creído interesante hacer un resumen de las características técnicas del mismo, centrándome exclusivamente en los datos técnicos de su ejecución sin interpretación hidrogeológica de los mismos. 

El sondeo fue ejecutado, en el año 1.958, por el parque de maquinaria del Instituto Nacional de Colonización (INC) como parte  de un programa de actuaciones conjuntas con el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

A continuación expongo la transcripción literal de los informes que había en los archivos del antigua Parque de Maquinaria del INC, informes que he rescatado y digitalizado antes de su destrucción por traslado de sede de la empresa TRAGSA depositaria de dichos archivos.

Los documentos transcritos corresponden:

1.- Memoria de los trabajos realizados.

2.-  Resumen de los trabajos de perforación, ensanche y entubación.

3.- Columna litológica atravesada.

1.- MEMORIA DE LOS TRABAJOS REALIZADOS EN EL SONDEO "DEHESA DE LA ALBUFERA (EL SALER-VALENCIA).

-Antecedentes: La dirección general aprobó con fecha 18-11-58 el informe propuesto por el Servicio de Aguas subterráneas de realizar un sondeo de 800 metros de profundidad en la Dehesa de La Albufera de Valencia.

-Plan de Trabajos: con fecha 17-10-58 fue remitido al Jefe del Parque de Maquinaria el correspondiente Plan de Trabajos redactado por el Ingeniero encargado del Parque Regional nº 6. Dicho Plan fue aprobado por el Jefe del Parque de Maquinaria Agricola segun en el G-10 de fecha 08 de Noviembre de 1958.

-Tren de sondeos: Para la realización de los trabajos fue designado, en el informe propuesta del Servicio de Aguas Subterráneas el equipo de perforación Failing 2500 número INC 982001.

Inicialmente la perforación se realizo a dos turnos compuestos por el siguiente personal:

-1º turno: Un capataz de sondeos, un oficial de 1º, un oficial de 2º y un oficial de 3º.

-2º turno: un capataz de turno, un oficial de 1º, un oficial de 2º y un peón especializado.

Al llegar a la profundidad de 424 metros, conforme se proponía en el citado Plan de Trabajos, en fecha de 7 de enero de 1959 se incorporo un tercer turno compuesto por: un oficial de 1º, un oficial de 2º y un peón especializado. 

Figura nº 1: Maquina perforadora de rotación inversa.

-Emplazamiento del sondeo: El sondeo esta situado a 98 metros hacia el Este de la Casa Forestal y al borde oeste del camino central de la Dehesa de la Albufera coincidiendo con el punto 48 del itinerario sísmico del estudio geofísico realizado por el Instituto Geológico y Minero de España. El citado punto fue replanteado por el Ingeniero Jefe de la Delegación de Levante, el día 22-11-1958, basándose en un croquis a escala 1:10.000 facilitado por el Instituto Geológico y Minero al Jefe del Servicio de Aguas Subterráneas.

Figura nº 2: Croquis con la situación del sondeo.

NATURALEZA DE LOS TERRENOS ATRAVESADOS Y TIEMPOS DE PERFORACION. 

-Trabajos de perforación realizados: construidas previamente las balsas de lodos, se inicia el montaje del equipo el día 7 de octubre de 1.958. Se realiza un emboquillado con un tubo de 26 " de diámetro y 1,5 metros de longitud. Este tubo lleva 8 ganchos de anclaje y esta cementado en toda su longitud.

La perforación se inicia el día 20 de octubre de 1958 con un tricono tipo T de 24" de diámetro. Al iniciarse el trabajo en la mañana  del 27 de octubre cuando se llevan perforados 102 metros con el citado diámetro, y después de varios días de intensas lluvias, se observa que el tubo de emboquille ha bajado 40 centímetros de su posición inicial y que le rodea una grieta concéntrica de 2 metros de diámetro producido todo ello por un desprendimiento de las arenas que servían de apoyo al tubo guía. Con el fin de detener estos desprendimientos se plegó la torre y se desplazo la máquina unos metros realizándose una inyección de cemento  por el exterior del tubo guía.     

Emplazada de nuevo la máquina perforadora se comienza a entubar con tubería de chapa lisa sin costura de 20" de diámetro que desciende con dificultad y a los 33,50 metros queda fuertemente agarrada al terreno no pudiendo despegarla a pesar de hacer por medio de un pistón de desarrollo de una circulación forzada por el exterior de la tubería después de haber añadido a los lodos del sondeo 50 kilos de tripolifosfatos disueltos en agua y tirando posteriormente con la maquina hasta las 50.000 libras.

Después de rocnocer y limpiar los 32 metros de relleno que hay en el sondeo se procede a entubar con tubería lisa de 18" sin costuras con la que se cubren los 102 metros de perforación.

Para una mejor protección frente a los derrumbamientos de las arenas de duna que forman el suelo de la Dehesa de la Albufera, y después de haber plegado la torre y movido la perforadora, se hace una excavación alrededor del tubo de emboquille, cementando en la base y rellenando la excavación con hormigon en masa, al mismo tiempo que se sube el piso de las balsas de lodos 70 centímetros ya que al subir el nivel del agua del lago de la Albufera se rompió la solera de estas ocasionando la entrada de agua del lago por el fondo de las balsas.

Tras estas operaciones se continuo perforando con trepano de 3 alas de 17,5" de diámetro. Conforme se va profundizando se intensifica la vigilancia y la corrección de los lodos , ordenando a los capataces las determinaciones en cada turno del peso, viscosidad, agua libre, costra, salinidad y  pH, empleándoselos para las correcciones baritina quebracho, tripolifosfatos, etc.. en sus momentos oportunos.

Al llegar a los 299 metros de profundidad se tocan unas capas de areniscas duras y el avance es muy lento, por ello se saca un testigo y a los 300 metros de profundidad se sustituye el trepano de tres aletas por un tricono tipo T de 17,5" de diámetro con el que, después de escariar lo perforado lo perforado con el trepano de tres alas se continua perforando hasta alcanzar los 361,50 metros de profundidad donde se toca un conglomerado (pudingas) bastante duro. Al considerar que esta pudinga puede ser un buen apoyo para la tubería de revestimiento, se prepara el sondeo para su entubación comenzando por recortar el sondeo comenzando a las herramientas de corte un ensanchador de 17,5" al que se le coloca como piloto, chatarra pesada de 5,50" con un cuatricono de 17,5", reforzadas todas las uniones con dos pletinas soldadas para evitar que se desenrosquen cualquiera de las partes de las que costa el piloto. Al mismo tiempo se corruguen los lodos dejándolos aptos para una buena entubación: P=89, V=41, Costra=24, Agua libre= 15 cc y pH=7,2. Una vez realizados estos trabajos se comienza la entubación con tubería de chapa lisa, sin costuras, de 14" de diámetro. Cuando se tienen metidos 283,64 metros la tubería cogida mientras se suelda el tubo siguiente. Se perfora el tapón flotador de cemento que se le había colocado a la tubería de 14" y se coloca una cabeza de inyección en la tubería de 14" y se da una inyección forzada mientras se tira de la tubería con los gatos hidráulicos sin conseguir moverla.  

Se continua la perforación con cuatricono tipo LT-3 de 14,25" de diámetro y a los 502 metros se saca un testigo de margas arenosas grises con capas de areniscas dura, observándose fósiles. La perforación continua con cuatricono tipo 2HM de 17,25" de diámetro. A los 611 metros de profundidad se sustituye el cuatricono por uno nuevo de las mismas características que se sustituye a los 626 metros por un trepano de 3 alas del mismo diámetro. A los 686,25 metros de profundidad se saca un testigo de caliza (que pudiera ser zona acuífera) continuándose la perforación con cuatricono de 8,75" de diámetro con el que posteriormente se ha de entubar la perforación.

A los 708 metros se sustituye el cuatricono tipo C por uno nuevo de tipo 2C del mismo diámetro.

A los 766,65 metros se saca un testigo de marga arenosa y se sustituye el cuatricono por uno nuevo de las mismas características, continuándose la perforación hasta llegar a la profundidad prevista de 800 metros.Antes de iniciarse la entubación con tuberías combinadas de 10,75 y 8,50" y con el fin de que esta entubación tenga éxito ya que era imprescindible entubar hasta el escalón de los 686,25 metros y cementar después para poder probar el acuífero existente entre esa profundidad y los aproximadamente  714 metros, sin influencias de acuíferos mas altos, se recortaron, en dos pasadas, todo lo perforado con un cuatricono de 12,25" de diámetro.

Este trabajo se inicio con un trepano de 3 aletas de 12,25" de diámetro recrecido a 12,25", todo lo que permitía la tubería de 14" colocada en el sondeo. El ensanche con esta herramienta fue lento y dificultoso, por lo que después de recrecerla varias veces y en vista del poco rendimiento con ella obtenido se sustituye por un tricono ensanchador de 14,25" de diámetro con tres pletinas soldadas y reforzadas en el sentido del pico con los puntos de corte endurecidos con Haystellite y que hacen un  diámetro de 13,25". Como piloto se coloca una barra pesada de 5,50" con un tricono de 12,25". A pesar de que todas las uniones entre piloto y tricono se refuerzan con pletinas soldadas, a las pocas horas de iniciarse la perforación con estas herramientas se desenrosca la reducción que une la barra pesada de 5,5" con el tricono de 12,25" cuando se esta recortando a 382,50 metros de profundidad quedando el tricono y la reducción dentro del sondeo. Esta avería se resuelve sin ninguna dificultad por el tuno siguiente recuperándoselas la herramienta mediante una campana de pesca.

Se continua el recorte colocando al ensanchandor, como piloto, un cuatricono de 8 3/4" reforzando la unión con dos pletinas soldadas. Posteriormente y para hacer un mejor trabajo de de ensanche se coloca como piloto un trepano de tres alas recrecido a 13 1/4" reforzando las soldaduras con dos pletinas.

Se tienen preparados dos juegos de estas herramientas ya que se degustan bastante pronto, y así de este modo mientras se recorta con una de ellas la otra se recrece en el Taller del Grao. Con el objeto de dar mayor estabilidad a las herramientas de corte y para que puedan recortar concéntricamente a la perforación se decide intercalar entre el ensanchador y el trepano de tres alas una barra pesada de 5 1/2" de diámetro.

Se toma la precaución de reforzar todas las uniones con dos pletinas soldadas , pero a pesar de esto, se desenrosca la barra pesada de su unión con el ensanchador quedando la barra pesada y el trepano de tres alas en el pozo, conjunto que se logra recuperar mediante una campana de pesca durante la jornada siguiente. Se continua recortando pero ahora uniendo el trepano de tres alas al ensanchador mediante una sola reducción, con ello y sin mas dificultades pero con un avance un poco mas lento se llega ensanchando hasta la reducción de diámetro wn los 686,25 metros de profundidad.

Con el objeto de poder cementar la columna de tuberías combinadas de 8 5/8" y de 10 3/4" que se han de apoyar en la citada reducción de diámetro, se coloca un tapón de madera de forma troncocónica y de un metro de longitud y diámetros de bases de 10 y de 8" colocado de la siguiente manera: en su base se hizo un encaje cónico para que entrara, con muy poca holgura, la rosca del varillaje de 3 1/2" FH. Alrededor del encaje y concéntricamente se clavaron unas puntas separadas una de otra por unos 2 centímetros que describirían unas circunferencia de unas 8"de diámetro. En cada una de estas puntas se sujeto un trozo de alambre que por el otro extremo se enrollaba en la varilla en su unión con el manguito. Una vez bajado el tapón con el varillaje y comprobado que en su base menor había entrado por la perforación de 8 3/4" se dejo gravitar 5.000 libras de peso sobre el mismo notándose que entro en la perforación de 8 3/4" unos 65 centímetros entonces se dio una rotación rápida con lo que los alambres se desprendieron quedando el tapón colocado.

Para preparar la entubación de los 686,25 metros de tuberías combinadas de 8 5/8 y 10 3/4" se dio al pozo una inyección de lodos de varias jornadas haciendo pasar los lodos por la criba al mismo tiempo que se corrige con tripolifosfato y quebracho hasta lograr un lodo apropiado para una buena entubación  con las siguientes características: densidad 74 bls/euft, viscosidad 38 s, agua libre 38 cc contra 1,5 mm, arena 1%. Las jornadas que duro la inyección de lodos y correcciones fueron las suficientes pues se aprovechó para esperar la llegada de un cable para el cabrestante y sustituirlo por el que llevaba que estaba algo deteriorado y era de poca confianza para soportar el peso de la tubería que se iba a colocar en el sondeo.    

Se efectuó la entubación en 5 turnos de 8 horas sin ninguna dificultad y terminada la misma se realiza la cementación forzada de los 30 metros de la base de la tubería.   

Se realizo la inyección forzada de 1.000 litros de agua con un 5% de tripolifosfatos mientras se preparaba un deposito de 1 m3 y cinco bidones de 200 litros, 2.000 litros de cemento con una densidad de 121,5 bls/cuft que se pensaban depositar en el sondeo con el varillaje y válvula de cementación por medio de un grupo motobomba Rex, para después dar la inyección de lodo necesaria y sustituir con este el cemento que queda en el varillaje, recuperar los 36 metros de varillaje, colocar una empaquetadura entre varillaje y tubería y dar mediante la bomba de lodo de la perforadora una inyección forzada y medida de lodo que desplazaría el cemento por el interior de los tubos hasta los 30 metros de la base de los mismos, manteniendo la presión durante 72 horas, tiempo en el que habría fraguado el cemento. Todo ello no pudo realizarse ya que después de muchos intentos de depositar el cemento en la perforación con el grupo motobomba Rex, no fue posible por el irregular comportamiento de este equipo. El grupo motobomba Rex se había probado anteriormente con resultados satisfactorios haciendo un trabajo similar en la misma perforación y tal como después debería de hacerse la inyección del cemento, pero esta prueba se hizo con un lodo con una densidad de 74 las/cuft y solamente se inyectaron 100 litros, mientras que la operación fallida consistía en la inyección de 2000 litros de un cemento con una densidad 121,5 bls/cuft.                

Vistas las dificultades encontradas, al día siguiente, se hizo una cementación sin forzar y depositando la cantidad de cemento necesaria para cementar solamente 10 metros de la tubería, por medio del varillaje y de una válvula de cementación echando el centeno a cubos a una tolva colocada en la ultima varilla. Después no hubo mas que echar, en la misma tolva, la cantidad de lodo que cabe en el varillaje para depositar todo el cemento en el sondeo, al mismo tiempo que el varillaje queda libre del mismo. Se recuperó el varillaje y se esperaron 72 horas para su fraguado al cabo de las cuales se comenzó a perforar con tricono de 7 7/8" el cemento que había quedado dentro de la tubería que lógicamente debía tener la misma altura por el exterior ya que la tubería tenia por encima de la corona de avance 8 ranuras.

El cemento se toco a la profundidad prevista y para comprobar que su fraguado era bueno se perforo con un doble juego de testiguero la zona de cemento que coincidía con las ranuras de la tubería. Las observación del testigo permitió ver un cemento compacto lo que unido a la profundidad a la que se toco dentro de la tubería con el tricono de 8 3/4" hicieron creer, equivocadamente como luego se vera, que la cementación era buena con lo que se habría conseguido aislar la corriente de agua existente a partir de la base de la tubería de todas las que pudiera haber en el tramo de perforación entubada.

Para poder probar el citado acuífero se comienza por terminar de perforar con el tricono de 7 7/8" los 10 metros de demento y el tapón de madera colocado en la reducción de diámetro continúenlo la limpieza hasta los 722,60 metros unos metros por debajo del fin del acuífero objeto de este estudio.

Para desalojar los lodos del sondeo se inyecta agua clara al mismo durante 23 horas seguidas con lo que se consigue aclararlos por completo. Se comienza, entonces, a achicar el sondeo con válvula para "llamar" al acuífero. Estando realizando esta operación se observa que comienza a salir del sondeo gran cantidad de agua a presión. Este fenómeno, inexplicable al principio, dura varios minutos y fue debido a la rotura de la cementación hecha en la base de los tubos. Esta cementación, como se ha mencionado anteriormente, debido quedar de aproximadamente unos 10 metros de  longitud por el exterior de la tubería y esto al parecer era insuficiente para soportar la presión diferencial entre los 676,25 metros de columna de lodo y los 686,25 metros, menos depresión conseguida con válvula en aquel momento de la columna de agua.        

Como quedo dicho anteriormente era imprescindible la cementación de la base de esta columna de tuberías para hacer una prueba exacta y no influenciada por otras corrientes, tanto del caudal como del nivel y la calidad de las aguas. Por lo que se recibe realizar una nueva cementación forzada, como se pensó inicialmente, de los 30 metros de la base de la tubería, para ello hay que colocar un tapón en la reducción de diámetros. Esta vez no podría ser de madera, como antes, ya que la perforación esta entubada con tubería de 8 5/8" de diámetro Había que decidirse entre el packer de un material que aumente mucho de volumen dentro del agua o por un tapón hecho de arcilla en rama. A falta de otros elementos se decidió por este ultimo ya que al reconocer el sondeo nos encontramos un relleno de arenas que llega hasta los 665 metros. Este relleno fue producido por el arrastre de lodos con grandes cantidades de arena que entraron en el sondeo desde el exterior de los tubos cuando se rompió la cementación.

Se limpia el sondeo hasta 10 metros por debajo de la base de los tubos, dando después una inyección forzada por el exterior de la tubería, utilizando un lodo rico en bentonuita para que se limpien bien las arenas sueltas que pudieran haber entre el sondeo y la tubería, rellenado el sondeo con arcilla en rama hasta los 5 metros por encima de la boca de los tubos, arcilla que fue apisonada hasta la misma boca de la tubería.

Se hizo una cementación como la que precisaba hacerse la primera vez, que más arriba esta detallada, solamente que en vez de emplear un grupo motobomba Rex se deposito el mentó con la bomba de lodos de la perforadora Wirth. A las 72 horas de terminada la cementación se quito la presión que impedía retroceder el cemento del exterior de los tubos al intentar recuperar el varillaje y la válvula de cementación no salen, a pesar de tirar con la ma maquina y los gatos hidráulicos. El cemento cogió la válvula de cementación y tres varilla de 3 1/2 FH.  

La operación de pesca fue muy costosa, comenzándose por recuperar todo el varillaje no cogido por el demento utilizando otro de rosca izquierda. Después hubo que perforar el cemento que había entre el varillaje y la tubería con un juego de tubo testiguero de 6 5/8" de diámetro y corona dentada e ir recuperando las varillas conforme quedaban libres. La mayor dificultad se encontró al tener que perforar la zona comprendida entre la válvula de cementación y la tubería ya que la válvula estaba hecha con tubería de 6 5/8" de diámetro y la tubería de revestimiento de que es de 8 5/8" de diámetro. Por ello fue necesario un tubo de medidas especiales: con un diámetro exterior inferior al diámetro interior de la tubería de 8 5/8", al que, en uno de los extremos, se le hizo una corona con vidias ya que hubo necesidad de fresar el manguito de la válvula de cementación, por no estar esta concéntrica con la tubería de de 8 5/8", estando en contacto ambas por una generatriz.

Aunque la pesca duro 28 días de trabajo (del 4 de abril al 8 de mayo) se consiguió recuperar la totalidad de los elementos, dejar el sondeo libre y la tubería perfectamente cementada como se pudo comprobar al desarrollarle sondeo. 

En un principio era difícil explicar las causas que originaron el fraguado del cemento a una profundidad imprevista dentro de la tubería, pero por fin se dio con el motivo que fue comprobado después de realizar las operaciones de pesca y que se expone a continuación: la cementacion estaba calculada para que en el interior de la tubería solo quedaran 2 metros de cemento y en la base de la misma que se consideraban perdidos por estar mezclados con lodos. Una vez depositado del cemento en el sondeo hubo que recuperar 36 metros de varillaje para inyectar lodo en circulación forzada que desplazaría todo el cemento menos esos 2 metros por el exterior de la tubería y esta inyección se hiciera estando la válvula de cementación unos metros por encima del nivel del cemento. Podría haberse recuperado todo el varillaje e intentado con cabeza de inyección en vez de empaquetadura de lodo forzado. No se hizo así por el peligro que existía con la temperatura elevada de asa profundidad iniciara el fraguado el cemento y no fuera posible desplazarlo por el exterior de los tubos. No se recuperaron mas que esos 36 metros de varillaje por ahora tiempo ya que también había que colocar la empaquetadura y porque eran los suficientes ya que recuperando mas varillaje hubiera ocurrido lo mismo como luego se vera.

Ahora bien el manguito de la válvula de cementación hecha con tubería de 6 5/8" tiene un diámetro exterior de 198 mm y la tubería de 8 5/8" tiene un diámetro exterior de 205 mm, por lo que la válvula y su manguito trabajaron un poco a modo embolo en su recorrido ascendente de esos 36 metros por la tubería de 5 5/8" y el fraguado se inicio antes de que el cemento debido a su peso pudiera bajar por el escaso espacio que había entre el manguito de la válvula y la tubería.

Cuando se recupero la válvula pudo observarse que por debajo del manguito no había nada de cemento excepto los dos metros aproximadamente calculados.

Desarrollo:

Una vez terminadas las operaciones de pesca se perforaron con tricono de 7 7/8" los dos metros de cemento de la base de la tubería, se perforo el tapón de arcilla y se limpio el sondeo hasta los 725 metros. Comenzando posteriormente la inyección de agua clara para desalojar los lodos, cosa que se logro después de 3 turnos de 8 horas al cabo de los cuales afloro un caudal artesiano de 0,5 l/sg aproximadamente.

Como operaciones complementarias al desarrollo se hicieron las siguientes: escariar la zona acuífera con tricono de 7 7/8" a gran velocidad de rotación y la inyección de agua en la zona acuífera con difusor y achique con valvula.     

Figura nº 3: Maquina de rotación inversa desarrollado un pozo.

AFORO:

Se hizo el aforo con un equipo compuesto de morobomba sumergible KSB de 20 l/sg a 56 metros, accionada por un grupo electrógeno Otto Deutz de 100 HP, dando los siguientes resultados:

-Profundidad de aspiración: 90 metros.

-Nivel libre: en la superficie (surgente).

Nivel dinámico: 90 metros.

Depresión: 90 metros.

Caudal: 13 l/sg.

Después de 5 horas de funcionamiento se saca las bomba del sondeo por su mal funcionamiento colocando otro grupo motobomba sumergible KSB de 20 l/sg a 28 metros, dando los siguientes resultados:

Profundidad de aspiración: 37,5 metros.

Nivel libre: en la superficie.

Nivel dinámico: 37,5 metros.

Depresión: 37,5 metros.

Caudal: 7 l/sg.

Con esta bomba se aforo durante 19 horas con lo que se completaron las 24 horas de aforo. Al terminar pudo observarse que el nivel del agua no subió de los 2,50 metros.   

No se han recibido en esta cabecera de parque los resultados de los análisis completos de las diversas muestras de agua enviadas a los laboratorios de los Servicios Centrales del INC. Las pruebas hechas en el mismo sondeo dieron una salinidad de 31 gramos/litro de Cl-, expresados en cloruro sódico.                    

La temperatura del agua fue de 47ºC.

Figura nº 4: Croquis de Descensos/Caudal.

Con fecha 19/05/1959 se remitió al Excelentísimo Sr. Alcalde Presidente del Ayuntamiento de Valencia, un oficio en el que se le comunicaba el estado del sondeo y alguna característica de las aguas alumbradas proporcionándole así mismo muestras de la misma para su análisis.    

No se recibió contestación al mencionado oficio por lo que se iniciaron los trabajos de recuperación de las tuberías que actualmente están realizándose.

Valencia, 1 de Julio de 1959

EL ING. ENCARGADO DEL PARQUE Nº 6.

2.- RESUMEN DE LOS TRABAJOS DE PERFORACION, ENSANCHE Y ENTUBACION:

 PERFORACION:

Tramo de 0 a 1,5 metros: Pozo abierto de 1 metro de diámetro.

Tramo de 1,50 a 102 metros: Perforado con cuatricono de 24" de diametro.

Tramo de 102 a 361,50 metros: Perforado con trepano de tres alas de 17 1/2" y cuatricono del mismo  diámetro.

Tramo de 361,50 a 686,25 metros: Perforado con cuatricono de 12 1/4" de diametro.

Tramo de 686,25 a 800,00 metros: Perforado con cuatricono de 8 3/4" de diámetro. 

ENSANCHE:

Tramo de 361,50 a 686,25 metros: con ensanchador de 12 1/4" recrecido a 13 1/4" y piloto de trepano de tres alas de 12 1/4" recrecido a 13 1/4".

ENTUBACION:

Tramo de 0 a 1,50 metros: Tubería de emboquille de 26" de diámetro.

Tramo de 0 a 33,50 metros: Tubería lisa, sin costuras, de 20" de diámetro.

Tramo de 0 a 102 metros: Tubería lisa, sin costuras, de 18" de diámetro.

Tramo de 0 a 283,64 metros: Tubería lisa, sin costuras, de 14" de diametro.

Tramo de 0 a 686,25 metros: Columna  combinada compuesta por 273,87 metros de tubería 10 3/4" roscada y roscada a esta 412,19 metros de tubería de 8 5/8" lisa y sin costuras. La union de las tuberías es un cono de reducción con rosca a izquierda.

3.- COLUMNA LITOLOGICA ATRAVESADA:

Se transcriben los terrenos atravesados segun consta en los resúmenes litológicos, sin interpretación: 

Se han perforado los siguientes tipos de terreno:

-0 a 6 metros: arenas finas de playa.

-6 a 7 metros: Gravas rodadas cuarzosas.

-7 a 8 metros: Arenas finas de playa.

-8 a 17 metros: Arenas y gravas cuarzosas con arcillas.

-17 a 28 metros: Conglomerado flojo de areniscas y cantos.

-28 a 34 metros: Arenas rojas con cantos.

-34 a 41 metros: Arcillas grises tarquinosas.

-41 a 47 metros: Arcillas blanquecinas.

-47 a 48 metros: Areniscas con arcillas.

-48 a 51 metros: Areniscas rojizas con cuarzo mas duras a muro.

-51 a 57 metros: Areniscas flojas.

-57 a 65 metros: Arenas marinas con conchas.

-65 a 68 metros: Arcillas margosas grises.

-68 a 73 metros: Margas grises muy compactas.

-73 a 75 metros: Margas grises menos compactas.

-75 a 80 metros: Margas grises muy compactas.

-80 a 81 metros: Margas grises con partes blanquecinas gredosas.

-81 a 87 metros: Margas grises-rojizas.

-87 a 88 metros: Margas grises mas compactas.

-88 a 95 metros: Arcillas gredosas amarillentas.

-95 a 114 metros: Margas azuladas.

-114 a 144 metros: Margas de color gris con algunas conchas marinas.

-144 a 170 metros: Margas grises azuladas con partes rojizas.

-170 a 224 metros: Margas azuladas y rojizas.

-224 a 230 metros: Margas azuladas compactas con cantos rodados de caliza blanca.

-230 a 246 metros: Margas compactas con pocos cantos rodados de caliza blanca.

-246 a 255 metros: Margas azules con pequeñas cabinas de arenisca gris.

-255 a 276 metros: Margas grises con pequeñas capitas de areniscas grises. Con fósiles.

-276 a 281 metros: Margas grises con capitas de arenisca y cantos de caliza.

-281 a 298 metros: Margas grises con pequeñas capas de areniscas fosiliferas.

-298 a 301 metros: Margas grises con capas duras de areniscas.

-301 a 302 metros: Areniscas y margas grises.

-302 a 303 metros: Margas grises.

-303 a 311 metros: Margas grises con nódulos de areniscas.

-311 a 313 metros: Areniscas y margas muy compactas grises.

-313 a 315 metros: Margas grises muy compactas.

-315 a 320 metros: Margas grises con capas delgadas de areniscas.

-320 a 327 metros: Arcillas rojas.

-327 a 329 metros: Arcillas rojas con nódulos de areniscas.

-329 a 339 metros: Arcillas rojas con capas de areniscas amarillas.

-339 a 348 metros: Arcillas rojas margosas con tacos de areniscas.

-348 a 353 metros: Arcillas rojas con capas de areniscas.

-353 a 359 metros: Pudinga de grava fina con cuarzo.

-359 a 360 metros: Lignito.

-360 a 370 metros: Pudinga de grava fina con cuarzo.

-370 a 379 metros: Arenas gruesas con arcillas blancas.

-379 a 400 metros: Molaza blanca con arenas gruesas con cuarzo.

-400 a 411 metros: Margas grises con arenas gruesas con cuarzo y capitas de caliza gris.

-411 a 420 metros: Arcillas margosas grises con mezcla de arenas.

-420 a 422 metros: Arcillas margosas muy compactas y con poca arena.

-422 a 435 metros: Margas azules arenosas.

-435 a 453 metros: Margas grises.

-453 a 463 metros: Margas grises con tacos de areniscas.

-463 a 468 metros: Margas grises sin tacos de areniscas.

-468 a 470 metros: Margas grises con tacos de areniscas. 

-470 a 472 metros: Areniscas grises.

-472 a 494 metros: Margas grises.

-494 a 496 metros: Areniscas duras.

-496 a 503 metros: Margas con tacos de areniscas.

-503 a  509 metros: Margas duras con nódulos duros calcáreos.

-509 a 513 metros: Margas grises.

-513 a 514 metros: Margas duras con travas calcáreas duras.

-514 a 520 metros Margas grises duras.

-520 a 523 metros: Margas compactas con trabas calcáreas duras.

-523 a 526 metros: Margas mas arenosas.

-526 a 537 metros: Margas compactas con trabas calcáreas duras.

-537 a 549 metros: Margas duras. 

-549 a 583 metros: Margas grises petrificadas.

-583 a 592 metros: Margas grises oscuras.

-592 a 610 metros: Margas grises oscuras con trabas calcáreas.

-610 a 622 metros: Margas compactas duras.

-622 a 626 metros: Margas duras con trabas de calizas.

-626 a 627 metros: Margas duras grises y rojizas.

-627 a 633 metros: Margas duras con pequeños tacos de calizas.

-633 a 649 metros: Margas amarillentas.

-649 a 662 metros: Margas compactas faciles de perforar.

-662 a 673 metros: Margas de color gris claro muy fáciles de perforar.

-673 a 678 metros: Margas grises plásticas.

-678 a 686 metros: Margas grises.

-686 a 688 metros: Calizas.

-688 a 689 metros: Toba caliza.

-689 a 694 metros: Caliza fisurada y toba caliza.

-694 a 704 metros: Caliza a cieno negro duro.

-704 a 708 metros: Calizas lignitos.

-708 a 711 metros: Calizas negras.

-711 a 719 metros: Calizas.

-719 a 732 metros: Margas grises cenicientas.

-732 a 739 metros: Margas grises claras.

-739 a 778 metros: Margas grises con trabas de calizas duras.

-778 a 784 metros: Margas arenosas grises con alguna traba dura.

-784 a 799 metros: Margas petrificadas con tacos de calizas verdosas.

-799 a 800 metros: Margas pastosas.

  

  

 

 

 

   

  

 

 

EJECUCION DE ENSAYO DE BOMBEO: TEORIA Y PRACTICA

En la captación de aguas subterráneas tan importante como la perforación del sondeo es la determinación precisa de la cantidad de agua que se puede extraer del mismo, es decir la realización de un ensayo de bombeo correcto. Un ensayo de bombeo se realizará siempre que se capte un acuífero, es decir, una formación geológica capaz de contener y transmitir agua en cantidades significativas y que se desarrolla en un medio poroso. 

Esta entrada en el blog solo tiene por objeto servir de orientación para la realización de un ensayo de bombeo normal para dotar a una población o un regadío. En caso de necesitar una interpretación mas científica para algún trabajo técnico o de investigación hidrogeológica se recomienda consultar la siguiente bibliografía: 

- Hidrologia subterranea de Custodio y Llamas (1983): la biblia de la hidrogeologia.

- Pozos y acuíferos de Villanueva e Iglesias (1984): una publicación del IGME de la que he sacado algunas graficas de esta entrada.

- Intensive use of Groundwater de Llamas y Custodio (2001). 

- Hidrogeologia práctica de Pulido. 

Parámetros fundamentales de un acuífero:

Ley de Darcy: el movimiento del agua a través de un medio poroso viene descrito por la Ley de Darcy, cuya expresión experimental y matemática es la siguiente:

Figura nº 1: Ley de Darcy: expresión experimental y matemática.

La circulación del agua por un medio poroso es un proceso muy complejo en el que intervienen los siguientes parámetros fundamentales: la porosidad, la permeabilidad, la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento.  Pues bien, estos tres parámetros solo pueden ser determinados mediante ensayos de bombeo. 

POROSIDAD:

Figura nº 2: Porosidad eficaz 

Los poros son el espacio vacío que existe entre los granos que constituyen un terreno y se define como la relación entre el volumen de los espacios libres y el volumen del terreno, siendo su valor unitario el %. La porosidad eficaz es el volumen de agua que se obtiene por drenaje gravitacional de un material poroso saturado en relación con su volumen total. Luego: 

Porosidad total (mt) = volumen de huecos/volumen total.

Porosidad eficaz (specific yield o me) = volumen de agua drenada por gravedad/volumen total.

La porosidad pocas veces supera el 40% del volumen total del terreno y también es raro encontrar rocas con menos del 1% de porosidad. 

En la siguiente figura podemos un gráfico que relaciona la variación de la porosidad según la granulometría en materiales detríticos no consolidados:

El tamaño y la orientación de los poros influye en la velocidad del agua que circula por un terreno siendo usual considerar la velocidad de Darcy o flujo especifico. 

La porosidad puede ser de muchos tipos: intergranular, por fisuración, por kárstificación o mixta y también puede ser una porosidad primaria o secundaria, interconectado o no.

Figura nº 4: Tipos de acuíferos según su porosidad.  

En la siguiente tabla se pueden ver los valores estimados de la porosidad en % para distintos tipos de materiales, según Sanders (1998):

TIPO DE MATERIAL	POROSIDAD TOTAL	POROSIDAD EFICAZ
Arcillas	40 a 60	0 a 5
Limos	35 a 50	3 a 19
Arenas finas o limosas	20 a 50	10 a 28
Arena gruesa o limpia	21 a 50	22 a 35
Gravas	25 a 50	13 a 26
Pizarra intacta	1 a 10	0,5 a 5
Pizarra fracturada	30 a 50
Arenisca	5 a 35	0,5 a 10
Calizas no kársticas	0,1 a 25	0,1 a 5
Calizas karstificadas	5 a 50	5 a 40
Rocas ígneas (*)	0,01 a 1	0,0005
Rocas ígneas fracturas	1 a 10	0.00005 a 0,01

(*) Rocas metamórficas

En esta tabla también se relaciona la porosidad total y efectiva de varios tipos de rocas según Domenico y Schwartz (1998).

Como se puede ver los valores dados para la porosidad total y efectiva por los distintos autores para el mismo tipo de roca difieren bastante.

Permeabilidad o conductividad hidráulica (k):

Se define como la facilidad con la que un material deja pasar el agua a su través, su expresión unitaria es en m/día en la siguiente tabla se pueden ver los valores del coeficiente de permeabilidad (k) según el tipo de suelo (sedimentos detríticos). 

Figura nº 6

En hidráulica subterránea la permeabilidad es el flujo de agua que atraviesa una sección unitaria de acuífero, bajo la influencia de un gradiente unitario y a temperatura de campo, generalmente se considera solamente la permeabilidad de Darcy (K = LT^-1) y podrá diferenciarse en permeabilidad horizontal (kh) y permeabilidad vertical (kv) aunque en general se habla de permeabilidad horizontal radial. 

Figura nº 7: Permeabilidad horizontal y vertical.

Transmisividad (T):

Es la capacidad de un medio para transmitir el agua y es el producto de la permeabilidad por el espesor del acuífero (T= k x b). Su unidad es el m²/día y se calcula por el método de Cooper-Jacob aplicando la siguiente formula:

T = 0,183 x Q/ S₂-S₁

En la siguiente tabla se pueden ver los valores de la transmisividad:

VALORES DE LA TRANSMISIVIDAD
T (m2/día)	Calificación	Posilidades del acuífero
T < 10	Muy baja	Menos de 1 l/s con 10 m de depresión
10 < T < 100	Baja	Entre 1 y 10 l/s con 10 m de depresión
100 < T < 500	Media	Entre 10 a 50 l/s con 10 m de depresión
500 < T < 1000	Alta	Entre 50 y 100 l/s con 10 m de depresión
T > 1000	Muy alta	Mas de 100 l/sg con 10 m de depresión

La permeabilidad (K) también se puede obtener a partir del valor de la transmivividad (T) y del espesor del acuífero (b):

K = T/b (sus dimensiones serian L/T y la unidad sería el m/día). 

Sus valores vienen reflejados en la siguiente tabla:

VALORES DE LA PERMEABILIDAD
K (m/día)	Calificación estimada
K < 10-2	Muy baja
10-2 <  K  < 1	Baja
1 < K < 10	Media
10 < K < 100	Alta
K > 100	Muy alta

En la siguiente tabla se pueden ver los valores de la Permeabilidad (k) según el tipo de materiales:

TIPO MATERIAL	PERMEABILIDAD	POROSIDAD
Arcillas	10-5 a 10-3
Caliza arcillosa	8,3 x 10-5	2%
Caliza	2,2 x 10-2	16%
Arenisca limosa	1,2 x 10-1	12%
Arenisca gruesa	9,2 x 10-1	12%
Arenisca	2,0	29%
Arena muy fina	8,3
Arena media	2,2 x 102
Arena gruesa	2,6 x 103
Grava	3,6 x 104

  

En la siguiente tabla se pueden ver los valores de la conductividad hidráulica (metros/día) para distintos tipos de materiales y según varios autores:

Coeficiente de almacenamiento (S): 

Es el volumen de agua que se saca de una columna de acuífero de altura igual al espesor del mismo y sección unitaria al disminuir la presión en una unidad. Es adimensional y en acuíferos libres el coeficiente de almacenamiento es igual a la porosidad eficaz con valores entre 0,01 y 0,4. En acuíferos confinados o semiconfinados su valor oscila entre 10^-3 y 10^-5.

VALORES DEL COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO
Tipo material permeable	Tipo de funcionamiento del acuífero	Valores de S
Kárstico Calizas y dolomías jurásicas	Libre	2 x 10-2
	Semiconfinado	5 x 10-4
	Confinado	5 x 10-5
Calizas y dolomías Cretácicas y terciarias	Libre	2 x 10-2 - 2 x 10-5
	Semiconfinado	10-3 - 5 x 10-4
	Confinado	10-4 - 5 x 10-5
Poroso intergranular (Gravas y arenas)	Libre	5 x 10-2 - 15 x 10-5
	Semiconfinado	10-3
	Confinado	10-4
Kársticos y porosos (Calcarenitas terciarias)	Libre	15 x 10-2 – 18x10-2

Figura nº 8: Expresión gráfica del Coeficiente de Almacenamiento.

Tipos de acuíferos:

Como ya se ha dicho un acuífero es aquella formación geológica capaz de almacenar y transmitir agua en cantidades significativas. A la hora de diseñar y realizar el aforo deberemos de tener en cuenta el tipo de acuífero que estamos ensayando que puede ser:

Acuífero libre: aquellos en los que la superficie freática se encuentra sometida a la presión atmosférica, por ejemplo: las gravas y arenas de las terrazas fluviales. En ellos el nivel del agua se encuentra por debajo del techo de la formación permeable. Tienen el agua almacenada en sus poros y bastante inercia.

Acuífero confinado: se desarrolla en formaciones geológicas en las que el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión superior a la atmosférica. El nivel del agua en este tipo de acuíferos esta por encima del techo de la formación acuífera y se encuentra sometido a presión por el peso de las formaciones rocosas superiores. Son acuíferos con poca inercia.

Acuífero semiconfinado: es el que se desarrolla entre formaciones geológicas de menor permeabilidad a través de las cuales la circulación de agua puede ocurrir. Estos acuíferos presentan características entre los libres y los cautivos.

Acuífero colgado: que esta constituido por acumulaciones de aguas subterráneas, normalmente de escasa continuidad lateral, situadas por encima del nivel freático regional. Normalmente se desarrolla en zona de cotas altas y drenan por manantiales y surgencias en las laderas de las montañas.  Suelen tener poca entidad (salvo excepciones como por ejemplo el Torcal de Antequera) pero que son muy importante par ael abastecimiento de pequeñas comunidades en zonas aisladas.

Acuífero multicapa: algunas veces una perforación puede atravesar varios tipos de acuíferos a la vez (por ejemplo, un acuífero libre, uno semiconfinado y uno confinado). 

Figura nº 9: Tipos de Acuíferos.

Como hemos visto para que exista un acuífero es necesario que una formación impermeable impida que el agua fluya por gravedad hasta llegar al mar. La disposición que adoptan estos impermeables define el tipo de acuífero, pero no todos los materiales teóricamente impermeables tienen las mismas características hidráulicas, por esos se dividen en: 

Acuitardo: es una formación geológica semipermeable que puede contener grandes cantidades de agua pero que la transmite muy lentamente. Por ejemplo: formaciones limosas (fluviales o eólicas).

Acuicludo: es una formación geológica que aunque puede contener agua hasta la saturación no la transmite. Por ejemplo: algunos tipos de arcillas.

Acuifugo: es una formación geológica impermeable incapaz de almacenar o transmitir agua subterránea.

Naturalmente los acuíferos pueden no están aislados y normalmente se interconectan entre ellos de manera que un acuífero libre puede evolucionar a semiconfinado y este a confinado, lo mismo que un acuitardo puede pasar vertical o lateralmente a ser un acuífero y viceversa.

Los acuíferos se desarrollan en formaciones geológicas y por tanto la geología es el principal condicionante de sus características de almacenamiento y del flujo de las aguas subterráneas. 

Una primera división se establece entre las formaciones de sedimentos consolidados y las de sedimentos no consolidados o formaciones rocosas.  

Los acuíferos en terrenos no consolidados son generalmente detríticos con porosidad primeria intergranular, suelen ser de edad reciente (cuaternario) y corresponder a depósitos someros. Se suelen desarrollar en formaciones aluviales o fluviales  (abanicos, terrazas y deltas) pero también en depósitos de origen eólico o glaciar. El control de la permeabilidad en este tipo de acuíferos viene determinado, principalmente, por la granulometría del sedimento:   

Figura nº 10: Granulometrias de sedimentos no consolidados.

La permeabilidad en formaciones rocosas consolidadas es debida al desarrollo de una porosidad secundaria por procesos de fisuración, procesos de disolución o por una combinación de ambos. 

Según el tipo de permeabilidad de las rocas consolidadas los acuíferos se dividen en:

Acuíferos fisurados o fracturados: su permeabilidad es debida al desarrollo de un sistema de fracturas (fallas) o fisuras (diaclasas). Son los conocidos como “hard rock aquifers” y se localizan preferentemente en zonas con rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias consolidadas con un comportamiento mecánico frágil que permite el desarrollo de una red de fisuras con la suficiente permeabilidad como para almacenar y transmitir del agua subterránea.

Acuíferos kársticos: se localizan en formaciones rocosas sedimentarias carbonatadas con desarrolló de las formas de disolución endokársticas por causa de la acción disolvente de las aguas que se infiltran desde la superficie. 

Figura nº 11: Bloque diagrama de un Acuífero karstico.

Estos acuíferos se caracterizan por su extremadamente alta heterogeidad de su conductividad hidráulica y en ellos el agua puede circular por conductos kársticos que pueden ser auténticos ríos subterráneos y almacenarse en grandes lagos con la problemática que esto genera a la hora del aforo de los sondeos. Por otra parte esta heterogeneidad propicia un elevado número de pozos fallidos al atravesar zonas sin alcanzar ningún conducto relevante. 

Captaciones de aguas subterráneas:

Hay distintos tipos de captaciones de aguas subterráneas: sondeos, pozos, galerías, drenes, zanjas, socavones y todas ellas con el objetivo de acceder al agua contenida en el terreno a mas o menos profundidad. En este articulo nos referiremos a los aforos de sondeos que se definen como perforaciones verticales, cilíndricas, de diámetro  mucho menor que su profundidad.

Métodos de perforación:

Para la construcción de las captaciones de aguas subterráneas (pozos y/o sondeos) se utilizan máquinas perforadoras de las que existe un amplio abanico de modelos diseñados para trabajar en distintos tipos de terrenos:    

Perforadoras de percusión: utilizan el sistema mas antiguo (> 6.000 años) y el mas completo. Mediante este sistema se han construido la mayoría de los sondeos de este País y aun en la actualidad es ampliamente utilizado. El sistema se basa en la rotura del terreno por el impacto de una herramienta pesada (trepano) contra el mismo al caer desde una cierta altura y con la energía generada por la fuerza de la gravedad.  Es un sistema adecuado para terrenos de dureza baja o media o  duros pero frágiles (areniscas, carbonatos, ….) y contraindicado en terrenos muy duros y abrasivos (rocas ígneas) o plásticos (arcillas). En este mismo blog se realiza una descripción pormenorizada del sistema. 

Figura nº 12: Equipo de perforación a percusión ejecutando un sondeo.

Figura nº 12b: Boca de un martillo de rotopercusion.

Perforadoras a rotopercusión: es un sistema inventado en el siglo XIX y que se basa en la acción de un martillo colocado al final de un varillaje, combinando la percusión en el fondo la acción rotatoria. El sistema necesita del suministro continuo de aire comprimido para accionar en martillo en fondo (ver la boca de un martillo de rotopercusión en la fotografía de la figura de la derecha) y evacuar los detritus de la perforación. 

El martillo lleva una boca de una aleación muy resistente con botones muy abrasivos que permiten romper y machacar la roca. El detritus resultante es expulsado al exterior por la acción del aire comprimidle que secinyecta al pozo. 

Es un sistema adecuado para terrenos duros y abrasivos (rocas ígneas, rocas sedimentarias consolidadas) y contraindicado en terrenos muy fisurados y/o kásrtificados o terrenos poco consolidados y blandos (arenas y arcillas).

Perforación a rotación: hay dos sistemas, la circulación directa y la circulación inversa, pero el primero ya no se utiliza par la captación de aguas subterráneas. El sistema de circulación inversa de lodos utiliza una herramienta cortante (tricono,….) que ataca el terreno a base del peso de la sarta de perforación (varillaje + barras de carga) y del movimiento transmitido a la sarta por una mesa de rotación. El método necesita de la inyección de lodos de perforación para la extracción del detritus por el interior del varillaje y el sostenimiento de las paredes del pozo. El método esta indicado en materiales blandos no consolidados: arenas, limos, arcillas,…. y contraindicado para rocas consolidadas. 

Figura nº 13: Equipo de Perforación a Rotación Inversa perforando un sondeo.

Características de las perforaciones:

Los sondeos para la captación de aguas subterráneas son pozos verticales de un amplio rango de profundidades y diámetros: las profundidades oscilan entre las pocas decenas de metros en áreas costeras (planas de Valencia y Castellón) hasta muchos centenares de metros en zonas de montaña de las provincias del Levante español (Alicante y Murcia). Los diámetros de perforación son muy variables generalmente en función de la profundidad y oscilan desde algunas decenas de centímetros al metro. Los sondeos de percusión y rotación inversa suelen tener diámetros de hasta 700 u 800 mm mientras que los de rotación raramente  pasan de los 400 mm.

Los sondeos se entuban con dos objetivos: evitar desprendimientos de las paredes del pozo y proteger la bomba sumergible que extraerá el agua hasta la superficie. Las tuberías que pueden ser de plástico (PVC) o de acero. 

Figura nº 14: Colocación de una tubería de acero de gran diámetro en un sondeo.

Las tuberías de PVC suelen ser poco resistentes con uniones roscadas y se utilizan en zonas donde el agua es agresiva a los metales, por ejemplo en zonas con agua salinizadas como el Sur de la Provincia de Alicante, o en sondeos con poca profundidad y escaso caudal (para abaratar costes). 

Las tuberías de acero al carbono son las más utilizadas en el revestimiento de sondeos son tuberías de chapa lisa o helicoidal soldadas con espesores de chapa de 6 a 8 mm (los espesores menores no son recomendables) y diámetro hasta los 700 mm aunque los más comunes son de 200 a 500 mm quedando los mas pequeños para sondeos piezométricos y los mayores para entubaciones auxiliares o emboquilles. Cada tubo suele midir 6 metros de longitud.

Figura nº 15: Entubación con filtro de puentecillo.

Con el fin de que el agua puede penetrar en el interior de la entubación las tuberías llevan filtros. Los filtros mas comunes son los realizados mediante el rajado de la tubería con soplete bien en taller o en el propio sondeo, normalmente son rajas de algunos (2 -4) milímetros de anchura y de 20 centímetros de longitud colocándose de 4 a 6 rajas por diámetro dependiendo del diámetro de la tubería y hasta 6 filas por tubo, aunque para no afectar a la resistencia de la tubería también se suelen poner alternas (tubo rajado-tubo ciego). En algunos casos el sondeo puede revestirse con filtros especiales: desde filtros tipo puentecillo a filtros Jonshon, los mas caros, y que se utilizan sobre todo en aquellos casos de acuíferos desarrollados en terrenos detríticos no consolidados de grano fino que requieran la colocación de un filtro de grava entre la pared exterior de la entubación y la pared del pozo.

La tubería se coloca en el sondeo bajando uno a uno los tubos (sujetos a la superficie con cables y cuñas de entubación) que se sujetan entre si mediante cordones de soldadura.

Una vez perforado el sondeo y realizadas las operaciones revestimiento del mismo se procede a su terminación que puede acarrear alguna cementación del emboquille del sondeo para evitar contaminaciones superficiales y asegurar el pozo al terreno o la colocación de algún filtro de gravas en caso de preverse problemas de arrastres de arenas.   

ENSAYOS DE BOMBEO 

Una vez construido el sondeo es necesario determinar el potencial hidráulico de la captación, su eficiencia. Para ello es necesario la realización de un ensayo de bombeo que nos permita calcular los tres parámetros fundamentales del acuífero que hemos definido anteriormente: la porosidad, la permeabilidad, y el coeficiente de almacenamiento.  

PRUEBAS DE PRODUCCION:

Antes de la realización del aforo se puede realizar una prueba de producción en el sondeo utilizando la propia maquina perforadora. En el caso de sondeos de rotación y rotopercusión esta prueba se realizara durante las operaciones de limpieza y desarrollo del pozo y consistirá en la extracción del agua subterránea mediante la inyección de aire en el pozo mediante el varillaje. La inyección de aire ocasionará la salida de una cantidad de agua por la boca del pozo, mediante la construcción de un canal y alguna pequeña obra hidráulica se podrá medir el caudal extraído. El problema de este método es que no se puede medir la evolución del agua en el interior del pozo.

Figura nº 16: Valvula.

En los sondeos de percusión este método no es posible por lo que será necesario realizar una prueba de valvuleo: la prueba consiste en extraer agua de una forma continua mediante la utilización de una herramienta llamada válvula y que se utiliza para la extracción de los detritus de la perforación del fondo del sondeo. Estas herramientas son de forma cilíndrica y huecas y en la parte superior llevan un arco que permite su sujeción al cable de perforación para meterlas y sacarlas en el sondeo. En su parte inferior llevan una trampilla que durante el proceso de descenso se mantiene abierta pero que una vez ha tocado fondo y se inicia la extracción se cierra herméticamente permitiendo extraer al exterior su contenido (detritus, lodos y agua). Las válvulas suelen tener una longitud de 3 o 4 metros y un diámetro de 300 a 400 mm lo que da una capacidad de media de 300 a 400 litros. 

Para el ensayo de válvula no es necesario bajar la válvula al fondo del sondeo bastara con sumergirla completamente en el agua es decir 5 o 6 metros por debajo del nivel piezométrico, llenarla de agua y inmediatamente subirla y vaciarla en la superficie, es necesario realizar este proceso de forma continuada y lo más rápidamente posible, durante el tiempo que permita el sobrecalentamiento que sufren los frenos de la máquina perforadora. El tiempo de valvuleo puede durar de algunos minutos a una hora dependiendo de la profundidad del nivel piezométrico en el pozo.

Figura nº 17: Ensayo de valvuleo.

Los datos que se pueden obtener en este tipo de ensayo son:

Caudal: se obtiene multiplicando el numero de válvulas extraídas por la capacidad de cada válvula (300-400 litros) y por el tiempo que se valvuela. Por ejemplo: en el caso de que el nivel piezométrico del agua en sondeo esta muy alto se pueden extraer 20 válvulas en 20 minutos (una válvula cada minuto) con un volumen de 350 litros por válvula, el volumen total de agua extraída del sondeo es de 7.000 litros con un caudal continuo de 350 litros/minuto. Según el nivel este más profundo el tiempo de extracción de cada válvula aumentara por lo que el caudal extraído disminuirá, llegando un momento que para niveles muy profundo este tipo de ensayo no será valido.

Nivel: Este tipo de ensayo nos dará también una idea del comportamiento del nivel del agua en el sondeo. Antes de empezar el ensayo se marca en el cable de la válvula donde se sitúa el nivel piezométrico y se va comprobando y midiendo donde se sitúa durante el ensayo y su evolución comprobando posibles descensos del mismo. En los casos de acuífugos o acuicludos con esta prueba se puede llegar al agotamiento del agua en el sondeo.      

Se puede aplicar esta sencilla formula para obtener un primer dato sobre la transmisividad del acuífero: 

T= C/D x 100. 

Donde T es la transmisividad, C el caudal valvuleado en litros/segundo y D es el descenso del nivel en metros.

En algunos casos (sondeos poco productivos) el valvuleo también nos permitirá realizar un pequeño ensayo de recuperación midiendo el ascenso del nivel piezometrico después de parado el valvuleo.  

ENSAYOS DE BOMBEO:

Una vez se conoce, mediante las pruebas de producción con la maquina perforadora, que el sondeo es positivo es necesario determinar con precisión el caudal que se puede extraer del sondeo para ello es necesario la realización del correspondiente ensayo de bombeo controlado por técnicos competentes en la materia.

Un ensayo de bombeo es un método de análisis de los pozos de captación de aguas subterráneas y del acuífero en que se encuentran y es una prueba realizada en condiciones predeterminadas y controladas con el objetivo de:

1.- Establecer las características del acuífero.

2.- Conocer su funcionamiento.

3.- Determinar sus parámetros hidráulicos.

4.- Comprobar la correcta construcción del sondeo. 

DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS HIDRAÚLICAS DE UN POZO:

Como ya hemos dicho para determinar las características hidráulicas de un pozo es necesario realizar un ensayo de bombeo. Este ensayo nos permitirá conocer como se comporta el nivel del agua subterránea del acuífero cuando le extraemos un caudal/cantidad de agua mediante bombeo.

El nivel piezométrico del agua subterránea de un acuífero se define la altitud o profundidad del limite entre la capa freática y la zona vadosa de ese acuífero. Cuando se bombeo un caudal de agua de se acuífero el nivel piezométrico experimenta una depresión o descenso que dependerá del caudal bombeado y de las características constructiva del pozo y de las características del acuífero. En la siguiente figura podemos ver un esquema de un pozo o sondeo y de los descensos que se producen en el nivel piezométrico como consecuencia de un bombeo:

Tipos de ensayos de bombeo:

Cuando vamos a realizar un ensayo de bombeo de un pozo lo primero que hemos de determinar el tipo de ensayo que vamos a realizar, en el siguiente cuadro se establecen los distintos tipos de ensayos de bombeo dependiendo de la evolución de los niveles. Ensayos a caudal constante en régimen permanente en el que los niveles no varían con el tiempo y en régimen variable si se producen cambios en el nivel. Ensayos a caudal variable que pueden ser a caudal crítico en los que se mantiene fija una depresión y bombeos escalonados en los que se varía el caudal.

A caudal constante	Régimen permanente
	Régimen variable	Prueba en bombeo
		Prueba en recuperación
A caudal variable	Bombeo escalonado
	Bombeo a Caudal Crítico

Un ensayo a caudal constante es aquel en el que se mantiene el mismo caudal a lo largo de todo el ensayo, si los niveles no varían con el tiempo seria un ensayo a caudal constante en régimen permanente. Por el contrario, si hay alguna variación en los niveles seria un ensayo a caudal constante en régimen variable. Se puede dar el caso de que en el mismo ensayo se puedan dar los dos casos, por ejemplo: cuando un bombeo a caudal constante produce un descenso de niveles (régimen variable) que se estabilizan pasado un tiempo de bombeo (régimen permanente). Este caso el el mas frecuente en los aforos.

Una prueba a caudal critico es aquella en la que se deprime el nivel hasta alcanzar la aspiración de la bomba y se mide como varia el caudal en función del tiempo. Este tipo de prueba es muy peligrosa pues precisa de grandes depresiones del nivel y apenas se utiliza.

La elección del tipo de ensayo que se pretende realizar ira en función de los resultados que se pretenda obtener y de la disponibilidad de equipos de bombeo y elementos de observación y control como piezómetros.

Normalmente se realizan los dos tipos de ensayos: Primero se realiza un ensayo de bombeo a caudal variable (caudales escalonados) para limpiar el sondeo y determinar el caudal optimo del pozo y después se realizar un ensayo de bombeo a caudal constante para determinar con mayor precisión los niveles en el pozo.   

ENSAYO DE BOMBEO EN REGIMEN PERMANENTE EN UN ACUIFERO CAUTIVO:

Es el tipo de ensayo mas simple se trata de bombear un caudal fijo predeterminado y medir como evoluciona en nivel dinámico en el pozo hasta que a partir de un momento determinado pueda considerarse estabilizado, considerando esta medida como la depresión producida por el caudal bombeado. 

Este tipo de ensayo es muy útil cuando se dispone de varios piezómetros a distintas distancias del pozo donde se esta bombeando pues entonces se podrá determinan, con mucha exactitud, el radio de influencia del bombeo. El método es el que se puede ver en la figura siguiente (modificada de Villanueva e Iglesias):

Para resolver la incógnita del radio de influencia se utiliza el Método de Thiem y se procede de la siguiente manera: sobre un grafico semi logarítmico, en el que el eje de abscisas o eje X, se representan el radio del pozo (rp) y las distancias de pozo a los piezómetros (r1 y r2) y en eje de ordenadas o eje Y se representan las depresiones que se han medido en el pozo de bombeo (dp) y en los piezómetros (d1 y d2). Los puntos obtenidos en la grafica se ajustan a una recta que corta al eje de abscisas en un punto que corresponde con el valor del radio de influencia y en el eje de ordenadas en un punto que presentara una variación respecto a los valores medidos en el pozo de bombeo, variación que se corresponde con las pérdidas de carga.   

En la siguiente figura se puede ver una de estas gráficas semilogarítmica tomada de Villanueva e Iglesias:

Es muy raro disponer de varios piezómetros para poder observar los descensos mientras se bombea un pozo, por ello y para establecer el radio de influencia de una captación se utiliza la siguiente tabla:

VALORES DEL RADIO DE INFLUENCIA DE UN BOMBEO
Tipo de material	Tipo de acuífero	Valores de R
Kárstico	Libre	De 700 a 1000 m.
	Semiconfinado	De 1000 a 1500 m.
	Cautivo	De 1500 a 2000 m.
Poroso intergranular	Libre	De 400 a 700 m.
	Semiconfinado	De 700 a 900 m.
	Cautivo	De 900 a 1200 m.
Kárstico y poroso	Libre	De 500 a 1000 m.

BOMBEO A RÉGIMEN VARIABLE:

EN ACUIFEROS CAUTIVOS (METODO DE JACOB): 

Este el método de análisis de ensayos de bombeo mas utilizado y como el anterior también puede resolverse gráficamente. Para aplicar este método necesitamos conocer los datos de los descensos medidos en el pozo para cada lapso de tiempo.  Con estos datos podremos representar la recta de Jacob en una grafica semilogarítmica. 

Representaremos los valores de los descensos en el eje de ordenadas mientras que en de abscisas se representara el tiempo. Observaremos que la curva se divide en dos partes una en que es una curva (periodo de no validez de Jacob) y otra en la que los valores se ajuntan a una recta (periodo de validez de Jacob). En la siguiente figura se puede ver la resolución gráfica del Método de Jacob n un papel semilogaritmico:

Para el calculo de la transmisividad (T) se utiliza la conocida expresión:

 T = 0,183 Q/Ad.

El valor Q (caudal) lo conocemos y el valor Ad se calcula sobre el grafico obteniéndolo de la recta ajustada (periodo de validez de Jacob) midiendo en el eje de ordenadas (descensos) el valor resultante para un ciclo logarítmico tal como se indica en la anterior figura. Para realizar los cálculos las unidades deben de ser homogéneas (por ejemplo: si el Q va en m³/día y los descensos en metros, entonces la T saldrá en m²/día).

En el caso de que la recta de Jacob corte al eje de abscisas en un punto determinado (to) se puede calcular el coeficiente de almacenamiento (S) utilizando la siguiente formula: 

S= 2,25 T.to/r².

ENSAYOS DE RECUPERACION:

La recuperación en un sondeo se produce en el momento en que cesa el bombeo y el acuífero intenta recuperar su nivel piezométrico inyectando un caudal de agua en el pozo para cerrar el cono de depresión producido por el bombeo. Es decir, la recuperación es un proceso natural, gravitatorio, no influenciado por ningún bombeo, de ahí su importancia.  

El procedimiento para trabajar con la recuperación es el mismo que el utilizado para la curva de descensos, pero teniendo en cuenta que en el ensayo de recuperación el tiempo es menor que en el de bombeo pues la magnitud temporal que su utiliza es la representada por la expresión t+t´/t´ (siendo t= tiempo de bombeo en minutos y t´= tiempo de recuperación en minutos). 

Se trata de representar en un papel semilogarítmico los datos obtenidos midiendo cuento sube el nivel del agua con el pozo parado y el tiempo en que se toma cada medida:

El calculo de la transmisividad es muy sencillo hay que aplicar la ya conocida expresión T = 0,183 Q/Addonde Q es el caudal de bombeo en m³/día y Ad el descenso residual que se mide en la recta de recuperación y es el descenso que corresponde a un ciclo semilogarítmico tal como se puede ver en la figura de arriba. Si multiplicamos el resultado de la formula por 86,4 tendremos el valor de la transmisividad en m²/día.

En el caso de que el ensayo se recuperación se realice después de un bombeo escalonado se utiliza la llamada “corrección de Horner”. Esta corrección se calcula de la siguiente manera: se calcula el volumen de agua bombeado en cada escalón (en este caso tres escalones): V₁= Q₁ x t₁; V₂= Q₂ x t₂ y V₃ = Q₃ x t_3.Sumando los volúmenes de cada escalón se obtiene el volumen total (Vf) este dato se utiliza para calcular el tiempo de Horner mediante la expresión:

Th = Vt / Qf,

donde Vt se ha calculado y Qf es el caudal final. El tiempo Horner sería el resultante de dividir el Volumen total (Vf) por el Qf:

 th= Vt / Qf.

Este tiempo de Horner se emplea para el eje de abscisas: Th+t´/ t´ en el grafico semilogarítmico.

El ensayo de recuperación también nos permite averiguar si el bombeo realizada a afectado a las reservas del acuífero. Si la recuperación es al origen, es decir la recta va al punto de unión de los ejes de la grafica nuestro bombeo no habría producido ningún efecto al acuífero. Pero puede darse el caso de que la curva corte al eje de ordenadas y entonces tendríamos un efecto de vaciado del acuífero que debería alertarnos sobre sus pocas reservas hídricas. En cambio, si la recta corta al eje de abscisas lo que tendríamos seria una recta con efecto de recarga que puede tener varias causas (por ejemplo, el desarrollo del acuífero, la disminución del coeficiente de almacenamiento o una recarga superior al valor teórico). 

Cuando tenemos el caso de una recta con efecto de vaciado es posible calcular el área del embalse subterráneo mediante la expresión: 

A= Q.t / dr.S.10⁶  

siendo A el área del embalse subterráneo en Km², Q el caudal bombeado en m³/día, t el tiempo de bombeo en días, dr el descenso no recuperado en metros y S el coeficiente de almacenamiento.

Cuando la recta de Jacob corta al eje de abscisas se obtiene un valor: to. Este valor se utiliza para calcular el coeficiente de almacenamiento mediante la siguiente formula:

S= 2,25.T.to / R².   

Siendo, T = transmisividad, to =punto donde corta la curva de Jacob al eje de abscisas y R= radio del pozo o distancia al piezómetro si ese es el caso.

ENSAYO DE BOMBEO ESCALONADO:

Es muy útil a la hora de determinar el caudal de un pozo y también para la limpieza del mismo una vez finalizada la perforación. Pero los bombeos escalonados también se utilizan para calcular la eficiencia de un sondeo para la captación de aguas subterráneas. Los cálculos que se realizan en la hidráulica de captaciones de aguas subterráneas nos dan idea de la forma del cono que se forma al producirse los descensos de niveles durante el bombeo. Sin embargo, una vez que se realizamos los cálculos teóricos vemos que los descensos reales siempre son mayores que los calculados. La causa de esta diferencia, que no están previstas en las ecuaciones teóricas, son las siguientes:

a)    Pérdidas en el acuífero: en las proximidades del sondeo la velocidad del flujo del agua es tan alta que no se cumple la Ley de Darcy lo que produce errores en las formulas que se basan en esa ley.

b)    Pérdidas en los filtros: un filtro escaso o mal situado tiene el mismo efecto que se cerramos un grifo.

c)    Perdidas en la bomba y en el propio sondeo: una bomba mal situada, con un mal mantenimiento y fuera de curva dará lugar a perdidas de carga que pueden llegar a ser importantes. 

Resumiendo, el descenso real es la suma del descenso teórico mas el descenso provocado por las pérdidas arriba descritas. La eficiencia de una captación es la relación, expresada en porcentaje, entre el descenso teórico y el descenso real, esto es: 

Eficiencia = S _teórico / S _real x 100.

Teniendo en cuanta que el descenso teórico es una función lineal del caudal que puede resumirse como: S _teórico= B.Q, siendo B una constante para un acuífero determinado, un caudal y un tiempo dados, y que, según Jacob, los descensos adicionales debidos a perdidas por rozamientos eran una función potencial del cuadrado del caudal: S _pérdidas = C.Q² siendo C otra constante. 

El descenso observado en el pozo será:  S _real= B.Q + C. Q²

También se puede decir que: Eficiencia = B.Q / B.Q + C.Q² x 100

Por lo tanto, para conocer la eficiencia de una captación necesitaríamos calcular las constantes B y C para un caudal Q. La constante B dependerá de las perdidas en el acuífero mientras que la constante C dependerá de las pérdidas en el pozo.

Para calcular estas constantes necesitamos efectuar, al menos, dos bombeos con dos caudales distintos y medir los descensos obtenidos en cada uno de ellos.  

Para ello procederemos de la siguiente manera: bombeamos un caudal Q₁ durante un tiempo determinado t y medimos el descenso obtenido S₁. Una vez que el nivel se ha recuperado totalmente procedemos a bombear un caudal mayor Q₂ durante el mismo tiempo t y medimos el nuevo descenso generado que seria S₂. Aplicando la formula de Jacob tendríamos:

S₁ = B. Q₁ + C. Q₁²

S₂ = B. Q₂ + C. Q₂²

Con lo que obtenemos dos ecuaciones con dos incógnitas para las constantes B y C. Como el exponente de la ecuación S _pérdidas = C.Q² no siempre es un 2 en el sistema de ecuaciones anterior tendríamos 3 incógnitas y no podríamos resolverlo, lo que se solucionaría con un nuevo bombeo que nos proporcionaría una pareja de valores Q₃ y S₃ para el mismo t. En este caso tendríamos es siguiente sistema de ecuaciones:

S₁ = B. Q₁ + C. Q₁ⁿ

S₂ = B. Q₂ + C. Q₂ⁿ

S₃ = B. Q₃ + C. Q₃ⁿ

Con lo que igualmente tendríamos los valores B y C además del valor del exponente n. 

La resolución de los dos casos se hará de un modo gráfico. Para ello dividiremos los dos miembros de la ecuación S _real= BxQ+C.xQ² por el caudal Q y obtendremos la relación:  s/Q= B+CxQ que corresponde a una recta en la que C es la pendiente y B es la ordenada en el origen. 

Por tanto, si disponemos de tres o mas pares de valores Q y S y representamos en una grafica q en abscisas y s/Q en ordenadas obtendremos, en el caso mas sencillo, y si el exponente es 2, una recta.  

Veamos un ejemplo: hemos realizado un ensayo de bombeo escalonado obteniendo los siguientes valores: 

Q (litros/seg.)	Q (m3/día)	S (metros)	s/Q
1,9	164	9,91	6,04.10-2
3,2	276	19,20	6,96.10-2
5,1	440	36,56	8,31.10-2

Al representar en una grafica las columnas 2 y 4 de la tabla comprobamos que los puntos están alineados y que podemos trazar una línea recta que corta al eje de ordenadas en el valor 0,046 que corresponde al valor de la constante B y que, calculando la pendiente de la recta, en este caso 0,025/300=8,33.10^-5 tendremos el valor de la constante C. 

Calculadas las constantes B y C podemos calcular la eficiencia de la captación aplicando la siguiente formula: 

Eficiencia= 0,046 Q / 1,046Q+8,33.10^-5 Q² x100

Con lo que obtendríamos una eficiencia del 77% para el caudal de 1,9 l/sg, del 67% para el caudal de 3,2 l/sg y del 56% para el caudal de 5,1 l/sg. Se podrían hacer otros cálculos y así veríamos que para un caudal de 10 l/sg la eficiencia bajaría al 39%.

Pero puede darse el caso de que n no sea igual a 2 como en el siguiente ejemplo de un bombeo escalonado con los siguientes resultados:

Tabla para n=2
Q (litros/seg.)	Q (m3/día)	s (metros)	s/Q (m/m3/día)
2,1	181,4	5,62	0,03097
3,5	302,4	13,36	0,04418
5,0	432,0	27,95	0,06470

Al representar estos valores en la grafica se observa que los tres puntos no están alineados por lo que se genera una nueva tabla para n= 2,9:

Tabla para n= 2,9
Q (litros/seg.)	Qn-1 (m3/día)	s (metros)	s/Q (m/m3/día)
2,1	18541	5,62	0,03097
3,5	48678	13,36	0,04418
5,0	95508	27,95	0,06470

Al representar estos nuevos valores se comprueba que ya están alineados y por lo tanto se pueden calcular las constantes B y C.

La ecuación de esta recta es: s/Q = B+C.Q ^2,9-1

Se calcula B en el eje de ordenadas B= 0,023

Y C se calcula por la pendiente de la recta: C= 0,043/10^-5 = 4,3 – 10^-7

Sin embargo, muchas veces no se puede esperar a que los niveles se recuperen después de cada escalón por lo que no se realizan las recuperaciones, sino que una vez transcurrido el tiempo (t) bombeando un caudal Q₁ se procede a prosegir el bombeo con un caudal superior Q₂ durante el mismo tiempo y así sucesivamente. Durante la realización de este ensayo de bombeo escalonado sin recuperación pueden presentarse dos casos: que hay estabilización de los descensos en cada escalón o, mas frecuentemente, que el nivel dinámico no estabilice.   

Veamos un ejemplo: se realiza un ensayo de bombeo escalonado con dos escalones de 1 hora de duración, del que se extraen los siguientes datos:

CAUDAL (l/sg)	CAUDAL (m3/día)	DESCENSO (m)	Descenso/caudal
3,1	267,80	1,40	5,2. 10-3
5,8	501,20	3,60	7,2. 10-3

En este caso la gráfica se dibujará en una escala semilogarítmica. 

En la vertical se miden los descensos en los primeros 60 minutos (s₁=1,40 m) y el descenso a los 120 minutos (s₂=3,60 metros). Se plantea otra vez el anterior sistema de ecuaciones con los dos miembros divididos por Q:

 s₁/Q₁ = B+C. Q₁

 s₂/Q₂ = B+C. Q₂

Resolviendo este sistema bien con los valores de la tabla o bien gráficamente se obtienen los valores: B= 2,9. 10^-3 y C= 8,75. 10^-6

Por lo tanto, la eficiencia de esta capitación seria: eficiencia= 2,9.10^-3.432 /   2,9.10^-3.432+ 8,75. 10^-6.4322 x 100 = 44%.

De la misma manera se pueden considerar los datos de 3 o mas escalones como se puede ver en la siguiente figura:

Para calcular la T mediante la recuperación medida una vez finalizado del bombeo se aplica la Formula de Jacob: T= 0,183.Qm/m.86,4 donde la transmisividad (T) se expresa en m²/día, el caudal (Q) en litros/segundo y el descenso (m) se mide sobre la recta de Jacob y es el descenso equivalente a un ciclo logarítmico. El caudal que se utiliza es el Caudal medio (Qm) que se obtiene de la siguiente manera: 

Qm = Q₁.t₁ + Q₂.t₂ + Q₃.t₃ / t₁₊ t₂₊ t₃

Una vez vista de manera resumida la teoría vamos a exponer como haríamos un ensayo de bombeo de una manera practica.

EJECUCION PRACTICA DE UN ENSAYO DE BOMBEO:

Figura nº 18: Equipo de aforo completo. 

Los ensayos de bombeo se realizan con equipos especializados en este tipo de trabajos (equipos de aforo), no es recomendable realizarlos con medios propios de los ayuntamientos, comunidades o particulares pues pueden surgir numerosos problemas durante su ejecución y se necesita personal preparado para solucionarlos. 

Antes de proceder a la ejecución del aforo de un sondeo debemos diseñarlo correctamente pues muchos son los pozos han quedado incompletos por la mala ejecución de estos ensayos y por eso necesitaremos conocer las características constructivas del sondeo y de los materiales acuíferos atravesados. Para ello tendremos que disponer de un informe técnico del sondeo al menos de un croquis donde se detallen las características del mismo: 

Del informe y/o croquis del sondeo obtendremos los datos que nos son imprescindibles para el correcto diseño del ensayo de bombeo:

1.- Profundidad del sondeo.

2.- Profundidad y diámetro de la cámara de bombeo.

3.- Situación y tipo de filtros y prefiltros.

4.- Profundidad a la que se encuentra el nivel piezométrico o estático.

5.-Profundidad, espesor y tipo de acuíferos atravesados en la perforación.

6.-Pruebas de evaluación realizadas (valvuleos, desarrollos con aire comprimido, etc…)

En la siguiente figura se puede ver un croquis de un sondeo que en este caso esta captando un acuífero desarrollado en calizas jurásicas. Del este croquis podremos sacar la siguiente información:  sondeo en cuestión se perforo a percusión con diámetros de perforación comprendidos entre los 580 y los 400 mm y alcanzo los 504 metros de profundidad total con una cámara de bombeo de 356 metros de profundidad compuesta de una tubería de 500 mm de chapa de acero de 8 mm de grosor de plancha y otra de 440 mm de las mismas características. Los filtros se han dispuesto entre los 234 y los 356 metros de profundidad y realizado mediante rajado con soplete (8 filas de rajas de 20 centímetros de longitud por raja con boquilla de 2 mm.). El nivel piezométrico (estático) del agua subterránea se situó a 154,17 metros de profundidad.

Si el sondeo se ha realizado en una zona hidrogeológicamente conocida tendremos que recabar datos e informes de anteriores actuaciones (sondeos, investigaciones, …) realizadas en la zona por organismos, empresas o particulares para así hacernos con una idea de las posibilidades de acuífero (caudales, niveles, parámetros, …).  

Si el sondeo ha captado un acuífero nuevo o en una zona donde no hay captaciones próximas para diseñar el ensayo de bombeo tendremos que considerar los datos obtenidos durante la perforación del sondeo: tipo de acuífero, parámetros teóricos de las litologías encontradas, espesor de la formación permeable, ensayos previos de evaluación (valvuleos, pistoneos, desarrollos con aire, etc…), y las experiencias en acuíferos similares en zonas relativamente próximas.  

Figura nº 20: Camara de video-Tv sumergible

En caso de no disponer de ninguna información sobre el pozo deberemos proceder a su reconocimiento mediante una cámara de video-Tv sumergible y si es posible a una testificación geofísica que nos permita conocer algunas de sus características hidrogeológicas.

Hay que tener en cuenta que el agua nos variara en el curso del aforo, que el agua salga sucia al iniciase el bombeo es lógico pues, aunque se haya desarrollado en pozo, siempre queda suciedad en el pozo y en el acuífero. Uno de los objetivos de un aforo es realizar esta limpieza y dejar el pozo en condiciones de bombear agua limpia.  En las siguientes fotografías veremos esto gráficamente: en la siguiente fotografía se observa un agua muy sucia por causa de la gran cantidad de arrastres de arcillas, limos y arenas, que vienen disueltas en la misma.

Figura nº 21: Bombeo de agua muy sucia con arrastres de arenas, limos y arcillas. Limpieza y desarrollo de un pozo en un acuífero detrito clásico.

Pasado un tiempo de bombeo el agua ira aclarando y pasara a presentar un color menos intenso como el que se puede ver en la siguiente fotografía: 

Figura nº 22: Bombeo de agua turbia con algun arrastre de detriticos finos (limos, arcillas). 

Lo normal es que según transcurra el tiempo se vaya aclarando al agua hasta llegar a tener un agua limpia y transparente sin arrastres:

Figura nº 23: Bombeo directamente a un canal de un aforo con agua limpia. 

Una vez dispongamos de la información sobre las características constructivas del sondeo y de la hidrogeología del mismo procederemos a diseñar el aforo:

Selección del equipo: 

Necesitaremos un equipo de aforo compuesto de:

Necesitaremos un equipo de aforo compuesto de:

-       Un grupo generador de electricidad a gasoil que puede ir montado en un camión con o sin grúa o instalado en un remolque.

-     Un camión con grúa de gran tonelaje para el manejo de la sarta compuesta las tuberías de impulsión, cables eléctricos, tuberías de sonda y otros equipamientos (válvulas, codos, cepos, etc…). Muchas veces los equipos de aforo son muy compactos y en un mismo camión vienen el grupo generados, las bombas, tuberías de impulsión, cables, etc….

-  Un vehículo auxiliar (furgoneta o similar) para transporte del personal y mantenimiento del equipo mientras esta en el punto de bombeo.  

-    Bombas eléctricas sumergibles: siempre es aconsejable tener, al menos, una bomba de repuesto, por las averías.

-       Sondas eléctricas de medida de niveles en sondeos.

-       Material auxiliar.

Figura nº 24: Equipo de aforo compuesto por: Camión con grupo generador y grúa, camión auxiliar para transporte de tuberías y equipamientos (bombas, cables, etc....)

Elección de la bomba: 

La bomba es el principal elemento del equipo de aforo. Para su elección debemos tener en cuenta varias variables:

-     Diámetro de la cámara de bombeo: la bomba no debe ir demasiado ajustada al diámetro de la entubación, debe de dejarse un espacio anular para que el agua pueda fluir con facilidad, en caso contrario podemos provocar el aplastamiento de la tubería que nos dejaría atrapada a la bomba y toda la sarta.

-       Profundidad de la cámara de bombeo: nos indicara cual es la profundidad máxima a la que podemos colocar la bomba. La bomba para el ensayo de bombeo deberemos colocarla a la mayor profundidad posible pues así el aforo también nos servirá para limpiar y desarrollar el sondeo.

-    Profundidad del nivel piezométrico: nos indica la profundidad mínima a la podremos colocar la bomba.

-       Tramos filtrantes: es aconsejable no colocar la bomba enfrentada a un tramo con filtros pues es una zona de debilidad de la tubería y mas propensas a aplastamientos, colapsos y roturas.

-       Profundidad del nivel dinámico: los descensos del nivel por el bombeo podremos conocerlos por la experiencia en pozos que capten el mismo acuífero, o el mismo tipo de materiales. Lo normal es que lo desconozcamos.

-       Caudal a bombear: dependerá de los objetivos del sondeo.    

Figura nº 25: Instalación de una bomba nueva en un pozo.

Si se prevé que el pozo esta sucio o que presentara arrastres de partículas finas (arcillas, limos, arenas) porque el acuífero se desarrolla en terrenos detríticos o presenta cavidades (cavernas) con rellenos arcillosos, deberá se indicarse al contratista para que proponga una bomba apta para este tipo de trabajos.

Las empresas de aforos suelen tener un amplio surtido de bombas capaces de extraer una amplia gama de caudales desde cualquier profundidad y con una gran diversidad de diámetros. Suele ser aconsejable que la bomba sea capaz de sacar un caudal de 1,5 veces de caudal previsto del sondeo. 

Las bombas vienen identificadas por sus papeles y curvas, pero además llevan adosadas una tarjeta de características que suelen ser metálicas y llevar grabadas sus principales características tal como se puede ver en la siguiente figura: 

Figura nº 26: Tarjeta de características de una bomba (suele ser metálica y ir atornillada a la bomba).

Figura nº 27: Revisando las características de la bomba. 

En esta fotografía se puede ver como los técnicos inspeccionan una bomba buscando la tarjeta para comprobar sus características.

Para realizar un calculo rápido de la potencia de la bomba para realizar un aforo se puede recurrir a internet donde hay mucha información especifica sobre el asunto, o aplicar la siguiente formula sencilla:

P = H x Q / 50 

Donde P es la potencia de la bomba en caballos, H es la altura de impulsión o en metros y Q es el caudal en litros por segundo.

Cada bomba tiene unas curvas características que serán proporcionadas por el fabricante, junto a la documentación de la bomba, según el modelo que se adjunta en la siguiente figura que corresponde a una bomba INDAR:

Figura nº 28: Curvas características de una bomba.

Figura nº 29: Grúa introduciendo una bomba. 

La bomba sumergible se bajará al pozo por medio de una grúa del tonelaje suficiente para maniobrar la sarta que constituyen las tuberías de impulsión de acero galvanizado o PVC con bridas (mas raramente roscadas) hasta alcanzar la profundidad deseada, tal como se ve en la fotografia de la derecha. 

Junto a la tubería se bajarán los cables de alimentación de la bomba y la tubería piezométrica (generalmente de pequeño diámetro y roscada) que nos permitirá medir los niveles del agua durante el bombeo. Hay que tener en cuenta que además de la tubería de impulsión con sus bridas, hay unos cables y una tubería piezométrica que van adosadas a la misma por lo que el diámetro de la sarta puede ser considerablemente mayor que el de la bomba y ocasionar problemas a la hora de introducirla en el sondeo sobre todo si la profundidad es grande dado que la sarta no es perfectamente recta y puede ir arrastrándose por la tubería de revestimiento. Este arrastre puede ocasionar enganches en las juntas soldadas de las tuberías de revestimiento y a veces provocar roturas en las mismas o en los propios cables.

Una mala elección de la bomba o un mal uso de la misma puede provocar muchos problemas, como:

1.- Implosión de la tubería de revestimiento del pozo por sobrebombeo: Si la bomba es de una potencia desmesurada para las posibilidades del pozo, se producen grandes y rápidos descensos de los niveles o que puede ocasionar el colapso del pozo.

2.- Rotura de los filtros por mala ubicación de la bomba respecto a los mismos. Hay la costumbre de colocar la bomba enfrentada a algún filtro que suelen ser zonas de mayor debilidad de la tubería de revestimiento y por donde la fuerza de succión de la bomba puede provocar arrastres de partículas (arcillas, arenas e incluso gravilla de los filtros). 

3.- Si la bomba tiene poca potencia para el caudal del pozo este quedara sin aforar y mal desarrollado. 

Una vez seleccionada la potencia de la bomba, se seleccionará la del grupo generador que proporcionará la energía para su funcionamiento. Para ello se puede aplicar la siguiente formula:  

P = Pb/0,9 x 0,736.

Donde: P= potencia del grupo generador en kw (cabeas), Pb es la potencia de la bomba en Cv.

Antes de iniciar el bombeo hay que verificar que el agua extraída a superficie puede ser evacuada sin problemas y sin representar ningún peligro para poblaciones o vías de comunicación.

En la siguiente figura se puede ver un diseño realizado para un ensayo de bombeo de un pozo en el que va previendo la bomba que se va a utilizar (Q y diámetro) la instalación de salida con sus carretes, válvulas, contadores y finalmente el vertido del agua (en este caso a un canal).

Figura nº 30: Diseño previo de la instalación de un ensayo de bombeo a un canal.

Operarios:

El personal para estos trabajos debe de estar muy especializado, pues es un trabajo duro y tedioso en el que se trabaja de noche y de día, sin paradas, durante el tiempo que sea necesario. El personal debe de conocer su oficio y saber que debe de ser muy meticuloso a la hora de reflejar todas las incidencias del aforo en los correspondientes partes, así como saber reaccionar ante los imprevistos que puedan presentarse durante el ensayo (paradas imprevistas del grupo electrógeno, averías en la bomba sumergible, presencia de arrastres en el agua extraída, comportamiento anómalo de pozo como desprendimientos de los filtros de gravas, etc…). Por ello el equipo debe de estar compuesto de al menos 3 personas para que al menos siempre estén dos de ellos en el pozo. 

Figura nº 31: Sonda eléctrica para sondeos.

Deben de tener dos o mas sondas eléctricas para la medida de niveles en sondeos, mejor de las que el cable es una cinta métrica como la de la siguiente figura estas sondas marcan el contacto con el agua por medio de un pitido, una luz o un contacto medido en un tester. 

Para controlar los caudales bombeados lo mejor es disponer de un tubo pitot a la salida de agua. Los tubos Pitot son tubos acodados cuyo principio es similar a los Venturi. Se colocan entramos rectos donde un tubo recibe el impacto de la corriente en el punto medio de la tubería y el otro tubo recibe el impacto en la superficie: la diferencia de alturas entre ambos puntos nos permite conocer el caudal circulante por la tubería, tal como se puede ver en el siguiente esquema:

Figura nº 32: Principio teorico del tubo Pitot.

En la siguiente fotografía se puede ver un tubo Pitot en la tubería de salida de un aforo. Las medidas de caudal se realizan midiendo la altura que alcanza en el agua en el pequeño tubo de plástico transparente, esta altura esta relacionada con el caudal y el diámetro de la boquilla situada al final del tubo de salida, normalmente los equipos llevan varios diámetros para poder medir cómodamente las alturas en el Pitot:

Figura nº 33: Tubo de salida de la instalación de ensayo de bombeo con el tubo Pitot.

Una vez montada la instalación del aforo se procederá al ensayo de bombeo:

Lo mas frecuente, tal como se ha explicado en el apartado teórico es realizar un ensayo mixto: primero por escalones para ver el caudal máximo y después, una vez seleccionado el caudal mas adecuado para el pozo y para las necesidades a cubrir, un bombeo a caudal constante.

La duración de un ensayo de bombeo depende de cada sondeo. Normalmente y a efectos presupuestarios se estiman 48 o 72 horas, a veces nos quedamos cortos y otras veces nos sobra tiempo dependiendo como evolucione el ensayo: niveles que no estabilizan, agua que no aclara, etc…  

Para sacar conclusiones del ensayo por escalones necesitaríamos disponer de al menos tres escalones de caudales crecientes: Q₁, Q₂ y Q₃. Lo normal es comenzar con un caudal pequeño, de un 20 o 25% del caudal que se pretende obtener (por ejemplo, si se pretenden extraer 100 l/sg, el primer escalón seria de 20 o 30 l/sg), para pasar posteriormente a un caudal del 50-60% del objetivo y en un ultimo escalón bombear al 100%. Como hemos visto en la exposición teórica, lo ideal seria parar el bombeo, una vez estabilizados los niveles en cada escalón, y medir la recuperación del nivel en el pozo. Una vez recuperado el nivel al origen comenzar el siguiente escalón y así sucesivamente. Esta forma de proceder nos permitirá conocer de una manera muy precisa los parámetros del pozo y del acuífero y un mejor desarrollo y limpieza del pozo. Pero tomar las recuperaciones de cada escalón representa un tiempo que normalmente no se tiene por lo que, normalmente, se pasa de un escalón al siguiente sin paradas y solo se toma la recuperación al final del ultimo escalón. 

La duración del ensayo de recuperación suele estimarse en aproximadamente un 5% del tiempo de bombeo: 2 horas para un ensayo de 48 horas, 3 horas para uno de 72 horas. A veces el pozo recupera bien y se completa la recuperación en el tiempo previsto, pero otras veces no y al final del ensayo queda un descenso por recuperar. En este caso un truco es tomar un ultimo dato cuando haya concluido el desmontaje de la bomba y otra medida cuando el equipo de aforo haya recogido y cargado en los camiones todo el material y este preparado para marcharse, con esas dos medidas suele ser suficiente para tener una recuperación completa, pero hay que estar muy atento para que se tomen pues el personal suele tener prisa por irse una vez terminado el trabajo pues suelen encontrarse lejos de sus casas.

Figura nº 34: Operario midiendo los niveles en un pozo con una sonda eléctrica que desciende por un tubo piezometrico adosado a la tubería de impulsión. Es muy peligroso intentar medir con sonda eléctrica entre la tubería de impulsión y el revestimiento del sondeo pues es muy fácil que la sonda se enganche y se pierda con lo que el aforo no serviría.

Particularmente, una vez realizado el ensayo por escalones y determinado el caudal optimo del sondeo, que no tiene porque coincidir con los caudales bombeados, me gusta realizar un ensayo a caudal constante con este caudal que seguramente será el de explotación.   

PARTES DE AFORO: 

Los resultados de las mediciones del nivel se anotan en unos estadillos preparados a tal efecto: En una de las caras se anotan las características del ensayo: cliente, sondeo aforado, comienzo del ensayo, características del grupo generador y de la bomba, datos de la perforación, resumen de los escalones y medidas de la recuperación: 

En la otra cara de la misma hoja se van anotando los resultados de las mediciones de la profundidad del nivel dinámico respecto al tiempo en cada uno de los escalones: 

En la siguiente figura se puede ver el tipo de parte de aforo que utilizaba el Instituto Nacional de Colonización (INC) y que aun hoy en día es un modelo en muchas empresas y organismos:

Como heredero del INC el Instituto Nacional de Reforma y Desarrollo Agrario (IRYDA) mantuvo este modelo de parte de aforo, tal como se puede ver en la siguiente figura. En este parte se observa como se rellenaban estos partes con las suficientes indicaciones y observaciones para que los técnicos no necesitaran mas datos para interpretar el aforo:

Los datos que se anoten en estos estadillos son los que nos permitirán elaborar las curvas que hemos visto en la teoría. En la siguiente figura se puede ver la representación en una grafica semilogarítmica (en el eje X: tiempos en minutos y en el eje Y los descensos en metros) de los resultados de del bombeo del pozo "Ciscar 2" que capta el acuífero cuaternario de la Plana de Sagunto: el aforo se realizo por escalones sin recuperación con caudales crecientes de 500, 1000, 1500 y 2200 litros/minuto. 

Modelo de gráfica semilogarítmica utilizado por la empresa TRAGSA para sus ensayos de bombeo. La irrupción de la hoja de calculo EXCEL la hizo inservible.

EJEMPLOS DE ENSAYOS DE BOMBEOS:

A continuación, se exponen unos ejemplos de aforos de pozos reales en los que se han aplicado los métodos y formulaciones anteriormente expuestos:

PIEZOMETROS DE INVESTIGACION HIDROGEOLOGICA EN A LIMIA:

Figura nº 34: Piezometro de invertigación

En el siguiente ejemplo veremos los cálculos realizados en una investigación hidrogeológica en una red de piezómetros realizados en el acuífero cuaternario de A Limia (Galicia). 

Previamente a la perforación de los sondeos de explotación se perforaron piezómetros de investigación que se ensayaron mediante pruebas de bombeo a caudal constante (4,27 l/sg). Los piezómetros alcanzaron profundidades de 60 metros y se perforaron a circulación inversa con 311 mm de diámetro, entubándose con tubería de PVC de 160 mm de diámetro con filtros ranurados. Se coloco un filtro de gravas silíceas tal como se puede ver en el croquis de perforación de la figura de la derecha que corresponde a uno de los piezometros de investigación realizados.

El acuífero de desarrolla en niveles de gravas y arenas cuaternarias con intercalaciones de arcillas marrones que recubren un zócalo granítico. Por lo tanto los sondeos se encuentran en un acuífero libre con porosidad intergranular.

Los parámetros hidrogeológicos se han obtenido a partir de las gráficas de recuperación del descenso provocado por un bombeo a caudal costante de 4,27 litros/segundo, aplicando la teoría anteriormente descrita se ha calculado la transmisividad (T),a la permeabilidad (K) y el Coeficiente de almacenamiento (S), tal como se puede ver en la siguiente figura:  

Ensayo de recuperación en uno de los piezometros de A Llimia interpretado por los hidrogeologos de TRAGSATEC.

AFORO DEL SONDEO “TOYUELO 2” EN GESTALGAR (VALENCIA).

Figura nº 35: Croquis del sondeo Toyuelo 2. 

En este caso se ha realizado un bombeo en el pozo de explotación “Toyuelo 2” y se ha utilizado el sondeo de investigación y ensayo  “Toyuelo 1” como piezómetro. 

El sondeo "Toyuelo 2" se perforo a percusión y alcanzo una profundidad de 272 metros se entubo con tuberías de chapa de acero de 8 mm de grosor de plancha y 450 mm de diámetro interior. Los tramos se han dispuesto entre los 158 y los 266 metros y se han realizado a base del rajado de la tubería con soplete, tal como se puede apreciar en el croquis de la figura de la derecha. 

El sondeo atravesó materiales de Jurásico Medio-Inferior y el acuífero se encontró en calizas fisuradas y karstificadas y en dolomías carniolares. Se trata de un acuífero semiconfinado por niveles impermeables del Jurásico Medio, perteneciente al Sistema Acuífero de Las Serranias (Valencia).  

Se ha bombeado por escalones de 40, 80, 120 y 150 l/sg midiendo los descensos de niveles en ambos sondeos que están separados 10 metros. En la siguiente gráfica se puede ver la afección que el bombeo del Pozo 2 ocasiona en el Pozo 1 que es de solo 10 centímetros para un caudal de 120 l/sg.

Representación en un gráfico descensos / tiempos de las mediciones realizadas durante el aforo del sondeo de explotación "Toyuelo 2" utilizando el sondeo de investigación y ensayo  "Toyuelo 1" como pieometro.  

Figura nº  35 b: Ensayo de bombeo directamente  canal de riego.

AFORO DEL SONDEO “LA PARIDERA” DE VILLAMARCHANTE (VALENCIA):

Figura nº 35: Croquis del sondeo "Paridera".

En el siguiente ejemplo veremos un ensayo de bombeo por escalones realizado a un sondeo que capta un acuífero carbonatado jurásico. 

Se trata de un sondeo de 430 metros de profundidad entubado con tuberías de chapa de acero de 8 mm de grosor de plancha con una cámara de bombeo de 500 mm de diámetro en la que se han realizado varios tramos filtrante rajando la tubería con soplete. El sondeo se perforo en calizas del Jurásico Superior (Kimeridgiense) y se trata de un acuífero karstico libre.

Las principales características del sondeo son las que se resumen en el croquis de sondeo de la figura de la derecha.

Los valores obtenidos en el ensayo de bombeo por escalones de 30, 40, 50, 60 y 80 litros/segundo realizado en el sondeo. Los resultados se relacionan en la siguiente tabla y se representan en él correspondiente gráfico que relaciona los descensos con los caudales. 

Esta gráfica de descensos/caudales nos muestra una curva en que no se ha alcanzado un punto de inflexión, ni se ha llegado aún a un caudal critico. Durante el bombeo no se logro la estabilización del nivel dinámico, aunque la curva de descensos tiende a ser una recta. 

En la siguiente figura se puede ver el ensayo de recuperación realizado a este mismo sondeo, aunque la transmisividad (T) es baja (140 m²/día) la tendencia de la curva es a una recuperación lenta pero total.  

El comportamiento de este sondeo es bastante anómalo por su tendencia a la no estabilización y posiblemente ello sea debido a la presencia de alguna barrera impermeable próxima.

La fotografía de la siguiente figura corresponde a los momentos iniciales del aforo de este sondeo y en ella se puede ver la instalación de bombeo sujeta por bridas a la boca del sondeo con los cables de alimentación que suministran la electricidad desde el grupo generador a la bomba eléctrica sumergible, la tubería piezométrica, la sonda eléctrica y el tubo Pitot en el tubo de salida. Como se ve se ha despejado la zona de trabajo para evitar accidentes. 

Figura nº 36: Instalación de bombeo en el sondeo "Paridera". Se observa el emboquille del pozo con la instalación de bombeo (tuberías de impulsión y cables de alimentación de la bomba) sujeta al mismo y los elementos de medida de caudales (tubo Pitot) y control (válvula) y de niveles del agua en el pozo (sonda eléctrica por tubo piezometrico).  

AFORO DEL SONDEO “VALE” EN LA PLANA DE VALENCIA:

Figura nº 37: Croquis del sondeo Vale.

En este caso analizamos un sondeo situado en el Acuífero de la Plana de Valencia: el sondeo "Vale" de Guadassuar. Se trata de un sondeo de la red de sequía de la Comunidad Valenciana perforado a percusión que alcanzo los 103 metros de profundidad y se doto con una cámara de bombeo de chapa de acero de 8 mm de grosor de plancha y 600 mm de diámetro interior. atravesó el recubrimiento cuaternario de la Plana para encontrar un acuífero desarrollado en unos niveles de calizas karstificadas.

Se trata de un acuífero cautivo con el nivel piezométrico situado a 14,23 metros de profundidad muy por encima de los 68 metros a los que se corto el acuífero.

Como podemos ver en la gráfica niveles/tiempo se ha realizado un ensayo por escalones sin recuperación, pero con los niveles estabilizados, (los ascensos que experimenta el nivel en cada escalón son debidos a la limpieza y desarrollo del acuífero por efecto del bombeo) sin que se llegue a alcanzar el caudal máximo del pozo (punto critico de inflexión) pese a bombearse caudales muy elevados (9.600 litros/minuto):

Al contrario que en el caso anterior la recuperación es total y muy rápida con una muy elevada transmisividad (T= 38.919 m²/día).

En la siguiente fotografía se puede ver un pozo de sequia vertiendo a una acequia de riego el agua captada en el Acuífero de la Plana de Valencia:

Figura nº 38: Vertido de aguas subterráneas a una de la acequias de riego de la Plana de Valencia.

AFORO DEL SONDEO “BENICADELL” (Albaida):

Figura nº 39: Croquis del sondeo Benicadell

El ejemplo que voy a exponer es el aforo de un sondeo de abastecimiento perforado a percusión en 1980 en el Acuífero de la Sierra de Benicadell desarrollado en calizas karstificadas del Cretácico Superior. 

El sondeo alcanzo una profundidad de 314 metros y se doto al pozo de una cámara de bombeo de 350 mm de diámetro interior con chapa de acero de 8 mm de grosor de plancha. Los filtros se realizaron mediante rajado de la tubería con soplete cubriendo todo el tramo entre los 36 y los 190 metros de profundidad. 

Se capto un acuífero confinado localizado en calizas karstificadas entre los 150 y los 195 metros situándoselo el nivel piezometrico a 16,82 metros de profundidad.  

Se realizo un ensayo con tres escalones de 62 horas de duración y una recuperación de 1 hora: El gráfico de niveles / caudales nos muestra un punto de inflexión muy claro con un caudal de 40 l/sg por lo que el caudal de explotación recomendable en este caso seria de 30 o 35 l/sg, suficiente para cubrir la demanda.

En el gráfico que relaciona el nivel dinámico con los caudales bombeados se observa que la curva se verticaliza a partir de los 40 litros por segundo. Este seria el caudal máximo del sondeo pues a partir de este caudal el descenso se incrementaría vertiginosamente y los costes de extracción tambien.

Por su parte el ensayo de recuperación nos muestra una curva en S muy típica en muchas recuperaciones en este tipo de acuíferos:   

La forma en S es muy típica en las gráficas de recuperación complicando muchísimo su resolución pues es difícil determinar que sector de la curva se ajusta mejor a la recta de Jacob.

AFORO DEL SONDEO “PEDRISCOS 7” EN CHESTE (VALENCIA):

Figura nº 40: Croquis del sondeo "Pedriscos 7".

El siguiente ejemplo es el de un bombeo realizado en el sondeo "Pedriscos 7" de Cheste (Valencia) en este caso se trata de un sondeo de 180 metros de profundidad con una cámara de bombeo de 180 metros de profundidad y 500 mm de diámetro interior. La tubería va rajada del metro 98 al metro159 tal como se puede ver en el croquis de la figura de la derecha. 

El acuífero se desarrolla en calizas pontienses karstificadas localizadas entre los 90 y los 140 metros de profundidad. El impermeable de base los constituyen las margas del Mioceno.

Como se disponía de los resultados de los demás sondeos de la batería Pedriscos se programo un ensayo de bombeo de 3 escalones de caudales crecientes: 50, 75 y 100 l/sg con una duración de 10 horas por escalón. 

Los resultados del ensayo se pueden ver en la siguiente figura con una curva de descensos/tiempos muy suaves, sin alcanzar ningún punto critico.

Bombeo de un sondeo en el que en ningún momento se alcanza el caudal máximo del pozo que estaría claramente por encima de los 100 litros/segundo. 

También se programo una recuperación de una hora de duración cuyos resultados se pueden ver en la siguiente gráfica semilogarítmica:

Ensayo de recuperación en un acuífero libre finito. Tras una extracción de 8.100 m3 de agua del acuífero se produce un vaciado de 28 centímetros. 

La recuperación es instantánea con una rápida subida en 10 minutos y una estabilización posterior. En este caso se comprueba que el bombeo ha producido un descenso no recuperado de 20 centímetros. Esta perdida es debida a que el pozo se sitúa en un acuífero libre de muy buenas características hidrogeológicas (muy altas T y S) pero de muy pequeña extensión superficial y muy sobreexplotado.

Figura nº  40b: Aforo de un sondeo de gran caudal.

AFORO DEL SONDEO “TAULA” DE SOT DE FERRER (CASTELLON):

Figura nº 41: Croquis del sondeo Taula.

Otro caso de falta de recuperación con un descenso residual es el del Sondeo Taula de Sot de Ferrer. Se trata de un sondeo de 199 metros de profundidad perforado a percusión con una camara de bombeo de 173 metros de profundidad y 500 mm de diámetro. En su parte final dispone de una tubería rajada con soplete de 450 mm de diámetro.   

Este sondeo capta un acuífero desarrollado en dolomías triasicas karstificadas y fue aforado por escalones crecientes (15, 30, 50 y 70 l/sg) sin recuperación entre ellos, tal como se ve en el siguiente gráfico. El acuífero es del tipo cautivo y se localizo en el metro 183 en dolomias karstificadas situándose el nivel piezometrico a 24,10 metros de profundidad. 

Tal como se puede observar en la gráfica de descensos / caudales durante el bombeo no se llego a alcanzar el caudal máximo del pozo tal como se deduce de la pendiente de la recta por lo que el sondeo aun no ha alcanzado su caudal máximo (punto crítico de la recta).

La recuperación tomada al final del ultimo escalón fue inmediata subiendo 32 metros en 5 minutos, para después quedar el nivel prácticamente estabilizado a 24,79 metros con un descenso no recuperado de 0,69 centímetros. El sondeo quedo pendiente de un segundo ensayo de bombeo que permitiera confirmar si se producía un vaciado del acuífero o simplemente el nivel piezométrico (estático) inicial no era correcto.  

En este caso el sondeo fue abandonado por la mala calidad del agua del acuífero con un altísimo contenido en sulfatos tal como e puede ver el la siguiente figura:

Figura nº 42: Analisis de aguas del sondeo "Taula".

Figura nº  43: Aforo de un sondeo en Cortes de Arenoso (Castellón).

 AFORO DEL SONDEO “LA CARCEL” DE CASTELLON:

En este caso se aforo un sondeo de 250 metros de profundidad perforado a percusión y dotado con una cámara de bombeo de 600 mm de diámetro y 216 metros de profundidad tal como se puede ver en el croquis de la figura de la derecha.

El sondeo capta el Acuífero Cuaternario de la Plana de Castellón. que se desarrolla en depósitos cuaternarios formado por niveles de conglomerados y gravas con arcillas. Los niveles conglomeráticos se presentaban muy sucios con muchas arcillas en la matriz.   

En realidad en este caso no se realizo un verdadero aforo sino que se realizo un bombeo por escalones con recuperaciones parciales con el fin de limpiar y desarrollar el pozo que presentaba dese el principio agua muy sucia. 

Al final de la prueba se logro un caudal de agua limpia de 4 litros/segundo insuficiente para el objetivo de regadío planteado por lo que el sondeo se dio por negativo. 

RESUMEN:

Tal como hemos visto en los ejemplos que he expuesto, todos ellos casos reales, cada ensayo de bombeo es diferente a todos los demás ensayos de bombeo y durante la realización de los mismos se pueden dar todo tipo de vicisitudes a las que hay estar atento para reaccionar correctamente y no perder el ensayo por una decisión errónea.

Por ello la recomendación es que, salvo que se tenga una absoluta certeza de cuales van a ser los resultados del sondeo, lo mas indicado es realizar primero un ensayo por escalones empezando por un caudal muy conservador e ir subiendo el mismo en función del comportamiento observado: depresión del nivel dinámico y turbidez del agua extraída principalmente. Salvo en casos excepcionales de pozos muy buenos en acuíferos excelentes, el método de los escalones crecientes nos permitirá determinar el caudal máximo del sondeo  (punto critico de la curva descensos/caudales). Una vez conocido este caudal máximo se puede programar un ensayo a caudal constante, pero eso es una cosa que raramente se hace.

Como ya he recalcado es muy importante estar atentos a que se rellenen los partes de aforo de una manera correcta y fehaciente y sobre todo durante el ensayo de recuperación, momento en el que el equipo se relaja y da por terminado el trabajo. Muchos ensayos han quedado incompletos por una mala recuperación.

Los problemas mas frecuentes que se pueden presentar durante la realización de un ensayo de bombeo son:

1.- Avería/parada de la bomba. Muy frecuentemente las bombas se paran durante el bombeo, siendo las causas muy variadas: averias del grupo generador, rotura de los cables de alimentación de la bomba, agarres producidos por arrastres de arenas o detritos finos, avería de la propia bomba. En este caso lo que se debe se hacer es tomar una recuperación lo más completa posible y una vez solucionado el problema continuar el bombeo con el mismo u otro escalón.

2.- Avería/rotura de la sonda: también muy frecuente y casi segura si no se utiliza tubo piezometrico. La forma de proceder seria muy parecida: tomar la recuperación de la mejor manera posible y una vez solucionado el problema continuar con un nuevo escalón.

3.- Paradas por problemas administrativos: algunas veces funcionarios (municipales, autonómicos o estatales) se presentan en el aforo ordenando su parada por cualquier causa (denuncias de terceros, falta de algún permiso, problemas con la evacuación e las aguas afloradas,...)  . Lo mejor es parar, tomar la recuperación y avisar al responsable de la obra.   

Figura nº 45: Corte una carretera para la realización de un ensayo de bombeo. En este caso y pese a la complejidad de la medida y de la cantidad de tramites necesarios no se podía hacer de otro modo. Si este es el caso hay que tener todos los permisos a mano y haber avisado a todo el mundo del corte que ademas Debe de estar muy bien señalizado.  

4.- Problemas en la obra de captación: los mas frecuentes son los arrastres de grandes cantidades de suciedad (arenas, arcillas,..) bien del terreno o del prefiltros si los hubiese , a veces son de tal magnitud que impiden la realización del bombeo: La implosión de la tubería de la cámara de bombeo por causas constructivas (chapas o soldaduras deficientes)  o sobrepresiones debidas a grandes diferencias de niveles entre el interior-exterior del pozo. También son frecuentes, sobre todo cuando los emboquilles no están bien ejecutados, los hundimientos en la boca del pozo o en zonas próximas a la misma , normalmente son problemas que pueden solucionarse sin parar el ensayo, pero si los hundimientos son de envergadura será necesario para parada de la prueba.  

Ademas de los arriba descritos se nos pueden presentar otros muchos problemas a la hora del ensayo de bombeo, pero salvo los problemas constructivos o la falta de agua, todos tienen una solución.

Figura nº 46 : En esta fotografía se resume el objetivo final del trabajo de perforación y aforo de un sondeo: la captación de un importante caudal de agua subterránea limpia y segura que permita garantizar el abastecimiento a poblaciones y/o regadíos.