Los problemas difíciles en pozos de agua pueden requerir un enfoque más detallado de investigación
La ciencia forense se considera como una búsqueda y examen cuidadoso y detallado más allá de lo que se considera común o normal.
Y si bien todas las actividades de evaluación de pozos de agua son de carácter investigativo, periódicamente nos encontramos con un problema que no se identifica fácilmente a través de prácticas de evaluación comunes y que requiere un proceso más detallado.
Una revisión de los problemas más comunes en la optimización de un pozo de agua y cómo se evalúan enfatizará cómo los problemas más difíciles requieren de esfuerzos detallados de expertos forenses.
Problemas comunes en pozos de agua
Las incrustaciones en pozos de agua pueden cubrir una multitud de problemas relacionados con cualquier cambio que afecte la operación o la calidad del agua. Los problemas más comunes encontrados en los pozos de agua subterránea son:
- La acumulación de incrustaciones
- La acumulación de biomasa
- La infiltración de sedimentos
- La corrosión
- La aparición de coliformes
En la evaluación de los tipos comunes de depósitos minerales potenciales, el análisis de muestras de agua puede identificar concentraciones químicas que pueden indicar la precipitación. Estas escamas de carbonato, sulfato y óxido pueden ensuciar fácilmente el pozo, bloqueando el flujo y reduciendo la capacidad.
Ilustración 1. Análisis de sedimentos de materiales sólidos
conducentes a procedimientos de desarrollo de Pozos.
Además, el potencial de oxidación del agua en el sistema puede identificar el potencial de corrosión del sistema junto con la acumulación de óxidos metálicos en la masa de la escala. Esta información es beneficiosa no solo para estructurar un proceso de rehabilitación para la eliminación efectiva de estos depósitos, sino que también puede identificar la fuente de corrosión que puede permitir algún cambio para evitar daños por la corrosión en el sistema.
La biomasa, refiriéndose a la acumulación de biopelículas en un pozo, puede causar disminucion de calidad, pérdidas de capacidad, daños por corrosión y, por supuesto, condiciones de agua inseguras. No solo las bacterias en sí, sino el limo de exopolímero que secretan, pueden causar problemas de calidad junto con pérdidas de capacidad, ya que la masa de biopelículas puede bloquear el flujo junto con el desalojo en el agua que fluye y proporcionar masas orgánicas que crean problemas de sabor y olor.
Ilustración 2. Material a Base de carbono construido
sobre las ranuras el ademe del pozo
Bacterias específicas, identificables a través de análisis de laboratorio, pueden ser la causa de corrosión influenciada por microbios, y la carga bacteriana de la muestra analizada puede evaluar la gravedad de la acumulación de biofilm, guiando la selección del proceso de resolución adecuado.
Los materiales de formación pueden bloquear el flujo si no se desarrollan efectivamente durante la construcción y optimización del pozo o si el pozo se opera incorrectamente, creando un flujo turbulento y movilizándolos a el interior del pozo, tapando las vías de flujo. El análisis microscópico del agua del sistema puede identificar materiales de formación comunes como arenas, limos y arcillas.
Ilustración 3. Materiales de tipo aceitoso
tomados de componentes de pozo.
Las formaciones de arcillas también se pueden separar de las arcillas procesadas (lodos de perforación) bajo el microscopio para determinar si un inefectivo desarrollo es el potencial problema o si las arcillas naturales de la formación pueden ser movilizadas al pozo por una operación incorrecta.
La corrosión del pozo de agua puede provenir de una multitud de fuentes. La química del agua es el primer paso en un proceso de evaluación, generalmente mirando el cálculo del índice de saturación de Langelier desarrollado a través de una serie de parámetros de química del agua.
Los resultados del LSI indicarán si el agua en sí es corrosiva. En 2016, el USGS Informó que el potencial de corrosión de las fuentes de agua subterránea de los EE. UU. Era más alto de lo esperado, y que la mayor parte del país tenía aguas subterráneas moderadamente agresivas.
Uno de los tipos más comunes de corrosión en los suministros de agua subterránea es la “celda de concentración”, también conocida como corrosión “bajo depósito”. La acumulación de biopelículas de corrosión electroquímica típica, en las superficies metálicas. Este tipo de corrosión es la causa principal de la degradación de los componentes del pozo en la industria de aguas subterráneas.
Además, la corrosión influenciada por microbios es común, ya que muchos tipos de bacterias en el agua subterránea producen ácidos o enzimas que forman parte del metal o son especies naturales que oxidan el hierro y oxidan y degradan el hierro en su proceso metabólico.
“El problema bacteriano en las aguas subterráneas de mayor cuidado, y que está controlado por las normas de calidad, es la presencia de patógenos, predominantemente el grupo de coliformes.”
Aunque muchos miembros del grupo de coliformes no son patógenos, la presencia de cualquier miembro aumenta el potencial. Por lo tanto, las regulaciones requieren pruebas periódicas y acciones requeridas si se encuentran varios niveles.
La mayoría del grupo de coliformes son bacterias anaeróbicas y, a través del monitoreo de la actividad anaeróbica dentro del pozo, podemos predecir el mayor potencial de un resultado positivo de la prueba de coliformes totales. Esta información puede guiarnos en la identificación y resolución de problemas incluso antes de la reacción requerida de los controles reglamentarios, evitando condiciones de emergencia.
Problemas difíciles en pozos de agua
Como se indicó anteriormente, todas las actividades de evaluación de los pozos son de carácter investigativo y el investigador opera en varios niveles de detalle en el proceso de identificación y resolución de problemas.
Ilustración 4. Una Sustancia oleosa emulsionada
sobre el ademe del pozo y las ranuras
La investigación a menudo depende del cliente, el papel que desempeña el pozo y el nivel de falla o impacto que se produce. Por ejemplo, un solo pozo que abastece a un hogar requerirá una respuesta simplificada y más rápida para devolver el servicio, mientras que un pozo que forma parte de un campo de pozos más grande puede ofrecer tiempo para un enfoque más académico.
El siguiente caso de estudio es un ejemplo donde se han tomado los pasos de evaluación comunes sin resolver satisfactoriamente el problema en particular. Por lo tanto, el investigador ha ido más allá, y en algunos casos considerablemente más allá, de los pasos normales para identificar la fuente del problema y desarrollar efectivamente una solución al problema en particular.
El siguiente ejemplo de análisis forense de pozos implicarán un problema relacionado con la construcción del pozo, problemas de calidad del agua, materiales depositados que no responden a los tratamientos convencionales y problemas operativos dentro del ámbito de la química del agua.
Caso de estudio
En un pozo perforado de doble rotación no respondía a los procedimientos estándar de desarrollo de pozos, utilizando procesos físicos y químicos.
Se aseguró una muestra de lo que se suponía que estaba tapando el filtro del pozo y se envió a laboratorio. Se observó que el material era una “sustancia similar a lodo” y cuando se observó bajo el microscopio, era predominantemente partículas de arcilla.
Como las arcillas pueden provenir de lodos de perforación procesados o materiales de formación natural y reaccionan de manera diferente a diversas reacciones químicas, se realizaron evaluaciones adicionales para hacer esta determinación.
Una observación más cercana bajo el microscopio mostró que las partículas tenían una estructura aleatoria con bordes definidos. Esto apunta a que la fuente son arcillas de formación natural, ya que los lodos de perforación procesados son más uniformes y redondeados.
Además, se realizó un estudio de asentamiento ya que las arcillas procesadas se sedimentarán más lentamente que las arcillas de formación natural. Esta prueba apuntó nuevamente hacia la fuente de material de formación.
Basándose en esta determinación y en el conocimiento de que la química normal del desarrollo de los pozos (fosfatos) proporciona la reacción de secuestro, la formación de un complejo más soluble en agua, fue evidente que los fosfatos no secuestraban de manera efectiva las arcillas de formación natural.
A partir de estos factores, el investigador examinó la reacción química poco común para el desarrollo de la química de dispersión. La reacción química de dispersión en realidad interfiere con las partículas cargadas positivamente, desestabilizando las estructuras de arcilla y rompiendo la unión, permitiendo que sean lavadas del pozo.
Con el fin de confirmar este proceso y formular la dosis adecuada, se realizó un estudio de prueba de banco utilizando múltiples combinaciones químicas. A partir de este estudio, se seleccionó una química de dispersión final para emparejar esfuerzos mecánicos específicos y se envió al campo para su aplicación. Los resultados finales de estos esfuerzos forenses fueron una eliminación efectiva de las arcillas de formación y una capacidad de producción aceptable para el pozo.
Fuente: Well Forensics, Roger Miller. https://waterwelljournal.com/well-forensics/, Consultado el 10 de Octubre de 2018.