Os projetos de poços artesianos elaborados pela Ótima Perfurações seguem as diretrizes das normas técnicas ‘NBR 12212 – Projeto de poço para captação de água subterrânea’ e ‘NBR 12211 – Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água’.
Para a elaboração do projeto de poço artesiano faz-se necessário o conhecimento prévio dos seguintes itens básicos:
O projeto de poço deverá conter no mínimo as seguintes informações:
Com relação à qualidade e disponibilidade do aquífero, a vazão fornecida pelo poço deve assegurar uma produção contínua, sem prejuízo à qualidade e à quantidade de água da região. Durante a vida útil do poço, os níveis de água e a qualidade da água devem ser monitorados por meio de poços piezométricos.
A área do sistema de poços deve ser assegurada por um perímetro de proteção sanitária com condições de segurança, disponibilidade de espaço e facilidades na superfície para instalação de bombeamento.
O diâmetro nominal do poço deve ser determinado pelo diâmetro interno do tubo de revestimento definitivo e normalizado. É recomendado o diâmetro nominal mínimo de 150mm, podendo, entretanto, ser usados 125mm, 100mm e 75mm, em condições especiais para poços de pequena vazão. O poço pode ser completado por diversos diâmetros nominais em posição telescópica.
Com relação ao sistema de bombeamento, a bomba deve ter diâmetro compatível com a vazão, respeitando o espaço anular mínimo de 25 mm em torno do corpo da bomba para haver uma refrigeração adequada do motor elétrico.
Em aquífero livre com espessura igual ou inferior a 120m, é conveniente a perfuração total do poço com o mesmo diâmetro, prevendo um alcance do filtro de 35% da coluna saturada.
Em aquífero confinado o poço deve ser projetado para penetração em toda a sua extensão com ocupação do filtro em até 80% da profundidade total.
Após a conclusão dos poços devem ser realizados os ensaios de vazão com a utilização de poços piezométricos para a determinação das características hidrodinâmicas do aquífero.
Para a determinação da vazão de produção e dos parâmetros hidráulicos, após a conclusão de cada poço deve ser realizado ensaio de vazão em múltiplos estágios, com duração mínima de 24h, completado por ensaio de recuperação.
Os procedimentos de ensaio à vazão constante e/ou de rebaixamento múltiplo devem ser realizados com equipamento que ofereça condições flexíveis de operação, principalmente no que tange à vazão e à medição do nível dinâmico.
O resultado dos testes deve ser formalizado em relatório consubstanciando informações, registros e análise do desempenho do poço. A vazão de produção do poço e o correspondente nível dinâmico são fixados em função da análise dos testes de bombeamento. Para sistema de poços, os ensaios de vazão devem considerar a interferência entre eles.
O revestimento de completação deve ser especificado quanto à natureza, capacidade de estanqueidade, resistência mecânica, resistência à corrosão, facilidade de descida no poço à manutenção do poço.
O tubo de revestimento deve ser especificado conforme a DIN 2440, DIN 2441, DIN 4925, API 5 A, 5Ac, 5B, 5 L e ASTM A 120.
Caso o poço seja perfurado em formação não consolidada, a completação na zona de saturação deve ser feita por meios de filtros e pré-filtros. Além disto, a velocidade de entrada da água nos filtros deve estar entre 3 cm/s e 8 cm/s.
O diâmetro interno dos filtros deve ser compatível com o diâmetro dos outros itens que compõe o poço, como por exemplo, tubos de revestimento lisos e sistema de bombeamento, de forma a proverem uma velocidade vertical máxima de 1,5m/s.
O comprimento dos filtros deve ser estabelecido após o conhecimento das características dos aquíferos seccionados, como por exemplo, espessura das camadas saturadas, pressões de poro e capacidade produtiva, sendo obtido por meio da Equação a seguir:
L = comprimento do filtro [m]
Q = vazão a ser extraída [m3/s]
A = área aberta total do filtro (somatória das áreas individuais dos poros) [m2]
D = diâmetro do filtro [m]
V = velocidade de entrada da água no poço [m/s]
Devem-se complementar os filtros com pré-filtro em situações como fenômenos indesejáveis de sufusão, carreamento de particulados finos, bloqueio dos filtros e aquíferos com diferentes camadas. Neste caso, as aberturas dos filtros devem reter o mínimo de 85% do material do pré-filtro, com granulometria especificada por meio da curva granulométrica do aquífero.
No caso de instalação dos filtros sem pré-filtro, as aberturas devem reter de 30% a 40% do material proveniente do aquífero, para coeficiente de uniformidade maior que 6,0, e de 40 a 50%, para coeficiente menor que 6,0.
Os filtros devem apresentar suficiente robustez mecânica para resistir aos esforços externos de tração e de compressão radial. Estes devem ainda ser especificados com no mínimo informações referentes ao tipo de material, resistência mecânica, diâmetros internos e externos, tipo e dimensões da abertura, área útil, comprimento do tubo e do colar e qualidade de fabricação.
Devem ser evitados os filtros do tipo crivado, providos de furos circulares, e preteridos os improvisados com base nos tubos lisos de revestimento.
O diâmetro do poço deve ser condizente com a colocação do pré-filtro em torno do filtro. O material a ser utilizado como pré-filtro deve ter constituição mineralógica quartzosa, para evitar sua decomposição em eventual manutenção com uso de ácidos. Os grãos devem ter perfis arredondados e sua distribuição granulométrica capaz de reter 70 % em massa em peneira de abertura compreendida entre quatro e seis vezes que reteria igual porcentagem da amostra da formação inconsistente.
O perfil granulométrico do pré-filtro deve assegurar valores de turbidez dentro dos padrões sanitários. O filtro, com pré-filtro, deve ter abertura capaz de reter 90%, em massa do material. Deve ser avaliada a pressão total exercida para formação geológica e pré-filtro sobre os revestimentos.
A escolha dos filtros deve levar em consideração a ação corrosiva ou incrustante da água subterrânea, avaliada por exame bacteriológico e análise físico-química que inclua: pH, temperatura, condutividade, teor de sólidos, alcalinidade, dureza, CO2, acidez, H2S, cloretos, sulfatos, ferro, manganês, NH4, cor e turbidez.
Os parâmetros na tabela são indicadores de ação corrosiva e incrustante.
| Ação corrosiva | Ação Incrustante |
|---|---|
| pH < 5 | pH > 8 |
| Oxigênio dissolvido (OD) > 2 mg/l | Dureza > 300 mg/l |
| Presença de gás sulfídrico (H2S) | Ferro > 2 mg/l |
| Sólidos totais dissolvidos > 1000 mg/l | Manganês em pH 8 > 1 mg/l |
| Gás carbônico (CO2) > 50 mg/l | |
| Cloreto > 300 mg/l |
Com relação à cimentação, o poço deve ser cimentado em toda a extensão necessária ao isolamento entre a superfície e o aquífero, a fim de prevenir riscos de contaminação e mineralização. No projeto devem ser indicados os traços dos trechos a serem cimentados.
Com relação ao sistema de bombeamento, normalmente é feita apenas uma previsão com base no histórico de produção local e na necessidade do cliente. O sistema só poderá ser assertivamente projetado após a realização do teste de poço, quando a perfuração e a completação já tiverem sido realizadas. Neste caso o projeto do sistema de bombeamento deve levar em consideração principalmente os níveis estático e dinâmico, capacidade produtiva, diâmetro do poço, profundidade das fendas e do crivo da bomba, alinhamento vertical, temperatura e características físicas, químicas e bacteriológicas da água, além de disponibilidade de energia elétrica local. A profundidade de instalação da bomba deve ser definida em função da posição prevista para o nível dinâmico. O equipamento de bombeamento de superfície, como comandos eletrônicos da bomba, deve ter abrigo de proteção.
O diâmetro da bomba submersa deve permitir velocidade no espaço anular entre o diâmetro máximo do motor e o diâmetro mínimo do poço na câmara de bombeamento não superior a 3,7m/s nem inferior a 0,1m/s, em qualquer condição de operação e em função das características do equipamento. Nos recalques de poços profundos, deve ser feito o estudo de golpe de aríete, em função das características dos equipamentos
Por fim, deve-se instalar um tubo lateral de no mínimo 19 mm de diâmetro para medição do nível da água.