g.e.s.a - gravafilt · agua proyectados con fuerza y velocidad a través de las aberturas de los...

G.E.S.A.S Grupo Empresarial al Servicio de Aguas Subterráneas.NAHUELCO SA / A JOHNSON SCREENS COMPANY – GRAVAFILT SA – MARCO AURELIO SOSA SACIF

Año 2 - N7 - Mayo del 2010

Grupo G.E.S.A.S.

Reedición de las Referencias Johnson

Dirección General: Grupo G.E.S.A.S.

Dirección Editorial: Patricio Rodríguez (NAHUELCO SA / A JOHNSON SCREENS COMPANY) Leopoldo Cumini (GRAVAFILT SA) Roberto Barbieri (MARCO AURELIO SOSA SACIF)Juan B Martí (J.B.M Inoxidables)

Producción: Mariano Barbieri

Diseño Gráfico: Máximo Coeli [email protected]

Direcciones de contacto:[email protected] [email protected]

Desarrollo de pozos mediante el sistema de chorros.

Página 04

Ventajas en tuberías de acero inoxidable.

Página 12

Eficiencia de pozos y costo del agua.

Página 14

Momento Retro.Página 15

Cálculo del volumen de gire necesario para bombeo

de agua con aire comprimido. Página 16

Nuevos productos Johnson Screens.Página 18

Un sencillo aforador de caudales.Página 22

Proyecto de reglamento para la ejecución de perforacionesde captación de agua subterránea.

Página 24

Sumario

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Referencias Johnson

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Loselementosprincipalesdequeconstael equipo necesario son: una herramientapara chorros de relativamente sencillafabricación junto con una bomba dealta presión y las tuberías y manguerascorrespondientes. La poderosa acción deloschorrosdealtavelocidadqueseejercea través de las aberturas del caño filtroagita y reacomoda las partículas de arenaygravadelaformaciónquerodeaalfiltro.El revoque depositado en las paredesde la perforación por el método rotativoconvencionalserompeydispersaypuedeserbombeadoconfacilidadalexteriordelpozo.

El procedimiento consiste en operardentro del pozo un chorro de aguahorizontaldemaneratalquelascorrientesde alta velocidad actúen violentamente

Entendemos que resultará de interéspara nuestros lectores una revisión de losmétodosusadospararealizareldesarrollode los pozos de agua. Con este artículoiniciamosasíunaseriequetratarásobreeltemayenlaqueseexpondránlosdiversossistemasempleadosconmayorfrecuencia.

El métodomásefectivopara desarrollarla mama de los pozos, en los que lascircunstancias lo permitan, es el métodode“chorrosaaltavelocidad”.Loschorrosdeaguaproyectadosconfuerzayvelocidadatravésde lasaberturasde loscañosfiltroslogran aflojar las arenas finas, el limo yel lodo de perforación de la formaciónacuífera. Esos materiales aflojados semuevenhaciaadentrodelcañofiltroysoneliminados del pozo mediante bombeo ocuchareo(bailing).

El desarrollo mediante el sistema dechorrosesunacontribuciónrelativamenterecientequeseagregaalosotrosmétodoscomunes para desarrollo de pozos. Elcuchareo, el sobre-bombeo, la agitacióncon émbolos o con aire comprimido y elretrolavado con agua son todos métodosquehansidoutilizadospor losperforistasdurantepenotiempo.

El sistema de chorros horizontales, talcomosedescribeaquí,podríaconsiderarsecomounesquemaespecialderetrolavado.A través de amplias experiencias con elmétodo,sehacomprobadosuefectividad.

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DESARROLLODEPOZOSMEDIANTEELSISTEMADECHORROS

Fig. N° 1. Una forma de construcción de un eyectorcon4boquillas

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y salgan por las aberturas del filtro parahacerimpactoenlaformación.Mediantelalentarotacióndelaherramientadechorroyporizamientoydescensodeella,laacciónpotentedelchorroseharásentirsobretodalasuperficiedelfiltro.Lasaberturasdelfiltro,cuando son de diseño adecuado, facilitanel trabajodelchorro.Laarenafina,el limoy laarcillasonasí lavadosyeliminadosdela formación acuífera, al mismo tiempoque la acción turbulenta creada por elchorroarrastraaesosmaterialesfinoshaciaadentro del pozo, siempre a través de lasaberturasdelfiltroporarribaypordebajodelpuntodeaplicación

Siempre que fuera posible, es deseablebombear ligeramente el pozo al mismotiempoqueestétrabajándoseconelchorrodealtavelocidad.Ellonoessiemprefactibleperodebeserrealizadoenelpozoenquelopermitasudiámetro,elequipodisponibleyla posición del nivel estático. Al funcionar,el procedimiento de chorros, agrega aguaal pozo en una proporción que varía deacuerdo a la medida de la boquilla de losinyectoresylapresióndelabomba.

Si se bombeara del pozo un poco másque el volumen de agua agregado porloschorros,elniveldelaguaenelpozosemantendríapordebajodelnivelestáticoyalgodeaguasemoveríadesdelaformacióningresando al pozo por las aberturas del

filtro a medida que progresa el trabajo. Elmovimientodelaguahaciaelpozoayudaaeliminaralgodelmaterialaflojadoporlaaccióndeloschorros.

Unaventajaadicionaldeesebombeoesqueelaguaextraídadelpozoproporcionaun abastecimiento continuo que pudeser recirculadoa travésde labombaydelequipodechorrosdearenafinabombeadadelpozopuedeserseparadaenuntanquededecantaciónoenunafosacavadaparaevitardañosalabombadepresiónoalasboquillasdelaherramientadechorros.

Elequiponecesarioparaeldesarrolloconestesistemaconstadeunaherramientadechorroscon2,3ó4boquillas,unabombade alta presión manguera de alta presióny sus conexiones! tramo de cañería de50 mm. (2”) y un tanque de agua de otrafuentedeabastecimientodeagua.Cuandoelbombeosimultáneoseafactible,tambiénpodrá incluirse una bomba o sistemadeairecomprimido (air lift)queextraeránaguadelpozomientrassehaceaccionarelsistemadechorros.

Laherramientadechorrosconsistedeundispositivo provisto de 2 o más boquillaso picos dispuestos horizontalmente yespaciadosregularmente,conorificiosde6,3mm.(1/4”),9,5mm(1/8”)O12,7mm.(1/2”)dediámetro.Elfondodelaherramientaescerrado y su parte superior es con rosca,

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de manera que puede ser enroscada alextremoinferiordeunatuberíadetamañoadecuado al volumen de agua que serábombeada y a la profundidad a operar.La elección del tamaño de las boquillasdependeprimordialmentedelacapacidadde la bombadealtapresión.LaTabla I daloscaudalesdedescargaaproximadosparatresdimensionesdeboquillasadiferentespresionesdetrabajo.

La Figura 1 muestra una de esasherramientasdechorro.Lajaulaprotectoraquesemuestraalrededoresalsoloefectodeimpedirquelasboquillasseengancheno golpeen en algún lugar del pozo quepodríadañarlasointerferirenlaoperación.El orificio o extremo exterior ele cadaboquilla deberá situarse a 12,7 mm. (1/2”)ó25,4mm.(1”)delaparedinternadefiltrocuandoseuseparaeltrabajoydurantetodala operación de desarrollo. Si el diámetroexternodolaherramientafuerademasiadopequeñorespectodeldiámetrointernodelfiltro,granpartedelaenergíadelchorrosedisiparíaporlaturbulenciaqueseoriginaríadentrodelpozomismo.

Para resultados óptimos, entonces, eldiámetroexteriordelaherramientadeberáser 25,4 mm. (1”) menor que el diámetrointeriordelfiltro.Encuantoalasboquillasensímismas,puedensermaquinadasapartirdeunapiezasólidaápuedenseradquiridasaunfabricantedeesosimplementos.

Generalmente,labombadealtapresiónes el factor limitante en la elección dela medida y número de las boquillas aemplear.Lacapacidaddelabombadeberáser la mayor en la práctica. Sin embargo,el costo y los HP de las bombas de altapresión se incrementan notablementesegún su capacidad. El equipo disponible

más adecuado para este tipo de trabajocuando la perforación se ejecuta conmáquinaapercusióna rabie loconstituyeunabombaportátildetipocontraincendio.En el sistema rotativo convencional, labomba de lodo es ideal para este trabajodedesarrollo.

Lapresióndetrabajode labombaes lapresión necesaria en las boquillas, más lapérdidadecargaenlamanguera,latuberíadel sistema y la herramienta de chorros.Suponiéndose que la herramienta esoperadaconunatuberíade.50mm.(2”),lapérdidadecargaporcada10m.detuberíaparadiversoscaudalesseríasegúnlaTablaIIqueseacompaña.

Como ejemplo, digamos que deseamosutilizarunaherramientadechorroscondosboquillasde9.5mm.(3/8”)suspendidadeunatuberíadediámetro50mm.(2”)de60m.delargoyquepretendemosmantenerunapresión de 14,06 kg/cm2 (200 libras/pulg2)enlasboquillasparacrearlavelocidaddelchorro conveniente a nuestros propósitos(45m/sego150pies/seg).De laTabla Iseve que la descarga por las dos boquillasserá de 25,4 m3/h (112 gpm) de laTabla IIsevequelapérdidadeCargaenlatuberíade 50 m. (2”) será de 1,4 kg/cm2 (20 lb/pulg2)puestoquenuestratuberíaesde60m. (200pies)de longitud.Lapresiónde labomba, en consecuencia, deberá ser algomayorque15,5kg/cm2(220lib/pulg2)paramantenerunapresiónde14,06kg/cm2(200

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lib/pulg2)enlasboquillas.Acordandohasta0,7kg/cm2(10libras/pulg2)porpérdidasdecargaen lamanguerayen laherramientadechorrosensímisma, llegaríamosaunapresiónestimadade16kg/cm2(230libras/pulg2) para la bomba en las condicionesasumidas.

Un factor limitativo para el uso deeste método de desarrollo es, a veces, laprovisióndelacantidaddeaguasuficientepara la operación del sistema de chorros.Normalmente, la operación requiere entredosyochohorasdelabor,dependiendodelalongitudydiámetrodelcañofiltro.

Un trabajo eficaz de desarrollo exigiríauna velocidad horizontal del chorro de30 m/seg (100 pies/seg) como mínimo.La presión necesaria para producir unacorriente de esa velocidad varía algo enrelación con la medida y el diseño de lasboquillas pero está en el orden de los

7 kg/cm2 (100 libras/pug2). Cuando debanaflojarse arcillas cohesivas o se trabaje enpozos con empaque artificial de grava,se requerirán presiones y velocidadesmayores.

La inercia dinámica del chorroproporciona la energía que agita laspartículasdelaformaciónquerodeaalcañofiltro.Lainerciadelchorroesfuncióndelavelocidadylasdimensionesdelacorriente.Enconsecuencia, lavelocidado lapresiónno son los únicos aspectos a considerarpara la elección del equipo a utilizar parael desarrollo con el sistema de chorros. Silabombadelsistemapuedeproporcionarsolamente la presión mínima 7 kg/cm2(100 libras/pulg2) se deberá, entonces,emplearunaboquillagrande.

En los casos que se dispone de bombade alta presión, los chorros con menordiámetro podrán penetrar los materialesdelaformación.

Fig.N°2.Izquierda:Elchorrodealtavelocidad,atravésdelasranurasdeuncañofiltroJohnson,produceviolentaagitacióndelaarenadelaformaciónquerodeaalfiltro.Derecha: El chorro de alta velocidad es mucho menos efectivo cuando el pozo ha sido terminado con tuberíaranurada,enlaqueeláreaabiertaesdesóloaproximadamente5%,mientrasqueelchorrohaceimpactoenelmetalun95%deltiempo.

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Elmejorordenamientoesbombearaguadel pozo mientras se opera con el chorro,peroellonosiempreesfactible.Elesquemaque sigue en méritos al óptimo señaladoantes es bombear o“cucharear” agua delpozo y volcarla a un tanque o foso paraluegocontinuarconelprocesodechorros.Los chorros pueden ser suspendidos*cuando se haga necesario bombear másaguaparavolverallenareltanqueofoso.Sino fueraprácticobombearaguadelpozo,será necesario transportar anua hasta elsitio de trabajo o conducirla por tuberíadesdeotrafuentedeprovisióncercana.

La manguera de presión será losuficientemente larga para llegar desde labomba a la parte superior de la tubería delsistema de chorros. Es aconsejable el uso deuna unión articulada (cabeza de inyección)para conexión y para mantener suspendidalatubería.Sinosedisponedeesacabezadeinyecciónsepodráfabricarunaccesorioen“Y”.

Deberá asimismo proveerse una grapapara sostener la tubería de chorros y paraquesirvademanijaparagirarla.Enlabombasiempreseusarámangueradeaspiraciónyuncolador.

El diseño del filtro del pozo tendrá unainfluencia considerable en los resultadosque puedan obtenerse del desarrollo conelsistemadechorros.LasranurasenVdelfiltrodelpozosonesencialesparapermitirque los materiales finos ingresen y pasendentrodelfiltrosinobturarsusaberturas.

Lafuerzadelacorrientedelchorrodebeserproyectadaatravésdelasaberturasdelfiltroconelobjetodeproducirlaagitacióndeseada de las partículas de la formaciónqueseencuentra fueradelcañofiltroy lorodea.

Un filtro con el máximo porcentajeposible del área abierta, evidentemente,es el que favorecerá el máximo efecto delchorro.LoscañosfiltrosJohnsonposeenlascaracterísticas que permiten efectuar conmayor eficiencia el desarrollo mediante elsistemadechorros.

Los filtros que tienen como base unatubería perforada ofrecen muy poca áreaabiertaatravésdelasperforacionesdeesatubería.Losfiltrosdetipopersianapresentanalchorrohorizontalunasuperficiemetálicacasi continua. No puede esperarse que latécnica de chorros dé buenos resultadosconelempleodecualquieradeesostiposdefiltros.

Fig. N° 3. Diagrama que muestra el principio defuncionamiento del chorro de alta velocidad paralograr la agitación vigorosa, con el propósito de laremoción y eliminación del lodo, limo y arena fina aldesarrollarelpozo.

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También la forma de las aberturas delfiltro tiene considerable influencia en laeficaciadelmétododechorroshorizontales.La ranura en“V” que se ensancha hacia elinterior del caño filtro ha demostrado serla mejor. Cuando el chorro hace impactocontra esa ranura en“V”, según se apreciaen la Figura 2, el contorno de la ranuramisma concentra el efecto del chorro dealta velocidad, como si se tratara de unasegundaboquilladeinyección

Otros tipos de aberturas de caños filtrostienentendenciaadispersarlacorrientedeagua y reducen su potencia antes de quealcance la arena y la grava que están másalládelasaberturasdélcañofiltro.Comoyasedijo,elprocedimientodechorrosesunmedioexcelenteparaeliminarlacostradelododelapareddelaperforaciónllevadaacaboconelsistemarotativoconvencional.La fuerzadelchorrodestruyeeserevoquede lodo y ayuda a desarrollar el pozoasegurando la completa remoción delfluidodeperforación.

Cualquieraseaelmétodoempleadoparaperforarproduceenmayoromenorgrado,la obturación de los poros del acuífero entornoalaperforación.

Este efecto se percibe más fácilmenteenlaperforaciónrotativaconvencionalenla que se debe usar fluido de perforación;peroelmismoefectogeneralresultadelaaplicación de los otros métodos, inclusoeldepercusiónacableyeldecirculacióninversa.Enelsistemarotativodecirculacióninversaseusaaguasinagregadodeliberadodearcilla,aguisadefluidodeperforación.Sinembargo,seincorporanlimos,arcillasyarenafinaprovenientesdelasformacionesatravesadas por la perforación. Dichosmateriales finos serán recirculados con elaguaamedidaqueavanzalaperforación.

Cantidades variables de arcillas y limose adhieren a la pared de la perforaciónal mismo tiempo que cierta cantidad deagua fluye fuera del pozo y penetra en laformación. Ese flujo hacia el exterior seorigina por el exceso de presión de fluidoque debe ser mantenido para sostenerabiertas las paredes de la perforación. Laacumulación de las fracciones finas en laparedobturaparcialmentelasuperficiedelaperforación,loquerealmenteayudaeneltrabajodeperforaraldisminuirlaspérdidasdeagua.

La delgada capa de material asídepositada en la pared de la perforaciónejecutada con el método de circulacióninversaseeliminaconmayorfacilidadque

Fig. N° 4. El desarrollo mediante chorros es eficaz enlaeliminacióndelapelículadelodo,limooarenafinaqueseencuentraalojadaentreelempaqueartificialdegravaylaformaciónacuíferanatural.

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el revoque formado a expensas del fluidodeperforaciónqueseempleaenelsistemarotativoconvencional.Noobstante,esacapadelgada debe igualmente ser eliminaday el trabajo de desarrollo deberá ser porun medio tal que asegure la completaremociónporlavadodelmaterialfinoquelaconstituye.

ACCIÓN DE ALISADO

Con la perforadora a percusión a cabletambiénseformaunadelgadacapadelimoyarcillaenlacarainternadelaperforación,en una acción de algún modo similar a laque produce un albañil cuandoemplea lallanaparaalisarunrevoqueenunapared.La formación de esta delgada película dematerialocurrecuandoelentubamientodelpozosehincaatravesandolaarenaacuíferay luego es extraído para exponer el cañofiltroparaenfrentarelestratoacuífero.Esosmovimientos del entubamiento producenesa acción de alisado a que se hacíareferencia y deja un revoque muy fino delimoyarcillaenlapareddelaperforación.

Otroefectopocodeseabledelsistemaacableeslavibracióndelaformaciónarenosaque se produce en torno de la tubería derevestimiento como consecuencia de suhincado. Esa vibración, efectivamente,compactaydensificalaarena.Eseefectoseproduce a medida que la tubería se hincadurantelaperforacióndelpozo.Losbuenosperforistas a percusión reconocen ello ysiempre tratan de trabajar con la tuberíacon un mínimo de hincado al atravesar laformaciónacuífera.

Eltrabajodeperforaciónenformacionesde rocas duras también provoca algunaobturación en las fisuras y diaclasas de

las rocas. La acción del trépano rompe ymuelelaroca,lamezclaconelaguayotrosmateriales finos para formar una especiede lodo liviano que puede ser recogidoy extraído con la cuchara. El golpeteo deltrépanofuerzaaalgodeeselodocontralasaberturasdelarocafueradelpozo.

El desarrollo de un pozo con empaqueartificialdegravaes tan importantecomoel de cualquier otro tipo de pozo parallevarlo a alcanzar su máxima eficiencia.Eltrabajosellevaacaboconunpuntodevista ligeramente diferente que el que seconsidera para una tarea que contempleel desarrollo directo (natural), en el quese forma una capa de grava en torno delcaño filtro pero cuyo material procedede la formación misma. Las partículasfinasquequedenalojadasenelempaqueartificialdegravadebensereliminadasporlavado.Cualquiersellouobturaciónqueseprodujera en la superficie de las paredesde la perforación realizada y que podríanhaber sido consecuencia inevitable delpropio trabajo de perforar el subsuelo,deberántambiénsereliminados.Elespesordel empaque de grava y la gradación delmaterial utilizado para hacerlo, tienenambos un efecto considerable sobre loquesepuedahacermedianteeldesarrollopara llevar al pozo a alcanzar su máximaeficiencia.

En los pozos con empaque artificial degrava el espesor del empaque limita losbeneficiosdelprocedimientodechorrosdealtavelocidad.Sielempaquedegravaesdedemasiadoespesor,elefectodeloschorrosnoseharásentirenlaparteexteriordeeseempaque. Específicamente, es aleatoriopretenderqueelchorrorompaelrevoquede lodo de la pared de una perforación

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efectuada con trépano de expansión(underreamer),quehasidoasíensanchadaydondeelrevoquequedeseamoseliminarse halla a una distancia de entre 25 cm.y 40 cm. del caño filtro y, para mayorinconveniente,estáalojadoformandounacapaverticalentreelempaquedegravaylasarenasdelaformaciónacuífera.

Los chorros horizontales produciránresultados muy beneficiosos donde elempaque de grava no sea de demasiadoespesor. La experiencia derivada de laaplicación de este método en los últimosañosindicalimitarelespesordelempaquedegravaentre76mm.(3”)y203mm.(8”).

Para desarrollar pozos con empaqueartificial de grava deberán usarsevelocidades del chorro del orden de los45m/seg(150pies/seg).Ladimensióndelaboquillaserálomásgrandequepermitalacapacidaddelabombadisponible.

ESTA PROBADA LA EFECTIVIDAD DEL SISTEMA

La efectividad que el desarrollo con elsistema de chorros tiene en la remocióndel lodo de perforación en un pozocon empaque artificial de grava puedeser juzgada a la luz de una experienciarelativamenterecienteenunpozode290m.deprofundidad.Esepozo fueensanchadofrente al estrato productor para lograr elespacio anular para la colocación de lagrava.Pararetenerelempaquedegravaseutilizó un caño filtro de acero inoxidable,diámetro 203 mm. (8”) con una abertura(ranura) de 0,75 mm. (0,030”) El pozo, fuecuchareado y agitado con una bomba detipo turbina que se arrancaba y deteníaalternadamente. El nivel estático del agua

erade28m.bajobocadepozo.Habíasidoefectuadounensayopreliminarqueindicóun caudal de sólo 9,8 m3 / hora para unadepresiónde30m.;esdecirunacapacidadespecíficaQ/s=0,33m3/h.m.

Seefectuóeldesarrollomedianteelusodechorrosdealtavelocidad.Luegodedosdíasdetrabajoaplicandoelsistema,elpozoprodujo72m3/hconunadepresiónde30m.;esdecirunaQ/s.=2,4m3/h.m.

El desarrollo eficaz de un pozo traeaparejadas una serie de mejoras comoaumento de caudal, menores costosde bombeo, menores problemas demantenimientoeincrementodelavidaútildelpozo.

“La Naturaleza, para ser dirigida, debe ser obedecida”

FRANCIS BACON, filósofo inglés (1561 – 1626)

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VENTAJASENTUBERÍASDEACEROINOXIDABLE

Breve información:

Los aceros inoxidables más comunesutilizados en la fabricación de tuberías,son los llamados “AUSTENÍTICOS”(ANTIMAGNÉTICOS). AISI 304 es el másconocido y económico. Posee en sucomposición.

Carbono(C)hasta0,05%;Cromo(Cr)18a20%;Níquel(Ni)8a11%;Manganeso(Mn)2%máximo;Silicio(Si)1%máximo.

También conocido en plaza como 18-8ó Acero Quirúrgico. Es muy utilizado en laIndustriaAlimenticiaytienecaracterísticasexcelentesdesoldabilidad.

Posee una gran resistencia al corte ytracción,casieldoblequeelacerocomún(HIERRODULCE).

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN:

Aceroinoxidable68kgs/cm²ySAE101036kgs/cm².

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN:

Para conseguir la máxima resistenciacontraelataquedelosagentescorrosivos,hayqueadoptarunaspocasprecauciones.Se deberá seleccionar el tipo de aceroinoxidable (normalmente AISI 304 óAISI316,dóndeexistenterrenoscorrosivos,porejemplo(Salitrosos).

El material (TUBOS), luego de lafabricaciónsetrataráquímicamente.

Se efectuará el decapado y pasivadoquímico, con el cual lograremos queaparezca una fina película de óxido deníquel que aumentará sus propiedadesanticorrosivas.

SOLDADURA:

Habitualmente se utilizan electrodos debajo carbono, tratando de que el equiposea un rectificador (corriente continua):el polo negativo al electrodo y el positivocomomasa.

Siempre en zonas libres de suciedad,soldadurasatopeobiseladas.Asesoramosconprocedimientos.

CORTE:

Mediante discos de corte abrasivos,sierrassinfinoplasma.

Cálculo de espesores en tuberías paracaptacióndeagua.

Subterránea:seráparacadacasoelespesorqueresulteluegodeuncálculodetracción,compresión–pandeoycolapso.

Los espesores en inoxidable son algomenores que los espesores en acero SAE1010/1020.

DIÁMETROS:

Fabricación de diámetros estándar yespeciales (por aprovechamiento de lamateriaprima).

GARANTIA DE VIDA ÚTIL:

Ilimitada.

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EFICIENCIADEPOZOSYCOSTODELAGUA

Desde estas columnas hemos insistido-y seguiremos insistiendo- sobre laimportanciaquetienelaeficienciadelpozoen una explotación de agua subterránea.Nunca estarán de más los aportes que sehaganentalsentido.

Ahora, releyendo los Anales del IICongreso Ibero-Americano de GeologíaEconómica, cuyas sesiones tuvieron lugaren Buenos Aires en diciembre de 1975,encontrarnosuntrabajopresentadoporunIngenierodelServiciodeObrasPúblicasdeEspaña.Setratade:

- López-Camacho y Camacho, B.

“Análisis de los factores que intervienen en el coste del

agua subterránea”.

En él se analizan las variables quecomponen el costo del metro cúbico deagua producida por un pozo y pedirnosdisculpaspornopoderresistiralatentaciónde transcribir el Resumen que sirve deprólogoalartículo.

“SeestudialaInfluenciadenuevefactoreso variables Independientes sobre el costedel m3 de agua subterránea. Las variableselegidas son: caudal del pozo, altura deelevación, período de amortización de lasinstalaciones, tasa de interés del capitalinvertido, horas de utilización anual delpozo, capital Invertido en la construccióndelpozo,longituddelatuberíadelpozoa!depósito;opuntodeutilizacióndelcaudal,gastos de operación y entretenimiento ypreciodelkilowatio\hora.

“Medianteelanálisisdeelasticidadessededuce que aquellas que pueden tenermayorinfluenciasobreelcostedelm3sonlos más directamente relacionados con elusodelagua(horasdeutilizaciónanual)ycon las características hidrogeológicas delacuífero y tecnología constructiva de lascaptaciones(caudaldeexplotaciónyalturade elevación). Por el contrarío, el resto delas variables analizadas tienen, dentrode ciertos límites, escasa influencia. Seconcluyeenelinterés de construir pozos de alta productividad o rendimiento,teniendounaciertamovilidadencuantoasuubicaciónysiendodemenorimportanciasirestodelosfactoresanalizados.”

Una vez más, en esta ocasión desdeEspaña, se advierte sobre la importanciadelaeficienciadelospozos,yaenunciaday planteada por diversos canales y otrosenfoques del problema. Nos es dadocomprobar que nuestra prédica no esarbitraría y nos alienta a reiterarnos,recomendando a los perforistas lavigilancia de la eficiencia del pozo.

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Momento Retro

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Momento Retro

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CÁLCULODELVOLUMENDEGIRENECESARIOPARABOMBEODEAGUACONAIRECOMPRIMIDO

Aunque la mayoría de los pozos deproducción del Brasil son bombeadosconturbinasdeejeosumergibles,existenaún muchos en los que se emplea elsistemadeelevaciónconairecomprimido.Algunos factores favorecen el uso del airecomprimido.Entreelloscontamos:

1.Presenciadearenauotrossólidosenelaguaquepodríandañarunabombaoturbina.

2.Necesidaddeaireacióndelagua.

Donde:

V=aire requerido por unidad devolumendeaguaelevadaporunidaddetiempo.

H=elevacióntotal(generalmenteelniveldinámico).

S=sumergenciadelatuberíadeairepordebajodelniveldinámico.

C=Coeficiente que depende delporcentajedesumergencia.

3.Disponibilidad de servicio de airecomprimido en fábricas en las que elquepodríaserempleadoparabombeode agua cuando no fuera necesarioparaotrosusos.

Muchos contratistas de perforacionesdesarrollanpozosnuevosyrealizanensayos

de bombeo utilizando compresores deaire accionados por motores a explosión.Ello por conveniencia o en una granja olugarparainstalacióndeunafuturaplantadondelaenergíaeléctricanohubierasidoaúninstalada.

Para facilitar la tarea del contratista depozos en la selección del compresor decapacidadapropiada,sehanhechoalgunoscambios en la ecuación de Rix y Abrams,querelacionaentresilosdistintosfactoresinvolucrados:

V= H

ClogS+34

34

El coeficiente C es constante para cadavalordeporcentajedesumergencia:

SS+H

Elreordenamientodelostérminosdelaecuación de Rix y Abrams muestra que larelación existente entre el aire requeridoparaelevar1m3/hdesdeunaprofundidadestipulada en metros, es lineal para undadoporcentajedesumergencia.Ellohaceposible la confección del diagrama queacompañamos.

Conociéndose el nivel dinámicoaproximado y la longitud de la tuberíade aire, podrá calcularse el porcentajede sumergencia. La cantidad de airenecesaria podrá leerse en la línea rectacorrespondientedelcitadodiagrama•

*ElSr.Basanoes ingenieroprincipalde lafirmaCórnerS.A.,PozosArtesianosdeSaoPaulo,Brasil.

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ÁCIDO LÍQUIDO NuWell 120

El ácido líquido NuWell 120 es el ingrediente básico óptimo para muchas aplicaciones delimpieza. La eficiencia del ácido mineral fosfórico líquido grado alimentos remueve efectivamentelos depósitos minerales comunes que se encuentran en pozos, lechos de filtros y equipos desistemas de agua (hierro, manganeso, sulfatos y carbonatos).

El ácido líquido NuWell 120 es de utilización más segura que el ácido clorhídrico (muriático),cuenta con una reactividad más baja y no emite vapores dañinos.

También es mucho menos corrosivo para los metales que el ácido clorhídrico. (Cuando se utilizacon el dispersante bioácido NuWell 310 se obtiene como resultado un cierto grado de pasivadometálico protector).

El ácido líquido NuWell 120 adecuadamente mezclado con el dispersante bioácido NuWell 310,rinde una sustancia química de limpieza muy concentrada, efectiva y económica. Esta mezclaambientalmente amigable es eliminada del sistema con facilidad, lo que permite retornar deforma rápida el pozo a servicio.

Tamaño Nominal del Pozo Dosificación Estándar in. mm gal/ft L/m2 51 0.01 0.173 76 0.03 0.384 102 0.06 0.685 127 0.09 1.076 152 0.12 1.548 203 0.20 2.70

10 254 0.30 4.3012 305 0.50 6.1014 356 0.70 8.4016 406 0.90 10.9018 457 1.10 13.8020 508 1.40 17.1022 559 1.70 20.7024 610 2.00 24.6026 660 2.30 28.9030 762 3.10 38.4034 864 4.00 49.3036 914 4.50 55.30

Nivel Estático delAgua

(SWL por sussiglas en inglés)

Altura Estática(SH por sus

siglas en inglés)

Profundidad Total(TD por sus siglas

en inglés)

PASO 1: Se debe determinar la altura estática del pozo: SH = TD-SWL.PASO 2: A partir de la tabla, se deberá determinar el valor de dosificación estándar por diámetro.PASO 3: Se deberá calcular el volumen de ácido líquido NuWell 120 que se requiera:SH x Dosificación = (gal/L) NuWell 120

Ejemplo: Tratamiento de un pozo de 12-in, 180 ft de profundidad total, nivel estático = 40 ft

PASO 1: Altura estática = (180 ft-40 ft) = 140 ft PASO 2: Valor de Dosificación = 0.5 Gal/Ft (pozo de 12 in) PASO 3: Volumen de ácido líquido NuWell 120 = (140 ft x 0.5 gal/ft) = 70 gal

Propiedades Físicas, Embarque y Manejo Apariencia Líquido incoloro a color claro, sin olor Densidad 13 lb/galSolubilidad en agua CompletapH Aproximadamente acuoso 1.00 a 2.00

El ácido granular NuWell 120 es un ácido base fuerte y no deberá almacenarse con materialesalcalinos u oxidantes.Se deberán utilizar mascarillas para polvos o gogles cuando exista la posibilidad de contacto conpolvos o brumas. Clase de Riesgo: 8, UNI 805, PGIII El material puede embarcarse por medio de cualquier transportista común; la Etiqueta delDOT (Departamento de Transportación de los Estados Unidos) indica CORROSIVO.Se tienen disponibles datos adicionales sobre las características físicas y de manejo en laMSDS (hoja de datos de seguridad de producto) respectiva.Disponible en presentaciones de 15- y 55- gal.

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POLÍMERO DISPERSANTENuWell 220

Descripción El polímero dispersante NuWell 220 utiliza una química de dispersante de líquidos

especialmente diseñada para remover lodo y arcilla del ambiente del pozo de manera máseficiente que otros productos.Con este producto se desarrollan exitosamente nuevos pozos sin utilizar fosfato. Se eliminan las bacterias de origen alimenticio (soluble en agua 100%, se elimina fácilmentedel pozo).Rehabilita pozos antiguos obstruidos por arcilla, arenilla y partículas finas.Material aprobado por NSF para utilizarse en pozos de agua potable.

Aplicación

En nuevos sistemas de pozos, utilice el polímero dispersante NuWell 220 como se utilizaría en fosfatos para atacar lodos de perforación y desarrollar pozos. Para contar con una óptimaremoción de fluidos de perforación de bentonita, trate preliminarmente y por separado el pozocon cloro a 1,500 ppm para atacar los polímeros de poliacrilamida y que vienen con la mayoríade los productos comerciales de bentonita. Se deberá determinar el volumen del diámetro delorificio de perforación y se deberá aplicar el polímero dispersante NuWell 220 a un rango de 1galón por 500 galones de agua. Agite vigorosamente por medios mecánicos durante variashoras (aproximadamente 1/2 hora por 20 pies de admisión). Si se deja en un pozo durante toda la noche, agite antes de bombear para retirar el producto.

En sistemas de pozos antiguos, utilice el polímero dispersante NuWell 220 para removerarenas finas, lodo y arcilla que se hayan acumulado en el empaquetado de grava y en el orificiode perforación. Utilice el producto a un rango de 1 galón por 300 galones de agua. (Consulte latabla de dosificación, en la página 9). Agite vigorosamente por medios mecánicos, permita quela solución repose en el pozo durante la noche y repita el agitado al día siguiente, antes debombear para retirar el producto.

Propiedades Físicas, Embarque y Manejo

Apariencia Líquido claro, ámbar pH (tal y como se embarca) 7.0Densidad 10.5 lb/galPunto de congelación 78.8oF(26oC)Solubilidad 100%

El producto no es regulado como un material peligroso en virtud de lo indicado en 49CFR172.101, así como por lo establecido por RECRA, SARA y CERCLA; sin embargo, para elalmacenaje y uso, se deberá evitar el contacto con ácidos y productos alcalinos fuertes.Es posible embarcar presentaciones de 1 galón y de 5 galones vía terrestre por medio de UPS.Se tienen disponibles datos adicionales sobre las características físicas y de manejo en laMSDS (hoja de datos de seguridad de producto) respectiva.

El polímero dispersante NuWell 220 se encuentra disponible en presentaciones de 1-, 5-, 30- y 55-galones.

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NuevosproductosJohnsonScreens







10 254 0.30 4.3012 305 0.50 6.1014 356 0.70 8.4016 406 0.90 10.9018 457 1.10 13.8020 508 1.40 17.1022 559 1.70 20.7024 610 2.00 24.6026 660 2.30 28.9030 762 3.10 38.4034 864 4.00 49.3036 914 4.50 55.30




siglas en inglés)


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10 254 0.30 4.3012 305 0.50 6.1014 356 0.70 8.4016 406 0.90 10.9018 457 1.10 13.8020 508 1.40 17.1022 559 1.70 20.7024 610 2.00 24.6026 660 2.30 28.9030 762 3.10 38.4034 864 4.00 49.3036 914 4.50 55.30




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Referencias Johnson


POLÍMERO DISPERSANTENuWell 220

Descripción El polímero dispersante NuWell 220 utiliza una química de dispersante de líquidos

especialmente diseñada para remover lodo y arcilla del ambiente del pozo de manera máseficiente que otros productos.Con este producto se desarrollan exitosamente nuevos pozos sin utilizar fosfato. Se eliminan las bacterias de origen alimenticio (soluble en agua 100%, se elimina fácilmentedel pozo).Rehabilita pozos antiguos obstruidos por arcilla, arenilla y partículas finas.Material aprobado por NSF para utilizarse en pozos de agua potable.

Aplicación

En nuevos sistemas de pozos, utilice el polímero dispersante NuWell 220 como se utilizaría en fosfatos para atacar lodos de perforación y desarrollar pozos. Para contar con una óptimaremoción de fluidos de perforación de bentonita, trate preliminarmente y por separado el pozocon cloro a 1,500 ppm para atacar los polímeros de poliacrilamida y que vienen con la mayoríade los productos comerciales de bentonita. Se deberá determinar el volumen del diámetro delorificio de perforación y se deberá aplicar el polímero dispersante NuWell 220 a un rango de 1galón por 500 galones de agua. Agite vigorosamente por medios mecánicos durante variashoras (aproximadamente 1/2 hora por 20 pies de admisión). Si se deja en un pozo durante toda la noche, agite antes de bombear para retirar el producto.

En sistemas de pozos antiguos, utilice el polímero dispersante NuWell 220 para removerarenas finas, lodo y arcilla que se hayan acumulado en el empaquetado de grava y en el orificiode perforación. Utilice el producto a un rango de 1 galón por 300 galones de agua. (Consulte latabla de dosificación, en la página 9). Agite vigorosamente por medios mecánicos, permita quela solución repose en el pozo durante la noche y repita el agitado al día siguiente, antes debombear para retirar el producto.

Propiedades Físicas, Embarque y Manejo

Apariencia Líquido claro, ámbar pH (tal y como se embarca) 7.0Densidad 10.5 lb/galPunto de congelación 78.8oF(26oC)Solubilidad 100%

El producto no es regulado como un material peligroso en virtud de lo indicado en 49CFR172.101, así como por lo establecido por RECRA, SARA y CERCLA; sin embargo, para elalmacenaje y uso, se deberá evitar el contacto con ácidos y productos alcalinos fuertes.Es posible embarcar presentaciones de 1 galón y de 5 galones vía terrestre por medio de UPS.Se tienen disponibles datos adicionales sobre las características físicas y de manejo en laMSDS (hoja de datos de seguridad de producto) respectiva.

El polímero dispersante NuWell 220 se encuentra disponible en presentaciones de 1-, 5-, 30- y 55-galones.

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Referencias Johnson


DISPERSANTE BIOÁCIDO NuWell 310

DescripciónEl dispersante bioácido NuWell 310 es una sustancia química única polimérica-ácida, que es elproducto más efectivo disponible para eliminar biopelículas y dispersar sales minerales. Eldispersante bioácido NuWell 310 incrementa de forma significativa los efectos de cualquieroperación de limpieza ácida, es biodegradable y puede utilizarse para tratar sistemas de aguapotable y equipo relacionado.

Mantiene la reacción ácida, reteniendo los materiales en suspensión a niveles de pH de 3.0 omayores.Controla la formación de sedimentos porque evita la re-precipitación o la adhesión, para contarasí con una perfecta remoción del material biológico durante el tratamiento.Retira las masas de biopelícula relacionadas con tratamientos de oxidación por hierro yreducción por sulfatos y (de forma más prevaleciente), SUSTANCIAS QUE FORMEN bacteriasy que no son eliminadas mediante ácidos minerales por sí mismos. Evita la corrosión de superficies metálicas. La neutralización de hierro permite que la soluciónquímica remueva cualquier acumulación de compuestos de hierro y que a menudo ocasionan el tapado de los sistemas de agua.Protege todas las formas de metal del sistema y no ataca plásticos, neopreno o ningún otromaterial sintético, eliminando la necesidad de inhibidores de ácidos.Brinda pasivado de metales cuando se utiliza con ácido fosfórico.Aprobado por NSF para la limpieza de pozos de agua potable, así como sistemas de tuberías yfiltros.

AplicaciónEl dispersante bioácido NuWell 310 está diseñado para mezclarse con soluciones ácidas quemejoran la reacción de limpieza ácida. La dosificación estándar es de 3% (1 a 2% paramantenimiento). La dosificación del dispersante bioácido NuWell 310 puede fluctuar de 0.5 al 5% (por peso) de volumen de tratamiento. La concentración óptima depende del tipo y de la severidadde los depósitos. Johnson recomienda presentar el historial de construcción y operación del pozode manera conjunta con muestras de agua para su análisis de laboratorio para determinarcorrectamente la dosificación en grandes pozos tanto municipales como industriales.1. Se debe preparar una solución de agua, ácido y dispersante bioácido NuWell 310 que sea

igual a aproximadamente el 40% del volumen estático total.2. En un recipiente de tamaño adecuado primero se añade agua, después ácido y después el

dispersante bioácido NuWell 310. (Nota: ¡NUNCA añada agua al ácido! NO mezcle eldispersante bioácido NuWell 310 directamente en concentraciones comerciales de ácidolíquido debido a que podría ocasionar destrucción del polímero).

3. Aplique la solución-superficie homogéneamente en toda la zona de admisión, asegurándoseque haya contacto con las áreas afectadas a la concentración recomendada. Agite la soluciónde limpieza para mejorar la efectividad de la misma.

4. La solución deberá dejarse en contacto de 18 a 48 horas, dependiendo de la naturaleza de losdepósitos. Se deberá monitorear el pH y mantener éste por debajo de 3.0 durante eltratamiento. Si se requiere de ácido adicional (para disminuir el pH), añada una cantidad iguala aproximadamente el 20% de la cantidad inicial del ácido que se haya aplicado.

5. Descargue la solución ácida del pozo, neutralice la superficie y deseche de acuerdo con loestablecido en la reglamentación local.

Propiedades Físicas, Embarque y ManejoApariencia Líquido ÁmbarDensidad Aproximadamente 10 lb/galSolubilidad 20% por peso a 68oF(20oC)pH (tal y como se embarca) 2.3 El dispersante bioácido NuWell 310 es un líquido basado en ácido. Se deberá evitar el contacto

con materiales alcalinos u oxidantes fuertes. Se deberá utilizar equipo de protección,especialmente cuando exista la posibilidad de inhalación. La mayoría de los ácidos ymateriales alcalinos no afectarán al dispersante bioácido NuWell 310 a concentracionesinferiores al 25%.Este producto no se encuentra regulado como un material peligroso en virtud de lo plasmadoen 49CFR 172.101, así como por lo indicado por RECRA, SARA y CERCLA.Se pueden embarcar presentaciones de 1 galón y 5 galones por transportación terrestre porUPS.Se tienen disponibles datos adicionales sobre las características físicas y de manejo en laMSDS (hoja de datos de seguridad de producto) respectiva.

El dispersante bioácido NuWell 310 se encuentra disponible en presentaciones de 1-, 5-, 30- y55 galones.

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GUÍA DE DOSIFICACIÓN DISPERSANTE DE ARCILLAS NuWell 220

Tamaño Nominal del Pozo gal /ft L/ mIn mm Pozo Nuevo Pozo Antiguo Pozo Nuevo Pozo Antiguo2 51 0.0005 0.0009 0.0068 0.01113 76 0.0012 0.0020 0.0152 0.02514 102 0.0022 0.0036 0.0270 0.04465 127 0.0034 0.0056 0.0422 0.06976 152 0.0049 0.0081 0.0608 0.10038 203 0.007 0.011 0.081 0.13410 254 0.010 0.017 0.127 0.20912 305 0.015 0.024 0.182 0.30114 356 0.020 0.033 0.248 0.41016 406 0.026 0.043 0.324 0.53518 457 0.033 0.055 0.410 0.67720 508 0.04 0.07 0.51 0.8422 559 0.05 0.08 0.61 1.0124 610 0.06 0.10 0.73 1.2026 660 0.07 0.11 0.86 1.4130 762 0.09 0.15 1.14 1.8834 864 0.12 0.19 1.46 2.4236 914 0.13 0.22 1.64 2.71

Nota: El claro para superficie adicional deberá tratarse con 1 galón adicional de NuWell 220/500 galones de volumen de sistema de superficie (2 l/m³ de volumen de superficie).

PASO 1: Se deberá calcular el factor de dosificación (pozo antiguo o pozonuevo)

PASO 2: Se debe multiplicar la altura estática por el factor de dosificación.PASO 3: El producto se deberá mezclar y aplicar al pozo o al sistema de

circulación.

Ejemplo: Un pozo antiguo de 12 in, altura total = 600 ft, SWL = 50 ft

PASO 1: Factor de Dosificación = 0.024 gal/ftPASO 2: 550 ft x 0.024 gal/ft = 13 gal PASO 3: Se requieren 13 galones de polímero dispersante NuWell 220


(SWL por sus siglasen inglés)

Altura Estática(SH por sus siglas en

inglés)

ProfundidadTotal (TD por sussiglas en inglés)

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Referencias Johnson


DISPERSANTE BIOÁCIDO NuWell 310

DescripciónEl dispersante bioácido NuWell 310 es una sustancia química única polimérica-ácida, que es elproducto más efectivo disponible para eliminar biopelículas y dispersar sales minerales. Eldispersante bioácido NuWell 310 incrementa de forma significativa los efectos de cualquieroperación de limpieza ácida, es biodegradable y puede utilizarse para tratar sistemas de aguapotable y equipo relacionado.

Mantiene la reacción ácida, reteniendo los materiales en suspensión a niveles de pH de 3.0 omayores.Controla la formación de sedimentos porque evita la re-precipitación o la adhesión, para contarasí con una perfecta remoción del material biológico durante el tratamiento.Retira las masas de biopelícula relacionadas con tratamientos de oxidación por hierro yreducción por sulfatos y (de forma más prevaleciente), SUSTANCIAS QUE FORMEN bacteriasy que no son eliminadas mediante ácidos minerales por sí mismos. Evita la corrosión de superficies metálicas. La neutralización de hierro permite que la soluciónquímica remueva cualquier acumulación de compuestos de hierro y que a menudo ocasionan el tapado de los sistemas de agua.Protege todas las formas de metal del sistema y no ataca plásticos, neopreno o ningún otromaterial sintético, eliminando la necesidad de inhibidores de ácidos.Brinda pasivado de metales cuando se utiliza con ácido fosfórico.Aprobado por NSF para la limpieza de pozos de agua potable, así como sistemas de tuberías yfiltros.

AplicaciónEl dispersante bioácido NuWell 310 está diseñado para mezclarse con soluciones ácidas quemejoran la reacción de limpieza ácida. La dosificación estándar es de 3% (1 a 2% paramantenimiento). La dosificación del dispersante bioácido NuWell 310 puede fluctuar de 0.5 al 5% (por peso) de volumen de tratamiento. La concentración óptima depende del tipo y de la severidadde los depósitos. Johnson recomienda presentar el historial de construcción y operación del pozode manera conjunta con muestras de agua para su análisis de laboratorio para determinarcorrectamente la dosificación en grandes pozos tanto municipales como industriales.1. Se debe preparar una solución de agua, ácido y dispersante bioácido NuWell 310 que sea

igual a aproximadamente el 40% del volumen estático total.2. En un recipiente de tamaño adecuado primero se añade agua, después ácido y después el

dispersante bioácido NuWell 310. (Nota: ¡NUNCA añada agua al ácido! NO mezcle eldispersante bioácido NuWell 310 directamente en concentraciones comerciales de ácidolíquido debido a que podría ocasionar destrucción del polímero).

3. Aplique la solución-superficie homogéneamente en toda la zona de admisión, asegurándoseque haya contacto con las áreas afectadas a la concentración recomendada. Agite la soluciónde limpieza para mejorar la efectividad de la misma.

4. La solución deberá dejarse en contacto de 18 a 48 horas, dependiendo de la naturaleza de losdepósitos. Se deberá monitorear el pH y mantener éste por debajo de 3.0 durante eltratamiento. Si se requiere de ácido adicional (para disminuir el pH), añada una cantidad iguala aproximadamente el 20% de la cantidad inicial del ácido que se haya aplicado.

5. Descargue la solución ácida del pozo, neutralice la superficie y deseche de acuerdo con loestablecido en la reglamentación local.

Propiedades Físicas, Embarque y ManejoApariencia Líquido ÁmbarDensidad Aproximadamente 10 lb/galSolubilidad 20% por peso a 68oF(20oC)pH (tal y como se embarca) 2.3 El dispersante bioácido NuWell 310 es un líquido basado en ácido. Se deberá evitar el contacto

con materiales alcalinos u oxidantes fuertes. Se deberá utilizar equipo de protección,especialmente cuando exista la posibilidad de inhalación. La mayoría de los ácidos ymateriales alcalinos no afectarán al dispersante bioácido NuWell 310 a concentracionesinferiores al 25%.Este producto no se encuentra regulado como un material peligroso en virtud de lo plasmadoen 49CFR 172.101, así como por lo indicado por RECRA, SARA y CERCLA.Se pueden embarcar presentaciones de 1 galón y 5 galones por transportación terrestre porUPS.Se tienen disponibles datos adicionales sobre las características físicas y de manejo en laMSDS (hoja de datos de seguridad de producto) respectiva.

El dispersante bioácido NuWell 310 se encuentra disponible en presentaciones de 1-, 5-, 30- y55 galones.

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Referencias Johnson


UNSENCILLOAFORADORDECAUDALES

El medidor de orificio (ver ReferenciasJohnson Nov.-Dlc. 1977), que se empleaparamedirelcaudalodescargadeunpozode bombeo es el más difundido sistemaen uso en la Argentina. Sin embargo haysituaciones en las que este dispositivo nollenaconvenientementeelpropósito,comootros procedimientos que pueden serusadosparamedirelgastodeunaguacondescargalibre.

Como ejemplo considérese el caso enqueseempleeunabombadepistónoseuse aire comprimido (air lift), que tienendescargasirregulares.Esimposibleenesassituaciones alcanzar cierta precisión en la

mediciónoaúnunaestimación razonablemediante el empleo de un medidor deorificio salvo que se adopten mediosmuy elaborados (y generalmente pocoprácticos) para superar las pulsaciones oirregularidadesdelflujo.

Pero, por otra parte, es posiblefrecuentemente, obtener medicionessatisfactorias dentro de limites razonablesy correctos sí se emplean los llamados“Recipientes con Orificios”, tan pocodivulgadosennuestromedio.

El“RecipienteconOrificios”,enprincipio,está íntimamente relacionado al medidorde orificio que pretendemos reemplazar.Este dispositivo fue desarrollado en suforma más práctica por el Illinois StateWaterSurvey(ServiciodeAguadelEstadoIllinois, EE. UU.) hace más de dos décadas.Según la construcción original del IllinoisSurvey, consiste de un pequeño tanqueo recipiente cilíndrico cuyo fondo estáperforado con uno o más agujeros cuyodiámetroesdeexactamente25,4mm.(1”).Elaguaamedirserecibedentrodeltanqueysedescargaporlosorificiosde25,4mm.(1”).Elrecipientesellenaconaguahastaunnivel en el que la carga (presión) provocala descarga a través de los orificios paraequilibrarlaentradaalrecipiente.

Untubodevidriocalibradoounsimplepiezómetro se conecta a la pared delrecipiente, cerca de su fondo. En la parteexterior se coloca una escala vertical demanera que se pueda leer correctamentela distancia entre el nivel del agua y lacarasuperiorde losorificiosdel fondodeltanque. Una curva de calibración permiteconocerladescarga(caudalogasto)queseproduceatravésdeunsoloorificiode25,4mm. (1”) para diversos valores de presión(carga).

Fig.N°1.Efectuandolamedicióndeladescargadeunabombamedianteunrecipienteconcincoorificiosenelfondo.Seprocedealalecturadelaescalagraduada.

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Referencias Johnson


La descarga leída en esa curva semultiplicaporelnúmerodeorificiosusadosy se obtendrá el gasto total a través deldispositivo,esdecirendefinitivasetendráelcaudaldelabombaquesedeseeoperar.

La Fig. 1 muestra un “Recipiente conOrificios”hechoconuntambordegrasade60 Kg. Este dispone de cinco agujeros de25,4 mm. (1”) cuidadosamente perforadosenelfondo.Seapreciaconclaridadeltuboylaescalaparamedirelniveldelaguaqueestásobrelosagujeros.

SegúninformacionesdelSr.H.F.SrnithdelIllinoisWaterSurveytambiénsecomportósatisfactoriamente otro recipiente similarcon 10 agujeros de 25,4 mm. (1”). Ambosrecipientesfueronperforadosconagujerosperfectamente calibrados y los resultadosmostraron que el flujo por orificio eraidéntico para ambos casos, fueranempleados5o10orificiosIndistintamente.Esto indica que la misma curva puedeemplearse para recipientes con cualquiernúmerodeorificiosentreunoydiez.

LaFig.2muestralacurvatrazadaparaunorificio de 25,4 mm. (1”), según determinael laboratoriodel IllinoisWaterSurvey.Ellamuestra,porejemplo,quecuandoelaguatieneunnivelde417mm.enelrecipiente,elflujoatravésdeunagujeroesde3,3m3/hora.Sielrecipienteutilizadotuvieracincoagujeros, el gasto total con 417 mm. decargaseríade5x3,3m3/h.=16,5m3/hora.

En la Fig. 3 se muestran los detalles deconstrucción del recipiente. Igual que enelcasodelmedidordeorificio,losorificiosque se practican deben ser hechos conprecisión y con un montaje minucioso. Latolerancia para el diámetro del agujerodebe estar entre ± 0,15 mm, que es unatoleranciaprácticaparacasicualquiertaller.Elbordesuperiordebeserfiloso,lisoylibrede rebabas. El orificio debe ser con caraplanaenelextremosuperiorymontadodemanera que el eje a través del orificio seaparalelo al eje vertical del recipiente. Si seusamásdeunorificio,todosdeberánestaralineados para que ninguno sea más altoqueotro.

El “nipple” del tubo piezométrico debeenrasar con la superficie interna delrecipiente,consuejelongitudinalenángulorecto con el eje vertical del recipiente. Lacargamínimasobrelosorificiosseráde127mm.(5”)yademás,elrecipientedeberásersostenido firmemente en posición verticalcuandoestéenuso.

Debido al efecto del recipiente, quefuncionacomouncontenedorquemantieneunvolumendeaguarelativamenteamplio,estedispositivonormalmenteatenuarálaspulsacionesde losflujos irregularesde lasbombasapistón,demanerasuficientecomopara permitir promedios aceptables dedescarga,siemprequeelcomportamiento

Fig. N° 2. Curva de descarga para cada orificio dediámetro 25,4 mm. (1”) perforando en el fondo delrecipiente. Los valores obtenidos de dicha curva semultiplicaránporelnúmerodeorificiosparaobtenerladescargatotal

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Referencias Johnson


delabombanoseaexcesivamenteirregular.El efecto amortiguador es mejor con altascargaspiezométricas.

El “Recipiente con Orificios” es undispositivomuyútilquenoescostosoparaconstruir ni difícil de mantener. Se deberecordar,noobstantequesuconstruccióndesprolija y un manipuleo rudo destruirásuutilidaddisminuyendosuexactitudpordebajodenivelesaceptables.

PROYECTODEREGLAMENTOPARALAEJECUCIÓNDEPERFORACIONESDECAPTACIÓNDEAGUASUBTERRÁNEA1

1. INTRODUCCION

El presente reglamento normaliza losmétodos de construcción de perforacionespara captación de agua subterránea ypreservación de la fuente de captación,usodematerialesparasumayorvidaútil,yproyecto de perforaciones según el caudalpara asegurar la no sobre explotación delrecursohídricosubterráneo. Se ha basado fundamentalmente en elReglamentodeObrasSanitariasdelaNación(autorizado por expediente 45.509-I-1941)Especificaciones Técnicas de Pliegos deObras Públicas (ejecutadas Por ex AGOSBA,SPAR, etc.) y Pliegos de entes contratantesConcesionarios de Agua, y aportes demiembrosdeC.A.P.A.S. Elreglamentoencuestiónsibienpuedeserutilizadocomobase,entodoelterritoriodela República Argentina las especificacionesseajustanenmayormedidaalaconstitucióndel subsuelo de la región Noreste de laProvinciadeBuenosAires. La edición 2.002 es la primera, e intentatransformarse en un reglamento dinámicoconunaactualizaciónanual.

1.1.Tipos de Terreno factibles para laexplotacióndeagua Si bien cada zona tiene su característicashidrogeológicasparticulares,enelámbitodelaregiónNorestedelaProvinciadeBuenosAires se reconocen cinco formacionesprincipalesquesedescribenacontinuación: 1.1.a. Postpampeano (Edad Pleistotocenosuperior-Holoceno): En zonas elevadas está conformada porsedimentos limosos finos a arenosos, de

Fig. N° 3. Se muestra los detalles de construcción deunrecipienteconmúltiplesorificios.Véaseeltextodelartículoparalasexigenciasdesufabricación.

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Referencias Johnson


aspecto muy parecido a la Fm subyacente,conocidos como “pospampeano eólico”(Formación la Postrera en la zona costera yFormaciónJunínenelinteriorprovincial)conpermeabilidadesmedias. En las zonas bajas, concretamenterestringidas a los valles fluviales, puedereconocerselaFormaciónLuján,constituidapor limos arenosos de coloración gris averdosa,habitualmentericosenevaporitas

1.1.b Formación Pampeano (EdadPleistocenomedio-superior): Subyace a la cubierta edáfica y estáformado por sedimentos limo arenosos deorigeneólico(loess)yfluvial,conabundanteplagioclasa, vidrio volcánico y CO3Capulverulento, nodiforme y estratiforme(tosca). El espesor está controlado por losdesniveles topográficos y la posición deltechodelasArenasPuelches. La sección superior contiene a lacapa freática. La base está formada pordepósitospredominantementearcillososdecomportamiento hidrolitológico acuitardo,queleconfierenalasarenassubyacentesuncomportamientodeacuíferosemiconfinado.Además de la capa freática, el AcuíferoPampeano suele presentar otro miembroproductivo asimilándose el conjunto a unacuíferomultiunitario,concomportamientolibreenlasecciónsuperiorysemilibreenlainferior.

1.1.cFormaciónPuelcheoArenasPuelches(EdadPleistocenoinferior): Está integrada por una secuencia dearenas cuarzosas sueltas, medianas yfinas, blanquecinas y amarillentas, conestratificación gradada. Se superponenen discordancia erosiva a las arcillas de laFm. Paraná y constituyen el acuífero másimportante de la región por su calidad yproductividad. 1.1.dFormaciónParaná(EdadPlioceno): Tieneorigenmarinoyestá integradapordosseccionesdecaracterísticasdisímiles.Lasuperior, netamente arcillosa, de tonalidad

verdosa azulada y gris azulada, con fósilesmarinos, posee características entreacuícludas y acuitardas. La inferior, arenosaycalcárea,concomportamientonetamenteacuífero.

1.1.eFormaciónOlivos(EdadMioceno): Esdeorigencontinental,conparticipacióneólica y fluvial. Los sedimentos tienentonalidad rojiza por lo cual es conocidagenéricamente como “El Rojo”. Subyace ala Fm. Paraná mediante una superficie dediscordancia erosiva y está integrada porarcillasrosadasarojizasensusectorsuperior(acuícludo) y por arenas y gravas confrecuente presencia de nódulos calcáreos yyeso,enlabase(acuífero).

1.1.f Basamento cristalino (EdadPrecámbrico): Constituye la base impermeable delsistema hidrológico subterráneo. Estáconformado por rocas cristalinas del tipogneis granítico, que por su textura carecendeporosidadprimariayporlotantoactúancomoacuífugas.Sólopuedentransmitiragua,perogeneralmenteencantidadesreducidas,a través de fisuras (esquistosidad, diaclasas,fracturas).

1.2TiposdePerforación Dentro de los diferentes tipos deperforaciónseconsideranlassiguientes:

1.2.a.Perforacionesdecaptacióndeaguapotable. Sea en terreno Pampeano o terrenoPuelchense debe tomarse estricto cuidadopara que la construcción no presentedefectos constructivos que provoquen lacontaminacióndelpozoyconsecuentementeelacuíferoacaptar.

1.2.b.Perforacionesdecaptacióndeaguaparariego. Sibiensonperforacionescuyasaguasnoson destinadas para consumo humano ynormalmentenotienenexigenciassanitariasestrictas, deben guardar características

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Referencias Johnson


Esperamossusopiniones,comentariosonotasquepudieransurgirapartirdeestaslecturasytemáticasaquípublicadas.

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Estimadolector,

constructivasparanocontaminarelrecursohídrico subterráneo, por el aporte deherbicídas y\o plaguicidas en superficie,entubando la primera parte entre los 10y 30 metros según la zona y cementarreglamentariamente.

1.2.c.Perforacionesdeaguaparadepresióndecapafreática. Este tipo de perforación, por el tipode uso, profundidad y siendo ejecutadasgeneralmentealacapafreática,puedenreunirexigenciassanitariassencillas,siemprequesemantengan sobre de la capa impermeable,esfundamentalelcegadodeabandonodelpozo. El principal cuidado a observar es elarrastredematerialdelsubsuelo.

1.2.d. Perforaciones para instalación dejabalinas. Tienen consideraciones similares a lasestablecidasparalasdeproteccióndepresióndecapa.

1.2.e. Perforaciones piezométricas y parainstalacióndelimnigrafos. Tienen consideraciones similares a lasestablecidas en item. 1.2.c. y 1.2.d.. Sonutilizadas para la medición de niveles deacuíferos

1.2.fPerforacionesdeproteccióncatódica. SonPerforacionesconlaúnicafuncióndeinstalaránodosdesacrificio. Laprincipalexigenciaquedebeposeeresnoproducirunacomunicaciónentredistintosacuíferos que pueda ocasionar variacionesen calidad del agua, Se debe establecer endetalleelperfillitológicosegúnlasdistintasprofundidadesyunprogramadeaislamientodeacuíferos.Nodebenutilizarsematerialescontaminantes.

1.2.g.Perforacionesdecaptacióndeaguaalhipopuelcheo2dacapaascendente. Encapasdemayorprofundidad,noesparaaguapotable,sinoquemayoritariamentesuuso es recreativo o industrial, deberá tenernormas estrictas constructivas para evitarcontaminaciones y filtraciones tanto delnivelfreático,pampeanoodelpuelchecomodel acuífero salino. Deberá respetar normasestrictas de calidad de materiales paraque los mismos con el paso del tiempo noprovoquen contaminaciones al acuífero deaguapotableexplotableenlaregión.

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Referencias Johnson


g.e.s.a - gravafilt · agua proyectados con fuerza y velocidad a través de las aberturas de los...

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