Este documento describe los principios y componentes de la perforación neumática utilizada en operaciones mineras. Explica que la perforación neumática usa aire comprimido para accionar un martillo que impacta una broca contra la roca, creando taladros. Detalla los componentes clave como la perforadora, varillaje y broca, así como los métodos de perforación rotativa y de percusión. También cubre temas como el barrido, lubricación y accesorios necesarios.

1. PERFORACION NEUMATICA ENPERFORACION NEUMATICA EN
OPERCIONES MINERASOPERCIONES MINERAS
PERFOMEXPERFOMEX PERUPERU –– RNPRNP
MEXICOMEXICO
www.rnpsa.comwww.rnpsa.com
ING. GUILLERMO JIBAJA C.ING. GUILLERMO JIBAJA C.
gjibaja@rnpsa.comgjibaja@rnpsa.com

2. INTRODUCCIONINTRODUCCION
El aire comprimido es unaEl aire comprimido es una
de las formas de energíade las formas de energía
más antiguas.más antiguas.
Es la energía necesariaEs la energía necesaria
para el funcionamiento depara el funcionamiento de
todo equipo neumático.todo equipo neumático.

4. PERFORACIONPERFORACION
CONCEPTO:CONCEPTO:
Es la primera operación en la preparación de una voladura, suEs la primera operación en la preparación de una voladura, su
propósito es abrir en la roca huecos u orificios cilíndricospropósito es abrir en la roca huecos u orificios cilíndricos
denominados taladros para acomodar el explosivo y susdenominados taladros para acomodar el explosivo y sus
accesorios.accesorios.

5. COMPONENTES PRINCIPALES DECOMPONENTES PRINCIPALES DE
UN SISTEMA DE PERFORACIONUN SISTEMA DE PERFORACION
 PerforadoraPerforadora,, fuente de energía mecánica.fuente de energía mecánica.
 VarillajeVarillaje,, medio de transmisión de dicha energía.medio de transmisión de dicha energía.
 BrocaBroca,, ejerce sobre la roca la energía.ejerce sobre la roca la energía.
 Fluido de barridoFluido de barrido,, evacua la limpieza del detritoevacua la limpieza del detrito
producido.producido.

6. TIPOS DE PERFORACION EN ELTIPOS DE PERFORACION EN EL
ARRANQUE CON EXPLOSIVOARRANQUE CON EXPLOSIVO
 Perforación Manual:Perforación Manual: es el sistema dees el sistema de
perforación conocido como convencional, utilizadoperforación conocido como convencional, utilizado
para labores puntuales y obras de pequeña escala;para labores puntuales y obras de pequeña escala;
se realiza con equipos ligeros manejados a pulso porse realiza con equipos ligeros manejados a pulso por
los perforistas.los perforistas.
 Perforación Mecanizada:Perforación Mecanizada: en una perforaciónen una perforación
mecanizada, los equipos van montados sobremecanizada, los equipos van montados sobre
estructuras llamadas orugas, desde donde elestructuras llamadas orugas, desde donde el
operador controla en forma cómoda todos losoperador controla en forma cómoda todos los
parámetros de perforación.parámetros de perforación.

7. METODOS MECANICOS DEMETODOS MECANICOS DE
PERFORACION DE ROCASPERFORACION DE ROCAS
 Rotopercutivos:Rotopercutivos:
A) Martillo en cabeza:A) Martillo en cabeza:
- Neumática- Neumática
- Hidráulica- Hidráulica
B) Martillo en fondo:B) Martillo en fondo:
(rocas duras)(rocas duras)
- Neumático- Neumático
 Rotativos: Brocas de corte:Rotativos: Brocas de corte:
A) Rotativos con triconos (Cielo Abierto)A) Rotativos con triconos (Cielo Abierto)
B) Rotativos en chimenea (Raise Boring)B) Rotativos en chimenea (Raise Boring)

8. PRINCIPIOS DE PERFORACIONPRINCIPIOS DE PERFORACION
NEUMATICANEUMATICA
PERCUSIONPERCUSION::
El efecto de impacto producido por el golpe del pistón a laEl efecto de impacto producido por el golpe del pistón a la
culata del barreno, transmite la energía cinética en forma deculata del barreno, transmite la energía cinética en forma de
onda de choque, la cual se desplaza a lo largo del barrenoonda de choque, la cual se desplaza a lo largo del barreno
hasta llegar al inserto.hasta llegar al inserto.
INSERT
O
BROCA
CULATA

9. La onda de choque se desplaza a una velocidad de 5000 m/segLa onda de choque se desplaza a una velocidad de 5000 m/seg
conocida como VELOCIDAD DE IMPACTO DE PISTONconocida como VELOCIDAD DE IMPACTO DE PISTON
Honda tensional
Honda compresiva

10. ROTACION:ROTACION:
Es el efecto que produce elEs el efecto que produce el
giro del barreno producidogiro del barreno producido
por los impactos del pistón.por los impactos del pistón.
El movimiento del barrenoEl movimiento del barreno
hace girar al inserto parahace girar al inserto para
que los impactos sucesivosque los impactos sucesivos
sobre la roca actúen ensobre la roca actúen en
diferentes puntos en eldiferentes puntos en el
fondo del taladro.fondo del taladro.

11. EMPUJE:EMPUJE:
Permite mantener enPermite mantener en
contacto permanente lacontacto permanente la
broca o acero debroca o acero de
perforación con la rocaperforación con la roca
ejerciendo presiónejerciendo presión
equilibrada hacia la roca.equilibrada hacia la roca.

12. BARRIDO:BARRIDO:
Es la evacuación de detritusEs la evacuación de detritus
del fondo del taladro.del fondo del taladro.
Se realiza con fluido aire ySe realiza con fluido aire y
agua que se inyecta aagua que se inyecta a
presión hacia el fondo delpresión hacia el fondo del
taladro a través de untaladro a través de un
orificio central del varillajeorificio central del varillaje
y de la broca.y de la broca.
ARRASTRE DE LOS FINOS POR EL AGUA
ACCION DEL SOPLADO

13. PERFORADORA NEUMATICAPERFORADORA NEUMATICA
Es un martillo accionado por aire comprimido y requiereEs un martillo accionado por aire comprimido y requiere
también el suministro de agua. Consta básicamente de:también el suministro de agua. Consta básicamente de:
 CilindroCilindro
 PistónPistón
 VálvulaVálvula
 Sistema de rotaciónSistema de rotación
 Sistema de BarridoSistema de Barrido

14. ACCESORIOSACCESORIOS
 Pie de avance:Pie de avance: es un dispositivo acoplable o fijo cuyaes un dispositivo acoplable o fijo cuya
función es soportar a la perforadora y mantener al barreno enfunción es soportar a la perforadora y mantener al barreno en
contacto firme con la roca. Consta de dos tubos: uno exteriorcontacto firme con la roca. Consta de dos tubos: uno exterior
de aluminio o de un metal ligero y otro interior de acero quede aluminio o de un metal ligero y otro interior de acero que
va unido a la perforadora, teniendo en el extremo inferior delva unido a la perforadora, teniendo en el extremo inferior del
pie una uña con punta al centro con el objeto de que sepie una uña con punta al centro con el objeto de que se
mantenga firme al piso.mantenga firme al piso.
 Lubricadora:Lubricadora: es un dispositivo pequeño que almacenaes un dispositivo pequeño que almacena
aceite y se intercala en la manguera de aire comprimido,aceite y se intercala en la manguera de aire comprimido,
para enviar el aceite que se mezcla con el aire por medio depara enviar el aceite que se mezcla con el aire por medio de
una válvula.una válvula.

15. Juego de barrenos
Uña
Lubricadora
Pie de avance

16. PARTES PRINCIPALES DE UNAPARTES PRINCIPALES DE UNA
PERFORADORAPERFORADORA
 FrontalFrontal
 CilindroCilindro
 CabezalCabezal
JACKLEG RN-250
FRONTAL
CILINDRO
CABEZAL

17. PERFORADORA JACKLEGPERFORADORA JACKLEG
Perforación Horizontal:Perforación Horizontal:
 GaleríasGalerías
 TúnelesTúneles
 Rampas, etcRampas, etc
JACKLEG RNS83FX

18. PERFORADORA STOPERPERFORADORA STOPER
PERFORACION VERTICAL:PERFORACION VERTICAL:
 ChimeneasChimeneas
 Tajeos de avance verticalTajeos de avance vertical
STOPER RB83FX

19. PERFORADORA SINKERPERFORADORA SINKER
JACK-HAMMERJACK-HAMMER
PERFORACION VERTICAL:PERFORACION VERTICAL:
 PiquesPiques
 BancosBancos
 Cunetas, etcCunetas, etc

20. CONDICIONES NECESARIAS PARA QUECONDICIONES NECESARIAS PARA QUE
UNA PERFORADORA TRABAJEUNA PERFORADORA TRABAJE
EFICIENTEMENTEEFICIENTEMENTE
 Perfectas condiciones mecánicas.Perfectas condiciones mecánicas.
 Buena presión de aire y agua.Buena presión de aire y agua.
 Buena lubricación.Buena lubricación.
 Buen estado de los accesorios.Buen estado de los accesorios.
 Correcto uso de la perforadora.Correcto uso de la perforadora.

21. INSTALACION DE LA PERFORADORAINSTALACION DE LA PERFORADORA
 Preparación del equipo:Preparación del equipo:
1.-1.- Verificar el estado de lasVerificar el estado de las
mangueras.mangueras.
2.2. Sopletear las manguerasSopletear las mangueras de airede aire
y agua.y agua.
3.-3.- Conectar las manguerasConectar las mangueras a laa la
máquina.máquina.
4.-4.- Llenar el lubricador conLlenar el lubricador con aceiteaceite
neumático.neumático.
5.-5.- Revisar y limpiar el cedazo de ingresoRevisar y limpiar el cedazo de ingreso
de aire de la lubricadora.de aire de la lubricadora.

22. PRECAUCIONES ANTES DE INSTALAR LAPRECAUCIONES ANTES DE INSTALAR LA
PERFORADORAPERFORADORA
 Desatar el frente y cajas.Desatar el frente y cajas.
 Limpiar y preparar el piso.Limpiar y preparar el piso.
 Chequear los tiros cortados.Chequear los tiros cortados.
 Verificar el abastecimiento deVerificar el abastecimiento de
aire y agua.aire y agua.
 Asegurarse de tener lasAsegurarse de tener las
herramientas a la mano.herramientas a la mano.
““PRACTIQUE SIEMPRE, ORDEN Y LIMPIEZA”PRACTIQUE SIEMPRE, ORDEN Y LIMPIEZA”

23. 1.-1.- Agua.Agua.
2.2. Pie de avance.Pie de avance.
3.-3.- Percusión.Percusión.
4.-4.- Rotación.Rotación.
5.-5.- Lubricación.Lubricación.

24. POSICION CORRECTA DE LA MAQUINAPOSICION CORRECTA DE LA MAQUINA
 Mantener el ángulo deMantener el ángulo de
inclinación adecuado.inclinación adecuado.
 Asegurar correctamente laAsegurar correctamente la
uña del pie de avance.uña del pie de avance.

25. COMO INICIAR UN TALADROCOMO INICIAR UN TALADRO
Iniciar el taladro a mediaIniciar el taladro a media
potencia de la máquinapotencia de la máquina
hasta que la broca hayahasta que la broca haya
conseguido abrir el taladroconseguido abrir el taladro
en la roca.en la roca.
““Iniciar siempre con elIniciar siempre con el
barreno de menor longitud”barreno de menor longitud”

26. DURANTE LA PERFORACIONDURANTE LA PERFORACION
 Asegúrese de mantenerAsegúrese de mantener
alineados máquina yalineados máquina y
barreno.barreno.
 Mantener una presiónMantener una presión
moderada sobre lamoderada sobre la
máquina, guiarla, nomáquina, guiarla, no
forzarlaforzarla

27. MONITOREAR LOS PARAMETROS DEMONITOREAR LOS PARAMETROS DE
TRABAJOTRABAJO

28. CARACTERISTICAS PRINCIPALESCARACTERISTICAS PRINCIPALES
 Diámetro del cilindro (m.m.)Diámetro del cilindro (m.m.)
 Carrera útil del pistón (m.m.)Carrera útil del pistón (m.m.)
 Frecuencia de impacto (g/m)Frecuencia de impacto (g/m)
 Consumo de aire (CFM)Consumo de aire (CFM)
 Velocidad de rotación (RPM)Velocidad de rotación (RPM)

29. TRABAJO EFECTUADO (W)TRABAJO EFECTUADO (W)
W= PW= P°°x A x Lx A x L
Donde:Donde:
 WW = Trabajo= Trabajo
 PP°° = Presión de aire= Presión de aire
 AA = Área del embolo en viaje de trabajo= Área del embolo en viaje de trabajo
 LL = Carrera útil del pistón= Carrera útil del pistón
Además se sabe que:Además se sabe que:
A =A = ππ xx rr²²

30. DATOS TECNICOSDATOS TECNICOS
PerforadoraPerforadora Diámetro delDiámetro del
EmboloEmbolo
Diámetro delDiámetro del
CilindroCilindro
Carrera útilCarrera útil
del Pistóndel Pistón
m.m.m.m. Pulg.Pulg. m.m.m.m. Pulg.Pulg. m.m.m.m. Pulg.Pulg.
AA 76.1776.17 2.102.10 76.2076.20 3.003.00 64.0064.00 2.522.52
BB 79.3779.37 3.123.12 79.4079.40 3.133.13 66.7066.70 2.622.62
CC 70.0070.00 2.702.70 70.0370.03 2.752.75 65.0065.00 2.562.56

31. CALCULO DEL TRABAJO EFECTUADOCALCULO DEL TRABAJO EFECTUADO
Perforadora (A)Perforadora (A)
WW = P= P°x A x L°x A x L
P°P° = 5bar= 5bar
LL = 0.064m= 0.064m
AA =  x=  x rr² sabemos que:² sabemos que:
Ø= 2r Luego: r=Ø/2Ø= 2r Luego: r=Ø/2
r= 7.617cm/2r= 7.617cm/2
r= 3.81cmr= 3.81cm
Ahora:Ahora:
AA ==  xx rr²²
==  x (x (3.81cm)3.81cm)²²
= 45.60cm²= 45.60cm²
WW = 5kg/cm² x 45.60cm² x 0.064m= 5kg/cm² x 45.60cm² x 0.064m
= 14.59kg/m= 14.59kg/m

32. CALCULO DEL TRABAJO EFECTUADOCALCULO DEL TRABAJO EFECTUADO
Perforadora (B)Perforadora (B)
WW = P= P°x A x L°x A x L
P°P° = 5bar= 5bar
LL = 0.0667m= 0.0667m
AA =  x=  x rr² sabemos que:² sabemos que:
Ø= 2r Luego: r=Ø/2Ø= 2r Luego: r=Ø/2
r= 7.937cm/2r= 7.937cm/2
r= 3.97cmr= 3.97cm
Ahora:Ahora:
AA ==  xx rr²²
==  x (x (3.97cm)3.97cm)²²
= 49.51cm²= 49.51cm²
WW = 5kg/cm² x 49.51cm² x 0.0667m= 5kg/cm² x 49.51cm² x 0.0667m
= 16.51kg/m= 16.51kg/m

33. CALCULO DEL TRABAJO EFECTUADOCALCULO DEL TRABAJO EFECTUADO
Perforadora (C)Perforadora (C)
WW = P= P°x A x L°x A x L
P°P° = 5bar= 5bar
LL = 0.065m= 0.065m
AA =  x=  x rr² sabemos que:² sabemos que:
Ø= 2r Luego: r=Ø/2Ø= 2r Luego: r=Ø/2
r= 7.00cm/2r= 7.00cm/2
r= 3.50cmr= 3.50cm
Ahora:Ahora:
AA ==  xx rr²²
==  x (x (3.50cm)3.50cm)²²
= 38.48cm²= 38.48cm²
WW = 5kg/cm² x 38.48cm² x 0.065m= 5kg/cm² x 38.48cm² x 0.065m
= 12.50kg/m= 12.50kg/m

34. W=f(W=f(Ødel embolo, carreraØdel embolo, carrera útilútil))
PerforadoraPerforadora Diámetro delDiámetro del
EmboloEmbolo
Carrera útil delCarrera útil del
PistónPistón
TrabajoTrabajo
Efectuado (W)Efectuado (W)
m.m.m.m. Pulg.Pulg. m.m.m.m. Pulg.Pulg. Kg.m.Kg.m.
AA 76.1776.17 2.102.10 64.0064.00 2.522.52 14.5914.59
BB 79.3779.37 3.123.12 66.7066.70 2.622.62 16.5116.51
CC 70.0070.00 2.702.70 65.0065.00 2.562.56 12.5012.50

35. FACTORES QUE INFLUYEN EN LAFACTORES QUE INFLUYEN EN LA
VELOCIDAD DE PENETRACIONVELOCIDAD DE PENETRACION
 Tipo de rocaTipo de roca
 Presión de barridoPresión de barrido
 AcerosAceros
 LubricaciónLubricación
 Presión de airePresión de aire

36. DETERMINACION DEL CFM CONSUMIDODETERMINACION DEL CFM CONSUMIDO
Ej:Ej:
cota: 4600 msnmcota: 4600 msnm
Presión atm: 8.3 PSIPresión atm: 8.3 PSI
n= CFM consumido según catálogon= CFM consumido según catálogo
PP° aire = 60 PSI° aire = 60 PSI
CASO ICASO I::
C.C =C.C = PP° de aire (labor) + P° atm° de aire (labor) + P° atm xx nn
PP° de aire (catàlogo) + P° atm° de aire (catàlogo) + P° atm
C.C =C.C = 40 PSI40 PSI+ 8.3PSI+ 8.3PSI x 110 CFMx 110 CFM
80 PSI80 PSI+ 8.3 PSI+ 8.3 PSI
C.C =C.C = 48.3 PSI48.3 PSI x 110 CFMx 110 CFM
88.3 PSI88.3 PSI
C.C = 61.0 CFMC.C = 61.0 CFM
C.C =C.C = 60 PSI60 PSI+ 8.3 PSI+ 8.3 PSI x 110 CFMx 110 CFM
80 PSI80 PSI+ 8.3 PSI+ 8.3 PSI
C.C =C.C = 68.3 PSI68.3 PSI x 110 CFMx 110 CFM
88.3 PSI88.3 PSI
C.C = 85.0 CFMC.C = 85.0 CFM
PP° aire = 40 PSI° aire = 40 PSI
CASO IICASO II::

37. CONCLUSION:CONCLUSION:
menor P° < caudalmenor P° < caudal
menor P° < trabajo efectuadomenor P° < trabajo efectuado
PerforadoraPerforadora
xx
PresiónPresión
Dinámica enDinámica en
laborlabor
CaudalCaudal
EfectivoEfectivo
TrabajoTrabajo
Efectuado (W)Efectuado (W)
80PSI80PSI 110 CFM110 CFM 15.92 kg.m.15.92 kg.m.
70PSI70PSI 97 CFM97 CFM 14.18 kg.m.14.18 kg.m.
60PSI60PSI 85 CFM85 CFM 11.82 kg.m.11.82 kg.m.
50PSI50PSI 72 CFM72 CFM 9.96 kg.m9.96 kg.m
40PSI40PSI 61 CFM61 CFM 7.96 kg.m.7.96 kg.m.

38. RENTABILIDAD DE LOS EQUIPOSRENTABILIDAD DE LOS EQUIPOS
Es necesario tener en cuenta:Es necesario tener en cuenta:
 Costo de adquisiciónCosto de adquisición
 Costo de mantenimientoCosto de mantenimiento
= Precio de adquisición/vida útil= Precio de adquisición/vida útil
 Costo de aire comprimidoCosto de aire comprimido
= Consumo a cota de trabajo x costo/pie x 60min/hora x TT= Consumo a cota de trabajo x costo/pie x 60min/hora x TT
Donde:Donde:
TT= Tiempo total perforación en horaTT= Tiempo total perforación en hora