Un pozo es una excavación o estructura creada en el suelo mediante excavación , hinca o perforación para acceder a recursos líquidos , generalmente agua . El tipo de pozo más antiguo y común es el de agua, para acceder al agua subterránea en los acuíferos subterráneos . El agua del pozo se extrae mediante una bomba , o mediante recipientes, como baldes o grandes bolsas de agua que se elevan mecánicamente o manualmente. También se puede inyectar agua nuevamente al acuífero a través del pozo. Los pozos se construyeron por primera vez hace al menos ocho mil años e históricamente su construcción varía desde una simple pala en el sedimento de un curso de agua seco hasta los qanats de Irán y los pozos escalonados y sakiehs de la India. Colocar un revestimiento en el pozo del pozo ayuda a crear estabilidad, y los revestimientos de madera o mimbre se remontan al menos a la Edad del Hierro .
Tradicionalmente, los pozos se han excavado a mano, como sigue siendo el caso en las zonas rurales del mundo en desarrollo. Estos pozos son económicos y de baja tecnología, ya que utilizan principalmente mano de obra y la estructura puede revestirse con ladrillo o piedra a medida que avanza la excavación. Un método más moderno llamado cajón utiliza anillos de pozo prefabricados de hormigón armado que se introducen en el agujero. Los pozos hincados se pueden crear en material no consolidado con una estructura de pozo, que consta de una punta de hinca endurecida y una pantalla de tubería perforada, después de lo cual se instala una bomba para recolectar el agua. Los pozos más profundos se pueden excavar mediante métodos de perforación manual o mediante perforación mecánica, utilizando una broca en un pozo . Los pozos perforados suelen estar revestidos con una tubería fabricada en fábrica compuesta de acero o plástico. Los pozos perforados pueden acceder al agua a profundidades mucho mayores que los pozos excavados.
Dos grandes clases de pozos son los pozos poco profundos o no confinados completados dentro del acuífero saturado superior en ese lugar, y los pozos profundos o confinados, hundidos a través de un estrato impermeable en un acuífero subyacente. Se puede construir un pozo colector adyacente a un lago o arroyo de agua dulce con agua que se filtra a través del material intermedio. El sitio de un pozo puede ser seleccionado por un hidrogeólogo o un inspector de aguas subterráneas. El agua puede ser bombeada o extraída a mano. Las impurezas de la superficie pueden llegar fácilmente a fuentes poco profundas y es necesario evitar la contaminación del suministro por patógenos o contaminantes químicos. El agua de pozo normalmente contiene más minerales en solución que el agua superficial y puede requerir tratamiento antes de ser potable. La salinación del suelo puede ocurrir cuando el nivel freático cae y el suelo circundante comienza a secarse. Otro problema medioambiental es la posibilidad de que el metano se filtre en el agua.
Se conocen pozos neolíticos muy tempranos en el Mediterráneo oriental : [1] El pozo más antiguo datado de manera confiable es del sitio neolítico anterior a la alfarería (PPN) de Kissonerga-Mylouthkia en Chipre . Alrededor del 8400 a. C., se abrió un pozo (pozo 116) de diámetro circular a través de piedra caliza para alcanzar un acuífero a una profundidad de 8 metros (26 pies). El pozo 2070 de Kissonerga-Mylouthkia, que data de finales del PPN, alcanza una profundidad de 13 metros (43 pies). Se conocen otros pozos un poco más jóvenes en este sitio y en el vecino Parekklisha-Shillourokambos. Un primer pozo revestido de piedra [2] de 5,5 metros (18 pies) de profundidad está documentado en un sitio final de PPN ahogado (c. 7000 a. C.) en 'Atlit-Yam frente a la costa cerca de la moderna Haifa en Israel .
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Los pozos revestidos de madera se conocen de la cultura de la cerámica lineal del Neolítico temprano , por ejemplo en Ostrov, República Checa, con fecha de 5265 a. C., [3] Kückhoven (un centro periférico de Erkelenz ), con fecha de 5300 a. C., [4] y Eythra en Schletz ( un centro periférico de Asparn an der Zaya ) en Austria , fechado en 5200 a.C. [5]
Los chinos del Neolítico descubrieron e hicieron un uso extensivo del agua subterránea perforada profundamente para beber. [ cita necesaria ] El texto chino El Libro de los Cambios , originalmente un texto de adivinación de la dinastía Zhou occidental (1046-771 a. C.), contiene una entrada que describe cómo los antiguos chinos mantenían sus pozos y protegían sus fuentes de agua. [6] Se creía que un pozo excavado en el sitio de excavación de Hemedu había sido construido durante la era neolítica. [7] El pozo estaba revestido por cuatro filas de troncos con un marco cuadrado adjunto en la parte superior del pozo. También se cree que alrededor del año 600 a.C. se construyeron otros 60 pozos de tejas al suroeste de Beijing para beber e irrigar. [7] [8]
En Egipto se utilizan shadoofs y sakias . [9] [10] El sakia es mucho más eficiente, ya que puede sacar agua desde una profundidad de 10 metros (frente a los 3 metros del shadoof). La sakia es la versión egipcia de la noria . Algunos de los pozos más antiguos conocidos del mundo, ubicados en Chipre, datan del 7000 al 8500 a.C. [11] En Israel se han descubierto dos pozos del Neolítico, alrededor del 6500 a.C. Uno está en Atlit, en la costa norte de Israel, y el otro en el valle de Jezreel. [12]
Los pozos para otros fines surgieron históricamente mucho más tarde. El primer pozo de sal registrado se cavó en la provincia china de Sichuan hace unos 2.250 años. Esta fue la primera vez que la antigua tecnología de pozos de agua se aplicó con éxito para la explotación de sal y marcó el comienzo de la industria de extracción de sal de Sichuan. [6] Los primeros pozos de petróleo conocidos también se perforaron en China, en el año 347 d.C. Estos pozos tenían profundidades de hasta unos 240 metros (790 pies) y se perforaron utilizando brocas unidas a postes de bambú . [13] El aceite se quemaba para evaporar la salmuera y producir sal . En el siglo X, extensos oleoductos de bambú conectaban pozos de petróleo con manantiales de sal. Se dice que los registros antiguos de China y Japón contienen muchas alusiones al uso del gas natural para iluminación y calefacción. El petróleo era conocido como agua ardiente en Japón en el siglo VII. [14]
Hasta siglos recientes, todos los pozos artificiales eran pozos excavados a mano sin bombas y con distintos grados de sofisticación, y siguen siendo una fuente muy importante de agua potable en algunas zonas rurales en desarrollo, donde hoy en día se excavan y utilizan de forma rutinaria. Su carácter indispensable ha producido una serie de referencias literarias, literales y figurativas, 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 canción infantil " Ding Dong Bell " sobre un gato en un pozo.
Los pozos excavados a mano son excavaciones con diámetros lo suficientemente grandes como para dar cabida a una o más personas con palas que excavan hasta debajo del nivel freático . La excavación está apuntalada horizontalmente para evitar desprendimientos o erosión que pongan en peligro a las personas que excavan. Se pueden revestir con piedra o ladrillo; extender este revestimiento hacia arriba por encima de la superficie del suelo para formar una pared alrededor del pozo sirve para reducir tanto la contaminación como las caídas accidentales al pozo.
Un método más moderno llamado cajón utiliza anillos de pozo prefabricados de hormigón armado o de hormigón simple que se introducen en el agujero. Un equipo de excavación de pozos excava bajo un anillo cortante y la columna del pozo se hunde lentamente en el acuífero , mientras protege al equipo del colapso del pozo .
Los pozos excavados a mano son económicos y de baja tecnología (en comparación con la perforación) y utilizan principalmente mano de obra para acceder al agua subterránea en zonas rurales de los países en desarrollo. Pueden ser construidos con un alto grado de participación comunitaria o por empresarios locales especializados en pozos excavados a mano. Se han excavado con éxito hasta 60 metros (200 pies). Tienen bajos costos operativos y de mantenimiento, en parte porque el agua se puede extraer a mano, sin bomba. El agua a menudo proviene de un acuífero o agua subterránea, y se puede profundizar fácilmente, lo que puede ser necesario si el nivel del agua subterránea baja, telescopando el revestimiento hacia el interior del acuífero. El rendimiento de los pozos excavados a mano existentes puede mejorarse profundizando o introduciendo túneles verticales o tuberías perforadas.
Los inconvenientes de los pozos excavados a mano son numerosos. Puede resultar poco práctico cavar pozos a mano en áreas donde hay roca dura, y su excavación y revestimiento pueden llevar mucho tiempo incluso en áreas favorables. Debido a que explotan acuíferos poco profundos, el pozo puede ser susceptible a fluctuaciones de rendimiento y posible contaminación del agua superficial, incluidas las aguas residuales. La construcción de pozos excavados a mano generalmente requiere el uso de un equipo de construcción bien capacitado, y la inversión de capital en equipos como moldes de anillos de concreto, equipos de elevación pesados, encofrados para pozos, bombas de drenaje motorizadas y combustible puede ser grande para las personas en los países en desarrollo. países. 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 deshidratación.
El pozo de agua Woodingdean , excavado a mano entre 1858 y 1862, es el pozo excavado a mano más profundo con 392 metros (1285 pies). [15] El Big Well en Greensburg, Kansas , está considerado como el pozo excavado a mano más grande del mundo, con 109 pies (33 m) de profundidad y 32 pies (9,8 m) de diámetro. Sin embargo, el Pozo de José en la Ciudadela de El Cairo a 280 pies (85 m) de profundidad y el Pozzo di San Patrizio (Pozo de San Patricio) construido en 1527 en Orvieto, Italia , a 61 metros (200 pies) de profundidad por 13 metros ( 43 pies) de ancho [16] son ambos más grandes en volumen.
Los pozos hincados pueden crearse de manera muy sencilla en material no consolidado con una estructura de pozo , que consiste en una punta de hilado endurecida y una pantalla (tubo perforado). La punta simplemente se clava en el suelo, generalmente con un trípode y un destornillador , y se agregan secciones de tubería según sea necesario. Un conductor es un tubo con peso que se desliza sobre el tubo que se está impulsando y se deja caer repetidamente sobre él. Cuando se encuentra agua subterránea , el pozo se lava de sedimentos y se instala una bomba. [17]
Los pozos perforados se construyen utilizando varios tipos de máquinas perforadoras, como las rotativas de cabezal superior, las rotativas de mesa o las herramientas de cable, todas las cuales utilizan vástagos de perforación que giran para cortar la formación, de ahí el término "perforación".
Los pozos perforados se pueden excavar mediante métodos simples de perforación manual (barrena, lodo, chorro, conducción, percusión manual) o perforación mecánica (barrena, rotativa, percusión, martillo de fondo). El método de perforación rotativa en rocas profundas es el más común. Rotary se puede utilizar en el 90% de los tipos de formaciones (consolidadas).
Los pozos perforados pueden obtener agua desde un nivel mucho más profundo que los pozos excavados, a menudo hasta varios cientos de metros. [18]
Los pozos perforados con bombas eléctricas se utilizan en todo el mundo, normalmente en zonas rurales o escasamente pobladas, aunque muchas zonas urbanas se abastecen en parte de pozos municipales. La mayoría de las máquinas perforadoras de pozos poco profundos están montadas en camiones grandes, remolques o vehículos de orugas. Los pozos de agua suelen tener entre 3 y 18 metros (10 a 60 pies) de profundidad, pero en algunas áreas pueden llegar a más de 900 metros (3000 pies). [ cita necesaria ]
Las máquinas perforadoras rotativas utilizan una sarta de perforación de acero segmentada, generalmente compuesta por secciones de tubos de acero de 3 m (10 pies), 6 m (20 pies) a 8 m (26 pies) que están roscadas entre sí, con una broca u otro dispositivo de perforación en el extremo inferior. . Algunas máquinas perforadoras rotativas están diseñadas para instalar (mediante conducción o perforación) una carcasa de acero en el pozo junto con la perforación del pozo 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 de estilo rotativo, denominada lodo rotativo , utiliza un lodo o fluido de perforación especialmente fabricado, que se modifica constantemente durante la perforación para que pueda crear constantemente suficiente presión hidráulica para sostener las paredes laterales del pozo. abierto, independientemente de la presencia de una carcasa en el pozo. Por lo general, los pozos perforados en roca sólida no se recubren 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 en la actualidad. Diseñado específicamente para subir y bajar una broca en el pozo, la perforación del taladro hace que la broca se eleve y caiga hasta el fondo del pozo, y el diseño del cable hace que la broca se gire a aproximadamente 1 ⁄ 4 de revolución. por gota, creando así una acción de perforación. A diferencia de la perforación rotativa, la perforación con herramientas con cable requiere que se detenga la acción de perforación para que el pozo pueda ser achicado o vaciado de los recortes perforados. Las plataformas de perforación con herramientas de cable son poco comunes, ya que tienden a ser 10 veces más lentas para perforar materiales en comparación con las plataformas equipadas con aire o lodo rotatorio de diámetro similar.
Los pozos perforados generalmente están revestidos con una tubería hecha en fábrica, generalmente de acero (en perforación con herramientas rotativas de aire o con cable) o de plástico / PVC (en pozos rotativos de lodo, también presente en pozos perforados en roca sólida). La carcasa se construye soldando, ya sea química o térmicamente, segmentos de carcasa entre sí. Si el revestimiento se instala durante la perforación, la mayoría de los taladros introducirán el revestimiento en el suelo a medida que avanza el pozo, mientras que algunas máquinas más nuevas permitirán que el revestimiento gire y perfore en la formación de manera similar a como avanza la barrena. justo debajo. El PVC o el plástico generalmente se sueldan con solvente y luego se bajan al pozo perforado, se apilan verticalmente con sus extremos anidados y se pegan o se unen. Las secciones de revestimiento suelen tener 6 metros (20 pies) o más de largo y de 4 a 12 pulgadas (10 a 30 cm) de diámetro, dependiendo del uso previsto del pozo y de las condiciones locales del agua subterránea.
La contaminación de la superficie de los pozos en los Estados Unidos generalmente se controla mediante el uso de un sello de superficie . Se perfora un hoyo grande a una profundidad predeterminada o hasta una formación confinada (arcilla o lecho de roca, por ejemplo), y luego se completa un hoyo más pequeño para el pozo desde ese punto en adelante. Por lo general, el pozo está revestido desde la superficie hacia el orificio más pequeño con una carcasa que tiene el mismo diámetro que ese orificio. El espacio anular entre el pozo grande y la carcasa más pequeña se llena con arcilla bentonita , hormigón u otro material sellador. Esto crea un sello impermeable desde la superficie hasta la siguiente capa confinante que evita que los contaminantes desciendan por las paredes laterales exteriores de la carcasa o del pozo y entren en el acuífero . Además, los pozos generalmente están tapados con una tapa de pozo diseñada o un sello que ventila el aire a través de una rejilla hacia el interior del pozo, pero evita que insectos, animales pequeños y personas no autorizadas accedan al pozo.
En el fondo de los pozos, según la formación, se deja un dispositivo de cribado, un paquete de filtro, una carcasa ranurada o un orificio abierto para permitir el flujo de agua hacia el pozo. Las cribas construidas se utilizan normalmente en formaciones no consolidadas (arenas, gravas, etc.), permitiendo que el agua y un porcentaje de la formación pasen a través de la criba. Permitir que algo de material pase crea un filtro de área grande fuera del resto de la formación, a medida que la cantidad de material presente que pasa al pozo disminuye lentamente y se elimina del pozo. Los pozos de roca generalmente están revestidos con un revestimiento/carcasa de PVC y una rejilla o una carcasa ranurada en la parte inferior; esto está presente principalmente solo para evitar que las rocas entren en el conjunto de la bomba. Algunos pozos utilizan un método de paquete de filtro , donde se coloca una malla de tamaño insuficiente o una carcasa ranurada dentro del pozo y se empaqueta un medio filtrante alrededor de la malla, entre la malla y el pozo o la carcasa. Esto permite filtrar el agua para eliminar materiales no deseados antes de ingresar al pozo y a la zona de bombeo.
Hay dos clases amplias de tipos de pozos perforados, según el tipo de acuífero en el que se encuentra el pozo:
Se puede construir un tipo especial de pozo de agua junto a lagos o arroyos de agua dulce. Comúnmente llamado pozo colector, pero a veces denominado pozo Ranney o colector Ranney , este tipo de pozo implica hundir un cajón verticalmente debajo de la parte superior del acuífero y luego hacer avanzar los colectores laterales fuera del cajón y debajo del cuerpo de agua superficial. El bombeo desde dentro del cajón induce la infiltración de agua desde el cuerpo de agua superficial hacia el acuífero, donde es recolectada por los laterales del pozo colector y transportada al cajón donde puede ser bombeada a la superficie del suelo. [ cita necesaria ]
Se pueden distinguir dos clases amplias adicionales de tipos de pozos, según el uso del pozo:
Un pozo de agua construido para bombear agua subterránea se puede utilizar pasivamente como pozo de monitoreo y se puede bombear un pozo de diámetro pequeño, pero esta distinción por uso es común. [ cita necesaria ]
Antes de la excavación, si es posible, se debe encontrar información sobre la geología, la profundidad del nivel freático, las fluctuaciones estacionales, el área de recarga y la tasa. Este trabajo lo puede realizar un hidrogeólogo o un perito de aguas subterráneas utilizando una variedad de herramientas que incluyen estudios electrosísmicos, [19] cualquier información disponible de pozos cercanos, mapas geológicos y, a veces, imágenes geofísicas . Estos profesionales brindan asesoramiento que es casi tan preciso como el de un perforador que tiene experiencia y conocimiento de pozos/perforaciones cercanas y la técnica de perforación más adecuada según la profundidad objetivo esperada.
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Los pozos de bombeo poco profundos a menudo pueden suministrar agua potable a un costo muy bajo. Sin embargo, las impurezas de la superficie llegan fácilmente a fuentes poco profundas, lo que conlleva un mayor riesgo de contaminación para estos pozos en comparación con los pozos más profundos. Los pozos contaminados pueden provocar la propagación de diversas enfermedades transmitidas por el agua . Los pozos excavados e hincados son relativamente fáciles de contaminar; por ejemplo, la mayoría de los pozos excavados no son fiables en la mayor parte de Estados Unidos. [20] Algunas investigaciones han encontrado que, en regiones frías, los cambios en el flujo de los ríos y las inundaciones causadas por lluvias extremas o deshielo pueden degradar la calidad del agua de pozo. [21]
La mayoría de las bacterias , virus , parásitos y hongos que contaminan el agua de pozo provienen de la materia fecal de humanos y otros animales. Los contaminantes bacterianos comunes incluyen E. coli , Salmonella , Shigella y Campylobacter jejuni . Los contaminantes virales comunes incluyen norovirus , sapovirus , rotavirus , enterovirus y hepatitis A y E. Los parásitos incluyen Giardia lamblia , Cryptosporidium , Cyclospora cayetanensis y microsporidios . [20]
La contaminación química es un problema común con las aguas subterráneas. [22] Los nitratos procedentes de aguas residuales , lodos de depuradora o fertilizantes son un problema especial para los bebés y los niños pequeños. Los productos químicos contaminantes incluyen pesticidas y compuestos orgánicos volátiles de la gasolina , la limpieza en seco , el aditivo para combustible metil terc-butil éter (MTBE) y el perclorato del combustible para cohetes, infladores de bolsas de aire y otras fuentes artificiales y naturales. [ cita necesaria ]
Varios minerales también son contaminantes, incluido el plomo lixiviado de accesorios de latón o tuberías de plomo viejas, el cromo VI de la galvanoplastia y otras fuentes, el arsénico , el radón y el uranio naturales (todos los cuales pueden causar cáncer) y el fluoruro natural , que es deseable en cantidades bajas para prevenir las caries , pero puede causar fluorosis dental en concentraciones más altas. [20]
Algunas sustancias químicas suelen estar presentes en los pozos de agua en niveles que no son tóxicos, pero que pueden causar otros problemas. El calcio y el magnesio provocan lo que se conoce como agua dura , que puede precipitar y obstruir las tuberías o quemar los calentadores de agua. El hierro y el manganeso pueden aparecer como motas oscuras que manchan la ropa y las tuberías, y pueden promover el crecimiento de bacterias de hierro y manganeso que pueden formar colonias negras viscosas que obstruyen las tuberías. [20]
La calidad del agua del pozo se puede aumentar significativamente recubriendo el pozo, sellando la cabeza del pozo, instalando una bomba manual autocebante, construyendo una plataforma, asegurando que el área se mantenga limpia y libre de agua estancada y animales, fuentes de contaminación en movimiento. ( letrinas de pozo , pozos de basura, sistemas de alcantarillado in situ ) y educación en higiene. El pozo debe limpiarse con una solución de cloro al 1% después de la construcción y periódicamente cada 6 meses. [ cita necesaria ]
Los orificios de los pozos deben cubrirse para evitar que escombros sueltos, animales, excrementos de animales y materias extrañas arrastradas por el viento caigan en el orificio y se descompongan. La cubierta debe poder estar colocada en todo momento, incluso cuando se extrae agua del pozo. Un techo suspendido sobre un agujero abierto ayuda hasta cierto punto, pero lo ideal es que la cubierta sea ajustada y completamente cerrada, con solo una salida de aire protegida. [ cita necesaria ]
Es necesario respetar las distancias mínimas y los requisitos de filtración del suelo entre los vertederos de aguas residuales y los pozos de agua. Las normas relativas al diseño e instalación de sistemas sépticos privados y municipales tienen en cuenta todos estos factores para proteger las fuentes cercanas de agua potable.
La educación de la población general en la sociedad también juega un papel importante en la protección del agua potable. [ cita necesaria ]
La limpieza de aguas subterráneas contaminadas tiende a ser muy costosa. La remediación eficaz de las aguas subterráneas suele ser muy difícil. La contaminación del agua subterránea proveniente de fuentes superficiales y subterráneas generalmente se puede reducir drásticamente centrando correctamente el revestimiento durante la construcción y llenando el espacio anular del revestimiento con un material sellador apropiado. El material de sellado (lechada) debe colocarse inmediatamente por encima de la zona de producción hacia la superficie, porque, en ausencia de un sello de revestimiento correctamente construido, el fluido contaminado puede viajar hacia el pozo a través del anillo de revestimiento. Los dispositivos de centrado son importantes (normalmente uno por tramo de revestimiento o a intervalos máximos de 9 m) para garantizar que el espacio anular inyectado tenga un espesor uniforme. [ cita necesaria ]
Tras la construcción de un nuevo pozo de prueba, se considera una buena práctica invertir en una batería completa de pruebas químicas y biológicas en el agua del pozo en cuestión. El tratamiento en el punto de uso está disponible para propiedades individuales y a menudo se construyen plantas de tratamiento para los suministros de agua municipales que sufren contaminación. La mayoría de estos métodos de tratamiento implican la filtración de los contaminantes de interés, y se puede obtener protección adicional instalando pantallas en el revestimiento del pozo sólo a profundidades donde no hay contaminación presente. [ cita necesaria ]
El agua de pozo para uso personal suele filtrarse con procesadores de agua de ósmosis inversa ; este proceso puede eliminar partículas muy pequeñas. Una forma sencilla y eficaz de matar microorganismos es llevar el agua a ebullición durante uno a tres minutos, según la ubicación. Un pozo doméstico contaminado por microorganismos puede inicialmente tratarse mediante cloración de choque usando lejía, generando concentraciones cientos de veces mayores que las encontradas en los sistemas de agua comunitarios; sin embargo, esto no solucionará ningún problema estructural que haya provocado la contaminación y, por lo general, requiere cierta experiencia y pruebas para una aplicación eficaz. [20]
Luego del proceso de filtración, es común implementar un sistema ultravioleta (UV) para matar los patógenos en el agua. La luz ultravioleta afecta el ADN del patógeno mediante los fotones UV-C que atraviesan la pared celular. La desinfección UV ha ido ganando popularidad en las últimas décadas porque es un método de tratamiento del agua libre de químicos. [23]
Un riesgo con la colocación de pozos de agua es la salinización del suelo , que ocurre cuando el nivel freático del suelo comienza a bajar y la sal comienza a acumularse a medida que el suelo comienza a secarse. [24] Otro problema ambiental muy frecuente en la perforación de pozos de agua es la posibilidad de que se filtre metano.
El potencial de salinización del suelo es un gran riesgo al elegir la ubicación de los pozos de agua. La salinación del suelo se produce cuando el nivel freático del suelo desciende con el tiempo y la sal comienza a acumularse. A su vez, la mayor cantidad de sal comienza a secar el suelo. El aumento del nivel de sal en el suelo puede provocar la degradación del suelo y puede ser muy perjudicial para la vegetación. [ cita necesaria ]
El metano , un asfixiante, es un compuesto químico que es el componente principal del gas natural. Cuando el metano se introduce en un espacio confinado, desplaza el oxígeno, reduciendo la concentración de oxígeno a un nivel lo suficientemente bajo como para representar una amenaza para los humanos y otros organismos aeróbicos, pero aún lo suficientemente alto como para generar un riesgo de explosión espontánea o causada externamente. Este potencial de explosión es lo que plantea tal peligro en lo que respecta a la perforación y colocación de pozos de agua. [ cita necesaria ]
Los niveles bajos de metano en el agua potable no se consideran tóxicos. Cuando el metano se filtra en un suministro de agua, se lo denomina comúnmente "migración de metano". Esto puede deberse a que viejos pozos de gas natural cerca de sistemas de pozos de agua queden abandonados y ya no sean monitoreados. [ cita necesaria ]
Últimamente, [ ¿cuándo? ] sin embargo, los pozos/bombas descritos ya no son muy eficientes y pueden ser reemplazados por bombas manuales o de pedal . Otra alternativa es el uso de pozos autoexcavados, bombas eléctricas para pozos profundos (para mayores profundidades). Las organizaciones tecnológicas apropiadas como Acción Práctica son ahora [ ¿cuándo? ] proporcionando información sobre cómo construir/configurar bombas manuales y bombas de pedal ( hágalo usted mismo ) en la práctica. [25] [26]
Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas ( PFAS o PFAS ) son un grupo de compuestos químicos organofluorados sintéticos que tienen múltiples átomos de flúor unidos a una cadena alquílica . Los PFAS son un grupo de "químicos permanentes" que se propagan muy rápidamente y muy lejos en las aguas subterráneas, contaminándolas permanentemente. Es probable que los pozos de agua cercanos a ciertos aeropuertos donde se realizaron actividades de capacitación o extinción de incendios hasta 2010 estén contaminados con PFAS.
Un estudio concluyó que de ~39 millones de pozos de agua subterránea, entre el 6% y el 20% corren un alto riesgo de secarse si los niveles locales de agua subterránea disminuyen menos de cinco metros o, como ocurre con muchas áreas y posiblemente con más de la mitad de los principales acuíferos [27] , seguir disminuyendo. [28] [29] [ se necesita más explicación ]
Los manantiales y los pozos han tenido importancia cultural desde tiempos prehistóricos , lo que llevó a la fundación de ciudades como Wells y Bath en Somerset . El interés por los beneficios para la salud llevó al crecimiento de ciudades balneario , incluidas muchas con pozos en su nombre, como por ejemplo Llandrindod Wells y Royal Tunbridge Wells . [30]
A veces se afirma que Eratóstenes utilizó un pozo en sus cálculos de la circunferencia de la Tierra ; sin embargo, esto es sólo una simplificación utilizada en una explicación más breve de Cleomedes , ya que Eratóstenes había utilizado un método más elaborado y preciso. [31]
Muchos incidentes en la Biblia tienen lugar alrededor de los pozos, como el hallazgo de una esposa para Isaac en el Génesis y la conversación de Jesús con la mujer samaritana en los Evangelios . [32]
Para un pozo con paredes impermeables, el agua del pozo se reabastece desde el fondo del pozo. La velocidad a la que el agua fluye hacia el pozo dependerá de la diferencia de presión entre el agua subterránea en el fondo del pozo y el agua del pozo en el fondo del pozo. La presión de una columna de agua de altura z será igual al peso del agua en la columna dividido por el área de la sección transversal de la columna, por lo que la presión del agua subterránea a una distancia z T debajo de la superficie del agua la tabla será:
donde ρ es la densidad de masa del agua y g es la aceleración de la gravedad. Cuando el agua en el pozo está por debajo del nivel freático, la presión en el fondo del pozo debido al agua en el pozo será menor que P g y el agua será forzada a ingresar al pozo. Con referencia al diagrama, si z es la distancia desde el fondo del pozo hasta el nivel del agua del pozo y z T es la distancia desde el fondo del pozo hasta la parte superior del nivel freático, la diferencia de presión será:
Aplicando la Ley de Darcy , la tasa de volumen ( F ) a la que se fuerza el agua hacia el pozo será proporcional a esta diferencia de presión:
donde R es la resistencia al flujo, que depende de la sección transversal del pozo, el gradiente de presión en el fondo del pozo y las características del sustrato en el fondo del pozo. (p. ej., porosidad). El caudal volumétrico que ingresa al pozo se puede escribir como una función de la tasa de cambio del nivel del agua del pozo:
Combinando las tres ecuaciones anteriores se obtiene una ecuación diferencial simple en z :
que se puede resolver:
donde z 0 es el nivel del agua del pozo en el momento t=0 y τ es la constante de tiempo del pozo:
Tenga en cuenta que si se puede medir dz/dt para un pozo agotado, será igual a y se puede calcular la constante de tiempo τ. Según el modelo anterior, un pozo tardará una cantidad infinita de tiempo en recuperarse por completo, pero si consideramos que un pozo que está recuperado en un 99% está "prácticamente" recuperado, el tiempo para que un pozo se recupere prácticamente de un nivel en z será:
Para un pozo que está completamente agotado ( z=0 ), tomaría un tiempo de aproximadamente 4,6 τ para recuperarse prácticamente.
El modelo anterior no tiene en cuenta el agotamiento del acuífero debido al bombeo que bajó el nivel del agua del pozo (Ver prueba del acuífero y ecuación de flujo de agua subterránea ). Además, los pozos prácticos pueden tener paredes impermeables solo hasta el lecho de roca, pero sin incluirlo, lo que dará una mayor superficie para que el agua entre al pozo. [33] [34]
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