Ayudantes: Patricio Duran – Juan Patiño

Presentación del tema: "Ayudantes: Patricio Duran – Juan Patiño"— Transcripción de la presentación:

1 Ayudantes: Patricio Duran – Juan Patiño
Aguas Subterráneas Ayudantes: Patricio Duran – Juan Patiño

2 ¿Qué son las aguas subterráneas?
Acuíferos: Los acuíferos deben ser entendidos como formaciones geológicas subterráneas permeables, susceptibles de almacenar y transmitir el agua. Existen 3 tipos de acuíferos según la presión hidrostática: Libre, confinado y semiconfinado.

3 ¿Qué son las aguas subterráneas?
Clasificación de los acuíferos: En función de las características de las rocas, se puede hacer la siguiente clasificación: Acuifugo: No posee capacidad de circulación ni de retención de agua Acuicludo: Contiene agua en su interior, incluso hasta la saturación, pero no la transmite Acuitardo: Contiene agua y la transmite muy lentamente

4 Parámetros Hidrológicos característicos de las formaciones geológicas
Porosidad: La porosidad es la relación entre el volumen de huecos (vacío) y el volumen total de un suelo. Es un parámetro adimensional y depende únicamente de la constitución del suelo, es decir su textura característica sin que haya una intervención. Porosidad Total: 𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙= 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠∗100% 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Porosidad Específica: 𝑛 𝑒𝑠𝑝= 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Índice de Vacíos: Es la relación entre el volumen de vacíos y el de los sólidos. 𝑒 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠

5 Grado de Saturación: Se define como la probabilidad de encontrar agua en el volumen de vacíos de los suelos, los valores en que fluctúa el grado de saturación son de 0<=St<=100% St= 0% suelo Seco 𝑆𝑡= 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎∗100% 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠 St= 100% suelo saturado Humedad: Es la relación, en porcentaje del peso del agua del espécimen, al peso de los solidos. El valor teórico del contenido de humedad varia entre: 0 al infinito. 𝑊 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 ∗100% 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 Peso unitario del suelo 𝛾s = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 Peso unitario del agua 𝛾w = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 Peso unitario o específico: Se define como el peso del suelo por volumen unitario (suelo húmedo) 𝛾t = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

6 𝛾d = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
Peso unitario seco 𝛾d = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Peso específico del solido: El peso específico es la relación del peso unitario de un cuerpo referida a la densidad del agua. 𝐺𝑆 = (𝛾𝑠)/(𝛾𝑤) Permeabilidad (k): Se define como el caudal de agua que se filtra a través de una sección de terreno, baja la carga producida por un gradiente hidráulico. K=10^-1 a 10^-3 (cms/seg) gravas y arenas K=10^-5 (cms/seg) arcillas 𝐾𝑣𝑒= 𝐻𝑡 𝐻1 𝐾1 + 𝐻2 𝐾2 + 𝐻3 𝐾3 +… Khe = 𝐻1∗𝑘1+𝐻2∗𝐾2+𝐻3∗𝑘3+… 𝐻𝑡 𝐾𝑒𝑞= 𝐾𝑣𝑒∗𝐾ℎ𝑒

7 𝑆 = 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 ∗ 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑎𝑢𝑙𝑖𝑐𝑜 ∗ 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑐𝑢𝑖𝑓𝑒𝑟𝑜 (𝑚3)
Gradiente Hidráulico: Movimiento de agua subterránea que se desplaza de niveles potencial mas altos a más bajos. La pérdida de carga que experimenta el agua subterránea a través del acuífero se expresa como gradiente hidráulico Coeficiente de Transmisibilidad: La transmisibilidad T es el parámetro definido para evaluar la capacidad de transmitir agua de los acuíferos. Se define como el producto de la permeabilidad con el espesor del acuífero. 𝑇 = 𝑘 ∗ 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 (𝑐𝑚𝑠2/𝑠𝑒𝑔) Coeficiente de Almacenamiento: Este coeficiente representa la capacidad para liberar agua de un acuífero. 𝑆 = 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 ∗ 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑎𝑢𝑙𝑖𝑐𝑜 ∗ 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑐𝑢𝑖𝑓𝑒𝑟𝑜 (𝑚3)

8 Ley de Darcy La velocidad aparente del agua está dada por el producto de la permeabilidad y el gradiente hidráulico 𝑉𝑎𝑝 = 𝑘 ∗ 𝑖 Caudal de transmisión 𝑄 = 𝑘 ∗ 𝑖 ∗ 𝑎𝑟𝑒a

9 Sistema de perforación de pozos
Formula API H: Profundidad del pozo (m) o altura de la tubería. ⍉: Diámetro del pozo en cms o diámetro de la tubería. t: Espesor del cake +- 1 cms. O espesor de la tubería Cake: capa de lodo que proporciona estabilidad a las partes interiores del pozo, también facilita la colocación de tuberías. Diámetro de la tubería ⍉t= 2/3 el diámetro del pozo Diámetro de la bomba ⍉bomba = √Q + 2" ⍉bomba: pulgadas Q: lts/seg

10 Diámetro de la tubería en función del diámetro de la bomba
⍉t= ⍉bomba+2” Criba: Longitud de la criba en acuíferos de escurrimiento libre 1/3 * espesor del acuífero Área específica de captación 𝐴𝑒𝑠𝑝 = 𝜋 ∗ ⍉crib ∗ n ∗ e ∗ L n: numero de ranuras ⍉crib: diámetro de la criba L: longitud de ranuras Área efectiva de captación 𝐴𝑒𝑓 = 0,5 ∗ 𝐴 𝑒𝑠p

11 Velocidad de captación de agua
Q= caudal que sale del pozo lts/ seg L: Largo de la criba Aef: área efectiva de captación 𝑉𝑐 = 𝑄 / A𝑒𝑓∗𝐿 𝑉𝑐 = 65 ∗ ∛𝑘 K: permeabilidad del filtro natural (gravas) Coeficiente de uniformidad 𝐶𝑢 = 𝐷85/𝐷15