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La deshidratación / d iː ˈ w ɔː t ər ɪ ŋ / es la eliminación de agua de un lugar. Esto puede hacerse mediante clasificación húmeda, centrifugación , filtración o procesos similares de separación sólido-líquido , como la eliminación de líquido residual de una torta de filtración mediante una prensa de filtro como parte de varios procesos industriales. [1]
La deshidratación de la construcción, el vaciado de agua o el control del agua son términos comunes que se utilizan para describir la eliminación o el drenaje de agua subterránea o superficial de un lecho de río , un sitio de construcción , un cajón o un pozo de mina , mediante bombeo o evaporación. En un sitio de construcción, esta deshidratación puede implementarse antes de la excavación subterránea para cimientos, apuntalamiento o espacio de bodega para bajar el nivel freático . Esto con frecuencia implica el uso de bombas de "deshidratamiento" sumergibles , bombas centrífugas ("de basura"), eductores o aplicación de vacío en los puntos de los pozos. La empresa internacional de investigación comercial Visiongain valoró el mercado mundial de bombas de deshidratación en $ 6.4 mil millones en 2018. [2]
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Un pozo profundo consiste típicamente en un pozo perforado equipado con un revestimiento ranurado y una bomba sumergible eléctrica. A medida que se bombea agua desde un pozo profundo, se forma un gradiente hidráulico y el agua fluye hacia el pozo formando un cono de depresión alrededor del pozo en el que queda poca o ninguna agua en los espacios porosos del suelo circundante. Los pozos profundos funcionan mejor en suelos con una permeabilidad de k = 10−3 m/s a 10−5 m/s; la cantidad de reducción que puede alcanzar un pozo está limitada únicamente por el tamaño de la bomba de pesca. [3]
Los pozos profundos se pueden instalar en un anillo alrededor de una excavación para bajar el nivel del agua y mantener un sitio seguro y seco. Se pueden utilizar varias ecuaciones para diseñar sistemas de desagote de pozos profundos, sin embargo, muchas de ellas se basan en datos empíricos y, en ocasiones, fallan. La práctica y la experiencia, junto con una comprensión sólida de los principios subyacentes del desagote, son las mejores herramientas para diseñar un sistema exitoso. [4] Algunas situaciones de desagote "son tan comunes que se pueden diseñar prácticamente con una regla empírica". [5]
Los pozos profundos también se utilizan para pruebas de acuíferos y para el drenaje de aguas subterráneas mediante pozos . [6]
Los pozos son tubos de diámetro pequeño (aproximadamente 50 mm) con ranuras cerca del fondo que se insertan en el suelo de donde se extrae agua mediante un vacío generado por una bomba de pistón de desagote. Los pozos se instalan típicamente en centros cercanos en una línea a lo largo o alrededor del borde de una excavación. Como el vacío está limitado a 0 bar, la altura a la que se puede extraer agua está limitada a unos 6 metros (en la práctica). [7] Los pozos se pueden instalar en etapas, con la primera reduciendo el nivel del agua hasta cinco metros, y una segunda etapa, instalada a un nivel inferior, bajándolo aún más. El agua que gotea entre los pozos profundos se puede recolectar mediante una sola fila de pozos en la punta. Este método garantiza un ancho mucho más grueso libre de fuerzas de filtración.
Las lanzas de pozo se utilizan generalmente para extraer agua subterránea en condiciones de suelo arenoso y rocoso, y no son tan efectivas en arcilla. A veces se utilizan bombas abiertas en lugar de lanzas si las condiciones del suelo contienen una cantidad significativa de arcilla. [8]
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La instalación de sistemas de drenaje horizontales es relativamente fácil. [9] Una zanjadora instala una tubería no perforada seguida de una tubería perforada con envoltura sintética u orgánica. La longitud del drenaje está determinada por el diámetro del drenaje, las condiciones del suelo y el nivel freático. En general, las longitudes de drenaje de 50 metros son comunes. Después de la instalación de la tubería de drenaje, se conecta una bomba al drenaje. Una vez que se ha bajado el nivel freático, se puede comenzar la construcción prevista. Una vez terminada la construcción, se detienen las bombas y el nivel freático volverá a subir. Las profundidades de instalación de hasta 6 metros son comunes.
Aunque los ingenieros pueden utilizar la deshidratación para reducir el nivel freático o para drenar los suelos, también pueden utilizar el proceso para controlar la presión de poro en los suelos y evitar daños a las estructuras por el levantamiento de la base. Las altas presiones de poro se producen en suelos compuestos de limos finos o arcillas. Dado que estos suelos tienen una permeabilidad muy baja , la deshidratación en un sentido tradicional (flujo por gravedad en un pozo de extracción) puede resultar muy costosa o incluso inútil. En cambio, un sistema de deshidratación asistido por vacío , como pozos eyectores o pozos profundos sellados al vacío , puede servir para extraer agua a un pozo para su extracción. [10]
La deshidratación es a menudo un componente crítico de los proyectos de construcción. La deshidratación de un sitio mejora la seguridad al evitar la formación de lodo y eliminar los peligros que el agua presenta para los equipos eléctricos. La eliminación del agua también mejora la estabilidad de los suelos y mitiga la erosión. [11]
En el tratamiento de aguas residuales , la deshidratación puede utilizarse para eliminar sólidos durante el proceso de tratamiento para su eliminación por separado. Esto puede adoptar la forma de espesamiento, donde solo se elimina una parte del agua, o de deshidratación total. [12]