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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
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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.
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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.
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Alternativa PropuestaSe propuso la utilizacin del Well - Point
para el abatimiento ordenado de la napa fretica sin ocasionar
desmoronamientos.
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Aplicabilidad del procedimientoPrimer paso: Verificar al
granulometra del suelo.Fuente de energa para la bomba.Punto de
evacuacin de las aguas.
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Distribucin Granulomtrica del Suelo
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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.
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Dimensiones a tomar en cuenta
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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
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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
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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)
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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).
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Grfico para hallar las prdidas de carga en las punteras y
tuberas de aspiracin
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Prdidas en los filtros y punteras
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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.
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Curvas Caractersticas de la Bomba
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Esquema de Instalacin del Equipo Well-Point
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Esquema de punteras
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Detalle de Bomba y Sistema de Micro-Pozos
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Detalle de Conectores
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Vista de Punteras
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Vista Panormica de rea de Trabajo
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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.
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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).
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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.
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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).
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Medidas preventivas para impedir asentamientos en reas
adyacentes
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Mtodo cuando napa fretica es profunda