Un martillo neumático ( taladro neumático o martillo demoledor en inglés británico ) es una herramienta neumática o electromecánica que combina directamente un martillo con un cincel . Fue inventado por William McReavy, quien luego vendió la patente a Charles Brady King . [1] Los martillos neumáticos de mano generalmente funcionan con aire comprimido , pero algunos también funcionan con motores eléctricos . Los martillos neumáticos más grandes, como los martillos montados en plataformas que se utilizan en maquinaria de construcción , suelen funcionar hidráulicamente . Estas herramientas se utilizan normalmente para romper rocas , pavimento y hormigón .
Un martillo neumático funciona impulsando un martillo interno hacia arriba y hacia abajo. Primero se conduce el martillo hacia abajo para golpear el cincel y luego se retrocede para devolver el martillo a la posición original y repetir el ciclo. La eficacia del martillo neumático depende de cuánta fuerza se aplique a la herramienta. Generalmente se utiliza como martillo para romper superficies duras o rocas en obras de construcción y no se considera dentro de los equipos de movimiento de tierras, junto con sus accesorios (es decir, pata empujadora, lubricador). [2]
El primer taladro impulsado por vapor fue patentado por Samuel Miller en 1806. El taladro utilizaba vapor sólo para elevarlo. [3] Los taladros neumáticos se desarrollaron en respuesta a las necesidades de la minería, la extracción de canteras, la excavación y la construcción de túneles. C. Brunton propuso un taladro neumático en 1844. [4] [5] En 1846, Thomas Clarke, Mark Freeman, patentaron en Gran Bretaña un taladro de percusión que podía funcionar con vapor o presión atmosférica obtenida del vacío. y John Varley. [6] El primer "taladro de percusión" estadounidense se fabricó en 1848 y fue patentado en 1849 por Jonathan J. Couch de Filadelfia, Pensilvania . [7] En ese taladro, la broca pasaba a través del pistón de una máquina de vapor. El pistón enganchó la broca y la arrojó contra la pared de roca. Era un modelo experimental. En 1849, el asistente de Couch, Joseph W. Fowle, presentó una solicitud de patente para un taladro de percusión de su propio diseño. En el taladro de Fowle, la broca estaba conectada directamente al pistón del cilindro de vapor; En concreto, la broca estaba conectada a la cruceta del pistón . El taladro también tenía un mecanismo para girar la broca alrededor de su eje entre golpes y para hacer avanzar el taladro a medida que el agujero se profundizaba. [8] En 1850 o 1851, Fowle usaba aire comprimido para impulsar su taladro, convirtiéndolo en el primer taladro neumático verdadero. [9]
La demanda de taladros neumáticos fue impulsada especialmente por mineros y excavadores de túneles porque las máquinas de vapor necesitaban fuego para funcionar y la ventilación en minas y túneles era inadecuada para evacuar los humos de los incendios. Además, las minas y los túneles pueden contener gases explosivos inflamables como el metano . Tampoco había forma de transportar vapor a largas distancias, como desde la superficie hasta el fondo de una mina, sin que se condensara. Por el contrario, el aire comprimido podía transportarse a largas distancias sin pérdida de energía y, una vez utilizado para alimentar equipos, podía ventilar una mina o un túnel.
En Europa, desde finales de la década de 1840, el rey de Cerdeña , Carlo Alberto , había estado contemplando la excavación de un túnel de 12 kilómetros (7,5 millas) a través del monte Fréjus para crear un enlace ferroviario entre Italia y Francia, que cruzaría su reino. [10] [11] La necesidad de un perforador de roca mecánico era obvia y eso provocó la investigación en Europa sobre perforadores de roca neumáticos. Un francés, François Cavé (fr), diseñó una perforadora que utilizaba aire comprimido, que patentó en 1851. Sin embargo, el aire debía introducirse manualmente en el cilindro durante cada golpe, por lo que no tuvo éxito. [12]
En 1854, en Inglaterra, Thomas Bartlett fabricó y luego patentó (1855) un taladro de roca cuya broca estaba conectada directamente al pistón de una máquina de vapor. En 1855, Bartlett demostró su taladro, impulsado por aire comprimido, a los funcionarios del proyecto del túnel del Monte Fréjus. [13] (En 1855, un alemán, Schumann, inventó una perforadora neumática similar en Friburgo, Alemania. [14] ) En 1861, la perforadora de Bartlett había sido perfeccionada por el ingeniero nacido en Saboya Germain Sommeiller (1815-1871) y su colegas, Grandis y Grattoni. [15] A partir de entonces, muchos inventores perfeccionaron el taladro neumático. [16] Sommeiller llevó su taladro al largo túnel del paso de San Gotardo , que entonces se estaba construyendo para unir los ferrocarriles entre Suiza e Italia bajo los Alpes. A partir de ahí, se expandieron la minería y los túneles ferroviarios.
Dos empresas fabricantes de equipos, Atlas Copco e Ingersoll Rand , se hicieron dominantes en el suministro de aparatos de perforación con aire comprimido en Europa y América, respectivamente, y cada una de ellas poseía importantes patentes.
La palabra "jackhammer" se usa en el inglés norteamericano y en Australia , mientras que "pneumatic taladro" se usa coloquialmente en otras partes del mundo de habla inglesa , aunque estrictamente hablando un "perforador neumático" se refiere a un martillo neumático accionado neumáticamente . [17]
En Gran Bretaña , las versiones electromecánicas se conocen coloquialmente con el nombre de "Kangos". [18] El término proviene de la antigua marca británica que ahora pertenece a Milwaukee Tools . [19]
Además, los términos taladro y martillo (martillo demoledor) no son intercambiables y se refieren a dos tipos distintos de martillo neumático (independientemente de su fuente de energía). Un martillo no puede hacer girar su acero (que, por ejemplo, puede ser un cincel o una púa) y depende del puro impacto de percusión para fracturar y partir el material sin cortarlo, mientras que un taladro (neumático/hidráulico) impacta y gira, lo que permite que un acero con una broca con punta de carburo de tungsteno para cortar roca dura como el granito, generalmente para crear agujeros para voladuras. Normalmente, sólo se utilizaría el taladro neumático en operaciones geológicas como canteras o minería y sólo el martillo en operaciones civiles como construcción y reparación de carreteras.
Un martillo neumático portátil de tamaño completo no es práctico para usarlo contra paredes y pendientes pronunciadas, excepto por una persona muy fuerte, ya que el usuario tendría que soportar el peso de la herramienta y empujarla hacia atrás contra la pieza de trabajo después de cada golpe. Una técnica desarrollada por trabajadores experimentados es la de un equipo de dos hombres para superar este obstáculo de la gravedad: uno opera el martillo y el segundo ayuda sosteniéndolo sobre sus hombros o acunándolo en sus brazos. Ambos usan su peso combinado para empujar la broca hacia la superficie de trabajo. Este método se conoce comúnmente como martillo neumático horizontal.
Otro método es el martillo neumático, que requiere acondicionamiento de fuerza y resistencia para sostener un martillo neumático más pequeño, llamado romperemaches, sobre la cabeza. Para que el trabajo elevado sea más seguro, se puede utilizar una plataforma. Una de esas plataformas es un posicionador-actuador-manipulador (PAM). Esta unidad toma todo el peso y la vibración del usuario. [ cita necesaria ]
Un martillo neumático, también conocido comotaladro neumático oMartillo neumático ,[20]es un martillo neumático que utiliza aire comprimido como fuente de energía. El suministro de aire suele proceder de uncompresor de aireaccionado por unmotor diésel.Antiguamente se utilizabancompresores alternativosLa unidad estaba compuesta por un compresor alternativo accionado, mediante unembrague centrífugo, por un motor diésel.gobernadordel motorproporcionaba sólo dos velocidades:
Las versiones modernas utilizan compresores de tornillo rotativo y tienen gobernadores variables más sofisticados. La unidad suele estar montada en un remolque y, a veces, incluye un generador eléctrico para suministrar luces o herramientas eléctricas.
Además, algunos usuarios de martillos neumáticos pueden utilizar un lubricador neumático que se coloca en serie con la manguera de aire que alimenta el martillo neumático. Esto aumenta la vida útil y el rendimiento del martillo neumático.
Un martillo electroneumático a menudo se denomina martillo perforador porque tiene un motor eléctrico que hace girar una manivela. El martillo tiene dos pistones: un pistón de accionamiento y un pistón de vuelo libre. La manivela mueve el pistón de accionamiento hacia adelante y hacia atrás en el mismo cilindro que el pistón de vuelo. El pistón de accionamiento nunca toca el pistón de vuelo. En cambio, el pistón impulsor comprime el aire en el cilindro, lo que luego impulsa el pistón de avance contra un percutor, que hace contacto con la broca. [21]
Las herramientas eléctricas vienen en una variedad de tamaños, alrededor de 12 a 65 libras (5,4 a 29,5 kg). Requieren una fuente de alimentación externa pero no requieren un compresor. Aunque en el pasado estas herramientas no tenían la potencia de un martillo neumático o neumático, esto está cambiando con las nuevas herramientas con motor sin escobillas que se acercan a la potencia de una herramienta neumática y, en algunos casos, incluso la igualan. Las herramientas eléctricas son útiles para lugares donde el acceso a un compresor es limitado o poco práctico, como dentro de un edificio, en un sitio de construcción abarrotado o en una ubicación remota y no es infrecuente debajo de equipos o herramientas de movimiento de tierras.
Las herramientas electroneumáticas utilizan una variedad de mandriles para colocar cinceles, pero los más comunes son SDS-max, 7/8 de pulgada hexagonal, TE-S y 1+1/8 de pulgada hexagonal. El tamaño del extremo de la conexión también está relacionado con la energía de rotura de la herramienta. Por ejemplo, las herramientas Bosch y Hilti de 5,4 kg (12 lb) usan SDS-max, mientras que las herramientas Bosch, Hilti y Makita de 29 kg (65 lb) usan una conexión hexagonal de 1+1/8 de pulgada. Consulte taladros percutores para obtener más información sobre el percusión electroneumática.
Se puede instalar un martillo hidráulico en equipos pesados, como una excavadora o una retroexcavadora , y se usa ampliamente para obras viales, canteras, obras de construcción y demolición en general. [22] Estos martillos más grandes montados en máquinas se conocen como martillos montados en plataformas o montados en máquinas. Estas herramientas se pueden utilizar horizontalmente, ya que no requieren la ayuda de la gravedad para realizar su trabajo. Por lo general, utilizan un motor hidráulico que impulsa un sistema de martillo neumático sellado, ya que un martillo activado hidráulicamente desarrollaría una velocidad de golpe baja y potencialmente transferiría cargas de choque inaceptables al sistema de bomba. Compare esto con un martinete impulsado por vapor, mecánico o hidráulico .
Los avances tecnológicos han permitido la aparición de martillos hidráulicos portátiles. El martillo neumático está conectado mediante mangueras hidráulicas a un grupo hidráulico portátil: un motor de gasolina o diésel que acciona una bomba hidráulica; o una miniexcavadora o minicargadora a través de un eje de transmisión de toma de fuerza al sistema hidráulico de la máquina. Las fuentes de energía hidráulica son más eficientes que los compresores de aire, lo que hace que el kit sea más pequeño, más barato o más potente que una versión neumática comparable.
Es particularmente probable que se utilicen herramientas neumáticas o hidráulicas en minas subterráneas donde existe riesgo de explosión (como con el carbón), ya que no requieren electricidad de alto voltaje para funcionar, lo que elimina gran parte del peligro de detonación inducida por chispas.
Los tipos de bits incluyen:
Afilado: los cinceles se pueden reafilar en un taller o con una amoladora angular con disco abrasivo. Después de reafilarlos, deben tratarse térmicamente para restaurar la integridad del acero antes de su uso. También se encuentran disponibles cinceles poligonales y planos autoafilables.
El sonido de los golpes del martillo, combinado con el escape de aire explosivo, hace que los martillos neumáticos sean peligrosamente ruidosos, emitiendo más de 120 dB SPL cerca de los oídos del operador. [23] El operador debe usar orejeras y tapones para los oídos que bloqueen el sonido para prevenir una forma de pérdida auditiva , cuyo síntoma principal es el tinnitus . Aunque algunos martillos neumáticos ahora tienen un silenciador alrededor del cañón de la herramienta, el fuerte escape de aire, los propios golpes del martillo y los sonidos del motor del compresor permanecen silenciosos.
El uso se ha relacionado con el síndrome de Raynaud ; En particular, la exposición prolongada a la vibración pronunciada realizada por la herramienta puede provocar una forma secundaria del síndrome conocido como vibración del dedo blanco . [24] La aplicación de cinta deportiva no es muy eficaz para prevenir los dedos blancos, pero parece ayudar a aliviar algunas de sus molestias. El uso de un taladro neumático también puede provocar una predisposición al desarrollo del síndrome del túnel carpiano .
Algunos fabricantes de herramientas electroneumáticas ofrecen actualmente sistemas de reducción de vibraciones para reducir las vibraciones que siente el operador. Por ejemplo, Hilti fabrica un modelo de martillo neumático que tiene aproximadamente la misma energía de impacto que un martillo neumático de 27 kg (60 lb), pero la vibración que siente el operador es significativamente menor (7 m/s 2 ). Otros fabricantes como Makita , DeWalt y Bosch también ofrecen herramientas eléctricas con amortiguación de vibraciones.
Además, el uso de un martillo neumático para romper el pavimento de concreto puede exponer al operador a polvo peligroso que contiene sílice cristalina respirable que puede inducir silicosis . [25] El operador y quienes se encuentran cerca de las operaciones del martillo neumático deben usar equipo de protección personal, incluido un respirador aprobado por OSHA (EE. UU.).
