INFORME pozo UTP-ET - Universidad Tecnológica de Panamá
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Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas
Universidad Tecnológica de Panamá
PRUEBA DE BOMBEO: AFORO ESCALONADO
POZO DE LA EXTENSIÓN
DE TOCUMEN - UTP
CENTRO DE INVESTIGACIONES
HIDRAULICAS E HIDROTECNICAS
UTP
Elaborado por: Ing. David Vega
02 de Febrero, 2004
Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas
Universidad Tecnológica de Panamá
INFORME DE PRUEBA DE BOMBEO
POZO EXTENSIÓN TOCUMEN
CENTRO DE INVESTIGACIONES HIDRAULICAS
RESUMEN EJECUTIVO
En el año de 1993, dentro de las instalaciones de la Universidad Tecnológica de
Panamá, específicamente dentro de la Extensión de Tocumen, se construyó un pozo con el
objetivo primordial de abastecer al lago de esta extensión, durante la estación seca. Este
pozo, se encuentra muy próximo a la cancha de baloncesto y estación de combustible
perteneciente a esta universidad.
A través de la Prueba Escalonada realizada, fue posible estimar el rendimiento del
pozo, su caudal de explotación, la ecuación que lo modela, la curva característica del pozo,
el abatimiento y su eficiencia. Además de todas estas características, fue posible estimar
preliminarmente los parámetros hidráulicos del acuífero como, transmisividad y coeficiente
de almacenamiento. Igualmente se realizó la caracterización de sus aguas, a través de la
toma de muestras las cuales fueron analizadas en el laboratorio de química del Centro
Experimental de Ingeniería. Estos análisis consistieron en medir los parámetros físico-
químicas y bacteriológicas, para luego realizar el balance de carga entre cationes y aniones
de cada solución, basándose en el principio de electroneutralidad, el cual estipula que toda
solución no puede tener carga neta y que no pueden existir electrones sueltos en la
solución.
De acuerdo a la geología regional, el pozo se encuentra ubicado en la Formación
Panamá, que es la formación más joven del período Terciario en el lado Pacífico. Esta
consiste en su mayoría de rocas volcánicas del Oligoceno: andesitas, aglomerados
volcánicos, tobas de grano fino y lahares. También comprende una fase marina que
corresponde a un área de deposición marina. En algún tiempo del pasado geológico, esta
formación estaba cubierta por el mar y permitió la deposición de sedimentos que
posteriormente se consolidaron. En esta fase marina encontramos: areniscas tobaceas,
lutitas, calizas algáceas y foraminíferas. El estrato acuífero se encuentra en el aglomerado
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volcánico, de acuerdo a la litología del pozo localizado en la Escuela República de Países
Bajos, y que se utilizó de referencia por estar próximo a la Extensión Tocumen. Este pozo,
tiene las siguientes coordenadas: 675252 E, 1004129 N, sector de Las Mañanitas,
elevación: 35.60 msnm, con una profundidad de 36.6 m y nivel estático de 10.60 metros.
El pozo UTP-ET tiene una profundidad de 24.0 m y el nivel estático se encuentra a
2.40 m; la elevación del pozo es de 18msnm y el pozo se localiza en las coordenadas UTM:
1002336 N, 675128 E.
Como conclusión final, el pozo UTP-ET puede ser explotado con un caudal de 40
gpm, con un abatimiento de 6.15 m y además puede ser bombeado por 14 horas continuas
con un período de recuperación de 10 horas. Con un caudal de 40 gpm, la eficiencia del
pozo UTP-Tocumen es de 87.9% siendo las primeras aproximaciones de los valores de
transmisividad y coeficiente de almacenamiento, en el orden de T = 21.1 m2/día y S = 2.08
x 10-3 respectivamente.
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CONTENIDO
• INTRODUCCIÓN: Las Pruebas de Bombeo
• JUSTIFICACIÓN
• ANTECEDENTES
• GEOLOGÍA
• INFORMACIÓN DEL POZO DE LA EXTENSIÓN TOCUMEN
• PRUEBA DE BOMBEO N° 1: POZO UTP-ET
• PRUEBA DE BOMBEO N° 2: POZO UTP-ET
• PRUEBA DE BOMBEO N° 3: POZO UTP-ET
• ANÁLISIS DEL ABATIMIENTO EN LOS POZOS
• EFICIENCIA DE UN POZO
• CURVAS CARACTERÍSTICAS
• COEFICIENTE DE TRANSMISIVIDAD
• COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO
• RADIO DE INFLUENCIA
• RELACIÓN ENTRE LAS PRECIPITACIONES Y EL NIVEL DE LAS AGUAS
SUBTERRÁNEAS
• MONITOREO DEL NIVEL DE AGUA EN EL POZO UTP-ET
• CONCLUSIONES
• RECOMENDACIONES
• ANEXOS
• PRUEBAS DE BOMBEO
• DETALLE DE BOMBA SUMERGIBLE UTILIZADA
• REPORTES DE LA PRUEBA DE BOMBEO EN AQUIFER TEST 3.0
• MAPA ILUSTRATIVO: RADIO DE INFLUENCIA
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INTRODUCCIÓN
Las Pruebas de Bombeo:
Los ensayos de bombeo, en sus múltiples variantes son la principal herramienta de que se
dispone para el estudio del comportamiento de pozos, predicción de caudales y descensos
futuros, y obtención de valores representativos de las características de los acuíferos.
Los bombeos para estudiar las características de los pozos suelen designarse con el nombre
de aforos o ensayos de descenso y en general no comportan la observación de los niveles
del agua en pozos o piezómetros próximos.
Los bombeos en los que se observan los descensos producidos en otros pozos o en
piezómetros próximos (el pozo de bombeo se suele medir también) se suelen llamar
ensayos de bombeo y también más específicamente ensayos de interferencia.
La medición de los niveles del agua, después del cese de bombeo en el propio pozo de
bombeo y/o en los pozos y piezómetros de observación, se llama ensayo de recuperación.
Con un aforo (sin pozos de observación) puede obtenerse:
a) Caudal óptimo o aconsejable de explotación del pozo,
b) Curva característica del pozo
c) Un primer valor de la eficiencia del pozo
d) Una estimación de la transmisividad del acuífero
e) Datos preliminares sobre acuíferos (barreras, drenaje diferido, semiconfinamiento,
etc.).
f) A veces se puede llegar a una estimación del coeficiente de almacenamiento del
acuífero si a los descensos observados se les resta las pérdidas en el pozo obtenidas
de la curva característica.
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Con un ensayo de bombeo de interferencia (con pozos de observación o piezómetros)
puede obtenerse:
a) Transmisividad del acuífero.
b) Coeficiente de almacenamiento del acuífero.
c) Características del acuífero propias o en relación con su contorno
(semiconfinamiento, recarga, drenaje diferido)
d) Presencia y situación de límites (barreras, fallas, líneas de recarga, etc.).
e) Datos para extrapolar razonablemente los descensos del pozo sometido a una larga
explotación.
f) Eficiencia real del pozo.
Las pruebas de bombeo pueden dividirse en:
Prueba de larga duración a caudal constante: Esta prueba tiene una duración de 72 horas
en acuíferos libres y de 24 horas en acuíferos confinados.
Para realizar esta prueba de bombeo, se recomienda la siguiente frecuencia de
observaciones:
− en los primeros 5 minutos………………………..cada 0.5 minutos
− de 5 a 10 minutos………………………………...cada 1 minutos
− de 10 a 60 minutos………………………………..cada 5 minutos
− de 60 a 120 minutos………………………………cada 10 minutos
− de 120 a 240 minutos……………………………..cada 30 minutos
− de 240 a 360 minutos……………………………..cada 60 minutos
− después de 360 minutos…………………………..cada 60 minutos
Prueba escalonada variación del caudal: Es una prueba que permite estimar el
rendimiento del pozo, éste tipo de ensayo nos permite determinar entre otras cosas: el
caudal de explotación del pozo, ecuación del pozo, curva característica del pozo y
eficiencia del pozo. Esta prueba debe realizarse antes de la prueba de larga duración, ya
que permite estimar el caudal constante con que será bombeado el pozo durante 72 horas.
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Para realizar esta prueba se requiere referir todos los abatimientos o descensos a un mismo
tiempo de bombeo, por ejemplo de 1 hora. Los caudales de los sucesivos escalones no
deben ser excesivamente próximos, por ejemplo, los caudales deben ser crecientes en la
proporción 1,2,4,8…..Ejemplo , sí Q1= 10 gpm, Q2 = 20 gpm, Q3 = 40 gpm, Q4 = 80 gpm,
que tiene una proporción de 2. La distribución de los caudales en progresión geométrica es
una buena norma, conviene establecerlos de forma que el último escalón quede alrededor
del caudal de explotación del pozo o preferiblemente algo por encima.
Los tiempos recomendados de observación en una prueba de bombeo escalonada para 1
hora es el siguiente: Los primeros 5 minutos cada 0.5 minutos; luego a 7 min., 9 min., 11
min., 15 min., 20 min, 25 min, 30 min, 40 min, 50 min, y a los 60 min.
JUSTIFICACIÓN
Este trabajo fue realizado para determinar el rendimiento del pozo, establecer el caudal de
bombeo, conocer preliminarmente los parámetros hidráulicos del acuífero (transmisividad y
almacenamiento), recopilar datos del pozo para recomendar un caudal de explotación del
pozo y la rata de bombeo. También es importante conocer la calidad del agua, sus
características físico-químicas y bacteriológicas. El pozo tiene más de diez años de estar
construido, y era necesario estos estudios previos para una mejor utilización de las aguas de
este pozo, ya sea para riego, abastecer de agua el lago u otros usos.
Los trabajos realizados en el pozo de la extensión de Tocumen fueron los siguientes: aforo
con caudal variable (prueba de bombeo escalonada de 60 minutos), toma de muestra para
análisis de calidad de agua (parámetros físico-químicos y bacteriológicos), recopilación de
información, levantamiento de coordenadas del pozo y datos de campo.
En los trabajos realizados participaron los siguientes investigadores del CIHH:
Ing. Erick Vallester (Supervisor), Ing. David Vega (coordinador), Ing. Sidney Saavedra,
Ing. Oscar Garibaldi, Lic. Alexander Esquivel y el apoyo de personal del IDAAN:
Edilberto Díaz, Rafael Molina y Andrés González.
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Equipos utilizados en la prueba de bombeo:
• Sonda de 50 metros
• Bomba de succión (instalada en superficie) de 1.5 Hp, Qmáx. 9 gpm, propiedad de
la Extensión Tocumen.
• Bomba sumergible de 3 Hp, Qmáx. 40 gpm, marca Grundfos, modelo 25S30-15
propiedad del Departamento de Fuentes Subterráneas, del IDAAN.
• Generador diesel, accesorios, cableado y 70 pies de tubería PVC de 1.5”
ANTECEDENTES:
Actualmente, no se cuenta con datos históricos del pozo, no existe archivo sobre la
perforación del pozo que nos pueda indicar el diseño y construcción del pozo. Se sabe que
el pozo fue construido en el año 1993, ya que se conversó con algunas personas que tienen
muchos años de laborar en la Extensión de Tocumen. Inicialmente, el objetivo de la
construcción del pozo fue abastecer el lago que esta en la Extensión UTP-Tocumen durante
la estación de verano. La bomba que se utilizó para la explotación del pozo fue de 1.5 Hp,
con poca potencia, la cual extraía poco caudal. Hace dos años que no se utiliza el pozo y en
estos momentos se encuentra abandonado, sin uso, con la bomba pequeña instalada. Es
necesario rehabilitar el pozo y para ello, el CIHH inició este año 2004, los trabajos de
ensayos de bombeo y análisis de calidad del agua del pozo con el objetivo de determinar el
caudal de bombeo, el abatimiento del pozo y analizar la calidad del agua, tanto físico-
química, como bacteriológica.
Los trabajos que se realizarán en el pozo nos brindarán más información técnica referente al
pozo, el tipo de bomba que se deberá utilizar y los descensos esperados en el pozo de
acuerdo al caudal de explotación. Los datos de ensayos de bombeo son muy importantes
para comprender mejor el comportamiento de las aguas subterráneas, determinar los
parámetros hidráulicos del acuífero y medir el rendimiento de los pozos.
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GEOLOGÍA
De acuerdo a la geología regional, el pozo se encuentra ubicado en la Formación Panamá,
que es la formación más joven del período Terciario en el lado Pacífico. Esta consiste en su
mayoría de rocas volcánicas del Oligoceno: andesitas, aglomerados volcánicos, tobas de
grano fino y lahares. También comprende una fase marina que corresponde a un área de
deposición marina. En algún tiempo del pasado geológico, esta formación estaba cubierta
por el mar y permitió la deposición de sedimentos que posteriormente se consolidaron. En
esta fase marina encontramos: areniscas tobaceas, lutitas, calizas algáceas y foraminíferas.
El estrato acuífero se encuentra en el aglomerado volcánico, de acuerdo a la litología del
pozo localizado en la Escuela República de Países Bajos, y que se utilizó de referencia por
estar próximo a la Extensión Tocumen. Este pozo, tiene las siguientes coordenadas:
675252 E, 1004129 N, sector de Las Mañanitas, elevación: 35.60 msnm, con una
profundidad de 36.6 m y nivel estático de 10.60 metros.
Fuente: Tesis de maestría. “Caracterización Hidrogeológica en la Cuenca de los Ríos Tapia
y Tocumen”, por el Ing. David Vega, 2001.
INFORMACIÓN DEL POZO EXTENSIÓN TOCUMEN-UTP
Datos de campo: 7 de enero de 2004.
• Profundidad del pozo: 24.00 metros
• Nivel Estático o freático: 2.40 metros
• Ubicación del pozo con GPS: (coordenadas UTM)
Latitud Norte: 1002336
Longitud Este: 675128
Elevación: 18 msnm aproximadamente.
PRUEBA DE BOMBEO N° 1: POZO UTP-ET
El día 7 de enero de 2004, se instaló la bomba de 1.5 Hp, centrífuga, de superficie, con el
fin de realizar un aforo en el pozo. Primero se realizó un ensayo de calibración del caudal
del bombeo para determinar el Qmáx de la bomba. Para tal fin, se realizaron 3 ensayos con
una medida de 16.81 litros = 4.44 galones. Los tiempos en que se llenó el tanque fueron de
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34, 29 y 26 segundos a diferentes tiempos de la prueba de bombeo (t= 0, t= 25 minutos y t=
52 minutos).
El caudal promedio fue de 9.09 gpm (galones por minuto). Los resultados se presentan en
el siguiente cuadro.
Cuadro de calibración del caudal
Tiempo
(segundos)
Volumen
(litros)
Caudal
(gpm)
34 16.81 7.84
29 16.81 9.19
26 16.81 10.25
Promedio 9.09
Con un caudal promedio de 9 gpm, en 52 minutos de bombeo los resultados fueron los
siguientes: (ver gráfico y reporte )
• Se observa un abatimiento de 1.57 metros a los 52 minutos, tiempo de la prueba.
• El pozo se estabiliza a los 28 minutos, con un abatimiento de 1.56 metros.
PRUEBA DE BOMBEO N° 2: POZO UTP-ET
El día 15 de enero se realizó otra prueba de bombeo con el mismo caudal (9 gpm), pero con
una duración de 7 horas y media. Para esta prueba, se tomaron las lecturas de recuperación
del pozo. Los resultados fueron los siguientes:
• A las 7 horas y media de bombeo, se observó un abatimiento de 1.47 metros
• El pozo se estabiliza a los 25 minutos, con un abatimiento de 1.43 metros
• El tiempo de recuperación del pozo es de 15 minutos. (regresa a su nivel estático)
• Ver Gráfico tiempo vs. Abatimiento (15/01/04)
• Se recomienda utilizar otra bomba de mayor caudal.
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PRUEBA DE BOMBEO N° 3: POZO UTP-ET
El día 22 de enero se realizó una prueba de bombeo escalonada con recuperación en cada
caudal de bombeo. Se utilizó una bomba sumergible, tipo jet, marca grundfos de 3 Hp con
Q max = 40 gpm. Se tomaron lecturas a los mismos tiempos por espacio de una hora en
cada caudal de bombeo. Al terminar cada hora, se apagaba la bomba, en espera de que el
pozo recuperara su nivel estático. Los resultados de esta prueba se presentan en el siguiente
cuadro.
Cuadro Resumen: Prueba de bombeo Escalonada
Caudal
(gpm)
Abatimiento, s
(metros)
Tiempo
(minutos)
Tiempo recuperación
(minutos)
15 2.14 60
25 3.64 60
40 6.15 60 40
Al final del aforo de 40 gpm, se realizó la prueba de recuperación del pozo, registrando un
tiempo de recuperación del nivel estático de 40 minutos. Es importante anotar, que en cada
caudal de bombeo, se observó una pequeña estabilización en el pozo, es decir, que el pozo
logra una estabilización al cabo de una hora. Se estima que el pozo está siendo recargado
en algún punto ó existe una percolación vertical, y es posible que se esté captando un
acuífero semiconfinado. Es necesario realizar una prueba de larga duración (48 horas) con
un caudal de 50 gpm. Hizo falta aumentar el caudal, realizar otro escalón de 1 hora con
un caudal de 60 gpm, pero la bomba sumergible no tenia mayor capacidad para bombear
dicho caudal. También, es necesario realizar una prueba de larga duración (72 horas) con
un caudal aproximado de 50 gpm.
En conclusión, con un caudal de 40 gpm, en 14 horas de bombeo diario y 10 horas de
recuperación, se puede obtener un volumen de 33,600 galones, es decir, 127.18 m3
suficiente para llenar una piscina de 5 metros de ancho por 10 metros de largo y 2.55
metros de profundidad.
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ANÁLISIS DEL ABATIMIENTO EN LOS POZOS
Ecuación general del pozo (fórmula básica):
El abatimiento o descenso en un pozo puede escribirse mediante la siguiente ecuación
general propuesta por Jacob:
s = B*Q + C*Q2 (Ecuación del pozo),
donde, B * Q expresa el abatimiento debido a la pérdida en el acuífero y CQ2 debido a las
pérdidas en el pozo. B se llama coeficiente de pérdidas de circulación en la formación y es
variable con el tiempo de bombeo y C se llama coeficiente de pérdidas en el pozo y es
independiente del tiempo.
Para determinar B y C es necesario realizar una prueba escalonada y proceder a la
resolución gráfica, dibujando s/Q en función de Q y trazando la recta que pasa por esos
puntos. La pendiente da el valor de C y la ordenada en el origen el valor de B.
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ANÁLISIS DE ABATIMIENTO EN EL POZO UTP-ET:
De los valores obtenidos de la prueba de bombeo escalonada se dibuja el gráfico s/Q vs. Q,
para obtener los valores de C y B. Los valores de Q fueron convertidos a m3/día.
Q (gpm) Q (m3/día) s (abatimiento, metros) s/Q (día/m2 )
15 81.75 2.14 0.0261
25 136.26 3.64 0.0267
40 218.02 6.15 0.0282
Determinación gráfica de los valores de B y C de la fórmula s = B*Q + C*Q2
Del Gráfico, se obtuvo que B = 0.0247 días/m2 , y el valor de C = 1.56423 x 10-5 días/m5
La ecuación del pozo UTP-ET es la siguiente:
s = 0.0247 * Q + 1.56423 x 10-5 * Q2
De acuerdo a la ecuación del pozo, se estima que con un caudal de bombeo de 60 gpm, el
pozo tendrá un abatimiento de 9.75 metros, y con 75 gpm, el abatimiento será de 12.71 m.
S/Q(día/m2) = 1.56423E-05 x Q + 0.0247R2 = 0.9838
0.024
0.025
0.026
0.027
0.028
0.029
0 50 100 150 200 250
Q (m3/día)
s/Q
(día
/m2 )
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Aplicando la ecuación, en función de los caudales de la prueba de bombeo escalonada, se
presenta el siguiente cuadro:
Q
(gpm)
Q
(m3/día)
s (abatimiento, metros)
medido en campo
s (abatimiento, metros)
ecuación (regresión lineal) % Error
15 81.75 2.14 2.12 0.76
25 136.26 3.64 3.66 -0.44
40 218.02 6.15 6.13 0.35
*60 327.00 *9.75
*75 408.75 *12.71
* valor estimado
La regresión lineal se considera excelente, la prueba fue exitosa con un R2 = 0.98. El % de
error es bajo con valores de 0.76 % hasta 0.35 %.
EFICIENCIA DE UN POZO
La eficiencia de un pozo es un dato de valoración de la construcción de un pozo de gran
valor y permite comparar pozos en la misma formación, si se toman iguales tiempos e
iguales caudales. Sin embargo no es un criterio acertado para comparar pozos en
formaciones diferentes. Es un valor importante para la explotación de un pozo y se obtiene
de la ecuación del pozo, luego de determinar los coeficientes B y C. La eficiencia de un
pozo puede escribirse mediante la siguiente ecuación:
ef = B*Q/(B*Q + C*Q2)
La eficiencia de un pozo en que todas las pérdidas de carga son directamente
proporcionales a Q será:
ef = 1/(1 + (C/B)*Q)
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EFICIENCIA DEL POZO UTP-ET:
Los valores estimados de eficiencia en el pozo de la UTP-ET, varían de acuerdo al caudal
de explotación. Estos valores están en función de los coeficientes B y C, que se
determinaron anteriormente. Los valores de eficiencia del pozo están dados en porcentajes
y muestran la buena eficiencia que tiene el pozo a medida que se aumentó el caudal de
bombeo en el pozo. Con un caudal de 40 gpm (218.02 m3/día), el pozo tiene una eficiencia
de 87.9%. Los resultados se presentan en el siguiente cuadro:
Eficiencia del pozo UTP-ET
Q (m3/día) % ef = 1/(1 + (C/B)*Q)
81.75 95.1
136.26 92.1
218.02 87.9
CURVAS CARACTERÍSTICAS
Se llama curva característica de un pozo a la relación gráfica entre el caudal y el
abatimiento de un pozo. También se llaman curvas características a las relaciones gráficas
entre los caudales específicos y los abatimientos. Las averías y envejecimiento (corrosión,
incrustación, colmatación, etc), suponen una variación en la curva característica que puede
servir para indicar el momento de efectuar reparaciones o mantenimiento preventivo.
Curva Característica del pozo UTP-ET
Q = 33.838 x (s) + 10.783R2 = 0.9991
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5 6 7
s, Abatimiento (m)
Q (m
3 /día
)
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COEFICIENTE DE TRANSMISIVIDAD (T)
Es la razón a la cual fluye a través de una franja vertical de un acuífero, de ancho unitario y
de altura igual al espesor saturado del mismo, cuando el gradiente hidráulico es igual a 1, o
sea 100%. También la transmisividad es igual a la conductividad hidráulica ó
permeabilidad multiplicada por el espesor saturado o espesor del manto acuífero. Las
unidades son m2/día.
Unos de los métodos sencillos y rápidos para obtener los valores de transmisividad y
coeficiente de almacenamiento S, es mediante el Método de Jacob.
Método de Jacob:
Se hace una gráfica semilogarítmica, donde el abatimiento se encuentra en el eje de las
ordenadas (escala normal) contra el tiempo en el de las abscisas (escala logarítmica),
escogemos t1 y t2 con separación de un ciclo logarítmico. La fórmula de Jacob para
determinar la transmisividad es la siguiente:
T = 2.3*Q/4*π*∆s = 0.183*Q/∆s, ∆s = abatimiento por ciclo logarítmico de tiempo.
Cuando hacemos el gráfico mencionado, hallamos que los puntos, a partir de cierto tiempo,
comienzan a formar una línea recta. Ese tiempo depende de las características del manto
acuífero, y será mayor en uno libre con ∆s relativamente grande que en uno confinado que
tiene una ∆s pequeña y abatimientos grandes. Si los puntos no forman una línea recta, esto
indica la ausencia de condiciones para aplicar el método.
COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (S)
Es el volumen cedido o tomado del almacenamiento (acuífero), por unidad de agua
superficial, cuando se produce un cambio unitario de área. En otras palabras este
coeficiente indica la cantidad de agua que puede ser obtenida por bombeo.
S = 2.25*T*t0/r2 ,
donde, t0 = tiempo de intersección de la línea recta con el cero abatimiento en días.
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Aplicando la fórmula de Jacob, luego de obtener los datos del gráfico Tiempo vs.
abatimiento en el pozo de la UTP-ET, el valor preliminar de la transmisividad, T es igual
21.1 m2/día y el Coeficiente de Almacenamiento, S es igual a 2.08 x 10-3 (aplicando Theis).
Estos valores de Transmisividad y Almacenamiento, son estimados, datos preliminares
obtenidos en la prueba de bombeo escalonada. Es necesario realizar una prueba de bombeo
de larga duración con pozo de observación para determinar realmente estos dos parámetros
hidráulicos del acuífero. La transmisividad es baja, y con el valor de Almacenamiento S, se
determinó que el acuífero es semiconfinado.
Utilizando el software Aquifer Test, se determinaron los valores de Transmisividad y
Coeficiente de almacenamiento S, a través de dos métodos: Theis y Cooper & Jacob. El
siguiente cuadro muestra los resultados de ambos métodos, con los diferentes caudales de
bombeo. Cabe señalar que estos valores no difieren mucho, ya que son parámetros
hidráulicos del acuífero.
Cuadro Resumen – Valores de Transmisividad, T y Almacenamiento, S
Método Caudal Q, gpm T (m2/día) S, Almacenamiento
Theis 40 17.2 2.08 x 10-3
Cooper & Jacob 40 21.1
Theis 25 14.5 3.51 x 10-3
Cooper & Jacob 25 18.7
Theis 15 23.3
Cooper & Jacob 15 29.5
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RADIO DE INFLUENCIA (r0)
Es la distancia que existe desde el centro del pozo, hasta el límite del cono de depresión o
de abatimiento. El radio de influencia no depende del caudal de bombeo, sino de las
características hidráulicas del acuífero (T y S) y del tiempo de bombeo del pozo. La
ecuación para determinar el radio de influencia es la siguiente:
r0 = √ ((2.25*T*t ) / S)
Si analizamos la prueba de bombeo el 15 de enero de 2004, que tuvo una duración de 7
horas y media, (0.3125 días), caudal Q = 9 gpm, T = 21.1 m2/día , S = 2.08 x 10-3 el radio
de Influencia, r0 = 84.46 metros. Si en el futuro se realiza una prueba de bombeo de larga
duración (48 horas), el radio de influencia será de 213.65 metros. De acuerdo a nuestra
recomendación, si solamente se utiliza en pozo por de 14 horas de bombeo (0.5833 días) y
10 horas de recuperación (periodo de 24 horas), el radio de influencia será de 115.38
metros. A medida que se aumenta el tiempo de bombeo en el pozo, el radio de influencia
es mayor.
Radio de influencia vs. Tiempo de bombeo
Tiempo (días) Radio influencia (m))
0.3125 84.46
0.5833 115.38
2 213.65
(Ver mapa de ubicación del pozo y radio de influencia)
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RELACIÓN ENTRE LAS PRECIPITACIONES Y EL NIVEL DE LAS AGUAS
SUBTERRÁNEAS
Mediante el estudio de estas relaciones podemos formarnos una idea tentativa de las
variaciones en los volúmenes de agua en los mantos acuíferos.
Sabemos de hidrología que el agua que se infiltra a las capas más profundas es solo una
parte del volumen total de las lluvias. Esto depende de la frecuencia, la duración e
intensidad de las lluvias, la topografía del terreno, la textura y la estructura de este, la
permeabilidad de los horizontes que el agua tiene que atravesar, la transpiración de las
plantas, la retención de parte de las lluvias por el follaje, etc.
Las condiciones mencionadas determinan la magnitud del escurrimiento, la
evapotranspiración, la cantidad de agua retenida en los horizontes superficiales
(fundamental a la hora de planear un régimen de riego), y la cantidad de agua que se infiltra
hacia la zona de saturación. El total de estas cantidades determina el volumen de las
precipitaciones.
Se ha observado en muchos lugares una correlación entre los niveles de agua y las
precipitaciones, lo bastante estrecha como para podernos dar una idea de cuánto afectará
una determinada cantidad de precipitación el nivel de las aguas subterráneas.
Para ello, se llevan a una gráfica los valores de precipitaciones y los de las variaciones del
nivel de agua contra el tiempo. Las precipitaciones no se reflejan directamente en la
gráfica, sino a través del llamado desvío acumulativo.
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MONITOREO DEL NIVEL DE AGUA EN EL POZO UTP-ET:
A partir de este año 2004, se estará llevando el monitoreo del nivel del pozo de la UTP-ET
para determinar la relación entre las precipitaciones y el nivel del pozo. Aprovechando la
oportunidad que tenemos una estación automática zeno 3200 en la Extensión Tocumen se
podrá correlacionar el parámetro de precipitación vs. los descensos en el nivel de las aguas
subterráneas y, además analizar la evapotranspiración que ocurre en el área.
La lectura del nivel del pozo se realizará una vez a la semana, por un período de un año.
Ya se tienen los primeros registros de nivel del agua, que se presentan en el siguiente
cuadro:
Fecha Nivel del agua en el Pozo UTP-ET (metros)
6/01/04 2.40
13/01/04 2.48
15/01/04 2.51
22/01/04 2.67
26/01/04 2.75
02/02/04 2.83
09/02/04 2.71
16/02/04 2.92
26/02/04 3.06
01/03/04 3.12
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CONCLUSIONES
1. El pozo de la UTP-Extensión Tocumen, tiene una profundidad de 24 metros, con un
nivel estático de 2.40 metros
2. No se conoce la litología o descripción estratigráfica del pozo, solamente se
investigó que fue construido en el año de 1993 y se encuentra sin uso desde hace 2
años aproximadamente.
3. De acuerdo a la prueba de bombeo preliminar realizada el 15 de enero de 2004, con
una duración de 7 horas y media, con un caudal de 9 gpm, el pozo tiene un
abatimiento de 1.47 metros, y el pozo se estabiliza a los 28 minutos. El tiempo de
recuperación del nivel estático es de 15 minutos.
4. El pozo puede ser explotado con un caudal de 40 gpm, con un abatimiento de 6.15
metros. En una hora de bombeo con éste caudal el pozo se estabiliza.
5. Se estima que el pozo puede ser bombeado por 14 horas continuas, y dejarlo que se
recupere durante las siguientes 10 horas para completar un día.
6. De acuerdo a los datos recopilados de la prueba de bombeo escalonada de una hora
con recuperación (15, 25, y 40 gpm), luego de hacer el gráfico s/Q vs. Q, el
coeficiente B = 0.0247 y C = 1.56423 x 10-5, y la ecuación del pozo es: 0.0247 * Q
+ 1.56423 x 10-5 * Q2.
7. Con un caudal de bombeo de 40 gpm, la eficiencia del pozo UTP-ET = 87.9%
8. Con el Método de Jacob, los valores preliminares de Transmisividad y Coeficiente
de Almacenamiento, S son los siguientes: T = 21.1 m2/día, S = 2.08 x 10-3
9. De acuerdo al valor de S, el acuífero es semiconfinado, y presenta una percolación
vertical, el estabilizarse la curva de Abatimiento vs. Tiempo.
10. El radio de influencia para un tiempo de bombeo de 7.5 horas es igual 84.46 metros.
Si el pozo es explotado por 14 horas, el radio de influencia será de 115.38 metros,
de acuerdo a los valores prelimares de T y S. El radio de influencia depende de los
parámetros hidráulicos del acuífero (T y S) y del tiempo de bombeo; no depende del
caudal de explotación.
11. Las pruebas realizadas en el pozo UTP-ET, demostraron que el pozo puede ser
explotado con un caudal muy bueno de 40 gpm, sin riesgo a sobre-explotarlo y se
logró conocer nuevos parámetros y el objetivo propuesto, que fue determinar el
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caudal de explotación del pozo (cantidad) y se está en la espera de los resultados
fisicos químicos y bacteriológicos, y así completar el estudio con la calidad del agua
del pozo (clasificación de las aguas de acuerdo al balance iónico).
RECOMENDACIONES:
1. Utilizar una bomba sumergible de 3 Hp, con Qmáx. 50 gpm.
2. Realizar una prueba de bombeo de larga duración (48 horas) con caudal constante y
con pozo de observación, para determinar los valores reales de T y S.
3. Analizar la calidad del agua, tomar muestra para los análisis físicos, químicos y
bacteriológicos, y así determinar si es potable, y el uso que se le pueda dar al agua
del pozo.
4. Establecer la zona de influencia el pozo, para evitar fuentes potenciales de
contaminación de las aguas, instalar una caseta, establecer un perímetro en el pozo
para que no se construyan pozos ciegos o sumideros ni letrinas.
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