Resposta curta
Na perfuração de rocha existem dois sistemas básicos, e a diferença está na posição do martelo. No sistema com martelo de superfície (top hammer), o golpe é gerado em cima, na máquina, e transmitido para baixo pelas hastes de perfuração; é rápido, mas a perda de energia cresce com a profundidade. No sistema com martelo de fundo de furo (DTH), o martelo fica logo atrás do bit, dentro do furo; não há perda de energia, e por isso ele é superior em furos profundos e retos. A escolha do bit parte dessa diferença de sistema e acrescenta a dureza e a abrasividade da rocha.
Dois sistemas, dois caminhos para a energia
No sistema com martelo de superfície, a energia de impacto é transmitida do martelo, que fica em cima da máquina, até o bit por uma coluna de hastes. Cada emenda de haste perde um pouco de energia; por isso, à medida que o furo se aprofunda, a velocidade de perfuração cai e o risco de desvio do furo aumenta.
No sistema DTH, o martelo fica logo atrás do bit e avança dentro do furo. Como o golpe é aplicado diretamente no bit, a profundidade não causa perda de energia. O furo também fica mais reto.
Na prática, isso significa o seguinte: em trabalhos com furos rasos e numerosos, o sistema com martelo de superfície é mais rápido e mais econômico; em trabalhos com furos profundos, retos e de grande diâmetro, o DTH é superior.
O que a geometria do bit de botões diz?
- Forma dos botões: os botões balísticos (pontiagudos) avançam mais rápido em rocha macia a média; os botões esféricos duram mais em rocha dura e abrasiva.
- Disposição e número de botões: os botões frontais fazem a perfuração, e os botões periféricos (de calibre) mantêm o diâmetro do furo. Se os botões periféricos se desgastam antes da hora, o furo fica mais estreito e o bit prende.
- Geometria da face: face plana, face côncava e face rebaixada são opções que variam conforme o tipo de rocha e a velocidade de perfuração desejada.
- Furos de limpeza: são projetados para expulsar do furo o material cortado (detritos de perfuração); o entupimento reduz diretamente a velocidade de perfuração.
A lógica da escolha conforme o tipo de rocha
Em rocha macia e pouco abrasiva, o bit de botões balísticos avança rápido e o desgaste dos botões é lento. Aqui, o critério principal é a velocidade de perfuração.
Em rocha dura e abrasiva, prefere-se um bit robusto, de botões esféricos. A velocidade de perfuração cai, mas a vida útil do bit aumenta claramente; quando se considera o tempo gasto com a troca de bits, o rendimento total sai mais alto.
Em rocha fraturada e com descontinuidades, o risco de o bit prender aumenta; nesse tipo de formação, o estado dos botões periféricos deve ser verificado com mais frequência.
Essa escolha deve ser revista à medida que as camadas mudam na mesma pedreira; fixar um único tipo de bit para a pedreira inteira faz perder rendimento.
A forma certa de medir a vida útil do bit
Meça o desempenho do bit não por "quantos furos fez", mas por "quantos metros perfurou". Se as profundidades dos furos são diferentes, o número de furos engana. O custo por metro é a única forma honesta de comparar tipos diferentes de bit, e manter esse registro leva poucos minutos.
Erros de operação que encurtam a vida útil do bit
- Limpeza insuficiente com ar ou água: se os detritos não saem do furo, o bit volta a moer o material que ele mesmo cortou, e os botões se desgastam rápido.
- Pressão de avanço excessiva: apoiar o bit com força demais contra a rocha quebra os botões e não aumenta a velocidade de perfuração.
- Continuar usando um bit gasto: depois que os botões periféricos acabam, o furo fica mais estreito, o bit seguinte prende e a haste é forçada.
- Combinação errada de haste e bit: uma combinação cuja geometria de conexão não corresponde faz perder energia e desgasta a conexão.
- Perder o momento da afiação: um bit afiado regularmente perfura, no total, mais metros do que um bit usado até o fim sem afiação.