Perforación y sondaje: Equipos fundamentales

CM 22 Maquinaria (10)

Una de sus principales funciones es realizar búsquedas visuales de anomalías geológicas en la superficie, lo repercute en indicios de presencia de minerales y poder producir.

Existe un gran número de técnicas de perforación, pero las más comunes y más empleadas son: rotación con recuperación de testigo (con corona de diamante), rotación y rotopercusión.

El mercado ofrece una amplia gama de equipos tanto como para la minería a rajo abierto como para la subterránea.

Patricia Avaria R.
Periodista Construcción Minera & Energía

La perforación y sondaje en minería se puede entender como  la acción de extraer una muestra de terreno o roca, con el objetivo de que sea analizada para ponderar las características de sus componentes minerales. Esto, con el objetivo de encontrar nuevos yacimientos o de renovar los ya existentes, ampliando sus límites y, por tanto, su vida útil como faena extractiva.

Expertos del rubro afirman que existe un gran número de técnicas de perforación, pero las más  empleadas son: rotación con recuperación de testigo (con corona de diamante), rotación y rotopercusión. La elección de cada método, requiere siempre llegar a un compromiso entre velocidad, costo y cantidad y calidad de la muestra a recuperar, además de aspectos logísticos y medioambientales. Ejemplo de ello, es el uso de  la perforación diamantina que sería más costosa y lenta, pues entregaría un testigo, el cual permite ver la información del mineral y realizar otros tipos de pruebas sobre el mismo, develando más datos. En cambio, el sistema de aire reverso se limitaría al verificar si hay o no mineral y de qué ley, por tanto, sería menos costoso y se utiliza preferentemente para buscar nuevos yacimientos.

EQUIPO HIDRÁULICO

CM 22 Maquinaria (1)El equipo hidráulico BG 36 montado sobre carro de orugas, permitiría perforar un diámetro mínimo de 620 mm y un diámetro máximo entubado de 2.200 mm, alcanzando profundidades de 50 metros, dependiendo del tipo de terreno.
Asimismo, cuenta con un torque (390 kNm), peso operativo (132 ton), y empuje (350 kN). Cada uno de estos parámetros, es un 30% mayor que cualquier otro equipo de estas características en el país, permitiendo perforar pilotes de hasta ø 2.200 mm encamisado, así como mejorar los rendimientos.
Estos equipos pueden perforar  mediante dos sistemas a rotación: con entubación (o camisa) recuperable, que consiste en perforar con hélice o balde conteniendo las paredes de la excavación mediante tubería metálica recuperable; y como rotación con lodos estabilizantes (sin camisas), que se fundamente en perforar con hélice o balde conteniendo las paredes de la perforación mediante el uso de lodos bentoníticos o polímeros. Este sistema, solo aplica en ciertos tipos de suelos, y permite alcanzar impresionantes rendimientos.
El equipo, que es de origen Alemán, cuenta con sistemas y alertas para trabajar con los estándares de seguridad. Se destacan limitadores de carrera, nivelación automática del mástil para posicionar y mantener el eje de perforación, pantalla de trabajo táctil, sensores en todos sus componentes mecánicos e hidráulicos, así como la emisión de reportes automáticos en la pantalla de trabajo con identificación de errores.
Según Pilotes Terratest S.A, este equipo además ser parte de la industria de la minería, es también parte de la construcción, en donde se desempeña principalmente en la fundación profunda de estructuras o sostenimiento de terreno, en proyectos de obras civiles en edificación, infraestructura, industria y energía.

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SONDAJES  PROFUNDOS

CM 22 Maquinaria (2)Pilotes Terratest S.A. también cuenta con el sistema Hollow Stem Auger (HSA) de 4¼” de perforación. Este permitiría realizar sondajes profundos con recuperación de muestras inalteradas, ideal para la investigación de propiedades químicas  y geológicas de suelos, así como la instalación de pozos de monitoreo. La perforación no requiere barrido y la extracción de muestra se realiza por sistema de Center Rods (BarrasNWJ) con una cuchara partida de 4” de diámetro y largo de 1,5 metros. Este sistema de sondaje va instalado en una perforadora hidráulica sobre orugas.
Con el método de sondaje Hollow Stem Auger se obtendría una muestra inalterada y de excelente calidad, avalado por la clasificación de calidad de Clase 1 según la DIN 4021 Ground Exploration by Excavation, Boring and Sampling (Norma Alemana sobre exploración de suelos que clasifica distintas técnicas según el grado de perturbación de muestras, asignando como clase uno al mínimo de perturbación y la clase cinco como muestras no representativas). Una vez concluido el sondaje, sería posible construir piezómetros para el monitoreo de las aguas subterráneas utilizando la misma perforación realizada.

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EQUIPO SUBTERRÁNEO

Sin título-1El equipo minero Boomer 282 con perforadora COP 1838 HD y una cabina presurizada, se utiliza principalmente en excavación de galerías de avance de túneles. El equipo de 1,95 metros de ancho y de 2,3 metros de altura, tiene una capacidad de perforación de 33 a 76 mm, impacto excavación 18 kilovatio. Asimismo, esta máquina posee un equipo periférico que está diseñado para realizar forado en túneles y minas; equipado con diversos accesorios que permitiría  la instalación de un tipo específico de perno de roca.
El equipo posee dos brazos, donde se puede montar un martillo de perforación, que funcionan a rotopercusión, es decir, la barrena gira continuamente ejerciendo simultáneamente un impacto sobre el fondo del taladro.
Para la óptima y segura operación del equipo, la empresa Antolín Cisternas recomienda que “se  utilice un cinturón de seguridad, EPP. Asimismo, revisar las señales de advertencia que posee el equipo previa operación”. A esto agregan que, “la máquina solo debe ser operado por personal con certificación de operador y finalmente es importante considerar la toxicidad de las emisiones del motor por lo que es indispensable una buena ventilación”.

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SERIE SIMBA

CM 22 Maquinaria (4)Por otro lado, está la serie Simba de Atlas Copco, que cuenta con equipos de perforación radial para galerías medianas en distintos rangos de diámetros de excavación dependiendo del modelo. Estos sistemas están equipados con martillo en cabeza y Rig Control System (control computarizado), que ofrecería distintos niveles de automatización, consiguiendo así una solución de precisión para la perforación de barrenos largos. A modo de ejemplo de esta serie, es el equipo M4 C-ITH de perforación de barrenos largos para galerías pequeñas a medianas en el rango de diámetros de perforación de 98 a 178 milímetros.  Perforaría barrenos paralelos con un espaciado de 1,5 metros en las paredes laterales y hasta 3 metros en perforación ascendente y descendente.

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SISTEMA ROC

CM 22 Maquinaria (5)El sistema PowerROC T35 que es un carro para martillo en cabeza desarrollado y optimizado para trabajos de construcción y canteras. Su diseño, con una hidráulica y controles pensados para las principales funciones de perforación, lo convertiría en un equipo con una adecuada potencia y fácil de manejar. Entre sus características y ventajas, se destaca el  bajo consumo de combustible, con unos  requisitos de energía de entrada mínimos, un martillo COP de buen rendimiento, un sistema de control de perforación básico hidráulico y facilidad en su manejo y mantenimiento.

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PARA APLICACIONES DE EXPLORACIÓN

CM 22 Maquinaria (6)También, se encuentra en el mercado la máquina perforadora Schramm T685WS montada sobre camión. Su capacidad de reducción simple en la rotación de la unidad superior de cabeza y sus sistemas de manejo de barras (Rod Handler) la convierten en un equipo adecuado para perforación en pozos de agua, exploración geológica y explotación en minas de desarrollo. Utiliza martillos de fondo, triconos, lodo inundado y perforación con barras de doble pared, aire reverso y reverso inundado. Cuenta con componentes de adecuada resistencia y accesorios opcionales que harían que este equipo pueda ser capaz de operar en las más variadas condiciones, desde el ártico a desiertos y en los trópicos. Asimismo, cuenta con una caja de velocidades de reducción simple, con motores hidráulicos de discos de válvulas múltiples. Su cabezal avanza mediante cilindros hidráulicos a través de cadenas, donde su recorrido del cabezal: es de 9,10 m  (30 pies) y su capacidad de Izado: 94.000 lbs (428 Kn) equivalente a 42.600 kilogramos.

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 PERFORADORA AUTÓNOMA

CM 22 Maquinaria (7)La empresa Terraservice destaca la perforadora Segoqui 1920 para captación de agua subterránea, mediante los sistemas de circulación directa, inversa, rotopercusión y rotopercusión con circulación inversa. Con una capacidad de 1.000 metros de profundidad en rotopercusión y circulación directa; y de 600 metros de profundidad en circulación Inversa. Ideal para construcción, habilitación y desarrollo de pozos de agua, tanto de monitoreo como de producción. También se usa para pozos y pruebas hidrogeológicas, como parte de estudios geotécnicos o de exploración.
Asimismo, este equipo cuenta con un motor Caterpillar C15 de 540 H.P., un sistema hidráulico de seis bombas hidráulicas, una capacidad de torque de 27.791 Nm y un diámetro máximo de perforación de 30 pulgadas.
Este equipo tiene una torre de carrera útil de 6,7 metros para usar varillaje de seis metros y una cabeza de rotación hidráulica de altas prestaciones, diseñada para un pull up de 100 toneladas, con paso interior libre de 120 mm, para reversa.
En tanto, su sistema hidráulico completo constituido por seis bombas hidráulicas de las siguientes características: Bombas de 240 l/min + 240 l/min +90 l/min+ 60 l/min +40 l/min +10 l/min de caudal respectivamente.

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MONTADO SOBRE CAMIÓN

CM 22 Maquinaria (8)También, la empresa Terraservice destaca el equipo EDM 2000 montado sobre camión para perforar en diamantina y aire reverso. Este cuenta con un motor Diesel Cummins QSM11 TierIII de 400 H.P. @ 1.800 rpm, un mástil de estructura con secciones para trabajo pesado con ángulos de labores desde la vertical a 45° y  de 2.000 mm desplazamiento mástil. Asimismo, tiene un carro de avance conducido por un cilindro hidráulico, sistema de cables 2:1 de una  velocidad subida cilindro 447 mm/sec, sistema de cables 894 mm/sec y una máxima velocidad bajada cilindro 335 mm/sec, sistema de cables 670 mm/sec. Además, destacan su huinche principal montado en la parte superior del mástil (Tipo BradenRW300) con un máximo de levante de 40.000 Lbf y  una velocidad de 75 m/minuto.

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EQUIPOS DE EXPLORACIÓN

CM 22 Maquinaria (9)La empresa Atlas Copco destaca el equipo Chritensen C140 para exploración de superficie, que ofrece a sus usuarios seguridad y confort. Su sistema Rod Handler (RH) permite que el manejo y cambio de barras se realice de forma automática, mejorando la seguridad al reducir el riesgo de lesiones durante el proceso de carga de las barras. Igualmente, destacan los equipos de exploración Diamec Smart, utilizados por sus clientes para trabajos de exploración en minería subterránea. Este equipo realizaría los ciclos de perforación y manejo de barras de forma 100% automatizada. Asimismo, contaría con una adecuada precisión mediante el control automatizado de los parámetros de perforación, una mejor administración, un menor consumo energético y la entrega de reportes de producción y estados automáticos. También, para incrementar la seguridad en este sistema, cuentan con el  manejo automático de barras “Rod Handler System”, que elimina el riesgo de accidentes asociados a la intensiva manipulación manual de barras durante la perforación de exploración subterránea.

Post Author: cmineracdt