Velocidad de Perforación de rocas

• Cristian Leonardo Sanchez Requejo
• Sept. 11, 2023

Introducción

La perforación de las rocas en la minería es una actividad crucial que ocurre en más de una etapa o fase del proyecto minero. La perforación es importante debido a que puede afectar directamente a los costos de producción y a los costos operativos generales. La velocidad de esta operación se define como la cantidad de roca perforada en una unidad de tiempo en metros por hora o pies por hora y es crucial conocer y optimizar la velocidad de perforación de rocas ya que, con estos datos estimados, la planificación del proyecto podría adoptarse de manera exacta en la mina con la intención de maximizar la eficiencia y reducir costos operativos en la mina (Tito, s. f.).

 

Figura 1. Maquinas de perforación. (Tito, s. f.)

 

Factores que Afectan la Velocidad de Perforación de Rocas

La velocidad de perforación de rocas puede estar siendo afectada por diferentes factores dentro de la mina. Por ello, es importante conocer estos factores para poder determinar mejores técnicas, métodos o productos usar al momento de perforar para un mejor trabajo de operación. A continuación, se explicará algunos de los factores más importantes presentes en la operación de perforación que influyen en la velocidad dentro de un proyecto minero.

 

• Herramientas de perforación: Dentro de la industria minera existen diferentes tipos de herramientas de perforación como los martillos en cabeza, los martillos en fondo (DTH), las herramientas de perforación rotativa, las herramientas de perforación de chimeneas, brocas DTH, etc. Todas estas herramientas son elegidas dependiendo la situación y el tipo de roca a perforar y esta elección puede marcar la diferencia en la velocidad de perforación. (Epiroc, s. f.)

 

Figura 2. Herramientas de perforación rotativa. (Epiroc, s. f.)

 

• Características de la roca: las rocas presentan diferentes características significativas que pueden afectar la velocidad de perforación. Por ejemplo; la dureza, la densidad y la fracturación de la roca afectan la velocidad de perforación y para evitar este inconveniente se debe elegir herramientas de perforación más resistente para mejorar la velocidad de la operación de perforación.

 

• Condiciones ambientales: las condiciones ambientales pueden afectar de manera significativa la operación de perforación mediante la disminución de la velocidad de esta misma. Entre los factores principales que varían según las condiciones ambientales se tiene la humedad, la temperatura y la altitud.

 

• Máquinas de perforación: dentro de la industria minera existen diferentes tipos de maquinas de perforación que se usan para actividades de perforación específicas. En el caso de las perforaciones para voladura se usan Jumbos mineros y para la elaboración de testigos se usan perforadoras mineras (Grupo Casa Lima, 2023). Cada tipo de maquina tendrá unas características y una potencia distinta lo cual puede llegar a generar una variación con respecto a la velocidad de perforación en cada caso.

 

Figura 3. Jumbo Minero. (Grupo Casa Lima, 2023)

 

• Condiciones de la perforadora: El mantenimiento de cada equipo de perforación es importante ya que un adecuado y óptimo mantenimiento, que se da de forma regular, garantizara un rendimiento adecuado y una velocidad constante en la perforación.

 

• Habilidad del perforista: La habilidad del perforista también es un factor importante que puede hacer que las operaciones de perforación sean más rápidas o lentas. Sin embargo, en algunos casos este factor no llega a influir debido a la autonomía del equipo por sistemas más modernos. (Condori Rojas, s. f.)

 

Como medir la velocidad de perforación de rocas

La velocidad de perforación de rocas depende de varios factores y parámetros y su estimación es importante para realizar una planificación precisa de las operaciones. Para la estimación de la velocidad de perforación se debe tener en cuenta estos factores que esta implicados en la operación de perforación. Muchas de las ecuaciones encontradas en informes académicos son propios de un tipo de maquina en particular con un tipo de herramienta en particular.

 

Además, se puede apreciar que estas ecuaciones no son completamente precisas debido a factores como las condiciones ambientales de las operaciones o el tipo de roca a perforar; por ello, una ecuación exacta para la determinación de la velocidad de perforación no es la misma en cualquier proyecto minero e incluso en cualquier fase del mismo proyecto. Los fabricantes de las maquinas de perforación y herramientas de perforación elaboran ábacos y fórmulas empíricas para poder tener una aproximación a la velocidad de perforación con ciertos supuestos geológicos; sin embargo, para tener una ecuación más exacta se deberán hacer más estudios en el que se incluyan todos los factores presentes en la mina. (Condori Rojas, s. f.)

 

Figura 4. Velocidad de perforación para perforadoras de rotación percusión. (Condori Rojas, s. f.)

 

Avances, novedades y tendencias recientes

La industria minera esta experimentando constantemente avances muy significativos en la mejora de la velocidad de perforación. Por ello es importante conocer las novedades dentro la minería 4.0 para mejorar los procesos y las operaciones dentro del proyecto minero. A continuación, se explicará un poco de los avances tecnológicos que se han desarrollado para mejorar el tiempo de perforación dentro de las operaciones mineras.

 

• Automatización y control remoto: Dentro de la industria minera se ha desarrollado nuevas tecnologías que han podido mejorar la eficiencia y eficacia en las operaciones. Un ejemplo de esto es la automatización y control remoto de equipos de perforación que está llevando a la perforación a una realidad sostenible. Este tipo de novedad hace que en las operaciones se esté ahorrando tiempo y dinero, a la vez que aumenta la seguridad y la previsibilidad. Uno de los sistemas autónomos que se están desarrollando es el RCS 5 el cual hace que la automatización sea más fácil y productiva debido a sus características que aumentan la seguridad, productividad y rentabilidad del proyecto minero. (Epiroc, s. f.-b)

 

Figura 5. Sistema autonómico y control remoto con RCS 5. (Epiroc, s. f.-b)

 

• Inteligencia artificial (IA): la inteligencia artificial puede analizar grandes cantidades de datos para proporcionar soluciones digitales a las operaciones de un proyecto minero para aumentar la velocidad y seguridad de las operaciones mineras. En el caso de las perforaciones de roca, la IA, al igual que en la optimización de energía, identifica oportunidades de mejora en la eficiencia de la perforación de rocas en función de las condiciones de la roca y el entorno provocando así una mejora en la velocidad de perforación. (Minera, 2023)

 

• Mejores materiales para la perforación: dentro de la industria minera, los avances tecnológicos siguen aumentando, lo que ocasiona que algunos productos logren ser más eficientes y eficaces. En el caso de la operación de perforación de roca, las herramientas y equipos de perforación siguen mejorando debido a los cambios o mejoras de materiales que se usan en su construcción. Esta mejora consiste en el desarrollo de materiales mas duraderos y resistentes que ayuden a aumentar la velocidad de perforación de rocas muy duras.

 

Conclusiones

En conclusión, la velocidad de perforación de rocas en la industria minera es un factor importante que influye en los costos y la eficiencia operativa. Factores como las herramientas de perforación, las características de la roca, las condiciones ambientales, el mantenimiento y la habilidad del perforista son determinantes. La medición de la velocidad de perforación puede resultar complicada de determinar; por tanto, es crucial comprender los factores que influyen dentro de la mina para obtener una comprensión más precisa de esta medición. Sin embargo, las tendencias actuales, como la automatización, la inteligencia artificial y los materiales avanzados, están mejorando significativamente la determinación de los tiempos de perforación y, también, la eficiencia, seguridad y velocidad del proceso de perforación en cualquier tipo de roca.

 

Referencias

• Tito, D. Y. (s. f.). Predicción de la velocidad de penetración de una mina a tajo abierto usando el índice de perforabilidad del macizo rocoso. www.linkedin.com. https://www.linkedin.com/pulse/predicci%C3%B3n-de-la-velocidad-penetraci%C3%B3n-una-mina-tajo-dino/?originalSubdomain=es

• Epiroc. (s. f.). Herramientas para perforación de roca. Epiroc. https://www.epiroc.com/es-bo/products/rock-drilling-tools

• Grupo Casa Lima. (2023). Perforadoras en minería: equipos, tipos, máquinas. Grupo Casa Lima. https://grupocasalima.com/blog/mineria/perforadoras-en-mineria-equipos-tipos-maquinas/#Cuales_son_los_tipos_de_perforaciones_mineras

• Epiroc. (s. f.-b). Sistema de Control de Equipos de Perforación RCS 5. Epiroc. https://www.epiroc.com/es-pe/products/drill-rigs/surface-blasthole-drill-rigs/rig-control-system5

• Minera, R. T. (2023, 22 junio). Los 10 usos principales de la inteligencia artificial en la minería. Revista Tecnología Minera. https://tecnologiaminera.com/noticia/los-10-usos-principales-de-la-inteligencia-artificial-en-la-mineria-1687442020

• Condori Rojas, M. (s. f.). Velocidad de Rotación Y Penetración. Scribd. https://es.scribd.com/presentation/520701366/1f937c7c-f0b8-4209-904a-2d4ed306a42e