Incrustaciones en las captaciones de agua

Incrustación es la deposición de materiales extraños, más o menos adherentes, en diversas partes de las captaciones de agua, bien en el filtro, bien en el propio acuífero.

Las incrustaciones pueden ser duras o frágiles, actuando muchas veces a modo de cemento (p. ej., formación de carbonatos). A veces se trata de lodos o rellenos pastosos o gelatinosos (p. ej., óxidos de hierro o colonias de bacterias).

La presencia de incrustaciones generalmente se asocia a un descenso de los caudales específicos (caudal por metro de descenso del nivel de agua).

Las incrustaciones pueden afectar a:

- La zona filtrante de los pozos. Como consecuencia producen una reduciendo de la superficie efectiva de entrada de agua.
- El propio acuífero. Rellenan sus poros y disminuyen su permeabilidad. 
- Tuberías. Disminuyen la sección. Si se producen sobre la propia pared del pozo, en principio no afectan a la explotación del mismo (pueden molestar o impedir el montaje y desmontaje de la bomba), pero si lo hacen en la tubería de impulsión, aumentan las pérdidas de carga del bombeo.

En un pozo que bombea a un ritmo de 100 m3/h, la disminución de la dureza del agua en sólo una parte por millón debido al paso por la rejilla, supone la precipitación de 2,4 kg diarios de carbonato cálcico. Afortunadamente, solo parte de ese carbonato se precipita sobre la rejilla, pero una parte considerable puede hacerlo en zonas próximas o en el sistema de bombeo. Las incrustaciones pueden llegar a colmatar totalmente la rejilla en sus inmediaciones, hasta algunos centímetros de espesor, y parcialmente hasta varios decímetros.

Tipos de incrustaciones

Carbonato cálcico CO3Ca

El carbonato cálcico forma las incrustaciones más frecuentes. Generalmente, su origen se asocia a una pérdida de anhídrido carbónico por el agua.

Las aguas subterráneas suelen estar saturadas en carbonato cálcico en disolución debido a la presencia de anhídrido carbónico disuelto. La cantidad de anhídrido carbónico disuelto depende de la proporción del mismo en el aire en contacto con el agua y de la temperatura. Como las aguas al infiltrarse lo hacen a través de terrenos no saturados que con frecuencia tienen contenidos en anhídrido carbónico muy superiores al de la atmósfera (hasta 20 veces superior), pueden disolver cantidades notables de carbonato. Al estar estas aguas a presiones inferiores a las que tenían en el terreno, o al entrar en contacto con la atmósfera pierden anhídrido carbónico con la consiguiente sobresaturación en carbonatos. Si las condiciones son apropiadas, el exceso de carbonato cálcico (en menor medida el carbonato magnésico, que es más soluble) se puede precipitar en forma de pequeños aglomerados fangosos o depositarse en capas duras y estratificadas sobre las superficies sólidas, formando incrustaciones.

Un aumento de la temperatura es un factor importante en las conducciones (mucho menos en los pozos) y lleva también a una sobresaturación en carbonatos con la consiguiente posibilidad de incrustaciones. La mezcla de aguas diferentes, puestas en contacto por pozos que atraviesan varios acuíferos, puede ser también origen de incrustaciones. +

Hierro Fe(OH)3 y Fe(OH)2

Con frecuencia las aguas lleven cantidades notables de hierro (algunas partes por millón en ion ferroso), generalmente asociado a ambientes geoquímicos reductores, el cual puede precipitar por oxidación al tomar contacto con el aire, perder anhídrido carbónico o variar la velocidad del agua. Puede precipitarse óxido de hierro hidratado (frecuentemente férrico, aunque a veces también puede ser ferroso formando un fango negro) o más fácilmente hidróxido férrico (marrón rojizo) o ferroso (incoloro), más o menos pastosos o gelatinososo y en ocasiones muy voluminosos.

Este precipitado voluminoso ocupa los poros reduciendo de forma considerable la permeabilidad de la formación.

A veces su presencia pasa inadvertida en las muestras de terreno, ya que fácilmente se destruye su tenue trama.

En ocasiones el hierro puede provenir de la corrosión del tubo del pozo y precipitarse después en otro punto o incluso "in situ", dando origen a la simultaneidad de corrosión e incrustación.

Las bacterias del hierro, principalmente las de los géneros Gallionella, Cremothrix y Leptothrix, pueden dar precipitados voluminosos de compuestos férricos a partir del ion ferroso, los cuales reducen drásticamente la permeabilidad, además de atrapar otras partículas insolubles. Las condiciones más favorables para su desarrollo son:

- Aguas freáticas aerobias, principalmente a poca profundidad bajo el nivel del agua.
- Aguas subterráneas relativamente frías (menos de 18,5ºC). No se desarrollan con temperaturas superiores a 24ºC.
- Aguas con elevado contenido en Fe (por encima de 1 ppm) y Mn.
- Aguas poco salinas, con residuo seco menor de 1000 ppm. No se desarrollan en aguas salinas o con elevados contenidos en sulfatos.

Magnesio  CO3Mg y Manganeso CO3Mn

Tiene igual comportamiento que el hierro, dando óxido negro o marrón oscuro o un gel de Mn(OH)4. Normalmente no crean graves problemas ya que se presenta en cantidades muy pequeñas.

Yeso

Salvo en casos excepcionales de aguas muy sulfatadas, no es normal encontrar incrustaciones de yeso en los pozos, ya que su solubilidad es alta y aunque disminuye al aumentar la temperatura, no son de esperar cambios importantes de ésta en los pozos.

La precipitación de yeso es más favorable en tuberías, especialmente de refrigeración.

Sílice

Tampoco son frecuentes las incrustaciones duras de sílice ya que los cambios de temperatura en el pozo son despreciables. No obstante, este tipo de incrustaciones puede aparecer con aguas sobresaturadas o aparecer como silicatos atrapados en las incrustaciones carbonatadas.

Generalmente la sílice aparece atrapada en otras incrustaciones y no es de precipitación química.

 
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