Prueba de bombeo acuífero Rukus-Puno evalúa recursos hídricos
1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL
ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERIA
AGRICOLA
TEMA: PRUEBA DE BOMBEO
AREA: AGUAS SUBTERRANEAS
DOCENTE: Ing. Audberto Millones Chafloque
PRESENTADO POR:
• Apaza Machaca Manuel Lizandro
• Coila Mamani Judith Marilia
• Condori Huayta Sergio Luis
• Copaja Lauracio Luz Georgina
• Galindo Contreras Boris Genaro
• Paricoto Gutierrez Yessy
• Vilca Quispe Milton Jafet
2. INTRODUCCION
En la actualidad, el agua extraída del subsuelo abastece a diversos
sectores, pueblos y comunidades, sin embargo el agua en el subsuelo
tiene un comportamiento complicado, mismo que ha requerido de
muchos años de estudio y experimentación para poder entenderse de una
manera adecuada.
Las pruebas de bombeo, son la principal herramienta disponible para el
estudio del comportamiento del agua en los acuíferos y pozos, predicción
de caudales y abatimientos futuros, así como la obtención de valores
representativos de las características de los acuíferos, tales que no tengan
el carácter local y la dudosa validez de los ensayos de laboratorio.
3. Las pruebas de bombeo representan un costo económico alto por lo
cual es necesario hacer una planeación correcta con el objetivo de
evitar errores, no solo en su ejecución, sino también en la obtención de
datos .
4. ANTECEDENTES
Se procedió a realizar la perforación del pozo exploratorio Rukus- Puno
que forma parte de los estudios de alumbramiento de aguas
subterráneas del proyecto de saneamiento denominado “
Mejoramiento y Ampliación del servicio de Agua Potable y saneamiento
Básico del Centro Poblado de Rukus “ con un monto de servicio de S/
124,917.23
5. OBJETIVOS
Indicar los resultados de las pruebas hidráulicas y análisis de calidad del
recurso hídrico del pozo exploratorio Rukus-Puno.
Identificar el caudal mediante el proceso de proceso de prueba de
bombeo en su etapa de caudal variable y constante.
6. Ubicación
UBICACIÓN POLITICA
DEPARTAMENTO : PUNO
PROVINCIA : AZANGARO
DISTRITO : CHUPA
CENTRO POBLADO : RUKUS
Las vías de acceso a la comunidad de Rukus son por vía terrestre a través
de una trocha carrozable partiendo de la ciudad de Juliaca con una
duración aproximadamente de 3 horas y 10 minutos.
7. Información básica:
La metodología para realizar una prueba de bombeo consiste en bombear un pozo que esté
perforado en el acuífero que se desea estudiar, durante un cierto tiempo, a un determinado
caudal y medir la evolución del nivel piezométrico debida al bombeo
A partir del Comportamiento de los abatimientos de los niveles, la distancia entre los pozos
de observación y el pozo bombeado y el caudal de bombeo, se puede obtener información
sobre las características del acuífero
Y también obtener datos de recarga para definir y confirmar el tipo de respuesta hidráulica
del acuífero.
Las pruebas de aforo suministran información sobre el caudal de bombeo óptimo y
profundidad a la que se debe colocar la bomba.
8. Conceptos preliminares
Hay que contar con información sobre la geología e
hidrología superficial, a fin de conocer las
características del acuífero.
Es necesario tener presente si el acuífero que se está
estudiando se encuentra cerca de una barrera
impermeable o de recarga al momento de analizar los
datos de la prueba.
9. Puntos importantes
El conjunto motor-bomba debe ser capaz de trabajar continuamente a caudal constante durante la duración de la
prueba.
El pozo de bombeo y los de observación deben ser fácilmente sondeables.
El caudal de descarga en el pozo de bombeo debe ser medible directamente.
El agua extraída no debe retornar al acuífero.
El sitio donde se localiza el pozo debe ser de fácil acceso para el personal y el equipo.
El pozo de bombeo debe ser totalmente penetrante (preferentemente).
Los pozos de observación deben estar, en general, entre 10 y 100 m de separación del pozo de bombeo, en
función del tipo de acuífero y duración de la prueba.
Se deberá conocer el diseño final y materiales geológicos atravesados por los pozos de bombeo y observación.
El gradiente hidráulico de la superficie piezométrica o freática, antes de iniciar la prueba, debe tender a cero al
menos en el área de influencia de la prueba.
Es conveniente que los pozos de bombeo y observación no se localicen en el área de otros pozos en operación, en
caso contrario, se debe conocer a detalle el régimen de operación de estos pozos.
10. Características del pozo de bombeo
La prueba comenzará hasta que el nivel del agua en el mismo
pozo se encuentre en reposo total.
Si no existen pozos de extracción en el sitio seleccionado para
la prueba, se tendrá que construir uno para tal fin.
Los pozos construidos para pruebas de bombeo no
necesariamente requieren de un gran diámetro, estos pueden
ser equipados con bombas de succión colocadas en la
superficie del terreno.
Es fundamental conocer el diseño constructivo y corte
litológico de los pozos.
La bomba debe ser capaz de operar continuamente por 3 ó 4
días a una descarga constante.
La capacidad de la bomba y la magnitud de la descarga,
deberán ser lo suficientemente grandes para producir
abatimientos medibles en el pozo de bombeo
12. La parte más importante de una prueba de bombeo es medir el
abatimiento (o recuperación) de niveles piezométricos en los
pozos de observación y en el de bombeo durante toda la prueba.
Como el abatimiento y la recuperación de los niveles son
mayores durante las primeras dos horas, las lecturas se deben
realizar a intervalos cortos, estas se van aumentando conforme
se prolonga el bombeo.
Realización de las pruebas
El pozo debe estar en su nivel estático para iniciar el bombeo,
no puede estar en recuperación.
Antes de iniciar se deben tomar las medidas necesarias de
seguridad, luego proceder a revisar, verificar que el equipo y
las herramientas para la generación de la prueba esté
disponible y en buenas condiciones.
13. Instalar la sonda (eléctrica o
manual) para medir el nivel del
agua, y el equipo para medir el
caudal.
Medir la profundidad del pozo, y
el nivel del agua (estático y
dinámico) con la sonda, datos
tomados antes de iniciar el
bombeo y durante el mismo
hasta el cese del mismo.
Determinar el tipo de prueba
que se realizara, desde el punto
de vista del caudal extraído, las
pruebas de pozo se realizan a
caudal constante o variable.
Se deben registrar los datos del
descenso del nivel de agua que
se toman con la sonda,
posterior a la tercera hora, el
descenso de nivel de agua
pueden tomarse cada hora.
No. De
Lectura
Tiempo a partir del
Inicio de bombeo
No. De
Lectura
Tiempo a partir del
Inicio de bombeo
1
Antes de iniciar el
Bombeo (o antes de
Suspenderlo)
17 30 minuto
18 40 minuto
19 50 minuto
2 15 segundos 20 1 hora
3 30 segundos 21 1:20 hora
4 45 segundos 22 1:40 hora
5 1 minuto 23 2 hora
6 2 minuto 24 2:30 hora
7 3 minuto 25 3 hora
8 4 minuto 26 4 hora
9 5 minuto 27 5 hora
10 6 minuto 28 7 hora
11 8 minuto 29 9 hora
12 10 minuto 30 13 hora
13 12 minuto 31 19 hora
14 15 minuto 32 25 hora
15 20 minuto 33 31 hora
16 25 minuto 34 39 hora
14. El registro de los niveles del agua en la prueba de bombeo a
caudal variable, se hace cada hora. Al terminar este tiempo, se
apagaba la bomba, y se espera que el pozo recuperare su nivel
estático.
Registrar los datos de recuperación, una vez terminado el bombeo
el nivel del agua dejara de descender y comenzara a subir hasta su
posición original.
Para la prueba de bombeo a caudal constante, al finalizar el
bombeo, se debe proceder a tomar las medidas de recuperación,
con la misma secuencia de tiempos utilizada durante la etapa de
abatimiento.
La recuperación del pazo se mide hasta alcanzar el nivel estático
inicial del pozo, o por los menos el 90% del abatimiento total.
Al finalizar la prueba en el campo, se procederá a realizar el
informe correspondiente a los datos obtenidos.
15. 3.3. Equipos
Los equipos y materiales que se utilizaron
en la prueba de bombeo.
Una bomba sumergible de una
capacidad de 3 litros por segundo
Un motor diesel de 220 voltios y con una
una frecuencia de 50 jerz
16. Una wincha de lona, la cual servira para
medir los abatimientos
Una sonda electrica, la cual indicará por
medio de un sensor, una señal que sera
una luz led, o un pitido al hacer contacto
con el agua
17. Un cronometro para fijar las
medidas de los descensos, en
los tiempos correspondientes
Hojas diseñadas para
registrar datos de caudal, nivel
estático, nivel dinámico y
abatimientos.
18. Con la sonda eléctrica, la wincha, el
cronometro, y la hoja de datos se realiza el
procedimiento de forma manual
Mientras que con el dispositivo levelogger
19. 3.4. Información básica del Pozo
El pozo exploratorio Rukus ha quedado con las siguientes características:
Profundidad : 31.20m
Diámetro de Perforación : 8”
Diámetro de tubería de producción : 8”
Material del tubo de revestimiento : PVC: SAP. C-10.
Longitud de la tubería de producción : 29.40 m.
Longitud de tubería ranurada (filtro) : 15.00 m.
Aberturas de las Ranuras : 2 mm.
Forma de las Ranuras : vertical.
Densidad de las ranuras : 492 ranuras por fila
Espaciamiento entre ranuras : 5.00cm
20. Grava en el fondo : 1.80metros
Sello superficial : Caja de Concreto más tapón
Nivel Dinámico : 2.75 m
Nivel Estático : 2.90 m
Caudal de Demanda : 0.98 l/s
Caudal de Especifico : 1.0 l/s/m
3.4.1. Perfil Litológico
La zona de estudio presenta diversos depósitos recientes que se encuentran
formando valles, depresiones y planicies. Entre los principales depósitos
tenemos al Morrenico, fluvioglaciar, fluviolacustre y otros que están constituidos
por clastos arenosos, clastros subredondeadas en matriz arenosa, gravas
intercaladas con limos respectivamente
21. •Perfil Litológico de Campo
El perfil litológico de las muestras extraídas de pozo tubular de 8” de diámetro y
31.20m de profundidad; presenta configuración de material poco y medianamente
consolidado con capas de arcilla limoso marrón rojiza y combinaciones de ambas;
con los primeros 6m, con arena media y arena gris fina con abundante arcilla
aluvial con tonalidades.
•Toma de Muestras
La toma de muestras se realizó cada dos metros lineales de profundidad en la parte
parte inicial de la perforación y en la parte final se varió a cada un metro lineal
Diseño de Técnico del Pozo
En función al análisis del perfil litológico de campo, análisis granulométrico de las
muestras e intercambio de criterios técnicos entre el ingeniero geólogo del
Consorcio PRO Rural y el supervisor del Programa Nacional de Saneamiento Rural
se identificó en el acuífero
22. Prueba de verticalidad
Se realizó para verificar que durante el proceso de perforación el eje central esta
no haya sufrido desviaciones fuera de los límites permitidos (relación desviación
/profundidad).
23. Pruebas Hidráulicas
Las pruebas hidráulicas abarcaron un total de 80 horas distribuidas
en ensayos de bombeo a caudal variable y a caudal constante; este
procedimiento estuvo a cargo de un hidrogeólogo senior y apoyo
técnico de un hidrogeólogo.
Las características hidráulicas se presentan a continuación:
Nivel Estático : 2.90 m
Nivel Dinámico : 2.75 m
Caudal : 3.20 l/s
Tubería de descarga : 2" pulg
Altura de bomba sumergible: 20.40 m
Pruebas Hidráulicas
24. Bomba y Motor
Marca MEBA
Bomba tipo sumergible
Modelo 4STM10-13
Capacidad 3.0 L/s
Profundidad 21.0 m
Marca Motor: REAL POWER BASE
Tipo Diésel
Voltaje 220v
Frecuencia 50Hz
Tubería de descarga de 2"
Equipo de Bombeo
25. Prueba de a caudal constante (Rendimiento)
El pozo fue sometido a una explotación de inicial de 24 horas las cuales
fueron desechadas debido a registros erróneos producidos por el grupo
electrógeno que alteraban el funcionamiento del equipo de bombeo, luego
de superado el problema se procedió a hacer un nuevo registro con una
duraci6n total de 52 horas de bombeo y 13 horas de recuperación; no se
procedió a extender hasta las 72 horas debido a que al caudal propuesto para
esta prueba el nivel dinámico se estabilizo dando indicios suficientes para los
respectivos cálculos que se hicieron con la finalidad determinar los
parámetros hidráulicos del acuífero como la permeabilidad y Transitividad.
Resumen de ensayos realizados
26. RESUMEN DE ENSAYOS REALIZADOS
Prueba a caudal constante
Se procedió a hacer un registro con una
duración total de 52 horas de bombeo y
13 horas de recuperación; no se procedió
a extender a mas horas, debido a que con
el caudal propuesto para esta prueba, el
nivel dinámico se estabilizo dando indicios
suficientes para los respectivos cálculos
que se hicieron con la finalidad determinar
los parámetros hidráulicos del acuífero
como la permeabilidad y Transitividad.
31. Prueba a caudal variable
Se realizó esta prueba con la finalidad
de obtener los caudales opítimos de
producción para el pozo de prueba. La
prueba se desarrolló en tres ciclos de
bombeo con caudales de 2.5, 2.75 y 3
litros por segundo con intervalos de
duración de una hora; el periodo de
recuperación fue de 14 horas. Los datos
de registro se muestran a continuación:
32. Esquema de instalación de la prueba de
bombeo
La disposición del equipo de bombeo fue tal y como se
muestra en la Figura, la profundidad instalada de la
bomba sumergible a 23 metros.
33. Resumen de ensayo a caudal
variable
Fecha:
N:E./Suelo:
N:E:/P:R: 2.9 m P.R.: 0.00 m
N:E/Suelo Caudal N.D/Suelo
(m) (l/s) (m)
2.90 0.00 2.90
I 2.90 2.50 4.00
II 2.90 2.75 4.18
III 2.90 3.00 4.90
Regimen
6 de junio del 2017
2.9 m
Con la finalidad de determinar la capacidad
productora del pozo determinado y tener el
conocimiento para seleccionar el equipo de
bombeo definitivo, se realizó la prueba de
rendimiento, en donde se ha podido establecer
claramente tres regímenes diferentes de bombeo.
Teniendo en consideración estos resultados, se ha
definido que se tiene un acuífero de alta
producción en donde se ha obtenido un caudal
máximo de 3.00 l/s. para un nivel dinámico de 4.90
m.
34. No se cuenta con pozos aledaños, ni fuentes de agua cercanos
al pozo tubular Rukus; siendo el pozo más cercano un pozo
tubular de 8” con 30 metros de profundidad y se encuentra a una
distancia aproximada de 3 km.
35. 4.3.1. Caudal especifico del pozo
Se utilizó el dato de la prueba de bombeo a caudal variable
(escalonada) y cuyos resultados se muestran en el siguiente cuadro:
Cuadro N° 10: Caudal Especifico del pozo
0 0 0 1.35 0 1.35
1 2.5 1.2 2.5 1.0 2.5
2 2.8 0.2 2.7 1.0 2.7
3 3.0 0.3 3.0 1.0 3.0
- 1.65 - 1 -
Abatimiento
(m.b.n.t)
Etapa Caudal
Descenso
Parcial (m)
Descenso
acumulado
(m)
Rendimiento
Especifico
(l/s/m)
Bajo las condiciones presentadas el caudal especifico del pozo es de 1.0
l/s/m de descenso dinámico del pozo lo cual es un estimativo que nos
abastara con suficiencia la demanda del proyecto que es de 0.98 l/s.
36. Para la zona se ha considerado como coeficiente de Transitividad promedio de
0.0019 m^2/s, que es el promedio de las pruebas realizadas en la zona evaluada
4.3.2. Análisis de interferencia
La distancia que existe entre el centro del pozo y el lugar donde la depresión de la napa e nula
(h=0 m), por efecto del bombeo, consiste el radio de influencia del pozo denominado radio de
influencia absoluto (Ra); en la práctica se puede considerar una pequeña tolerancia de
depresión (h = 0.1 m), que no incida significativamente en la producción de pozos vecinos,
denominando a este fenómeno como radio de influencia relativo o tolerable (Rr), cuya expresión
genérica tiene la fórmula:
H = 0.183 Q/T log. 2.25 Tt/r^2S
Donde:
r = Radio de influencia del pozo (m)
T = Coeficiente de Transmisividad (0.0019 m^2/s)
t = Tiempo de bombeo (variables)
S = Coeficiente de almacenamiento (0.10)
Q = Caudal de diseño (0.0032 m^3/s)
H = Abatimiento (0.00/0.10 m)
37. Radio Absoluto (Ra):
H = 0.00 m Ra = 1.5 (Tt/S)^0.5
Radio de influencia Relativo (Rr)
H = 0.10 m. Rr = (2.25 Tt/S * 10^a)^0.5 a = hT/0.183 Q
Para diferentes tiempos de bombeo se ha calculado los siguientes radios de influencia
absolutos y relativos.
Cuadro N° 11: Radio Absoluto
Tiempo de bombeo (Hrs) 4 8 12 16 18 20 24
Radio de influencia (m) 25 35 43 50 53 55 61
Radio de influencia Absoluto (Ra)
Cuadro N° 12: Radio Relativo
Tiempo de bombeo (Hrs) 4 8 12 16 18 20 24
Radio de influencia (m) 17 24 30 34 36 38 42
Radio de influencia Relativo (Rr)
38. Es decir que la separación máxima que puede tener 2
pozos que trabajen de manera simultánea y exploten 3.2 l/s.
cada uno durante 18 horas continuadas de bombeo será de
106 m. para un radio de influencia absoluto y de 68 m. para
un radio de influencia relativo, valores que pueden ser
considerados dentro de los márgenes de seguridad para la
normal operación de los pozos vecinos.
39. De acuerdo a la prueba hidráulica efectuada la eficiencia del
pozo perforado es de 1.0 l/s/m, lo que indica que el acuífero
encontrado es de alta productividad y cuyo caudal de
producción abastecerá a la demanda de agua con suficiencia
durante la vida útil del proyecto de manera permanente y
sostenible.
El pozo presenta un rendimiento explotable de 3.2.l/s con un
nivel dinámico de 4.9m.
CONCLUSIONES
40. RECOMENDACIONES
Tener un buen estudio hidrogeológico para poder ubicar
la exploración de un pozo y hacer factible su explotación.
Contar con datos y software adecuados para poder hacer
el cálculo de datos del pozo.
Contar con personal capacitado para la realización de
este tipo de proyectos.
Preservar el medio ambiente evitando producir impacto
ambiental.