Construcción de un pozo abisinio por usted mismo: cómo hacer un pozo de aguja en su terreno

Conectar una pequeña finca campestre al suministro central de agua es a menudo imposible debido a la lejanía de la tubería principal. Cavar un pozo o perforar un pozo a veces no es asequible, y para construir un sistema autónomo se necesita una fuente propia de agua.

En tales casos, se puede instalar un pozo abisinio por usted mismo; la tecnología para organizar dicha fuente de captación de agua es bastante simple. Esté de acuerdo, antes de comenzar a implementar la idea, es necesario comprender la estructura y el principio de funcionamiento del sistema.

Le indicaremos cómo planificar un pozo abisinio, qué equipo se necesitará y cómo hacer usted mismo un pozo de aguja. Se debe prestar especial atención al tipo de suelo en su terreno.

Principios de funcionamiento del pozo abisinio

El pozo abisinio es una versión simplificada de un pozo de perforación que permite obtener agua del primer o segundo acuífero suprayacente. Su construcción es extremadamente simple. Consiste en una columna de tubos de acero para gas y agua conectados entre sí, con un filtro primitivo y una punta metálica en la parte inferior.

El delgado cuerpo de la perforación exteriormente se parece a la herramienta de costura más antigua. De ahí el segundo nombre: pozo de aguja.

Un pozo abisinio bien construido proporcionará el suministro de agua de la parcela de la casa no peor que un pozo excavado y no será inferior a él en durabilidad.

El método clásico de hundir un pozo abisinio en la tierra se realiza mediante un simple hincado, la forma más sencilla, activamente utilizada entre los aficionados al bricolaje. Se hinca hasta que el tubo inferior con la punta abre el acuífero.

A veces, la columna se entierra parcialmente mediante perforación helicoidal, pero el alquiler de una perforadora manual o mecánica aumenta significativamente el presupuesto de la obra.

El pozo abisinio fue inventado y probado en la práctica durante la guerra entre la Inglaterra colonial y Etiopía en 1867-68. El diseño propuesto por el ingeniero estadounidense Norton suministraba incansablemente agua a las tropas inglesas durante sus desplazamientos por el desierto.

El dispositivo para extraer el líquido vital de las capas subterráneas del suelo se instalaba, desmontaba y volvía a utilizar rápidamente en la siguiente parada.

Prioridades como la movilidad, el bajo costo y la simplicidad de construcción fueron debidamente apreciadas por los militares y atrajeron a viajeros e investigadores.

Las ventajas de instalar un pozo de aguja por uno mismo radican en la simplicidad, los plazos mínimos de construcción, el fácil desmontaje y el costo económico (+).

En Rusia, conocieron el notable invento un año después de finalizar la campaña inglesa. El dispositivo para elevar agua desde poca profundidad fue descrito por K. I. Masliánnikov en un libro dedicado a los eficaces equipos de perforación que se utilizaban en aquella época.

De los cinco pozos abisinios instalados en la zona de Tsárskoye Seló, dos resultaron completamente adecuados para obtener agua fresca. Tres no pudieron alcanzar el acuífero debido a la caliza que se encuentra cerca de la superficie.

Los pozos abisinios exitosos daban un cubo por minuto. Al principio salía un líquido turbio que, después de media hora de bombeo, se volvía lo suficientemente transparente y limpio.

Con el pozo de aguja solo se accede a los primeros acuíferos desde la superficie terrestre, por lo que el agua obtenida no puede utilizarse para consumo humano. Es adecuada para riego, limpieza de terrenos y necesidades domésticas similares.

Si se desea y el caudal de producción es impresionante, se puede instalar un sistema de filtros gruesos y finos para la purificación del agua, que retienen las inclusiones mecánicas y las impurezas químicas.

Un grave inconveniente del pozo abisinio es la poca profundidad de captación de agua, relacionada con el uso de bombas de superficie; sin embargo, es la fuente más cómoda para uso temporal.

Especificidad constructiva del pozo de aguja

La perforadora abisinia, desarrollada hace siglo y medio, no ha sufrido cambios estructurales radicales en los últimos años. Durante un tiempo fue injustamente olvidada. Aunque en ritmo y simplicidad de construcción, así como en costo de instalación, supera a los pozos tradicionales ampliamente extendidos.

En la construcción del pozo abisinio se distinguen dos componentes principales:

• Herramienta de perforación, que incluye una punta cortante de suelos y un vástago que se va alargando durante la penetración en el terreno. El vástago también sirve como canal para elevar el agua desde la profundidad. Por ello se ensambla a partir de tramos de tubería, y no de acero redondo o barra.
• Cabria, compuesta por un trípode metálico y una pesada maza que actúa como martillo. En la parte superior del trípode hay dos poleas, con cuerdas pasadas a través de ellas, a las que está atada la maza.

Al tensar las cuerdas, la maza se eleva hasta la parte superior del equipo. Al aflojarlas, cae rápidamente sobre el yunque fijado rígidamente al tramo de vástago que se está hincando. Este último actúa como yunque, gracias al cual el vástago se hunde progresivamente en el terreno.

La parte principal del pozo abisinio es una punta hecha de tubería con diámetro interior de 1 1/4, 1 1/2 y 2 pulgadas, y consiste en un tubo de gas perforado a modo de filtro, provisto en su extremo de un engrosamiento en forma de lanza (+)

El yunque es una especie de abrazadera compuesta por dos partes simétricas. El área de la superficie del yunque en contacto con la maza es ligeramente mayor que el área del fondo del 'martillo' que cae sobre él.

Después de que el tramo de vástago que se está hincando se haya hundido casi por completo en el suelo, se retira el yunque. Al tramo de tubería enterrado se le atornilla el siguiente, sobre el que se fija nuevamente la abrazadera-yunque.

Al caer, la maza golpea la abrazadera inferior y hunde la tubería; a medida que el pozo se profundiza, el yunque y la abrazadera con las poleas se desplazan hacia arriba a lo largo de la tubería.

Las acciones para hundir la herramienta de perforación se repiten hasta que la parte inferior de la perforación tipo aguja, construida con sus propias manos, alcance el acuífero. No solo se debe penetrar el acuífero, sino también atravesarlo al menos un metro.

Según las reglas, se debe atravesar la capa en 2/3 de su espesor, pero un perforador aficionado desconoce las dimensiones reales del acuífero. Es difícil juzgarlas sin estudios hidrogeológicos.

Para obtener agua en un lugar específico, se instala un trípode, se atornilla la punta a un tubo de gas, sobre el que se coloca la maza, y con la maza se golpea el tubo para introducirlo en el suelo (+)

La aparición de agua en la perforación debe monitorearse periódicamente. Los perforadores profesionales tienen un dispositivo sencillo para medir el nivel de agua en la perforación, que determina perfectamente la profundidad del acuífero cuando se encuentra a hasta 15 m.

Es un cilindro metálico hueco, denominado 'klapushka'. El dispositivo se asemeja a un vaso delgado invertido, fijado mediante un lazo a una cinta métrica.

El elemento de trabajo del 'klapushka' es un cilindro hueco o un cono que, al entrar en contacto con la superficie del agua, emite un chasquido característico: se puede hacer un dispositivo similar por sus propias manos.

Cuando el borde del 'klapushka' entra en contacto con la superficie del agua, se produce un chasquido que indica la aparición de lo buscado en el pozo. Se puede fabricar un dispositivo de control similar personalmente, atando una tuerca grande a una cuerda de modo que pueda tocar plana la superficie del agua.

En lugar de una tuerca, sería bueno encontrar un cono de plástico o metal no demasiado ligero, abierto por uno o ambos lados.

Existe otro método ingenioso que sirve como instrumento de control. Simplemente se puede monitorear la aparición de agua en un pozo abisinio bajando un tubo de polímero común en el conducto. Un chasquido característico indicará el contacto con el espejo del agua subterránea.

Tecnología de fabricación del conducto de la perforación

No existe la producción industrial de pozos abisinios. La fabricación del equipo se encarga en un taller o se realiza con sus propias manos.

Para facilitar la penetración en el suelo, el borde inferior de la primera barra se equipa con una punta en forma de lanza, cuyo diámetro en la parte más ancha es de 3 a 5 cm mayor que el diámetro del tubo principal, y su longitud es de aproximadamente 10 a 15 cm.

Para hacer un pozo de aguja, se necesitarán:

1. Tubos de pared gruesa VGP, cuya marcación indica «reforzados». El tamaño óptimo del diámetro exterior de la tubería es de 25 a 40 mm. Hay que recordar que cuanto más grueso sea el conducto, más difícil será hincarlo en el suelo, y el grosor del tubo no afecta en absoluto al caudal del pozo.
2. Punta de acero, torneada en un torno. La longitud de la pieza es de 10-12 cm, el diámetro es 1-2 cm mayor que el diámetro del tubo, para que la fricción del suelo contra el conducto no ralentice el proceso de hincado. La punta puede ser cónica o piramidal, pero no soldada a partir de recortes de tubo en forma de cuña.
3. Malla de acero de tejido apretado, necesaria para la instalación de un filtro adicional. Evitará la entrada de granos de arena finos e incluso de suspensión arcillosa.

Para la fabricación del cañón es mejor adquirir un tubo sin costura, que al ser golpeado definitivamente no se agrietará. El tubo debe cortarse en segmentos de aproximadamente 1,2 a 1,5 m. En perforación se denominan varillas.

Las dimensiones indicadas se recomiendan por la mayor comodidad en el trabajo. La longitud concreta de los segmentos en el intervalo señalado depende de la profundidad prevista de la excavación. Es conveniente que uno de ellos sea de 1 m para la penetración final en el acuífero.

La válvula de retención en forma de bola o plato evita el reflujo del agua extraída por la bomba hacia el pozo de aguja después de detener la bomba electromecánica o manual.

El alargamiento del cañón se realiza a medida que se profundiza el útil, mediante el enroscado secuencial de segmentos de tubería VGP.

Para realizar las uniones, se cortan 7 vueltas de rosca de fontanería en los bordes de los segmentos y se utilizan manguitos de acero. Las uniones se realizan de forma hermética, colocando estopa de fontanería en la rosca.

Fabricar e instalar completamente un pozo abisinio no es difícil por uno mismo, pero si se planea un uso temporal, es más razonable alquilar el mástil de hincado.

Al primer segmento de la futura columna se suelda una punta y se equipa con un filtro primitivo; esta es la parte receptora de agua. En el segmento inicial del tubo se perforan agujeros de Ø 8–10 mm de modo que los elementos de dicha perforación estén dispuestos en un cierto orden de ajedrez.

Entre las filas horizontales condicionales de agujeros debe haber aproximadamente 5 cm: no conviene hacerlos más cerca para no debilitar el tubo.

Se comienzan a perforar los agujeros, dejando un margen de unos 15 cm desde el borde inferior con el mismo objetivo de preservar las propiedades de resistencia. En el punto de unión del primer tramo de la columna con la siguiente barra se instala una válvula de retención del sistema de bombeo.

La mayoría de las veces es una bola que solo deja pasar el agua en dirección a la bomba.

Mejora del elemento de filtración

El filtro descrito protegerá de la entrada de grava y gravilla fina, pero no eliminará las inclusiones más finas. Por lo tanto, necesita una modernización. Para convertir un tramo de tubo perforado en un filtro con un mayor grado de protección, es necesario perfeccionarlo.

Procedimiento:

1. Sobre el tubo se enrollan espiras de alambre de acero inoxidable. Sirven para aumentar la superficie del elemento filtrante. La distancia entre las espiras es de 3 a 5 mm.
2. La pieza obtenida se envuelve firmemente con un trozo de malla de acero inoxidable, que se suelda a las paredes del tubo. Se utiliza exclusivamente soldadura de estaño, porque el empleo de una aleación con plomo afectará negativamente a las características cualitativas del agua.

Existe la opinión de que, para mayor seguridad, el filtro modernizado debería envolverse externamente con alambre de acero inoxidable. Nos permitimos dudar de la fiabilidad de tal refuerzo. Consideramos que, al introducirse en el terreno, las espiras externas del filtro casero se desprenderán inevitablemente, aumentarán la fricción y dificultarán notablemente la hinca.

En los filtros de pozo se utiliza malla de tejido galón P52, que permite filtrar arenas finas y limosas, protegiendo así el pozo de la colmatación.

El perfeccionamiento del filtro es algo bueno, que contribuye no solo a optimizar la calidad del agua, sino también a prevenir la colmatación del pozo de aguja.

Sin embargo, a pesar de la simplicidad del dispositivo, se requiere un cumplimiento estricto de las reglas:

• Para un filtro de malla no es adecuada la malla de latón u otros metales no ferrosos. En combinación con el acero, con una soldadura fuerte, formarán un par galvánico que la corrosión corroerá rápida e inevitablemente.
• El diámetro del tubo perforado junto con el filtro adicional no debe ser igual ni superar el diámetro máximo de la punta. De lo contrario, los importantes complementos filtrantes se separarán del tubo durante la hinca en el terreno.
• Para la construcción de la columna de perforación y del primer eslabón, que constituye la parte captadora del tronco, no son adecuadas las frágiles tuberías de fundición.

Todavía no vale la pena ahorrar en acoplamientos comprando productos artesanales con rosca de mala calidad. Si las conexiones se separan durante el hincado, será necesario desmontar la aguja y volver a perforar el pozo.

Condiciones para la construcción de un pozo abisinio

Para la instalación de un pozo abisinio no basta con el ardiente deseo del propietario del terreno, respaldado por el conocimiento de la estructura de la unidad de captación de agua. Antes de iniciar los trabajos, es necesario averiguar si las condiciones geológicas son adecuadas para la construcción de un pozo de aguja.

Los suelos que yacen en la tierra difieren en propiedades físico-mecánicas: densidad, estructura, parámetros de dureza, etc. Los perforadores tienen una clasificación según la llamada «perforabilidad» de las rocas.

Para la perforación de arenisca y arena, por ejemplo, se utilizan diferentes tipos de herramientas y métodos de perforación. La arenisca rocosa se perfora con un tubo de perforación con corona de carburo, mientras que las arenas acuíferas se extraen mediante el método de percusión con cable con una cuchara.

La instalación de un pozo abisinio no podrá realizarse si hay caliza (1), arenisca (2) cerca de la superficie; los suelos óptimos para el trabajo son los depósitos arcillosos (3) y las arenas (4).

Según el conjunto de propiedades físico-mecánicas junto con la perforabilidad, las rocas se dividen convencionalmente en:

• Duras o rocosas. Son capaces de partirse, triturarse, y se destruyen gradualmente durante la perforación a alta velocidad y presión. Las rocas duras están representadas en la parte superior de los depósitos por calizas, areniscas, margas, dolomitas, etc.
• Plásticas. Se dejan cortar fácil o relativamente fácil con un cuchillo y herramientas de perforación, incluida la punta del pozo abisinio. Entre los representantes plásticos se encuentran arcillas, margas arenosas, limos arenosos con alto índice de plasticidad.
• Sueltas. No mantienen la forma porque están compuestas por partículas no cohesionadas. Al saturarse de agua, algunos tipos limosos pueden «fluir». Entre las variedades sueltas se incluyen arenas de todas las categorías por tamaño, gravas y guijarros, depósitos de gravilla y piedra triturada, y similares.

Los aficionados domésticos que desean realizar la instalación de un pozo abisinio no disponen de herramientas de perforación para atravesar todos los tipos de suelo enumerados. Los perforadores independientes solo podrán atravesar las categorías plásticas y sueltas. Es imposible triturar roca dura con la punta de un pozo abisinio.

Para la instalación y el funcionamiento normal de un pozo abisinio, los depósitos sedimentarios son ideales: grava, piedra triturada, guijarros con relleno, arenas, limos arenosos, margas arenosas (+)

No vale la pena intentar partir una roca grande: es mejor moverse un poco y reiniciar la extracción allí. Además, el desmontaje del dispositivo de toma de agua se realiza varias veces más rápido que su instalación.

Además de las limitaciones de perforabilidad, la posibilidad de construir un pozo de aguja se ve afectada por la altura del nivel del agua. El caso es que su extracción de una perforación de diámetro fino solo se puede encomendar a equipos de bombeo de superficie. La mayoría de las marcas de bombas de superficie están preparadas para elevar agua desde una profundidad de no más de 8 m.

Para la extracción de agua de un pozo de aguja se utiliza un equipo de bombeo de superficie que extrae agua desde una profundidad promedio de 8 – 10 m

Incluso si en el manual técnico la profundidad de succión se indica en torno a 10 m, no se debe olvidar las pérdidas de presión estándar en el fuste y que la bomba normalmente transporta agua también por un tramo horizontal.

Cada 10 m de desplazamiento horizontal resta 1 m a la profundidad de succión. Además, se recomienda encarecidamente ubicar las bombas de superficie en locales cerrados, que a menudo están alejados del lugar de toma de agua.

Si no hay absolutamente ninguna otra salida más que el pozo abisinio, y la profundidad de aparición de agua en pozos cercanos se registra entre 12 y 15 m desde la superficie del suelo, entonces para elevar el agua se debe disponer de un airlift o una bomba manual capaz de bombear agua desde dicha profundidad.

Para extraer agua desde una profundidad de más de 15 – 20 m se puede usar un airlift, que además de transportar agua, realiza una oxigenación beneficiosa de la misma

Información útil sobre cómo encontrar agua para un pozo en el terreno y evaluar la ubicación de los acuíferos se presenta en este artículo.

Una alternativa para adaptar la aguja de captación de agua a un nivel freático inadecuado consiste en construir un foso. Antes de hincar la columna en el suelo, se excava una zanja de aproximadamente un metro de profundidad y un ancho que permita trabajar con pala en su interior. El hincado de las varillas comienza entonces desde el fondo de la zanja. En situaciones similares, la bomba se instala en el foso.

Si las aguas subterráneas en el terreno se encuentran por debajo de la profundidad máxima de succión de la bomba, se construye un foso y en él se ubica el equipo de bombeo

Usted mismo como hidrogeólogo: evaluación del terreno

Por muy simple que sea el proceso de hincado del pozo de aguja, la preparación minuciosa del trabajo sigue siendo necesaria. No basta con abastecerse de varillas y del tramo inicial con filtro, alquilar o fabricar su propio trípode de percusión. Se necesita información sobre la situación geológica e hidrogeológica en el área de instalación del pozo abisinio.

¿Dónde y cómo obtenerla? La información sobre el nivel del agua subterránea la obtendremos literalmente en el pozo vecino o en el sondeo.

Mediremos nosotros mismos con una sonda o preguntaremos al propietario de la fuente desde qué profundidad extrae agua. De paso, averiguaremos qué tipo de terreno se extrajo del fondo cuando perforaron o excavaron la obra.

La industria no produce trípodes de percusión ni troncos para el pozo de aguja; la instalación con todos los accesorios se puede comprar ya preparada o encargar su fabricación.

En zonas llanas, los estratos de roca se encuentran casi horizontales, con una ligera curvatura o una pequeña inclinación. El nivel freático se encuentra aproximadamente a la misma cota absoluta. La diferencia de profundidad entre el pozo existente y el planificado puede deberse únicamente a los desniveles del relieve.

No olvidemos que el pozo abisinio capta el agua colgada o el acuífero inmediatamente inferior, cubierto por arcilla o marga, pero no por un impermeable rocoso. Es decir, el nivel de agua en la obra será claramente inestable, dependiendo del volumen de precipitaciones atmosféricas.

Durante el deshielo y la temporada de lluvias, el nivel freático será más alto que en la estación seca. Se debe preguntar al propietario del punto de captación existente cuáles son las variaciones máxima y mínima del nivel del agua, para que el pozo abisinio no quede vacío en un verano seco.

Si las paredes de la excavación están compuestas por terrenos estables y no desmoronables, se puede perforar parcialmente el pozo con una unidad de perforación manual equipada con un útil helicoidal.

La cuestión de los tipos de roca a perforar no es en absoluto trivial. Por ejemplo, en la región de Leningrado, el agua se extrae de arenas gruesas con una cantidad considerable de cantos rodados masivos.

A menudo, debido a la imposibilidad de triturar y extraer una piedra enorme, los perforadores desplazan el pozo de captación. Se debe proceder de manera similar si en la región de construcción del pozo abisinio existen terrenos similares.

Carece de sentido realizar el hincado cuando los macizos de rocas duras y semiduras se encuentran a poca profundidad. Si en la parcela vecina se obtiene agua subterránea distribuida en dolomitas fisuradas, areniscas, calizas, entonces habrá que abandonar sin piedad la idea de instalar un pozo de aguja.

Información detallada sobre la realización de estudios geológicos se encuentra en el artículo – Dónde y cuándo es mejor perforar un pozo en el terreno: reglas generales + consejos de perforadores experimentados

Para aquellos que deciden hacer un pozo abisinio con un foso, es necesaria información sobre la estructura y el estado de las capas de suelo que se encuentran a la profundidad de la excavación. Si el corte está compuesto por arenas limosas, margas o sus capas alternadas, no es obligatorio reforzar las paredes del foso.

Las paredes sueltas e inestables del foso deben reforzarse para que la boca del pozo de aguja y el equipo de bombeo no sean cubiertos por suelos no cohesivos

Si se excava el foso en arenas, las paredes deben reforzarse con tablones de madera o concreto. Los bordes arenosos son inestables, pueden derrumbarse y cubrir el punto de captación de agua junto con el equipo de bombeo.

Las preguntas sobre las capas superiores del suelo también son necesarias para quienes planean atravesar la parte superior de la perforación con una barrena. La perforación con barrena acelerará notablemente el proceso, pero puede no dar el resultado planeado. Para el trabajo se utiliza un sencillo dispositivo – un taladro comprado o casero.

En caso de paredes de arena que se derrumban, será necesaria la instalación de una tubería de revestimiento, gracias a la cual se reducirán las ventajas económicas del pozo abisinio.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Análisis de los pros y contras del pozo abisinio en comparación con un pozo convencional:

Video sobre la profundización con sinfín y posterior hincado del pozo abisinio:

Sobre la inutilidad de buscar agua con el método popular mediante varillas:

La instalación y operación del pozo abisinio es el método más simple y económico para obtener agua de los acuíferos superiores. Para construir la captación de agua no se necesita maquinaria, todas las etapas del trabajo se pueden realizar fácilmente con sus propias manos.

El esfuerzo invertido y los medios modestos se amortizarán rápidamente; el pozo abisinio durará tanto como las fuentes de agua tradicionales. Es importante entusiasmarse y materializar la idea, armados con la información que presentamos.

¿Tiene habilidades prácticas para equipar un pozo de aguja en el terreno? Por favor, comparta sus conocimientos acumulados o haga preguntas sobre el tema en los comentarios a continuación.