12 Diciembre 2018

Pozos excavados (noria)

Autor
Marco Bruni (seecon)
Dorothee Spuhler (seecon)
Adaptado por
Luis Roberti Pérez (seecon)
Adaptado de

Resumen ejecutivo

El método tradicional y más común para obtener agua subterránea en áreas rurales de países en desarrollo es a través de pozos excavados a mano (WATERAID s.f.). Con el conocimiento previo de que hay agua subterránea presente y bastante cerca de la superficie, se excava un hoyo hasta que se alcanza el nivel donde ésta se recoge y se extrae con la ayuda de bombas o baldes. Con las condiciones geológicas adecuadas, los pozos excavados proporcionan una solución de baja tecnología para los desafíos del suministro de agua rural y pueden implementarse con un alto nivel de participación comunitaria y material y herramientas disponibles localmente.

Ventajas
Alto grado de participación de la comunidad durante todo el proceso, así como uso de material disponible localmente
Bajo supervisión, no se requieren trabajadores cualificados
Equipo sencillo suficiente para la construcción y el mantenimiento
Bajo costo para la construcción y de operación y mantenimiento
Posible participación del sector privado (excavadores de pozos locales)
El rendimiento puede aumentarse después de la construcción, con depósito incluido (diámetro grande)
No se requiere un cambio sustancial de comportamiento ya que el proceso de aceptación se ve reforzado por la prolongada fase de construcción
Aunque es favorable, no se requieren bombas para extraer agua
Desventajas
Fase de construcción larga y la excavación puede ser peligrosa (colapso, gases)
Se necesita fuente de alimentación de electricidad para bomba motorizada, que a menudo se requiere para bajar el nivel freático durante la construcción
Aplicación restringida a regiones con formación geológica bastante blanda, niveles de agua subterránea relativamente altos o lechos de ríos secos
La alteración del nivel del agua subterránea puede afectar negativamente al medio ambiente circundante
El peso de anillos de revestimiento (hormigón) puede llegar hasta 900 kg, lo que hace que sean difíciles de manejar
Depende de las fluctuaciones de la capa freática
Los acuíferos poco profundos son susceptibles a los contaminantes que se infiltran desde la superficie
Posible contaminación en pozos abiertos por barro, vegetación, animales, desechos y uso de cubos y cuerdas, por lo que existe la necesidad de una operación y mantenimiento cuidadosos. Hay riesgo de caída al pozo de personas si están descubiertos

Introducción

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Los pozos excavados representan el método más tradicional y común para obtener agua de fuentes de agua subterránea, en zonas rurales de países en desarrollo (WATERAID s.f.). A diferencia del agua superficial, como de ríos o lagos, lagunas y embalses, el agua subterránea usualmente es de mayor calidad. Aunque para la construcción de un pozo excavado puede incluirse la ayuda de equipo técnico, generalmente, se realiza de forma manual ya que muchas regiones rurales ofrecen mano de obra barata y carecen de recursos técnicos adecuados.

El principio básico es bastante sencillo y se inicia con el conocimiento previo de que hay agua subterránea presente y cerca de la superficie. Luego, se procede a excavar un agujero hasta que se alcanza el nivel del agua subterránea. El agua subterránea entrante se recoge y se puede extraer con la ayuda de cubos o bombas, normalmente activadas por fuerza humana, pero se puede dar el caso de bombeo mecanizado. La profundidad de los pozos excavados a mano puede variar entre los 5 y los 20 metros de profundidad. Una excavación de aproximadamente 1.5 metros de diámetro proporciona un espacio de trabajo adecuado para la construcción del pozo y permitirá un diámetro interno final de aproximadamente 1.2 metros después de que este haya sido revestido (WATERAID s.f.). El rendimiento del pozo en términos de cantidad está determinado en gran medida por el tipo de suelo (es decir, la porosidad), por el diámetro y la profundidad del pozo. Los pozos con un gran diámetro y profundidad exponen un área mayor para la infiltración y, por lo tanto, proporcionan una recarga rápida. Por ejemplo, un acuífero de 2 metros de profundidad y un pozo con 1.3 m de diámetro expondrá 8.2 m2 para la infiltración de agua, mientras que un agujero perforado de 150 mm de diámetro solo expone 1 m2 (COLLINS 2000).

Área expuesta de los pozos excavados a mano
Área expuesta de los pozos excavados a mano. Fuente: COLLINS 2000, p.30

 

Los pozos excavados a mano pueden proporcionar una alternativa viable a las fuentes de agua no higiénicas y sin protección, al tiempo que se evitan los costos de inversión y mantenimiento asociados con los sistemas de suministro de agua más sofisticados. Sin embargo, la supervisión y una cuidadosa operación y mantenimiento son importantes. La protección de las áreas circundantes debe garantizarse para evitar la contaminación. Por lo tanto, se debe implementar la construcción de capacidades sobre cómo administrar y usar el sistema. Por último, la mejora de los pozos que ya existen siempre debe considerarse como una alternativa preferible a la construcción de nuevos pozos. A menudo, los medios económicos se pueden invertir de manera más efectiva para la restauración y, por lo tanto, optimizar mejor el sistema local de gestión del agua (UNICEF 1999). Dado que los pozos a menudo son sitios de importancia cultural, histórica o espiritual para la comunidad, se debe prestar especial atención para evitar conflictos y una baja aceptación (COLLINS 2000).

Consideraciones de diseño

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Antes de comenzar a diseñar y desarrollar cualquier tipo de fuente de agua, se debe realizar una evaluación inicial para poder administrar y desarrollar de manera eficiente los recursos hídricos. Esta evaluación incluye, por un lado, una estimación del balance de agua (es decir, recolección de datos hidrológicos, determinación del estado actual, tendencias del suministro de agua, un análisis de insumo-producto y un análisis de flujo de agua y materiales) y, por otro, una evaluación de los recursos hídricos (es decir, la evaluación y estudio sistemático de estos en relación con el impacto humano, por ejemplo, evaluación de la demanda, estimación de tendencias, análisis del uso y la calidad del agua). Al analizar el lado de la demanda, los problemas de asignación de agua juegan un papel vital. Eventualmente, esta evaluación puede conducir a un plan de desarrollo de recursos hídricos que describa el estado, la gestión y el desarrollo futuro de los mismos en un área o cuenca hidrográfica en particular.

Antes de construir un pozo excavado, se debe evaluar la idoneidad geológica del área, la aceptación dentro de la comunidad y la capacidad de operar y mantener el sistema. Para ello se debe realizar una investigación exhaustiva del área para determinar, entre otras cosas: el tipo de fuente y suelo; existencia de un acuífero; nivel del agua subterránea (en este caso no demasiado profunda); la cantidad y calidad del agua disponible, etc. Se puede tomar en cuenta la información que puedan dar los habitantes de comunidades vecinas, así como la presencia de ciertos tipos de vegetación (por ejemplo, plantas de banano, juncos, caña de azúcar, palmeras datileras) con el fin de indicar posibles zonas de excavación para conseguir agua subterránea (COLLINS 2000).

Componentes de un pozo excavado
Componentes de un pozo excavado. Fuente: SMET and WIJK 2002, p.212

Un pozo excavado consta de tres componentes principales, es decir: a) la cabeza del pozo, que es la parte visible sobre el suelo y sirve para proteger al pozo de la contaminación. Generalmente, consiste en una cubierta o plataforma, un sello de concreto, una boca de inspección (para acceso), un canal de drenaje y una bomba por fuerza manual o mecanizada; b) el encubado del pozo que no es más que la sección que está entre la cabeza y el colector. Está hecho de un material resistente y duradero, que puede mantenerse limpio fácilmente; y, c) el colector que es el área de almacenamiento de agua a la que se accede mediante un balde o bomba. Las paredes de esta zona están construidas de tal manera que permiten que el agua pase desde el acuífero al pozo (COLLINS 2000).

Bajo supervisión, se requieren trabajadores físicamente capaces en todo el proceso de construcción. Durante o después de la excavación, se debe instalar un revestimiento permanente, a menos que el pozo esté construido en un terreno consolidado (es decir, formaciones rocosas). El revestimiento sirve para varios propósitos: durante la construcción, proporciona protección contra derrumbes y colapso, evitando que la tierra se desmorone llenando de nuevo el agujero excavado. Una vez culminado el pozo, ayuda a mantener o retener las paredes (SMET and WIJK 2002).

Diferentes formas de revestir un pozo
Diferentes formas de revestir un pozo. Fuente: WATERAID 2013, p.4

Aunque se puede utilizar una amplia gama de métodos y materiales de construcción (por ejemplo, ladrillo, piedra, mampostería, hormigón colado en un encofrado dentro del orificio), lo que mayormente se recomienda en el uso de "anillos" circulares prefabricados de hormigón. Se pueden producir in situ o en la comunidad como producción local. En formaciones muy suaves, los anillos se hunden comenzando desde la superficie: excavando desde el interior del anillo, eliminando el material con un cubo y agregando anillos nuevos según sea necesario. En las formaciones más duras, semi-consolidadas, los anillos también pueden incrustarse después de haber excavado por completo el hoyo, hasta el nivel del agua subterránea (UNICEF 1999).

Independientemente del método que se haya utilizado para excavar el pozo hasta la capa freática, nunca debe intentarse por debajo de este nivel hasta que los lados de la excavación hayan recibido el soporte de un revestimiento permanente, o sea, que la excavación se debe llevar a cabo dentro de aros prefabricados de concreto de menor diámetro que el resto del pozo (WATERAID s.f.). En la mayoría de los casos, se requiere una bomba motorizada para desaguar el pozo y permitir la excavación debajo del nivel freático; sin embargo, en algunos casos, las bombas manuales eficientes también se pueden aplicar con éxito (UNICEF 1999).

La sección del pozo que penetra en el acuífero requiere un revestimiento con aberturas o perforaciones que permita que el agua subterránea fluya hacia el pozo (SMET and WIJK 2002). En formaciones con arena fina o partículas de limo, a menudo es necesario un filtro en el fondo del pozo terminado para evitar que entren partículas y obstruyan el pozo. Usualmente, el filtro está hecho de una capa de grava y arena gruesa o un tapón de concreto poroso (UNICEF 1999).

Idoneidad

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Dadas las condiciones geológicas adecuadas, los pozos excavados a mano proporcionan una solución de baja tecnología para los desafíos del suministro de agua rural y pueden implementarse con un alto nivel de participación comunitaria durante todas las fases del proceso. Pueden proporcionar una alternativa viable a fuentes de agua no higiénicas y desprotegidas, al tiempo que se evitan los costos de capital y mantenimiento asociados con sistemas de suministro de agua más sofisticados. Se puede elegir una variedad de diferentes tipos de construcción y tecnologías de elevación de agua de acuerdo con la capacidad financiera y de gestión de la comunidad. Aunque los pozos excavados pueden construirse con materiales y herramientas muy básicos y disponibles a nivel local, la disponibilidad de supervisión y los trabajadores físicamente capaces son importantes. Así como en la mayoría de las fuentes de agua subterránea, los pozos excavados necesitan una operación y un mantenimiento muy cuidadosos para evitar la contaminación. La protección de las áreas circundantes debe garantizarse a largo plazo. Por lo tanto, los recursos adecuados de desarrollo de capacidades deben estar disponibles para enseñar a los usuarios cómo administrar y usar el sistema (COLLINS 2000).

Los sistemas de abastecimiento de agua que usan como fuente las aguas subterráneas son las apropiadas para esta tecnología de captación, es decir, para aquellos donde haya abastecimiento comunal por bombeo, sin tratamiento, cuando se sabe que la calidad del agua es buena, y el sistema de abastecimiento comunal por bombeo con tratamiento, si se duda de la calidad del agua. Asimismo, esta tecnología es clave en los sistemas de abastecimiento de agua basado en fuentes pequeñas protegidas con transporte manual. Como esta tecnología es de pozos excavados a mano, entonces no aplica para aquellos lugares donde las aguas subterráneas se ubiquen a mucha profundidad y estén bajo suelos rocosos, pero es idóneo en lugares donde el manto freático no es profundo y el suelo es de fácil perforación.

Aspectos de salud y aceptación

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Dado que el agua subterránea se filtra física y biológicamente a medida que fluye a través del suelo, el agua extraída de pozos excavados suele ser de mayor calidad que el agua superficial y, por lo tanto, más segura para beber siempre y cuando no haya indicio de contaminación geológica (arsénico) o contaminación cruzada (por ejemplo, por letrinas de fosa sin sellar). Sin embargo, el agua extraída de pozos excavados suele ser de menor calidad que la de los pozos perforados. Para mantener esta calidad, se debe garantizar una construcción sólida, medidas de protección y un mantenimiento adecuado. En este sentido, los pozos deberían protegerse de cualquier contaminante (por ejemplo, desechos sólidos, escorrentía superficial, productos químicos, patógenos de letrinas, etc.) que pueda ingresar al sistema, mediante la instalación de un faldón de sellado y un sistema de drenaje. También, la protección del área circundante es importante. Cuando se dude de la calidad del agua, se tiene que asegurar un tratamiento del agua, ya sea a nivel comunitario o en el hogar. En consecuencia, los usuarios de agua necesitan conocer y comprender las reglas y regulaciones operacionales. Las prácticas y actitudes comunes podrían ser una amenaza para cualquier sistema nuevo y, por lo tanto, para pozos excavados a mano. Así, la creación de capacidades y la concientización deben ser aspectos clave de cualquier proyecto de gestión del agua (COLLINS 2000; GROENWALL et al. 2010). Durante la fase de construcción, el pozo se contaminará debido a la presencia de trabajadores en el interior y a la caída de escombros y material orgánico. Al finalizar el pozo y antes de extraer y usar cualquier agua, se debe realizar una desinfección del pozo, por ejemplo, con cloro (COLLINS 2000).

Operación y mantenimiento

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Uno de los aspectos clave en la sostenibilidad a largo plazo de cualquier sistema de suministro de agua es la participación plena y entusiasta de la comunidad en todas las fases del proceso de suministro de agua, incluidas la operación, el mantenimiento y control. La gestión de un sistema de suministro de agua es de naturaleza interdisciplinaria, por lo que, la operación y el mantenimiento incluyen tanto las tareas estructurales, es decir, labores técnicas, como las consideraciones que se deben llevar a cabo respecto a la higiene y salud. El mantenimiento estructural incluye revisar la plataforma para detectar grietas, asegurar la cubierta de inspección, mejorar el rendimiento al profundizar o eliminar las partículas de arena infiltradas y el mantenimiento del dispositivo de extracción del agua. Aunque no se requiere un trabajador calificado para llevar a cabo estas tareas, la regularidad y la precisión son vitales y deben garantizarse. Asimismo, asegurar la operación higiénica es esencial. Esto implica la protección y limpieza del área (por ejemplo, vallado y superficie circundante), controlar la calidad del agua y desinfectarla si es necesario, monitorear los efectos del uso del agua subterránea en el medioambiente y las áreas adyacentes, y educar constantemente a los usuarios del agua sobre el funcionamiento del pozo y los vínculos entre la calidad del agua y salud (adaptado de COLLINS 2000).

Referencias

Hand-dug Shallow Wells

COLLINS, S. (2000): Hand-dug Shallow Wells. Series of Manuals on Drinking Water Supply, Vol. 5. St. Gallen (Switzerland): Swiss Centre for Development Cooperation in Technology and Management (SKAT). URL [Visita: 29.08.2018] PDF

Groundwater, self-supply and poor urban dwellers. A review with case studies of Bangalore and Lusaka

GROENWALL, J., MULENGA, M. and MCGRANAHAN, G. (2010): Groundwater, self-supply and poor urban dwellers. A review with case studies of Bangalore and Lusaka . London (UK): Human Settlements Working Paper Series, Water and Sanitation – 26. International Institute for Environment and Development (IIED). URL [Visita: 30.08.2018] PDF
Lecturas complementarias

Manual de pozos rasos. Teoría-diseño y construcción de pozos rasos, instalación-operación y mantenimiento de bombas de mano y molinos de viento

Manual en español que detalla todas las etapas que forman parte de la explotación, sencilla y económica, de las aguas subterráneas en el sector rural de países en desarrollo, mediante pozos rasos o poco profundos. Es un material bibliográfico que funciona como herramienta de trabajo dirigido a personal para-profesional, interesado en conocer más sobre aguas subterráneas, construcción de pozos, sistemas simples de bombeo e instalación, operación y mantenimiento de bombas manuales y molinos de viento.

CHICO, J. (1977): Manual de pozos rasos. Teoría-diseño y construcción de pozos rasos, instalación-operación y mantenimiento de bombas de mano y molinos de viento. Washington D.C. (USA): Organización Panamericana de la Salud (OPS). URL [Visita: 29.08.2018] PDF

El pozo: usos, seguridad y tradición en la subcuenca del río San Javier

Investigación realizada en cinco comunidades rurales de bajos ingresos en el poniente del Estado de México con el fin de conocer la contribución de los pozos tradicionales en el suministro de agua a la población rural, mediante trabajo de campo y entrevistas. Se encontró que en la mayoría de los casos, los pozos tradicionales se han convertido en la principal fuente de abastecimiento para uso doméstico, que ayudan a resolver la grave crisis del agua y que cumplen una función social más ya que por lo regular son compartidos de manera gratuita con vecinos.

CHÁVEZ, M., RIVERA, G., ROMERO, T. y VIZCARRA, I. (2012): El pozo: usos, seguridad y tradición en la subcuenca del río San Javier . Entradas: Estudios Sociales: Volume 21 Issue 41, pp.262-286. URL [Visita: 30.08.2018] PDF

Fact sheets on environmental sanitation: Dug Wells

Manual en inglés que explica aspectos sencillos de la construcción de los componentes de un pozo excavado como la plataforma, canal de drenaje, revestimiento del pozo, entre otros, así como sobre protección, desinfección y cuidado de los pozos excavados.

WHO (1996): Fact sheets on environmental sanitation: Dug Wells. Fact Sheet 2.2. Geneva (Switzerland): World Health Organisation (WHO), pp.20-29 URL [Visita: 30.08.2018] PDF

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