Anddes: Simulación hidrogeológica (1D) simplificada para estimación de pozos de bombeo mediante el software FWDSOLV

La simulación hidrogeológica es una herramienta esencial en la gestión y planificación de recursos hídricos, especialmente en la evaluación y diseño de pozos de bombeo. En este contexto, la simulación hidrogeológica 1D simplificada ofrece un enfoque práctico para modelar el comportamiento de los acuíferos y prever la respuesta del sistema bajo diferentes escenarios de extracción. Este método permite obtener datos clave para una gestión eficiente del recurso.

El software FWDSOLV facilita la realización de simulaciones hidrogeológicas simplificadas que permiten estimar con precisión las tasas de bombeo, los niveles de agua en los pozos, y la interacción entre los cuerpos de agua subterránea y su entorno. Esta herramienta es particularmente valiosa en estudios preliminares y en desarrollo, donde se busca optimizar el diseño de los pozos de extracción y minimizar el impacto ambiental asociado a dichas actividades. 

La representación unidimensional de los flujos de agua subterránea mediante FWDSOLV permite simplificar la complejidad de los sistemas hidrogeológicos, enfocándose en los aspectos más críticos del modelo. Esto no solo facilita la comprensión del comportamiento del acuífero, sino que también optimiza los análisis, haciéndolos más rápidos y efectivos para la toma de decisiones estratégicas en la explotación sostenible de los recursos hídricos. 

A manera de representar el potencial de los modelos simplificados, se ha tomado como referencia el efecto de la variación de las características de un acuífero respecto a la profundidad y extensión del cono de abatimiento (Figura 1) planteado por el reconocido profesor Dr. Emilio Custodio en su famoso libro “Hidrología subterránea”

Figura 1. Efecto de la variación de las características del acuífero en la profundidad y extensión del cono de abatimiento, considerando similar caudal y tiempo de bombeo.

En ese sentido, se realizaron simulaciones para dos casos (A y B), considerando un caudal de bombeo constante de 50 m³/día y un tiempo de simulación de 22 días. 

En los escenarios del Caso A (Curva 1 y 2) y Caso B (Curva 1), se utilizó una Transmisividad (T) de 365 m²/día, lo que indica una buena capacidad del acuífero para permitir el flujo de agua. Esto significa que, bajo condiciones de bombeo, el acuífero puede suministrar agua de manera eficiente, permitiendo su desplazamiento a través de grandes distancias. En contraste, para el Caso B (Curva 3) se asignó una transmisividad de 3650 m²/día, lo que refleja una excelente capacidad para transmitir agua, permitiendo así que el acuífero suministre grandes volúmenes rápidamente.

Respecto al Coeficiente de almacenamiento (S), en los escenarios del Caso A (Curva 1) y Caso B (Curva 1 y 3) se utilizó un valor de 0.2, lo que indica que el acuífero tiene una capacidad considerable para almacenar agua. Esto significa que, por cada unidad de descenso en el nivel del agua, el acuífero puede liberar una cantidad significativa de agua, permitiendo que el pozo mantenga un suministro constante durante el bombeo. En contraste, en el Caso A (Curva 2), se utilizó un valor de mucho menor de 0.0002, lo que sugiere que el acuífero tiene una capacidad muy limitada para almacenar agua. Como resultado, cuando se aplica bombeo, el acuífero no puede liberar grandes volúmenes de agua antes de que el nivel comience a descender rápidamente, lo que indica una respuesta más sensible y una menor sostenibilidad del suministro a largo plazo.

Figura 2. Resultados de simulación hidrogeológica en FWDSOLV para las curvas 1, 2 y 3.

Los resultados obtenidos para el Escenario de los Casos A y B (Curva 1) muestran una curva de descenso rápida al inicio, seguida de un aplanamiento, lo cual sugiere que el acuífero está respondiendo bien al bombeo. Sin embargo, este comportamiento podría indicar un posible agotamiento del acuífero si el bombeo continúa a tasas elevadas por un periodo prolongado. En el Escenario Caso A (Curva 2), se observa un descenso abrupto y pronunciado descenso en la curva de abatimiento, lo cual indica un comportamiento típico de un sistema de flujo rápido, con una capacidad limitada para retener agua. Finalmente, en el Escenario Caso B (Curva 3), se presenta un descenso moderado, atribuible a los altos valores de transmisividad y de un coeficiente de almacenamiento adecuado. En este caso, el acuífero responde de manera eficientemente al bombeo, con una caída controlada del nivel del agua.

Asimismo, la simulación simplificada, confirma que la extensión de los conos de abatimiento es coherente con los escenarios conceptuales planteados en la Figura N° 1.

En el área de Recursos Hídricos de Anddes, se cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo de soluciones efectivas para la gestión del recurso hídrico. Tal como se destaca en esta nota, somos capaces de proponer alternativas innovadoras incluso a partir de datos e información limitada, optimizando así el desarrollo de proyectos futuros a los diversos sectores como la minería, hidrocarburos, medio ambiente y energía. Durante nuestros 13 años de presencia en el mercado nacional e internacional, hemos mantenido un firme compromiso con la calidad, eficiencia y garantía de los resultados, características de Anddes.