GALERIAS FILTRANTES

1. Introduccin.

Las galeras de filtracin son obras sencillas que captan agua filtrada en forma

natural, funcionando como pozos horizontales.

Estas estructuras recolectan el agua sublvea o subsuperficial a todo lo largo de

su recorrido y resultan ventajosas cuando es posible su construccin,

constituyndose la mayor parte de las veces, en una importante alternativa de

suministro de agua, tanto en cantidad como en calidad.

2. Agua Subterrnea

Parte de la hidrologa trata del movimiento del agua dulce en los acuferos que son

estratos porosos por donde el agua circula.

La base o el fondo del acufero es un estrato impermeable, por lo que es posible

que existan acuferos de varios pisos.

Segn sus caractersticas hidrulicas, existen dos tipos de acuferos: acuferos

libres, donde de algn modo la napa fretica est en contacto con el aire, y

acuferos confinados donde el espacio poroso est confinado por estratos

impermeables.

Las galeras filtrantes son sistemas de drenaje, que captan el agua de la napa

fretica superficial de los acuferos situados en los lechos sedimentarios de los

cauces de los ros.

La calidad del agua sublvea est fuertemente vinculada a la calidad del agua

superficial; sin embargo, el proceso de filtracin a travs del material poroso

conduce a la remocin de slidos suspendidos y de microorganismos

3. Distribucin vertical de las aguas subterrneas

A mayor o menor profundidad, todos los materiales de la corteza terrestre son

porosos. Se acostumbra denominar a esta parte zona porosa o de fracturacin, y

los poros o fracturas pueden encontrarse parcial o totalmente saturados de agua.

El estrato superior, en donde los poros y las fracturas estn parcialmente ocupadas

de agua, se denomina zona de aeracin y el que se encuentra por debajo estncompletamente llenas de agua y se la conoce como zona de saturacin

a). Zona de aeracin

Esta zona presenta intersticios en donde los macroporos contienen aire y los

microporos agua adherida por capilaridad. Luego de una lluvia intensa, esta zona

puede saturarse o en su defecto, luego de una prolongada sequa, puede llegar a

secarse por completo.

b). Zona de saturacin

Esta zona est representada por el espacio que ocupa permanentemente el agua.

El nivel de agua en la zona de saturacin tiende a permanecer plana, aunque

puntualmente puede presentar inflexiones debidas a la extraccin del agua por

bombeo, a la recarga artificial, o al drenaje desde o hacia los ros, etc.,

El agua contenida en la zona de saturacin es la nica que puede ser

denominada con propiedad como agua subterrnea.

La zona de saturacin podra asimilarse a un gran embalse natural cuya

capacidad total es equivalente al volumen de los poros y aberturas que se

encuentran llenos de agua.

4. Captacin de aguas subterrneas

Una captacin de agua subterrnea es una obra hacia la cual fluye el agua de los

pequeos poros, cuando es extrada por medio de alguna obra artificial o

implemento mecnico, creando un cono de depresin que se extiende hacia los

lados de la zona de extraccin.

La depresin resulta ser menos acentuada cuanto ms distante se encuentre del

punto de extraccin.

En general, cuando se habla de captacin de agua subterrnea, se piensa en

pozos perforados, hincados o excavados por ser los ms difundidos y por la

amplia difusin y desarrollo que han alcanzado los equipos de perforacin.

El hecho que una excavacin o perforacin se llene de agua, no implica

necesariamente que sea una buena captacin.

Para ser calificada como tal, despus de vaciada debe estar en capacidad de

volver a llenarse rpidamente

5. Galeras

En general, las galeras son obras destinadas a la captacin y conduccin del

agua subterrnea hasta un punto determinado, bien sea para su distribucin o

para consumo.

Se consideran como galeras a los sistemas de captacin de aguas sublveas o

sub superficiales ubicadas en los lechos de los ros o sus mrgenes por medio de

drenes o bvedas.

La construccin de las galeras requieren de una cuidadosa planificacin de los

trabajos para asegurar el buen funcionamiento del mismo y a la vez evitar

accidentes.

La organizacin de los trabajos y la concepcin de su ejecucin depender en

todo caso del tipo de material a excavar, consolidacin o dureza del suelo,

profundidad a que se encuentran las aguas subterrneas, entre otras.

En general, la captacin con galeras est fundamentalmente indicada cuando se

desea obtener caudales importantes de agua en zonas prximas a ros o lagos,

y/o en acuferos en los que no sea posible o conveniente, producir un importante

descenso del nivel piezomtrico.

6. Ventajas de las galeras (Material no consolidado)

El material no consolidado en donde comnmente se construyen las galeras tiene

una composicin litolgica muy variable, conformada por capas de arena, grava,

guijarros y arcilla, siendo las principales ventajas de su construccin las

siguientes:

a) Fciles de excavar o perforar.

b) Posicin favorable para recibir la recarga de los ros y lagos al

estar ubicados normalmente en el fondo de los valles que

frecuentemente corresponden a zonas planas con niveles

piezomtricos muy prximos a la superficie.

c) Suelos con alta porosidad efectiva, permiten disponer de mayor

cantidad de agua subterrnea.

d) Permeabilidad ms elevada con respecto a otras formaciones, lo

que facilita el desplazamiento del agua.

e) Disponibilidad de agua en perodos de escasas lluvias, cuando el

caudal de los ros es mnimo o nulo, al permitir que las aguas subterrneas

circulen por el material aluvial que conforma el valle del ro.

7. Clasificacin de las galeras

* Segn caractersticas constructivas

a) Galeras propiamente dichas: son excavaciones horizontales que se inician con

un emboquillado o boca de entrada.

La parte inferior de la galera se encuentra ubicada por debajo del nivel de agua en

la zona de saturacin, y la parte superior en la zona hmeda.

b) Zanjas o trincheras: estn compuestas por excavaciones a cielo abierto,

utilizadas fundamentalmente cuando el agua subterrnea est muy prxima a la

superficie del suelo y no se requieren provocar grandes descensos del nivel

fretico.

c) Drenes: estn compuestos por perforaciones horizontales o excavaciones de

zanja en cuyo interior o fondo se instalan tuberas perforadas o ranuradas

conocidas como drenes.

d) Captaciones mixtas: las galeras propiamente dichas y los drenes pueden

combinarse con las captaciones verticales, dando como resultado captaciones del

tipo mixto representadas por los pozos radiales, que se ejecutan cuando el nivel

de las aguas subterrneas se encuentra a mucha profundidad.

* Segn caractersticas del acufero

A su vez, las galeras de filtracin se clasifican de acuerdo a las principales

caractersticas del acufero:

a) patrn de flujo

b) rgimen de escurrimiento.

Los patrones de flujo pueden ser de dos tipos:

a) lneas de flujo horizontales con equipotenciales verticales

b) lneas de flujo radiales con equipotenciales cilndricos o

semicilndricos.

Clasificacin de las galeras - Segn caractersticas constructivas

El primer tipo de lneas de flujo es caracterstico de las galeras que comprometen

todo el espesor del acufero y est representado por las galeras, en donde las

lneas de flujo del escurrimiento se asemejan a lneas rectas inclinadas con respecto

a la horizontal, y las equipotenciales quedan constituidas por superficies planas quecasi coinciden con la vertical

El segundo tipo de lneas de flujo se presenta en acuferos profundos con galeras

superficiales del tipo dren y se caracteriza por que las lneas de flujo del

escurrimiento representan curvas radiales dirigidas hacia la captacin, y las

equipotenciales quedan constituidas por superficies cilndricas.

En cuanto al tipo de rgimen de escurrimiento hacia la captacin pueden existir

condiciones de equilibrio y desequilibrio.

Las condiciones de equilibrio se presentan cuando, despus de un cierto tiempo, se

produce la estabilizacin de la velocidad de escurrimiento y del nivel de depresin

de la napa de agua. Para que exista un estado de equilibrio, es indispensable que el

caudal extrado por unidad de longitud de galera sea menor o igual al caudal

suministrado por el propio acufero

Las condiciones de desequilibrio no permiten la estabilizacin del escurrimiento,

conduciendo a que la depresin en el nivel de agua aumente con el tiempo.

De la combinacin de los factores a) patrn de flujo; y b) rgimen de escurrimiento,

se pueden definir las siguientes condiciones:

Galeras que comprometen todo el espesor del acufero bajo condiciones de: Equilibrio, Desequilibrio

Galeras superficiales bajo condiciones de: Equilibrio, o Desequilibrio

Teniendo en cuenta que las galeras deben ser diseadas para trabajar bajo

condicin de equilibrio, las formulaciones que se presentan estn referidos a este

tipo de condicin.

a) Galeras que comprometen todo el espesor del acufero

Esta situacin se da en acuferos de poco espesor, en los que la galera de

filtracin se ubica en la parte inferior del acufero, es decir en el estrato

impermeable. Las galeras pueden ser de dos tipos:

Galeras en acufero con recarga

superficial: El concepto es similar al

anterior, a excepcin que el agua de

recarga o de reposicin es suministrada

por un curso o cuerpo de agua

superficial

Galeras en acufero con escurrimiento

propio: Considera que la masa de agua

se desplaza en un solo sentido a travs

del estrato permeable y es interceptada

por la Galera.

b) Galeras que comprometen la parte superior del acufero

Est representado por acuferos profundos y de gran potencia, en donde la

obra de captacin se ubica en la parte superior del acufero y es abastecida

por ambos lados. Tambin se presentan dos posibilidades:

Galeras en acufero con escurrimiento

propio: La galera recolecta los

escurrimientos propios del acufero por

ambas caras del dren

Galeras en acufero con recarga

superficial: La galera recolecta los

escurrimientos tanto del acufero

propiamente dicho como del agua

proveniente de un curso o cuerpo

superficial

c) Galeras en acuferos con recarga superficial

La caracterstica de estas obras es que la galera se encuentra en un

acufero ubicado por debajo de una fuente de agua, la misma que la

recarga no producindose el abatimiento de la napa de agua. Estos tipos

de captaciones se construyen en fondos de lagos, lagunas y ros.

Galeras en acufero de gran espesor:

El estrato impermeable se encuentra

ubicado a gran profundidad con respecto

al lugar donde se encuentra ubicada la

galera

Galeras en acufero de poco espesor:

El estrato impermeable se encuentra

ubicado por debajo del dren .

GALERIAS FILTRANTES: Diseo Hidrulico

1. Introduccin.

Calculo hidrulico de la Galera Filtrante

2. Conceptos.

Abatimiento, Conductividad hidrulica, acufero, espesor dinmico del acufero,

dren, gradiente hidrulica, porosidad efectiva, transmisividad.

a) Galeras que comprometen todo el espesor del acufero

Galeras en acufero con escurrimiento propio: Considera que la masa de

agua se desplaza en un solo sentido a travs del estrato permeable y es

interceptada por la Galera.

Galeras en acufero con recarga superficial: El concepto es similar al

anterior, a excepcin que el agua de recarga o de reposicin es

suministrada por un curso o cuerpo de agua superficial

b) Galeras que comprometen la parte superior del acufero

Galeras en acufero con escurrimiento propio: La galera recolecta los

escurrimientos propios del acufero por ambas caras del dren

Galeras en acufero con recarga superficial: La galera recolecta los

escurrimientos tanto del acufero propiamente dicho como del agua

proveniente de un curso o cuerpo superficial

c) Galeras en acuferos con recarga superficial

Galeras en acufero de gran espesor:

El estrato impermeable se encuentra ubicado a gran profundidad con

respecto al lugar donde se encuentra ubicada la galera

Galeras en acufero de poco espesor:

El estrato impermeable se encuentra ubicado por debajo del dren .