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La deshidratación / d iː ˈ w ɔː t ər ɪ ŋ / es la eliminación de agua de un lugar. Esto se puede hacer mediante clasificación húmeda, centrifugación , filtración o procesos similares de separación sólido-líquido , como la eliminación del líquido residual de una torta de filtración mediante un filtro prensa como parte de diversos procesos industriales. [1]
La deshidratación, la falta de agua o el control del agua en la construcción son términos comunes utilizados para describir la eliminación o el drenaje de agua subterránea o superficial de un lecho de río , sitio de construcción , cajón o pozo de mina , mediante bombeo o evaporación. En un sitio de construcción, esta deshidratación se puede implementar antes de la excavación del subsuelo para cimientos, apuntalamientos o espacio de sótano para bajar el nivel freático . Esto frecuentemente implica el uso de bombas sumergibles de "desaguado" , bombas centrífugas ("de basura"), eductores o la aplicación de vacío a los puntos de los pozos. La empresa internacional de investigación empresarial Visiongain valoró el mercado mundial de bombas de achique en 6.400 millones de dólares en 2018. [2]
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Un pozo profundo normalmente consta de un pozo equipado con un revestimiento ranurado y una bomba eléctrica sumergible. 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 lograr un pozo está limitada únicamente por el tamaño de la bomba de pescado. [3]
Se pueden instalar pozos profundos 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 achique de pozos profundos; sin embargo, muchas de ellas se basan en datos empíricos y ocasionalmente fallan. La práctica y la experiencia, junto con una comprensión firme de los principios subyacentes de la deshidratación, son las mejores herramientas para diseñar un sistema exitoso. [4] Algunas situaciones de deshidratación "son tan comunes que pueden diseñarse casi por regla general". [5]
Los pozos profundos también se utilizan para pruebas de acuíferos y para el drenaje de aguas subterráneas mediante pozos . [6]
Los puntos de pozo son tubos de pequeño diámetro (aproximadamente 50 mm) con ranuras cerca del fondo que se insertan en el suelo del cual se extrae agua mediante un vacío generado por una bomba de pistón de deshidratación. Los puntos de pozo generalmente se instalan 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 aspirar el agua está limitada a unos 6 metros (en la práctica). [7] Los Wellpoints se pueden instalar en etapas: la primera reduce el nivel del agua hasta cinco metros y una segunda etapa, instalada en un nivel inferior, lo baja aún más. El agua que gotea entre los pozos profundos puede recogerse mediante una sola fila de puntas de pozo en la punta. Este método garantiza un ancho mucho mayor libre de fuerzas de filtración.
Las lanzas Wellpoint se utilizan generalmente para extraer agua subterránea en condiciones de suelo arenoso y de roca y no son tan efectivas en arcilla. A veces se utilizan bombas abiertas en lugar de lanzas si las condiciones del terreno contienen una cantidad significativa de arcilla. [8]
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La instalación de sistemas de deshidratación horizontales es relativamente sencilla. [9] Una zanjadora instala una tubería sin perforar seguida de una tubería perforada envuelta en material sintético u orgánico. La longitud del drenaje está determinada por el diámetro del drenaje, las condiciones del suelo y el nivel freático. En general, es común que los drenajes tengan una longitud de 50 metros. Después de instalar la tubería de drenaje, se conecta una bomba al drenaje. Una vez que se haya reducido el nivel freático, se podrá comenzar la construcción prevista. Una vez terminada la construcción, las bombas se detienen y el nivel freático volverá a subir. Son habituales profundidades de instalación de hasta 6 metros.
Si bien los ingenieros pueden utilizar la deshidratación para reducir el nivel freático o para drenar suelos, también pueden utilizar el proceso para controlar la presión de los poros en los suelos y evitar daños a las estructuras por el levantamiento de la base. Las altas presiones de poro ocurren en suelos compuestos de limos o arcillas finas. Dado que estos suelos tienen una permeabilidad muy baja , la deshidratación en el sentido tradicional (flujo por gravedad hacia un pozo de extracción) puede resultar muy costosa o incluso inútil. En cambio, un sistema de deshidratación asistida por vacío , como pozos eyectores o pozos profundos sellados al vacío , puede servir para extraer agua hacia 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 prevenir la formación de lodo y eliminar los peligros que plantea el agua para los equipos eléctricos. La extracción de agua también mejora la estabilidad de los suelos y mitiga la erosión. [11]
En el tratamiento de aguas residuales , se puede utilizar la deshidratación para eliminar los sólidos durante el proceso de tratamiento para su eliminación por separado. Esto puede tomar la forma de espesamiento, donde solo se elimina parte del agua, o deshidratación total. [12]