3.1Saturación de puntas de filtros
¡Advertencia! ¡No permita que el piezómetro se congele cuando la piedra del filtro haya sido saturada!
Vea la Sección 4.8 para ver información sobre cómo proteger al piezómetro contra el congelamiento.
La mayoría de las puntas de los filtros pueden removerse para realizar el proceso de saturación y luego volver a ensamblarse. Para mantener la saturación, la unidad debe permanecer bajo el agua hasta la instalación. Si el piezómetro se usará en una tubería en donde ascenderá y descenderá con frecuencia, la carcasa del filtro podría aflojarse con el tiempo y podría ser necesario un ensamble del filtro permanente. El filtro extraíble puede fijarse de forma permanente perforando el tubo del piezómetro a una distancia de entre
¹⁄₁₆ y ⅛ de pulgada por detrás de la junta del ensamble del filtro.
Las sales en el agua pueden depositarse en la piedra del filtro provocando una obstrucción si se deja secar por completo. Las piedras del filtro pueden reemplazarse con rejillas para instalaciones en tuberías. Las rejillas de geokon disponibles tienen menos probabilidad de acumular sal y obstruirse que los filtros estándar.
3.1.1Saturación de filtros (estándar) de baja admisión de aire
Para resultados precisos, es necesaria la saturación total del filtro. Conforme el piezómetro es introducido en el agua, el agua entra al filtro, comprimiendo el aire en el espacio entre la piedra del filtro y el diafragma sensible a la presión. Después de un periodo de tiempo, este aire se disolverá en el agua, llenando completamente de agua el filtro y el espacio sobre él.
Para acelerar el proceso de saturación, retire el filtro del piezómetro girando y jalando cuidadosamente el ensamble de la carcasa del filtro (o desatornillando la punta del piezómetro, en el caso del Modelo 4500DP). Sostenga el piezómetro con el filtro hacia arriba y llene de agua el espacio sobre el diafragma. Vuelva a colocar con cuidado la carcasa del filtro, permitiendo que el agua salga de la piedra del filtro conforme la instala. Para piezómetros con un rango menor a 10 psi, tome lecturas con una consola de lectura mientras vuelve a colocar la carcasa del filtro para asegurar que el rango del piezómetro no se sobrepase.
3.1.2Saturación del filtros de cerámica de alta admisión de aire
Debido a las características de alta admisión de aire del filtro de cerámica, la extracción del aire es particularmente importante. Los diferentes grados de admisión de aire requieren diferentes procedimientos de saturación.
Filtros de un bar
1.Retire el filtro del piezómetro girando y jalando cuidadosamente el ensamble de la carcasa del filtro.
2.Hierva el ensamble del filtro en agua a la que se le haya retirado el aire.
3.Vuelva a ensamblar el piezómetro bajo la superficie de un contenedor de agua a la que se le ha retirado el aire. Mientras instala el filtro, use una consola de lectura para monitorear la presión del diafragma. Si el piezómetro comienza a sobrepasarse, permita que la presión se disipe antes de continuar presionando.
4.Asegúrese de que no quede aire atrapado en la cavidad del transductor.
Filtros de dos y más bar
El procedimiento adecuado para la extracción del aire y la saturación de estos filtros es algo complejo; por lo tanto, se recomienda que geokon lo haga en la fábrica. Si es necesario llevar a cabo la saturación en el campo, siga cuidadosamente las instrucciones siguientes:
1.Coloque el piezómetro ensamblado, con el filtro hacia abajo, en una cámara de vacío con un puerto en la parte inferior para entrada de agua a la que se le ha eliminado el aire.
2.Cierre la entrada de agua y vacíe la cámara. Debe monitorearse el transductor mientras la cámara se vacía.
3.Cuando se alcance el nivel máximo de vacío, permita la entrada de agua a la que se le ha eliminado el aire a la cámara hasta que llegue algunas pulgadas más arriba del filtro del piezómetro.
4.Cierre la entrada de agua.
5.Libere el vacío.
6.Observe la lectura del transductor. Podrían pasar hasta 24 horas antes de que el filtro se sature por completo y que la presión llegue a cero.
7.Después de la saturación, el transductor debe mantenerse en un contenedor de agua libre de aire hasta su instalación. Si la extracción del aire se realizó en la fábrica, el piezómetro tendrá un tapón especial para mantener la saturación.
3.1.3Saturación de puntas de filtro del modelo 4500C
¡ADVERTENCIA! La carcasa del filtro 4500C no es removible. ¡Cualquier intento de retirar la piedra o la carcasa del filtro destruirá el transductor!
Si la presión que se va a medir es menor a 5 psi, la piedra del filtro debe estar saturada. Necesitará una bomba de vacío manual y un tubo quirúrgico corto de media pulgada. Las bombas manuales y los tubos están disponibles en la fábrica. (La bomba manual de MityvacII® de Lincoln Industries Corp. en St. Louis, MO., ha sido usada con éxito).
El proceso de saturación es el siguiente:
1.Fije el tubo al transductor como se muestra en la Figura 2.
2.Llene el tubo con unas dos pulgadas (cinco centímetros) de agua.
3.Fije el otro extremo del tubo a la bomba de vacío manual.
4.Sostenga el transductor de tal forma que el agua descanse en el filtro pero que no entre en la bomba, apriete la bomba manual para crear un vacío en el interior del tubo. Esto sacará el aire del filtro y de la parte de atrás de él, reemplazándolo con agua. Un vacío de 20 a 25 pulgadas de Hg. (50 a 65 cm de Hg.) es suficiente para sacar el aire de forma adecuada.
Figura 2: Saturación del 4500C
3.2Cómo establecer una lectura inicial cero
Los piezómetros de cuerda vibrante son diferentes a otros tipos de sensores de presión, ya que indican una lectura cuando no se ejerce ninguna presión en el sensor.
Nota: Es imperativo obtener una lectura inicial de cero para cada piezómetro, ya que esta lectura se utilizará para todas las reducciones de datos subsecuentes.
En general, la lectura inicial cero se obtiene leyendo el instrumento antes de su instalación. Existen varias formas diferentes de tomar una lectura inicial cero. El elemento esencial en todos los métodos es que el piezómetro necesita estabilizarse térmicamente en un ambiente con temperatura constante mientras la presión del piezómetro es solo atmosférica. Por la forma en que el piezómetro está fabricado, la temperatura de todos los diferentes elementos tarda entre 15 y 20 minutos en igualarse.
Podría surgir la pregunta de qué hacer con la piedra del filtro al tomar lecturas cero. No importará si la piedra del filtro está saturada al usar un filtro estándar de acero inoxidable. Sin embargo, si el piezómetro está equipado con una piedra para filtro de cerámica de alta admisión de aire, la misma debe estar saturada al tomar lecturas cero.
Será necesario medir la presión atmosférica solo si el piezómetro no está ventilado y si se instalará en un lugar sujeto a cambios de presión atmosférica que pueden necesitar corrección, como en un pozo abierto. Un piezómetro sellado en un lugar a profundidad podría registrar presiones en agua subterránea sin conexión hidráulica con la atmósfera, para lo cual sería inapropiada una compensación en la presión atmosférica. Vea la Sección 6.3 para más información sobre las correcciones atmosféricas.
Se proporciona información de calibración con cada medidor, se incluye una lectura cero de fábrica tomada a una temperatura específica y a una presión atmosférica absoluta. (Vea en el Apéndice D la muestra de un reporte de calibración). Las lecturas cero en el sitio deberían coincidir con las lecturas de fábrica en 50 dígitos después de realizar las correcciones atmosféricas y de temperatura. Las presiones atmosféricas cambian con la elevación a un ritmo aproximado de 3.45 kPa (½ psi) por 300 metros (1,000 pies). La elevación de fábrica es de +580 pies. Todas las lecturas atmosféricas representan la presión absoluta sin correcciones para alturas sobre el nivel del mar. Dentro del cuerpo del piezómetro se incluye un termistor para la medición de la temperatura.
NOTA SOBRE EL 4500C: La construcción de este delgado transductor de cuerda vibrante requiere que las partes internas sean miniaturas, por lo tanto, son algo delicadas. Manipule con cuidado el transductor durante el proceso de instalación. A pesar de tomar todas las precauciones necesarias para garantizar que el transductor llegue sin daños, es posible que el cero cambie durante su traslado debido a una manipulación brusca. Sin embargo, las pruebas han demostrado que el cero puede cambiar, pero los factores de calibración no cambiarán. Por lo tanto, es doblemente importante tomar una lectura inicial cero sin carga antes de la instalación.
3.2.1Método recomendado para establecer una lectura inicial cero
1.Saturar la piedra del filtro como se muestra en la Sección 3.1. ¡Advertencia! ¡No permita que el piezómetro se congele cuando la piedra del filtro haya sido saturada!
2.Reemplace la piedra del filtro.
3.Cuelgue el piezómetro en el barreno justo sobre el agua.
4.Espere hasta que la lectura del piezómetro deje de cambiar.
5.Tome las lecturas cero y de temperatura.
3.2.2Primer método alternativo
1.Coloque el piezómetro bajo el agua en una cubeta.
2.Permita que pasen unos 15 o 20 minutos para que se estabilice la temperatura de la unidad.
3.Use el cable del instrumento para sacar el piezómetro del agua. No manipule la carcasa del piezómetro; el calor de las manos puede causar cambios temporales en la temperatura.
4.Tome inmediatamente las lecturas cero y de temperatura.
3.2.3Segundo método alternativo
1.Permita que pasen unos 15 o 20 minutos para que se estabilice la temperatura de la unidad.
2.Levante el piezómetro solo por el cable. No manipule la carcasa del piezómetro; el calor de las manos puede causar cambios temporales en la temperatura.
3.Tome una lectura cero y de temperatura.
(Si elige esté método, asegúrese de proteger el piezómetro de la luz solar o de cambios bruscos de temperatura. Se recomienda envolverlo en algún material aislante).
3.2.4Tercer método alternativo
1.Baje el piezómetro a una profundidad conocida marcada en el cable del piezómetro. (El diafragma dentro del piezómetro se ubica aproximadamente a 15 mm (¾ de pulgada) de la punta).
2.Use un medidor del nivel del agua para medir con precisión la profundidad desde la superficie del agua.
3.Cuando se estabilice la temperatura, lea la presión del piezómetro.
4.Usando las constantes de calibración de fábrica y sabiendo la presión de la columna de agua sobre el piezómetro (altura x densidad), calcule la lectura de presión cero equivalente si está usando una regresión linear, o el factor C si está usando el polinomio de segundo grado.
3.3Verificación del desempeño del piezómetro
Si se necesita una verificación aproximada del desempeño del piezómetro, le recomendamos el procedimiento siguiente:
1.Baje el piezómetro cerca del fondo del barreno lleno de agua o por debajo de la superficie del cuerpo de agua.
2.Permita que pasen unos 15 o 20 minutos para que se equilibre la temperatura del piezómetro.
3.Usando una consola de lectura, registre la lectura a la profundidad actual.
4.Suba el piezómetro en un incremento medido.
5.Registre la lectura de la consola de lectura a la nueva profundidad.
6.Usando el factor de calibración de fábrica, calcule el cambio en la profundidad del agua.
7.Compare el cambio de profundidad calculado con el incremento medido de la profundidad. Ambos valores deberían de ser más o menos iguales.
Método alternativo usando un medidor del nivel del agua:
1.Baje la punta del piezómetro a una profundidad medida bajo la superficie del agua.
2.Permita que pasen unos 15 o 20 minutos para que se equilibre la temperatura del piezómetro.
3.Usando una consola de lectura, registre la lectura a ese nivel.
4.Calcule la elevación de la superficie del agua usando el factor de calibración dado.
5.Compare la elevación calculada con la medida de la elevación usando un medidor del nivel del agua.
Factores que pueden afectar este procedimiento de verificación:
■Si la densidad del agua es diferente a un gramo/centímetro cúbico.
■Si el agua es salada o turbia.
■El nivel del agua dentro del barreno puede variar durante la prueba. Esto se debe al desplazamiento del agua provocado por el cable conforme se baja y se sube en el barreno. El desplazamiento será mayor si el barreno es más pequeño. Por ejemplo, un piezómetro Modelo 4500S-50KPA que se baje a 50 pies por debajo de la columna de agua en una tubería de una pulgada (0.875 pulgadas de diámetro interno) desplazará el nivel del agua en más de cuatro pies.