La construcción de un pozo profundo tiene un costo elevado, esto es debido a que para iniciar la perforación se parte de un estudio indirecto que se complementa con la experiencia e información de la zona, si la construcción del pozo se realiza bajo esta línea, las probabilidades de que se pueda captar agua en el pozo profundo son mínimas, pasando a ser un solo gasto sin beneficio.
Con el fin de evitar gastos, durante el proceso de construcción del pozo profundo se ha creado un punto intermedio donde se permite analizar información real y precisa del sitio de perforación obtenida durante la primer etapa. Para su comprensión se define a la primer etapa como la perforación exploratoria ya la segunda etapa como la terminación del pozo.
Debido a la heterogeneidad del subsuelo, aún cuando se disponga de estudios previos, de exploraciones indirectas o de datos acerca de pozos circunvecinos, las condiciones hidrogeológicas existentes en un sitio sólo pueden conocerse con detalle a través de una exploración directa. Por ello, cualquiera que sea su objetivo, todo pozo tiene en principio un carácter exploratorio.
Independientemente del método empleado, la perforación permite recabar información acerca de las condiciones hidrogeológicas locales a través de los registros y pruebas del pozo pruebas de penetración, cortes litológicos, Registro eléctrico (en el interior del pozo). El registro eléctrico es la medición por método directo de las propiedades físicas de los materiales cortados por una perforación exploratoria, que en función de la resistividad del suelo determina la existencia de zonas permeables en la perforación exploratoria.
Todos los registros apuntados se complementan entre sí, por lo que deben ser interpretados conjuntamente. Como resultado, se puede determinar con certeza la ubicación, litología y espesor de los acuíferos: la distribución vertical de la carga hidráulica, y la calidad del agua que contienen.
Con base a la interpretación de la información obtenida en esta etapa si el sitio de la perforación exploratoria tiene posibilidades de captar agua, se autoriza continuar la terminación del pozo profundo, y el ingeniero geólogo determina el diseño final del pozo. Si la probabilidad de captar agua es negativa, la orden sería suspender los trabajos y se buscaría una nueva ubicación la perforación exploratoria.
1. 8. 3. 2. Diseño del pozo
Se entiende como Diseño del Pozo a los procedimientos encaminados a determinar las dimensiones adecuadas de su estructura física. Los objetivos de un buen diseño son: Un rendimiento y larga vida útil, y agua de buena calidad a un costo razonable.
En el diseño del pozo se determina y dimensiona los siguientes parámetros: profundidad del pozo, diámetro y material de ademe, diámetros de ampliación de la perforación exploratoria, longitud de tubería lisa para ademe, longitud de la tubería de cedazo, tipo de cedazo, además de algunos parámetros como los son el tipo de filtro y su protección sanitaria, que son determinantes para el mejor funcionamiento del pozo y la obtención de agua de buena calidad y libre de contaminantes.
1. 8. 3. 3. Terminación del pozo profundo
a) Ampliación de la perforación.
La etapa de terminación se inicia con la ampliación de la perforación exploratoria hasta un diámetro y profundidad que el diseño del pozo indica. La ampliación también abarca la preparación de la zona donde se instalara el contra ademe, que en ocasiones se realiza en la primer etapa con el fin de proteger a la perforación de posibles derrumbes.
b) Ademado (entubar).
Seguida de la ampliación se procede a ademar (entubar), asegurando la alineación, y nivelación a fin de obtener la verticalidad del entubado, la unión se realiza con soldadura de arco eléctrico, si el ademe es de acero o si el ademe es de PVC con coples especiales, el contra ademe es instalado con los mismos criterios y cuidados.
c) Filtro de grava.
En el espacio anular entre el ademe y las paredes de la perforación, se instala un filtro de grava de las características indicadas en el diseño del pozo. El filtro de grava además de la acción de filtrar, mantiene la verticalidad y la posición rígida de la tubería. Existen salvedades cuando no se adema el pozo, obviamente el filtro de grava no se instala, tal es el caso cuando se cortan rocas consolidadas fracturadas. Una buena selección del tamaño del filtro de grava sumado con una correcta colocación evita que
el pozo sea productor de arena.
La producción de arena en un pozo es uno de los mayores problemas que afectan aun sistema que se abastece de agua por este medio, ya que provoca daños a impulsores, tazones, columnas de descarga, válvulas, líneas de conducción, red de distribución y otros componentes, reduciendo su vida útil e incrementando los costos de mantenimiento.
Como ejemplo, si de un pozo de 60 I/s se extrae una cantidad de arena de 20 mg/l, en un periodo de 4 meses (2,880 horas), habrá removido una cantidad de 12.44 toneladas de arena (con un peso específico de igual a 1.5 ton/m3) lo cual representa un volumen de 8.29 m3, extraído del acuífero. Si se sacan grandes cantidades de arena, se provoca la formación de cavidades subterráneas que, al colapsarse alrededor del pozo, llega en ocasiones a tapar la zona ranurada del tubo de ademe o en casos extremos se colapsa el ademe del pozo. Analizando el deterioro del equipo de bombeo, esta cantidad de arena manejada traerá como consecuencia un deterioro prematuro del equipo de bombeo.
El aforo consiste en efectuar la medición del nivel del agua que se presenta en el interior del pozo, cuando se extrae de él un determinado gasto. Estas mediciones se efectúan para diferentes gastos. El aforo se realiza después de haber desarrollo del pozo.
La prueba de aforo es una operación que se realiza para determinar; el caudal óptimo,
los niveles de funcionamiento del pozo, el abatimiento del nivel estático en función del gasto, y la eficiencia del pozo. El objetivo es llegar a conocer el funcionamiento de los pozos y del acuífero, con el fin de explotar a éste último adecuadamente.
La prueba de aforo se realiza con una bomba vertical tipo turbina, con una columna de longitud tal, que la bomba no succione aire al abatirse el nivel del agua. La bomba es accionada por un motor de combustión interna capaz de variar las revoluciones (rpm). Para la toma de lecturas se cuenta con un dispositivo de medición de caudal, para evaluar los niveles se emplea una sonda preferentemente eléctrica, que permita medir con precisión y rapidez los descensos del nivel del agua subterránea. Con el aforo se obtiene la siguiente información: