NTC 5539 Pozos Profundos de Agua

NORMA TÉCNICA

NTC

COLOMBIANA 5539

2007-11-16

POZOS PROFUNDOS DE AGUA

E: DEEP WATER WELLS

CORRESPONDENCIA: esta norma es una adopción modificada (MOD) de la norma ANSI/AWWA A100:1997. Copyright © American Water Works Association, 6666 West Quincy Avenue, Denver, Colorado 80235, United States.

DESCRIPTORES: requisitos mínimos construcción - pozos; construcción de pozos profundos - agua; agua subterránea; pozos de agua; extracción de agua subterránea; suministro de agua.

I.C.S.: 13.060.10

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental

para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo.

La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general.

La NTC 5539 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2007-11-16.

Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.

A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 203 Pozos de agua subterránea.

ALPINA S.A.

ARTURO LIZARAZO & CÍA LTDA.

ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE HIDROGEÓLOGOS -ACH-

ASOCIACIÓN COLOMBIANA

DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL -ACODAL -

ASOCIACIÓN NACIONAL DE EMPRESAS

DE SERVICIOS PÚBLICOS DOMICILIARIOS Y ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS -ANDESCO- ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES -ANDI- ASOCOLFLORES

COMPAÑÍA COLOMBIANA DE CERÁMICA – COLCERÁMICA

CORPORACIÓN AUTONOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA -CAR-

DEPARTAMENTO ADMINISTRATIVO DE MEDIO AMBIENTE -DAMA-

GEOHIDRÁULICA

GEOINTERPRETACIÓN LTDA. HIDROGEOCOL LTDA.

IMAL S.A.

INDEPENDENCE DRILLING S.A. INGEOMINAS

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES DE COLOMBIA -IDEAM-

LABORATORIO ASINAL LTDA. LOGEMIN S.A.

MINISTERIO DE AMBIENTE VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL -MAVDT- POSTOBON S.A.

SUPERINTENDENCIA DE SERVICIOS PUBLICOS DOMICILIARIOS -SSPD-

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:

ACUACAR

ALPINA PRODUCTOS ALIMENTICIOS S.A.

AMERICAFLOR ASOCARS

ASOCIACIÓN DE CULTIVADORES DE CAÑA DE AZÚCAR DE COLOMBIA -ASOCAÑA- ASOCIACIÓN NACIONAL DE EMPRESAS DE SERVICIOS PÚBLICOS DOMICILIARIOS Y ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

-ANDESCO-

CERVECERÍA BAVARIA S.A.

COMISIÓN DE REGULACIÓN DE AGUA POTABLE -CRA-

COLPOZOS S.A.

CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA -CVC-

ECOPETROL

AJOVER CARVAJAL S.A.

COMPAÑÍA NACIONAL DE CHOCOLATES ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA

FEDERACIÓN NACIONAL DE CULTIVADORES DE PALMA DE ACEITE

-FEDEPALMA-

GRANT GEOPHYSICAL INT´L INC INGENIO SAN CARLOS

PAVCO S.A.

PAPELES DEL CAUCA

PRIDE COLOMBIA SERVICES

SOCIEDAD COLOMBIANA DE GEOTÉCNICA

SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIEROS -SCI-

SOCIEDAD DE AGRICULTORES DE COLOMBIA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados

normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.

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4.2 INVESTIGACIÓN DE CONDICIONES GEOLÓGICAS E HIDROGEOLÓGICAS Y CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA ... 5

4.3 REQUISITOS DE MATERIAL ... 9

4.4 TUBERÍA DE REVESTIMIENTO DEL POZO ...13

4.5 FILTROS DEL POZO ...15

4.6 EMPAQUE DE GRAVA ...19

4.7 CONSTRUCCIÓN DEL POZO ...20

4.8 DESARROLLO DEL POZO...25

4.9 DESINFECCIÓN DEL POZO...26

4.10 CANCELACIÓN DE PERFORACIONES EXPLORATORIAS, POZOS PARCIALMENTE TERMINADOS O POZOS ABANDONADOOS ...26

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Página

5. VERIFICACIÓN ... 28

5.1 PRUEBAS DE BOMBEO ... 28

5.2 PRUEBAS DE CALIDAD DEL AGUA ... 29

6. ENTREGA DEL POZO ... 29

6.1 ENTREGA DEL SITIO DE TRABAJO ... 29

6.2 ENTREGA DEL INFORME FINAL ... 29

DOCUMENTO DE REFERENCIA ...90

ANEXOS ANEXO A (Informativo) BIBLIOGRAFÍA... 32

ANEXO B (Informativo) MÉTODOS DE INSTALACIÓN DEL EMPAQUE DE GRAVA... 33

ANEXO C (Informativo) CEMENTACIÓN Y SELLE. MÉTODOS DE COLOCACIÓN ... 35

ANEXO D (Informativo) VERTICALIDAD Y ALINEACIÓN. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR PRUEBAS ... 37

ANEXO E (Informativo) DESARROLLO DEL POZO ... 45

ANEXO F (Informativo) MUESTREO DE AGUA. MÉTODOS SUGERIDOS ... 49

ANEXO G (Informativo) FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DURACIÓN DE LA PRUEBA DE BOMBEO ... 50

ANEXO H (Informativo) CANCELACIÓN DE PERFORACIONES EXPLORATORIAS, POZOS PARCIALMENTE TERMINADOS Y POZOS TERMINADOS ABANDONADOS... 51

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RESISTENCIA AL COLAPSO DE LA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO DEL POZO ... 63

ANEXO L (Informativo)

SECCIONES TELESCÓPICAS DE COMPRESIÓN AXIAL ... 85

ANEXO M (Informativo)

VELOCIDAD DE ENTRADA DE LOS FILTROS ... 87

ANEXO N (Informativo)

OPCIONES Y ALTERNATIVAS DEL CONTRATANTE ... 88

ANEXO O (Informativo)

LEGISLACIÓN COLOMBIANA RELACIONADA CON EL APROVECHAMIENTO

DE AGUAS SUBTERRÁNEAS... 89

TABLAS

Tabla 1. Clasificación del tamaño de grano de la USGS... 8

Tabla 2. Materiales de la tubería de revestimiento para pozos de agua ...10

Tabla 3. Tamaños estándar para tuberías de revestimiento de pozos...14

Tabla 4. Espesor mínimo para tuberías de revestimiento de acero -

tuberías de revestimiento sencillas ...15

Tabla 5. Espesor mínimo de tuberías de revestimiento de acero de doble lámina...15

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POZOS PROFUNDOS DE AGUA

1. GENERALIDADES

1.1 ALCANCE

Esta norma establece los requisitos mínimos para pozos profundos para suministro de agua.

1.2 PROPÓSITO

El propósito de esta norma es brindar los requisitos mínimos para la construcción de pozos profundos de agua subterránea, sin modificar las condiciones de los acuíferos y su calidad de agua.

1.3 APLICACIÓN

Esta norma puede usarse como referencia para las especificaciones de construcción de pozos profundos para extracción de agua subterránea y como guía para pozos verticales de suministro de agua. Los requisitos de esta norma son aplicables cuando este documento se haya usado como referencia y, en dicho caso, únicamente para pozos de agua utilizados en aplicaciones de servicio de suministro de agua.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección).

NTC 77, Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos (ASTM C136).

NTC 121, Cemento Pórtland. Especificaciones físicas y mecánicas (ASTM C150).

NTC 129, Ingeniería Civil y Arquitectura. Práctica para la toma de muestras de agregados (ASTM D75).

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NTC 174, Especificaciones de los agregados para concreto (ASTM C33).

NTC 321, Cemento Pórtland. Especificaciones químicas (ASTM C150).

NTC 3470, Tubos de acero soldados y sin costura, negros y recubiertos de cinc por inmersión en caliente (ASTM A53).

NTC 3978, Plásticos. Tubos y acoples termoplásticos para revestimiento de pozos fabricados en relaciones dimensionales estándar (RDE), SCH 40 y SCH 80 (ASTM F480).

NTC 4009 Siderurgia. Láminas y flejes de acero laminados en frío y en caliente de alta resistencia y baja aleación, con resistencia mejorada a la corrosión (ASTM A606).

NTC 4748, Tubo de línea (API Spec. 5L).

NTC4775, Desinfección de pozos (ANSI/AWWA C654).

ANSI/ASTM A139, Especificación estándar de tubería de acero de soldadura (en arco) de fusión-eléctrica (NPS 4 y superior).

ANSI/AWWA C200, Norma para tubería de agua en acero - 6 pulgadas y superiores.

ANSI/AWWA C206, Norma para soldadura de tubería de agua en el campo.

API RP 13B, Procedimiento estándar de práctica para pruebas de campo con fluidos de perforación con base de aceite.

API Spec. 10, Especificación para materiales y pruebas para cementos de pozos.

ASTM A778, Especificación estándar de productos tubulares de acero inoxidable soldado, austenítico, No- Anillado.

ASTM D2488, Standard Practice for Description and Identification of Soils (Visual-Manual Procedure).

3. DEFINICIONES

Para los propósitos de este documento normativo, se aplican los términos y definiciones.

3.1 Abatimiento. La diferencia en elevación entre los niveles de agua estático y de bombeo.

3.2 Acuífero. Una formación geológica, grupo de formaciones o parte de una formación que

contiene agua entre sus poros o vacíos y la trasmite para usarse como una fuente de suministro de agua.

3.3 Agua subterránea. Agua que se encuentra bajo la superficie a niveles inferiores del nivel

freático.

3.4 Alineación. La desviación horizontal entre la línea central real del pozo y una línea recta

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3.5 Capacidad específica. La razón entre la tasa de descarga y la unidad de abatimiento que

ésta produce, medida dentro del pozo (litros por segundo por metro (galones por minuto por pie) de abatimiento).

3.6 Cobertura. Todo el material y tierra que se encuentra sobre una formación de interés.

3.7 Coeficiente de uniformidad. Una razón entre el tamaño de apertura del tamiz que permita

el paso de únicamente el 60 % de una muestra representativa del material de filtro, y el tamaño de apertura del tamiz que permita el paso de únicamente el 10 % del material.

3.8 Constructor. La parte que suministra el trabajo y materiales para la perforación e

instalación del pozo.

3.9 Contratante, propietario. La persona, empresa u organización que requiere la

construcción del pozo.

3.10 Cuchara (Bailer). Tubo hecho de tubería con una válvula en la parte inferior, utilizado

para retirar ripios o sedimento del pozo

3.11 Eficiencia del pozo (E). La razón entre la capacidad específica real y la teórica.

3.12 Espacio anular. El espacio entre dos estructuras cilíndricas generalmente concéntricas.

3.13 Filtro del pozo. Un dispositivo cilíndrico de filtración utilizado para estabilizar el acuífero

y/o el empaque de grava permitiendo al mismo tiempo el flujo de agua al pozo y permitiendo el desarrollo de la formación captada.

3.14 Flujo laminar. Movimiento de un fluido en el cual las partículas se desplazan en líneas

paralelas a la dirección del flujo.

3.15 Formación consolidada. Material rocoso duro de roca de tipo sedimentaria, ígnea o

metamórfica.

3.16 Formación no-consolidada. Material rocoso blando o muy suelto de roca de tipo

sedimentaria, ígnea o metamórfica, que incluye arena, grava, y mezclas de arena y grava.

3.17 Lechada. Una mezcla fluida de cemento Pórtland y agua de una consistencia que puede

forzarse por una tubería y colocarse como sea requerido, o una mezcla fluida de bentonita de alto contenido de sólidos y agua mezclada siguiendo las instrucciones del fabricante (véase el numeral 4.3.5).

3.18 Línea de aire. Un tubo o tubería de pequeño diámetro que se instala en el pozo y se

carga de aire para medir el nivel de agua.

3.19 Nivel de bombeo. El nivel de agua en el pozo mientras que se está bombeando.

3.20 Perforación exploratoria. Sondeo mecánico utilizado para obtener información sobre las

condiciones geológicas e hidrogeológicas.

3.21 Pozo abandonado. Un pozo cuyo propósito o uso haya sido permanentemente

descontinuado o un pozo en tal estado de falta de reparación, que no puede lograrse razonablemente su uso o propósito.

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3.22 Pozo artesiano. Un pozo en un acuífero en el que el agua subterránea se confina bajo

presión de tal manera que el nivel del agua en el pozo se ubique por encima de la parte superior del acuífero.

3.23 Pozo con empaque de grava. Pozo en el cual se coloca material del filtro de grava en el

espacio anular del pozo adyacente a la sección de filtros (también conocido como empaque filtrante).

3.24 Pozo desarrollado naturalmente. Pozo que no cuenta con empaque de grava y en

donde el filtro es colocado directamente en contacto con la formación. Los orificios del filtro son seleccionados de tal forma que la arena fina de la formación que rodea el filtro pueda ser removida por bombeo durante el desarrollo del pozo para así formar una zona altamente permeable consistente de material grueso de la formación

3.25 Pozo profundo o de explotación. es una obra hidráulica que se construye con

maquinaria especial, a diámetro reducido, basado en estudios previos, para captar y extraer agua subterránea para un uso específico.

3.26 Prueba de bombeo o aforo. La prueba de bombeo o aforo es aquella cuyos datos

conciernen al pozo como la capacidad específica y la ecuación de producción del pozo, datos necesarios para la selección del sistema y equipo de bombeo que se instalará para la

explotación del pozo (Ingeominas 1987)

3.27 Tubería de revestimiento (Casing). Estructura tubular retenedora y selladora que se

instala en la perforación para mantener la abertura del pozo.

3.28 Tubo Tremie. Un aparato tubular que lleva materiales hasta una profundidad establecida

en la perforación.

3.29 Verticalidad. La desviación horizontal de la línea central del pozo con respecto a una

línea central vertical imaginaria.

4. REQUISITOS

4.1 GENERALIDADES

Los requisitos, mencionados a continuación, para la construcción, desarrollo y prueba de pozos verticales permanentes de agua son los requisitos mínimos de la industria de suministro de agua.

4.1.1 Permisos

Se deben obtener y cumplir todos los permisos requeridos por las autoridades competentes locales, regionales y nacionales.

4.1.1.1 Contratante

Salvo especificación contraria, el contratante debe ser responsable de suministrar cualesquiera y todos los permisos gubernamentales y de esta índole que sean requeridos, para ser firmados por el contratante o su representante.

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4.1.1.2 Constructor

El constructor o contratista debe ser responsable de cumplir y verificar el cumplimiento de los requisitos gubernamentales que estén vigentes a la fecha de la apertura de la licitación y los que sean designados como responsabilidad del constructor, salvo instrucción contraria en las especificaciones del contratante.

4.1.2 Entregas

Las certificaciones e informes se deben entregar de acuerdo con lo requerido en otras secciones de esta norma o como sea requerido en las especificaciones del contratante.

4.1.3 Protección del agua subterránea

Durante la construcción del pozo se deben tomar todas las precauciones razonablemente necesarias para asegurar que no lleguen contaminantes de cualquier origen al subsuelo.

Para prevenir la contaminación bacteriológica durante la construcción del pozo se debe:

a) Adoptar procedimientos sanitarios para la instalación de tuberías y equipos.

b) Desinfectar el agua de perforación.

c) Seleccionar una fuente no contaminada para el suministro del agua de perforación.

4.1.4 Adecuación para mantenimiento del pozo

El constructor debe dejar las instalaciones tanto internas como externas del pozo en condiciones que permitan su mantenimiento periódico.

4.2 INVESTIGACIÓN DE CONDICIONES GEOLÓGICAS E HIDROGEOLÓGICAS Y CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA

4.2.1 Generalidades

El propósito de esta sección es presentar consideraciones referentes a la recopilación, evaluación y reporte de datos que han sido desarrollados a partir de las investigaciones necesarias para establecer las condiciones geológicas e hidrogeológicas específicas del lugar y los parámetros de calidad del agua subterránea. Se pretende que estas consideraciones se apliquen igualmente a programas de exploración y a la perforación de pozos productivos. Las investigaciones del agua subterránea pueden requerir la perforación de uno o más pozos de prueba antes de comenzar la construcción del pozo productivo final.

Para establecer el diseño óptimo de varios elementos del pozo productivo final es necesario contar con información confiable acerca de materiales geológicos específicos y condiciones de los acuíferos en el lugar. La forma más segura de determinar las características de las formaciones bajo el lugar es perforándolas, obteniendo muestras durante la perforación y registrando los datos recopilados.

Adicional a la información derivada de la perforación de pozos de prueba y pruebas de bombeo, hay una variedad de métodos de registro geofísicos que suministran información útil. La medida y costo de los programas de perforación exploratoria se debe balancear contra la dificultad de obtener agua potable en el área específica, la cantidad y calidad del agua

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buscada, el uso y naturaleza del pozo o pozos y el costo previsto del pozo permanente y sus dependencias.

Las especificaciones del contratante deben definir el alcance de la investigación exploratoria, incluyendo los registros geofísicos mínimos requeridos.

4.2.1.1 Propósito de las perforaciones exploratorias y de los pozos de prueba

Las perforaciones exploratorias suministran información hidrogeológica acerca de los acuíferos y, si se completan con tubería de revestimiento y filtros, sirven como pozos de observación. Los pozos de prueba son utilizados para realizar bombeos con el fin de obtener información acerca de las propiedades de los acuíferos y la calidad del agua. Las pruebas de abatimiento escalonadas, realizadas en pozos de prueba facilitan el diseño de los pozos productores.

4.2.2 Muestreo del subsuelo y trazabilidad del muestreo

4.2.2.1 Trazabilidad

Se debe registrar cada una de las actividades, criterios y demás documentos soporte utilizados en el muestreo así como las descritas en este numeral.

4.2.2.2 Frecuencia de muestreo

Las muestras de las formaciones se deben tomar a un intervalo máximo de 1,0 m (3,28 pies) y en cada cambio de formación. Se debe tener un cuidado particular cuando se tomen muestras de zonas que se espera sean productivas.

4.2.2.3 Recolección y rotulado

Las muestras se deben recoger y guardar en recipientes independientes de una capacidad de por lo menos 500 g (1,1 lb) para cada intervalo. Los recipientes se deben marcar claramente indicando la designación del pozo (nombre), contratante, localización, intervalo de profundidad, método de muestreo, fecha y hora de la toma de la muestra.

4.2.2.4 Almacenamiento de muestras

El constructor se debe responsabilizar por el almacenamiento seguro de las muestras de la formación geológica hasta que sean aceptadas por el contratante.

4.2.2.5 Entrega de muestras

El contratante debe indicar la hora, lugar y forma de entrega de las muestras.

4.2.3 Registros geofísicos

Varios registros geofísicos están disponibles comercialmente y se pueden requerir a discreción del contratante (véase el Anexo I) Los registros geofísicos de perforaciones exploratorias pueden suministrar información cualitativa de las características y tipos de acuíferos.

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4.2.4 Muestreo y análisis de agua

4.2.4.1 Muestreo de agua

Se deben tomar muestras de agua de cada acuífero identificado como posible fuente a desarrollar para realizarles análisis físico-químicos, bacteriológicos y, de acuerdo con el uso previsto del agua y la localización del pozo, análisis para plaguicidas y otros contaminantes. El método utilizado para recoger las muestras no debe contaminar los acuíferos. El constructor deberá determinar el método más conveniente para realizar el muestreo con el objeto de seleccionar el acuífero o los horizontes acuíferos adecuados para el propósito del aprovechamiento del pozo.

4.2.4.2 Análisis del agua

Cuando así se determine, los análisis del agua se deben hacer de acuerdo con los requisitos del numeral 5.2. La temperatura, el pH y los gases disueltos se deben determinar mediante prueba de campo y registrarse.

4.2.5 Registros

4.2.5.1 Bitácora del perforador

Durante la perforación y terminación de la obra del pozo, el constructor debe mantener una bitácora completa, registrando los siguientes datos cuando corresponda:

1) Punto de referencia para todas las medidas de profundidad.

2) Profundidad a la que ocurre cada cambio de formación.

3) Profundidad a la que se encontró por primera vez el agua, cuando sea aplicable al método de perforación.

4) Localización y espesor de cada acuífero.

5) Identificación de la estratigrafía y litología encontradas en la perforación

6) Intervalo de profundidad del cual fue tomada cada muestra de agua y de formación.

7) Profundidad de cada diámetro de la perforación.

8) Profundidad hasta el nivel estático del agua (NE) y cambios observables en el NE relacionados con la profundidad del pozo.

9) Profundidad total del pozo terminado.

10) Profundidades de zonas de pérdida de circulación.

11) Profundidad de la superficie o del sello sanitario.

12) Diámetro nominal de la perforación del pozo encima y debajo del sello de la tubería de revestimiento.

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14) Profundidad, longitud, diámetro, espesor de la pared, material y tipo de conexión de la tubería de revestimiento del pozo.

15) Tipo de filtro, diámetro, espesor de la pared, material, apertura, tipo de conexión e intervalo de profundidad en la perforación.

16) Sellamiento de estratos productores de agua, si existen, y localización exacta del mismo.

17) Tasa de penetración. Durante la perforación exploratoria se debe llevar un registro de tiempo por metro que muestre la tasa de penetración, al igual que los tipos de brocas utilizadas en cada porción de la perforación.

18) Las propiedades de los fluidos de perforación como peso, viscosidad y contenido de arena.

19) Toda otra información pertinente requerida por las especificaciones del pozo o por el contratante.

4.2.5.2 Registro estratigráfico

El registro estratigráfico se debe preparar para acompañar el juego de muestras de perforación, anotando (1) profundidad; (2) espesor del estrato; (3) litología, incluyendo tamaño, rango y forma de las partículas constituyentes, al igual que la lisura, tipo de roca, y rata de penetración; y (4) aquellas notas especiales que podrían ser de utilidad. La descripción debe cumplir con la norma de gradación de tamaños de grano del servicio de medición geológica de los Estados Unidos (USGS) que se muestra en la Tabla 1.

NOTA La descripción de las muestras también se puede realizar utilizando la norma ASTM D2488.

Tabla 1. Clasificación del tamaño de grano de la USGS

Rango del tamaño de grano

mm Pulgadas

Canto > = 256 > = 10,08 Adoquín 64 - 256 2,52 - 10,08 Grava muy gruesa 32 - 64 1,26 - 2,52 Grava gruesa 16 - 32 0,63 - 1,26 Grava mediana 8 -16 0,31 - 0,63 Grava fina 4 - 8 0,16 - 0,31 Gránulos (grava muy fina) 2 - 4 0,08 - 0,16 Arena muy gruesa 1 - 2 0,04 - 0,08 Arena gruesa 0,5 - 1 0,02 - 0,04 Arena mediana 0,25 - 0,5 0,01 - 0,02 Arena fina 0,125 - 0,25 0,005 - 0,01 Arena muy fina 0,063 - 0,125 0,002 - 0,005 Cieno 0,004 - 0,063 0,0002 - 0,002 Arcilla < 0,004 < 0,000 2

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4.2.6 Identificación de los acuíferos principales

La identificación de los acuíferos principales se realiza con la integración de los dos siguientes numerales.

4.2.6.1 Identificación de los acuíferos principales utilizando registros geofísicos en la perforación

Los acuíferos principales que se presentan a lo largo de un pozo se deben identificar mediante la interpretación de resultados generados por los instrumentos para registro geofísico de perforaciones. Dicha identificación debe efectuarla un profesional calificado.

4.2.6.2 Identificación de los principales acuíferos utilizando las muestras de formación

La diferenciación de los principales acuíferos en un pozo se debe determinar con base en las muestras de formación obtenidas.

4.3 REQUISITOS DE MATERIAL

4.3.1 Materiales líquidos de perforación

Los fluidos de perforación se utilizan en el proceso de perforación para facilitar la remoción de ripios de la formación y estabilizar las operaciones de perforación y finalización del pozo.

4.3.1.1 Tipos de fluidos de perforación

Los siguientes tipos de fluidos de perforación son aceptables para la perforación de pozos de agua:

1) Fluidos de perforación con base de agua dulce.

2) Fluidos de perforación con base de aire.

4.3.1.2 Aditivos para los fluidos

Los aditivos para los fluidos de perforación que se aceptan para la perforación de pozos de agua se clasifican de la siguiente forma:

1) Aditivos disueltos

a) agentes para adelgazar el lodo

b) fosfatos inorgánicos

c) surfactantes

d) detergentes de perforación

e) agentes espumantes

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a) sólidos nativos (arcillas y arenas)

b) bentonita

c) materiales que aumentan densidad

d) materiales de pérdida de circulación (no se deben usar en la zona de producción)

4.3.2 Materiales para la tubería de revestimiento

Todo el material utilizado para la tubería de revestimiento debe ser nuevo y cumplir con una de las normas de manufactura enumeradas en la Tabla 2. Las certificaciones correspondientes del fabricante se deben entregar al contratante.

Tabla 2. Materiales de la tubería de revestimiento para pozos de agua

A. Normas de manufactura para tubería de revestimiento de una lámina de acero al carbón: ANSI/AVWJA C200

NTC 4748 NTC 3470 ANSI/ASTM A139

B. Normas de manufactura para tubería de revestimiento de una lámina de materiales alternativos:

Material de la tubería de revestimiento Norma de manufactura

Acero al carbón ANSI/ASTM A139 Acero de baja aleación y alta fortaleza NTC 4009

Acero inoxidable ASTM A778

Plástico NTC 3978

C. Propiedades del material de la tubería de revestimiento de acero de doble lámina:

Composición química, porcentaje:

Carbón 0,20-0,30 Manganeso 0,85-1,30 Fósforo 0,05 máximo Sulfuro 0,05 máximo Silicona 0,12 máximo Cobre 0,20 máximo Propiedades físicas: Resistencia, pp2 (MPa) 55000-70000(379-483) Resistencia última, pp2 (MPa) 80000-95000(552-655) Elongación, porcentaje en 8 pulgadas. 17-25

Arnés "B" de Rockwell 80-90 Relación de elasticidad 69-73

4.3.2.1 Tubería de revestimiento de doble lámina

La tubería de revestimiento de doble lámina se debe fabricar en acero de alta resistencia, resistente a la corrosión y que cuente con las propiedades mínimas para materiales expuestas

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internas y externas cada una de 1,2 m (4 pies) de longitud. Las costuras longitudinales de las secciones se deben soldar y procesar de manera que la tubería de revestimiento externa encaje cómodamente sobre el interno. Los extremos de las secciones se deben tornear a escuadra con el eje longitudinal de manera que el ajuste alrededor de la circunferencia completa sea preciso cuando los extremos se junten. Las uniones alrededor de la circunferencia de las secciones internas se deben localizar en el punto medio entre las uniones alrededor de la circunferencia de las secciones externas. Luego del ensamblaje, cada unión externa sobre la circunferencia se debe soldar eléctricamente.

4.3.3 Material de los filtros del pozo

Para reducir la posibilidad de corrosión, los filtros del pozo y sus accesorios deben ser fabricados con el mismo material. Este material debe ser acero inoxidable AISI* Tipo 304 a menos que se especifique de otra manera. Se debe entregar al contratante una certificación de materiales del fabricante.

4.3.4 Requisitos del material del empaque de grava y límites de impureza

4.3.4.1 Gravedad específica

El material del empaque de grava debe tener una gravedad específica promedio de no menos de 2,5.

4.3.4.2 Gravedad específica mínima

No más del 1 %, en peso, del material debe tener una gravedad específica de 2,25 o menos.

4.3.4.3 Piezas no redondas

Las piezas delgadas, planas o elongadas, cuya dimensión máxima exceda 3 veces la mínima, no deben presentarse en exceso del 2 % por peso.

4.3.4.4 Solubles en ácido

No más de 5 % de la grava debe ser soluble en ácido clorhídrico.

4.3.4.5 Material lavado

El material debe estar lavado y sin limo, mica, arcilla, suciedad, arcilla plástica o impurezas orgánicas de cualquier tipo.

4.3.4.6 Metales

El material no debe contener hierro, manganeso, cobre, plomo, u otros metales pesados en formas o cantidades tales que afecten adversamente la calidad del agua del pozo.

4.3.4.7 Gradación

Se deben realizar pruebas para la gradación del material del empaque de grava de acuerdo con el método de prueba especificado en la NTC 77.

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4.3.4.8 Relación entre el empaque de grava y la formación

La razón de tamaños de grano entre el material del empaque de grava y el material de la formación debe estar en un rango de 6:1 a 4:1 de acuerdo con el resultado del análisis granulométrico y dependiendo de la uniformidad y el tamaño del material de la formación.

4.3.4.9 Coeficiente de uniformidad

El coeficiente de uniformidad del empaque de grava no debe exceder 2,5.

4.3.4.10 Curva de distribución

La curva de distribución de tamaño del empaque de grava debe ser paralela a la parte central de la curva de distribución de arena de la formación para arenas de formación con coeficientes de uniformidad menores a 2,5.

4.3.4.11 Selección específica para el lugar/sitio

No hay dos pozos verticales productivos de agua que sean exactamente iguales. Por lo tanto, los materiales del empaque de grava y los métodos de colocación deben seleccionarse con base en el sitio específico de localización del pozo. Los materiales del empaque de grava y su espesor se deben basar en toda la información disponible, incluyendo los datos de la formación productiva, filtro del pozo y los materiales para el empaque de grava que sean práctica y económicamente viables. Es importante que los contratantes, constructores, ingenieros y otros involucrados en el diseño de pozos verticales de producción de agua que consulten los varios Anexos de esta norma. También se les recomienda consultar libros de referencia tales como el Manual de Prácticas de Construcción de Pozos de Agua de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de E.U.A. (USEPA), Agua Subterránea y Pozos de Johnson Screens Wheelabrator Clean Water y el Manual de Desarrollo de Agua Subterránea de Roscoe Moss Company.

4.3.5 Materiales para lechada y sellado

Los materiales mencionados, en este numeral, se usan comúnmente para sellar pozos. El contratante debe seleccionar el material de sellado basado en el sitio de perforación.

4.3.5.1 Lechada de cemento

La lechada de cemento debe consistir de una mezcla de cemento clase A bajo especificación API Spec. 10A (o cemento Pórtland Tipo 2 de acuerdo con NTC 121 y NTC 321) y agua a una razón de no más de 0,53 L por cada kilogramo de cemento para una densidad aproximada de 1 880 kg/m3 (18 Ib/pie3). Adicionalmente se puede agregar un máximo de 6 % por peso de bentonita y 2 % por peso de cloruro cálcico.

4.3.5.2 Concreto

El concreto debe contener 297 kg de cemento Pórtland Tipo 2 de acuerdo con la NTC 121 y la NTC 321 y un máximo de 140 L de agua por metro cúbico de concreto. El máximo asentamiento debe ser de 102 mm (4 pulgadas). El agregado debe consistir de 47 % de arena y 53 % de agregado grueso, de conformidad con la NTC174.

4.3.5.2.1 El agregado de máximo tamaño debería ser de 19 mm (0,75 pulgadas)

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4.3.5.3 Lechada de bentonita

La lechada de bentonita debe consistir en una mezcla de bentonita de alto contenido de sólidos y agua, cuyo mínimo porcentaje de sólidos sea del 20 %, mezclada y colocada de acuerdo con las instrucciones escritas del fabricante. Las mezclas de arcilla de bentonita convencional de perforación y agua no son permitidas. Tales productos no deben impartir características dañinas al pozo y se deben mezclar y ubicar siguiendo las instrucciones del fabricante.

4.3.5.4 Mortero

El mortero debe consistir en una mezcla de cemento Pórtland Tipo 2, de acuerdo con la NTC 121 y la NTC 321, arena y agua en una proporción de no mas de 2 partes, en peso, de arena por una parte de cemento con máximo 0,53 L de agua por cada kilogramo de cemento.

4.4 TUBERÍA DE REVESTIMIENTO DEL POZO

4.4.1 Generalidades

Esta sección establece requisitos aplicables a tuberías de revestimiento permanentes para pozos de agua. La selección de tuberías de revestimiento temporales que se utilizan únicamente para la construcción se deja al constructor a menos que el contratante especifique lo contrario.

4.4.2 Permeabilidad

La selección de los materiales para la tubería de revestimiento de los pozos es crítica en lugares donde sea probable que ésta esté expuesta a concentraciones significativas de contaminantes compuestos por productos derivados del petróleo, solventes orgánicos de bajo peso molecular o sus vapores. Investigaciones han demostrado que materiales para la tubería de revestimiento, tales como polietileno, polibutileno, cloruro de polivinilo (PVC) y asbesto cemento así como elastómeros, tales como los que se usan para los empaques de juntas y en las juntas de empaquetadura, pueden ser impregnados por solventes orgánicos o productos derivados del petróleo de bajo peso molecular. Si la tubería de revestimiento del pozo se extiende a través de tal área contaminada o de un área sujeta a contaminación, consulte con el fabricante acerca de la permeabilidad de los materiales de la tubería de revestimiento e igualmente antes de seleccionar los materiales a usar en dicha área.

4.4.3 Tuberías de revestimiento permanentes

Las tuberías de revestimiento permanentes deben ser continuas y herméticas desde arriba hasta el fondo de la tubería de revestimiento instalada, exceptuando los filtros.

4.4.4 Diámetro de la tubería de revestimiento

Las tuberías de revestimiento deben cumplir los requisitos mínimos de diámetro dados en la Tabla 3.

4.4.5 Espesor de la pared de la tubería de revestimiento

La selección del espesor de la pared de la tubería de revestimiento amerita el análisis y la emisión de un juicio por parte de ingenieros calificados experimentados y expertos en perforación. El espesor de la pared de la tubería de revestimiento especificado por el contratante debe ser suficiente para aguantar las presiones debidas a la formación geológica,

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instalación, desarrollo y uso del pozo. Las Tablas 4 y 5 indican el espesor mínimo necesario de la pared sin considerar tensiones inusuales ejercidas sobre la tubería de revestimiento durante el proceso de instalación y desarrollo del pozo, corrosión o uso. El espesor definitivo de la pared de la tubería de revestimiento debe decidirse en cada caso con base en un análisis de las tensiones anticipadas a las que ésta se expondrá durante cada fase de la construcción y cualquier requisito pertinente regional o local. Debe incluirse una tolerancia apropiada para corrosión.

Las Tablas 3, 4 y 5 Incorporan correlación con PVC, Plástico y opciones del mercado. Véase la Tabla K.4.

4.4.5.1 Espesor mínimo para tuberías de revestimiento de acero al carbón

Las especificaciones del contratante deben determinar el espesor mínimo para la tubería de revestimiento de acero al carbón (véanse las Tablas 4 y 5).

4.4.5.2 Espesor mínimo para tuberías de revestimiento plásticas

Las especificaciones del contratante deben estipular el espesor mínimo de la pared de la tubería de revestimiento plástica si se especifica el uso de ésta.

4.4.6 Mecanismos para mitigar los efectos de subsidencia

La utilización y diseño de mecanismos para mitigar los efectos de subsidencia dependen del análisis y la emisión de un juicio por parte de ingenieros calificados experimentados y expertos en perforación.

Se recomienda que el constructor verifique la historia del área donde se va a construir el nuevo pozo y se ayude, si es posible, con videos u otra información de pozos en la zona, de tal forma que los mecanismos para mitigar los efectos de subsidencia se tengan en cuenta en las zonas donde se puedan presentar este tipo de efectos

Dentro de los mecanismos utilizados para mitigar los efectos de subsidencia se encuentran las juntas telescópicas de compresión axial (véase el Anexo L) y algunos de los diseños presentados en el Anexo J.

Tabla 3. Tamaños estándar para tuberías de revestimiento de pozos

Diámetro máximo del ensamble de la bomba

Diámetro interno I.D. (real) mínimo de la tubería de revestimiento mm Pulgadas mm Pulgadas 101,6 (4) 127,0 (5) 127,0 (5) 152,4 (6) 152,4 (6) 203,2 (8) 203,2 (8) 254,0 (10) 254,0 (10) 304,8 (12) 304,8 (12) 355,6 (14) 355,6 (14) 406,4 (16) 406,4 (16) 508,0 (20) 457,2 (18) 558,8 (22) 508,0 (20) 609,6 (24) 558,8 (22) 652,6 (26)

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Tabla 4. Espesor mínimo para tuberías de revestimiento de acero - tuberías de revestimiento sencillas

Diámetro nominal de la tubería de revestimiento mm (pulgadas)

203 254 305 356 406 457 508 559 610 762 Profundidad de tubería de revestimiento m (pies) (8) (10) (12) (14) (16) (18) (20) (22) (24) (30) 0-30 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 (0-100) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) 30-60 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 (100-200) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) 60-90 6,35 6,35 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 7,94 9,52 (200-300) (¼) (¼) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) 90-120 6,35 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 7,94 9,52 9,52 (300-400) (¼) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) (3/8) 120-180 6,35 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 9,52 9,52 11,11 (400-600) (¼) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) (3/8) (7/16) 180-240 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 9,52 9,52 9,52 11,11 (600-800) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) (3/8) (3/8) (7/16) 240-300 6,35 6,35 6,35 7,94 7,94 7,94 9,52 11,11 11,11 12,70 (800-1 000) (¼) (¼) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) (7/16) (7/16) (½) 300-450 6,35 7,94 7,94 7,94 9,52 9,52 9,52 11,11 - - (1 000-1 500) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) (3/8) (3/8) (7/16) * * 450-600 6,35 7,94 7,94 7,94 9,52 9,52 11,11 11,11 - - (1 500-2 000) (¼) (5/16) (5/16) (5/16) (3/8) (3/8) (7/16) (7/16) * *

Tabla 5. Espesor mínimo de tuberías de revestimiento de acero de doble lámina

Diámetro mm (pulgadas) 254 305 356 406 457 508 559 610 762 Profundidad de la tubería de revestimiento m (pies) (10) (12) (14) (16) (18) (20) (22) (24) (30) 0-30 2,66 2,66 2,66 2,66 3,42 3,42 3,42 3,42 4,18 (0-100) (12) (12) (12) (12) (10) (10) (10) (10) (8) 30-60 2,66 2,66 2,66 3,42 3,42 3,42 3,42 4,18 4,18 (100-200) (12) (12) (12) (10) (10) (10) (10) (8) (8) 60-90 2,66 2,66 3,42 3,42 3,42 3,42 4,18 4,18 4,18 (200-300) (12) (12) (10) (10) (10) (10) (8) (8) (8) 90-120 2,66 2,66 3,42 3,42 3,42 4,18 4,18 4,18 4,18 (300-400) (12) (12) (10) (10) (10) (8) (8) (8) (8) 120-180 3,42 3,42 3,42 3,42 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 (400-600) (10) (10) (10) (10) (8) (8) (8) (8) (8) 180-240 3,42 3,42 3,42 4,18 4,18 4,18 4,94 4,94 4,94 (600-800) (10) (10) (10) (8) (8) (8) (6) (6) (6) Mas de 240 3,42 4,18 4,18 4,18 4,18 4,94 4,94 4,94 4,94 (Mas de 800) (10) (8) (8) (8) (8) (6) (6) (6) (6)

4.5 FILTROS DEL POZO

4.5.1 Generalidades

Esta sección establece requisitos para los filtros que se usen en pozos profundos de agua. Se debe evaluar toda la información disponible acerca del carácter de la formación portadora de agua para diseñar el pozo apropiadamente. La longitud de los filtros requerida para asegurar

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un pozo altamente eficiente se determina mediante el espesor y el carácter hidrológico del acuífero.

4.5.2 Diámetro de los filtros

El diámetro del filtro seleccionado debe ser el tamaño mínimo permitido que sea capaz de mantener una velocidad vertical dentro del barril de filtros no mayor a 1,22 m/s (4 pies/s) basado en el caudal máximo en litros por segundo especificado por el contratante. Si se prevé que la colocación de la bomba será entre o debajo de los filtros, el diámetro interno mínimo del filtro debe ceñirse a la Tabla 3. Las bombas nunca deben instalarse frente a los filtros.

4.5.3 Longitud del filtro

La longitud mínima del filtro de un pozo debe determinarse mediante la siguiente fórmula:

en donde

L = longitud del filtro en metros

Q = caudal especificado por el contratante en litros por segundo

Ae = área efectiva de apertura por metro de filtro en metros cuadrados (El área de apertura efectiva debe tomarse como mitad del área total de apertura [m2/m].)

Ve = velocidad de entrada de diseño (m/s) (véase el Anexo M)

AeVe Q L 7,48 = (sistema inglés) en donde

L = longitud del filtro en pies

Q = caudal especificado por el contratante en galones por minuto

Ae = área efectiva de apertura por metro de filtro en pies cuadrados (El área de apertura efectiva debe tomarse como mitad del área total de apertura [pies2/pie].)

Ve = velocidad de entrada de diseño (pies/m) (véase el Anexo M)

4.5.4 Otras consideraciones

Otras consideraciones tales como velocidades de acercamiento, flujo laminar contra turbulento y distribución de velocidad tanto hacia el filtro, como a través del acuífero no son tomados en consideración automáticamente por los criterios usuales de diseño de filtros. Cuando los datos disponibles del acuífero son limitados, se recomiendan velocidades de entrada inferiores.

4.5.5 Tamaño de la apertura del filtro

4.5.5.1 Pozos desarrollados naturalmente

En los pozos desarrollados naturalmente, las aperturas de los filtros deben dimensionarse de acuerdo con los siguientes criterios:

AeVe Q L 280 3 =

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1) Donde el coeficiente de uniformidad de la formación sea mayor a 6, la apertura del filtro debe dimensionarse de manera que retenga de 30 % a 40 % de la muestra del acuífero.

2) Donde el coeficiente de uniformidad de la formación sea menor de 6, la apertura del filtro debe dimensionarse de manera que retenga del 40 % al 50 % de la muestra del acuífero.

3) Si el agua de la formación es corrosiva o la precisión de la muestra del acuífero está en duda, debe seleccionarse un tamaño que retenga un 10 % más de lo que se indica en los ítems 1 y 2 de este numeral.

4) Donde arena fina descanse sobre arena gruesa, utilice el tamaño de apertura para arena fina en los 0,61 m (2 pies) superiores de la arena gruesa subyacente. El tamaño de apertura para arena gruesa no debe ser mayor que el doble del tamaño de apertura para la arena fina.

4.5.5.2 Pozos con empaque de grava

Para los pozos con empaque de grava las aperturas de los filtros deben dimensionarse de manera que retengan entre el 85 % y el 100 % del material del empaque de grava.

4.5.5.3 Área total de apertura

A menos que el contratante especifique lo contrario, el área total de apertura del filtro de un pozo debe ser aquella que resulte en velocidades de entrada iguales o menores de 0,46 m/s (1,5 pies/s) (véase el Anexo M).

4.5.6 Resistencia del filtro

Los filtros se deben diseñar para que minimicen la posibilidad de daño durante la instalación, desarrollo y uso.

4.5.7 Construcción del filtro

Las especificaciones del contratante deben dictar el tipo de construcción del filtro del pozo utilizando uno de los siguientes métodos:

4.5.7.1 Filtros de tubería perforada o ranurada

Se deben hacer perforaciones en la tubería de revestimiento en la zona productiva de tal forma que no se retire ningún material de la pared de la tubería de revestimiento. El espaciamiento y tamaño de las perforaciones debe ser uniforme.

4.5.7.2 Filtros de ranura continua alambrados

Los filtros de ranura continua alambrados deben fabricarse envolviendo en forma de circunferencia un alambre triangular alrededor de una formación de varillas espaciadas equidistantemente. Cada unión entre el alambre horizontal y las varillas verticales debe soldarse para obtener una resistencia máxima. La forma del alambre debe producir ranuras de entrada con bordes externos afilados que van ensanchándose hacia dentro para minimizar el taponamiento. Los accesorios para los extremos de los filtros deben fabricarse del mismo material que el cuerpo del filtro y deben soldarse firmemente a cada sección.

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4.5.7.3 Filtros con base de tubería perforada

La tubería que cumpla con las normas para tubería de revestimiento de pozos especificadas en el numeral 4.4 se debe perforar con aberturas espaciadas uniformemente y de tamaño homogéneo. Deslizado sobre éste, debe haber un filtro de ranura continua de acero inoxidable AISI Tipo 304 idéntico en construcción a los requisitos del numeral 4.5.7.2.

4.5.8 Uniones del filtro

Las uniones entre las secciones del filtro y la tubería de revestimiento ciega deben soldarse, roscarse o acoplarse. Si se suelda, la varilla de soldadura debe tener la misma calidad que el metal más noble. La unión debe ser hermética recta y tan resistente como el filtro.

4.5.9 Empaques del filtro a la tubería de revestimiento

El filtro o la tubería de revestimiento en la zona productiva debe sellarse a la tubería de revestimiento del pozo mediante uno de los siguientes métodos:

4.5.9.1 Empaques elastoméricos

En pozos desarrollados naturalmente, un empaque no metálico, de neopreno o caucho, hecho para ajustar la tubería de revestimiento que rodea el filtro se debe sujetar al filtro o a la tubería de revestimiento en la zona productiva para efectuar un cierre hermético.

4.5.9.2 Sello de lechada

Si no se utiliza un empaque elastomérico en pozos desarrollados naturalmente, el espacio entre el filtro y la tubería de revestimiento que rodea el filtro debe rellenarse con lechada para formar un sello de al menos 76 mm (3 pulgadas) de espesor y 0,91 m (3 pies) de longitud. El filtro se debe extender por lo menos 1,52 m (5 pies) por dentro de la tubería de revestimiento que rodea el filtro.

4.5.9.3 Sello con empaque de grava del filtro

Donde la construcción del pozo sea del tipo empaquetado de grava y la tubería de revestimiento de la zona productiva se extienda al menos 15,2 m (50 pies) dentro de la tubería de revestimiento superficial y el espacio entre los dos se rellene de grava, no se requerirá de otro sello, a menos que condiciones locales especiales lo justifiquen o sea requerido por regulaciones de la autoridad competente. Cuando la tubería de revestimiento de la zona productiva no se extiende al menos 15,2 m (50 pies) dentro de la tubería de revestimiento superficial, se debe colocar un sello de al menos 0,91 m (3 pies) de longitud para llenar el espacio entre las dos tuberías de revestimiento.

4.5.10 Tubería de revestimiento y filtro continuos

Cuando la tubería de revestimiento y el filtro son una unidad continua, las uniones pueden ser cualquiera de las aprobadas para tuberías de revestimiento indicadas en los numerales 4.4 y 4.5.7.

4.5.10.1 Empaques del fondo del filtro

El fondo o extremo inferior del filtro más profundo se debe sellar usando uno de los siguientes métodos:

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4.5.10.2 Platina roscada o soldada

Una platina roscada o soldada se debe instalar en el fondo del filtro. La platina debe estar hecha del mismo material del filtro al cual va sujetada.

4.5.10.3 Válvula de auto cerrado

Una válvula que se cierra por si sola se debe instalar en el fondo del filtro y luego cubrirse con un tapón de cemento de al menos 0,30 m (1 pie) de profundidad.

4.6 EMPAQUE DE GRAVA

4.6.1 Generalidades

Esta sección comprende la construcción de pozos de agua en los que el material del empaque de grava se instala en el espacio anular entre el filtro (y la tubería de revestimiento) y la perforación con el propósito de estabilizar la formación.

4.6.2 Localización y espesor del empaque de grava

La escogencia del espesor del empaque de grava que rodea el filtro depende de las características individuales del acuífero y se debe fundamentar en la información individual y específica del lugar del acuífero y en los criterios de construcción. El espesor mínimo que permita la colocación adecuada del material del empaque de grava debe ser de 77 mm (3 pulgadas) y el espesor máximo del empaque de grava habitualmente no sobrepasa los 305 mm (12 pulgadas).

El material del empaque de grava se debe colocar en el espacio anular adyacente a los filtros del pozo y se debe extender sobre los filtros al menos 6,10 m (20 pies). Esto está sujeto a requisitos de la autoridad competente.

4.6.3 Muestras del empaque de grava

Muestras del empaque de grava, incluyendo tamizaje, se deben aprobar por el contratante con anterioridad a la entrega y colocación.

4.6.3.1 Rotulación de las muestras

Todas las muestras se deben rotular claramente indicando la proveniencia del material, la fecha y el nombre del proveedor.

4.6.3.2 Método de muestreo

Los métodos de muestreo se deben realizar de acuerdo con la NTC 129.

4.6.4 Entrega y almacenamiento

El material para el empaque de grava se debe despachar al campo de perforación al aprobarlo el contratante.

4.6.4.1 Entrega por bulto o a granel

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4.6.4.2 Material contaminado

El material para el empaque de grava que entre en contacto con el suelo no se debe utilizar y todos los materiales se deben proteger de la contaminación hasta que se instalen.

4.7 CONSTRUCCIÓN DEL POZO

4.7.1 Generalidades

Los métodos de construcción y configuración del pozo se deben seleccionar basándose en la configuración del acuífero, intención de uso del pozo, la experiencia y regulaciones de la autoridad competente. (Los tipos típicos de construcción de pozos se incluyen en el Anexo J.)

4.7.2 Métodos de perforación

La perforación de pozos se puede realizar con el método de percusión (Cable-Tool) o con el método de rotación por circulación directa o inversa.

4.7.2.1 Método de percusión (Cable-Tool)

Con este método, se logra taladrar mediante la acción fracturadora y trituradora de la vibración de herramientas de perforación suspendidas del taladro con un cable.

4.7.2.1.1 Dependiendo de la estabilidad de la formación, se puede taladrar un hoyo abierto

antes de la instalación de la tubería de revestimiento y el filtro, o se puede instalar la tubería de revestimiento al ir perforando.

4.7.2.1.2 Sellado y métodos de sellado se mencionan en el numeral 4.4.

4.7.2.1.3 Los zapatos (Drive Shoes) se incluyen en los numerales 4.7.4.2, 4.5.9 y 4.7.8.

4.7.2.2 Método de rotación

La perforación rotatoria se logra por la acción cortante, moledora y rotatoria de una broca que rota y que se empuja contra el fondo del hoyo. El material que la broca desplaza, se remueve por medio del fluido de perforación circulante.

4.7.3 Propiedades y evaluación de los fluidos de perforación

Durante la perforación, cuando se utilizan aditivos para agua dulce, se deben mantener las propiedades del fluido de perforación dentro de los límites que permitan su remoción completa del agua producida por el pozo, si así se requiere, y no debe dañar la capacidad potencial, eficiencia o calidad del pozo. Las propiedades del fluido de perforación se deben mantener durante las operaciones normales de perforación dentro de los siguientes límites, utilizando los procedimientos de evaluación que cumplan la norma API RP 13B.

1) Peso (Densidad del fluido) - límites: 1,121 kg/m3 -1,362 kg/m3 (70 Ib/pie3 - 85 Ib/pie3); equipo para pruebas: balanza de Iodos (API).

2) Viscosidad - límites: 32 s -40 s; equipo para pruebas: embudo de Marsh.

3) Filtración (endurecimiento de la pared y pérdida de filtración) - límites:2,38 mm (3/32 de pulgada) con pérdida de agua máxima de 20 cm³; equipo para pruebas: filtro de prensa.

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4) Contenido de arena (para sólidos de tamaño mayor a filtros de 200) - límites: 2 % - 4 %, por volumen; equipo para pruebas: juego de contenido de arena.

NOTA Los valores de viscosidad indicados se pueden variar dependiendo del tipo de material de la formación geológica y en casos de pérdida de estabilidad, fuga de lodos y otras situaciones anormales. Cuando se varíen estos valores se deben utilizar los criterios técnicos para situaciones de emergencia. Para estos casos es necesario consultar la bibliografía indicada en el Anexo A.

4.7.3.1 Frecuencia de las evaluaciones de propiedades del fluido de perforación

Las propiedades del fluido de perforación se deben evaluar una vez por cada 15,2 m (50 pies) de agujero perforado o 4 h de tiempo de circulación, lo que ocurra con mayor frecuencia.

4.7.3.2 Registro

Las propiedades del fluido de perforación expuestas en esta norma se deben medir y registrar.

4.7.4 Instalación de la tubería de revestimiento del pozo

El método de instalación de la tubería de revestimiento del pozo debe ser decidida por el constructor, de forma que la instalación cumpla con los requisitos del numeral 4.7.9 y el proceso de instalación no altere la forma, tamaño, configuración o resistencia de la tubería de revestimiento.

4.7.4.1 Uniones de la tubería de revestimiento

Las uniones de la tubería de revestimiento deben ser de los tipos listados en la Tabla 6.

Tabla 6. Uniones de la tubería de revestimiento

Material de la tubería de

revestimiento Tipo de unión Norma

Acero Soldada o roscada y acoplada ANSI/AWWA C206 Plástico Roscada y acoplada, soldadura líquida, o Key Locked NTC 3978

Two-ply Soldada ANSI/AWWA C206

4.7.4.2 Zapatos (Drive Shoes)

Los zapatos de acero especial utilizados cuando se empuja o impulsa la tubería de revestimiento deben tener anillo de acero tratado al calor SAE 1040 (Dureza 30-32 Rockwell C) o un equivalente.

4.7.4.3 Sellado de la tubería de revestimiento del pozo

La tubería de revestimiento del pozo se debe sellar de acuerdo con el numeral 4.7.8.

4.7.5 Instalación de los filtros

Los filtros instalados en pozos con empaque de grava se deben centrar en la perforación. Se debe utilizar un número suficiente de medios o instrumentos centralizadores para asegurar la concentricidad.

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4.7.6 Instalación del empaque de grava

4.7.6.1 Colocación

La grava se debe colocar de manera tal que se asegure la continuidad del empaque de grava sin puentes, vacíos o segregaciones (véase el Anexo B).

4.7.6.2 Fluido de perforación

Antes de introducir el empaque de grava, se debe reacondicionar el fluido de perforación, a menos que se necesiten propiedades diferentes para proteger el pozo, hasta que tenga las siguientes propiedades:

1) Peso - un máximo de 1 083 kg/m3 (68 Ib/pies3).

2) Viscosidad - un máximo de 30 s con la prueba API del embudo de Marsh.

3) Contenido de arena del fluido en el sistema - un máximo de 1 %, por volumen.

4.7.6.3 Condiciones inusuales de perforación

En aquellos pozos en los cuales debido a la condición del acuífero se hace necesario adelantar la perforación con fluidos de perforación que no cumplen con los anteriores estándares, el constructor perforador será responsable por la remoción completa del fluido de perforación y del desarrollo del pozo.

4.7.7 Desinfección del empaque de grava

Mientras se instala, el empaque de grava se debe desinfectar de acuerdo con lo establecido en el numeral 4.9.

4.7.8 Requisitos de aplicación de lechada y sellado

4.7.8.1 Generalidades

El sellado consiste en llenar el espacio anular, entre la tubería de revestimiento y la perforación realizada, con una sustancia que forma un sello impermeable.

4.7.8.2 Requisitos de sellado

Todos los pozos se deben sellar a una profundidad de 15,2 m (50 pies) o más, a menos que esto sea modificado por alguna autoridad competente, para evitar la entrada de agua de otras fuentes diferentes a la de los acuíferos seleccionados.

4.7.8.3 Espesor del sello sanitario

El espacio anular alrededor de la tubería de revestimiento del pozo y/o el conductor, desde la superficie hasta una profundidad determinada, debe llevar lechada y no debe tener menos de 77 mm (3 pulgadas) de espesor radial o 152 mm (6 pulgadas) de diferencia neta de diámetros. Esto se puede reducir a 19 mm (1 1/2 de pulgada) de espesor radial o 77 mm (3 pulgadas) de diferencia neta de diámetros si la aplicación a presión de la lechada, desde abajo hasta arriba se lleva a cabo entubando con cemento o con el método Halliburton. Este procedimiento debe efectuarse sin considerar el método de perforación.

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4.7.8.4 Sellado de una perforación sin completar

El sellado de un pozo abierto no terminado se debe realizar de acuerdo con los requisitos expuestos en el numeral 4.10.

4.7.8.5 Sellado de zonas seleccionadas

Todas las zonas con agua de calidad no deseada o zonas a proteger, pero que no serán aprovechadas por el pozo terminado, deben recibir la aplicación de lechada desde un punto al menos 1,52 m (5 pies) por encima de la zona hasta un punto al menos 1,52 m (5 pies) por debajo de ella.

4.7.8.6 Sellado de la tubería de revestimiento (Casing) de producción

Si no se ha producido ningún otro sellado, los requisitos del numeral 4.7.8.2 deben aplicarse a la tubería de revestimiento de producción.

4.7.8.7 Métodos de Colocación

La aplicación de lechada o sellado se debe realizar bajo presión de abajo hacia arriba en una operación continua para asegurar el sellado completo del espacio anular entre la tubería de revestimiento del pozo y la perforación (véase el Anexo C).

4.7.9 Verticalidad y alineación

4.7.9.1 Generalidades

La verticalidad y alineación de todos los pozos de agua deben permitir la instalación exitosa y la operación a largo plazo del equipo de bombeo permanente que se instale en el pozo. Las tolerancias que se presentan a continuación son para pozos equipados con bombas de eje vertical. Los pozos equipados con otro tipo de bombas no requieren una verticalidad y alineación tan precisas. En general, las bombas sin eje vertical operarán satisfactoriamente si se pueden instalar libremente en el pozo.

4.7.9.2 Tolerancia de verticalidad

La desviación horizontal máxima permitida (desplazamiento) del pozo con respecto a la vertical no debe exceder dos terceras partes del diámetro interior más pequeño de aquella parte del pozo que se este examinando por cada 30,5 m (100 pies) de profundidad (véase el Anexo D).

4.7.9.3 Tolerancia de alineación

La desalineación o "Dogleg" máxima permitida es aquella que permita el paso libre de un "Dummy" o de una sección de tubería de 12,20 m (40 pies) de largo. El diámetro externo de la tubería o "Dummy" no debe ser inferior a 13 mm (1/2 de pulgada) menos que el diámetro interno de la tubería de revestimiento o agujero que se esté probando. Si se usa un "Dummy" para la prueba, debe tener al menos tres anillos de 305 mm (12 pulgadas) de ancho, localizados en la parte superior e inferior y en el centro en un marco rígido.

4.7.9.4 Tolerancia de alineación alterna

El contratante puede especificar una tolerancia de alineación alterna luego de considerar la profundidad, formaciones, rectitud de la tubería de revestimiento, diámetro del pozo contra

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4.7.9.4.1 La distancia horizontal máxima permitida entre la línea central real del pozo y una

línea recta que representa la línea central propuesta para la bomba (esta línea construida para minimizar la distancia horizontal entre las dos líneas centrales) no debe exceder la mitad de la diferencia entre el diámetro interno de la tubería de revestimiento o de la perforación en la parte del pozo en prueba, y el diámetro externo máximo deseado de la bomba propuesta para instalarse (véase la Tabla 3).

4.7.9.5 Profundidad de las tolerancias aplicadas

Las tolerancias establecidas en los numerales 4.7.9.2, 4.7.9.3 y 4.7.9.4 se deben aplicar desde la parte superior del pozo hasta la máxima profundidad a la que la bomba vaya a bajarse en el futuro.

4.7.10 Consideraciones sobre el sitio de localización del pozo

4.7.10.1 Seguridad del sitio del pozo

En todo momento durante la ejecución del trabajo, el constructor debe tomar precauciones razonables para prevenir ya sea la manipulación del pozo o la entrada de material ajeno o agua superficial al pozo.

Para garantizar la seguridad durante la ejecución de las obras se deben aislar y señalizar las áreas de trabajo.

4.7.10.2 Tapa temporal del pozo

Al completar el pozo, el constructor debe instalar una tapa adecuada ya sea roscada, de pestaña o soldada o un sello de compresión, para prevenir la entrada de material foráneo al pozo.

La descarga de los pozos surgentes o saltantes se debe controlar por medio de uno o varios de los siguientes sistemas con el fin de garantizar que no se presenten pérdidas o desperdicio de agua:

- Válvulas de control

- Conexiones herméticas o de sellado

- Cementación para evitar la descarga de agua por el espacio anular

- Adaptador de flujo

NOTA La descarga de agua desde pozos saltantes puede ser cesada o reducida de manera significativa, si se toman las medidas apropiadas durante la construcción del pozo. Si una vez revestido el pozo, no ha cesado el flujo, se recomienda que este sea reducido a un 10 % del caudal. La descarga de flujo no se debe enviar al alcantarillado o a alguna fuente de contaminación.

4.7.10.3 Altura de la tubería de revestimiento sobre la superficie

A menos que se especifique lo contrario por parte del contratante, la tubería de revestimiento debe extenderse no menos de 610 mm (24 pulgadas) por encima de la elevación final del nivel de la superficie y no menos de 610 mm (24 pulgadas) por encima del record del nivel de inundación en 100 años, cualquiera que sea mayor.

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4.7.10.4 Ubicación del equipo

Cualquier accesorio que permita acceso directo, abierto al pozo debe también cumplir con los requisitos de altura del numeral 4.7.10.3 y debe sellarse o enmallarse para prevenir la entrada de material foráneo, agua superficial o contaminantes al pozo.

4.7.10.5 Adecuación del sitio de localización del pozo

El terreno que rodea directamente la tubería de revestimiento del pozo debe tener un pedestal de concreto con declive hacia fuera del pozo para evitar que los desagües de la superficie se acumulen alrededor del pozo terminado.

4.7.11 Dispositivos de control y monitoreo

4.7.11.1 Se debe instalar un tubo medidor de niveles adosado a la tubería de descarga del

equipo de bombeo de mínimo de 3/4 de pulgada, perforado en su tercio inferior y hasta el tope del equipo de bombeo que permita el futuro control y monitoreo mediante la toma periódica de niveles de agua.

4.7.11.2 Se debe instalar un medidor volumétrico en la tubería de descarga y superficialmente

para el control de la cantidad de agua extraída. Para evitar obstrucciones del medidor se debe instalar un filtro entre el registro de descarga y el medidor.

4.7.12 Informe final

Además de los asuntos tratados en el numeral 4.2.5, los siguientes asuntos que se refieren a los pozos terminados se deben incluir en el informe final:

4.7.12.1 Emplazamiento del material del filtro de grava

La cantidad de grava instalada se debe registrar (véase el Anexo E, numeral E.3.1).

4.7.12.2 Registros

Los registros de desarrollo y pruebas como se exponen en el Anexo E, numeral E.3 y numeral 5.1.2 deben incluirse.

4.8 DESARROLLO DEL POZO

4.8.1 Generalidades

El desarrollo del pozo* consiste en la aplicación de técnicas apropiadas diseñadas para llevar al pozo a su máxima capacidad de descarga optimizando la eficiencia del pozo, su capacidad específica, la estabilización del material del acuífero y el control de arenas y sólidos en suspensión. Los diámetros de la tubería de revestimiento y de los filtros, la longitud de los filtros y el carácter de las formaciones están entre los muchos factores determinantes en la selección de los métodos aplicables para el desarrollo del pozo. Es prácticamente imposible anticipar exactamente cómo responderá un pozo al desarrollo y cuánto tiempo durará en alcanzar el desarrollo adecuado. Debido a que las solicitudes de propuestas con base en una suma fija para el desarrollo del pozo pueden resultar en un trabajo insatisfactorio, se recomienda que el

Para mayor información referirse al anexo E y al manual de prácticas de construcción de pozos de agua de USEPA (Manual of Water Web Construction Practices), EPA-570/9-75-001, USEPA,