Salto en productividad

Las herramientas para rocas y los materiales utilizados en su fabricación constituyen un factor importante en el rendimiento y la productividad de un equipo de perforación, Desde hace tiempo, Sandvik se ha diferenciado por la producción propia de las brocas de carburo cementado utilizadas en las herramientas, integrando todas las fases del proceso desde la materia prima hasta la broca acabada. Y ahora, la empresa lanza nuevas herramientas para rocas.

“Queríamos mejorar el rendimiento de las herramientas para rocas en aplicaciones con martillo en cabeza”, explica Robert Grandin, responsable para esas herramientas en aplicaciones subterráneas de Sandvik Mining and Rock Technology. “La diferencia entre los botones esféricos y semibalísticos, en términos de productividad real, no variaba más de un 5%. Con nuestras calidades y brocas nuevas, podemos conseguir mucho más”.

El salto de productividad tiene tres componentes: dos calidades nuevas de botones de carburo, un diseño nuevo de broca rápida y una ampliación del exitoso concepto de rosca Alpha.

POWER CARBIDE

las nuevas calidades de carburo –denominadas PowerCarbide junto a otras calidades de carburo potentes y de alta gama de Sandvik– son la calidad para gradientes GC80 y la calidad autotemplable SH70.
Las calidades convencionales, como la Sandvik XT48, presentan los mismos valores de dureza y tenacidad en toda la broca. El resultado es un rendimiento lineal en toda la sección transversal de la broca. En cambio, la nueva calidad GC80 se caracteriza por una punta dura y resistente al desgaste y un núcleo tenaz que les confiere una resistencia excepcional al desgaste en formaciones rocosas abrasivas con mucho sílice (SiO2).

La calidad SH70 autotemplable se destaca por la elevada resistencia a la rotura de sus botones, gracias a un efecto de templado por deformación en la superficie del botón. Esta característica mantiene la resistencia al desgaste y a la rotura durante toda la vida útil. El efecto de templado es mayor en roca dura y competente, es decir, cuando se generan valores MPa altos durante la perforación.

Juntas, las calidades GC80 y SH70 ofrecen soluciones complementarias para condiciones distintas: la calidad GC80 sobresale en roca abrasiva con un alto contenido de sílice, mientras la SH70 autotemplable mejora el rendimiento en roca dura. Según las pruebas de campo, se consiguen mejoras del rendimiento de hasta el 30%, en términos de metros perforados, respecto a una calidad de carburo convencional.

Una de las ventajas más tangibles es el alargamiento de la vida útil de la herramienta, que se plasma en un costo menor por metro perforado. Otra ventaja es la reducción del tiempo dedicado a cambiar las brocas, que redunda en una mayor seguridad para los trabajadores. Las ventajas también se notan en el taller, ya que los intervalos de rectificado se alargan un 20-30% respecto a los carburos estándar.

BROCA SPEEDY

El segundo lanzamiento es la broca Speedy: una nueva broca para martillos en cabeza con una geometría patentada de frontal elevado y botones plenamente balísticos y mucho más agresivos. Sus botones son más puntiagudos, para una penetración superior en cada impacto, con cortes más profundos y un efecto de rotura superior. Al poner más energía en la roca, los botones plenamente balísticos trituran más roca por kW de potencia de perforaciön.

Para equilibrar la forma más agresiva del botón y transmitir más energía a la roca, los botones nuevos incorporan una calidad de carburo ahora posible gracias a un proceso de fabricación mejorado con un postratamiento nuevo que aumenta la resistencia a la rotura.
Con su frontal elevado, los tres botones centrales de la broca Speedy sobresalen por encima de los botones perimetrales.
Inicialmente, solo los botones centrales entran en contacto con el frente de roca, produciendo una acción semejante a la de una fresa piloto en el corte de metal: las brocas elevadas producen un agujero guía algo más pequeño, que posteriormente ensanchan los botones perimetrales. El resultado es una broca muy rápida, capaz de conseguir mejoras del 10% del rendimiento y alargar la vida de la herramienta comparada con brocas convencionales. La velocidad de penetración se mantiene alta, incluso cuando la broca empieza a desgastarse, lo que convierte la broca Speedy en una buena opción para aplicaciones con una velocidad de penetración específica como criterio de rechazo.

Las velocidades de penetración más altas también son resultado de otra característica de diseño: un lavado más eficiente. El diseño patentado incluye ranuras de lavado profundas y anchas que aumentan el flujo y ayudan a evacuar un valumen mayor para responder a la acción de corte más agresiva y evitar desperdiciar energía en cortes redundantes.

“En pruebas realizadas en jumbos de minería, hemos comprobado que la Speedy permite ahorrar 15 minutos en tiempo de perforación en cada frente”, afirma Grandin. “Si la máquina perfora cuatro frentes al día, lo que es bastante normal, pueden ahorrarse hasta 60 minutos diarios. Teniendo en cuenta el costo horario típico de un jumbo de minería, el ahorro puede superar los 100.000 dólares por máquina en un año”.

ALPHA 360

Sandvik también lanza una versión nueva y más grande del sistema de herramientas Alpha 330 que, desde 2004, domina las aplicaciones para diámetros de tiro de 43 y 45 milímetros, con velocidades de penetración más altas, perforación más precisa y mayor facilidad de desacoplamiento de las brocas. Tiros más largos y más anchos son cada vez más habituales y Sandvik presenta ahora el nuevo sistema de herramientas Alpha 360.

La rosca de acoplamiento más corta, una característica clave del sistema Alpha, reubica la sección delicada de la rosca en el faldón de la broca. Con fuerzas de apalancamiento más bajas, una protección mayor contra el desgaste y una vulnerabilidad menor a las flexiones, se reducen los esfuerzos de flexión sobre la rosca que puede ser más corta para facilitar el desacoplamiento de la broca.

Está adición a sistema Alpha está optimizada para diámetros de tiro de 48 y 51 milímetros, creando un concepto nuevo específico para esta gama de diámetros de tiro. Al reducir los esfuerzos de flexión, alarga hasta un 100% la vida útil de las barras. Otras ventajas son un tiro más recto, con una formación precisa de la boca, y más facilidad y rapidez en el desacoplamiento de la broca.

“Un proyecto de infraestructura en Escandinavia ya ha aportado algunos datos iniciales sobre el rendimiento del Alpha 360”, explica Grandin. “Partiendo de una vida útil media de las barras de avance de 2.800-3.000 metros con las herramientas anteriores, hemos llegado hasta los 6.000 metros con el sistema nuevo. Los operadores de las perforadoras no quieren volver al sistema anterior”.