Se muestra de forma gráfica la implantación del pozo de bombeo y pozo de observación, así como el diagrama del sistema de bombeo Pozo – Tanque.                                                                                                                                                                   

Vista 3D del esquema de pozo y piezómetro

 Sección del Acuífero con pozo y piezómetro

Planta del esquema de pozos con tanque de almacenamiento

Sección del esquema de pozos con tanque de almacenamiento

Una vez se ha comprendido de forma general el funcionamiento del sistema, se procede a analizar la información disponible y particular del problema.

Se tiene que el pozo posee una profundidad total de 600 metros con multiranuras, es decir la tubería del pozo tiene múltiples aberturas para la entrada de agua en las capas permeables. La posición del primer filtro está a una profundidad de 93 metros como se muestra en la figura de abajo, y la longitud total filtrante de la tubería es de 102 metros (espesor saturado) el cual representa un 26 % de la tubería de revestimiento por debajo del primer filtro. La interpretación se muestra en el siguiente dibujo a escala.

Vista en sección del esquema del acuífero y pozo.

La longitud filtrante de 102 metros representa el 26 % de la longitud de revestimiento de la tubería por debajo del primer filtro, esto quiere decir que la tubería de revestimiento (el 100%) por debajo del primer filtro serian de nos 392 metros, por tanto, la tubería de perforación no penetra los 600 metros del pozo sino hasta 485 metros respecto a la superficie.

Longitud de revestimiento por debajo del primer filtro:

La longitud total de entubación será igual a:

                                           392 + 93 = 485 metros

En cuanto a la información del material del acuífero luego del análisis de los estudios se tiene que el mismo está formado por una masa arcillo-limosa con múltiples pasadas de arenas limpias y arenas arcillosas; cada una de las cuales es de tamaño métrico, sin comunicación entre ellas. Para el presente estudio se aprovecharán las capas permeables a lo largo de tubería ranurada para la captación y bombeo del agua.

Se realizó una prueba de bombeo para la obtención de los distintos parámetros hidrogeológicos y funcionamiento del pozo, para ello se tomaron los descensos en el pozo de bombeo y en piezómetro los cuales nos permiten luego del análisis hidráulico la obtención de dichos resultados.  Los niveles tomados tanto en el pozo como en el piezómetro se colocan al final de este documento como anexo.

La prueba se hizo para caudal variable, sin embargo, estos caudales variables no fueron a tasa fija, es decir en tiempos constantes, sino que los tiempos en que se varió el caudal también fue variable (incluyendo la recuperación con caudal cero) lo que nos permite analizar los datos tanto en el piezómetro como en el pozo de bombeo para la obtención de distintos resultados como los parámetros hidrogeológicos, el rendimiento o eficiencia del pozo y el diseño de la bomba.

De los datos observados de los descensos en el pozo o el piezómetro a lo largo del tiempo se tiene que los niveles nunca se estabilizan para largos periodos de tiempo o al final de la prueba y también tomando como referencia la composición hidrogeológica de los materiales del acuífero se puede concluir que el acuífero es confinado. 

Análisis de los datos medidos en el pozo y piezómetro

Se procedió a graficar los descensos del pozo vs el tiempo para analizar el comportamiento de dichos descensos y como afecta la variación del caudal los niveles, asimismo se graficaron las profundidades en el piezómetro donde una vez obtenido este resultado se procedió a restar dichos valores de profundidades del nivel estático (t=0) para obtener los descensos. Finalmente se unieron los dos gráficos en uno para mostrar los descensos tanto en el pozo de bombeo como en el piezómetro.

Descensos en el Pozo de bombeo

Profundidades en el Piezómetro

Descensos en el Pozo de bombeo y el piezómetro

Determinación de los parámetros Hidrogeológicos

Para este análisis el objetivo es determinar la transmisibilidad T y el coeficiente de almacenamiento S. Para este caso se trabajó con los datos del piezómetro para la estimación de estos parámetros ya que sabe que el mismo se encuentra en el acuífero al cual pertenecen dichos parámetros. Cabe mencionar que debido a las pérdidas que se generan en el pozo de bombeo y por este no estar directamente en el acuífero no es posible determinar el coeficiente de almacenamiento S directamente en el pozo. También es cierto que la prueba de recuperación del pozo brinda un parámetro de transitividad más confiable que en el piezómetro.

Otro punto importante es que los parámetros hidrogeológicos T y S determinados en el piezómetro por lo general se hacen para pruebas con caudal constante. Como la prueba se hizo a caudal variable se seleccionará el tramo amplio de tiempo para un caudal de 110 l/s para analizar dicho tramo y obtener los parámetros, es decir se asumirá que en ese tiempo la prueba fue a caudal constante de 110 l/s y se calcularan los parámetros del acuífero.

Para calcular dichos valores se analizaron los valores de los niveles en el piezómetro que se leyeron en el rango cuando se estaba bombeando el caudal de 110 l/s, es decir se tuvieron que ubicar esos valores que no están directamente colocados en el piezómetro.

Valores a analizar para la determinación de T Y S

A continuación, se muestra el sector de la gráfica para el cual se utilizará para la determinación de T y S.

 Rango de valores seleccionados para determinar T y S

Se procedió a graficar los valores de los descensos del piezómetro en papel Doble-alogaritmico y se remarcó la zona de los valores que se tomaran en cuenta para la determinación de T y S.

Valores de los descensos del piezómetro.

Para el cálculo de los parámetros hidrogeológicos se utilizará el criterio de Theis para acuíferos confinado, por tanto, se superpondrán las gráficas teóricas de Theis vs los valores de la prueba de bombeo para tomar el mejor ajuste posible. Este proceso se comparará con el resultado utilizando la herramienta computacional Aqtsolve.

A continuación, se muestra la gráfica de la curva teórica de Theis la cual representa la relación entre los valores de 1/u  vs la función W(u) graficados en papel doblemente logarítmico. Tanto los datos como la gráfica se muestran a continuación.

Curva teórica de Theis

Una vez se tienen las dos graficas por separados tanto la de la curva teórica de Theis como la de los valores de descensos vs el tiempo en el piezómetro medidos a partir de la prueba de bombeo en papel doblemente logarítmico se superponen para realizar el mejor ajuste posible. Para este caso se superpuso la zona donde se bombean los 110 l/s es decir los descensos entre los 1284 a 3329 minutos y de allí se obtuvo el descenso y tiempo para incluirlos en las ecuaciones de Theis y obtener los valores de Transmisividad y Coeficiente de almacenamiento. Las ecuaciones utilizadas se muestran a continuación.

S = coeficiente de almacenamiento; s = descensos  

T= Transmisividad

En la gráfica anterior se muestra la superposición de las curvas mencionadas, situándose la zona a estudiar dentro del recuadro para los tiempos de interés. Para calcular el valor del descenso y tiempo para introducirlo dentro de la ecuación se hizo una pequeña programación en Excel para ajustar los puntos y la curva hasta obtener los siguientes valores

s (m) = 1.1

t (min)= 0.95

Dichos valores se introdujeron en las ecuaciones anteriores obteniéndose una transmisividad T = 687.54 m2/d y un coeficiente de almacenamiento S = 0.00201596. A continuación, se muestra la hoja de Excel de elaboración propia donde se muestran los resultados obtenidos y también se muestra una comprobación de dichos resultados a través del programa AqtSolve, los cuales dieron valores muy parecidos.

Determinación de T y S automatizado

 Determinación de T y S con AqtSolve

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