Pozos excavadosEditar
Hasta hace pocos siglos, todos los pozos artificiales eran pozos excavados a mano sin bomba y con distintos grados de sofisticación, y siguen siendo una fuente muy importante de agua potable en algunas zonas rurales en desarrollo, donde se excavan y utilizan de forma rutinaria en la actualidad. Su carácter indispensable ha dado lugar a una serie de referencias literarias, literales y figuradas, a ellos, incluida la referencia al incidente del encuentro de Jesús con una mujer en el pozo de Jacob (Juan 4:6) en la Biblia y la rima infantil «Ding Dong Bell» sobre un gato en un pozo.
Los pozos excavados a mano son excavaciones con diámetros lo suficientemente grandes como para acomodar a una o más personas con palas que cavan por debajo del nivel freático. La excavación se apuntala horizontalmente para evitar que los desprendimientos o la erosión pongan en peligro a las personas que cavan. Se pueden revestir con piedras o ladrillos; la extensión de este revestimiento hacia arriba, por encima de la superficie del suelo, para formar un muro alrededor del pozo sirve para reducir tanto la contaminación como las lesiones por caída en el pozo. Un método más moderno, denominado «caissoning», utiliza anillos de pozo prefabricados de hormigón armado o de hormigón liso que se introducen en el pozo. Un equipo de excavación de pozos excava bajo un anillo de corte y la columna del pozo se hunde lentamente en el acuífero, al tiempo que protege al equipo del colapso de la perforación del pozo.
Los pozos excavados a mano son baratos y de baja tecnología (en comparación con la perforación), ya que utilizan principalmente mano de obra para acceder a las aguas subterráneas en lugares rurales de los países en desarrollo. Pueden ser construidos con un alto grado de participación de la comunidad o por empresarios locales especializados en pozos excavados a mano. Se han excavado con éxito hasta 60 metros (200 pies). Tienen un bajo coste de funcionamiento y mantenimiento, en parte porque el agua puede extraerse a mano, sin necesidad de bomba. El agua suele proceder de un acuífero o de aguas subterráneas, y puede profundizarse fácilmente, lo que puede ser necesario si el nivel de las aguas subterráneas desciende, telescópico el revestimiento más abajo en el acuífero. El rendimiento de los pozos excavados a mano existentes puede mejorarse profundizando o introduciendo túneles verticales o tubos perforados.
Los inconvenientes de los pozos excavados a mano son numerosos. Puede resultar poco práctico excavar pozos a mano en zonas con presencia de rocas duras, y su excavación y revestimiento pueden requerir mucho tiempo incluso en zonas favorables. Como explotan acuíferos poco profundos, el pozo puede ser susceptible de sufrir fluctuaciones de rendimiento y una posible contaminación por aguas superficiales, incluidas las aguas residuales. La construcción de pozos excavados a mano suele requerir el uso de un equipo de construcción bien capacitado, y la inversión de capital para equipos como moldes de anillos de hormigón, equipos de elevación pesados, encofrado de pozos, bombas de desagüe motorizadas y combustible puede ser grande para los habitantes de los países en desarrollo. La construcción de pozos excavados a mano puede ser peligrosa debido al colapso del pozo, la caída de objetos y la asfixia, incluso por los gases de escape de las bombas de desagüe.
El pozo de agua de Woodingdean, excavado a mano entre 1858 y 1862, es el pozo más profundo excavado a mano, con 392 metros (1.285 pies). El Gran Pozo de Greensburg (Kansas) se considera el mayor pozo excavado a mano del mundo, con 33 metros de profundidad y 9,8 metros de diámetro. Sin embargo, el Pozo de José en la Ciudadela de El Cairo, con 85 metros de profundidad, y el Pozzo di S. Patrizio (Pozo de San Patricio), construido en 1527 en Orvieto (Italia), con 61 metros de profundidad y 13 de ancho, son ambos más grandes en volumen.
Pozos impulsadosEditar
Los pozos impulsados pueden crearse de forma muy sencilla en material no consolidado con una estructura de agujero de pozo, que consiste en una punta impulsora endurecida y una pantalla (tubo perforado). La punta se clava simplemente en el suelo, normalmente con un trípode y un conductor, y se añaden secciones de tubería según sea necesario. El conductor es un tubo con peso que se desliza sobre la tubería que se impulsa y se deja caer repetidamente sobre ella. Cuando se encuentra agua subterránea, el pozo se lava de sedimentos y se instala una bomba.
Pozos perforadosEditar
Los pozos perforados se crean normalmente utilizando máquinas de perforación de estilo rotativo de cabeza superior, rotativo de mesa o de herramienta de cable, todas las cuales utilizan vástagos de perforación que se giran para crear una acción de corte en la formación, de ahí el término perforación.
Los pozos perforados pueden ser excavados por métodos simples de perforación manual (barrena, lodo, chorro, conducción, percusión manual) o por máquinas de perforación (rotativa, percusión, martillo de fondo). El método de perforación rotatoria en profundidad es el más común. El método rotatorio puede utilizarse en el 90% de los tipos de formación.
Los pozos perforados pueden obtener agua de un nivel mucho más profundo que los pozos excavados, a menudo hasta varios cientos de metros.
Los pozos perforados con bombas eléctricas se utilizan en todo el mundo, normalmente en zonas rurales o poco pobladas, aunque muchas zonas urbanas se abastecen en parte con pozos municipales. La mayoría de las máquinas de perforación de pozos poco profundos están montadas en grandes camiones, remolques o carros de vehículos de oruga. Los pozos de agua suelen tener una profundidad de entre 3 y 18 metros (10-60 pies), pero en algunas zonas pueden llegar a más de 900 metros (3.000 pies).
Las máquinas de perforación rotativa utilizan una sarta de perforación de acero segmentada, normalmente compuesta por secciones de 6 m (20 pies) de tubos de acero galvanizado que se enroscan entre sí, con una broca u otro dispositivo de perforación en el extremo inferior. Algunas máquinas de perforación rotativa están diseñadas para instalar (mediante el hincado o la perforación) un revestimiento de acero en el pozo junto con la perforación del agujero real. Se utiliza aire y/o agua como fluido de circulación para desplazar los recortes y enfriar las brocas durante la perforación. Otra forma de perforación rotativa, denominada rotativa con lodo, utiliza un lodo o fluido de perforación especialmente fabricado, que se modifica constantemente durante la perforación para que pueda crear una presión hidráulica suficiente para mantener abiertas las paredes laterales del pozo, independientemente de la presencia de un revestimiento en el pozo. Normalmente, los pozos perforados en roca sólida no se revisten hasta que se completa el proceso de perforación, independientemente de la maquinaria utilizada.
La forma más antigua de maquinaria de perforación es la herramienta de cable, que todavía se utiliza hoy en día. Diseñada específicamente para subir y bajar una broca en el orificio de la perforación, el giro del taladro hace que la broca suba y baje al fondo del orificio, y el diseño del cable hace que la broca gire a aproximadamente 1⁄4 revolución por caída, creando así una acción de perforación. A diferencia de la perforación rotativa, la perforación con herramienta de cable requiere que se detenga la acción de perforación para poder achicar o vaciar el pozo de los recortes perforados.
Los pozos perforados suelen revestirse con un tubo fabricado en fábrica, normalmente de acero (en la perforación con herramienta de aire o de cable) o de plástico/PVC (en los pozos rotativos de lodo, también presente en los pozos perforados en roca sólida). El revestimiento se construye soldando, química o térmicamente, segmentos de revestimiento. Si el revestimiento se instala durante la perforación, la mayoría de las perforadoras lo introducen en el suelo a medida que avanza el pozo, mientras que algunas máquinas más nuevas permiten que el revestimiento gire y se introduzca en la formación de forma similar al avance de la broca justo debajo. Los tubos de PVC o de plástico se sueldan y se introducen en el pozo perforado, apilados verticalmente con sus extremos encajados y pegados o empalmados. Las secciones de la tubería de revestimiento suelen tener una longitud de 6 metros (20 pies) o más, y un diámetro de 15 a 30 cm (6 a 12 pulgadas), dependiendo del uso previsto del pozo y de las condiciones locales de las aguas subterráneas.
La contaminación de la superficie de los pozos en Estados Unidos suele controlarse mediante el uso de un sello de superficie. Se perfora un pozo grande hasta una profundidad predeterminada o hasta una formación confinante (arcilla o lecho de roca, por ejemplo), y luego se completa un pozo más pequeño para el pozo desde ese punto en adelante. El pozo suele revestirse desde la superficie hasta el agujero más pequeño con un revestimiento que tiene el mismo diámetro que ese agujero. El espacio anular entre el pozo grande y el más pequeño se rellena con arcilla bentonita, hormigón u otro material sellador. Esto crea un sello impermeable desde la superficie hasta la siguiente capa de confinamiento que impide que los contaminantes se desplacen por las paredes exteriores del revestimiento o del pozo y lleguen al acuífero. Además, los pozos se suelen tapar con un tapón de pozo diseñado o con un sello que ventila el aire a través de una malla dentro del pozo, pero que impide que los insectos, los animales pequeños y las personas no autorizadas accedan al pozo.
En el fondo de los pozos, según la formación, se deja un dispositivo de cribado, un paquete de filtros, un revestimiento ranurado o un pozo abierto para permitir el flujo de agua hacia el pozo. En las formaciones no consolidadas (arenas, gravas, etc.) se suelen utilizar pantallas construidas que permiten que el agua y un porcentaje de la formación pasen a través de la pantalla. Al permitir que pase parte del material se crea un filtro de gran superficie del resto de la formación, ya que la cantidad de material presente para pasar al pozo disminuye lentamente y se elimina del mismo. Los pozos de roca suelen estar revestidos con un revestimiento/revestimiento de PVC y un tamiz o un revestimiento ranurado en la parte inferior, que se utiliza principalmente para evitar que las rocas entren en el conjunto de la bomba. Algunos pozos utilizan un método de paquete de filtros, en el que se coloca una malla o una tubería de revestimiento ranurada de menor tamaño dentro del pozo y se coloca un medio filtrante alrededor de la malla, entre la malla y el pozo o la tubería de revestimiento. Esto permite filtrar el agua de materiales no deseados antes de entrar en el pozo y en la zona de bombeo.
-
Un sistema automatizado de pozos de agua accionado por unabomba
-
Un sistema automatizado de pozos de agua accionado por una bomba sumergible
-
Un sistema de pozos de agua con cisterna
-
Un sistema de pozo de agua con una cisterna presurizada
-
Una sección de un pozo con pantalla de acero inoxidable