Diseño de una sonda muestreadora de agua para pozos geotérmicos controlada mediante tecnología hidráulica

Abstract

Este trabajo se centra en el diseño del recipiente muestreador de agua que será sumergido en los pozos de agua geotérmica. Partiendo desde el entendimiento de los requerimientos físicos, geológicos, químicos y biológicos que rigen el muestreo de aguas en sus diferentes facetas (consumo humano, comercial e industrial). Siguiendo con el estudio de los materiales de construcción que posibiliten una primera propuesta de funcionamiento y concluyendo con la estimación de costos de la iteración final del diseño que ha sido optimizado en cuanto a funcionamiento y durabilidad. Se validará de manera teórica un sistema de muestreo reutilizable, compacto y versátil para captar volúmenes de agua a determinadas condiciones de temperatura y profundidad en pozos de agua. Para verificar y validar que el dispositivo es capaz de soportar los esfuerzos y cargas a las cuales va a estar sometido durante la recolección de las muestras de agua se emplearon las normas ASME VIII y AWS D1.6. Asimismo, para determinar que la geometría de la sonda no presentara ningún problema de funcionalidad a la hora de ser sumergido y extraído del pozo se realizaron simulaciones por medio de ANSYS para identificar oportunidad de mejora en el diseño.

This paper focuses on the design of the water sampling vessel to be submerged in geothermal water wells. Starting from the understanding of the physical, geological, che- mical and biological requirements that govern water sampling in its different facets (human consumption, commercial and industrial). Continuing with the study of the construction materials that make possible a first proposal of operation and concluding with the cost esti- mation of the final iteration of the design that has been optimized in terms of performance and durability. A reusable, compact and versatile sampling system will be theoretically validated to capture water volumes at certain temperature and depth conditions in water wells. To verify and validate that the device is capable of withstanding the stresses and loads to which it will be subjected during the collection of water samples, ASME VIII and AWS D1.6 standards were used. Also, to determine that the geometry of the probe does not present any functionality problem when it is submerged and extracted from the well, simulations were performed using ANSYS to identify opportunities for improvement in the design.