A Perfuração e Desmonte

1. INTRODUÇÃO

1.1:Histórico da perfuração em rocha

Inicialmente a perfuração em rocha era efetuada com o fito de obter blocos de pedra para obras publicas. Para tanto se utilizavam pedras mais duras (sílex etc.) que se friccionavam sobre pedras mais brandas (calcários arenitos etc.).

Para isso eram fabricadas pedras com formatos especiais, ou, por vezes, empregavam-se chifres de animais ou qualquer outro objeto que possuísse dureza suficiente. Ainda existem remanescentes de pedreiras e minas trabalhadas dessa maneira, minas cujas origens se perdem nos albores do tempo.

Com a descoberta dos metais, começou-se a trabalhar os minérios que continham cobre e, posteriormente, o ferro. De inicio, o trabalho de obtenção do metal ainda tinha a finalidade de talhar a pedra. As ferramentas de metal permitiam a feitura de furos, onde posteriormente se aplicava uma cunha, possibilitando que um bloco fosse rapidamente destacado do maciço.

As minerações eram operadas de forma semelhante, mas não exigiam a obtenção de blocos regulares. Desta forma, passou-se a utilizar ferramentas apropriadas, como pás, picaretas, picões etc. Da necessidade de grande produção resultou a introdução do rompimento do maciço rochoso por meio de aquecimento pelo fogo. Esta pratica ao perdurou por muito tempo, mesmo após o advento da pólvora. A pólvora negra introduziu grandes alterações na mineração.

A crescente industrialização e a introdução do agregado de pedras na indústria da construção civil (concreto, estradas etc.) deram grande impulso à extração de pedras. A pólvora foi substituída por dinamite e, posteriormente, surgiram o nitrato de amônio e outros compostos explosivos.

A mão do homem foi paulatinamente substituída pela maquina; introduziram-se as perfuratrizes, aperfeiçoaram-se as brocas, chegando-se, finalmente, a introdução da ponta de carboneto de tungstênio, que se pode considerar como a maior revolução neste sentido, nas ultimas décadas.

Nos últimos tempos, estão-se fazendo pesquisas em uma serie de processos de corte de pedra e abertura de furos, alguns ainda incipientes, outros já utilizados comercialmente.

São alguns exemplos o jato de chama muito forte (Jet piercing) e sua variante, o plasma Jet, o ultra-som, a vibração, o choque elétrico, o jato de água e outros.

1.2:Evolução das perfuratrizes

O modo mais comum de efetuar um furo numa rocha é golpear a rocha com uma barra de ferro e rodá-la entre dois golpes sucessivos. Este procedimento, usado ate hoje em alguns lugares na extração rudimentar de pedras, foi imitado pelo homem para construir as maquinas que receberam o nome de “perfuratrizes de rocha”.

A evolução das perfuratrizes que aqui vamos estudar refere-se, particularmente, as perfuratrizes de percussão, que ainda hoje constituem a absoluta maioria das maquinas utilizadas na execução de furos destinados a carga de explosivos (blast hole drilling).

As primeiras perfuratrizes de rocha surgiram no inicio do século passado e a principio usavam como fonte de energia o vapor, ate então a forma comum de energia. Devido a problemas intrínsecos a este tipo de maquinas, a barra de perfuração, que mais tarde se chamaria broca de mineração, era ligada solidariamente ao pistão. Este, em seu movimento recíproco, arrastava consigo a broca, que golpeava a rocha em seu movimento descendente. A rotação era a principio, manual, passando-se mais tarde a empregar dispositivos mecânicos.

Foi uma longa caminhada de cerca de 50 anos, ate que se logrou uma maquina semelhantes às de hoje, isto é, ate que se conseguiu desligar a broca do pistão, diminuindo dessa forma o efeito nocivo das massas mortas e aumentando grandemente o rendimento das maquinas. No entanto, foi uma caminhada produtiva, que permitiu a Saunders afirmar, em 1889: “Há na perfuratriz de rocha mais invenções, por volume e peso, do que em qualquer outra maquina de igual importância”.

Esta afirmativa ainda é verdadeira hoje em dia.

A mais antiga perfuratriz que conhece digna deste nome é a de Singer (mais tarde ele se dedicou a invenção da maquina de costura, com muito maior sucesso), construída em 1938 para o illlinois Michingan Canal: era movida a vapor, e pistão e broca eram solidariamente ligados. Permitia tão-somente perfuratriz vertical, por gravidade, pois o pistão levantava o conjunto e o golpe era dado pelo peso próprio da queda do conjunto.

Em 1849, Couch patenteou uma perfuratriz a vapor, a primeira perfuratriz com válvula automática. Sua operação era independente da gravidade e tinha rotação própria. Pesava um total de cinco toneladas.

Em 1851, Fowle construiu a primeira perfuratriz com lingüetas para a rotação.

A patente de Fowle foi, posteriormente, comprada por Burleigh, que fundou, assim, a primeira fabrica de perfuratrizes de que se tem noticia.

Em 1851, Cave, na França, construiu uma perfuratriz que funcionava tanto a vapor como a ar comprimido (possivelmente, a primeira perfuratriz a ar comprimido), que, no entanto, ainda tinha comando manual da válvula e da rotação.

O primeiro túnel americano onde se utilizaram perfuratrizes e dinamite foi de Houssac, Massachussets, de 4,75 milhas de comprimento. Foi executado entre 1856 e 1873.

O primeiro túnel onde se consagrou o uso se ar comprimido foi o do MT. Cenis em 1861. Podem-se considerar esta data e esta obra o berço da moderna perfuratriz de ar comprimido.

As primeiras perfuratrizes movidas a ar comprimido, que se podem considerar como bem sucedidas em operação, foram construídas para esta obra pelo Engenheiro-chefe Germain Sommeiller, sendo postas em operação em fins do verão de 1861. Pistão e broca eram solidários e um cilindro a ar comprimido movimentava o conjunto. Através de um sistema de engrenagens ligado ao mesmo conjunto, acionava-se o movimento de rotação, o avanço e a válvula de entrada de ar. A máquina apresentava as seguintes características:

Diâmetro do pistão ............................................................................. : 76 mm

Peso ................................................................................................... : 280 kg

Pancadas ........................................................................................... : 200 a 300 ppm

Diâmetro da broca ............................................................................  : 40 mm

Velocidade de perfuração em teste ................................................... : 100 mm/ min