Control de Napa Fretica Mediante Micro-Pozos (Well Point)Por: Julio M. Kuroiwa y Alfredo J. MansenCaso Sub Estacin Trapecio - Chimbote, AncashUNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTACAPTULO DE ESTUDIANTES - ACIIII CONFERENCIAINGENIERA APLICADA A LA CONSTRUCCIN

AntecedentesSe haba diseado la construccin de la Sub-Estacin Elctrica Trapecio - Sur de Chimbote - Cerca del Terminal Terrestre.La napa fretica: cercana a la superficie.El suelo: limo - arenosoEl potencial de licuefaccin ante un sismo era evidente.

Antecedentes(2)El consultor en Geotecnia propuso un tratamiento para el suelo.Se requera abatir la napa fretica de 5.0 m.s.n.m. a 3.5 m.s.n.m. Se considerar que el nivel final = 3.0 m.s.n.m.El contratista intent usar bombas con pozos artesanales, ocasionando el continuo desmoronamiento del suelo e interrupcin a la obra.El segundo autor es consultado por el contratista.

Alternativa PropuestaSe propuso la utilizacin del Well - Point para el abatimiento ordenado de la napa fretica sin ocasionar desmoronamientos.

Aplicabilidad del procedimientoPrimer paso: Verificar al granulometra del suelo.Fuente de energa para la bomba.Punto de evacuacin de las aguas.

Distribucin Granulomtrica del Suelo

Variables para el clculo hidrulicoLa altura de la napa fretica H, es decir la distancia de la napa fretica original hasta el estrato impermeable.La altura del nivel requerido en el punto de inters hD. Tambin se mide desde el estrato impermeable. Por las caractersticas del problema prctica en nivel requerido se encuentra en el eje longitudinal de la excavacin.La altura del agua en el pozo, ho.La longitud de excavacin x.La conductividad hidrulica k.La distancia a la fuente de agua o condicin de borde, L.

Dimensiones a tomar en cuenta

Variables de diseoCondiciones del terreno:Permeabilidad: frmulas empricas y tablas:d10 (cm) = 0.0132Usando k(cm/s) = 100 d102 = 0.017 cm/s.Tablas: 0.00002 - 0.0189 cm/sDimensiones del terreno:rea 1: 32.5 m x 8 mrea 2: 43 m x 7 m

Clculo de Caudal por Unidad de Ancho, Qpdonde:Qp = caudal terico por unidad de ancho.H = altura de la napa fretica medida desde el estrato impermeable.ho = altura de la cota de abatimientoK = conductividad hidrulica del estrato permeable L = distancia de la fuente de agua hasta la condicin de borde.x = distancia perpendicular al plano de abatimiento

Clculo de hDdonde:hD = Diferencia de cotas entre el nivel de la napa fretica final y el nivel del estrato impermeable.H = altura de la napa fretica inicial medida desde el estrato impermeable.ho = altura de la cota de abatimiento en la puntera.L = distancia de la fuente de agua hasta la condicin de borde. (O del pozo hasta la seccin en la que la napa fretica llega al punto ms alto despus de aplicado el tratamiento)

Clculo de hw, nivel del agua en el pozo- rw = radio de las tuberas de aspiracin (punteras). (m)- k = conductividad hidrulica (m)- hD = altura mxima a la cota requerida (m)- Qw = caudal extrado del pozo. (m3/s)- x = distancia perpendicular al plano de abatimiento (m).

Grfico para hallar las prdidas de carga en las punteras y tuberas de aspiracin

Prdidas en los filtros y punteras

Clculos en la lneaSe asumi un espaciamiento de 3 m.Se consideran las prdidas en las tuberas desde el extremo hasta la bomba. (43 + 7 m = 50 m).Para el caudal estimado (47.45 l/s -- 752.17 gpm):Se verific la carga disponible de la bomba.Se verific la succin disponible de la bomba.Se verific la curva H vs Q de la bomba.

Curvas Caractersticas de la Bomba

Esquema de Instalacin del Equipo Well-Point

Esquema de punteras

Detalle de Bomba y Sistema de Micro-Pozos

Detalle de Conectores

Vista de Punteras

Vista Panormica de rea de Trabajo

ComportamientoLa distribucin granulomtrica indic que la situacin era lmite.Al hincar las punteras, se comprob la existencia de lentes de material cohesivo.El caudal de extraccin fue muy lento al principio (1 - 5 l/s) y las emisiones fueron intermitentes (en forma de pulsos).El flujo se estabiliz a 20 l/s.

Consideraciones ConstructivasLa evacuacin del caudal se realiz mediante cisternas. El mar se encontraba a 500 m, pero tender una lnea era inapropiado (vandalismo).El ruido no tuvo que ser aislado, debido a que la zona es industrial / comercial (se encuentra cerca del terminal terrestre y pequeas industrias).

ConclusionesEl mtodo de abatimiento de la napa fretica result adecuado.Debido a la falta de datos, se consideraron valores conservadores de permeabilidad y otros parmetros hidrulicos. Existieron pequeas divergencias que se ajustaron en campo.Fue necesario realizar ensayos preliminares para ajusta el caudal de bombeo.

RecomendacionesEl sistema puede ser usado de manera estndar en la ciudad de Chimbote, pero se debe verificar la granulometra del suelo.Las calicatas deben ser lo suficientemente densas para poder predecir adecuadamente el comportamiento del equipo.El factor ambiental debe ser tomado en cuenta (ruidos producidos por el equipo).

Medidas preventivas para impedir asentamientos en reas adyacentes

Mtodo cuando napa fretica es profunda