Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - maquinaria, perforaci贸n, procedimientos de construcci贸n    

Figura 1.- Perforaci贸n mec谩nica (Ingeopress)

Las operaciones necesarias para la ejecuci贸n con 茅xito de perforaci贸n con extracci贸n de material son el troceo, la extracci贸n del material propiamente dicha y la contenci贸n de las paredes. Estas operaciones se realizan en ocasiones de forma simult谩nea a la ejecuci贸n de la perforaci贸n.

 

La rotura o corte del terreno puede realizarse mediante varios procedimientos diferentes. Entre otros, destacan los siguientes:

 

  • Perforaci贸n mec谩nica: se deben aplicar tensiones sobre el material que superen su resistencia de corte. Este efecto puede realizarse por impacto (percusi贸n), presi贸n (empuje), fricci贸n (rotaci贸n) o desgaste (barrido), o por efectos combinados de ellos.
  • Perforaci贸n t茅rmica: realizada mediante soplete o lanza t茅rmica, plasma, fluido caliente o congelaci贸n.
  • Perforaci贸n qu铆mica: realizada mediante microvoladura o por disoluci贸n.
  • Perforaci贸n hidr谩ulica: provocada por efecto de un chorro de agua a alta presi贸n, por erosi贸n o cavitaci贸n.
  • Otros tipos de perforaci贸n: el茅ctrica, s贸nica, nuclear, etc.

 

La eliminaci贸n del detritus puede ser discontinua, en el caso de interrupci贸n de la perforaci贸n y la eliminaci贸n mec谩nica del detritus, o continua, empleando un fluido en circulaci贸n (aire, agua o lodos) que, a su vez, refrigera el 煤til de perforaci贸n y sostiene las paredes de la perforaci贸n. La extracci贸n hidr谩ulica presenta dos variantes, la circulaci贸n directa y la circulaci贸n inversa.

Cuando se utiliza un fluido para extraer el detritus, la circulaci贸n directa se refiere a que el fluido de perforaci贸n y el detritus se elevan hacia la superficie entre las paredes del sondeo y el varillaje. La circulaci贸n directa es el sistema m谩s empleado en perforaciones relativamente cortas (menos de 50 m) y hasta ahora ha sido universal en los martillos neum谩ticos.

Figura 2.- Extracci贸n del material en una perforaci贸n

En cambio, con la circulaci贸n inversa, el fluido y el material se eleva por el interior del varillaje. En este caso se mantiene inundada la perforaci贸n, siendo el ascenso del material por depresi贸n o por inyecci贸n forzada. Se emplea tambi茅n con martillos en fondo. Este m茅todo tiene inter茅s en formaciones relativamente blandas poco permeables, con fisuraci贸n d茅bil, poco abrasivas y de paredes estables (arcillas, algunas formaciones yes铆feras y sales pot谩sicas, por ejemplo). Es un m茅todo seguro, pero m谩s caro, aunque mejora la limpieza del sondeo, recupera detritus de mayor tama帽o y aumenta la velocidad de perforaci贸n. Normalmente se emplea un sistema de doble pared, es decir, dos tubos conc茅ntricos: por la c谩mara exterior se inyecta el fluido y por la interior asciende.

Figura 3.- Esquema de instalaci贸n en circulaci贸n inversa

La perforaci贸n en suelos es m谩s sencilla que en roca, pero en numerosas ocasiones se necesita un sostenimiento de las paredes del sondeo para evitar su derrumbe. El sostenimiento se puede realizar mediante fluidos como el agua (equilibrio hidrost谩tico) o lodos (pel铆culas tixotr贸picas) que sirven, adem谩s, para la eliminaci贸n del detritus; o bien mediante entubaciones, que pueden ser provisionales o definitivas.

El lodo es una mezcla de agua y bentonita s贸dica (a veces, sepiolita) tratada, a la que en ocasiones se a帽ade arcilla y alg煤n aditivo. Esta mezcla forma una l谩mina o 鈥渃ake鈥 que impermeabiliza el sondeo, de forma que si se mantiene llena de lodo la perforaci贸n, la presi贸n en la cara interna de la pared supera a la existente en el exterior, lo que permite la estabilidad de la pared.

En sondeos y perforaciones helicoidales, el residuo de la perforaci贸n se extrae con la propia h茅lice.

Seg煤n la resistencia a compresi贸n de las rocas y el di谩metro de perforaci贸n, se pueden delimitar distintos m茅todos de perforaci贸n, seg煤n se refleja en la Figura 4. Sin embargo, en obras de construcci贸n, lo habitual son los m茅todos rotopercutivos en la perforaci贸n de rocas, mientras que en miner铆a a cielo abierto, tambi茅n se utiliza la perforaci贸n rotativa.

Figura 4.- Campos de aplicaci贸n de los m茅todos de perforaci贸n en funci贸n de la resistencia de las rocas y di谩metros de los barrenos (ITGE, 1994)

Referencias:

INSTITUTO TECNOL脫GICO Y MINERO DE ESPA脩A (1994). Manual de perforaci贸n y voladura de rocas. Ed. IGME. Madrid, 500 pp.

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia.

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2 octubre, 2018