Perforación manual de pozos de agua: cómo perforar una captación de agua manualmente

No todos los propietarios de terrenos rurales están dispuestos a desembolsar grandes sumas para contratar perforadores para la construcción de un pozo de captación. Sin embargo, es difícil sobreestimar la comodidad de tener una toma de agua propia. Se puede ahorrar construyendo una fuente de agua con sus propias manos. ¿Cómo hacerlo?

Todo sobre cómo se realiza la perforación manual de pozos de agua lo encontrará en el artículo que le presentamos. Le contaremos cómo y de qué manera se llevan a cabo los trabajos, qué necesitarán los perforadores principiantes para realizar la idea. Siguiendo nuestras recomendaciones, podrá perforar y acondicionar la captación sin problemas.

Para los aficionados al bricolaje, hemos presentado y analizado todas las técnicas de perforación manual, explicando en qué casos deben aplicarse. Hemos adjuntado esquemas de equipos y herramientas de perforación que pueden fabricarse por sí mismo, e incluido selecciones de fotos e instrucciones en video.

Tipos de pozos y sus características

Una fuente de agua propia es una excelente oportunidad para proveerse a usted y a sus seres queridos de agua pura y vital, y satisfacer las necesidades domésticas. Mediante la perforación y acondicionamiento de un pozo se puede resolver el problema del suministro de agua por varias décadas.

La elección del método de perforación y el volumen de trabajo de acondicionamiento del pozo dependen del tipo de obra hidrotécnica.

Pozo abisinio

Si el agua en el terreno se encuentra presumiblemente a profundidades de 10 a 15 metros, es más conveniente y sencillo instalar un pozo abisinio. Este tipo de obra hidrotécnica utiliza un estrato acuífero situado sobre una capa impermeable de arcilla. El acuífero se alimenta por infiltración de precipitaciones atmosféricas y aguas de cuerpos de agua cercanos.

Un pozo de aguja simple de realizar puede perforarlo incluso un aficionado principiante que apenas está adquiriendo las habilidades básicas de perforación

Un pozo estrecho relativamente poco profundo consiste en una columna de tubos de pared gruesa VGP de 50 a 80 mm de diámetro. En el tramo inferior, el primero de la columna, se dispone un filtro especial perforando agujeros en las paredes del tubo.

Los tubos cumplen la función de columna; el pozo abisinio tipo aguja no requiere revestimiento adicional. No se perfora, sino que se hinca en el terreno.

Las dimensiones compactas de la toma de agua de tipo abisinio permiten ubicarla prácticamente en cualquier espacio libre del terreno colindante a la vivienda. El método más común para perforar este tipo de obra hidráulica es la perforación por percusión.

Características de los pozos de arena

Cuando la profundidad del acuífero es de hasta 30 – 40 metros, presente en depósitos sueltos y no consolidados, se construye un pozo de arena. Se le llama así porque extrae agua de arenas saturadas de agua.

La profundidad de cincuenta metros de la fuente no puede garantizar la pureza cristalina del agua, por lo que el contenido del pozo debe analizarse en laboratorio para detectar compuestos químicos.

El acuífero de un pozo en arena se encuentra a solo tres o cuatro decenas de metros de la superficie. Y para alcanzarlo no es necesario atravesar rocas duras –rocas sólidas y semisólidas–. Por lo tanto, perforar un pozo arenoso a mano no será difícil si se utiliza uno de los métodos descritos a continuación.

Pozo artesiano profundo

Ahora bien, al planear perforar un pozo artesiano, no se puede hacer por cuenta propia. El agua artesiana se distribuye a través de grietas en rocas impermeables y semirocosas a una profundidad de aproximadamente 40 a 200 metros.

Solo los profesionales con los conocimientos necesarios y que disponen de equipo especializado de perforación pueden hacer frente a la tarea de perforar un pozo en caliza.

Para determinar la profundidad del agua, deben basarse en los datos de obras hidrotécnicas similares perforadas cerca del lugar previsto para los trabajos.

Dado que un pozo artesiano puede abastecer de agua a varias parcelas a la vez, es conveniente contratar los servicios de perforación de forma conjunta. Esto permitirá ahorrar considerablemente en la perforación y en la instalación de la fuente de suministro de agua.

Métodos de perforación por cuenta propia

Para elegir el método de perforación más adecuado para usted, primero debe estudiar sus características y entender qué herramienta se necesitará y si podrá realizar la perforación con sus propias manos.

Método manual de barrena helicoidal

La perforación con barrena helicoidal es uno de los métodos más comunes y accesibles de realizar. Es eficaz para la construcción de pozos cuya profundidad no supere los 40 m.

La barrena helicoidal es una varilla en forma de tornillo equipada con una punta de perforación y paletas de acero colocadas en ángulo.

La esencia del método consiste en que la barrena helicoidal se atornilla en el terreno como un sacacorchos. A medida que se profundiza en el suelo, la varilla helicoidal rompe las capas y sus paletas metálicas sacan a la superficie la tierra excavada.

Las barrenas helicoidales utilizadas para la perforación manual de pozos son de dos tipos:

• Varillas cuyas paletas cortantes están soldadas en ángulo recto.
• Estructuras cuyas paletas están soldadas en un ángulo de 30-60°.

En el trabajo, las estructuras del segundo tipo son más cómodas. Gracias a la disposición de las paletas en ángulo, el suelo triturado no cae dentro del pozo, sino que se extrae completamente a la superficie.

Para aliviar el trabajo manual y acelerar el proceso, se pueden utilizar equipos de barrena helicoidal de tamaño reducido.

Esta técnica es especialmente efectiva cuando se trabaja con suelos complejos que contienen inclusiones de rocas.

Los equipos de barrena helicoidal de tamaño reducido funcionan según el mismo principio que la barrena manual, pero son accionados por un motor eléctrico.

Perforar un pozo poco profundo para extraer agua para el riego del huerto se puede incluso sin herramienta de perforación, utilizando un barreno de jardín. Sin embargo, para entubar las paredes se necesitarán tuberías con las que se forma el cuerpo del pozo, y varillas metálicas que se requieren para la extensión.

Tecnología de perforación con barril sacatestigos

La perforación con corona se realiza con una herramienta especial en forma de tubo equipado con una corona. La especificidad de la perforación y el diámetro del tubo, que no supera los 160 mm, permiten trabajar con bastante rapidez. En un día de trabajo, dependiendo de la densidad de la roca, se pueden avanzar hasta varias decenas de metros.

Con la ayuda del nudo de fijación situado en la parte superior del tubo de perforación con corona, se van añadiendo varillas de metro y medio a medida que se profundiza la herramienta. La adición se realiza por etapas, formando una columna tecnológica a partir del conjunto de herramientas y varillas.

La corona se fabrica de metal resistente. Los bordes de la corona se afilan de modo que sus cortadores puedan manejar fácilmente rocas densas. La forma y el tamaño de las coronas utilizadas están determinados por las características físico-mecánicas de la roca.

A medida que gira, el tubo equipado con corona se hunde en la roca y forma un agujero para el pozo del diámetro correspondiente.

Al tratar con rocas de extrema dureza, antes de introducir el tubo se utiliza primero un cincel. Luego, con la corona se perfora el pozo, y el lodo que se ha atascado en el conjunto del tubo de perforación con corona se eleva a la superficie.

En el proceso de perforación manual de un pozo por el método de barrena, para reforzar las paredes de la obra, se instala una columna de tuberías de revestimiento en el pozo durante la perforación. Para facilitar el avance, dentro del útil se introduce periódicamente agua limpia o una solución de arcilla.

Método de percusión por cable

El método consiste en romper los suelos dejando caer una herramienta de perforación pesada desde una altura de dos metros.

Para ello se utiliza una estructura de perforación cuyos elementos principales son:

• un trípode, que se coloca sobre el lugar de perforación;
• un bloque con cabrestante y cable;
• una campana de percusión fijada al extremo del cable.

El uso del cabrestante permite reducir el esfuerzo físico, y la incorporación de un motor con reductor que gira el eje permite automatizar el proceso.

El vaso de percusión, fabricado con un tubo metálico, debe tener un filo cortante bien afilado capaz de romper incluso rocas duras. Para romper terrenos excesivamente compactos, se utiliza una barra de acero adicional como lastre del vaso, fijándola ligeramente por encima de la estructura de perforación. Las rocas sueltas se extraen con la cuchara de válvula.

Al descender con fuerza sobre la zona de perforación, la herramienta rompe la roca, y la cuchara de limpieza cortante situada en la parte inferior captura el lodo y lo lleva a la superficie.

El vaso se libera del suelo capturado a través de su fondo, golpeando las paredes del proyectil con un mazo. La limpieza del cucharón se realiza a través del orificio tecnológico ubicado en su parte superior.

El trabajo se realiza en el siguiente orden:

1. En el lugar seleccionado se excava un hoyo de 1x1 metro con una profundidad de 0,5 metros.
2. En el centro del hoyo se instala una barrena de jardín en ángulo recto. Girando la herramienta sobre su propio eje, se hunde en el suelo. Según sea necesario, se alarga el vástago roscado con un tubo, fijándolo mediante una conexión atornillada.
3. Después de la aparición de arena húmeda, se extrae la barrena. En su lugar, se instala una estructura especialmente ensamblada de tubos de revestimiento en el agujero, que se clava con un mazo.
4. La roca derrumbada durante la instalación del revestimiento se extrae con un cucharón. Cada vez que el proyectil penetra en la capa de roca, captura y retiene una parte de ella.
5. A medida que se profundiza el tubo de revestimiento, se alarga con un segmento adicional del mismo diámetro. Los segmentos se atornillan o sueldan entre sí para obtener un único pozo hermético.
6. Para profundizar, se gira con cuidado el revestimiento y se escuchan los sonidos emitidos. Se produce un chirrido al rozar arena de grano grueso, un susurro con arena de grano fino, y silencio al atravesar suelo arcilloso.
7. Para perforar rocas sueltas, como arena suelta, grava, guijarros, se utiliza un cucharón. Las rocas arcillosas y las arenas densas se atraviesan con un vaso.
8. Después de realizar una serie de golpes consecutivos, se levanta el vaso o el cucharón a la superficie, extrayendo el suelo de su interior. Luego se repite el ciclo de trabajo.

Como en los métodos anteriores, para facilitar el proceso de perforación manual del pozo, se vierte una mezcla de arcilla o agua en el agujero, y luego se extrae nuevamente con un cucharón especial. Si aparece ruido durante la perforación, se debe llenar el pozo con agua. Si el agua se filtra lentamente, se debe profundizar el tubo medio metro más; si se filtra rápido, solo de 20 a 30 cm.

Para una excavación poco profunda, se puede hacer una cuchara de válvula con sus propias manos fácilmente. Para ello, necesitará un tubo de 100-120 mm de diámetro, una argolla metálica y un ojal para fijar el cable, que debe sujetarse en la parte superior del tubo.

Método de percusión rotatoria

La principal diferencia de este método es que la perforadora realiza simultáneamente movimientos de percusión y rotación. Este enfoque permite acelerar el proceso de perforación. Este método es especialmente eficaz cuando se necesita construir una obra hidrotécnica, si el perfil geológico del terreno no es homogéneo.

El método de percusión-rotación también implica el uso de un trípode, con el cual es mucho más fácil introducir y luego extraer la broca a la superficie.

Los métodos de perforación de percusión-rotación y percusión-cable son eficaces para la construcción de pozos en suelos sueltos, cuyas partículas no están unidas entre sí. Ambos métodos son adecuados para perforar y extraer suelos arcillosos: suelos franco-arenosos y franco-arcillosos.

Al perforar en rocas sueltas, debido a la insuficiente unión de las partículas del suelo entre sí, durante la etapa de construcción del pozo existe una alta probabilidad de desprendimiento de sus paredes. Por lo tanto, los pozos en arena se equipan obligatoriamente con revestimiento y filtros, que evitan la entrada de inclusiones grandes en el agua extraída.

Tecnología paso a paso de perforación con barrena helicoidal

Entre todos los métodos mencionados, el sinfín se considera con razón el más simple. Pero hay que tener en cuenta que solo es efectivo al perforar suelos sueltos y arcillosos.

Preparación de las herramientas necesarias

Antes de perforar un pozo manualmente, es necesario preparar las siguientes herramientas:

• una broca o una unidad de sinfín de tamaño pequeño.
• una torre de perforación con cabrestante.
• un juego de 3-4 barras.
• tubos de revestimiento.

Cuando sea necesario instalar un pozo a una profundidad de más de 8 metros, para facilitar la inmersión del barreno y su posterior extracción del pozo, el equipo se fija en una torre de perforación casera.

La torre de perforación se puede construir a partir de vigas de madera o tubos metálicos, armando con ellos una estructura en forma de trípode.

El tamaño del trípode en proporción debe corresponder a la altura de la sección de la columna de perforación. Para crear la estructura, las vigas se colocan en forma de triángulo y se fijan mediante una unión atornillada o soldada.

En ellas se realizan agujeros para insertar un tubo metálico, que actuará como soporte. Las dimensiones de la base se determinan únicamente por la estabilidad de la estructura.

En la parte superior de la estructura se acondiciona adicionalmente un orificio por el que pasará la barra.

Para proteger el pozo del colapso y el desprendimiento de las paredes, se instala una tubería de revestimiento hecha de tubos que poseen una alta capacidad portante frente a cargas de deslizamiento y compresión de la formación. Para el trabajo se utilizan tubos fabricados de metal, fibrocemento o polímeros.

Para crear la columna de revestimiento es conveniente utilizar tubos equipados con una conexión roscada en la superficie exterior e interior.

Los segmentos de estos elementos se pueden atornillar fácilmente entre sí durante el montaje de la estructura, sin necesidad de unidades de montaje adicionales.

Fabricación de una barrena helicoidal con materiales disponibles

El material para la fabricación de la herramienta de perforación, en este caso una barra helicoidal, puede ser un tubo de 100 mm de diámetro. Para este fin, es mejor utilizar tubos de acero de alta calidad, cuyo espesor de pared sea de al menos 5 mm.

La parte superior de la estructura debe tener:

• en el extremo superior, una rosca helicoidal exterior para conectar con la barra;
• en el extremo inferior, un tornillo sinfín con al menos dos vueltas.

Para facilitar el proceso de giro, se suelda un mango de 1,5 metros de longitud al extremo superior del tubo. El elemento de transición entre el mango y las barras desmontables será una T equipada con una rosca helicoidal interior.

Las palas cortantes del taladro se fabrican a partir de tiras de chapa metálica de 2-2,5 mm de espesor, que se sueldan al tubo a una distancia equidistante.

A partir de un tubo del mismo diámetro se fabrican barras de 1,5 metros de longitud cada una:

• la primera barra con rosca helicoidal exterior en el extremo inferior para conectar el taladro;
• todas las barras siguientes con rosca del mismo tamaño en ambos extremos.

Los acoplamientos de conexión deben tener los mismos parámetros de rosca. Según sea necesario para alargar la estructura, simplemente se atornillan al tornillo sinfín, después de haber desatornillado el mango.

Algunos artesanos utilizan un taladro de hielo como tornillo sinfín. En este caso, la cuchilla de la herramienta cumple la función de las palas cortantes del sinfín. Las barras para el alargamiento se fabrican por separado.

Para utilizar la herramienta como un taladro y poder alcanzar mayores profundidades con ella, se fabrican varillas a partir de tubos de 25 mm de diámetro para la extensión.

Con el fin de mejorar la herramienta, algunos artesanos sueldan cortadores reforzados adicionales a los bordes de fábrica del tornillo improvisado.

Realización de los trabajos de perforación

En el lugar de instalación del pozo se excava un pozo de prueba de 150x150 cm. Es necesario para garantizar la estabilidad del tubo instalado verticalmente. Para evitar que las paredes de la excavación se desmoronen, se refuerzan con tablas cortadas o trozos de tablero aglomerado.

En la excavación se sumerge el taladro y, sujetando la herramienta por el mango, se comienza a atornillar gradualmente en el suelo en el sentido de las agujas del reloj.

En la excavación se sumerge el taladro y, sujetando la herramienta por el mango, se comienza a atornillar gradualmente en el suelo en el sentido de las agujas del reloj. Este trabajo es más fácil de realizar entre dos: el primero girará el mango de la herramienta, y el segundo presionará desde arriba.

Después de pasar el primer metro, se comienza a formar el tronco de la estructura con un diámetro de al menos 12-15 cm. Para ello, se baja una tubería de revestimiento en la excavación. El diámetro de la tubería debe ser ligeramente mayor que el tamaño de las paletas del taladro. Posteriormente, el hincado de las tuberías se realiza en paralelo con la profundización del pozo.

Después de profundizar el taladro entre 1,5 y 2 metros, será bastante difícil girar la herramienta por sí solo. El uso de llaves de tubo y otros dispositivos de sujeción ayudará a facilitar el trabajo.

Después de cada tres o cuatro metros de avance, se debe extraer la barra helicoidal a la superficie y limpiar sus dientes de tierra.

Cuando llegue el momento en que la herramienta de perforación se hunda en toda su altura, se debe 'extender'. Para ello, se fija una varilla mediante una conexión roscada o un adaptador de 'pasador de varilla'.

En esta etapa, es importante asegurar la resistencia de la unión de los elementos. Para facilitar la tarea de determinar la profundidad alcanzada, es recomendable marcar las varillas extendidas.

Durante el avance a través de las capas, se continúa formando la columna de revestimiento, sin olvidar verificar la verticalidad del pozo. Incluso una mínima curvatura puede impedir el descenso libre de las tuberías de revestimiento. Por lo tanto, si durante el trabajo el taladro comienza a golpear las paredes de la columna de revestimiento, se introducen cuñas de madera entre el suelo y la tubería de revestimiento para corregir la verticalidad del pozo.

Los trabajos continúan hasta que el suelo que se extrae a la superficie esté húmedo. Esto indicará que el acuífero está ya cerca. Para atravesar el horizonte acuífero, solo quedará profundizar un poco más.

La columna de revestimiento se puede instalar, aunque no es recomendable, incluso después de finalizar la perforación. Después de instalar la tubería de revestimiento en el pozo completamente perforado, será necesario extraer nuevamente el suelo derrumbado, pero esta vez se deberá actuar con la cuchara de perforación.

Para que el revestimiento que se está alargando no descienda al pozo hasta que se conecte el siguiente tramo, se sujeta con una abrazadera

Para la fijación temporal de la columna de revestimiento instalada en el pozo perforado, se debe utilizar un dispositivo en forma de abrazadera equipada con manijas. Este evitará que el revestimiento descienda al pozo antes de que se conecte el siguiente tramo de tubería de revestimiento.

Pero cabe señalar que este método no es el más racional, ya que requiere una limpieza prolongada del fondo del pozo de los lodos. Al formar la columna, no se deben bajar las tuberías hasta el fondo del pozo. No deben llegar hasta el punto más bajo del fondo, aproximadamente medio metro.

Para formar la columna de revestimiento, se introducen tuberías de plástico de forma secuencial, conectando los elementos a medida que se profundiza

Para facilitar el proceso de perforación con barrena, los especialistas recomiendan realizar de vez en cuando un lavado con agua. El chorro bombeado por la bomba dentro de la tubería de revestimiento lavará los recortes hacia la superficie.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Perforación de pozo por método de percusión con cable:

Detalles de la fabricación casera de una barrena:

Para quienes desean saber cómo perforar correctamente un pozo de captación de agua manualmente, hemos presentado métodos probados en la práctica. Es necesario seleccionar el método de perforación óptimo, abordar seriamente la elección del equipo necesario y, al realizar la perforación, seguir estrictamente los consejos de los maestros experimentados.

El resultado de los esfuerzos realizados será una fuente de suministro de agua construida por uno mismo, que proporcione agua limpia a todos los miembros del hogar.

¿Quiere contar cómo perforó un pozo en su propio terreno? ¿Tiene preguntas o datos interesantes sobre el tema del artículo? Por favor, escriba sus comentarios en el bloque siguiente.