Taladro de roca Sandvik: Especial para perforación pesada de túneles, alta durabilidad y productividad

La perforación de túneles somete los componentes de las perforadoras de roca a un régimen de esfuerzos que el trabajo superficial en bancada no logra ni aproximarse a replicar. La máquina opera en una frente donde no existe ningún lugar para que las vibraciones se disipen, las varillas de perforación permanecen en contacto con la cara durante más rotaciones por turno y, aun una pequeña desviación en la alineación del taladro se agrava hasta provocar sobraperforación, lo que supone costos reales en revestimiento de hormigón.

Sandvik desarrolló gran parte de su estrategia de productos de las series HL y RD para resolver ese problema específico: no solo perforar más rápido, sino perforar con mayor rectitud y durante más tiempo entre paradas de mantenimiento. El estabilizador es la pieza más visible de esa filosofía de diseño, pero la arquitectura que lo sustenta va mucho más allá de un único componente.

El estabilizador: más que un amortiguador de vibraciones

Sandvik instala un estabilizador hidráulico en la mayoría de sus modelos de perforadoras de roca pesadas: los modelos HL1060T, HL1560T, HL1560ST, RD1635CF y RD1840C lo incorporan como equipamiento estándar. Su función consiste en mantener una geometría constante de contacto entre el vástago y el pistón durante todo el ciclo de perforación, controlando así el contacto entre la broca y la superficie rocosa.

¿Por qué es esto importante? El rebote de la broca —es decir, el levantamiento de la broca de la cara rocosa entre golpe y golpe— desperdicia energía de impacto y acelera de forma desigual el desgaste del carburo. En granito con una resistencia a la compresión de 250 MPa y una sarta de varillas de 30 metros, el rebote de la broca puede reducir la transferencia efectiva de energía en un 15–20 % en comparación con un contacto estable. El estabilizador aplica una fuerza hidráulica para mantener estable la geometría del vástago, lo que permite que las ondas de tensión se propaguen limpiamente hacia la roca, en lugar de reflejarse de vuelta hacia el cuerpo de la perforadora.

La perforadora Sandvik DL422i, que utiliza la perforadora de roca HF1560ST, registra hasta un 10 % más de metros perforados por turno en perforación automatizada de producción, específicamente porque el estabilizador y el control automatizado de parámetros funcionan conjuntamente: la perforadora no pierde ciclos debido al rebote de la broca ni a ajustes manuales.

Series HL y RD: comparación de la arquitectura de los modelos

El diseño del módulo de percusión del HL1560ST merece una mención aparte. El pistón y la camisa distribuidora funcionan sin contacto con la carcasa del cuerpo del taladro. Menos superficies de unión significa menos trayectorias de fuga, y el ensamblaje con pernos laterales que mantiene unidos los módulos del cuerpo reduce el número de superficies de sellado que deben mantenerse bajo carga hidráulica cíclica.

Tecnología de pistón largo y qué cambia realmente

El RD1840C de Sandvik utiliza un paquete de percusión con pistón largo, que genera una mayor energía de impacto con una forma de pulso distinta a la de un diseño con pistón corto. Las investigaciones sobre la mecánica de la perforación por percusión demuestran que el pistón corto produce una energía de impacto pico más elevada, mientras que el pistón largo genera una forma de pulso más optimizada: una transferencia de energía al roca más eficiente por golpe y una menor tensión pico sobre la barra de perforación.

Con diámetros de perforación de 140–178 mm en aplicaciones de perforación superficial con barrenos largos, el diseño de pistón largo del RD1840C mantiene las tensiones sobre las varillas dentro de límites que prolongan significativamente la vida útil de las varillas T51 y GT60. Este es un factor importante de coste operativo: las cadenas de varillas de repuesto para perforaciones de más de 30 metros son costosas, y una forma de pulso que reduce los ciclos de fatiga en las uniones de las varillas supone un ahorro acumulado durante toda una temporada productiva.

RockPulse —disponible como integración tecnológica en equipos Sandvik más recientes— supervisa en tiempo real la onda de tensión, proporcionando al operador datos para ajustar los parámetros de perforación según las condiciones reales de contacto con la roca. Así, la optimización de parámetros deja de basarse en suposiciones y pasa a fundamentarse en mediciones.

Lubricación del vástago: el paso de mantenimiento que se omite

El sistema de lubricación de la varilla circulante (CSL, por sus siglas en inglés) en los modelos RD1635CF y HL1560T reduce el consumo de aceite lubricante para la varilla hasta un 70 % en comparación con los sistemas convencionales. Esto no es solo una cifra relacionada con los costes operativos: significa menos contaminación del circuito de lavado provocada por el paso de aceite, lo cual resulta crucial cuando la presión del agua de lavado se encuentra entre 10 y 15 bares y es fundamental mantener condiciones limpias en el taladro.

En los modelos de Sandvik sin sistema CSL, los intervalos de lubricación de la varilla y la selección del grado de aceite afectan directamente al desgaste de la manga guía y a la vida útil del adaptador de varilla. Si la grasa comprimida se inyecta con demasiada poca frecuencia, se produce contacto metal-metal entre la varilla y la buje guía durante la fase de rotación. Si se inyecta con demasiada frecuencia, el exceso de lubricante migra hacia las juntas tóricas de la cámara de percusión, degradando las juntas de poliuretano (PU) más rápidamente que el desgaste cíclico normal.

HOVOO suministra kits de juntas para perforadoras de roca compatibles con los modelos de las series Sandvik HL y RD, incluidas las juntas de la funda guía y las juntas tóricas del adaptador de vástago, que son las piezas más comúnmente dañadas por el desgaste relacionado con la lubricación. Las referencias específicas por modelo para aplicaciones Sandvik se enumeran en hovooseal.com.

Perforación automatizada y el cambio hacia la operación continua

Las perforadoras de taladros profundos de la serie i de Sandvik —siendo la DL422i el modelo actual en producción— están diseñadas para funcionar sin operador durante los cambios de turno. La perforación automatizada con ventilador, el reposicionamiento automático del brazo y la operación telemática desde una única consola permiten a una mina mantener la perforadora en funcionamiento durante los 30–45 minutos del cambio de equipo, tiempo que, de otro modo, quedaría inactivo.

A nivel de componente, eso significa que la perforadora de roca funciona más cerca de su ciclo de trabajo teórico. Las horas de percusión se acumulan más rápidamente. Los kits de juntas que podrían durar 400 horas en equipos operados manualmente comienzan a soportar 500+ horas de carga en configuraciones automatizadas. Elegir compuestos para juntas —poliuretano (PU) para ciclos estándar y caucho hidrogenado de nitrilo (HNBR) para zonas de temperatura elevada— teniendo en cuenta las horas reales de funcionamiento es más importante en flotas automatizadas que en flotas operadas tradicionalmente.