Lección 6. Hidráulica. Coeficiente de almacenamiento. Difusividad

Lección 6. Hidráulica. Coeficiente de almacenamiento. Difusividad.
Captaciones de agua subterránea. Parámetros básicos. Ensayos de bombeo.
Coeficiente de almacenamiento (S)
Es adimensional. Se refiere al volumen que es capaz de liberar el acuífero al descender
en una unidad el nivel piezométrico ( o la presión ). Se define como el volumen de agua
que puede ser liberado por un prisma vertical del acuífero, de sección igual a la unidad y
altura la del espesor saturado, si se produce un descenso unidad del nivel piezométrico.
Toma valores diferentes según sea el acuífero libre o cautivo.
En un acuífero libre el valor del coeficiente de almacenamiento coincide con el valor de la
porosidad eficaz. En un acuífero cautivo, sin embargo, este volumen de agua que causa
un descenso de una unidad en el nivel piezométrico, coincide con la suma del agua
liberada por el acuífero como consecuencia de la dilatación que ésta sufre al
descomprimirse y el agua que cede el terreno al compactarse el armazón por tener que
soportar en mayor parte el peso del terreno suprayacente.
En un acuífero libre: S = 0'05 - 0'03
En acuíferos confinados: S = 10 -3 - 10 -5
Difusividad
La difusividad (D) es el cociente entre la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento. Se
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mide en m /día
CAPTACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
Una captación de agua subterránea es toda aquella obra destinada a obtener un determinado
volumen de agua de una formación acuífera para satisfacer una demanda.
La elección del tipo de captación vendrá determinada, en esencia, por los siguientes factores:
características hidrogeológicas del sector, características hidrodinámicas de los materiales
acuíferos, volumen de agua requerido, distribución temporal de la demanda, y coste de las
instalaciones de explotación y mantenimienrto de la captación. En definitiva, se trata de
conseguir un equilibrio entre los aspectos técnicos y los económicos.
Las obras de captación de agua subterránea pueden ser:
- Galerías
- Zanjas drenantes
- Pozos excavados
- Sondeos
Las obras más frecuentes son los sondeos, que son perforaciones excavadas por medios
mecánicos, preferentemente verticales, de diámetro inferior a 1.5 metros (normalmente entre 150
y 700 mm), y que pueden alcanzar grandes profundidades, incluso superiores a 1000 metros.
Estas obras requieren un elemento de rotura del terreno, un motor de accionamiento, un sistema
de eliminación de detritus y un sistema de mantenimiento de las paredes de la obra.
Según cual sea el sistema utilizado para cubrir estos objetivos, los métodos de perforación se
clasifican en:
- Perforación a percusión
- Perforación a rotación (directa o invesra)
- Perforación a rotopercusión
La perforación debe ser adecuadamente terminada, mediante procesos de entubación,
cementación, colocación de filtros y desarrollo.
Ensayos de bombeo
Finalizada la construcción de la obra de captación se procede a determinar su caudal óptimo de
explotación mediante la ejecución del denominado ensayo de bombeo.
La prueba consiste en bombear durante un cierto tiempo, a caudal constante o a caudal variable,
y observar la evolución del nivel del agua, tanto en el propio sondeo como en otros cercanos.
El análisis de los datos obtenidos suministra información sobre el acuífero: permeabilidad,
transmisividad, coeficiente de almacenamiento, presencia de barreras o bordes impermeables,
bordes de recarga, ertc..
Permite conocer también elementos tales como el radio de influencia del sondeo y la amplitud
dela zona de llamada a la captación, que será determinante para el establecimiento de los
perímetros de protección.
Respecto a las características constructivas de la perforación, los ensayos de bombeo permiten
conocer la calidad de la construcción (eficiencia del pozo), las pérdidas de carga, el caudal más
aconsejable de bombeo y la colocación idónea de la bomba.
R
NE
∆s
Cono de
depresión
ND
Acuífero
Tipos de ensayo de bombeo
A caudal constante
Régimen permanente o de equilibrio, en el cual después de un periodo muy corto (1 hora aprox.)
la geometría del cono de depresión es constante (hipótesis de Dupuit)
Régimen variable, transitorio, no permanente o de no equilibrio, en el que las dimensiones del
cono de depresión crecen con el tiempo (fórmulas de Theis y Jacob)
Prueba en bombeo
Prueba en recuperación
A caudal variable
Bombeo a caudal crítico
Bombeos escalonados