Sondeos a rotopercusión: características, aplicaciones y ventajas e inconvenientes

Definición y características sondeos a rotopercusión

Los sondeos a rotopercusión combinan distintos mecanismos: el de rotación y el de percusión. Este último consiste en transmitir la acción giratoria desde su estructura ejerciendo un golpeo sistemático mediante la inyección de fluido.

Suele utilizarse para captación de aguas subterráneas, geotermia, cimentaciones o minería, siendo un sistema que permite trabajar en espacios reducidos.

En general, los diámetros usuales para perforación varían entre 180 y 250 mm, mientras que los de entubación son entre 140 a 180 mm.

Hay dos clasificaciones de perforadoras, neumáticas e hidráulicas, y también diversos trabajos en función del tipo de circulación y de la disposición del martillo.

En el caso de la perforación por circulación directa, la extracción de los detritus se realiza infundiendo el fluido por la parte interna del varillaje, que posteriormente asciende por el espacio anular arrastrando consigo el material triturado.

Por su parte, la perforación por circulación inversa implica un descenso dentro del espacio interno del varillaje y su posterior ascenso por el interior del mismo. En ambos casos, la refrigeración de la perforación corresponde al propio aire comprimido, normalmente suele complementarse con la inyección de caudales reducidos de agua y espumantes.

Este tipo de perforaciones se indica para materiales de una dureza particular, donde se alcanzan altas velocidades respecto a otras técnicas, así como para atravesar niveles problemáticos. No son recomendables para terrenos muy fracturados o con un nivel piezométrico elevado.

Normalmente, permiten alcanzar profundidades de varios cientos de metros, oscilando los diámetros de perforación entre 100 y 200 mm. Ocasionalmente es utilizada para localizar de forma efectiva, sencilla y rápida cavidades bajo puntos de apoyo de estructura.

Equipo de rotopercusión

Para poder sostener las paredes del sondeo generalmente se utilizan lodos bentoníticos, por lo cual es necesario recurrir a la implementación de tuberías de revestimiento cuando estos no resultan suficientes. Técnicamente la sarta de perforación está compuesta por los siguientes componentes:

• Tallante o Boca de corte: es un elemento de forma cónica, situado en el fondo, encargado de triturar la roca. Este se integra por un conjunto de pastillas de alta resistencia, entre las cuales se localizan diversas aberturas que permiten el paso de los desechos.
• Martillo: este dispositivo proporciona al tallante el efecto de golpeo.
• Varillaje: es la herramienta que se encarga de sostener el sondeo y de la trasmisión del movimiento giratorio al martillo.
• Cabeza de rotación: es la pieza que genera el movimiento de giro al varillaje.

Los equipos de perforación que se utilizan se basan en desgastar la roca por abrasión, y los principales parámetros que definen el sistema de perforación por rotación son:

• El peso.
• Velocidad de rotación .
• Sentido por donde circula el fluido de la rotación.
• Detalles de la herramienta de cortado.

En casi todas las perforadoras modernas vienen instaladas con un cabezal de rotación.

Ventajas y desventajas del sistema de rotopercusión

Las ventajas de los sistemas de perforación por rotopercusión son los siguientes:

• El coste de mano de obra es bajo al utilizar menos medios humanos.
• En sondeos de investigación extrae muestras con menos alteraciones que otros sistemas.
• No necesita abastecimiento de agua para su uso, evitando lodos.
• Los equipos se pueden instalar en zonas de difícil acceso y condiciones climáticas adversas.
• Es el sistema apropiado para formaciones rocosas fisuradas.
• Se pueden alcanzar elevados rendimientos de perforación en comparación con otras técnicas.

Entre los inconvenientes destacamos:

• La perforación por rotopercusión es costosa ya que emplea maquinaria y útiles especializados
• En terrenos donde se ha utilizar tuberías auxiliares por su poca consolidación, restringe la profundidad y eleva los costes de instalación.
• Este sistema tiene el inconveniente de que no se puede extraer testigo continuo.

Usos y aplicaciones del sistema de rotopercusión

La excavación es realizada aplicando un empuje y una rotación a la sarta de perforación, junto con una percusión. De esta forma se logra una mejor fragmentación de la roca. Esta técnica es aplicable para:

• Cuerpos mineralizados próximos a la superficie.
• Zonas donde exista un recubrimiento difícil para cualquiera de otros métodos de excavación. Luego de atravesar esa capa, se puede continuar aplicando otro de los métodos (recuperación de testigo o perforación con tricono). 

Para el caso de sondeos superficiales, existen dos métodos de perforación: con martillo en fondo o en cabeza. El primero suele ser utilizado a partir de los 20-30 metros de profundidad. En cualquiera de los dos métodos, el detrito se junta en captadores de polvo y ciclones. Posteriormente se guarda en bolsas de plástico para ser analizados.

Suelen ser empleado para sondeos “a destroza”, donde la finalidad no es tanto el reconocimiento del terreno, como sí la instalación de piezómetros, dispositivos de instrumentación, extracción de agua, huecos para voladuras, entre otros. 

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