PRUEBAS DE BOMBEO
Las pruebas de bombeo son utilizadas para determinar los parámetros hidrogeológicos de un acuífero como son: Conductividad hidráulica K, transmisividad T y el coeficiente de almacenamiento S, determinar el comportamiento del acuífero frente a un bombeo, hallar fronteras como flujo impuesto o potencial constante. La permeabilidad y el coeficiente de almacenamiento son necesarios para el diseño de pozos, cálculo de abatimientos, e interferencias, etc., y en general para tener un manejo óptimo del recurso.
Los ensayos de bombeo a caudal constante, necesitan para su realización, pozos perforados, de tal manera que se cumplan las condiciones teóricas necesarias para aplicar las ecuaciones de la hidráulica de pozos como:
- Pozo totalmente penetrante en el acuífero
- Acuífero horizontal de extensión infinita
- Medio homogéneo e isotrópico
- Flujo radial
La función W(u) se conoce con el nombre de función de pozo en acuífero cautivo y es un parámetro adimensional. Si u £ 0.01, el abatimiento puede calcularse con la ecuación de Jacob:
Aunque, por las razones expuestas anteriormente, los ensayo de bombeo y de recuperación tradicionales, no son en este caso totalmente confiables para los pozos perforados manualmente, pueden dar alguna idea de los parámetros del acuífero.
La Tabla 1 presenta las coordenadas de los sitios donde se realizaron las pruebas de bombeo en la zona de Yondó y el parámetro T, hallado con las pruebas tradicionales.
Tabla 6.1. Coordenadas y valores de T para las pruebas de bombeo y de recuperación
realizadas.
En pozos hechos a mano de diámetros cercanos a un metro (Foto 6.2), la literatura se bombea el pozo hasta que el abatimiento alcanza su valor máximo y luego se miden los abatimientos residuales durante la recuperación del pozo. Existen varios métodos para interpretar los resultados de este tipo de ensayos, como son el de Cooper-Bredehoeft-Papadopulos y el de Hvorslev.
Foto 6.2. Pozo excavado a mano con estratos marcados de gravas.
6.3.1. MÉTODO DE COOPER – BREDEHOEFT - PAPADOPULOS
Se tiene un pozo en un acuífero confinado, tal como se muestra en la Figura 6.2, con radios rc, y rs del pozo y de la rejilla respectivamente. Inmediatamente después de que el pozo alcanza su mínimo nivel Ho, se empiezan a medir los niveles H en un tiempo t.
Se tiene la relación
Figura 6.2. Esquema para una prueba de bombeo “Cooper-Bredehoeft-Papadopulos”
Figura 6.3. Curvas tipo para “Slug Test”.
Los valores de campo de Ho/H vs t se dibujan en un papel semilogaritmico que tenga la misma escala que las curvas tipo. Estos datos se superponen a la curva tipo, que más
Los valores encontrados mediante el Slug Text para los métodos de Papadopulos y Hvorslev son los mostrados en la Tabla 6.2.
En muchos pozos de la zona, se encontró que rápidamente, para el caudal de bombeo, alcanzaban un nivel estable en este caso, el cálculo de la transmisividad se puede hacer suponiendo flujo permanente a partir de la ecuación de Thiem:
Donde T es la Transmisividad (m²/d), Q el Caudal (m³/d), s el Abatimiento (m), R el
Radio de Influencia (m) y r el Radio del Pozo (m). Los valores para la transmisividad en flujo permanente se muestran en la Tabla 6.3 para radios de influencia de 1000,
500 y 100 m.
Tabla 6.2. Valores de T y K mediante los métodos de Papadopulos y Hvorslev.
Tabla 6.3. Valores de T para flujo permanente.
La Tabla 6.4 muestra los valores obtenidos para cada prueba por los diferentes métodos. En la Tabla 6.4 se tienen dos valores para los espesores saturados: uno es el espesor del acuífero más superficial hallado con la interpretación geofísica y el otro es la profundidad total del pozo, esto último aplicable a los pozos excavados a mano.
Los valores que están en negrilla son los más correlacionados con el tipo de estrato que se tiene en cada pozo. En resumen los valores encontrados para la zona, que oscilan en un rango de 1 – 15 m/día.
Se tienen además, datos de tres (3) pruebas de bombeo realizadas por Ecopetrol el 9 y 27 de marzo y el 3 de abril en el pozo 9, los parámetros hallados con esta prueba se pueden ver en la Tabla 6.5.
Tabla 6.5. Valores de la transimisividad encontrados para el pozo de explotación de agua No. 9.
La permeabilidad es entonces alrededor de 1.5 m/d, ya que el espesor del acuífero es de 94m, muy similar al los rangos hallados con la pruebas de bombeo hechas en este trabajo.
EFECTOS DE LA PENETRACIÓN PARCIAL DE LOS POZOS
Cuando se perfora un pozo que no penetra totalmente un acuífero, las condiciones de aproximación del flujo al pozo cambian, no se dan flujos totalmente radiales como lo exige la teoría, y aparecen componentes verticales de la velocidad, lo que puede conducir a errores al aplicar las ecuaciones tradicionales (Theis, jacob, etc)
Los efectos de pozos parcialmente penetrantes son despreciables distancias r mayores que:
Donde:
Kh: permeabilidad horizontal
Kv: permeabilidad vertical.
Los principales efectos que causa una penetración parcial de los pozos son:
1. En pozos equidistantes del pozo de bombeo se pueden tener curvas diferentes.
2. Puede haber mayores abatimientos en pozos lejanos que en pozos
cercanos al pozo de bombeo.
3. Se pueden presentar curvas similares a las de acuíferos con drenaje
diferido.
Referencia:
http://www.cec.uchile.cl/~ci51j/txt/Apuntes/Aux%20Pruebas%20de%20Bombeo.pdf
