Un taladro de deriva , a veces llamado taladro de roca, es una herramienta que se utiliza en minería e ingeniería civil para perforar rocas . Los taladros de roca se utilizan para hacer agujeros para colocar dinamita u otros explosivos en voladuras de rocas y agujeros para canteras de tapón y pluma . [1]
Si bien un taladro de roca puede ser tan simple como una forma especializada de cincel, también puede adoptar la forma de una máquina motorizada. El mecanismo puede funcionar o accionarse a mano, con vapor, con aire comprimido (neumático), con sistema hidráulico o con electricidad.
Las perforadoras de roca mecánicas vienen en dos formas básicas: las que funcionan por percusión (usando un movimiento alternativo) y las que son abrasivas (usando un movimiento rotatorio ). [2] [3] Una perforadora de roca de percusión manual más pequeña se considera un tipo de martillo neumático .
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La forma más simple de perforar rocas consiste en un cincel largo o una barra de perforación que se golpeaba con un mazo . [4] Mark Twain , quien trabajó sin éxito como minero de plata a principios de la década de 1860 antes de dedicarse al periodismo, describió el proceso: "Uno de nosotros sostenía el taladro de hierro en su lugar y otro golpeaba con un mazo de ocho libras; era como clavar clavos a gran escala. En el transcurso de una o dos horas, el taladro alcanzaba una profundidad de dos o tres pies, haciendo un agujero de un par de pulgadas de diámetro". [5] Luego, este agujero se llenaba con la pólvora detonante. En el "hincado de salto", un equipo de 2 a 4 hombres trabajaba en un solo agujero, cada uno turnándose para golpear. Alrededor de 1900, el perforador de salto promedio podía producir 50 pies (15 m) de agujero al día. [6]
A principios del siglo XX, los taladros de roca eléctricos reemplazaron el uso manual de un cincel para perforar agujeros. Las dramáticas diferencias entre los taladros manuales y los taladros eléctricos fueron la base de la leyenda del héroe popular estadounidense John Henry , quien, según el folclore, participó en una competencia en la que compitió con su taladro manual contra un taladro a vapor, solo para caer muerto cuando salió victorioso. [7]
El primer taladro de vapor fue desarrollado en 1813 por Richard Trevithick . [8] Los taladros de vapor encontraron mayor uso en canteras de superficie que en minas subterráneas, ya que allí podían estar mucho más cerca de las calderas necesarias . [9]
Todas las perforadoras de roca producen polvo que es peligroso de inhalar, lo que causa silicosis generalizada entre los antiguos mineros. Las perforadoras de roca modernas inundan el pozo con agua para capturar el polvo y mejorar la calidad del aire en la mina. Esto tiene el beneficio adicional de lubricar y enfriar la broca. En 1867, el ingeniero civil francés M. Leschott introdujo la broca de diamante. [10]
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En los taladros eléctricos alternativos, el cilindro de perforación está montado sobre un tornillo de avance, de modo que a medida que se perfora el agujero y la punta de perforación se aleja de la superficie de la roca, la broca continúa moviéndose hacia adentro, mientras que el punto de anclaje (en el trípode o la columna) permanece en su lugar. [11] La broca debe cambiarse por una más larga cada 12 a 30 pulgadas (30 a 76 cm), dependiendo de la longitud del tornillo de avance. [12]
Las perforadoras de roca se pueden montar para anclarse contra la superficie de la roca de varias maneras diferentes. Para la perforación vertical descendente, en particular en canteras, las perforadoras de roca se pueden montar en trípodes con pesos adjuntos para proporcionar suficiente presión contra la superficie. [9] [12] Para la perforación horizontal, se pueden utilizar soportes de gato o columnas, que se fijan al techo y al piso para que la perforadora empuje contra ellos.
Una barra de cantera consiste en un taladro de roca montado sobre una varilla larga, de modo que el taladro de roca pueda moverse a lo largo de ella. Esta herramienta se utiliza en la explotación de canteras para producir una fila recta de agujeros, como para usar con el tapón y la pluma para partir la piedra a lo largo de la línea dada. [1]
La roca es dura y desgastaría rápidamente una broca de acero común. [13] Normalmente, la punta de la broca tiene un inserto de un material mucho más duro que se puede reemplazar a medida que se desgasta, como el carburo de tungsteno. El desgaste diferencial entre las diferentes brocas utilizadas para hacer un solo orificio podría dar como resultado un orificio desigual en el que una carga explosiva podría no encajar correctamente. [14] Esta era una situación potencialmente peligrosa con explosivos relativamente inestables, como la dinamita, si se los forzaba. [14] Para evitar esto, se utilizó una herramienta para medir las brocas individuales y el orificio. [14]
Las perforadoras rotativas suelen utilizar brocas recubiertas de diamante (en forma de brocas ). [15] Los diamantes se colocan en metal o cerámica de manera que el diamante más duro sobresalga a medida que el material más blando se desgasta, protegiendo la masa de un mayor desgaste hasta que el diamante se desgasta lentamente. [10] Para perforar a través del hielo o suelo congelado, se pueden utilizar brocas calentadas [16]
En 1849, JJ Couch, un inventor estadounidense de Filadelfia, recibió la primera patente para un taladro de roca. [17] Presentaba una varilla de perforación que pasaba a través de un pistón hueco y era arrojada contra la roca.
En 1851, James Fowle recibió una patente para un taladro de roca impulsado por vapor o aire comprimido. [18]
