Reducir los requisitos que la exploración minera de profundidad media impone a los equipos de testificación a una sola frase como «¿es suficiente la profundidad de perforación?» suele hacer que los problemas afloren a mitad de la ejecución. La profundidad de perforación es solo uno de los tipos de condiciones; los demás se distribuyen en distintas fases del proceso: el método de testificación determina los tiempos auxiliares y la integridad de la muestra, el ángulo de inclinación del sondeo determina si el equipo puede atravesar en la dirección del cuerpo mineralizado, y las condiciones del sitio determinan si el equipo puede acceder y trasladarse con frecuencia. Este artículo toma como referencia los parámetros publicados del CR600I en este sitio (perforadora de testigos sobre orugas totalmente hidráulica e integrada de la clase de 600 m) y desglosa estas condiciones una por una, para ver cuáles pueden verificarse en la tabla de parámetros y cuáles deben confirmarse a nivel del proyecto.
Primero, aclaremos qué significa el intervalo de profundidad media. Se define según la relación de niveles de modelos que ofrece la información de este sitio: el CR600I se posiciona con una profundidad de referencia de 600 m en calibre N como núcleo, y también contempla 800 m en calibre B y 300 m en calibre H; el otro nivel que aparece junto a él en la información es la perforadora de testigos integrada de la clase de 800 m. Es decir, los proyectos de profundidad media se sitúan entre la prospección de sondeos someros y la verificación de extensión profunda; el número de sondeos suele ser elevado y la profundidad de cada sondeo no llega a exigir una inversión mayor en el equipo completo.
Condición 1: La capacidad de perforación debe verificarse por calibre, no solo por una cifra de profundidad
La capacidad de perforación del CR600I figura en la información como 800 m en calibre B, 600 m en calibre N y 300 m en calibre H. Que un mismo equipo presente tres valores de profundidad se debe a que los tres calibres corresponden a distintas barras y sistemas de testificación, por lo que la profundidad de perforación no es un valor fijo. En los proyectos de profundidad media, los requisitos de profundidad suelen determinarse según la profundidad del cuerpo mineralizado y los objetivos de verificación; por ello, al verificar no basta con comparar la cifra 600, sino que primero hay que definir qué calibre se usará en ese sondeo y si la profundidad de referencia de ese calibre cubre la profundidad de diseño.
La información también indica que la profundidad de perforación realmente alcanzable está influida por el ángulo del sondeo, la integridad de la roca, el peso de las barras, las herramientas de fondo, las propiedades del lodo, la estabilidad de las paredes del sondeo y el modo de operación, entre otros factores. Estos factores determinan conjuntamente si el valor de referencia es un límite superior o un nivel alcanzable de forma estable; la decisión concreta debe confirmarse según las condiciones geológicas del proyecto.
Condición 2: El método de testificación afecta los tiempos auxiliares y la calidad de la muestra
El CR600I incorpora testificación con cable; el sistema de cabrestante de cable tiene un cable de acero de 6 mm, capacidad de enrollado de 800 m, fuerza de izado de 11 kN y velocidad de izado de 98 m/min. La testificación con cable se caracteriza por no requerir levantar repetidamente todo el conjunto de barras para recuperar el tubo interior y el testigo, lo que reduce los tiempos auxiliares; la información lo señala como una configuración adecuada para operaciones de testificación continua en sondeos de profundidad media a profunda.
Los proyectos de profundidad media suelen disponer varios sondeos en una misma zona minera, y el tiempo auxiliar de cada sondeo se acumula repetidamente con el número de sondeos. Al verificar este tipo de condiciones, hay que comparar la capacidad de enrollado con la profundidad de diseño del sondeo, confirmar si la capacidad del sistema de cabrestante cubre esa profundidad y si el conjunto de herramientas de fondo es coherente con el sistema de calibre elegido. La calidad del testigo también depende de la combinación de velocidad de rotación, broca, fuerza de avance y parámetros del lodo; en la información se dan rangos para estos parámetros, pero los valores concretos no se determinan en la documentación del equipo.
| Configuración relacionada con la testificación | Valores publicados | Uso al verificar |
|---|---|---|
| Cable de acero del cabrestante | 6 mm | Confirmar compatibilidad con la herramienta de pesca del tubo interior |
| Capacidad de enrollado | 800 m | Comparar con la profundidad de diseño para ver si es suficiente |
| Fuerza de izado | 11 kN | Condición de carga al recuperar el tubo interior y el testigo |
| Velocidad de izado | 98 m/min | Afecta el tiempo de ciclo de cada testificación |
Condición 3: La adaptación a la inclinación del sondeo viene determinada por la actitud del cuerpo mineralizado
El CR600I admite perforación en un rango de 45° a 90°, y puede ejecutar sondeos verticales e inclinados. Para cuerpos mineralizados inclinados, filonianos, estructuras de falla, zonas de alteración y cuerpos mineralizados ocultos, la información indica que una elección razonable del ángulo de inclinación puede aumentar la probabilidad de atravesar el objetivo y evitar que la dirección del sondeo sea demasiado paralela a la dirección del cuerpo mineralizado, reduciendo la longitud efectiva de intersección.
Por tanto, esta condición de inclinación no la satisface el equipo por sí solo, sino que resulta de la correspondencia entre la capacidad del equipo y la actitud del cuerpo mineralizado. En las fases de densificación de sondeos y verificación de límites del cuerpo mineralizado en proyectos de profundidad media, a menudo es necesario disponer varios sondeos con ángulos distintos según las líneas de exploración; al verificar, hay que confirmar si el ángulo de diseño cae dentro del rango de 45° a 90° y si la disposición de la plataforma puede soportar las operaciones en la boca del sondeo con ese ángulo.
El cabezal de rotación tiene un par máximo de 960 N·m, una velocidad máxima de 1150 rpm y admite desplazamiento lateral hidráulico. La velocidad elevada es adecuada para la perforación con testigos con diamante, y la función de desplazamiento lateral deja espacio de trabajo para el montaje y desmontaje de barras, las operaciones en la boca del sondeo y la manipulación de las herramientas de testificación. Estas configuraciones están relacionadas con las operaciones en la boca del sondeo en trabajos con inclinación, pero la información no ofrece diferencias en los valores de par o velocidad según el ángulo; esto debe confirmarse según las condiciones geológicas concretas.
Condición 4: La profundidad del sondeo determina la carga de las barras; los parámetros de izado y avance deben soportarla
Cuanto más se acerca un sondeo de profundidad media al límite de referencia de la máquina, mayor es el peso propio de la sarta de perforación. El CR600I tiene una carrera de avance de 1,9 m, puede manejar barras de 1,5 m, una fuerza de avance de 42 kN y una fuerza de extracción de 130 kN. La torre es de estructura plegable y la velocidad de avance admite ajuste rápido y lento.
El objeto de verificación de la fuerza de extracción es la maniobra de sacar y meter la sarta, no la perforación normal. Al aumentar la profundidad del sondeo, el peso de la sarta y la fricción en el interior del sondeo constituyen conjuntamente la carga necesaria para la extracción; para juzgar si 130 kN son suficientes, hay que introducir en el cálculo el calibre de barras previsto, la profundidad del sondeo y las condiciones del interior del sondeo; la información no ofrece conclusiones numéricas calculadas según la profundidad.
El diámetro interior del portabarras es de 127 mm y puede adaptarse a sistemas de barras comunes como NQ, HQ, PQ, NTW y HTW; utiliza sujeción hidráulica y una estructura antideslizamiento por gravedad de cuña. La elección del sistema de barras afecta simultáneamente al calibre de testificación y a la determinación de la profundidad de perforación, y es un aspecto que debe fijarse de antemano en los proyectos de profundidad media.
Condición 5: La capacidad de acceso y traslado en el sitio es una condición a nivel de proyecto
El CR600I es una estructura integrada sobre orugas totalmente hidráulica; el sistema de potencia, el sistema hidráulico, el cabezal de rotación, la torre y el mecanismo de avance, el portabarras, el cabrestante de cable, el sistema de circulación de lodo y el mecanismo de desplazamiento sobre orugas están integrados en una misma plataforma. La información indica que esta estructura reduce el trabajo de montaje en obra y de conexiones repetidas de equipos separados, y es más adecuada para proyectos de exploración en zonas mineras, montañas, colinas, caminos forestales y lugares que requieren traslados frecuentes.
Sin embargo, integrado no significa que pueda acceder directamente a cualquier sitio. En los párrafos relativos al sitio, la información señala que antes de la construcción deben evaluarse especialmente la anchura del camino de transporte, la pendiente, el radio de las curvas, la capacidad de carga de puentes y alcantarillas, las dimensiones de la plataforma, la capacidad portante del terreno y las condiciones de drenaje; en trabajos en pendiente debe nivelarse primero la plataforma y disponerse apoyos fiables, sin depender únicamente de la fricción entre las orugas y el suelo para mantener estable el equipo. Estas condiciones deben cumplirse antes del acceso y no pueden sustituirse por juicios basados en la tabla de parámetros.
La potencia total es un motor diésel de inyección directa y turboalimentado, cuatro cilindros, modelo 4BTA3.9, de 3,9 L, con potencia nominal de 97 kW, régimen nominal de 2200 rpm, refrigeración por agua y sistema eléctrico de 24 V. La configuración de potencia debe satisfacer simultáneamente el funcionamiento coordinado del cabezal de rotación, el sistema hidráulico, el desplazamiento sobre orugas y el sistema de lodo; la información la asocia a operaciones de testificación en sondeos de profundidad media a profunda en construcción continua en campo y condiciones complejas. El caudal de referencia de la bomba principal es de 220 L/min y la presión de la bomba principal de 20 MPa; el caudal de referencia de la bomba auxiliar es de 60 L/min y la presión de la bomba auxiliar de 17 MPa; la refrigeración es por aire. El equipo incorpora filtración de alta presión para reducir el desgaste de bombas hidráulicas, válvulas de control y actuadores causado por contaminantes en el aceite hidráulico. Estos valores describen la potencia total y la capacidad hidráulica de la máquina y no tienen una relación de conversión directa con las condiciones del sitio, por lo que no deben usarse para deducir si un tipo de terreno es accesible.
El sistema de circulación de lodo tiene un caudal de referencia de 100 L/min, presión de 7 MPa, velocidad de 360 rpm y potencia de 14 kW. La información señala que la circulación de lodo en la perforación con testigos cumple funciones de refrigeración de la broca, transporte de detritos, estabilización de las paredes del sondeo, lubricación de las herramientas y mejora del entorno interior del sondeo; al entrar en zonas fracturadas, capas muy meteorizadas, zonas de fisuras o capas con pérdida de circulación, deben ajustarse la viscosidad, el caudal y las medidas de sostenimiento del lodo según el retorno. En proyectos de profundidad media es relativamente común encontrar zonas de falla fracturada y formaciones fisuradas; el tratamiento de estas situaciones depende del juicio en obra y la información no ofrece proporciones ni valores operativos concretos.
Colocar estas condiciones en un orden de verificación
Las condiciones que la exploración minera de profundidad media impone a los equipos de testificación pueden ordenarse así según el orden de decisión: primero, determinar el sistema de calibre a usar según la profundidad de diseño del sondeo; después, confirmar si el método de testificación y la capacidad de enrollado del cabrestante cubren esa profundidad; a continuación, confirmar según la actitud del cuerpo mineralizado si el ángulo de inclinación del sondeo está dentro del rango admitido por el equipo; luego, calcular el margen de fuerza de extracción con las barras previstas y la profundidad del sondeo; y, por último, volver al nivel del proyecto para concretar las condiciones de camino de transporte, dimensiones de plataforma, capacidad portante del terreno y drenaje.
Debe distinguirse que los cuatro primeros puntos pueden compararse directamente con los valores correspondientes en la información publicada del CR600I; el último pertenece a las condiciones del sitio y debe confirmarse según la situación real del proyecto. La información no incluye: valores de profundidad nominal distintos de los indicados para cada calibre, valores recomendados de parámetros de perforación según la formación, conclusiones sobre la aplicabilidad de las dimensiones de transporte a caminos concretos, ni resultados cuantitativos de calidad del testigo o eficiencia operativa. Estos aspectos deben verificarse por separado con el fabricante o la parte del proyecto en la fase de selección y acceso, y este artículo no los infiere.