CAMBIOS EN LA FILOSOFIA TRADICIONAL PARA EL DISEÑO DE POZOS M. en C. MARTIN ARGUETA HERNANDEZ M. en I. RAÚL MORALES ESCALANTE 14 octubre 2015

Situación actual La ubicación y diseño de pozos se realiza con el análisis geológico-hidrogeológico tradicional. Los datos generales de la calidad química del agua (agua de mezcla), se enfocan en cumplir la NOM-127 SSA-1994 Cuando se detecta “mala calidad”, se clausura el pozo o se deja de explotar una parte del acuífero (Cd de México, Celaya, Región Lagunera, etc) La vida útil “promedio” de un pozo: más de 20 años En algunos casos, es muy corta (de 3 a 5 años); motivo: Envejecimiento prematuro

Envejecimiento prematuro de un pozo: Definición: Conjunto de procesos naturales (físico-químicos y biológicos) que ocurren en la estructura del pozo. Forma de identificar: procesos de incrustación y corrosión Efecto técnico: Disminución en el caudal específico, descenso en los niveles estáticos y dinámicos Reflejo “práctico”: Menor volumen de agua que se bombea

Proceso de incrustación y corrosión:

Forma de identificar el problema: Videograbación del ademe Registro continuo de la calidad del agua Toma de muestras de agua en sitios seleccionados

EQUIPO: 1.- Testificador continuo Pantalla de lectura Electrodo de oxígeno disuelto Ventilador Electrodo de CE Electrodo de pH Electrodo de temp Electrodo de Eh

Información que se obtiene: (perfiles de pH, Eh, CE, T y OD)

La inerpretación debe ser conjunta Los perfiles permiten identificar zonas con diferente calidad (y procesos) Eh CE Profundidad (m) pH La inerpretación debe ser conjunta Profundidad (m)

Método de interpretación (Diagnóstico) Uso de diagramas de Pourbaix (diagramas Eh-pH) Un pozo puede presentar diferentes procesos (oxido-reducción), en pocos metros

Identificación del predominio de procesos en pozos del Río Tijuana Otro apoyo: Representación e identificación general de procesos en una zona (la toma de datos se sigiere sea a cada metro) Identificación del predominio de procesos en pozos del Río Tijuana

Soluciones prácticas: Los trabajos de atenuación se realizan en ademes y bombas: Pozos en operación: Ademe: colocación de pilas galvánica Bombas: instalar equipos de acero inoxidable* Pozos a perforar: Ademe: selección adecuada del material del ademe (tabla de electronegatividad) o tubería de PVC

Para la selección del material del ademe y de la pila galvánica: TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES Mínima electronegatividad. Corrosión Magnesio Aleaciones de magnesio Zinc Aluminio Cadmio Aluminio resistente a la corrosión Hierro, acero y fundición Ferrocromo (activo) Acero inoxidable cromo-níquel 18-8 (activo) Acero inoxidable cromo-níquel-molibdeno 18-8-3 (activo) Soldaduras de plomo, estaño o sus aleaciones Plomo Potencial de referencia del hidrógeno Estaño Níquel (activo) Inconel (activo) Cobre Latón Bronce Monel Soldaduras de plata Níquel (pasivo) Inconel (pasivo) Ferrocromo (pasivo) Acero inoxidable cromo-níquel 18-8 (pasivo) Acero inoxidable cromo-níquel-molibdeno 18-8-3 (pasivo) Plata Oro Platino Máxima electronegatividad. Mínima corrosión. Protección

Ejecución práctica Colocación de pilas galvánicas: “Encamisado en el ademe”, con recubrimiento de zinc (zona sacrificada) En la selección de bombas de acero inoxidable*: En el mercado existe acero inoxidable 304, 316 y 904L Normalmente se distribuye el acero 304 Lo adecuado: seleccionar acero inoxidable 904L

Campos en los que ya se aplica este análisis: Ductos y pozos petroleros Pozos para agua (España, Chile, EU, etc) Rehabilitación de tuberías en RDC (Perenco.fr)

Otros elementos a considerar e indicadores de la presencia del proceso de envejecimiento prematuro: Resultados de la calidad del agua que se obtiene en el aforo (valores de STD, Dureza, Cl, SO4). Extraer mayor caudal que el sugerido en la interpretación de la curva de aforo (mayor velocidad de entrada = flujo turbulento en la rejilla) Abatimientos graduales (adicionales a niveles piezométricos regionales o locales) Frecuentes cambios en la bomba (incrustación) Rehabilitaciones frecuentes (limpiezas de ademe)

Algunas casos: Colocación de rejillas tipo Johnson (en algunos casos se sugirió, no se aceptó); se colocó tubería de acero tradicional Operar los pozos al caudal recomendado en el aforo; se operaron a un 30% mayor Reporte del área técnica de un caso real:

Aspectos a analizar: Costo de la perforación a 350 m: 1’400,000 (4,000 pesos por metro) Costo de la perforación de un pozo a 600 m = 2’400,000 Costo de la supervisión de un pozo a 600 m = 350,000 Rehabilitación de un pozo a 690 m = 850,000 (sin considerar colapsos) Vida útil probable actualmente : 5 años

Conclusiones: Analizar la calidad del agua en la vertical, poniendo atención en los componentes que pueden ser factores potenciales para la corrosión e incrustación. Realizar el diseño del pozo, en función de las condiciones locales Beneficios: - mayor vida útil del pozo - menores pérdidas de carga - menor costo en la operación (menor abatimiento, mejor operación de las bombas). Un análisis de todos estos factores, puede ser la diferencia entre un pozo con operación adecuada y vida útil mayor, y aquel en donde en unos cuantos años habrá que hacerle una rehabilitación o quizá una reposición. Considerar SIEMPRE, la calidad del agua del acuífero, para un diseño adecuado del pozo, adicional a los aspectos hidrogeológicos (corte litológico, cuidados en la perforación, análisis granulométricos, etc)

Es un simple análisis de costo-beneficio, a largo plazo GRACIAS