Un pozo profundo protegido es un hueco perforado de diámetro pequeño, revestido y cubierto, en el que el agua se extrae mediante una bomba. Los pozos de sondeo existentes pueden equiparse rápidamente para suministrar agua en la fase de respuesta inmediata, pero los nuevos pozos de sondeo, a excepción de los pozos de chorro, se reservan normalmente para la fase de estabilización, ya que pueden necesitar varios meses para organizarse y completarse.

Los pozos profundos protegidos pueden perforarse mediante diversos métodos, tanto manuales (por ejemplo, barrenado, percusión, perforación mediante eliminación de lodos o perforación por chorro) como mecánicos (por ejemplo, con un equipo de perforación rotativo con eliminación de lodo o con aire comprimido para impulsar un martillo en el fondo del pozo). La profundidad de perforación oscila entre varios metros hasta los 500 m. El diámetro de perforación suele oscilar entre 100 y 250 mm. La perforación de pozos de sondeo es una actividad especializada que requiere un sitio, un diseño, una construcción y unos ensayos adecuados para su correcto desarrollo.

Consideraciones de diseño

La perforación por chorro de pozos es adecuada para acuíferos arenosos/limosos poco profundos y poco cohesivos, y puede realizarse rápidamente con altos índices de éxito. En la mayoría de los pozos de sondeo, encontrar agua en acuíferos más profundos puede resultar más difícil. Aunque las empresas de perforación tengan experiencia en una zona determinada, la cantidad exacta de agua y su calidad no pueden conocerse de antemano. Los estudios hidrogeológicos (incluidos los geofísicos) pueden ayudar a reducir los índices de fracaso en determinadas zonas, pero no garantizan el éxito. Aunque un pozo de sondeo pueda proporcionar un cierto rendimiento a corto plazo y el acuífero sea capaz de producir el agua, si el agua subterránea no se recarga, entonces dicho rendimiento no será sostenible. Por lo tanto, es importante (sobre todo cuando se instalan bombas sumergibles de alta producción) evaluarlo mediante un cálculo del balance hídrico. En las zonas costeras, la intrusión de agua salada también puede convertirse en un problema en función de los índices de extracción (véase [C.9]).

Los pozos de sondeo deben durar entre 20 y 50 años, y para conseguirlo es esencial un diseño adecuado, en el que se consideren el espesor, la profundidad y la productividad del acuífero, el rendimiento objetivo, la eficiencia cuando está en uso y la calidad del agua. Todos estos elementos deben contemplarse desde el principio y comprobarse durante y después del proceso de perforación, pero a menudo no ocurre así. El revestimiento estabiliza las paredes del pozo y evita que se contamine el suelo circundante, aunque no siempre es necesario en rocas estables sin grietas. La rejilla cumple una función similar, aunque se coloca dentro del acuífero y contiene orificios/ranuras para permitir el paso del agua. Las rejillas vienen con ranuras de diferentes anchuras (por ejemplo, de 0,5 a 1,5 mm), que se eligen en función del tamaño del material que rodea la rejilla para evitar la entrada de material más fino a largo plazo. La longitud necesaria de las rejillas depende del tipo/espesor del acuífero, la demanda, la productividad estimada del pozo y la velocidad del agua que entra en la rejilla. La velocidad nunca debe superar los 0,03 m/s debido a las turbulencias y las consiguientes pérdidas de energía, así como a las incrustaciones y las partículas de arena que se arrastran continuamente a lo largo del tiempo. Las bombas nunca deben instalarse dentro de las rejillas, y el descenso del nivel freático (el nivel de la capa freática durante el bombeo) nunca debe alcanzar las rejillas. Las bombas pueden instalarse debajo de una rejilla, pero en este caso debe instalarse una protección para garantizar la refrigeración del motor. En la parte inferior de las rejillas se instala un desarenador con tapón para recoger la arena que entra durante el perforado del pozo de sondeo y su posterior uso. En la mayoría de los acuíferos, se necesitará un relleno de grava entre la rejilla y las paredes del pozo de sondeo, ya que el material del acuífero suele ser más pequeño que el tamaño disponible de la ranura de la rejilla. El relleno de grava es una mezcla de arena gruesa tamizada (normalmente entre 1 y 6 mm) que se determina mediante un análisis granulométrico y se dimensiona de forma que solo el 10 % de los granos del acuífero pasen por las ranuras. Su función adicional es aumentar la velocidad del agua que entra en el pozo.

Una vez colocadas las rejillas, es esencial el perforado del pozo de sondeo para eliminar cualquier resto de lodo o espuma de perforación y extraer material más fino del relleno de grava para aumentar así el caudal de agua, un proceso largo que variará en función de la técnica de perforación (es decir, se realiza hasta que el agua esté limpia y libre de cualquier partícula en suspensión). Una prueba de bombeo, que puede durar varias horas, también es fundamental para determinar la eficacia del pozo, el rendimiento seguro y la ubicación de la bomba. Los pozos de sondeo terminados se protegen con relleno de arcilla alrededor del revestimiento, se sellan los cinco metros superiores con una junta sanitaria (por ejemplo, lechada de cemento) y se instala un cabezal de pozo (normalmente metálico y visible por encima del suelo) para evitar la contaminación del pozo y protegerlo de las inundaciones.

Materiales

Los materiales incluyen el revestimiento, la rejilla y la trampa de arena (normalmente de PVC o acero), el relleno de grava y una bomba para extraer el agua.

Aplicabilidad

En la fase de respuesta inmediata, se pueden construir rápidamente pozos de chorro en acuíferos aluviales arenosos/limosos, y a menudo se pueden mejorar los pozos de sondeo existentes para suministrar agua rápidamente, normalmente mediante una bomba sumergible y un sistema de distribución de agua. Se pueden hacer pozos de sondeo más profundos en todo tipo de suelos y acuíferos. Aunque a veces la perforación es rápida, en la práctica suele llevar varios meses contratar a una empresa de perforación para completar un pozo, de modo que las nuevas perforaciones solo suelen tenerse en cuenta para las fases de estabilización y recuperación.

Operación y mantenimiento

Incluye asegurarse de que el agua de la superficie no pueda entrar de forma accidental en el pozo (por ejemplo, evitando el estancamiento de aguas residuales, comprobando que no haya grietas en la losa y el brocal, y utilizando una valla para impedir el paso de animales de pastoreo). Las rejillas deben limpiarse cada pocos años. La mayoría de O&M estará relacionada con el funcionamiento de la bomba.

Salud y seguridad

La maquinaria pesada de perforación con piezas móviles siempre supone un riesgo, por lo que es necesaria una buena gestión del sitio, especialmente de los espectadores. Las líneas eléctricas aéreas son un factor de riesgo cuando se instalan equipos de perforación. Se debe tener cuidado para evitar derrumbes cuando se instalan pozos de chorro que a menudo comienzan cerca del nivel freático en el fondo de un pozo excavado. En determinadas regiones, también pueden presentarse riesgos para la salud asociados a los niveles de sustancias químicas naturales (por ejemplo, arsénico, fluoruro y nitrato). Cuando el pH es <5, la corrosión de las tuberías metálicas es motivo de preocupación.

Costos

El costo de un pozo perforado típico oscila entre USD 125 y 300 por metro. Los pozos de chorro suelen ser más baratos (hasta USD 150 por metro).

Consideraciones medioambientales y sociales

Los pozos de sondeo suelen admitirse si la calidad y el sabor del agua son aceptables para los usuarios. Sin embargo, algunos acuíferos tienen niveles considerables de minerales que pueden afectar al sabor y la aceptabilidad y provocar que los usuarios busquen fuentes alternativas. En caso de necesidad de extracción de gran volumen, el agua extraída de un acuífero no debe superar el agua que entra en el acuífero (véase S.5 ).