DESARROLLO DE UNA GUIA TECNICA PARA LA CONTRUCCION
DE POZOS PROFUNDOS
TÍTULO DEL TRABAJO (inglés)
(Formato títulos: Times New Roman, negrita, 14, mayúscula, centrado)
NOMBRE(S) DEL(LOS) ALUMNO(S)
(Formato nombre: primer nombre y apellido, Times New Roman, normal, 12, mayúscula, centrado)
Diego Morales Gutiérrez
COMISIÓN DE EVALUACIÓN:
PROFESOR GUÍA: (NOMBRE DEL PROFESOR)
(Formato: primer nombre y apellido, Times New Roman, normal, 11, mayúscula, centrado)
PROFESOR CORREFERENTE: (NOMBRE DEL PROFESOR)
(Formato: primer nombre y apellido, Times New Roman, normal, 11, mayúscula, centrado)
Fecha: D-M-A
(Formato: D-M-A, Times New Roman, normal, 11, centrado)
ÍNDICE
RESUMEN.......................................................................................................................................... 3
ABSTRACT ........................................................................................................................................ 3
AGRADECIMIENTOS (OPCIONAL)............................................................................................... 4
1.
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 4
1.1
1.2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................ 6
OBJETIVOS ........................................................................................................................... 6
1.2.1
OJETIVO GENERAL ......................................................................................................... 6
1.2.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................. 6
2.
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ...................................................................................... 7
2.1
FUNDAMENTOS DE HIDROGEOLOGÍA .......................................................................... 7
2.1.1 EL CICLO HIDROLÓGICO Y LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS ... ОШИБКА! ЗАКЛАДКА НЕ
ОПРЕДЕЛЕНА.
2.1.2. TIPOS DE ACUÍFEROS ...............................................Ошибка! Закладка не определена.
1.2.1PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LOS ACUÍFEROS8
1.2.2
LEY DE DARCY Y FLUJO SUBTERRÁNEO ................................................................. 9
2.2
MECÁNICA DE FLUIDOS APLICADA A POZOS ............................................................ 10
3.
TÍTULO PRIMER NIVEL.................................................................................................... 78
5.1
TÍTULO SEGUNDO NIVEL ................................................................................................ 78
1.2.1
Título tercer nivel .............................................................................................................. 78
4.
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 79
5.
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 80
6.
ANEXOS (SI LLEGARA A CORRESPONDER)................................................................... 82
1
2
RESUMEN
Times New Roman, normal, justificado, 11, Extensión máxima 300 palabras.
Espaciado entre párrafos para títulos: Anterior: 12 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo.
PALABRAS CLAVE: Times New Roman, normal, 11.
PALABRAS CLAVE: pozos profundos, agua subterránea, construcción de pozos, guía técnica,
perforación, acuíferos, Chile, sostenibilidad hídrica
La creciente escasez hídrica en Chile, agravada por más de 15 años de mega sequía y el cambio
climático, ha incrementado significativamente la dependencia de las aguas subterráneas para el
abastecimiento de consumo humano, agricultura, industria y minería. Sin embargo, la construcción
de pozos profundos, infraestructura crítica para la extracción de este recurso, enfrenta serias
limitaciones: falta de estandarización en criterios técnicos, heterogeneidad en prácticas constructivas,
vacíos normativos y fiscalización insuficiente, así como una brecha entre el conocimiento
hidrogeológico teórico y su aplicación práctica en terreno. Estas deficiencias generan pozos con
eficiencias dispares, vida útil reducida y riesgos de contaminación de acuíferos, comprometiendo la
sostenibilidad del recurso.
La presente tesis tiene como objetivo desarrollar una guía técnica para la construcción de pozos
profundos destinados a la extracción de agua subterránea. Para ello, se analizan los principios
hidrogeológicos y geotécnicos asociados a la explotación de acuíferos; se identifican y comparan los
principales métodos de perforación según condiciones del terreno, costos y eficiencia; se establecen
parámetros de diseño como diámetro, profundidad, selección de entubación, filtros y material
granular; se elabora un procedimiento constructivo paso a paso; y se analizan las fallas más
recurrentes durante la construcción y operación, proponiendo soluciones técnicas y medidas
preventivas. Adicionalmente, se revisa la normativa chilena vigente, especialmente el DS N° 46 del
MOP y el Código de Aguas, y se aplica la guía a un caso representativo en la zona de Talca para
evaluar su factibilidad técnica y aplicabilidad en condiciones reales.
El resultado es una guía técnica estructurada que integra criterios hidrogeológicos, constructivos y
normativos, adaptada al contexto geológico y climático de Chile, y orientada a estandarizar los
procesos, reducir fallas y prolongar la vida útil de los pozos, contribuyendo así a una gestión más
sostenible de los recursos hídricos subterráneos del país.
.
ABSTRACT
Times New Roman, normal, 11, Extensión máxima 300 palabras.
Espaciado entre párrafos para títulos: Anterior: 12 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo.
KEYWORDS: Times New Roman, normal, 11.
KEYWORDS: deep wells, groundwater, well construction, technical guide, drilling, aquifers, Chile, water
sustainability.
The growing water scarcity in Chile, exacerbated by over 15 years of mega-drought and climate change, has
significantly increased dependence on groundwater for human consumption, agriculture, industry, and mining.
However, the construction of deep wells, critical infrastructure for groundwater extraction, faces serious
limitations: lack of standardization in technical criteria, heterogeneity in construction practices, regulatory gaps
and insufficient oversight, as well as a gap between theoretical hydrogeological knowledge and its practical
3
application in the field. These deficiencies result in wells with uneven efficiencies, reduced service life, and
risks of aquifer contamination, compromising resource sustainability.
This thesis aims to develop a technical guide for the construction of deep wells intended for groundwater
extraction. To achieve this, the hydrogeological and geotechnical principles associated with aquifer exploitation
are analyzed; the main drilling methods are identified and compared according to ground conditions, costs, and
efficiency; design parameters such as diameter, depth, casing selection, screens, and filter material are
established; a step-by-step construction procedure is developed; and the most common failures during
construction and operation are analyzed, proposing technical solutions and preventive measures. Additionally,
current Chilean regulations, particularly DS N° 46 of the Ministry of Public Works and the Water Code, are
reviewed, and the guide is applied to a representative case in the Talca area to evaluate its technical feasibility
and applicability in real conditions.
The result is a structured technical guide that integrates hydrogeological, construction, and regulatory criteria,
adapted to Chile's geological and climatic context, aimed at standardizing processes, reducing failures, and
extending the service life of wells, thus contributing to a more sustainable management of the country's
groundwater resources.
Keywords: deep wells, groundwater, well construction, technical guide, drilling, aquifers, Chile, water
sustainability.
AGRADECIMIENTOS (OPCIONAL)
(Formato título: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos: Anterior: 12
pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo)
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
La presente tesis es el resultado de un largo proceso de aprendizaje, investigación y dedicación, y no habría
sido posible sin el apoyo de muchas personas e instituciones que, de una u otra forma, contribuyeron a su
realización. Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a todos ellos.
En primer lugar, agradezco profundamente a mi profesor guía, por su invaluable orientación, paciencia y
generosidad académica. Sus conocimientos, comentarios y correcciones fueron fundamentales para dar forma
a este trabajo y para que yo pudiera crecer como profesional. Su disposición a guiarme en cada etapa del
proceso, incluso a distancia, es algo que valoro enormemente.
A las empresas perforistas que abrieron sus obras para la observación en terreno, permitiendo registrar los
procedimientos constructivos reales que hoy se aplican en el país. Su disposición a compartir su experiencia y
conocimientos técnicos fue clave para que esta guía reflejara las condiciones reales de trabajo en Chile.
Agradezco especialmente a los perforistas y profesionales que participaron en las entrevistas, quienes con
generosidad compartieron sus vivencias, anécdotas y lecciones aprendidas en años de oficio.
A los expertos y profesionales que participaron en el proceso de validación de la guía, aportando su valiosa
experiencia práctica y sus observaciones críticas, que permitieron enriquecer y ajustar el contenido a las
necesidades reales del sector.
A mis compañeros de carrera, con quienes compartí innumerables horas de estudio y discusiones académicas.
Sus preguntas y puntos de vista distintos me ayudaron a afinar mis ideas y a ver el problema desde perspectivas
que no había considerado.
A mi familia, en especial a mis padres, por su apoyo incondicional durante todos estos años de estudio. Su
confianza en mí y su sacrificio fueron el motor que me impulsó a seguir adelante, incluso en los momentos más
difíciles. A mis hermanos, por su compañía y aliento constante.
Finalmente, agradezco a la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y a la Escuela de Ingeniería Civil por
entregar las herramientas académicas, el espacio y el ambiente propicio para desarrollar esta investigación. Las
aulas, laboratorios y bibliotecas de la universidad fueron el escenario donde germinó esta idea y donde pude
formarme como ingeniero.
A todos, muchas gracias.
1. CAPITULO I: INTRODUCCIÓN
4
(Formato título 1er nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 12 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo)
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto.
En el contexto actual de cambio climático y creciente demanda de recursos hídricos, la disponibilidad
de agua se ha convertido en una problemática crítica a nivel mundial. En Chile, diversos informes
como el del Centro de Ciencia del Clima y Resiliencia (CR2) indicarían una clara tendencia al déficit
de precipitaciones entre los años 2010 al 2019, esto comprendido entre las regiones de Coquimbo y
de La Araucanía, donde se estima un déficit de precipitaciones cercano al 30%. Este evento,
exacerbado por el cambio climático, ha reducido drásticamente la disponibilidad de agua superficial,
generando una presión creciente sobre los acuíferos y, consecuentemente, sobre la infraestructura de
captación: los pozos profundos.
El agua subterránea constituye uno de los recursos hídricos más importantes para el desarrollo de
Chile. De acuerdo con estadísticas históricas de la Superintendencia de Servicios Sanitarios,
aproximadamente el 77% del agua utilizada por los servicios de agua potable rural proviene de fuentes
subterráneas, mientras que en el caso del abastecimiento urbano esta cifra alcanza alrededor del 40%
a nivel nacional, llegando a ser prácticamente la totalidad para las ciudades del norte del país
(Dirección General de Aguas [DGA], 2020). A estos usos se suman la agricultura, la industria y la
minería, sectores que dependen críticamente de la extracción desde acuíferos.
Los Acuíferos son formaciones geológicas en donde se almacenan aguas subterráneas, representan
una fuente valiosa debido a su relativa estabilidad frente a variaciones climáticas. Sin embargo, su
aprovechamiento requiere de un adecuado diseño y ejecución de las obras de captación. En este
sentido, la construcción de pozos profundos constituye una actividad compleja que involucra la
integración de diversas disciplinas, tales como la hidrogeología, la geotecnia y la ingeniería de la
construcción.
A pesar de la relevancia de estas obras, en la práctica se observa que muchos proyectos de pozos
profundos presentan deficiencias en su diseño y ejecución, lo que puede traducirse en problemas
como bajo rendimiento hidráulico, colapso estructural, ingreso de sedimentos o contaminación del
recurso. Estas dificultades suelen estar asociadas a la falta de criterios técnicos estandarizados y a la
inexistencia de una guía constructiva integral que sistematice las etapas del proceso, desde los
estudios previos hasta la puesta en marcha del pozo.
En Chile, la regulación de la explotación de aguas subterráneas es supervisada por organismos como
la Dirección General de Aguas, los cuales establecen lineamientos generales para la construcción y
operación de pozos. No obstante, estos lineamientos no siempre se traducen en herramientas prácticas
de aplicación directa en terreno, especialmente para proyectos de pequeña y mediana escala, lo que
genera una brecha entre la normativa vigente y la ejecución efectiva de las obras.
En este contexto, la presente investigación tiene como propósito desarrollar una guía constructiva
para pozos profundos destinada a la extracción de agua subterránea, integrando criterios técnicos,
normativos y prácticos que permitan mejorar la calidad y eficiencia de estas obras. La propuesta busca
sistematizar el conocimiento existente y adaptarlo a las condiciones particulares del territorio chileno.
Para ello, se abordan los fundamentos teóricos de la hidrogeología aplicada, el contexto
hidrogeológico nacional, los principios de diseño y construcción de pozos, así como la normativa
vigente y las experiencias existentes tanto a nivel nacional como internacional. A partir de este
análisis, se desarrolla una guía técnica que describe de manera detallada las etapas constructivas, los
criterios de diseño y las recomendaciones necesarias para la correcta ejecución de pozos profundos.
Finalmente, se espera que esta investigación contribuya no solo al ámbito académico, sino también
al ejercicio profesional, proporcionando una herramienta práctica que permita optimizar el uso de los
recursos hídricos subterráneos, reducir fallas constructivas y promover una explotación más
sostenible del agua en Chile.
5
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La construcción de pozos profundos en Chile presenta problemáticas de diversa índole que
comprometen tanto la eficiencia de las obras como la sostenibilidad de los acuíferos explotados.
En primer lugar, existe una marcada heterogeneidad y falta de estandarización en los criterios de
diseño, selección de materiales (tuberías de revestimiento, filtros, empaques de grava) y técnicas
constructivas aplicadas por las distintas empresas y profesionales del rubro. Esta situación genera
obras con eficiencias hidráulicas dispares, vida útil reducida y alto riesgo de fracaso prematuro.
En segundo lugar, las malas prácticas constructivas generan impactos negativos en la sostenibilidad
de los acuíferos. Un diseño inadecuado de rejillas que no considera la granulometría del acuífero, o
la ausencia de un sellado sanitario correcto, pueden provocar ingreso de finos (arenamiento),
obstrucción de filtros, contaminación cruzada entre acuíferos de diferente calidad, y filtración de
contaminantes desde la superficie hacia las napas profundas.
En tercer lugar, existe un vacío normativo y de control técnico. Si bien el Decreto Supremo N° 46 del
Ministerio de Obras Públicas establece exigencias para la ejecución de sondeos y construcción de
pozos, la fiscalización técnica en terreno es insuficiente. La normativa de emisión de residuos líquidos
a aguas subterráneas (DS N° 46 MINSEGPRES) aborda principalmente aspectos de calidad de agua,
dejando sin regular aspectos cruciales de la construcción.
Finalmente, se identifica una brecha de conocimiento entre la hidrogeología teórica y su aplicación
práctica en terreno, donde las decisiones clave a menudo se basan en experiencia empírica más que
en análisis técnico riguroso.
1.2 OBJETIVOS
(Formato título 1er nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 12 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo)
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado.
Interlineado sencillo. Alineación: Justificada. Sangría: Izquierda y derecha: 0.
1.2.1
OJETIVO GENERAL
Desarrollar una guía técnica integral para la construcción de pozos profundos en Chile, que
sistematice y unifique los criterios hidrogeológicos, constructivos, normativos y de buenas prácticas
profesionales, con el fin de establecer un estándar de referencia que permita mejorar la eficiencia
hidráulica, la vida útil de las obras y la protección de los acuíferos en el contexto nacional.
1.2.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Caracterizar el marco normativo y regulatorio vigente en Chile aplicable a la construcción de
pozos profundos, identificando sus alcances, limitaciones y vacíos técnicos en materia de
fiscalización y control de calidad de las obras.
2. Analizar las condiciones hidrogeológicas y geotécnicas presentes en las macrozonas del país
(Norte Grande, Norte Chico, Zona Central, Zona Sur y Zona Austral), identificando las
principales formaciones acuíferas y sus implicancias en el diseño y construcción de pozos.
3. Identificar y sistematizar los criterios técnicos fundamentales para el diseño de pozos
profundos, incluyendo la selección del método de perforación, el dimensionamiento de tuberías
de revestimiento y rejillas, la granulometría del empaque de grava, y el diseño del sello sanitario
y mecánico.
6
4. Establecer los procedimientos constructivos óptimos para cada etapa de la obra, desde la
preparación del sitio hasta la entrega final, considerando las buenas prácticas internacionales y
su adaptación al contexto chileno.
5. Definir los criterios de control de calidad, fiscalización y recepción técnica de pozos profundos,
proponiendo protocolos de supervisión que permitan verificar el cumplimiento de las
especificaciones técnicas.
6. Elaborar un documento de guía técnica estructurado y de fácil aplicación, que integre los
resultados anteriores y esté dirigido a los distintos actores involucrados en la cadena de valor
de la construcción de pozos.
ALCANCES
La presente investigación se centrará en pozos profundos destinados a la extracción de agua para
consumo humano, agrícola e industrial, excluyendo pozos de monitoreo, inyección o exploración
minera. El ámbito geográfico comprende las cinco macrozonas hidrogeológicas de Chile continental,
quedando excluido el territorio insular. La guía resultante tendrá carácter técnico-referencial, no
constituyendo un documento normativo de cumplimiento obligatorio, aunque se espera que sirva de
base para futuras actualizaciones regulatorias.
2. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1 FUNDAMENTOS DE HIDROGEOLOGÍA
1.2.1 EL CICLO HIDROLOGICO Y LAS AGUAS SUBTERRANEAS
El agua subterránea constituye una fracción fundamental del ciclo hidrológico. Como señalan
Custodio y Llamas (2001), el ciclo hidrológico comprende los procesos de evaporación, precipitación,
escorrentía superficial e infiltración, siendo esta última la que da origen al agua subterránea. Una
parte del agua precipitada se infiltra en el suelo, atravesando la zona no saturada hasta alcanzar la
zona saturada, donde llena los poros y fisuras de las formaciones geológicas, constituyendo así los
acuíferos.
La comprensión del ciclo hidrológico es esencial para el diseño de pozos, ya que determina los
mecanismos de recarga de los acuíferos y, por tanto, su disponibilidad hídrica en el tiempo. En
regiones áridas como el norte de Chile, donde las precipitaciones son escasas, la recarga puede
provenir de flujos subterráneos regionales o de eventos esporádicos de alta intensidad, lo que impone
condiciones particulares para la explotación sostenible (DGA, 2018).
Acuífero
7
Un acuífero es una formación geológica compuesta por materiales permeables, como arenas, gravas
o rocas fracturadas, capaz de almacenar y transmitir agua subterránea en cantidades suficientes para
ser aprovechada mediante pozos, norias o manantiales.
La capacidad de un acuífero para almacenar agua depende de su porosidad, mientras que su capacidad
para transmitirla está determinada por su permeabilidad. Estas propiedades permiten que el agua
infiltrada desde la superficie se acumule y circule a través de los espacios vacíos entre partículas o
mediante fracturas presentes en las rocas.
Desde el punto de vista hidrogeológico, los acuíferos constituyen las principales reservas de agua
dulce subterránea y representan una fuente fundamental para el abastecimiento de agua potable, riego
agrícola, procesos industriales y actividades productivas.
1.2.2
TIPOS DE ACUIFEROS
Desde el punto de vista hidrogeológico, los acuíferos se clasifican según su comportamiento
hidráulico en:
Acuíferos libres o freáticos: Son aquellos en los que la superficie del agua subterránea (nivel
freático) se encuentra a presión atmosférica. En estos acuíferos, el techo de la zona saturada es libre
y puede ascender o descender en respuesta a la recarga o extracción. La zona no saturada (vadose) se
extiende desde la superficie hasta el nivel freático. Según Freeze y Cherry (1979), la respuesta de
estos acuíferos a la extracción es relativamente rápida, con descensos del nivel que pueden extenderse
lateralmente en forma de cono de depresión.
Acuíferos confinados: Están limitados superior e inferiormente por capas impermeables que los
aíslan de la atmósfera. El agua en estos acuíferos se encuentra a una presión superior a la atmosférica,
y al perforarlos, el nivel piezométrico puede elevarse por encima del techo del acuífero, llegando
incluso a surgir en superficie si la presión es suficientemente alta (pozos surgentes). La respuesta a la
extracción en acuíferos confinados es más rápida que en los libres, con una mayor transmisibilidad
del impulso hidráulico a distancia (Bear, 1979).
Acuíferos semiconfinados o colgados: Presentan características intermedias entre los libres y
confinados. Están limitados superiormente por una capa de baja permeabilidad que permite un flujo
vertical limitado, generando una conexión hidráulica parcial con niveles superiores.
La identificación correcta del tipo de acuífero es fundamental para el diseño del pozo, ya que
determina la profundidad de instalación de las rejillas, los requerimientos de sellado y las condiciones
de explotación.
1.2.3 PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LOS ACUÍFEROS
Para el diseño y construcción de pozos, es necesario conocer las propiedades hidráulicas del acuífero,
que determinan su capacidad para almacenar y transmitir agua:
8
Porosidad (n): Es la fracción del volumen total de la formación que corresponde a espacios vacíos.
Se expresa como:
𝑛=
𝑉𝑣
× 100
𝑉𝑡
( 1)
Donde Vv es el volumen de vacíos y Vt el volumen total. La porosidad efectiva (ne) corresponde a la
fracción de poros interconectados que permite el flujo de agua. Según Custodio y Llamas (2001), la
porosidad efectiva en acuíferos granulares puede variar entre 5% y 30%, dependiendo de la
granulometría y el grado de compactación.
Permeabilidad (k): Es la capacidad de un medio poroso para transmitir un fluido. En hidrogeología
se utiliza comúnmente la conductividad hidráulica (K), que relaciona la permeabilidad con las
propiedades del fluido:
𝐾=𝑘
𝜌𝑔
𝜇
( 2)
Donde ρ es la densidad del agua, g la aceleración de gravedad y μ la viscosidad dinámica. La
conductividad hidráulica se expresa en unidades de velocidad (m/s) y varía ampliamente según el tipo
de material, desde valores inferiores a 10⁻⁶ m/s en arcillas hasta superiores a 10⁻² m/s en gravas
(Freeze & Cherry, 1979).
Transmisividad (T): Es el producto de la conductividad hidráulica por el espesor saturado del
acuífero (b):
𝑇 =𝐾⋅𝑏
( 3)
La transmisividad (m²/s) representa la capacidad del acuífero para transmitir agua en todo su espesor.
Es un parámetro fundamental para el diseño de pozos, ya que determina el caudal potencialmente
extraíble y el descenso asociado.
Coeficiente de almacenamiento (S): Es el volumen de agua liberado por el acuífero por unidad de
superficie y por unidad de descenso del nivel. En acuíferos libres, S es aproximadamente igual a la
porosidad efectiva (0.01-0.30), mientras que en acuíferos confinados es mucho menor (10⁻⁵ a 10⁻³),
reflejando la compresibilidad del agua y de la matriz sólida (Bear, 1979).
1.2.4 LEY DE DARCY Y FLUJO SUBTERRÁNEO
La Ley de Darcy constituye el principio fundamental del flujo de agua en medios porosos. Formulada
por Henry Darcy en 1856, establece que el caudal Q a través de un medio poroso es proporcional al
gradiente hidráulico y a la sección transversal:
9
𝑄 =𝐾⋅𝐴⋅
𝑑ℎ
𝑑𝑙
( 4)
Donde:




𝑄: caudal
𝑘: permeabilidad
𝐴: área de flujo
dh/dl es el gradiente hidráulico.
La velocidad de Darcy (v = Q/A) es una velocidad aparente, siendo la velocidad real del agua mayor
debido a que el flujo se produce solo a través de los poros (velocidad de flujo = v/ne).
Esta ley es fundamental para el diseño de pozos, ya que permite estimar la capacidad de captación
del acuífero y predecir la respuesta hidráulica durante el bombeo. En la práctica, las ecuaciones
derivadas de Darcy, como las de Thiem (flujo estacionario) y Theis (flujo transitorio), se utilizan para
interpretar pruebas de bombeo y determinar parámetros hidráulicos.
2.2 MECÁNICA DE FLUIDOS APLICADA A POZOS
FLUJO HACIA UN POZO
El flujo hacia un pozo que bombea agua desde un acuífero genera una distribución radial de presiones,
formando un cono de depresión alrededor del pozo. En condiciones de flujo estacionario (equilibrio),
la ecuación de Thiem describe el comportamiento:
𝑠=
𝑄
𝑟
ln⁡( )
2𝜋𝑇
𝑟𝑤
( 5)
Donde s es el descenso, Q el caudal de bombeo, T la transmisividad, r la distancia al pozo y rw el
radio del pozo. Esta ecuación es válida para acuíferos confinados en régimen estacionario (Thiem,
1906).
Para flujo transitorio, la ecuación de Theis (1935) introduce el factor tiempo:
𝑠=
𝑄
𝑊(𝑢)
4𝜋𝑇
Donde W(u) es la función exponencial integral de pozo, y:
10
( 6)
𝑢=
𝑟2𝑆
4𝑇𝑡
( 7)
Estas ecuaciones permiten determinar los parámetros hidráulicos del acuífero a partir de pruebas de
bombeo, información esencial para el diseño del pozo.
PÉRDIDAS DE CARGA EN EL POZO
Durante el bombeo, se producen pérdidas de carga que determinan la eficiencia del pozo. Estas
pérdidas se dividen en:
Pérdidas en el acuífero: Corresponden a la pérdida de carga por flujo radial hacia el pozo, y son
función del caudal, la transmisividad y las condiciones del flujo. En condiciones ideales, esta pérdida
es proporcional al caudal (s = B·Q).
Pérdidas en el pozo: Se producen por flujo turbulento a través de las rejillas y dentro del pozo, siendo
proporcionales al cuadrado del caudal (Δs = C·Q²). Las pérdidas totales en el pozo están dadas por la
ecuación de Jacob (1947):
𝑠𝑡 = 𝐵𝑄 + 𝐶𝑄 2
( 8)
La eficiencia del pozo se define como la relación entre la pérdida de carga en el acuífero y la pérdida
total:
𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝐵𝑄
× 100
𝐵𝑄 + 𝐶𝑄 2
( 9)
Un pozo con alta eficiencia (≥70%) indica un diseño y desarrollo adecuados, mientras que eficiencias
bajas sugieren problemas como obstrucción de rejillas, desarrollo insuficiente o diseño inadecuado
(Driscoll, 1986).
NIVEL FREÁTICO Y SU COMPORTAMIENTO
El nivel freático corresponde a la superficie superior de la zona saturada en un acuífero libre. Su
profundidad varía estacionalmente en respuesta a la recarga (aumento en períodos lluviosos) y a la
extracción (descenso por bombeo). El comportamiento del nivel freático es un indicador clave de la
11
salud del acuífero: descensos sostenidos indican sobreexplotación, mientras que niveles estables
sugieren equilibrio entre recarga y extracción.
CLASIFICACIÓN DE SUELOS APLICADA A LA CONSTRUCCIÓN DE POZOS
FUNDAMENTOS DE LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS EN INGENIERÍA
Desde el punto de vista de la ingeniería, el suelo se define como el sustrato físico sobre el que se
realizan las obras, cuyas propiedades mecánicas, hidráulicas y de comportamiento frente a la
excavación son determinantes para el éxito de cualquier proyecto de cimentación o perforación. A
diferencia de la roca, el suelo se caracteriza por estar formado por partículas que pueden ser separadas
sin un aporte significativamente alto de energía, lo que implica comportamientos particulares frente
a la perforación, el entubamiento y la estabilización de taladros.
El suelo se concibe como un sistema multifase compuesto por:
 Fase sólida: partículas minerales que constituyen el esqueleto estructural.
 Fase líquida: generalmente agua, que ocupa parte de los poros.
 Fase gaseosa: generalmente aire, que completa el espacio poroso.
La comprensión de este sistema multifase es esencial para la construcción de pozos, ya que la
interacción entre fases determina la estabilidad de las paredes durante la perforación, la necesidad de
entubaciones, la selección de fluidos de perforación y el diseño de los sistemas de filtración.
Para la caracterización de suelos con fines ingenieriles, se distinguen tres grupos de parámetros:
 Parámetros de identificación: granulometría y plasticidad.
 Parámetros de estado: humedad y densidad.
 Parámetros geomecánicos: resistencia al corte, deformabilidad y permeabilidad.
El suelo está constituido por partículas de muy diferentes tamaños, que varían desde bloques de roca
de escala métrica hasta partículas coloidales de escala micrométrica. Las fracciones fundamentales
son:
Fracción
Rango de Tamaño
Características Distintivas
Gravas
> 2 mm
Partículas gruesas, alta permeabilidad, baja cohesión
Arenas
gruesas
2 - 0,2 mm
Partículas visibles, no plásticas
Arenas finas
0,2 - 0,02 mm
Partículas apenas visibles
Limos
0,02 - 0,002 mm
Partículas no visibles, sensación harinosa
Arcillas
< 0,002 mm
Partículas coloidales, alta plasticidad, cohesión
12
Tabla n1: caracterización del tipo de suelo según el tamaño de partícula.
En el contexto de la construcción de pozos profundos, los parámetros de identificación son los más
relevantes, ya que determinan directamente la metodología constructiva, el diseño de rejillas y la
selección del empaque de grava.
SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN GRANULOMÉTRICA
SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (USCS)
El Unified Soil Classification System (USCS) fue desarrollado originalmente por Arthur Casagrande
durante la Segunda Guerra Mundial para el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos, y
posteriormente adoptado por la ASTM (norma ASTM D2487) como el sistema estándar para la
clasificación de suelos en proyectos de ingeniería. En la actualidad, es el sistema de clasificación más
utilizado a nivel mundial en geotecnia, mecánica de suelos e ingeniería de cimentaciones, y su
aplicación se ha extendido a la hidrogeología y la construcción de pozos.
Es esencial en la perforación de pozos porque el comportamiento del suelo determina la estabilidad
del agujero y el diseño del filtro.
El USCS clasifica los suelos en grupos mayores basados en:


El tamaño de las partículas (granulometría).
La plasticidad (comportamiento de la fracción fina).
La nomenclatura del USCS utiliza un sistema de dos letras:


Primera letra: identifica el tipo principal de suelo.
Segunda letra: describe una propiedad específica (gradación, plasticidad, etc.).
Simbología utilizada en el sistema USCS
Símbolos básicos
Símbolo
Significado
Descripción
G
Grava (Gravel)
Fracción gruesa predominante > 50% retenido en tamiz N°
200
S
Arena (Sand)
Fracción gruesa predominante > 50% pasa tamiz N° 4 y
retenido en N° 200
M
Limo (Silt)
Fracción fina con baja plasticidad (LL < 50%, IP bajo)
C
Arcilla (Clay)
Fracción fina con alta plasticidad (LL ≥ 50% o IP alto)
13
Símbolo
Significado
Descripción
O
Suelo orgánico
(Organic)
Contenido significativo de materia orgánica
Pt
Turba (Peat)
Suelo altamente orgánico, fibroso
Tabla n2: clasificación de los tipos de suelo según sistema USCS
Modificadores
Símbolo
Significado
Aplicación
W
Bien gradado (Wellgraded)
Curva granulométrica continua, con partículas de todos los
tamaños (Cu ≥ 4 para gravas, Cu ≥ 6 para arenas; 1 ≤ Cc ≤ 3)
P
Pobremente gradado
(Poorly-graded)
Curva granulométrica discontinua o uniforme (no cumple
criterios de W)
H
Alta plasticidad (High
plasticity)
Límite líquido (LL) ≥ 50%
L
Baja plasticidad (Low
plasticity)
Límite líquido (LL) < 50%
Tabla n3:
GRUPOS PRINCIPALES DEL USCS
Se divide en dos grandes grupos mediante la malla N°200 (0.075 mm):
Suelos de grano grueso (más del 50% retenido en tamiz N° 200). Estos suelos son los más relevantes
para acuíferos productivos y pozos de alto caudal.
Símbolo
Nombre
Descripción
Características para Pozos
GW
Grava bien
gradada
Mezcla de gravas y
arena, con pocos finos
Excelente acuífero, alta
permeabilidad, requiere diseño
cuidadoso de rejillas
GP
Grava
pobremente
gradada
Grava uniforme o con
tamaños discontinuos
Buen acuífero, riesgo de
arenamiento si hay vacíos grandes
GM
Grava limosa
Grava con suficiente
limo para ser plástica
Permeabilidad moderada, riesgo de
obstrucción por limos
14
Símbolo
Nombre
Descripción
Características para Pozos
GC
Grava
arcillosa
Grava con suficiente
arcilla para ser
cohesiva
Permeabilidad baja, estabilidad alta,
desarrollo difícil
SW
Arena bien
gradada
Arena con mezcla de
tamaños, pocos finos
Excelente acuífero, fácil de
desarrollar
SP
Arena
pobremente
gradada
Arena uniforme o
discontinua
Buen acuífero pero alto riesgo de
arenamiento
SM
Arena limosa
Arena con limo no
plástico o de baja
plasticidad
Permeabilidad moderada, riesgo de
licuefacción
SC
Arena
arcillosa
Arena con arcilla
plástica
Permeabilidad baja, desarrollo
difícil
Tabla n4:
Suelos de grano fino (más del 50% pasa tamiz N° 200). Estos suelos generalmente no constituyen
buenos acuíferos para extracción, pero pueden ser importantes como capas confinantes o sellantes.
Símbolo
Nombre
Descripción
Características para Pozos
ML
Limo
inorgánico
Limo de baja
plasticidad (LL < 50%,
IP bajo)
Baja permeabilidad, inestable, riesgo
de licuefacción
CL
Arcilla de
baja
plasticidad
Arcilla magra (LL <
50%, IP > 7)
Permeabilidad muy baja, estable,
desarrollo difícil
OL
Limo
orgánico
Limo con materia
orgánica (LL < 50%)
No recomendable para extracción,
riesgo de contaminación
MH
Limo de alta
plasticidad
Limo elástico (LL ≥
50%, IP bajo-medio)
Permeabilidad muy baja,
comportamiento expansivo
CH
Arcilla de
alta
plasticidad
Arcilla grasa (LL ≥
50%, IP alto)
Permeabilidad extremadamente baja,
expansiva, muy difícil de desarrollar
OH
Arcilla
orgánica
Arcilla con materia
orgánica (LL ≥ 50%)
No recomendable, riesgo de
asentamientos y contaminación
15
Símbolo
Nombre
Descripción
Características para Pozos
Pt
Turba
Suelo fibroso,
altamente orgánico
Evitar perforación, altamente
compresible
Tabla n5:
Suelos con fracción fina significativa (clasificación dual)
Cuando un suelo de grano grueso contiene entre 5% y 12% de finos, se utiliza una clasificación
dual (ej. GW-GM, SP-SC), indicando que el suelo tiene características intermedias.
CRITERIOS DE GRADACIÓN EN EL USCS
Para clasificar un suelo como bien gradado (W) o pobremente gradado (P), se utilizan dos
coeficientes derivados de la curva granulométrica:
A. Coeficiente de uniformidad (Cu):
𝐷60
𝐷10
( 10)
(𝐷30 )2
𝐷10 × 𝐷60
( 11)
𝐶𝑢 =
B. Coeficiente de curvatura (Cc):
𝐶𝑐 =
Donde:



𝐷10 = diámetro correspondiente al 10% acumulado que pasa (tamaño efectivo)
𝐷30 = diámetro correspondiente al 30% acumulado que pasa
𝐷60 = diámetro correspondiente al 60% acumulado que pasa
Según los valores de los coeficientes de uniformidad y curvatura podemos establecer los siguientes
criterios de gradación, mediante la tabla n6, que se muestra a continuación:
Tipo de Suelo
Bien Gradado (W)
Pobremente Gradado (P)
Gravas
𝐶𝑢 ≥ 4 y 1 ≤ 𝐶𝑐 ≤ 3
No cumple criterios de W
Arenas
𝐶𝑢 ≥ 6 y 1 ≤ 𝐶𝑐 ≤ 3
No cumple criterios de W
Tabla n6:
16
Para la aplicación en términos constructivos de pozos profundos el nivel de gradado nos indicase los
comportamientos esperados en los suelos. Donde:
Suelos bien gradados (W)
Presentan una amplia distribución de tamaños de partículas, lo que generalmente resulta en mayor
estabilidad del taladro y menor riesgo de arenamiento, ya que las partículas finas llenan los vacíos
entre las gruesas.
Suelos pobremente gradados (P)
Son uniformemente gradados (partículas de tamaño similar) o discontinuos (falta de tamaños
intermedios). Presentan alto riesgo de arenamiento porque los vacíos son grandes con relación al
tamaño de partícula, lo que facilita la movilización de finos. Requieren empaque de grava obligatorio.
DETERMINACIÓN DE PLASTICIDAD EN EL USCS: CARTA DE PLASTICIDAD DE
CASAGRANDE
Para clasificar suelos finos (M, C, O) y la fracción fina de suelos gruesos, se utiliza la Carta de
Plasticidad de Casagrande, que relaciona el Límite Líquido (LL) y el Índice de Plasticidad (IP).
𝐼𝑃 = 0,73 × (𝐿𝐿 − 20)
( 12)
Clasificación según posición relativa a la línea A:
Condición
Clasificación
Interpretación para Pozos
Puntos sobre o cerca de la línea
A, IP > 7
Arcilla (C)
Cohesiva, estable, desarrollo muy difícil
Puntos bajo la línea A, IP bajo
Limo (M)
No cohesiva, inestable, riesgo de
licuefacción
LL ≥ 50%
Alta
plasticidad (H)
Muy cohesiva, expansiva, no apta para
extracción
LL < 50%
Baja
plasticidad (L)
Cohesión moderada, desarrollo posible
pero difícil
Tabla n7:
La Carta de Plasticidad también incluye una línea U (superior) que representa el límite superior
esperable para arcillas naturales. Puntos por encima de la línea U sugieren datos erróneos o suelos
con aditivos.
APLICACIÓN DEL USCS A LA CONSTRUCCIÓN DE POZOS
La siguiente tabla sintetiza la aplicabilidad de cada grupo USCS a la construcción de pozos profundos:
17
Grupo
Aptitud para
Pozo de
Extracción
Método de
Perforación
Recomendado
Diseño de
Rejillas
Observaciones
GW, GP
Excelente
Rotación con lodo
Ranura media
(1-2 mm) +
grava opcional
Máxima
productividad
GM, GC
Regular (baja
permeabilidad)
Rotación con
lodo, monitoreo
de finos
Ranura fina (<
1 mm) + grava
calibrada
obligatoria
Riesgo de
obstrucción
SW, SP
Bueno a
excelente
Rotación con lodo
Ranura fina a
media + grava
calibrada
Alto riesgo de
arenamiento en
SP
SM, SC
Regular
Rotación con lodo
de baja pérdida
Ranura muy
fina + grava
calibrada
Desarrollo difícil
ML, CL
Pobre (bajo
caudal)
Rotación con lodo
inhibidor
Ranura muy
fina, puede
prescindir de
grava
Solo para
abastecimiento de
bajo caudal
MH, CH
Muy pobre
Perforación con
lodo especial
(inhibidor)
Diseño
especial, evitar
si es posible
Expansivas,
riesgo de colapso
de entubación
OL, OH,
Pt
No apto
Evitar perforación
No aplica
Riesgo de
contaminación y
asentamientos
Tabla n8:
SISTEMA AASHTO - ASTM D3282
El sistema de clasificación AASHTO (American Association of State Highway and Transportation
Officials) fue desarrollado originalmente para la clasificación de suelos con fines de construcción de
carreteras y pavimentos. A diferencia del USCS, que se enfoca en propiedades mecánicas para
cimentaciones, el sistema AASHTO clasifica los suelos según su comportamiento como
subrasante (capacidad de soporte, expansividad, drenaje).
18
El sistema AASHTO clasifica los suelos en 7 grupos principales (A-1 a A-7), con subgrupos (A-1-a,
A-1-b, etc.), según su comportamiento como subrasante. Este sistema basa su clasificación en:



Granulometría (porcentaje que pasa tamices N° 10, N° 40 y N° 200).
Plasticidad (Límite Líquido, Índice de Plasticidad).
Índice de Grupo (IG), que es un valor numérico que indica la calidad del suelo como
subrasante.
Aunque desarrollado para carreteras, tiene aplicaciones en la construcción de pozos para evaluar la
estabilidad de plataformas y la expansividad. Especialmente para:



Evaluar la estabilidad de taludes y plataformas de perforación.
Estimar la capacidad de soporte para equipos pesados.
Predecir la expansividad y cambios volumétricos que puedan afectar el cabezal del pozo.
GRUPOS PRINCIPALES DEL SISTEMA AASHTO
Grupo
Descripción
Tipos de Suelo
Representativos
Calidad como
Subrasante
Relevancia para
Pozos
Materiales
granulares
excelentes
Gravas
bien
gradadas, arenas con
grava
Excelente
A-1
Buena plataforma para
equipos, drenaje
natural
A-2
Materiales
granulares
aceptables
Gravas y arenas con
limo o arcilla
Buena a
regular
Estabilidad moderada,
puede requerir
compactación
Arenas finas
Arenas uniformes,
pobremente
gradadas
Regular
(inestable)
Riesgo de erosión,
requiere plataforma
estabilizada
Suelos limosos
Limos no plásticos o
de baja plasticidad
Pobre
Inestable cuando se
satura, riesgo de
licuefacción
A-5
Suelos limosos
de
alta
plasticidad
Limos
(MH)
A-6
Suelos
arcillosos
A-7
Suelos
arcillosos de alta
plasticidad
A-3
A-4
elásticos
Muy pobre
Expansivo, requiere
tratamiento especial
Arcillas de baja
plasticidad (CL)
Pobre
Expansivo, cambios
volumétricos
estacionales
Arcillas grasas (CH)
Muy pobre
Muy expansivo, riesgo
para estructuras
superficiales
Tabla n8:
19
ÍNDICE DE GRUPO (IG)
El Índice de Grupo (IG) es un valor numérico que complementa la clasificación AASHTO, indicando
la calidad relativa del suelo como subrasante. Se calcula mediante la siguiente fórmula empírica:
𝐼𝐺 = 0,2𝑎 + 0,005𝑎𝑐 + 0,01𝑏𝑑
( 13)
Donde:




𝑎 = porcentaje que pasa tamiz N° 200 - 35 (rango 0 a 40)
𝑏 = porcentaje que pasa tamiz N° 200 - 15 (rango 0 a 40)
𝑐 = Límite Líquido (LL) - 40 (rango 0 a 20)
𝑑 = Índice de Plasticidad (IP) - 10 (rango 0 a 20)
Interpretación del IG para pozos:
Rango IG
Calidad como Subrasante
Implicancia para Plataforma de Perforación
0
Excelente
Sin requerimientos especiales
1-4
Buena
Compactación básica suficiente
5-8
Regular
Requiere compactación controlada
9 - 12
Pobre
Requiere mejoramiento o capa de estabilización
13 - 20
Muy pobre
Requiere tratamiento especial o reemplazo del suelo
Tabla n9:
Aunque el IG no determina directamente la productividad del acuífero, es útil para planificar
la plataforma de perforación. Suelos con IG > 9 pueden requerir:



Compactación adicional antes de instalar equipos pesados.
Drenaje perimetral para evitar saturación.
Estabilización con grava o geotextiles.
CORRELACIÓN ENTRE USCS Y AASHTO
Para fines prácticos en la construcción de pozos, es útil conocer la equivalencia aproximada entre
ambos sistemas:
USCS
AASHTO
Observaciones
GW, GP
A-1-a
Materiales granulares excelentes
20
USCS
AASHTO
Observaciones
SW, SP
A-1-b, A-3
Arenas, pueden ser inestables
GM, GC, SM
A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
Materiales granulares con finos
ML
A-4, A-5
Limos, inestables cuando se saturan
CL
A-6
Arcillas de baja plasticidad
MH, CH
A-7
Arcillas de alta plasticidad, expansivas
Tabla n10:
APLICACIÓN DEL SISTEMA AASHTO A LA CONSTRUCCIÓN DE POZOS
Aunque el sistema AASHTO no fue diseñado específicamente para pozos, tiene aplicaciones
prácticas en los siguientes aspectos:
a) Evaluación de la plataforma de perforación
La plataforma donde se instalará el equipo de perforación debe tener suficiente capacidad de soporte
para soportar cargas estáticas y dinámicas. Los suelos A-1 y A-2 son ideales; los suelos A-4 a A-7
requieren evaluación adicional.
b) Previsión de expansividad y cambios volumétricos
Los suelos A-5, A-6 y A-7 presentan expansividad potencial (shrink-swell), lo que puede causar:
 Asentamientos diferenciales del cabezal del pozo.
 Daños a tuberías de revestimiento por esfuerzos de expansión.
 Fisuramiento del sello sanitario superficial.
Recomendación: En suelos A-6 y A-7, se debe extender el sello sanitario a mayor profundidad (> 20
m) y utilizar un cabezal de pozo flexible o con juntas de dilatación.
c) Drenaje y estabilidad de taludes temporales
Los suelos A-4 y A-5 (limos) son susceptibles a la licuefacción cuando se saturan y se someten a
vibraciones (como las generadas por la perforación). Se recomienda:
 Controlar el nivel freático durante la perforación.
 Utilizar sistemas de drenaje temporal.
 Evitar vibraciones excesivas.
21
d) Compactación de sellos y rellenos
Para la construcción de sellos sanitarios y rellenos alrededor del cabezal del pozo, se recomienda
utilizar suelos clasificados A-1, A-2 o A-3, compactados al 95% del Proctor estándar. Los suelos A4 a A-7 no son adecuados para rellenos debido a su compresibilidad y expansividad.
FRACCIONES GRANULOMÉTRICAS FUNDAMENTALES
El suelo está constituido por partículas de muy diferentes tamaños, que varían desde bloques de roca
de escala métrica hasta partículas coloidales de escala micrométrica. Para su estudio sistemático, se
han establecido clasificaciones granulométricas que agrupan las partículas en fracciones discretas.
Las dos escalas más utilizadas a nivel mundial son la escala de Atterberg (o Internacional) y la escala
del USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos).
A continuación, se presentan las fracciones usuales según la escala Internacional:
Fracción
Rango de
Tamaño
Características Distintivas
Gravas
> 2 mm
Partículas gruesas, visibles
permeabilidad, baja cohesión
Arenas
gruesas
2 - 0,2 mm
Partículas visibles, sensación áspera al tacto, no plásticas
Arenas finas
0,2 - 0,02 mm
Partículas apenas visibles, sensación ligeramente áspera
Limos
0,02 - 0,002
mm
Partículas no visibles, sensación harinosa, algo de plasticidad
Arcillas
< 0,002 mm
Partículas
coloidales,
expansividad
alta
a
simple
plasticidad,
vista,
alta
cohesión,
Tabla n11:
La fracción menor de 2 mm se denomina tierra fina y es la responsable de las propiedades físicas,
químicas y fisicoquímicas de los suelos. Las gravas, por su parte, se consideran una fracción
relativamente inerte en términos químicos, pero de gran importancia para la permeabilidad y la
estabilidad mecánica del terreno.
Es fundamental comprender que la mayoría de los suelos naturales son mezclas de dos o más de estas
fracciones, y pueden contener también materia orgánica en distintos grados de descomposición. Esta
heterogeneidad es la regla, no la excepción, y debe ser adecuadamente caracterizada mediante análisis
granulométricos
EL TRIÁNGULO TEXTURAL
Debido a que el uso de porcentajes de arena, limo y arcilla para describir un suelo es poco práctico,
la edafología y la ingeniería geotécnica han desarrollado términos texturales representados
22
gráficamente en un diagrama triangular. Cada vértice del triángulo representa el 100% de una de las
tres fracciones (arena, limo, arcilla), y cada punto interior corresponde a una combinación específica
de porcentajes. Los términos texturales más comunes incluyen:
Textura
Características
Comportamiento en Perforación
Arenosa
> 70% arena
Perforación fácil, pero requiere entubación
inmediata por derrumbe
Francoarenosa
Mezcla equilibrada con
dominio de arena
Buena estabilidad, buena permeabilidad
Francolimosa
Dominio de limo
Perforación moderada, tiende a formar costras
Francoarcillosa
Mezcla equilibrada con
arcilla
Estable, pero lenta para desarrollar
Arcillosa
> 40% arcilla
Muy estable, pero difícil de desarrollar, tiende
a obstruir rejillas
Limosa
> 50% limo
Inestable, susceptible a licuefacción durante
perforación
Tabla n12:
IMPORTANCIA DE LA GRANULOMETRÍA EN LA CONSTRUCCIÓN DE POZOS
El análisis granulométrico representa el dato más valioso para interpretar el comportamiento del
terreno frente a la perforación y para el diseño de los componentes del pozo. Su importancia se
manifiesta en varios aspectos críticos:
a) Selección del método de perforación
La granulometría determina la técnica de perforación más adecuada:
 Gravas y arenas gruesas: Requieren fluidos de perforación de alta viscosidad para estabilizar
el taladro. La perforación por rotación con lodo bentonítico es generalmente adecuada,
aunque pueden requerirse polímeros para mejorar la estabilidad.
 Arenas finas y limos: Presentan riesgo de licuefacción y requiren control cuidadoso de la
presión de inyección. La perforación con lodo de baja pérdida de filtrado es recomendable.
 Arcillas: Generalmente estables, pero pueden expandirse al contacto con agua dulce,
requiriendo fluidos inhibidores (ej. lodos base aceite o con sales).
23

Formaciones mixtas: Requieren estrategias combinadas y monitoreo continuo de parámetros
de perforación.
b) Diseño de rejillas y empaque de grava
La relación entre la granulometría del acuífero y el diseño del sistema de filtración es directa y crítica:
 El tamaño de apertura de las rejillas debe seleccionarse para retener el 40-50% del material
de la formación o del empaque de grava.
 El D50 de la grava debe ser de 4 a 8 veces el D50 de la formación acuífera (criterio de filtro).
 La uniformidad del empaque (coeficiente de uniformidad Cu = D60/D10) debe ser inferior a
2,5 para evitar la segregación durante la instalación.
c) Estabilidad del taladro
La clasificación del suelo permite predecir la estabilidad de las paredes durante la perforación:
 Suelos granulares (gravas, arenas): Baja cohesión, alto riesgo de derrumbe. Requieren
entubación continua o fluidos de perforación de alta calidad.
 Suelos cohesivos (arcillas): Alta estabilidad, pueden perforarse sin entubación en tramos
cortos.
 Suelos intermedios (limos, mezclas): Comportamiento variable, requieren evaluación
específica.
d) Desarrollo del pozo
La facilidad para desarrollar el pozo (eliminar finos y restaurar la permeabilidad natural) depende
críticamente de la granulometría:
 Suelos gruesos uniformes: Fáciles de desarrollar, buena respuesta a sobrebombeo y aire
comprimido.
 Suelos finos y arcillosos: Difíciles de desarrollar, pueden requerir métodos químicos y
períodos prolongados.
CLASIFICACIÓN DE SUELOS POR COMPORTAMIENTO MECÁNICO
Desde la perspectiva de la ingeniería de pozos, los suelos se agrupan en dos grandes categorías según
su comportamiento mecánico frente a la perforación y la extracción de agua:
SUELOS GRANULARES
Son aquellos con predominio de gravas y arenas (fracciones > 0,02 mm). Sus características
distintivas incluyen:



Baja o nula cohesión: Las partículas no se adhieren entre sí, por lo que el suelo es "suelto" y
tiende a derrumbarse si no se confina.
Alta permeabilidad: El agua fluye con relativa facilidad a través de los poros interconectados.
Comportamiento drenado: La respuesta a cargas es rápida, sin generación significativa de
presiones de poro.
24

Baja compresibilidad: Prácticamente incompresibles bajo cargas normales.
En la construcción de pozos, los suelos granulares presentan alta productividad potencial (buena
transmisividad), pero también alto riesgo de derrumbe durante la perforación y alto riesgo de
arenamiento si el diseño de rejillas no es el adecuado.
Rango
Comportamiento en Perforación
Gravas
> 2 mm
Requieren lodos de alta densidad, riesgo de atrapamiento de
la sarta
Arenas
gruesas
2 - 0,2 mm
Estabilidad moderada, buena productividad
Arenas finas
0,2 - 0,02
mm
Riesgo de licuefacción, alto riesgo de arenamiento
Tipo
Tabla n13:
SUELOS COHESIVOS (O DE GRANO FINO)
Son aquellos con predominio de limos y arcillas (fracciones < 0,02 mm). Sus características
distintivas incluyen:





Alta cohesión: Las partículas finas se adhieren entre sí por fuerzas electroquímicas, lo que
proporciona estabilidad al taladro.
Baja permeabilidad: El agua fluye muy lentamente a través de los microporos (hasta 10⁻⁹ m/s
en arcillas puras).
Comportamiento no drenado: Bajo cargas rápidas, generan presiones de poro que pueden
causar inestabilidad.
Compresibilidad variable: Las arcillas son compresibles, las arenas y gravas prácticamente
incompresibles.
Expansividad: Algunas arcillas (especialmente montmorillonita) se expanden
significativamente al humedecerse.
En la construcción de pozos, los suelos cohesivos presentan alta estabilidad del taladro (pueden
perforarse sin entubación en tramos cortos), pero baja productividad (baja permeabilidad) y alto
riesgo de obstrucción de rejillas por migración de finos o formación de costas. Subclasificación:
Tipo
Características
Comportamiento en Perforación
Limos (ML)
No plásticos o de baja
plasticidad
Inestables, tienden a "correrse"
(volverse fluidos) al vibrar
Arcillas de baja
plasticidad (CL)
Plásticas, compresibilidad
media
Estables, pero lentas para desarrollar
25
Tipo
Características
Comportamiento en Perforación
Arcillas de alta
plasticidad (CH)
Muy plásticas, alta
compresibilidad
Muy estables, expansivas, difíciles de
desarrollar
Tabla n14:
CLASIFICACIÓN POR ORIGEN Y PROCESO DE FORMACIÓN
SUELOS SEDIMENTARIOS
Son aquellos cuyas partículas se formaron en un lugar diferente a aquel en el que se depositaron,
habiendo sido transportadas por algún agente (agua, viento, hielo, gravedad u organismos). Este tipo
de suelo es el más relevante para la construcción de pozos en Chile, ya que la mayoría de los acuíferos
explotables se alojan en depósitos sedimentarios. Podemos clasificarlos según el agente de transporte:
Depósitos aluviales: Constituyen los acuíferos más importantes de Chile central. Se forman por la
acción de ríos y esteros, presentando estratificación cruzada y buena selección granulométrica. Son
altamente productivos cuando están constituidos por gravas y arenas.
Depósitos fluvioglaciares: Comunes en la zona sur (VIII a X regiones), se forman por la acción de
aguas de deshielo glaciar. Suelen ser heterogéneos, con mezcla de bloques, gravas, arenas y limos, lo
que dificulta la perforación y el diseño de filtros.
Depósitos eólicos: Las dunas y mantos de arena del norte de Chile (pampas) pueden constituir
acuíferos locales, aunque generalmente de baja productividad debido a la alta permeabilidad y escasa
retención.
Podemos clasificarlos según la tabla n15:
Agente
Depósito resultante
Características
Ejemplos en Chile
Agua
Aluvial, fluvial,
lacustre, marino
Estratificado,
clasificado por tamaño
Valles centrales (Maipo,
Mapocho), terrazas marinas
Viento
Eólico
Bien clasificado, granos
redondeados
Dunas del norte, loess
(escaso en Chile)
Hielo
Glaciar,
fluvioglaciar
Heterogéneo,
angulosos, sin clasificar
Morrenas en zona sur y
austral
Gravedad
Coluvial
Heterogéneo, angulosos
Conos de deyección en
piedemonte andino
Tabla n15:
SUELOS RESIDUALES
26
Se originan por la meteorización física y química de las rocas in situ, sin transporte significativo de
las partículas. Son comunes en zonas de alta pluviometría y rocas ígneas o metamórficas. En Chile,
se encuentran en la Cordillera de la Costa (saprolito granítico) y en sectores precordilleranos.
Sus características incluyen:



Perfil de meteorización gradual (desde suelo superficial hasta roca fresca).
Preservación de la estructura de la roca original (fábrica relicta).
Comportamiento intermedio entre suelo y roca (dependiendo del grado de meteorización).
En la construcción de pozos, los suelos residuales presentan desafíos particulares: pueden ser estables
en seco, pero colapsar al saturarse, y su permeabilidad es muy variable con la profundidad.
DEPÓSITOS ARTIFICIALES O RELLENOS
Son construidos por el hombre para diversos fines: terraplenes, rellenos sanitarios, botaderos mineros,
entre otros. En el contexto de pozos profundos, se debe evitar perforar en estos materiales debido a
su heterogeneidad, baja compactación y alto riesgo de contaminación. Sin embargo, es común
encontrar pozos construidos en áreas urbanas que atraviesan rellenos antiguos, lo que requiere
entubaciones especiales y sellos sanitarios profundos.
PROPIEDADES MECÁNICAS E HIDRÁULICAS RELEVANTES PARA POZOS
PERMEABILIDAD
La permeabilidad es la propiedad más relevante para la construcción de pozos, ya que determina la
capacidad del acuífero para ceder agua y la facilidad con que el fluido de perforación puede invadir
la formación.
Clasificación cualitativa de la permeabilidad en suelos compactados:
Permeabilidad
Conductividad hidráulica
típica (m/s)
Implicancia en Pozo
Gravas
limpias
Muy alta
> 10⁻³
Excelente productividad, alto
riesgo de derrumbe
Arenas
gruesas
Alta
10⁻⁴ - 10⁻³
Buena productividad, riesgo de
arenamiento
Arenas
finas
Moderada
10⁻⁵ - 10⁻⁴
Productividad aceptable, riesgo
de obstrucción
Limos
Baja
10⁻⁷ - 10⁻⁵
Baja
productividad,
desarrollo
Arcillas
Muy baja
< 10⁻⁹
Productividad
nula
(no
recomendable para extracción)
Tipo
Suelo
de
Tablan16:
27
difícil
La permeabilidad del suelo compactado es particularmente relevante para el diseño del sello sanitario,
que debe tener la menor permeabilidad posible (idealmente < 10⁻⁹ m/s) para evitar la infiltración de
contaminantes desde la superficie.
COMPRESIBILIDAD Y EXPANSIVIDAD
La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye su volumen bajo carga. Es
relevante para pozos porque:


Las gravas y arenas son prácticamente incompresibles, por lo que el empaque de grava
mantiene su permeabilidad.
Las arcillas son compresibles, lo que puede llevar a la consolidación del acuífero y descenso
del terreno (subsidencia) si se extrae agua en exceso.
La expansividad (dilatación-contracción) es la cualidad que determina el cambio de volumen del
suelo con la humedad. Algunas arcillas (especialmente montmorillonita) se contraen al secarse y
expanden al humedecerse. Esto es problemático porque:
 En la perforación, las arcillas expansivas pueden hincharse y atrapar la sarta de perforación.
 En la operación, los ciclos de bombeo pueden generar expansión-contracción que dañe el
empaque de grava o las rejillas.
Clasificación del coeficiente de dilatación-contracción:
 Bajo: arenosos francos, arena, arcilla caolinita.
 Alto: arcilla montmorillonita (común en algunos acuíferos del norte de Chile
RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE
La resistencia al corte indica la estabilidad del terreno frente a corrimientos y derrumbes durante la
perforación. Es relevante para determinar la necesidad de entubación y el diseño de fluidos de
perforación.
 Máxima resistencia: gravas limpias con <5% de finos.
 Resistencia intermedia: arenas arcillosas, limos.
 Mínima resistencia: suelos orgánicos de grano fino (que deben ser evitados o removidos).
SUSCEPTIBILIDAD A LA SOCAVACIÓN (ARENAMIENTO)
El arenamiento es el proceso por el cual las partículas finas de la formación acuífera (arena y limo)
se movilizan junto con el agua, ingresan al pozo a través de las ranuras del filtro y son bombeadas a
la superficie.
La susceptibilidad a la socavación indica el grado de erosión interna que tiene lugar cuando el agua
fluye a través de los poros del suelo. Es un factor crítico para el diseño de rejillas.


Materiales más susceptibles: arenas finas y limos no plásticos (IP < 5), cuyas partículas son
lo suficientemente pequeñas para movilizarse, pero carecen de cohesión.
Materiales menos susceptibles: arenas gruesas y gravas (partículas grandes que requieren
mayor fuerza para movilizarse); arcillas plásticas (cohesivas y de baja permeabilidad).
28
La selección de la apertura de rejillas debe basarse en la granulometría del acuífero para evitar la
socavación. Como regla general, la apertura debe retener el 40-50% del material de la formación o
del empaque de grava. El arenamiento tiene consecuencias mecánicas y operativas severas:




Daño a la bomba: Las partículas de arena actúan como un abrasivo. Desgastan
prematuramente los impulsores, los sellos mecánicos y los cojinetes de la bomba sumergible,
reduciendo drásticamente su vida útil.
Obstrucción de las tuberías de impulsión: La arena puede sedimentarse en los tramos bajos
de la tubería, reduciendo el diámetro efectivo y aumentando la pérdida de carga.
Colmatación del propio pozo: La arena fina que no es bombeada se acumula en el fondo del
pozo, enterrando la bomba y los filtros inferiores, lo que reduce la longitud filtrante útil y,
por tanto, el caudal.
Riesgo de colapso estructural: En casos extremos, si el arenamiento es masivo y continuo, se
crean cavidades en la formación detrás del entubado. Estas cavidades pueden migrar hacia
arriba y provocar el colapso del terreno circundante y la rotura del pozo.
CLASIFICACIÓN HIDROLÓGICA DE SUELOS (GRUPOS HIDROLÓGICOS)
El Natural Resource Conservation Service (NRCS) de Estados Unidos clasifica los suelos en cuatro
grupos hidrológicos (A, B, C, D) según su potencial de escorrentía e infiltración. Esta clasificación,
aunque desarrollada originalmente para estudios hidrológicos superficiales, es útil para estimar la
recarga potencial de acuíferos y la vulnerabilidad a la contaminación. Estas diferencias se pueden
mediante la tabla n17 que se muestra a continuación:
Grupo
Potencial de
Escorrentía
Tasa
de
Infiltración
Tipos
de
Suelo
Representativos
Relevancia
Pozos
A
Bajo
(alta
infiltración)
Alta (>
mm/h)
Arenas
profundas,
gravas bien drenadas
Excelente recarga,
alta productividad
potencial
B
Moderado
Moderada
(4-8 mm/h)
Arenas francas, limos
Buena
recarga,
productividad
aceptable
C
Moderado
alto
Lenta
mm/h)
Arcillas limosas, limos
arcillosos
Baja recarga, baja
productividad
D
Alto
(baja
infiltración)
Arcillas
expansivas,
suelos
con
napa
freática somera
Muy baja recarga,
no
apto
para
extracción
a
8
(1-4
Muy lenta (<
1 mm/h)
para
Tabla n17:
En el contexto de la construcción de pozos, los suelos de los grupos A y B son los más deseables para
la ubicación de pozos de extracción, mientras que los grupos C y D requieren estudios más detallados
y pueden tener productividad limitada. Además, los suelos del grupo D presentan alto riesgo de
expansión (shrink-swell), lo que puede dañar las estructuras de superficie del pozo.
29
PLASTICIDAD Y LÍMITES DE ATTERBERG
La plasticidad es una propiedad fundamental de los suelos finos, especialmente arcillas, que describe
su capacidad de deformarse sin agrietarse bajo carga y mantener esa deformación una vez cesada la
carga. Se determina mediante los límites de Atterberg, que son contenidos de agua críticos que
marcan transiciones en el comportamiento del suelo.
Índice de plasticidad (IP): Es la diferencia entre el límite líquido (LL) y el límite plástico (LP), e
indica el rango de humedades en que el suelo se comporta plásticamente. El IP es fundamental para
clasificar arcillas y predecir su comportamiento.
Clase
Límite
Líquido
(LL)
Características
Comportamiento en Pozo
Compresibilidad
baja
< 30
Suelos de baja
plasticidad, arenas
arcillosas
Perforación
moderado
estable,
desarrollo
Compresibilidad
media
30 - 50
Arcillas
de
plasticidad media
Perforación
difícil
estable,
desarrollo
> 50
Arcillas de alta
plasticidad (CH)
Perforación
estable
pero
expansiva, desarrollo muy difícil,
alto riesgo de obstrucción de
rejillas
Compresibilidad
alta
Tabla n18:
El contenido de humedad óptimo para compactación, relevante para la construcción de sellos
sanitarios y la estabilización de taladros, está relacionado con los límites de Atterberg. Generalmente,
el contenido óptimo de humedad suele ser de 2 a 3% menor que el límite plástico del suelo.
IMPLICANCIAS DE LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE
POZOS
A modo de síntesis, la siguiente tabla relaciona la clasificación del suelo con las decisiones
constructivas clave en un proyecto de pozo profundo:
Importancia de la Clasificación de Suelos en el Contexto Chileno
Chile presenta una diversidad geológica excepcional, con formaciones que abarcan prácticamente
todos los tipos de suelo descritos. Desde las arenas eólicas del Desierto de Atacama hasta las arcillas
30
expansivas de la Depresión Intermedia, pasando por las gravas aluviales de los valles centrales y los
depósitos fluvioglaciares del sur, el perforista y el ingeniero proyectista deben estar preparados para
enfrentar una amplia gama de condiciones.
La correcta clasificación del suelo y la comprensión de sus propiedades mecánicas e hidráulicas no
es un ejercicio académico, sino una necesidad práctica que determina:





La selección del equipo de perforación (potencia, tipo de broca, sistema de circulación).
La formulación de los fluidos de perforación (densidad, viscosidad, filtrado, inhibición).
El diseño de la columna de filtración (tipo de rejilla, apertura de ranuras, necesidad de
empaque de grava).
El método de desarrollo del pozo (sobrebombeo, aire comprimido, métodos químicos).
Las expectativas de caudal y vida útil del pozo.
Por ello, la caracterización del suelo mediante análisis granulométricos y ensayos de plasticidad
constituye un requisito ineludible en cualquier proyecto serio de construcción de pozos profundos en
Chile.
FUNDAMENTOS DE CONSTRUCCIÓN DE POZOS
La construcción de un pozo profundo para extracción de agua no comienza con la perforación. Por el
contrario, el éxito de la obra depende críticamente de una serie de etapas previas que permiten
caracterizar el acuífero, seleccionar la ubicación óptima, diseñar los componentes del pozo y
planificar la ejecución. Como señala Driscoll (1986), "un pozo bien construido comienza con un
estudio bien planificado".
Estas etapas previas constituyen una inversión necesaria que, aunque representa un costo inicial, se
amortiza con creces al evitar fracasos prematuros, reducir los costos de operación y mantenimiento,
y asegurar una vida útil prolongada del pozo. La siguiente tabla n19 resume la secuencia lógica de
estas etapas:
Etapa
Denominación
1
Estudio
preliminar
2
Selección del emplazamiento
Objetivo Principal
hidrogeológico
Identificar potenciales
disponibilidad de agua
acuíferos
Definir la ubicación óptima del pozo
31
y
evaluar
Etapa
Denominación
Objetivo Principal
3
Investigación geofísica
Caracterizar la estructura del subsuelo sin perforar
4
Perforación
exploratorio
5
Diseño del pozo
6
Permisología
legales
de
sondeo
Obtener muestras de formación y parámetros
hidráulicos
Dimensionar componentes según características del
acuífero
y
aspectos
Obtener autorizaciones y derechos de agua
Tabla n19:
ETAPA 1: ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO PRELIMINAR
El estudio hidrogeológico preliminar tiene como objetivo identificar la existencia, profundidad y
productividad potencial de acuíferos en el área de interés, así como evaluar la calidad esperada del
agua. Esta etapa se basa principalmente en la recopilación y análisis de información existente, sin
realizar nuevas perforaciones.
La recopilación de antecedentes debe incluir:
a) Información cartográfica y geológica:
 Mapas geológicos del área (disponibles en Sernageomin).
 Mapas hidrogeológicos regionales (DGA).
 Imágenes satelitales y fotografías aéreas para identificar rasgos geomorfológicos (terrazas,
conos de deyección, cauces abandonados).
b) Información de pozos existentes:
 Registros de pozos en la base de datos del SIAC (Sistema de Información de Aguas) de la
DGA.
 Caudales de explotación y niveles de agua (estáticos y dinámicos).
 Calidad del agua (análisis fisicoquímicos disponibles).
 Problemas reportados (arenamiento, obstrucción, corrosión).
c) Información climática e hidrológica:
 Precipitaciones medias anuales y estacionalidad.
 Evapotranspiración potencial.
 Escorrentía superficial y caudal de cursos de agua cercanos.
 Interacción agua superficial-subterránea (ríos que alimentan acuíferos o son alimentados por
ellos).
d) Información de usos y derechos de agua:
 Derechos de aprovechamiento de agua otorgados en el sector.
 Caudales extraídos y volúmenes autorizados.
 Conflictos por sobreexplotación o interferencia entre pozos.
Evaluación preliminar de productividad
32
A partir de datos de pozos vecinos, se puede estimar:
 Rango esperado de caudal específico (Q/s, en l/s/m): indica la productividad del acuífero.
 Rango de transmisividad (T, en m²/s): capacidad del acuífero para transmitir agua.
 Rango de profundidad para alcanzar el acuífero objetivo.
Según la cantidad de caudal de extracción podemos determinar una productividad esperada, lo cual
se ejemplifica en la tabla n20 a continuación:
Caudal Específico (l/s/m)
Productividad
Uso Recomendado
< 0,1
Muy baja
Solo abastecimiento rural de bajo caudal
0,1 - 0,5
Baja
Abastecimiento rural o riego pequeño
0,5 - 2,0
Moderada
Riego, agua potable rural
2,0 - 5,0
Alta
Riego comercial, industria, agua potable
> 5,0
Muy alta
Uso múltiple, alto caudal
Tablan 20:
ETAPA 2: SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO
Criterios hidrogeológicos
La ubicación del pozo debe maximizar la probabilidad de encontrar agua en cantidad y calidad
suficientes. Los criterios hidrogeológicos incluyen:
a) Zonas de mayor espesor de acuífero:
 En valles aluviales, las zonas centrales del valle suelen tener mayor espesor de sedimentos.
 En conos de deyección, las zonas medias del cono (no el ápice ni la base) suelen tener mejores
condiciones.
b) Zonas de mayor permeabilidad:
 Cauces activos o abandonados que concentran materiales gruesos.
 Zonas de fracturación en acuíferos consolidados.
c) Zonas de recarga:
 Cercanía a cursos de agua permanentes que recargan el acuífero.
 Áreas con menor profundidad del nivel freático.
Criterios de protección sanitaria
33
Para pozos destinados a consumo humano, se deben considerar distancias mínimas de protección:
Fuente de Contaminación
Distancia Mínima
Recomendada (m)
Fundamento
Fosas sépticas y pozos negros
30 - 50
Prevención de contaminación
bacteriológica
Letrinas
30
Protección de aguas subterráneas
someras
Estanques de almacenamiento
de combustible
100 - 300
Protección contra hidrocarburos
Rellenos sanitarios
300 - 500
Protección contra lixiviados
Actividades agrícolas con uso
de fertilizantes
50 - 100
Protección contra nitratos
Caminos y carreteras
30
Protección contra escorrentía de
hidrocarburos y sales
Tabla n21:
Criterios operativos y de acceso
La ubicación también debe considerar aspectos prácticos:
 Acceso para equipos de perforación: Vías con capacidad para soportar camiones y equipos
pesados (carga por eje típica > 10 toneladas).
 Disponibilidad de espacio: Área suficiente para plataforma de perforación (mínimo 20 m x
20 m), piscinas de lodos, almacenamiento de materiales.
 Cercanía a puntos de uso: Minimizar distancias de impulsión y redes de distribución.
 Disponibilidad de energía eléctrica: Si se proyecta electrobomba, cercanía a red eléctrica o
facilidad para instalar generador.
 Topografía: Evitar pendientes pronunciadas (> 10%) que dificulten la instalación de equipos.
 Seguridad: Alejamiento de líneas eléctricas aéreas, ductos de gas, entre otros.
Distanciamiento entre pozos
Para evitar interferencias hidráulicas, se debe considerar la distancia mínima entre pozos que explotan
el mismo acuífero:
34
Tipo de Acuífero
Distancia
Recomendada
Libre, alta permeabilidad
100 - 200 m
Cono de depresión limitado
Libre, baja permeabilidad
200 - 500 m
Cono de depresión más extenso
Confinado
200 - 500 m
Mayor transmisión de descensos a
distancia
500 - 1000 m
Evitar interferencia significativa
Alta demanda
industrial)
(riego,
Mínima
Fundamento
Tabla n22:
ETAPA 3: INVESTIGACIÓN GEOFÍSICA
La investigación geofísica permite caracterizar la estructura del subsuelo sin necesidad de perforar,
mediante la medición de propiedades físicas (resistividad eléctrica, velocidad sísmica, etc.) que varían
según el tipo de material y su contenido de agua.
Métodos geofísicos aplicables
35
Método
Principio
Aplicación
en Pozos
Ventajas
Limitacione
s
SEV
(Sondeo
Eléctrico
Vertical)
Mide resistividad
aparente
del
subsuelo
variando
distancia
entre
electrodos
Identificar
profundidad
de acuíferos,
espesor de
capas,
interfaz agua
dulce/salada
Bajo costo,
buena
profundidad
de
exploración
(hasta 300 m)
Interpretación
no
única,
afectado por
ruido cultural
Tomografía
resistividad
2D/3D
Perfil continuo de
resistividad
mediante
múltiples
electrodos
Mapeo
lateral
de
acuíferos,
detección de
paleocauces
Mayor
resolución
espacial que
SEV
Mayor costo,
más lento
Mide respuesta
del terreno a
campos
electromagnético
s
Alternativa a
SEV
en
zonas de alta
resistividad
superficial
Penetra capas
secas de alta
resistividad
Equipos
costosos
de
Mide velocidad
de ondas P y S
Identificar
profundidad
de roca base,
nivel freático
Buena para
profundidade
s someras (<
50 m)
Limitada
en
presencia de
capas de baja
velocidad
Perfilaje
geofísico
de
pozos existentes
Registro continuo
de propiedades
en pozos vecinos
Calibrar
interpretació
n de métodos
Alta
resolución
vertical
Requiere pozo
existente
de
SEG
(Sondeo
Electromagnético
)
Sísmica
refracción
Tabla n23:
Interpretación de resultados
Los valores típicos de resistividad para diferentes materiales y condiciones son:
Material
Resistividad (Ω·m)
Agua Dulce
Agua Salada
Gravas y arenas secas
> 500
N/A
N/A
Gravas y arenas saturadas
50 - 500
10 - 50
<5
36
más
Material
Resistividad (Ω·m)
Agua Dulce
Agua Salada
Limos y arcillas saturadas
5 - 20
2 - 10
<2
Arcillas plásticas
< 10
<5
<2
Roca sana
> 1000
N/A
N/A
Roca fracturada saturada
100 - 500
20 - 100
< 20
Tabla n24:
Interpretación: Una zona de baja resistividad (menor a 50 Ω·m) suele indicar la presencia de un
acuífero saturado con agua dulce, mientras que valores extremadamente bajos (< 5 Ω·m) sugieren
agua salada o arcillas. Una zona de alta resistividad (> 500 Ω·m) indica materiales secos o roca sana.
La geofísica no reemplaza a la perforación, sino que la orienta. La interpretación de los resultados
geofísicos debe calibrarse con información de pozos vecinos o con la perforación exploratoria. La
siguiente figura (descrita en texto) muestra la secuencia típica.
Estudio hidrogeológico preliminar → Geofísica superficial → Identificación de puntos
promisorios → Perforación exploratoria → Confirmación de condiciones
ETAPA 4: PERFORACIÓN DE SONDEO EXPLORATORIO
El sondeo exploratorio (también llamado pozo de prueba o piezómetro de exploración) consiste en
una perforación de pequeño diámetro (generalmente 4 a 6 pulgadas) que tiene como objetivos:
 Verificar la litología real y la profundidad de las capas identificadas por geofísica.
 Obtener muestras de formación para análisis granulométrico.
 Instalar tubería de pequeño diámetro para medir niveles de agua.
 Realizar pruebas de bombeo preliminares para estimar parámetros hidráulicos.
 Tomar muestras de agua para análisis fisicoquímico.
Muestreo de formación
Durante la perforación del sondeo exploratorio, se deben recolectar muestras a intervalos regulares
(cada 2 a 5 metros) y ante cada cambio litológico. Las muestras se utilizan para:
 Análisis granulométrico por tamizado (NCh 165): fundamental para el diseño de rejillas y
empaque de grava.
 Descripción visual y táctil (color, forma de partículas, presencia de mica, etc.).
 Determinación de contenido de humedad natural (para suelos cohesivos).
Pruebas de bombeo preliminares
37
En el sondeo exploratorio se pueden realizar pruebas de bombeo de menor escala que en el pozo
definitivo, pero que proporcionan información valiosa:
Tipo de Prueba
Duración
Información Obtenida
3 - 6 horas
Eficiencia preliminar, pérdidas de carga
Prueba
de
escalonado
caudal
Prueba
a
constante
caudal
8 horas
24
Transmisividad (T) y coeficiente de almacenamiento
(S) aproximados
Prueba de recuperación
4 horas
12
Verificación de T y S
Tabla n25:
Etapa 5: Diseño del Pozo
Parámetros de diseño
Con base en los resultados de la exploración, se definen los siguientes parámetros de diseño:
a) Diámetro del pozo:
El diámetro debe ser suficiente para albergar la bomba de extracción, permitiendo un juego anular
adecuado para la instalación y mantenimiento. Como regla general:
𝐷𝑝𝑜𝑧𝑜 ≥ 𝐷𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 + 50 mm (2 pulgadas)
( 14)
b) Profundidad total y profundidad de entubación:
 La profundidad total debe superar en al menos 5-10 metros la profundidad de las rejillas, para
permitir la sedimentación de finos (sumidero).
 La entubación debe extenderse desde la superficie hasta el fondo del pozo, con secciones
ciegas (sin rejillas) en los tramos no acuíferos.
c) Ubicación y longitud de las rejillas:
 Las rejillas deben colocarse enfrentando los tramos de mayor permeabilidad y espesor de
acuífero.
 La longitud total de rejillas debe ser suficiente para captar el caudal deseado sin generar
velocidades de entrada excesivas.
 Como criterio, la velocidad de entrada del agua a través de las rejillas no debe superar 0,03
m/s para evitar pérdidas de carga excesivas y riesgo de arenamiento.
d) Selección de apertura de rejillas:
Basada en el análisis granulométrico del acuífero y del empaque de grava
38
e) Selección de empaque de grava:
El D50 de la grava debe ser 4 a 8 veces el D50 de la formación (criterio de filtro).
f) Diseño del sello sanitario:
 Profundidad: mínima 10 m, recomendada 20-30 m en zonas con riesgo de contaminación.
 Material: lechada de cemento-bentonita (permeabilidad < 10⁻⁷ cm/s).
 Método de instalación: inyección desde el fondo hacia arriba con tubería Tremie.
Memoria de cálculo y especificaciones técnicas
El diseño debe plasmarse en un documento que incluya:
 Memoria de cálculo justificando cada parámetro.
 Especificaciones técnicas de materiales (tuberías, rejillas, grava, cemento, etc.).
 Planos del pozo (perfil esquemático con profundidades, diámetros y ubicación de
componentes).
 Protocolo de pruebas de recepción (caudal escalonado, bombeo constante, recuperación,
desinfección).
ETAPA 6: PERMISOLOGÍA Y ASPECTOS LEGALES
Antes de perforar, se debe contar con el derecho de aprovechamiento de aguas otorgado por la
Dirección General de Aguas (DGA). El procedimiento incluye:
Etapa
Acción
Plazo Estimado
1
Solicitud de derecho de agua (constitución o regularización)
Variable (meses a años)
2
Publicación en extracto en el Diario Oficial
30 días
3
Oposición de terceros (si aplica)
30 días
4
Resolución de la DGA
Variable
Tabla n26:
Importante: No se puede perforar un pozo sin tener el derecho de agua constituido o en trámite
avanzado. La perforación sin derecho constituye una infracción al Código de Aguas.
Permiso de perforación (DS N° 46 MOP)
El Reglamento para la ejecución de sondeos y construcción de pozos (DS N° 46 MOP) establece la
obligación de:
 Declarar el inicio de faena a la DGA antes de perforar.
 Registrar la perforación en un libro de faena.
 Informar la terminación del pozo y presentar el registro final.
39
Autorizaciones adicionales



Servidumbres si se requiere cruzar propiedades ajenas para acceso o tendido eléctrico.
Permiso de la SEREMI de Salud para pozos de agua potable pública.
Concesión eléctrica si se requiere tendido de media tensión.
Síntesis del Subcapítulo
Las etapas previas a la construcción de un pozo profundo constituyen un proceso sistemático que
incluye:
1. Estudio hidrogeológico preliminar: recopilación de información existente para identificar
potenciales acuíferos.
2. Selección del emplazamiento: definición de la ubicación óptima basada en criterios
hidrogeológicos, sanitarios y operativos.
3. Investigación geofísica: caracterización del subsuelo mediante métodos indirectos (SEV,
tomografía, etc.).
4. Perforación de sondeo exploratorio: verificación directa de condiciones, muestreo y pruebas
preliminares.
5. Diseño del pozo: dimensionamiento de componentes basado en parámetros reales del
acuífero.
6. Permisología y aspectos legales: obtención de derechos de agua y autorizaciones.
La correcta ejecución de estas etapas es condición necesaria para el éxito de la construcción del pozo
definitivo. Omitir o realizar deficientemente cualquiera de ellas aumenta exponencialmente el riesgo
de fracaso, con las consiguientes pérdidas económicas y afectación a la seguridad hídrica.
En el contexto chileno, caracterizado por una creciente escasez hídrica y una presión sin precedentes
sobre los acuíferos, estas etapas previas adquieren una relevancia aún mayor, pues no solo aseguran
la viabilidad técnica y económica del pozo, sino que contribuyen a la gestión sostenible del recurso al
evitar la perforación en zonas no aptas o con riesgo de afectar acuíferos estratégicos.
COMPONENTES DE UN POZO PROFUNDO
Un pozo profundo para extracción de agua está compuesto por varios elementos que deben diseñarse
e instalarse cuidadosamente:
Tuberías de revestimiento (casing)
Son las tuberías que recubren la perforación, impidiendo el derrumbe de las paredes y aislando los
acuíferos no deseados. Se fabrican típicamente en acero al carbono (ASTM A53 o A139), PVC (NCh
1978) o acero inoxidable, según la agresividad química del agua. El diámetro debe ser suficiente para
40
albergar la bomba de extracción y permitir su instalación y mantenimiento. Según Driscoll (1986), el
diámetro interior debe ser al menos 2 pulgadas mayor que el diámetro exterior de la bomba.
Rejillas o filtros (screen):
Son las secciones perforadas que permiten la entrada del agua desde el acuífero, reteniendo la arena
y los sedimentos. El diseño de las rejillas es crítico para la vida útil del pozo. Existen diferentes tipos
según su fabricación:
Tipo
Características
Aplicación
Ranuradas
continuas
(continuous slot)
Ranuras de ancho constante
continuas
Alta
eficiencia
hidráulica,
resistencia estructural
Puente (bridge slot)
Ranuras
puente
Arenas finas, evita obstrucción
Malla (wire wrapped)
Alambre enrollado sobre
varillas
Máxima apertura de área
Perforadas (perforated)
Tubería perforada
Acuíferos
costo
con
forma
de
consolidados,
bajo
Tabla n27:
La apertura de las rejillas debe seleccionarse en función de la granulometría del acuífero, aplicando
el criterio de que el 40-50% de los materiales de la formación sean retenidos por la rejilla (Driscoll,
1986).
Empaque de grava (gravel pack):
Es un material granular colocado en el espacio anular entre la rejilla y la formación, que actúa como
filtro adicional, mejorando la eficiencia hidráulica y evitando el ingreso de finos. La selección de la
grava debe basarse en el análisis granulométrico del acuífero, buscando una uniformidad que evite la
migración de finos. El criterio estándar establece que el D50 de la grava debe ser 4 a 8 veces el D50
de la formación (Driscoll, 1986).
Sello sanitario:
Es un sello impermeable instalado en el espacio anular desde la superficie hasta una profundidad
suficiente (mínimo 10-20 metros, dependiendo de la normativa) para evitar la infiltración de
contaminantes superficiales. Se construye con materiales de baja permeabilidad, como cemento
Portland, bentonita o mezclas cemento-bentonita.
Base o sumidero:
Es un tramo de tubería ciega sin rejillas en el fondo del pozo, que permite la sedimentación de
eventuales finos que ingresen al pozo, protegiendo la bomba.
Cabezal del pozo:
Es la estructura superficial que sella el pozo, protege la boca y permite el acceso para mantenimiento.
Debe ser hermético para evitar contaminación y permitir mediciones de nivel.
41
MÉTODOS DE PERFORACIÓN
La selección del método de perforación depende de las condiciones geológicas, la profundidad
deseada, el diámetro y la disponibilidad de equipos. Los principales métodos utilizados en Chile son:
Perforación por rotación con lodo (rotary drilling)
Este método utiliza una broca giratoria que tritura la roca, mientras se inyecta lodo bentonítico que
cumple múltiples funciones: refrigerar y lubricar la broca, evacuar los cortes de perforación,
estabilizar las paredes del sondeo y prevenir derrumbes. Es adecuado para formaciones no
consolidadas a moderadamente consolidadas. La columna de perforación consiste en barras
conectadas que transmiten el torque desde la mesa rotatoria o el cabezal de rotación. Según Driscoll
(1986), este método puede alcanzar profundidades superiores a 1,000 metros con diámetros variables
entre 4 y 24 pulgadas.
Perforación por rotopercusión (down-the-hole hammer)
Combina la rotación con un martillo en fondo que golpea la broca, fragmentando rocas duras y
consolidadas. El aire comprimido se utiliza como fluido de perforación, evacuando los cortes y
enfriando la broca. Es especialmente eficaz en formaciones consolidadas, rocas volcánicas y
formaciones con bloques. En la Zona Sur de Chile, donde predominan rocas volcánicas, este método
es ampliamente utilizado. Según datos técnicos del sector, se pueden alcanzar profundidades de 30 a
150 metros en estas condiciones.
Perforación por circulación inversa (reverse circulation)
En este método, el fluido de perforación circula en sentido inverso: desciende por el espacio anular y
asciende por el interior de la columna de perforación, evacuando los cortes con mayor eficiencia. Es
adecuado para diámetros grandes (12 a 36 pulgadas) y formaciones no consolidadas. Permite un
muestreo continuo de la formación, lo que facilita la identificación de acuíferos.
Perforación por percusión (cable tool)
Es un método tradicional que utiliza una barrena que se eleva y cae repetidamente, fragmentando la
roca por impacto. Aunque es lento, permite un buen muestreo de la formación y es adecuado para
pozos de agua en formaciones no consolidadas o poco consolidadas. En la actualidad, su uso ha
disminuido frente a métodos más eficientes.
DESARROLLO DEL POZO
El desarrollo es un proceso posterior a la perforación que tiene por objetivo eliminar los daños
inducidos durante la perforación, estabilizar la formación alrededor del pozo y maximizar la eficiencia
hidráulica. Los principales métodos son:
Sobrebombeo (surge pumping):
Consiste en bombear agua a caudales superiores al diseño para crear pulsos de presión que movilizan
42
finos y limos adheridos a las rejillas y al empaque de grava. El pistoneo con un "surge block" o pistón
alternativo es una técnica efectiva que genera flujo inverso que desobstruye las rejillas.
Aire comprimido (air lifting):
Se inyecta aire comprimido a través de una tubería sumergida, generando una mezcla agua-aire que
asciende rápidamente, arrastrando finos y limos. Es eficaz para remover materiales finos y desarrollar
el pozo.
Métodos químicos:
Se utilizan agentes químicos como el pirofosfato de sodio o ácidos (clorhídrico, sulfámico) para
dispersar arcillas, disolver incrustaciones químicas y restaurar la permeabilidad de la zona adyacente
al pozo. Deben aplicarse con precaución para evitar daños a la formación y consideraciones
ambientales.
El desarrollo se considera completo cuando el agua extraída presenta baja turbidez (generalmente <5
NTU), la eficiencia del pozo alcanza valores aceptables (>70%) y el caudal específico (Q/s) se ha
estabilizado (Driscoll, 1986).
DESINFECCIÓN DEL POZO
La desinfección es obligatoria para garantizar la calidad bacteriológica del agua y prevenir la
proliferación de microorganismos que puedan obstruir las rejillas. El método estándar consiste en la
aplicación de cloro, utilizando hipoclorito de sodio o calcio, hasta alcanzar una concentración de 50100 mg/L de cloro libre, manteniendo un tiempo de contacto mínimo de 24 horas antes de bombear
hasta eliminar el cloro residual (NGWA, 2013).
PRUEBAS DE BOMBEO
Las pruebas de bombeo constituyen el ensayo final de aceptación del pozo, permitiendo verificar el
caudal máximo, determinar parámetros hidráulicos del acuífero y evaluar la eficiencia del pozo.
Según la DGA (DS N° 46), los requisitos mínimos incluyen:
Prueba de caudal escalonado (step-drawdown test):
Consiste en bombear el pozo a caudales crecientes durante períodos iguales (ej. 1 hora cada caudal),
registrando los descensos. Permite determinar las pérdidas de carga en el acuífero (BQ) y en el pozo
(CQ²), así como la eficiencia.
Prueba de bombeo a caudal constante:
Se bombea a caudal constante durante un período prolongado (mínimo 24 horas, recomendable 72
horas), registrando la evolución del descenso en el pozo de bombeo y en piezómetros de observación
si existen. Permite determinar la transmisividad (T) y el coeficiente de almacenamiento (S) del
acuífero.
Prueba de recuperación:
43
Tras detener el bombeo, se registra la recuperación del nivel en el pozo durante un período comparable
al del bombeo. Permite verificar los parámetros obtenidos y evaluar la eficiencia del pozo.
SELECCIÓN Y DISEÑO DE COMPONENTES
Diseño de rejillas según granulometría
El diseño de rejillas se basa en el análisis granulométrico de la formación acuífera. El procedimiento
estándar incluye:
1. Obtención de muestra representativa: Durante la perforación, se recolectan muestras del
material acuífero a intervalos regulares (ej. cada 5 metros).
2. Análisis granulométrico: Se determina la curva granulométrica por tamizado según norma
NCh 165.
3. Determinación del D50 de la formación: Se identifica el diámetro correspondiente al percentil
50 en la curva granulométrica.
4. Selección del tamaño de grava: El D50 de la grava se selecciona entre 4 y 8 veces el D50 de
la formación.
5. Selección de apertura de rejillas: La apertura de ranuras debe retener el 40-50% de la grava.
Alternativamente, se aplica el criterio de que la apertura sea igual al D30 de la grava.
Para acuíferos con granulometría muy uniforme, se recomienda un empaque de grava diseñado
específicamente, mientras que en acuíferos consolidados puede prescindirse del empaque, instalando
las rejillas directamente en contacto con la formación.
Materiales para tuberías y rejillas
La selección del material debe considerar la agresividad química del agua, especialmente la presencia
de cloruros, sulfatos, dióxido de carbono agresivo y pH. Los materiales comúnmente utilizados son:
Limitaciones
Aplicación
Susceptible a corrosión
Aguas no agresivas,
pozos temporales
Mejor resistencia
a corrosión
Recubrimiento
dañarse
Aguas moderadamente
agresivas
Acero inoxidable
(304, 316)
Alta resistencia a
corrosión
Alto costo
PVC (NCh 1978)
Resistencia
corrosión,
peso
Limitación
temperatura,
resistencia
Material
Ventajas
Acero al carbono
(ASTM A53)
Resistencia
mecánica,
costo
Acero
galvanizado
bajo
a
bajo
Tabla n 28:
44
puede
Aguas agresivas, pozos
permanentes
de
menor
Pozos someros (<200
m), aguas agresivas
Diseño del sello sanitario
El sello sanitario debe diseñarse para prevenir la contaminación desde la superficie y el flujo vertical
de agua entre acuíferos. Las consideraciones clave son:




Profundidad: Al menos 10 metros, extendiéndose hasta 20-30 metros en zonas con riesgo
de contaminación.
Material: Cemento Portland (relación agua/cemento 0.4-0.5), lechada de cemento-bentonita
(5-10% bentonita), o bentonita hidratada.
Método de instalación: Inyección desde el fondo hacia arriba mediante tubería Tremie,
asegurando un sello continuo sin interrupciones.
Prueba de estanqueidad: Verificar mediante presión hidrostática o pruebas de trazadores.
CAPÍTULO III: ESTADO DEL ARTE
Desarrollo Histórico de la Construcción de Pozos
La construcción de pozos para extracción de agua es una de las actividades tecnológicas más antiguas
de la humanidad. Los primeros pozos conocidos datan del Neolítico (aproximadamente 8,000 a.C.)
en el Creciente Fértil, donde se excavaban pozos someros para abastecimiento de comunidades
agrícolas (Driscoll, 1986). En China, hace más de 4,000 años, se desarrollaron técnicas de perforación
con barras para alcanzar acuíferos profundos, extrayendo salmuera y posteriormente agua.
En Chile, el aprovechamiento de aguas subterráneas tiene raíces precolombinas. Culturas como la
Aymara en el norte desarrollaron sistemas de "puquios" y "amunas" que captaban agua subterránea
mediante galerías filtrantes horizontales. Con la llegada de los españoles, se introdujeron técnicas
europeas de pozos excavados y norias.
El desarrollo moderno de la construcción de pozos en Chile comienza a mediados del siglo XX, con
la introducción de equipos de perforación rotatoria y percusión. En las décadas de 1960 y 1970, la
expansión agrícola en la zona central impulsó la perforación de miles de pozos. La crisis hídrica de
los años 1980-1990 generó un crecimiento exponencial de la perforación, especialmente en el norte
minero.
NORMATIVA NACIONAL Y ESTÁNDARES TÉCNICOS
Evolución normativa en Chile
La regulación de las aguas subterráneas en Chile tiene su hito inicial en el Código de Aguas de 1981,
que estableció el régimen de derechos de aprovechamiento y la competencia de la Dirección General
de Aguas (DGA). Sin embargo, la regulación específica de la construcción de pozos llegó recién con
el Decreto Supremo N° 46 del Ministerio de Obras Públicas, publicado en 2010, que estableció el
"Reglamento para la ejecución de sondeos y construcción de pozos para la extracción de aguas
subterráneas".
45
En paralelo, la protección de la calidad de las aguas subterráneas se abordó mediante el Decreto
Supremo N° 46 del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, de 2003, que estableció la "Norma
de emisión de residuos líquidos a aguas subterráneas". Esta norma fijó límites para la descarga de
contaminantes, con valores específicos para parámetros como arsénico (0,05 mg/L), cadmio (0,01
mg/L), plomo (0,2 mg/L) y nitrógeno total Kjeldahl (50 mg/L).
Normas chilenas aplicables
La construcción de pozos también se rige por normas técnicas chilenas (NCh) que establecen
requisitos para materiales y ensayos:
Norma
Título
Aplicación
NCh 409
Tubos de acero para conducción de fluidos
Tuberías
de
revestimiento
NCh 411
Tubos de acero soldados para conducción de fluidos
Tuberías
de
revestimiento
NCh 1978
Tubos de PVC para conducción de fluidos
Tuberías
de
revestimiento en
pozos someros
NCh 165
Análisis granulométrico de suelos
Caracterización
de acuíferos y
empaque de grava
NCh 151
Determinación de la resistencia a la compresión de cementos
Sellos sanitarios
Tabla n29:
Estándares internacionales de referencia
A nivel internacional, existen estándares técnicos ampliamente reconocidos que sirven como
referencia para buenas prácticas:
National
Ground
Water
Association
(NGWA,
Estados
Unidos):
La NGWA ha publicado el "Manual of Water Well Construction Practices" (2013), que constituye
una referencia global para la industria. Este manual abarca desde la planificación hasta la finalización
de pozos, incluyendo criterios de diseño, selección de materiales y procedimientos de prueba.
International
Organization
for
Standardization
(ISO):
La norma ISO 22475-1 "Geotechnical investigation and testing - Sampling methods and groundwater
46
measurements" establece requisitos para la investigación geotécnica e hidrogeológica, incluyendo
métodos de perforación y muestreo.
American
Society
for
Testing
and
Materials
(ASTM):
Las normas ASTM D5092 "Standard Practice for Design and Installation of Groundwater Monitoring
Wells" y ASTM D5782 "Standard Guide for Use of Direct Air-Rotary Drilling" proporcionan
procedimientos detallados para la construcción de pozos.
INVESTIGACIONES PREVIAS EN CHILE
Estudios hidrogeológicos regionales
La DGA ha desarrollado una serie de estudios hidrogeológicos regionales que constituyen la base del
conocimiento de acuíferos en Chile:



Estudio Hidrogeológico de la Cuenca del Salar de Atacama (DGA, 2018): Caracteriza los
acuíferos de la cuenca más importante del norte, con altos niveles de salinidad y presencia de
litio, boro y arsénico.
Evaluación de Recursos Hídricos Subterráneos de la Región de Valparaíso (DGA,
2015): Analiza los acuíferos de la cuenca de Aconcagua y zonas costeras, identificando
problemas de intrusión salina.
Actualización del Balance Hídrico de la Cuenca del Río Maipo (DGA, 2019): Evalúa la
situación de los acuíferos de la cuenca más explotada del país, con sobrexplotación en
sectores como el Maipo Alto y el Bajo Maipo.
Tesis y publicaciones académicas
Diversas universidades chilenas han desarrollado investigaciones relacionadas con la construcción de
pozos:



Universidad de Chile, Departamento de Geología: Tesis sobre caracterización hidrogeológica
de acuíferos de la zona central, con análisis de parámetros hidráulicos y diseño de pozos.
Pontificia Universidad Católica de Chile, Escuela de Ingeniería: Investigaciones sobre
optimización de diseños de rejillas y desarrollo de pozos en acuíferos granulares.
Universidad de Concepción, Departamento de Ingeniería Civil: Estudios sobre calidad del
agua subterránea en la Región del Biobío, con implicancias para el diseño de materiales
resistentes a corrosión.
Guías y manuales existentes
Actualmente, existen algunos documentos de referencia en Chile:



"Guía para la Construcción de Pozos de Agua Subterránea" (DGA, versión
preliminar): Documento no publicado formalmente, utilizado internamente por la DGA como
referencia para fiscalización.
Manuales de empresas perforistas: Empresas como Geotecnia, Ecometales y otras cuentan
con manuales internos que sistematizan sus procedimientos, pero con alcance restringido.
Documentos de asociaciones gremiales: La Asociación Chilena de Perforistas (ACHIPER)
ha desarrollado documentos de buenas prácticas, aunque de distribución limitada.
47
PRÁCTICAS INTERNACIONALES RELEVANTES
Experiencia de Estados Unidos
Estados Unidos cuenta con la industria de pozos de agua más desarrollada del mundo. La NGWA,
fundada en 1948, ha establecido estándares que son referencia global. Las prácticas destacadas
incluyen:
 Certificación de perforistas (Certified Well Driller)
 Programas de capacitación continua
 Sistemas de reporte obligatorio de construcción de pozos en la mayoría de los estados
 Guías técnicas detalladas para cada tipo de acuífero
Experiencia de España
España, con contextos hidrogeológicos semiáridos similares al norte de Chile, ha desarrollado una
importante experiencia en gestión de aguas subterráneas:
 El Instituto Geológico y Minero de España (IGME) ha publicado guías técnicas para la
construcción de pozos
 Normativa específica para protección de acuíferos en zonas vulnerables a contaminación por
nitratos
 Desarrollo de códigos de buenas prácticas para perforación en acuíferos carbonatados
Experiencia de Australia
Australia, país con desafíos similares de escasez hídrica, ha desarrollado:
 El "Great Artesian Basin Well Construction Guidelines" para la gestión del acuífero más
grande del país
 Sistemas de licenciamiento obligatorio para perforistas
 Programas de rehabilitación de pozos deteriorados
TENDENCIAS TECNOLÓGICAS
Nuevos materiales
El desarrollo de nuevos materiales para componentes de pozos incluye:
 Tuberías compuestas: Materiales con núcleo de PVC y refuerzos de fibra de vidrio,
combinando resistencia química con capacidad estructural.
 Rejillas de acero inoxidable con recubrimientos: Aplicaciones de polímeros y epóxicos para
resistir ambientes agresivos.
 Empaques de grava pre-empaquetados: Filtros pre-instalados en fábrica que simplifican la
instalación y garantizan la granulometría.
Métodos de desarrollo
Nuevas tecnologías para desarrollo de pozos incluyen:
 Pistoneo hidráulico de alta frecuencia: Genera pulsos de presión que desobstruyen
eficazmente las rejillas.
 Aire comprimido pulsado: Variaciones rápidas de presión que movilizan finos adheridos.
 Métodos químicos asistidos: Uso de ácidos orgánicos y dispersantes para tratar
incrustaciones y arcillas.
Monitoreo y telemetría
La incorporación de sistemas de monitoreo en tiempo real permite:
 Registro continuo de niveles y caudales
 Alertas tempranas de problemas operativos
48

Optimización de la operación mediante control remoto
Brechas de Conocimiento Identificadas
A partir de la revisión del estado del arte, se identifican las siguientes brechas de conocimiento que
justifican esta investigación:
1. Ausencia de una guía técnica unificada en Chile: No existe un documento de referencia que
integre los criterios normativos, hidrogeológicos y constructivos específicos para el contexto
chileno.
2. Limitada adaptación de estándares internacionales: Los estándares internacionales no
consideran las particularidades geológicas y climáticas de Chile, especialmente la
variabilidad entre macrozonas.
3. Escasa sistematización de prácticas locales: Las buenas prácticas desarrolladas por empresas
perforistas nacionales no han sido sistematizadas ni puestas a disposición del sector.
4. Vacío en criterios de fiscalización: No existen protocolos estandarizados para la fiscalización
técnica de pozos, lo que genera heterogeneidad en el control de calidad.
5. Falta de vinculación academia-industria: Existe una brecha entre el conocimiento
hidrogeológico generado en universidades y su aplicación práctica en terreno.
SÍNTESIS DEL ESTADO DEL ARTE
La revisión de la literatura, normativa y prácticas existentes permite concluir:
1. El agua subterránea es un recurso estratégico para Chile, con usos prioritarios para consumo
humano, agricultura, industria y minería.
2. Existe un marco normativo básico (Código de Aguas, DS N° 46 MOP, DS N° 46
MINSEGPRES), pero con vacíos en fiscalización y especificaciones técnicas detalladas.
3. Las condiciones hidrogeológicas varían significativamente entre macrozonas, requiriendo
criterios constructivos diferenciados.
4. Los estándares internacionales (NGWA, ISO, ASTM) ofrecen criterios técnicos robustos que
pueden adaptarse al contexto chileno.
5. Las prácticas constructivas actuales presentan heterogeneidad, con buenas experiencias y
casos de falla que ofrecen lecciones aprendidas.
6. Existen experiencias internacionales valiosas en países con contextos similares (España,
Australia) que pueden servir de referencia.
7. No existe actualmente una guía técnica unificada que integre todos estos aspectos en un
documento de referencia para los actores del sector.
Esta situación justifica plenamente el desarrollo de la presente investigación, que busca llenar este
vacío mediante la elaboración de una guía técnica integral para la construcción de pozos profundos
en Chile.
CAPÍTULO 4: DESARROLLO DE LA GUÍA CONSTRUCTIVA
Esta guía tiene como objetivo proporcionar un documento de referencia técnica para la construcción
de pozos profundos en Chile, sistematizando los criterios hidrogeológicos, constructivos y normativos
necesarios para asegurar obras eficientes, duraderas y sostenibles.
La guía abarca pozos profundos destinados a la extracción de agua para consumo humano, agrícola e
industrial, en las cinco macrozonas hidrogeológicas de Chile continental. No se aplica a pozos de
monitoreo, inyección o exploración minera. Como usuarios objetivo tendremos


Constructores y perforistas
Ingenieros proyectistas y consultores
49


Fiscalizadores de la DGA y supervisores de obra
Usuarios finales (comunidades agrícolas, empresas, sanitarias)
La guía sigue el ciclo de vida del pozo: desde los estudios previos hasta la puesta en marcha. Se
recomienda seguir el orden de los capítulos, utilizando los checklists y formatos incluidos en los
anexos para el control de calidad.
CONSIDERACIONES PREVIAS
Estudios hidrogeológicos preliminares
Antes de cualquier perforación, se debe realizar un estudio hidrogeológico que incluya:
 Recopilación de información de pozos vecinos (DGA)
 Análisis de mapas geológicos e hidrogeológicos
 Evaluación de la profundidad probable del acuífero
 Estimación preliminar del caudal esperado
Estudios geotécnicos y clasificación de suelos
Se debe realizar una clasificación del suelo según USCS (ASTM D2487) para determinar:
 Tipo de suelo predominante
 Cohesión y estabilidad esperada
 Riesgos geotécnicos (derrumbes, expansividad, licuefacción)
Selección del emplazamiento
 Ubicar en zonas de mayor espesor de acuífero (centro de valles)
 Priorizar paleocauces o zonas de mayor permeabilidad
 Cercanía a zonas de recarga (si es posible)
Criterios sanitarios (distancias mínimas):
Fuente de contaminación
Distancia mínima
Fosa séptica
30 m
Letrina
30 m
Estanque de combustible
100 m
Relleno sanitario
300 m
Cultivos con fertilizantes
50 m
Tabla n30:
Criterios operativos:




Acceso para equipos pesados (camiones, perforadora)
Espacio mínimo: 20 m x 20 m
Cercanía a punto de uso (máx. 500 m recomendable)
Disponibilidad de energía eléctrica
50
Investigación geofísica (recomendada)
Se recomienda realizar Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) para:
 Identificar profundidad del nivel freático
 Detectar presencia de agua salada
 Definir espesor de capas acuíferas
Perforación de sondeo exploratorio
Realizar una perforación de pequeño diámetro (4-6") para:
 Verificar la litología real
 Obtener muestras para análisis granulométrico
 Medir niveles de agua
 Realizar prueba de bombeo preliminar
Checklist de estudios previos
Actividad
Verificado
Recopilación de información de pozos vecinos
☐
Clasificación de suelos (USCS)
☐
Selección de emplazamiento según criterios sanitarios
☐
Verificación de acceso y espacio
☐
SEV (si aplica)
☐
Sondeo exploratorio
☐
Análisis granulométrico
☐
DISEÑO DEL POZO
Determinación de la profundidad
La profundidad del pozo debe ser suficiente para:
 Alcanzar el acuífero objetivo con un espesor saturado adecuado
 Permitir un sumidero de 3-10 m para sedimentación de finos
 Aislar acuíferos no deseados o de mala calidad
Determinación del diámetro
El diámetro interior debe ser al menos 2 pulgadas mayor que el diámetro exterior de la bomba. Como
referencia:
51
Caudal esperado (l/s)
Diámetro recomendado (pulgadas)
<5
4-6
5 - 15
6-8
15 - 30
8 - 10
30 - 60
10 - 12
> 60
12 - 16
Selección de entubación (casing)
Calidad del agua
Material recomendado
Norma
No agresiva (pH 7-8, cloruros < 100 mg/L)
Acero al carbono
ASTM A53
Moderadamente agresiva
Acero galvanizado
ASTM A53
Agresiva (pH < 6, cloruros > 500 mg/L)
Acero inoxidable 316
ASTM A312
Pozos someros (< 200 m), agua agresiva
PVC
NCh 1978
Recomendaciones para soldadura en terreno
Condiciones ambientales
Condición
Límite aceptable
Acción si no se cumple
Temperatura
> 0°C
Precalentar a >10°C si es necesario
Humedad relativa
< 85%
Instalar carpa o toldo
Viento
< 30 km/h (8 m/s)
Instalar pantalla cortaviento
Lluvia
Ninguna
Suspender soldadura, proteger con toldo
Precalentamiento: Para temperaturas inferiores a 5°C o espesores > 12 mm, se recomienda precalentar
la zona de soldadura a 50°C - 100°C utilizando soplete de gas.
Protección de la tubería
 La zona a soldar debe mantenerse limpia y seca hasta el momento de soldar
 Los extremos de la tubería deben protegerse con tapas durante el almacenamiento
 Evitar que la tubería esté en contacto directo con el suelo (usar durmientes de madera)
 Si la tubería se moja, secar completamente antes de soldar
52
Calificación del soldador
Todo soldador que ejecute uniones críticas en pozos profundos debe:
1. Estar certificado según norma AWS D1.1 (para estructuras) o ASME IX (para tuberías)
2. Acreditar experiencia mínima de 2 años en soldadura de tuberías
3. Realizar una prueba de calificación específica para el proyecto:
o Soldar una muestra de tubería idéntica a la del proyecto
o La muestra debe pasar inspección visual y prueba hidrostática
o Conservar registro de calificación
Importante: En Chile, la certificación de soldadores puede ser emitida por CINDE (Centro de
Investigación y Desarrollo de la Construcción) o por el Instituto Nacional de Normalización (INN).
Registro de soldadura
Se debe llevar un registro (bitácora) de cada unión soldada que incluya:
Dato
Registro
Número de unión
# ____
Profundidad de la unión
____ m
Fecha de soldadura
//____
Nombre del soldador
_______________
Certificación del soldador
# _______________
Tipo de electrodo
E________
Diámetro del electrodo
____ mm
Temperatura ambiente
____ °C
Humedad relativa
____ %
Pasadas de soldadura
____
Inspección visual
☐ Aprobada ☐ Rechazada
Observaciones
_______________
Diseño de filtros (rejillas) según granulometría
Procedimiento paso a paso:
Paso 1: Obtener la curva granulométrica del acuífero mediante tamizado (NCh 165).
Paso 2: Determinar D10, D30, D50, D60 de la formación.
Paso 3: Seleccionar el tamaño de grava (si se utiliza):
53
𝐷50 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑎 = (4 𝑎 8) × 𝐷50 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜ˊ𝑛
Paso 4: Seleccionar la apertura de las rejillas:
 Si se usa empaque de grava: apertura = D30 de la grava
 Si no se usa grava: apertura = D50 de la formación (reteniendo 40-50%)
Ejemplo numérico:
Supongamos una arena con:
 D10 = 0,15 mm
 D30 = 0,25 mm
 D50 = 0,35 mm
 D60 = 0,45 mm
Selección de grava: D50 grava = 5 × 0,35 mm = 1,75 mm (usar grava de 1-2 mm)
Apertura de rejillas = D30 grava ≈ 1,2 mm
Selección del empaque de grava
Tipo
acuífero
de
D50
(mm)
formación
D50 grava
(mm)
recomendada
Observación
Arena muy fina
0,1 - 0,2
0,8 - 1,6
Grava fina
Arena fina
0,2 - 0,4
1,6 - 3,2
Grava media fina
Arena media
0,4 - 0,8
3,2 - 6,4
Grava media
Arena gruesa
0,8 - 1,5
6,4 - 12
Grava gruesa
Grava fina
1,5 - 3,0
12 - 24
Grava muy gruesa
Diseño del sello sanitario
Profundidad: Mínimo 10 m. En zonas con riesgo de contaminación (agrícola, urbana), extender a
20-30 m.
Material: Lechada de cemento-bentonita (95% cemento + 5% bentonita, relación agua/sólidos 0,40,5).
Método de instalación: Inyección desde el fondo hacia arriba mediante tubería Tremie.
Prueba de estanqueidad: Verificar que no haya pérdidas durante la inyección.
Verificación normativa del diseño según DS N° 46 MOP
El diseño debe cumplir con:
 Declaración de inicio de faena ante la DGA
54



Registro de perforación en libro de faena
Diámetros y materiales según especificaciones
Pruebas de bombeo según NCh 777/2
Tablas resumen de parámetros de diseño
Parámetro
Valor recomendado
Norma
Referencia
Velocidad de entrada en rejillas
< 0,03 m/s
Driscoll (1986)
4-8
Criterio de filtro
Profundidad sello sanitario
≥ 10 m (20-30 m recomendado)
DS N° 46 MOP
Eficiencia mínima del pozo
≥ 70%
Jacob (1947)
Turbidez post-desarrollo
< 5 NTU
NGWA
Relación D50
formación
grava
/
D50
/
PROCESO CONSTRUCTIVO PASO A PASO
Preparación del terreno e instalación de equipos
Paso 1.1: Adecuar la plataforma de perforación (nivelada, compactada, dimensiones mínimas 20x20
m).
Paso 1.2: Instalar el equipo de perforación según especificaciones del fabricante.
Paso 1.3: Preparar piscinas de lodos con impermeabilización (geomembrana o arcilla compactada).
Paso 1.4: Verificar disponibilidad de agua para la preparación de lodos.
Perforación
Paso 2.1: Seleccionar el método de perforación según la clasificación de suelo:
Clasificación USCS
Método recomendado
GW, GP, SW, SP
Rotación con lodo
GM, GC, SM, SC
Rotación con lodo de baja pérdida
ML
Rotación con lodo, evitar vibración
CL, CH
Rotación con lodo inhibidor
Roca
Rotopercusión (DTH)
55
Paso 2.2: Controlar parámetros de perforación (torque, peso sobre broca, velocidad de penetración).
Paso 2.3: Registrar la formación cada 5 m o ante cada cambio litológico.
Muestreo y registro de formación
Paso 3.1: Tomar muestras de cortes de perforación cada 5 m.
Paso 3.2: Registrar en la bitácora:
 Profundidad
 Tipo de material (según clasificación visual)
 Color, forma de partículas
 Presencia de agua
Paso 3.3: Enviar muestras a laboratorio para análisis granulométrico.
Limpieza del pozo
Paso 4.1: Circular lodo de baja viscosidad para evacuar cortes.
Paso 4.2: Verificar que el fondo del pozo esté limpio antes de instalar la columna.
Instalación de entubación y filtros
Paso 5.1: Armar la columna en superficie (tuberías + rejillas + centralizadores).
Paso 5.2: Instalar centralizadores cada 15-20 m.
Paso 5.3: Descender la columna cuidadosamente, evitando golpes.
Paso 5.4: Centrar la columna en el pozo.
Colocación del empaque de grava
Paso 6.1: Instalar tubería Tremie hasta el fondo del espacio anular.
Paso 6.2: Bombear la grava en suspensión (agua + grava) desde el fondo hacia arriba.
Paso 6.3: Controlar el volumen de grava instalado vs. volumen teórico del espacio anular.
Paso 6.4: Verificar que no se hayan formado puentes o vacíos.
Instalación del sello sanitario
Paso 7.1: Preparar la lechada de cemento-bentonita (relación agua/sólidos 0,4-0,5).
Paso 7.2: Inyectar desde el fondo del sello hacia arriba mediante tubería Tremie.
Paso 7.3: Continuar la inyección hasta alcanzar la superficie.
Paso 7.4: Verificar que no haya pérdidas o fugas.
Desarrollo del pozo
Objetivo: Eliminar finos y daños inducidos por la perforación.
Método de sobrebombeo (surge pumping):
 Bombear a caudal superior al de diseño
 Generar pulsos de presión (pistoneo)
 Continuar hasta agua cristalina (turbidez < 5 NTU)
Método de aire comprimido (air lifting):
 Inyectar aire comprimido a través de tubería sumergida
56


Generar mezcla agua-aire que arrastra finos
Adecuado para pozos profundos
Criterio de terminación: Agua clara (turbidez < 5 NTU) y estabilización del caudal específico.
Desinfección del pozo
Paso 9.1: Calcular el volumen de agua en el pozo.
Paso 9.2: Agregar hipoclorito de sodio (cloro) para alcanzar 50-100 mg/L de cloro libre.
Paso 9.3: Mantener tiempo de contacto mínimo 24 horas.
Paso 9.4: Bombear hasta eliminar todo el cloro residual (verificar con kit de medición).
PRUEBAS Y PUESTA EN MARCHA
Prueba de caudal escalonado (step-drawdown test)
Procedimiento:
1. Bombear a caudal Q1 durante 1 hora, registrar descenso
2. Aumentar a Q2, Q3, Q4 (cada 1 hora)
3. Graficar descenso vs. caudal
4. Calcular pérdidas BQ (acuífero) y CQ² (pozo)
5. Calcular eficiencia: Eficiencia = BQ / (BQ + CQ²) × 100
Prueba de bombeo a caudal constante
Procedimiento:
1. Bombear a caudal constante (el caudal de diseño) durante 24-72 horas
2. Registrar niveles en el pozo de bombeo y en piezómetros de observación
3. Registrar la recuperación al detener el bombeo
Evaluación de eficiencia del pozo
Eficiencia
Calificación
Acción recomendada
≥ 80%
Excelente
Aceptar pozo
70-80%
Buena
Aceptar pozo
60-70%
Regular
Monitorear, considerar rehabilitación
< 60%
Mala
Rechazar o rehabilitar
Criterios de aceptación/rechazo
57
Parámetro
Criterio de aceptación
Caudal
≥ 90% del caudal de diseño
Eficiencia
≥ 70%
Turbidez
< 5 NTU
Cloro residual
< 0,5 mg/L
Nivel dinámico
Estable durante prueba de 24 horas
CONTROL DE CALIDAD
Inspecciones durante la construcción
Checklist de recepción de materiales:
Material
Verificación
Tuberías
Certificado de fabricante, diámetro, espesor
Rejillas
Tipo, apertura medida, certificado
Grava
Análisis granulométrico, D50
Cemento
Tipo, fecha de vencimiento
Checklist de verificación de perforación:
 Velocidad de penetración registrada
 Muestras tomadas cada 5 m
 Lodos controlados (densidad, viscosidad)
Checklist de instalación de columna:
 Centralizadores instalados cada 15-20 m
 Columna centrada
 Empaque de grava: volumen verificado
 Sello sanitario: inyección continua
Registro de obra y documentación
La bitácora de obra debe incluir:
 Fecha y hora de cada actividad
 Profundidades alcanzadas
 Registro litológico
 Incidencias y soluciones
 Resultados de pruebas
SEGURIDAD EN OBRA
58
Riesgos operacionales en perforación
Riesgo
Atrapamiento
sarta
de
Derrumbes
Pérdida
circulación
Reventones
Prevención
Causa
de
Derrumbes,
expansivas
arcillas
Control de lodos, entubación inmediata
Suelos
granulares
cohesión
sin
Entubación continua, lodos de alta
densidad
Formaciones
permeables
muy
Materiales sellantes, lodos de baja
pérdida
Control de presión, preventor de
reventones
Acuíferos surgentes
Medidas preventivas y EPP
Elementos de Protección Personal (EPP) obligatorios:
 Casco de seguridad
 Zapatos de seguridad con punta de acero
 Lentes de seguridad
 Guantes
 Ropa de trabajo de alta visibilidad
Medidas preventivas:
 Capacitación del personal en seguridad
 Señalización del área de trabajo
 Mantenimiento de equipos
 Protocolo de emergencia
SOLDADURA DE TUBERÍAS DE ACERO PARA ENTUBACIÓN DE POZOS PROFUNDOS
Importancia de la soldadura en la construcción de pozos
La soldadura de las tuberías de acero que constituyen la columna de entubación (casing) y las rejillas
(filtros) es una de las operaciones más críticas en la construcción de un pozo profundo. Una soldadura
deficiente puede comprometer la integridad estructural del pozo, permitir la entrada de sedimentos,
provocar la contaminación del acuífero o incluso causar el colapso de la columna durante su
instalación o durante la operación.
Según Driscoll (1986), las uniones soldadas en pozos profundos deben ser capaces de resistir:
 Esfuerzos de tensión durante el descenso de la columna (el peso propio de la tubería)
 Esfuerzos de compresión durante la instalación del empaque de grava
 Esfuerzos dinámicos durante la operación (vibraciones de la bomba, golpes de ariete)
 Esfuerzos de corrosión a lo largo de la vida útil del pozo (20-30 años)
59
En el contexto chileno, donde los pozos pueden superar los 200 metros de profundidad y la tubería
puede pesar varias toneladas, la calidad de la soldadura es determinante para el éxito de la obra.
CAPÍTULO 5: ANÁLISIS DE FALLAS COMUNES Y MEDIDAS CORRECTIVAS
CLASIFICACIÓN DE FALLAS EN POZOS PROFUNDOS
Las fallas en pozos profundos se pueden clasificar según la etapa en que ocurren (construcción u
operación) y según su causa (geotécnica, hidráulica, química o mecánica). A continuación, se
presentan las fallas más comunes identificadas a partir de la revisión de casos en Chile y entrevistas
a expertos.
FALLAS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN
Colapso del pozo
Derrumbamiento de las paredes del taladro durante o después de la perforación, que puede obstruir
total o parcialmente el pozo, dificultar el descenso de la entubación o incluso hacer perder el pozo.
Causas principales:
 Suelos granulares sin cohesión (gravas, arenas sueltas)
 Falta de entubación inmediata o retraso en su instalación
 Fluid de perforación inadecuado (baja densidad, mala calidad)
 Nivel freático elevado que desestabiliza las paredes
 Vibraciones excesivas durante la perforación
 Circulación de lodos con alta velocidad erosiva
Síntomas detectables:
 Aumento súbito de la profundidad sin avance de perforación
 Dificultad o imposibilidad de hacer circular lodos
 Atrapamiento de la sarta de perforación
 Afloramiento de material de derrumbe en la boca del pozo
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Entubación inmediata
Instalar tubería de revestimiento hasta la zona
colapsada
Siempre
posible
Inyección de lodo de alta densidad
Aumentar densidad del lodo (>1,2 g/cm³) para
contener las paredes
Formaciones
permeables
Inyección de lechada cemento-bentonita
Inyectar mezcla para estabilizar la zona colapsada,
luego reperforar
Colapsos severos
Instalación de tubería de revestimiento
ranurada temporal
Usar tubería ranurada como filtro provisional
mientras se estabiliza
Pozos profundos
Medidas preventivas:
1. Realizar clasificación de suelos previa (USCS) para identificar zonas de riesgo
2. En suelos granulares (GW, GP, SW, SP), entubar inmediatamente después de perforar, sin
retrasos
60
que
sea
3. Utilizar lodos de perforación con densidad y viscosidad adecuadas (densidad >1,1 g/cm³ en
suelos sueltos)
4. Mantener el nivel de lodo siempre lleno para ejercer contrapresión hidrostática
5. Evitar cambios bruscos de velocidad de rotación o de avance
6. Reducir la velocidad de ascenso de los lodos para minimizar la erosión de paredes
Atrapamiento de la sarta de perforación
La sarta de perforación (barras, broca) queda atrapada dentro del pozo, imposibilitando su rotación,
ascenso o descenso.
Causas principales:
 Derrumbes que aprisionan la sarta
 Arcillas expansivas que se hinchan al contacto con agua dulce
 Desviación excesiva del pozo que genera fricción
 Asentamiento de cortes en el fondo
 Formaciones con alta plasticidad (CH, MH) que se adhieren a la sarta
Síntomas detectables:
 Aumento del torque de rotación sin avance
 Imposibilidad de levantar o bajar la sarta
 Pérdida de circulación parcial o total
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Rotación inversa
Girar la sarta en sentido contrario para liberar
Atrapamientos leves
Inyección de lodo especial
Inyectar lodo con aditivos lubricantes o dispersantes
Arcillas expansivas
Pesca (fishing)
Utilizar herramientas especiales para recuperar la sarta por partes
Atrapamientos severos
Abandono de la sarta
Dejar la sarta atrapada y perforar un pozo al lado
Último recurso
Medidas preventivas:
1. En arcillas expansivas (CH, MH), usar lodos inhibidores con sales (KCl) o base aceite
2. Mantener la sarta en movimiento continuo (evitar paradas prolongadas)
3. Controlar la desviación mediante instrumentos de medición direccional
4. Circular lodos frecuentemente para evacuar cortes
5. Usar estabilizadores en la sarta para mantenerla centrada
6. En formaciones problemáticas, reducir la longitud de la sarta y perforar en tramos
Pérdida de circulación de lodos
El lodo de perforación se pierde en la formación en lugar de retornar a la superficie, lo que reduce la
capacidad de limpieza, enfriamiento y estabilización del taladro.
Causas principales:
 Formaciones muy permeables (gravas, cavernas, fracturas abiertas)
 Densidad de lodo excesiva que fractura la formación
 Presión de bombeo demasiado alta
 Formaciones fisuradas o con alta permeabilidad secundaria
Síntomas detectables:
 Disminución o desaparición del retorno de lodos en superficie
61


Caída del nivel de lodo en las piscinas
Aumento de la velocidad de penetración (sin retorno de cortes)
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Reducción de densidad del lodo
Disminuir peso del lodo para reducir presión
Pérdidas leves
Adición de materiales sellantes
Agregar fibras, mica, cáscara de nuez, carbonato de
calcio
Pérdidas moderadas
Inyección
cementosa
Bombear lechada de cemento de fraguado rápido
Pérdidas severas
Cambiar a método de circulación inversa con aire
Formaciones
permeables
de
lechada
Perforación con aire reverso
Medidas preventivas:
1. Mantener la densidad del lodo en el mínimo necesario para estabilizar el taladro
2. En formaciones con pérdidas conocidas, preparar lodos con materiales sellantes desde el
inicio
3. Controlar la presión de bombeo para no exceder la presión de fractura de la formación
4. Realizar pruebas de pérdida de filtrado del lodo antes de perforar
5. Tener materiales sellantes disponibles en obra
Desviación del pozo
El pozo no se mantiene vertical, desviándose de la trayectoria planificada, lo que puede dificultar la
instalación de la bomba y causar fricción en la tubería.
Causas principales:
 Estratificación inclinada de las formaciones
 Broca desgastada o asimétrica
 Excesiva flexibilidad de la sarta de perforación
 Velocidad de penetración demasiado alta
 Ausencia de estabilizadores
Síntomas detectables:
 Diferencia entre la profundidad calculada por barras y la profundidad real
 Dificultad para descender la entubación
 Desgaste asimétrico de la broca
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Perforar más lentamente para permitir que la broca se
centre
Desviaciones leves
Uso de estabilizadores adicionales
Instalar más estabilizadores en la sarta
Desviaciones
moderadas
Perforación con sarta pesada (drill
collar)
Usar barras de mayor diámetro y peso cerca de la broca
Prevención
Reducción
penetración
de
velocidad
de
62
muy
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Abandono y reperforación
Cimentar el pozo desviado y perforar otro
Desviaciones severas
Medidas preventivas:
1. Verificar la verticalidad periódicamente durante la perforación
2. Usar estabilizadores cada 10-15 metros en la sarta
3. Mantener brocas en buen estado, reemplazando cuando estén desgastadas
4. En formaciones inclinadas, reducir la velocidad de avance
5. Utilizar sarta pesada (drill collar) para mantener rigidez
Falla de corte en unión de tubos de acero
La falla de corte en la unión de tubos de acero consiste en la separación o fractura de la soldadura o
del metal base en la zona de unión entre dos tramos de tubería de revestimiento (casing), como
consecuencia de esfuerzos de corte o tensión que superan la resistencia del material.
Esta falla es particularmente grave porque:
 Ocurre durante la instalación de la columna (descenso de tuberías), pudiendo causar la caída
parcial o total de la columna al fondo del pozo.
 Puede comprometer la estanqueidad del pozo, permitiendo el ingreso de sedimentos o la
contaminación cruzada entre acuíferos.
 La recuperación de la columna caída es extremadamente difícil y costosa, pudiendo implicar
el abandono del pozo.

Según Driscoll (1986), las uniones soldadas en pozos profundos deben ser capaces de soportar
esfuerzos de tensión equivalentes al peso de la columna más un factor de seguridad de 2, además de
esfuerzos dinámicos durante la instalación.
TIPOS DE FALLA DE CORTE EN UNIONES SOLDADAS
Descripción
Ubicación
Gravedad
de
En el centro o
borde
del
cordón
Muy grave
Falla en la zona
afectada por el
calor (ZAC)
Fractura adyacente al cordón,
en el metal base afectado
térmicamente
A 1-5 mm del
borde
del
cordón
Grave
Falla en el metal
base
Fractura del tubo alejada del
cordón
A >10 mm del
borde
del
cordón
Grave (indica mala
calidad del tubo)
Tipo de falla
Falla
en
soldadura
la
Fractura del
soldadura
cordón
63
Tipo de falla
Descripción
Ubicación
Gravedad
Falla por desgarro
de la rosca
Rotura de la rosca en uniones
roscadas (no soldadas)
En la raíz de la
rosca
Moderada (solo en
uniones roscadas)
Causas principales
A. Causas relacionadas con la soldadura
Causa
Descripción
Mecanismo de falla
Penetración incompleta
La soldadura no penetra todo el espesor de la junta,
dejando una sección reducida
Concentración de tensiones en la
sección no fusionada
Falta de fusión
El cordón no se fusiona adecuadamente con una de las
paredes
Reducción del área efectiva de la
unión
Porosidad excesiva
Presencia de múltiples huecos en el cordón
Reducción de la sección resistente,
inicio de grietas
Grietas en la soldadura
Microgrietas o macrogrietas presentes después del
enfriamiento
Propagación rápida bajo carga de
tensión
Socavadura
(undercut)
Muesca en el metal base adyacente al cordón
Concentrador de tensiones que inicia
la fractura
Refuerzo excesivo
Cordón demasiado alto y concentrado
Concentración de tensiones en el
cambio de sección
Electrodo incorrecto
Uso de electrodo con resistencia menor a la del tubo
Falla prematura del cordón por
resistencia insuficiente
profunda
B. Causas relacionadas con la preparación
Causa
Descripción
Mecanismo de falla
Bisel inadecuado
Ángulo de bisel demasiado cerrado o espacio de
raíz insuficiente
Penetración incompleta, falta de fusión
Desalineación de tubos
Ejes de los tubos no coinciden, generando
excentricidad
Esfuerzos de flexión adicionales en la unión
Holgura excesiva (gap)
Separación entre tubos mayor a 3-4 mm
Exceso de soldadura, mayor contracción,
tensiones residuales
64
Causa
Descripción
Mecanismo de falla
Limpieza deficiente
Presencia de óxido, grasa, pintura o humedad
Porosidad, falta de fusión, grietas por
hidrógeno
Tubos fríos al soldar (temperatura < 5°C)
Enfriamiento rápido, tensiones residuales,
grietas
Falta
precalentamiento
de
C. Causas relacionadas con el proceso de instalación
Causa
Descripción
Mecanismo de falla
Sobrecarga
descenso
durante
el
Peso de la columna superior a la resistencia de la
unión
Tensión excesiva que supera el límite
elástico
Impacto
descenso
durante
el
Golpe contra irregularidades del pozo o durante el
acoplamiento
Carga dinámica
resistencia
la
Columna se atasca en el pozo y se fuerza su
liberación
Tensión adicional por tiro forzado
Movimientos bruscos
Ascenso y descenso brusco de la columna durante la
instalación
Fatiga de la unión por cargas cíclicas
Vibraciones
Vibraciones del equipo de perforación transmitidas
a la columna
Fatiga por vibración
Atrapamiento
columna
de
que
excede
la
D. Causas relacionadas con la calidad del tubo
Causa
Descripción
Mecanismo de falla
Acero de baja calidad
Tubo con resistencia inferior a la especificada
Falla del metal base por debajo de la
carga de diseño
Defectos
laminación
de
Inclusiones, delaminaciones o fisuras del tubo
Concentración de tensiones, propagación
de grietas
Espesor de
irregular
pared
Variaciones de espesor que generan zonas débiles
Falla localizada en la sección más
delgada
Tubo almacenado en condiciones adversas, con
picaduras de corrosión
Reducción del espesor efectivo
Corrosión previa
Síntomas detectables
Durante la soldadura:
 Dificultad para obtener una soldadura limpia
 Exceso de porosidad visible en el cordón
 Grietas visibles durante o inmediatamente después de soldar
Durante la inspección visual:
65




Cordón de soldadura con apariencia irregular
Socavaduras evidentes (muescas junto al cordón)
Refuerzo excesivo (cordón muy alto y abultado)
Desalineación visible entre tubos
Durante el descenso de la columna:
 Sonidos anormales (crujidos, chasquidos) que indican deformación
 Disminución súbita de la carga en el gancho de la perforadora
 Inclinación o desalineación de la columna
 Pérdida de fluido de perforación por la unión (si está sumergida)
Después de la falla:
 Caída parcial o total de la columna al fondo del pozo
 Sección de tubería que queda atrapada en el pozo
 Imposibilidad de continuar el descenso
Soluciones técnicas
A. Si la falla se detecta antes del descenso (durante la inspección):
Solución
Reparación
soldadura
Descripción
de
la
Aplicabilidad
Esmerilar
completamente
deficiente y re-soldar
la
soldadura
Defectos superficiales (socavadura, porosidad
superficial)
Corte y re-soldadura
Cortar la unión completa, biselar nuevamente y
soldar
Penetración incompleta, falta de fusión, grietas
Rechazo del tramo
Desechar el tramo defectuoso y usar uno nuevo
Defectos severos o múltiples
B. Si la falla ocurre durante el descenso (columna parcialmente instalada):
Solución
Descripción
Complejidad
Tiempo
estimado
Recuperación
pescador
con
Utilizar herramienta de pesca
(fishing tool) para enganchar la
columna caída
Alta
1-3 días
Recuperación
tubería
de
diámetro
con
menor
Descender tubería de menor
diámetro dentro de la caída y
expandir para enganchar
Muy alta
2-5 días
Cementación del tramo
caído
Si la columna no puede
recuperarse, cementar la zona y
perforar nuevamente
Media
1-2 días
Abandono del pozo y
reperforación
Cimentar todo el pozo y perforar
uno nuevo al lado
Muy alta
>1 semana
C. Recuperación de columna caída (procedimiento detallado):
Paso 1: Evaluar la situación
66



Determinar profundidad de la columna caída
Verificar si hay obstrucción que impida el acceso
Evaluar si la columna está intacta o fragmentada
Paso 2: Seleccionar herramienta de pesca según el caso:
 Over-shot (pescador de envoltura): Para columnas con extremo superior accesible
 Spear (pescador interno): Para columnas con extremo superior dañado
 Magnet (imán): Para fragmentos pequeños de tubería
 Basket (cesta): Para recuperar múltiples fragmentos
Paso 3: Descenso de la herramienta y enganche
 Bajar la herramienta de pesca con cuidado hasta contactar la columna caída
 Verificar el enganche mediante prueba de tracción suave
 Una vez confirmado, extraer la columna lentamente
Paso 4: Inspección de la falla
 Una vez recuperada la columna, examinar la unión fallada
 Determinar la causa de la falla (defecto de soldadura, sobrecarga, etc.)
 Documentar con fotografías para análisis posterior
D. Si no es posible recuperar la columna:
Alternativa
Procedimiento
Ventajas
Desventajas
Inyectar cemento desde el
fondo
hasta
superficie,
esperar fragüe, reperforar al
lado
Recupera parte
de la inversión
Tiempo y costo
adicional
Cementación
reperforación
y
Perforación
través
de
columna caída
a
la
Usar broca especial que
pulveriza la tubería y
continúa perforando
No
requiere
recuperación
Daña la broca,
posible desviación
Abandono total del
pozo
Sellar con cemento, iniciar
nuevo pozo en otra ubicación
Certeza técnica
Mayor costo y
pérdida de tiempo
Medidas preventivas
A. Prevención en la etapa de diseño y selección de materiales:
1. Verificar especificaciones del tubo:
o Asegurar que el acero cumpla con ASTM A53 (grado B) o ASTM A139
o Verificar certificados de calidad del fabricante
o Realizar ensayos de tracción en muestras representativas (opcional)
2. Seleccionar espesor adecuado:
o Calcular el peso total de la columna (profundidad × peso por metro)
o Aplicar factor de seguridad mínimo de 2
o Considerar sobrecargas dinámicas durante la instalación
3. Diseñar la soldadura según código:
o Seguir AWS D1.1 o API 1104
o Especificar tipo de electrodo y parámetros de soldadura
o Definir criterios de inspección y aceptación
B. Prevención en la preparación de la unión:
67
Actividad
Acción
Verificación
Corte de tuberías
Usar cortadora mecánica o sierra, evitar corte con oxicorte
Extremo perpendicular al eje (±1°)
Biselado
Bisel simple 30°-35° para espesores <12 mm
Ángulo medido con galga
Limpieza
Remover óxido, grasa, pintura en 50 mm desde el borde
Superficie metálica brillante
Alineación
Usar gatos de alineación o mordazas
Desalineación < 10% del espesor
Espacio de raíz (gap)
Mantener 1,5-3 mm
Medir cada 90°
Puntos de soldadura
3-4 puntos uniformemente distribuidos
Sin grietas en los puntos
C. Prevención durante la soldadura:
1. Control de electrodos:
o Usar electrodos del diámetro adecuado según espesor
o Secar electrodos E7018 a 250-350°C por 2 horas
o Mantener electrodos en horno de mantenimiento (120-150°C)
2. Control de parámetros:
o Corriente dentro del rango recomendado
o Mantener arco corto (apenas tocando la superficie)
o Velocidad de avance constante
3. Técnica de soldadura:
o Soldar la raíz con electrodo E6010/E6011 (mayor penetración)
o Completar pasadas de relleno con E7018 (bajo hidrógeno)
o Limpiar escoria entre pasadas
4. Control térmico:
o Precalentar si temperatura ambiente < 5°C o espesor > 12 mm
o Controlar temperatura entre pasadas (150-250°C)
o Enfriamiento lento después de soldar (cubrir con manta térmica)
D. Prevención mediante control de calidad:
Etapa
Tipo de inspección
Frecuencia
Criterio
Antes de soldar
Visual
preparación
100%
Bisel, limpieza, alineación
correctos
Durante
soldadura
la
Visual de parámetros
Continua
Corriente,
posición
Después
soldar
de
Visual del cordón
100%
Sin grietas, socavadura <0,5
mm
Líquidos penetrantes
(PT)
20% de uniones
Sin defectos indicativos
Muestreo
de
68
velocidad,
Etapa
Tipo de inspección
Frecuencia
Criterio
Muestreo
Ultrasonido (UT)
10% de uniones
Sin discontinuidades internas
Prueba final
Hidrostática
Columna
completa
Sin fugas, caída presión <5%
E. Prevención durante el descenso de la columna:
1. Control de carga:
o Monitorear la carga en el gancho de la perforadora
o No exceder el 70% de la carga admisible de la unión más débil
o Detener el descenso si la carga aumenta inesperadamente (posible atrapamiento)
2. Control de velocidad:
o Descender a velocidad constante y baja (0,1-0,3 m/s)
o Evitar movimientos bruscos de aceleración o frenado
3. Verificación de atrapamiento:
o Si la columna no desciende, no forzar con tiro
o Circular fluidos para lubricar y limpiar
o Si persiste, extraer y verificar la causa
4. Protección de la unión:
o Usar centralizadores para evitar contacto de la unión con las paredes del pozo
o Instalar protectores de roscas/soldaduras durante el transporte
FALLAS DURANTE LA OPERACIÓN
Ingreso de sedimentos (arenamiento)
Partículas de arena o sedimento ingresan al pozo junto con el agua, depositándose en el fondo,
desgastando la bomba y reduciendo el caudal.
Causas principales:
 Diseño de rejillas inadecuado (apertura excesiva para la granulometría del acuífero)
 Ausencia o mala selección del empaque de grava
 Desarrollo insuficiente del pozo
 Velocidad de entrada del agua a las rejillas excesiva (>0,03 m/s)
 Formación del acuífero mal gradada (SP, GP)
Síntomas detectables:
 Arena en el agua bombeada (visible a simple vista o por desgaste prematuro de la bomba)
 Acumulación de sedimento en el fondo (medible con sonda)
 Disminución progresiva del caudal
 Aumento de la turbidez del agua
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Limpieza con sobrebombeo
Bombear a alto caudal para evacuar arena acumulada
Arenamiento leve
Limpieza con pistoneo (surge
block)
Generar pulsos de presión para movilizar arena
Arenamiento moderado
69
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Rehabilitación con ácidos
Disolver incrustaciones que retienen arena
Arenamiento
obstrucción
Instalación de filtro interno
Colocar rejilla adicional dentro de la tubería
Solución temporal
Reemplazo de rejillas
Perforar nuevamente la zona e instalar nuevas rejillas con
diseño corregido
Solución definitiva
con
Medidas preventivas:
1. Realizar análisis granulométrico del acuífero antes de diseñar las rejillas
2. Seleccionar la apertura de rejillas basada en la curva granulométrica (D30 de la grava o D50
de la formación)
3. Utilizar empaque de grava calibrada con relación D50 grava/D50 formación = 4 a 8
4. Desarrollar el pozo adecuadamente hasta obtener agua cristalina (turbidez < 5 NTU)
5. Mantener la velocidad de entrada del agua a las rejillas por debajo de 0,03 m/s
6. En suelos uniformes (SP, GP), usar empaque de grava calibrado obligatoriamente
Bajo rendimiento hidráulico (caudal insuficiente)
El pozo no alcanza el caudal de diseño o experimenta una disminución progresiva del caudal a lo
largo del tiempo.
Causas principales:
 Obstrucción de rejillas por incrustaciones químicas (carbonatos, sulfatos, hierro)
 Desarrollo insuficiente del pozo
 Incrustaciones biológicas (biofouling)
 Sobreexplotación del acuífero (descenso regional del nivel freático)
 Diseño inadecuado (rejillas muy cortas, apertura incorrecta)
 Daños en la bomba o en la tubería de impulsión
Síntomas detectables:
 Caudal bombeado menor al de diseño
 Mayor descenso del nivel (drawdown) para el mismo caudal
 Aumento de la eficiencia (paradojal) por obstrucción selectiva
 Mayor consumo energético de la bomba
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Limpieza con ácidos
Inyectar ácido clorhídrico o sulfámico para disolver
incrustaciones
Incrustaciones químicas
Limpieza con cloro
Inyectar cloro para eliminar biofouling
Incrustaciones biológicas
Pistoneo (surge)
Generar pulsos de presión para desobstruir rejillas
Obstrucción física
Aumentar la profundidad del pozo para alcanzar mayor
espesor de acuífero
Sobreexplotación
acuífero
Reperforación
profundización
o
70
del
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Reemplazo de bomba
Instalar bomba de mayor eficiencia o diferentes características
Problemas de bombeo
Medidas preventivas:
1. Diseñar el pozo con suficiente longitud de rejillas (mínimo 1/3 del espesor del acuífero)
2. Desarrollar el pozo adecuadamente hasta alcanzar eficiencia ≥ 70%
3. Realizar mantenimiento preventivo: limpieza periódica con ácidos suaves o cloro
4. Monitorear niveles freáticos para detectar sobreexplotación temprana
5. En aguas con alto contenido de hierro, instalar sistemas de tratamiento
6. Registrar caudales y niveles periódicamente para detectar tendencias
Obstrucción de filtros (rejillas)
Las rejillas se obstruyen parcial o totalmente por acumulación de materiales, reduciendo el área de
entrada y disminuyendo el caudal.
Causas principales:
 Incrustaciones químicas (carbonato de calcio, sulfato de calcio, óxidos de hierro y
manganeso)
 Biofouling (crecimiento bacteriano en las rejillas)
 Acumulación de finos y sedimentos
 Precipitación de sílice o sales (en aguas termales o con alta salinidad)
 Corrosión de las rejillas (pérdida de apertura por óxidos)
Síntomas detectables:
 Disminución del caudal sin aumento del nivel dinámico (obstrucción localizada)
 Dificultad para desarrollar el pozo
 Aumento de las pérdidas de carga en el pozo (CQ² mayor)
 En casos severos, imposibilidad de bombear
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Limpieza química con ácidos
Inyectar ácido clorhídrico (5-15%) para incrustaciones de
carbonatos
Incrustaciones
calcáreas
Limpieza con dispersantes
Usar pirofosfato de sodio para dispersar arcillas
Arcillas en rejillas
Limpieza
(biofouling)
con
cloro
Inyectar cloro 50-100 mg/L con tiempo de contacto 24-48 horas
Bacterias y biofilms
Limpieza
cepillo
mecánica
con
Descender cepillo rotatorio para desprender incrustaciones
Obstrucciones duras
Generar flujo inverso que desobstruye las rejillas
Obstrucciones blandas
Pulsos de presión (surge)
Medidas preventivas:
1. Realizar análisis químico completo del agua para prever potencial de incrustaciones
2. En aguas con alto potencial incrustante (índice de Langelier > 0), diseñar con materiales
resistentes
3. Desarrollar el pozo agresivamente para eliminar finos sueltos
71
4. Realizar limpieza preventiva programada (ej. cada 2-3 años)
5. En aguas con hierro, instalar filtros adicionales o sistemas de aireación
6. Usar rejillas de acero inoxidable en aguas agresivas
Corrosión de tuberías
Deterioro progresivo del material de las tuberías por reacción química o electroquímica con el agua,
lo que puede llevar a perforaciones, colapsos y contaminación del agua.
Causas principales:
 Agua agresiva con pH bajo (< 6,5)
 Alta concentración de cloruros (> 500 mg/L)
 Presencia de dióxido de carbono agresivo (CO₂)
 Presencia de sulfatos (que forman ácido sulfúrico)
 Oxígeno disuelto en el agua
 Corrientes galvánicas entre materiales disímiles
Síntomas detectables:
 Coloración del agua (rojiza por óxido de hierro)
 Sabor metálico en el agua
 Adelgazamiento visible de tuberías al extraer la bomba
 Perforaciones en tuberías que permiten ingreso de arena
 Fallas estructurales de la entubación
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Instalación de tubería de revestimiento interior
(liner)
Insertar tubería de menor diámetro de material
resistente
Corrosión moderada
Protección catódica
Instalar ánodos de sacrificio para proteger el
acero
Corrosión
electroquímica
Reemplazo de tramos corroídos
Extraer y reemplazar secciones dañadas
Corrosión localizada
Inyección de inhibidores de corrosión
Agregar químicos
protectora
Solución temporal
Reconstrucción total del pozo
Perforar nuevo pozo con materiales adecuados
que
forman
película
Corrosión severa
Medidas preventivas:
1. Realizar análisis químico del agua antes de seleccionar el material de la entubación
2. En aguas agresivas (pH < 6,5 o cloruros > 500 mg/L), usar acero inoxidable 316 o PVC
3. Evitar el uso de materiales disímiles sin aislantes (para evitar corrosión galvánica)
4. Instalar sistemas de tratamiento de agua (neutralización, desaireación) si es necesario
5. Realizar inspecciones periódicas con cámara de video para detectar corrosión temprana
6. Mantener el pozo operando para evitar agua estancada (que acelera corrosión)
Contaminación del agua
El agua extraída presenta contaminantes físicos, químicos o biológicos que la hacen no apta para su
uso previsto.
Causas principales:
72






Sello sanitario deficiente o inexistente (infiltración desde superficie)
Contaminación cruzada entre acuíferos (conexión por diseño inadecuado)
Corrosión de tuberías que libera metales
Filtración de aguas servidas, fertilizantes, plaguicidas
Intrusión salina en acuíferos costeros
Actividades mineras o industriales cercanas
Síntomas detectables:
 Análisis de agua fuera de norma (coliformes fecales, nitratos, arsénico, sales)
 Sabor, olor o color anormal en el agua
 Aumento de conductividad eléctrica (indicador de sales)
 Presencia de espumas o aceites
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Reparación del sello sanitario
Inyectar lechada cemento-bentonita desde
superficie
Contaminación superficial
Sellado de tramos
Instalar tubería ciega en tramos de acuíferos
contaminados
Contaminación
específico
Instalación de sistema de tratamiento
Filtros, cloración, ósmosis inversa, etc.
Contaminación
química/biológica
Sellado del pozo
Abandonar el pozo con cemento para evitar
propagación
Contaminación severa
Alejar el pozo de fuentes de contaminación
Solución definitiva
Perforación de nuevo
ubicación diferente
pozo
en
Medidas preventivas:
1. Instalar sello sanitario con profundidad ≥ 20 m en zonas agrícolas o urbanas
2. Diseñar el sello con materiales de baja permeabilidad (< 10⁻⁷ cm/s)
3. Asegurar que no haya conexión hidráulica entre acuíferos de diferente calidad
4. Respetar distancias mínimas a fuentes de contaminación
5. Realizar análisis de agua periódicos (al menos anuales)
6. En zonas costeras, monitorear conductividad para detectar intrusión salina temprana
7. En zonas agrícolas, instalar sello sanitario extendido (30 m) y monitorear nitratos
Vida útil reducida
El pozo presenta fallas prematuras (antes de 10-15 años) que requieren rehabilitación o reemplazo,
cuando la vida útil esperada debería ser de 20-30 años o más.
Causas principales (factores combinados):
 Diseño inadecuado (rejillas, empaque de grava, materiales)
 Mala calidad constructiva (desarrollo insuficiente, mal sellado)
 Falta de mantenimiento preventivo
 Condiciones del agua más agresivas de lo previsto
 Sobreexplotación del acuífero
 Múltiples fallas acumuladas
Síntomas detectables:
73
de
acuífero




Necesidad de rehabilitación frecuente (cada 2-3 años)
Caudal decreciente sostenido
Costos de operación y mantenimiento crecientes
Calidad del agua deteriorándose
Soluciones técnicas:
Solución
Descripción
Aplicabilidad
Limpiezas periódicas, monitoreo de niveles
Pozos
con
incipiente
deterioro
Rehabilitación mayor
Limpieza química + mecánica, reemplazo de
componentes
Pozos
con
moderado
deterioro
Reconstrucción
Perforar nuevo pozo con diseño mejorado
Pozos con deterioro severo
Programa
preventivo
de
mantenimiento
Medidas preventivas (clave para vida útil prolongada):
1. Invertir en diseño de calidad basado en análisis granulométrico y químico
2. Seleccionar materiales adecuados a las condiciones del agua (resistencia a corrosión)
3. Desarrollar el pozo adecuadamente hasta eficiencia ≥ 70%
4. Instalar sello sanitario profundo y de calidad
5. Realizar mantenimiento preventivo programado (limpieza, monitoreo)
6. Llevar registro de operación (caudales, niveles, calidad)
7. Capacitar al personal de operación en buenas prácticas
TABLA RESUMEN DE FALLAS, CAUSAS, SOLUCIONES Y MEDIDAS PREVENTIVAS
Falla
Causas principales
Soluciones técnicas
Medidas
preventivas
Colapso
pozo
Suelos
granulares,
falta de entubación,
lodos inadecuados
Entubación
inmediata, inyección
de
lechada,
reperforación
Clasificación
de
suelos,
entubación
preventiva, lodos de
calidad
Derrumbes,
expansivas,
desviación
Rotación
inversa,
inyección de lodos
especiales, pesca
Lodos
inhibidores,
movimiento continuo,
estabilizadores
del
Atrapamiento
de sarta
arcillas
74
Causas principales
Soluciones técnicas
Medidas
preventivas
Formaciones
permeables, densidad
excesiva
Materiales sellantes,
reducción
de
densidad,
lechada
cementosa
Control de densidad,
materiales
sellantes
preventivos
Estratificación
inclinada,
broca
desgastada
Reducción
velocidad,
estabilizadores,
reperforación
Verificación periódica,
estabilizadores, brocas
en buen estado
Arenamiento
Diseño de rejillas
inadecuado, falta de
grava
Limpieza
con
sobrebombeo,
rehabilitación,
reemplazo de rejillas
Análisis
granulométrico,
empaque de grava,
desarrollo adecuado
Bajo
rendimiento
Obstrucción,
desarrollo
insuficiente,
sobreexplotación
Limpieza química,
pistoneo,
profundización
Desarrollo adecuado,
mantenimiento
preventivo, monitoreo
Obstrucción de
filtros
Incrustaciones
químicas, biofouling
Ácidos,
cloro,
limpieza mecánica
Análisis
químico,
limpieza preventiva,
materiales adecuados
Corrosión
Agua agresiva, pH
bajo, cloruros
Revestimiento
interior, protección
catódica, reemplazo
Análisis
químico,
materiales resistentes
(acero
inoxidable,
PVC)
Contaminación
Sello
deficiente,
contaminación
cruzada
Reparación de sello,
tratamiento, sellado
del pozo
Sello profundo de
calidad,
distancias
sanitarias, monitoreo
Vida
reducida
Diseño inadecuado,
mala
construcción,
falta
de
mantenimiento
Rehabilitación
mayor,
reconstrucción
Diseño de calidad,
buenas
prácticas
constructivas,
mantenimiento
programado
Falla
Pérdida
circulación
de
Desviación
pozo
del
útil
de
RECOMENDACIONES PARA MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Programa de monitoreo de niveles y caudales
Para este monitoreo se recomienda una revisión Mensual o al menos trimestral.
Registros a mantener:
 Nivel estático (con bomba detenida, después de 24 horas de reposo)
75




Nivel dinámico (durante el bombeo a caudal normal)
Caudal bombeado (medido con caudalímetro o aforo)
Horas de bombeo diarias
Consumo eléctrico (para calcular eficiencia energética)
Interpretación de tendencias:
 Descenso progresivo del nivel estático → Sobreexplotación del acuífero
 Aumento del descenso (drawdown) para el mismo caudal → Obstrucción de rejillas
 Disminución del caudal manteniendo mismo nivel dinámico → Problemas en bomba
Limpieza periódica de rejillas
Frecuencia cada 2-5 años, dependiendo de la agresividad del agua.
Métodos recomendados:
Tipo de incrustación
Método
Productos
Carbonatos (dureza)
Ácido clorhídrico (5-15%)
HCl 5-15% + inhibidor
Óxidos de hierro/manganeso
Ácido sulfámico o ácido cítrico
Ácido sulfámico 5-10%
Biofouling (bacterias)
Cloro
Hipoclorito de sodio 50-100 mg/L
Arcillas
Dispersante
Pirofosfato de sodio
Análisis de agua programados
Parámetros mínimos a analizar anualmente:
 pH, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales (TDS)
 Cloruros, sulfatos, dureza total
 Hierro, manganeso
 Nitratos (en zonas agrícolas)
 Coliformes totales y fecales (en pozos de consumo humano)
Frecuencia:
 Pozos de consumo humano: semestral o anualmente
 Pozos agrícolas o industriales: anualmente o bienalmente
Inspección visual del cabezal y sellos
Frecuencia: Cada 6 meses o después de eventos extremos (terremotos, inundaciones).
Verificaciones:
 Integridad del cabezal (sin grietas, deformaciones)
 Estanqueidad del sello superficial (sin filtraciones)
 Estado de la losa de protección (sin grietas ni desniveles)
 Presencia de vegetación alrededor que pueda dañar el sello
Registro de vida útil del pozo
Se recomienda llevar un cuaderno de vida del pozo que contenga:
1. Datos de diseño y construcción:
o Profundidad total, diámetros, materiales
o Ubicación de rejillas (profundidades y longitudes)
o Tipo de empaque de grava y sello sanitario
76
o Resultados de pruebas de bombeo iniciales (caudal, eficiencia)
2. Historial de operación:
o Registros de niveles y caudales (fechados)
o Horas de bombeo acumuladas
o Mantenimientos realizados (fecha, tipo, productos usados)
3. Historial de intervenciones:
o Limpiezas (fecha, métodos, resultados)
o Rehabilitaciones (fecha, descripción, costos)
o Cambios de bomba (fecha, tipo, profundidad de instalación)
4. Análisis de agua:
o Resultados de análisis con fechas
o Tendencias detectadas
Beneficios del registro:
 Permite detectar tendencias tempranas de deterioro
 Facilita la planificación de mantenimientos preventivos
 Ayuda a tomar decisiones informadas sobre rehabilitación o reemplazo
 Aumenta la vida útil del pozo (puede extenderla de 15 a 30+ años)
SÍNTESIS DEL CAPÍTULO
El análisis de fallas en pozos profundos permite identificar patrones recurrentes que pueden
prevenirse mediante:
1. Diseño adecuado: Basado en análisis granulométrico para rejillas y empaque de grava;
selección de materiales según calidad del agua.
2. Buena práctica constructiva: Desarrollo adecuado del pozo (eficiencia ≥ 70%), sello
sanitario profundo y de calidad, entubación oportuna.
3. Mantenimiento preventivo: Monitoreo periódico de niveles y caudales, limpiezas
programadas, análisis de agua regulares.
4. Registro de operación: Llevar un historial de vida del pozo para detectar tendencias
tempranas.
La experiencia muestra que un pozo bien diseñado, correctamente construido y adecuadamente
mantenido puede tener una vida útil de 20 a 30 años o más, mientras que un pozo con fallas en alguna
de estas etapas puede requerir rehabilitación a los 5-10 años o incluso fracasar prematuramente.
La guía técnica propuesta en el Capítulo 5 incorpora las medidas preventivas aquí identificadas, con
el objetivo de maximizar la vida útil y eficiencia de los pozos profundos en Chile.
77
3. TÍTULO PRIMER NIVEL
(Formato título 1er nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 12 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo)
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto.
Los capítulos se podrán dividir en mínimo dos subcapítulos, cuando se considere correspondiente.
5.1 TÍTULO SEGUNDO NIVEL
(Formato título 2do nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 18 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo).
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto.
Los subcapítulos se podrán dividir en mínimo dos subcapítulos (cuando se considere
correspondiente).
1.2.1
Título tercer nivel
(Formato título 3er nivel: Times New Roman, negrita, 11. Espaciado entre párrafos: Anterior: 18 pto.;
Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo)
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto.
Sólo se admiten tres niveles con numeración. Para niveles adicionales se deberán usar viñeta:
 Prueba de párrafo de cuarto nivel. (Sin sangría. Sin tabulado. 1 espacio entre viñeta y primera letra.)
78
4. CONCLUSIONES
(Formato título 1er nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 12 pto.; Posterior: 12 pto. Interlineado sencillo)
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 12 pto.; Posterior: 12 pto.
79
5. BIBLIOGRAFÍA
(Formato título 1er nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 12 pto.; Posterior: 12 pto. Interlineado sencillo)
Ordenadas alfabéticamente. Formato: Times New Roman, normal, justificado, 11. Espaciado entre
párrafos: Anterior y posterior: 3 pto. Usar viñetas. Un espacio entre viñeta y primera letra.
Artículo:
 Apellido, Iniciales nombre, Apellido, Iniciales nombre y Apellido, Iniciales nombre. Título del
artículo. Nombre de la revista, Volumen (Número o mes), páginas, año.
 Alien, J. S., Samuelson, R. y Newberger, A. Influence of nonassociativity on the bearing capacity
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Libros:
 Apellido, Iniciales nombre, Apellido, Iniciales nombre y Apellido, Iniciales nombre. Título del
Libro. Edición. Editorial, ciudad, país, año.
 Chen, W. F. Limit analysis and soil plasticity. Elsevier, Amsterdam, 1975.
Tesis:
 Apellido, Iniciales nombre, Apellido, Iniciales nombre y Apellido, Iniciales nombre. Título de la
tesis [Indicar grado académico]. Universidad, ciudad, país, año.
 Jacobs, J. Regulation of Life History Strategies within Individuals in Predictable and Unpredictable
Environments [PhD Thesis]. University of Washington, Seattle, WA, 1996.
Memorias de congresos:
 Apellido, Iniciales nombre, Apellido, Iniciales nombre y Apellido, Iniciales nombre. Título del
Artículo. Nombre del congreso, ciudad, país, volumen, páginas, año.
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Documento con autor institucional:
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81
6. ANEXOS (Si llegara a corresponder)
(Formato título 1er nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula. Espaciado entre párrafos:
Anterior: 18 pto.; Posterior: 6 pto. Interlineado sencillo)
6.1 ANEXO A
(Formato título 2do nivel: Times New Roman, negrita, 11, mayúscula).
Formato: Times New Roman, normal, 11, justificado. Interlineado sencillo. Alineación: Justificada.
Espaciado entre párrafos: Anterior: 6 pto.; Posterior: 6 pto.
82