Sondeos

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Geología

Son las perforaciones de sección circular y diámetro relativamente pequeño que se ejecutan para reconocer en profundidad la existencia de minerales, agua o rocas explotables, para estudios geológicos o geofísicos, o para reconocer las características del terreno en que se han de realizar determinadas obras de fábrica. Pueden ser verticales, inclinados u horizontales, rectos o con alguna curvatura, y su profundidad oscila entre unos pocos metros y más de 7.000. Las sondas son unas máquinas, que varían desde simples y movidas a mano, hasta de una gran complejidad para las grandes profundidades.

Tipos de sondas. Se distinguen según la finalidad a que se destina el s. y el método a utilizar, que puede ser de percusión, rotación o el más moderno denominado Rotary. Una sonda de percusión consta esencialmente de un castillete con una polea en lo alto, por la que pasa un cable que va a un balancín y se une en el extremo a un cabrestante movido por un motor, y que en el otro extremo lleva una pieza especial destinada a gravitar sobre una barrena denominada trépano. El motor acciona el balancín, que por medio del cable hace subir y deja caer libremente el trépano con su lastre. Los trépanos son de formas diferentes, pero todos tienen en su base aristas cortantes que al caer trituran la roca del fondo.

En una sonda de rotación, el taladro se perfora por el giro de la barrena que tiene forma de corona con unSONDEOSorificio central. Esta corona es de material muy duro o incrustada de diamantes: En su rotación desgasta un anillo y deja en el centro un cilindro o testigo de roca que se extrae con una pieza especial. La corona se rosca a un tubo, que se alarga a medida que profundiza el s., añadiendo nuevos trozos. La tubería va suspendida de un cable unido a un cabrestante, y el movimiento giratorio se lo da un juego de engranajes dispuesto en el castillete. Por el interior de la tubería de s. se introduce agua a presión, que sale por el taladro, entre éste y la tubería, y arrastra los lodos y detritos de la perforación. En los s. oblicuos, utilizados para reconocimiento de filones o capas verticales, y en los horizontales que se ejecutan en el interior de las minas, el castillete tiene disposición especial, y el avance en estos últimos se obtiene mediante un mecanismo que presiona sobre el fondo del sondeo.

El sistema Rotary es en esencia un perfeccionamiento del anterior, obligado por la mayor profundidad de los s. petrolíferos. El castillete puede tener una altura hasta de 60 m. La tubería del s. se une en su extremo superior, al nivel de la plataforma de s., a un tubo de sección exterior cuadrada, que pasa por un orificio cuadrado que existe en una mesa giratoria situada en el centro de la plataforma y que es la que hace girar a la tubería y, por tanto, a la barrena, a velocidades entre 50 y 300 revoluciones por minuto. La barrena de tipo más frecuente, denominada tricono, tiene en su base tres ejes radiales dispuestos a 1200, sobre los que van unas ruedas dentadas, de diámetro creciente hacia el exterior, que al girar el tricono ruedan sobre el fondo del taladro triturando la roca. En el extremo superior de la tubería de s. se empalma la cabeza de una tubería flexible por la que se introduce a presión unos lodos de composición y densidad adecuada a la profundidad del s. y a las características de los detritos que deben arrastrar hasta el exterior. La composición de los lodos en los s. profundos es una cuestión muy delicada que requiere estudio y vigilancia constantes. Una variante del sistema, que se ha desarrollado mucho en la URSS, es la sustitución del giro de toda la columna de la tubería por la interposición, entre ésta y el tricono, de una turbina accionada por la presión de los lodos, que hace girar al rotor y al tricono unido a él, con la consiguiente economía.

Clases de sondeos. En las prospecciones geofísicas (v.) por el método sísmico, se hacen taladros verticales de pequeño diámetro y unos 20 m. de profundidad, generalmente por percusión, en los que se introducen cargas de explosivo. Para conocer la resistencia del terreno en grandes obras de fábrica, puentes y presas, y en éstas, además, su permeabilidad, se perforan por rotación s. de pequeño diámetro, verticales o inclinadas, según lo requiere el terreno, de los que se extrae la mayor cantidad posible de testigo.

En el reconocimiento de minerales en profundidad, se perforan s. de pequeño diámetro y profundidades que no suelen exceder de 300 m., verticales o inclinados según la forma y estructura del criadero. El sistema empleado es el de rotación, a fin de obtener la mayor cantidad de testigo. La inclinación no suele exceder de 30 a 35°, pero en el interior de las minas se suelen ejecutar también s. horizontales con maquinaria especialmente dispuesta para esta clase de trabajo. En investigaciones previas geológicas e hidrogeológicas pueden emplearse sondas de rotación que dan testigos e informan sobre permeabilidades y existencia de mantos acuíferos; pero para los ensayos hidrogeológicos de producción y para la explotación subsiguiente, normalmente se perforan s. a percusión, verticales, de diámetro hasta de 400 mm. en la boca, y profundidad que no suele exceder de 300 m., que, a pesar de las reducciones de diámetro, obligadas casi siempre que hay que ir a profundidades de más de 100 m., permitan introducir una bomba vertical hasta el fondo.

El impulso más grande que ha recibido el desarrollo de las técnicas de s. se debe a la investigación petrolífera, que de un siglo a esta parte ha venido perforando s. cada vez más profundos. Son normales perforaciones de 3.000 a 5.000 m. de profundidad; se han rebasado ya ampliamente los 7.000 m. y hay que esperar que se llegue a profundidades mayores. Estos s. requieren técnicas especiales y aparatos complejos que permiten comenzar con diámetros grandes, normalmente de unos 450 mm., hacer avances rápidos y facilitar las múltiples y complicadas operaciones que son normales en esta clase de sondeos.

Las desviaciones de la vertical son inevitables y a veces de consideración, pero pueden medirse por medio de aparatos que se introducen en el sondeo. Este fenómeno ha conducido a provocar la desviación del s., mediante la introducción, en el fondo, de cuñas que obligan al desplazamiento lateral de la barrena. La gran profundidad de estos s. ha permitido, mediante su desviación controlada, hacer desde la costa perforaciones cuyo fondo se haSONDEOS - SONG, DINASTIAalejado mucho mar adentro; y también en la explotación de los campos petrolíferos se ha podido, sin variar el emplazamiento del equipo, perforar varios s. desviados de la vertical según radios diferentes y ampliar notablemente el área explotada desde un mismo punto. Las dificultades de disponer de agua en el desierto ha inducido a sustituir la inyección de lodos en los s. por aire o gas a presión. La rapidez y economía son mayores, pero este procedimiento no es conveniente si existen niveles acuíferos que hay que cortar o si el terreno es poco consistente y se desmorona.

Últimamente se ha intensificado la ejecución de s. bajo el mar, en la plataforma continental. Estas operaciones, frecuentes en el lago de Maracaibo y en el golfo de México, requieren instalaciones muy complicadas y costosas, fijas en el fondo o flotantes; pero permiten sondear en fondos marinos alejados de la costa, bajo una capa de agua, a veces de más de 100 m.

A. ALMELA SAMPER.

BIBL.: H. CAMBEFORT, Perforaciones y sondeos y su empleo en los trabajos públicos, Barcelona 1962; M. LECA, Cours de Forage, París 1955; A. W. MCCRAY y F. W. COLE, Tecnología de la perforación de pozos de petróleo, México 1963.