La utilización de aguassubterráneas para riegos

Por D. LUIS CAVANILLAS RODRIGUEZIngeniero Agrónomo

Jefe de la Sección de Hidráulica del I.N.I.A.

II

Pozos y galerías

NA vez se haya determinado, con mayor omenor aproximación, por alguno de los

métodos de prospección indicados en nuestroartículo anterior, la situación y caudales demantos o corrientes subterráneas, hemos dever la mejor forma de proceder al alumbra-miento de la parte de estos caudales que po-damos extraer y elevar a la superficie.

Si contamos con un manto continuo o co-rriente de suficiente anchura, la 'solución pro-cedente consistirá en abrir un pozo conve-nientemente situado para penetrar en las ca-pas que llevan esas aguas. Pero si se trata decorrientes relativamente pequeñas que circu-lan separadamente y más o menos próximas,la solución habrá de ser la construcción deuna galería subterránea de captación, en di-rección aproximadamente horizontal y normala la direccón de las corrientes que interesecaptar, para reunir sus caudales en la galería,que ha de comunicar con el exterior por algúnpozo de extracción.

En cualquiera de los dos casos será muyfundamental para el éxito el determinar acer-tadamente la situación de las obras de capta-ción, lo que se conseguirá tanto mejor cuantomás completos sean los datos de prospecciónque se posean.

Teoría general de los pozosordinarios y galerías

Las teorías generales establecidas se funda-mentan en una forma análoga a la que vamosa examinar en un caso sencillo, como el si-guiente (fig. 1):

Fig.1

Sea AB el nivel de una superficie de unterreno permeable, que descansa sobre unacapa impermeable CD horizontal, o de pequeñapendiente. Si la capa permeable contiene aguahasta la altura EF, al abrirse un pozo ordi-nario a b c d, el agua manará por sus paredesy llenará una parte del pozo hasta una ciertaprofundidad de agua h, al mismo tiempo queel nivel de las aguas subterráneas baja alre-dedor del pozo según la línea EE'F'F, pro-duciéndose así una especie de embudo dedepresión. Si se extrae agua del pozo, porcualquier sistema de bombeo, irá disminuyen-do h y aumentando al mismo tiempo la pro-fundidad del embudo de depresión, que corres-ponderá, por ejemplo, a la línea EE"F"F,cuando se vaya llegando al agotamiento delpozo.

Pues bien, por desarrollo de cálculos, queno son de este lugar, resulta que el caudalteórico que debe dar un pozo viene expresadopor la fórmula

H 2 — 112Q It p. k.

LR — Lrsiendo:

Q = caudal en metros cúbicos por día.p = coeficiente de porosidad.K = coeficiente de permeabilidad.H = altura o potencia del manto de agua.h = altura de agua en el pozo.

LR = logaritmo neperiano del radio R dealcance o influencia del pozo.

Lr = logaritmo neperiano del radio r dela sección del pozo.

Se deduce inmediatamente que el mayor omenor radio r que se adopte para la seccióndel pozo no influye sensiblemente en el cauceque pueda obtenerse.

Por medio de sondeos alrededor de algúnpequeño pozo de ensayo podrían determinarse,por puntos, las curvas del embudo de depren-sión y los valores de H y R. El valor de poscila entre 0,25 y 0,40 para arenas ordina-rias, y en cuanto a K, según Slichter, puedentomarse los valores siguientes, para arenasde diversos diámetros:

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BOLTIN INFOÍZMATIVO

Diámetros en milímetros en metros por día

Fina, de 0,10 a 0,20 5 a 20Media, de 0,25 a 0,45 30 a 100Gruesa, de 0,50 a 0,95 120 a 450Gravilla, de 1,0 a 5,0 500 a 12.000

Para estimaciones aproximadas, en cálculosde anteproyectos, pueden tomarse los valoresaproximados siguientes:

—0,5 " HXh= 2HLR — Lr

y entonces la anterior expresión del caudalquedará:

Q = p. K. 0,5 (H X h) (H — h) = p. k. H.(H h)

en la que solamente interviene la depresión(H — h) producida por el bombeo y los valo-res de H, k y p.

Si, por ejemplo, va a construirse un pozoen una capa de arena gruesa de unos 0,8 mi-límetros de diámetro y 3 metros de altura,bombeando hasta 0,5 metros de altura deagua en el pozo, se podría prever un caudalaproximado:Q = 0,34 X 340 X 2,5 = 86.700 m 3 diarios

es decir, unos 10 litros por segundo.Si el fondo del pozo no fuese impermeable,

el caudal resultaría algo mayor, y, además,aumentaría muy sensiblemente, al mismo tiem-po que el radio r de la sección.

Si se trata de galerías (fig 2), siguiendo una

Aa--

E

\

Fig. 2marcha análoga a la expuesta para pozos or-dinarios y para el mismo caso de fondo im-permeable y aproximadamente horizontal, elagua manará lo mismo por las dos paredesde la galería, y se llega a la fórmula si-guiente:

H2 --h2Q = p. k.

en la que Q es el caudal por metro de Ion-

gitud de la galería, y las detrás letras tienenla misma significación que anteriormente.

Normas generales sobre esta-blecimiento de pozos

En primer término ha de considerarse eltipo de pozo que convenga construir, espe-cialmente en lo que se refiere a la formacióny dimensiones de la sección del mismo. Entérminos generales hemos de distinguir entrepozos de pequeño diámetro y pozos de ma-yor diámetro o sección.

Los primeros, siempre circulares, son tala-dros o perforaciones entubadas, de diámetrosno superiores a unos 60 centímetros. Se prac-tican con equipos especiales de perforación;no es necesario, por tanto, el acceso de per-sonal al fondo de los pozos, lo que permiteno solamente reducir su diámetro, sino queevita el tener que hacer el achique o vaciadocontinuo del agua del pozo, que es impres-cindible cuando se necesita que los obrerosdesciendan al fondo para la ejecución del tra-bajo, como en el caso de pozos ordinarios desecciones mayores. Por otra parte, las moder-nas bombas centrífugas de eje vertical y di-mensiones reducidas facilitan la posibilidad deutilización de estos pozos de pequeño diáme-tro, que por ello van siendo cada día másaceptados.

Su empleo resulta en general recomenda-ble para el alumbramiento de aguas profun-das o semiprofundas, es decir, de 25 ó 30metros en adelante. Para menores profundi-dades ya no resultan tan ventajosamente eco-nómicos, con relación a la construcción depozos en excavación a cielo abierto.

Pueden, por otra parte, no ser tampoco re-comendables los pequeños diámetros, tanto enterrenos fisurados como en los que formanmantos acuíferos uniformes de espesor tan con-siderable que el fondo del pozo no llegue ala capa impermeable. En ambos casos, elaumento de secciones del pozo debe suponerun aumento muy estimable de caudal: bienpor poder alcanzar mayor número de fisuras,con venas considerables de agua, en el pri-mer caso, o bien, en el segundo, porque ha-biendo afluencia de agua también por el fon-do, esta afluencia aumentará en proporción ala sección de dicho fondo.

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SERVICIO DE EXTENSIÓN AGRICOLA

En cuanto al establecimiento del segundotipo de pozos que hemos indicado, es decir,el más corrientemente adoptado hasta ahora,de sección relativamente grande y excavacióna cielo abierto, suele ser también circular lasección más generalmente empleada. Las ope-raciones fundamentales que comprende su cons-trucción y que requiere un acertado estudioen su planeamiento y ejecución, serán: exca-vación, elevación de escombros, achiques oagotamientos, y, en fin, en muchos casos,también habrá que contar con la consolida-ción de paredes y su revestimiento.

Siendo muy distintos los casos que puedenpresentarse y muy diferentes también sus es-peciales características, no es posible estable-cer normas fijas y únicas, sino, por el con-trario, proceder según las particularidades quepresente cada una de las construcciones quese proyecten. Según la clase de terrenos enque vaya a operarse, la profundidad del po-zo, la clase de equipo de motor y bomba quehaya de emplearse, así como su colocación,sea en la superficie o en cabina a determi-nada profundidad o incluso empleando los mo-dernos equipos sumergidos, las característicasy detalles constructivos serán diferentes.

Examinaremos a continuación, aunque seaa la ligera, algunos de los principales aspec-tos que tienen que considerarse en los tra-bajos de apertura y construcción de pozos.

Excavaciones

Pueden realizarse a mano, con las herra-mientas corrientes para esta clase de trabajo,tratándose de terrenos más o menos blandos;o bien utilizando dispositivos mecánicos espe-ciales, excavadoras de tenazas o bombas ex-cavadoras a presión producida por aire o agua.

Para terrenos de consistencia más dura serequerirá la cuña o el puntero con mazo, obien el empleo de barrenos explosivos, queson desde luego indispensables para el casode consistencias rocosas duras. Según las ca-pas que vayan atravesando, se utilizará paracada una el procedimiento de excavación quenos dé el rendimiento más favorable.

Elevación de escombrosEsta operación, que ha de ir realizándose

a medida que avanza la excavación, se harápor simple paleo o mediante espuertas eleva-das a brazo, hasta llegar a los dos o tresmetros de profundidad. Después ya se hacenecesario, bien el utilizar poleas suspendidasde un trípode sobre la boca del pozo, o bienel torno, movido a mano por uno o dos hom-

bres. Es, desde luego, preferible el tornocuando los trabajos revisten ya alguna im-portancia, puesto que con una simple polease pueden elevar solamente unos 25 kilos,mientras que un torno accionado por dos hom-bres puede elevar hasta 150 kilos.

Cuando los trabajos son de más importanciay hay que elevar volúmenes considerables deescombros desde profundidades de unos 20 me-tros en adelante, será recomendable la eleva-ción a base de montacargas, con cabrestantemovido a motor.

Achiques o agotamientosUna vez que la excavación llega al nivel

del agua, hay que estar extrayendo ésta con-tinuamente, para que los poceros puedan se-guir trabajando dentro del pozo. El procedi-miento más elemental de extracción sería elempleo de cubos con las poleas o tornos quese utilizan en la elevación de escombros. Perosiempre resultará más recomendable la utili-zación de equipos de achique formados porgrupos motobombas dispuestos de manera quepuedan ir bajando por el pozo a medida quela excavación va también descendiendo.

Será preferible, en general, que la bombaque se utilice para el agotamiento no sea lamisma que después vaya a utilizarse para laexplotación del pozo, ya que las aguas deagotamiento suelen llevar arenas o sedimen-tos en suspensión capaces de producir des-gastes perjudiciales en las bombas.

En fin, si los caudales de agotamiento fue-sen relativamente considerables, deberán ver-terse alejados de la zona de trabajo, paraevitar que por filtraciones próximas vuelvana parar al pozo casi inmediatamente.

RevestimientosEn este aspecto de la construcción pueden

presentarse casos muy diferentes, especial-mente en cuanto a la naturaleza de los te-rrenos: desde el caso en que no es precisoen absoluto preocuparse de revestimiento al-guno, por la solidez y estabilidad de las pa-redes, hasta el caso de terrenos tan inestablesque los derrumbamientos que se producen in-mediatamente a las excavaciones impiden lacontinuación normal de los trabajos. En estecaso extremo hay que proceder a entibadosa medida que avanza la excavación, y se hacegeneralmente con elementos de madera ado-sados a las paredes y sujetos por medio deotros elementos o marcos horizontales quetambién suelen ser de madera, y todo ellosegún formas o dispositivos diferentes y ade-

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DOLETIN INFORMATIVO

cuados a la forma y dimensiones de la sec-ción correspondiente del pozo.

En los casos más corrientes puede termi-narse la excavación del pozo sin necesidad deentibados, y si ha de llevar revestimiento, éstese irá haciendo de abajo arriba, para que laobra trabaje siempre a compresión y en nin-gún caso a tracción, y por esto mismo el re-vestimiento deberá fundarse sobre una solerafirme o cimentación adecuada. Puede hacerseen ladrillo, mampostería, o bien con hormi-gón, sea en masa o armado, colocándose losencofrados en forma análoga a la indicadapara los entibados.

Para cualquier clase de revestimiento nohabrá que olvidar que en su parte sumergi-da es imprescindible dejar suficiente númerode mechinales para facilitar el que mane libre-mente el agua en el pozo.

En algunos casos especiales de terrenos tanmovedizos que incluso para el entibado sepresentan dificultades, se hace preciso simul-tanear la excavación con el revestimiento me-diante el método de los «anillos de hinca»,que van colocándose unos sobre otros, empe-zando por arriba, al empezar la excavación;conjuntamente con ella van descendiendo losanillos, constituyendo así un verdadero entu-bado. Estos anillos pueden construirse de la-

dril lo, pero es preferible el hormigón armado.El descenso del anillo se produce a favor desu propio peso y a medida que lo va facili-tando la misma excavación.

Por lo que se refiere a los pozos o tala-dros de pequeño diámetro que anteriormentehemos citado, también suelen requerir reves-timientos que consisten en un entubado metá-lico formado por piezas de dos a cuatro me-tros de largo que van uniéndose entre sí pormedio de soldaduras o a rosca, y desciendendetrás de la barrena perforadora, facilitándosela hinca mediante un borde inferior cortanteque se le da a la primera pieza de la entu-bación.

Toda la técnica referente a la construcciónde este tipo de pozos es diferente a la de lospozos ordinarios, ya que requiere una maqui-naria especial de sondeo, cuya descripción de-tallada no cabe en los límites de este artículo.

Tanto respecto de este punto como de losdemás que hemos ido considerando puede en-contrarse una información muy interesante ycompleta en el Manual Técnico número 18,publicado por el Ministerio de Agricultura ytitulado Aguas subterráneas, del que es autorel ingeniero agrónomo don Andrés Murcia,destacado especialista en estas materias. Alfinal de esta obra se encuentra una extensabibliografía sobre el mismo tema.

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