Perforación de Pozos

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Comisin Nacional del Agua

MANUAL DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO

PERFORACIN DE POZOS

Diciembre de 2007

www.cna.gob.mx

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ADVERTENCIA

Se autoriza la reproduccin sin alteraciones del material contenido en esta obra, sin fines de lucro y citando la fuente. Esta publicacin forma parte de los productos generados por la Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento, cuyo cuidado editorial estuvo a cargo de la Gerencia de Cuencas Transfronterizas de la Comisin Nacional del Agua.

Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento.Edicin 2007 ISBN: 978-968-817-880-5 Autor: Comisin Nacional del Agua Insurgentes Sur No. 2416 Col. Copilco El Bajo C.P. 04340, Coyoacn, Mxico, D.F. Tel. (55) 5174-4000 www.cna.gob.mx Editor: Secretara de Medio Ambiente y Recursos Naturales Boulevard Adolfo Ruiz Cortines No. 4209 Col. Jardines de la Montaa, C.P 14210, Tlalpan, Mxico, D.F.

Impreso en Mxico Distribucin gratuita. Prohibida su venta.

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Comisin Nacional del AguaIng. Jos Luis Luege Tamargo Director General Ing. Marco Antonio Velzquez Holgun Coordinador de Asesores de la Direccin General Ing. Ral Alberto Navarro Garza Subdirector General de Administracin Lic. Roberto Anaya Moreno Subdirector General de Administracin del Agua Ing. Jos Ramn Ardavn Ituarte Subdirector General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento Ing. Sergio Soto Priante Subdirector General de Infraestructura Hidroagrcola Lic. Jess Becerra Pedrote Subdirector General Jurdico Ing. Jos Antonio Rodrguez Tirado Subdirector General de Programacin Dr. Felipe Ignacio Arregun Corts Subdirector General Tcnico Lic. Ren Francisco Bolio Halloran Coordinador General de Atencin de Emergencias y Consejos de Cuenca M.C.C. Heidi Storsberg Montes Coordinadora General de Atencin Institucional, Comunicacin y Cultura del Agua Lic. Mario Alberto Rodrguez Prez Coordinador General de Revisin y Liquidacin Fiscal Dr. Michel Rosengaus Moshinsky Coordinador General del Servicio Meteorolgico Nacional C. Rafael Reyes Guerra Titular del rgano Interno de Control Responsable de la publicacin: Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento Coordinador a cargo del proyecto: Ing. Eduardo Martnez Oliver Subgerente de Normalizacin La Comisin Nacional del Agua contrat la Edicin 2007 de los Manuales con el INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGA DEL AGUA segn convenio CNA-IMTA-SGT-GINT-001-2007 (Proyecto HC0758.3) del 2 de julio de 2007 Participaron: Dr. Velitchko G. Tzatchkov M. I. Ignacio A. Caldio Villagmez

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CONTENIDO Pagina INTRODUCCIN ........................................................................................................1 1. CONCEPTOS BASICOS ........................................................................................4 1.1. EL AGUA SUBTERRANEA EN EL CICLO HIDROLOGICO..................................4 1.1.1. Precipitacin pluvial...........................................................................................4 1.1.2. Evapotranspiracin............................................................................................6 1.1.3. Escurrimiento Superficial...................................................................................8 1.1.4. Infiltracin ..........................................................................................................9 1.2. CARACTERISTICAS HIDRAUILICAS DE LAS ROCAS .....................................10 1.2.1. Porosidad ........................................................................................................10 1.2.2. Permeabilidad y Conductividad Hidrulica ......................................................13 1.2.3. Transmisividad ................................................................................................15 1.2.4. Capacidad de Almacenamiento.......................................................................16 1.2.5. Coeficiente de Almacenamiento Especfico ....................................................17 1.3. COMPORTAMIENTO HIDROGEOLGICO DE LAS ROCAS ............................18 1.3.1. Acuferos, Acuitardos y Acuicludos .................................................................19 1.3.2. Tipos de acuferos ...........................................................................................20 1.4. DESCRIPCIN DE LOS PRINCIPALES ACUFEROS DE MXICO .................. 21 1.4.1. Calizas Acuferas del Noreste .........................................................................22 1.4.2. Calizas de la Pennsula Yucateca ...................................................................23 1.4.3. Acuferos Riolticos..........................................................................................24 1.4.4. Acuferos Baslticos ........................................................................................25 1.4.5. Acuferos Aluviales ..........................................................................................26 2. EXPLORACIN HIDROGEOLGICA..................................................................28 2.1. RECONOCIMIENTOS HIDROGEOLGICOS ...................................................29 2.1.1. Informacin bsica ..........................................................................................29 2.1.2. Mapas..............................................................................................................29 2.1.3. Fotografas areas ..........................................................................................32 2.1.4. Reconocimientos de campo ............................................................................33 2.2. MTODOS DE EXPLORACIN GEOFSICA.....................................................35 2.2.1. Mtodos geoelctricos.....................................................................................35 2.3. EMPLAZAMIENTO DE POZOS..........................................................................39 3. CALIDAD DEL AGUA SUBTERRNEA ..............................................................41 3.1. CALIDAD NATURAL ..........................................................................................41 3.2. MUESTREO DE AGUA SUBTERRNEA ...........................................................42 3.2.1. Muestreo .........................................................................................................42 3.2.2. Representacin grfica de la composicin del agua .......................................44 3.3. NORMAS DE CALIDAD......................................................................................47 3.4. HIDROGEOQUIMICA.........................................................................................48 3.4.1. Origen de los Elementos y Sustancias Disueltas en el Agua Subterrnea ..... 49 3.4.2. Otros factores que afectan la composicin del agua.......................................50 3.5. CONTAMINACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS ............................................52 3.5.1. Tratamiento Natural en el Subsuelo ................................................................52 3.5.2. Fuentes de contaminacin ..............................................................................53 3.6. INFLUENCIA DE LA CALIDAD DEL AGUA SOBRE LA SALUD HUMANA .........56 3.6.1. Microorganismos patgenos ...........................................................................56i

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3.6.2. Compuestos orgnicos....................................................................................57 3.6.3. Compuestos inorgnicos .................................................................................57 3.6.4. Metales pesados .............................................................................................58 3.7. VULNERABILIDAD DE LOS ACUFEROS A LA CONTAMINACIN ..................58 4. EQUIPOS Y MTODOS DE PERFORACIN ......................................................60 4.1. MTODOS CON SISTEMA POR PERCUSIN..................................................60 4.1.1. Pozos Punta (Driven Ifflfis).............................................................................60 4.1.2. Percusin - Chorro (Jet Percusin) .................................................................63 4.1.3. Perforacin por Percusin con Cable y Herramienta ......................................65 4.2. MTODOS CON SISTEMA POR ROTACIN ....................................................69 4.2.1. Barrenos Manuales (Hand Auger)...................................................................70 4.2.2. Perforacin con Barrena Taladro Slida (Solid Fligth Auger)...........................72 4.2.3. Perforacin con Barrena Taladro Hueca (Hollow Stem Auger) ........................75 4.2.4. Perforacin con Rotacin y Aire ......................................................................78 4.2.5. Perforacin Rotaria con Ademe a Percusin...................................................81 4.2.6. Perforacin Rotaria con Circulacin Directa....................................................83 4.2.7. Perforacin con Doble Tubera y Circulacin Inversa .....................................89 4.3. FLUIDOS Y ADITIVOS DE PERFORACION.......................................................91 4.3.1. Tipos de Fluidos ..............................................................................................92 4.3.2. Influencia de los Fluidos ..................................................................................93 4.3.3. Propiedades de los Fluidos .............................................................................94 4.3.4. Funciones de los Fluidos.................................................................................96 4.3.5. Aditivos de Perforacin....................................................................................98 4.4. EQUIPO DISPONIBLE EN EL MERCADO