Este documento trata da classificação de perfuratrizes usadas na mineração, incluindo perfuratrizes percussivas, rotativas, percussivo-rotativas e de furo-abaixo. Também discute os sistemas de avanço e locomoção dessas máquinas.

1. Centro Técnico de Educação Profissional
Curso Técnico em Mineração
Perfuração de Rocha: Classificação das Perfuratrizes
Professor Márcio Greick
Miraí – MG
Maio – 2012

2. Centro Técnico de Educação Profissional
Curso Técnico em Mineração
Perfuração de Rocha: Classificação das Perfuratrizes
Trabalho apresentado pelo aluno
Thiago de Meira Rezende ao
professor Márcio Greick da disciplina
Pesquisa e Lavra II.
Miraí – MG
Maio - 2012

3. Resumo
Este trabalho desenvolve uma pequena e enriquecedora análise referente à
classificação das perfuratrizes no que diz respeito à área da mineração, incluindo a sua
utilização perante as diversas rochas.

4. Abertura de um túnel em rocha, em 1850.
A mão do homem foi gradativamente substituída pela máquina e,
consequentemente, introduziram-se as perfuratrizes e aperfeiçoaram-se as brocas,
adaptando-as de acordo com o tipo de trabalho específico na área da mineração.

5. Perfuração de Rocha
As rochas duras necessitam de explosivos para serem desmontadas e,
consequentemente, exploradas. Para inserir o explosivo na rocha, é necessário existir
furos adequados. Sendo que tais furos são concretizados com equipamentos
denominados perfuratrizes.
Objetivos
Amostras geológicas;
Determinação das propriedades físicas;
Identificação mineralógica;
Escavação ( explosivos ).
Classificação das Perfuratrizes
As perfuratrizes usadas na escavação de rocha são classificadas em: Percussivas,
Rotativas, Percussivo- rotativas e Furo- abaixo.
Perfuratrizes Percussivas
São aquelas que reproduzem o trabalho manual de perfuração em rocha
caracterizada por dois movimentos distintos e independentes: golpeamento da broca,
seguido de uma pequena rotação da mesma.
Produzindo um giro da broca imediatamente a cada golpe. Sendo que o giro é
constituído de um pequeno arco de círculo considerado descontínuo.
O acionamento das perfuratrizes percussivas é realizado através de ar
comprimido. Entretanto para a realização de pequenos trabalhos, existem as
perfuratrizes leves, acionadas por motor a gasolina e, consequentemente, constituindo-

6. se de um conjunto único e portátil. Sabendo-se que as mesmas não comportariam o
deslocamento de um compressor de ar.
Os compressores de ar destinados a fornecer o ar comprimido podem ser
estacionários ou portáteis. São estacionários quando montados sobre bases rígidas e de
difícil deslocamento e, na maioria dos casos, movidos por motor elétrico. São portáteis
quando montados sobre rodas de pneus e utilizam normalmente motor diesel e são
rebocáveis.
Funcionamento das Perfuratrizes Percussivas
Um equipamento que transmite percussões ou batidas sucessivas na parte
superior da broca. No intervalo entre duas percussões sucessivas, ocorre uma rotação de
pequeno arco de círculo.
1- Furo de limpeza

7. 2- Tubo para limpeza: água ou ar
3- Tubo para limpeza com ar
4- Pistão
5- Canal de ar para limpeza extra
6- Câmara do cilindro, traseira
7- Válvula oscilante
8- Válvula de controle
9- Punho de broca
10- Exaustão
11- Câmara do cilindro frontal dianteiro
A perfuratriz percussiva possui três sistemas:
 Percussão – As percussões sobre a broca são produzidas por um pistão que se
movimenta dentro de um cilindro acionado, alternadamente, para cima e para
baixo por impulsão provocada pela entrada de ar comprimido numa extremidade
e saída na outra. A entrada e saída são controladas por válvula.
 Sistema de rotação – A cada golpe do pescoço do pistão contra o punho da
broca corresponde a uma rotação de um pequeno arco de círculo. Ocorre quando
o fluxo de ar comprimido entra na câmara inferior e impulsiona a cabeça do
pistão para cima, que por sua vez movimenta um sistema de catraca causando o
giro da broca. É importante ressaltar que uma rotação completa corresponde a 11
percussões do pistão contra o punho de broca.
 Sistema de limpeza – O processo de limpeza destina-se a remover os
resíduos de rocha produzidos pelo avanço da perfuração. A água ou ar de
limpeza percorre a perfuratriz, segue através de um orifício central da broca e sai
pela extremidade, removendo os detritos através do espaço entre a superfície
externa da haste da broca e a do furo.
Nas escavações subterrâneas utilizam-se a limpeza com água visando a eliminar
a formação de poeira e nas escavações a céus aberto utilizam-se a limpeza por ar
comprimido.

8. Perfuratrizes Percussivo- rotativa
Apresentam rotação contínua e um sistema independente de percussão sobre a
broca. Os acionamentos da rotação e da percussão ficam fora do furo. O sistema
independente de rotação pode girar as hastes em qualquer sentido, permitindo conectá-
las ou desconectá-las.
Perfuratrizes Rotativas

9. Transmitem à broca somente movimento de rotação contínuo. Não ocorre,
portanto, percussões. A demolição da rocha no furo é realizada por rotação da broca que
trabalha sob a ação de uma pressão constante. O equipamento é montado sobre uma
plataforma ou carreta para permitir facilidade de locomoção.
As rochas são demolidas mediante corte, abrasão ou esmagamento. Sendo que as
perfuratrizes rotativas, na maioria dos casos, destinam-se a furos de grandes
profundidades como as atividades para prospecção geológicas, poços artesianos e
exploração de poços petrolíferos.
Sendo aplicadas também na perfuração de rochas para posterior introdução de
explosivos, quando se usa furos de grande diâmetro com explosivos a granel.

10. Perfuratrizes de Furo- abaixo
Possuem o acionamento do movimento de rotação fora do furo e o de percussão
dentro do furo.

11. As perfuratrizes de furo- abaixo foram desenvolvidas para evitar a dissipação de
energia provocada pelos outros tipos de perfuratrizes.
A perfuratriz furo- abaixo opera como rotação contínua provida de um motor
independente, geralmente hidráulico, situado na superfície. O fluxo de ar comprimido
desce pelo interior das hastes até atingir a perfuratriz. Seu funcionamento apresenta
muita semelhança com a perfuratriz percussiva.

12. Vantagens:
Não ocorre dissipação de energia;
Rendimento é maior para a mesma quantidade de ar comprimido.
Desvantagens:
A velocidade é menor;
A ruptura ou travamento do colar pode significar perda total da perfuratriz;
A vida útil das pastilhas é menor;
Não trabalha bem em rocha muito fraturada ou na presença de água.
Avanços
Para que ocorra um trabalho efetivo de demolição da rocha e conseqüente
desenvolvimento da perfuração é necessário que seja exercido um esforço sobre a
perfuratriz. É esse detalhe, aliado à percussão e rotação que faz progredir o furo.
Nas perfuratrizes percussivas que são leves, o esforço pode ser executado
fisicamente pelo operador da perfuratriz, sendo transmitido à broca e à sua extremidade
onde está a pastilha.
Nos serviços de escavação a céu aberto, os sistemas de avanços desenvolvidos
foram:
 Pneumático – É acionado por ar comprimido, onde um conjunto de pistão
cilíndrico é ligado à perfuratriz, sendo o esforço sobre ela produzido pelo
deslocamento do pistão contra o cilindro apoiado em um ponto fixo.

13. O esforço é exercido fisicamente pelo operador da perfuratriz. Sem a
aplicação desse esforço, ou quando insuficiente, a perfuratriz fica saltitando na
perfuração, improdutivamente.
 Avanço de Corrente – Neste sistema, o esforço sobre a perfuratriz é exercido
mecanicamente por uma corrente ligada a ela, tracionada no sentido de provocar
pressão da perfuratriz contra a broca e desta contra a rocha. Principais
componentes: estrutura de suporte, placa deslizante, motor, corrente e roda
dentada.

14.  Avanço de Parafuso – Neste tipo de avanço o esforço sobre a perfuratriz é
exercido mecanicamente por um longo parafuso que substitui a corrente do
avanço de corrente. A perfuratriz é presa por meio de parafusos numa placa
deslizante que pode se deslocar ao longo da estrutura de suporte. A placa
deslizante possui na base uma rosca, penetrada pelo parafuso do avanço que gira
por ação de um motor a ar comprimido, situado na extremidade superior da
estrutura de suporte.
Avanços Utilizados
Os utilizados na escavação a céu aberto são os avanços de corrente, adotados nos
equipamentos de perfuração com locomoção própria. Sendo que muitos equipamentos
operam em diferentes tipos de exploração de rocha, sendo por isso necessário conhecê-
los.
Locomoção das Perfuratrizes
A sequência das perfurações exige o deslocamento das máquinas após a
conclusão de um furo. No processo subseqüente, o furo é carregado com explosivos e
detonados. Enquanto a perfuratriz deverá estar em um local abrigado, onde não seja
atingida pelos efeitos da detonação.
O deslocamento das perfuratrizes manuais é feito, no caso de pequenos
percursos, manualmente ou sobre um caminhão, em longas distâncias.
Locomoção Manual
As perfuratrizes manuais são operadas e deslocadas manualmente na sequência
de furos, assim como para abrigar a máquina durante a detonação do explosivo. O
deslocamento para novas frentes de escavação, quando distantes, é realizado através de
veículo. Quando as frentes são próximas, poderá ser efetuado manualmente e cada
trabalhador carrega nos ombros a perfuratriz que opera.
Locomoção Tracionada
As perfuratrizes que não são movimentadas manualmente utiliza uma estrutura
de suporte denominada chassi, sobre a qual é montada a perfuratriz com um sistema de
avanço. Composto de rodas de borracha maciça ou pneumáticos e uma barra de tração e,
consequentemente, o equipamento pode ser deslocado com facilidade, tracionando-o
com veículo ou trator, no caso de trajetos longos e manualmente a curta distância.

15. A locomoção tracionada permitiu o desenvolvimento de perfuratrizes maiores e
de maior produção.
Locomoção Própria
A perfuratriz é montada sobre uma unidade tratora especialmente projetada e
construída para maior eficiência do trabalho. A unidade tratora é quase sempre de
esteiras, o que assegura a possibilidade de caminhar em terrenos difíceis. Pode ser
acionada por ar comprimido ou sistemas hidráulicos. Pode-se empregar compressor de
ar portátil, mas neste caso o mesmo é engatado à traseira da máquina para o
deslocamento.
Associação de Perfuratriz, Avanço e Locomoção
Esta associação pode ser vista na perfuratriz manual ou nos conjuntos de
perfuração que recebem os nomes de bencher, wagon-drill ou perfuratriz sobre trator.
Perfuratriz Manual
São as perfuratrizes percussivas. O esforço para o avanço da perfuração é
efetuado pelo operador que, com os braços, aplica uma força, transmitida à broca,
através do punho da perfuratriz.
Bencher
Associação de avanço pneumático e de uma perfuratriz percussiva resultou num
equipamento específico para perfurações verticais descendentes ou de pequena
inclinação denominado bencher. O equipamento leve pode ser utilizado em terrenos
íngremes freqüentes no início do recorte do maciço rochoso. Deve ser previamente
fixado na rocha para permitir o funcionamento do sistema de avanço. O mesmo
apresenta a vantagem de reduzir a mão-de-obra já que apenas um operador pode cuidar
de duas unidades simultaneamente.

16. Wang-drill
Associação da perfuratriz de um avanço de corrente e de uma estrutura de
suporte dotada de duas ou quatro rodas com pneus e uma barra de tração.
Além da facilidade de deslocamento proporcionada pela estrutura sobre pneus e
de poder ser tracionado por um trator, soma-se o fato de permitir o emprego de
perfuratrizes pesadas inclusive do tipo de furo-abaixo. Neste caso o motor de rotação
fica preso à placa deslizante do avanço de corrente.
Outra vantagem do wangon-drill sobre as perfuratrizes manuais e benchers é a
de poder produzir perfurações inclinadas em ângulos que variam geralmente de 40 graus
até a vertical. Sendo muito importante quando se tem em vista, muitas vezes, a
conveniência de atacar a escavação com face de bancada inclinada.

17. Perfuratriz sobre trator ou automotiva
A perfuratriz sobre trator apresenta tração própria. O tipo de maior aceitação
para os trabalhos gerais de escavação de rocha a céu aberto tem a unidade tratora
especialmente construída para receber o avanço e a perfuratriz. É um trator de esteiras,
acionado por motor a ar comprimido.
Este equipamento possibilita perfurações em diversos ângulos e na horizontal.
Por ser dotado de esteiras permite seu deslocamento em terrenos íngremes e
desfavoráveis.
Lubrificador de Linha
É um dispositivo que adiciona óleo ao ar comprimido. Trata-se de um pequeno
reservatório de óleo, atravessado pelo ar comprimido, permitindo atomização do óleo e
sua incorporação ao ar.

18. Operação de Perfuratriz Manual
 Iniciar o furo com o ar aberto pela metade;
 Embocar o furo na perpendicular ao plano da rocha;
 Apontar na direção desejada e abrir o ar totalmente;
 Manter o furo alinhado;
 Usar mais de um jogo de brocas para que com o uso alternado as mesmas
resfriem.
Operação de Bencher
 Executar com perfuratriz manual um furo de 20cm x 1 ¼ para introduzir o
chumbador de ancoragem;
 Martelar a cabeça do chumbador e apertar o parafuso para fixar a cunha;
 Colocar o bencher sobre o chumbador e operá-lo.
Operação das Perfuratrizes Automotivas
 O embocamento deve ser lento e cuidadoso;
 Após perfurar a extensão correspondente à primeira haste, desacoplá-la do
punho e introduzir a segunda haste. Manter sempre o punho limpo.
Manutenção das Perfuratrizes
Para todos os equipamentos e instalações, há três tipos de manutenção:
 Corretiva – É aquela que é efetuada após o dano ou quebra.
 Preventiva – É efetuada antes de qualquer sintoma, baseada exclusivamente
em dados históricos.
 Preditiva – Baseia-se em previsão baseada em sintomas apresentados.
Necessita de inspeções periódicas para se decidir sobre providências.
Brocas
Composta por dois grupos:
 Brocas Integrais – São aquelas em que as partes componentes constituem
uma peça única. Torça-se a broca para atingir diferentes profundidades. Seu
uso se restringe às perfuratrizes manuais. As partes principais da broca
integral são: superfície de impacto, furo de limpeza, punho, colar, haste e
coroa.
 Brocas de Extensão – São aquelas que variam a profundidade da perfuração
pela adição de segmentos de aço rosqueados. Estes segmentos são chamados

19. de hastes. O termo haste é também empregado para designar uma parte da
broca integral. São utilizadas nas perfuratrizes rotativas, rotativo-
percussivas e de furo- abaixo. Os componentes da broca de extensão são:
punho, haste, luva e coroa.
Compressores de Ar
O ar comprimido é usado em quase todos os tipos de equipamentos de
perfuração, proporcionando todos os trabalhos necessários.
Os compressores de ar são máquinas que aspiram o ar da atmosfera,
comprimindo-o, reduzindo, portanto, o seu volume e aumentando a pressão.
Dependendo do tipo de serviço usam-se compressores portáteis ou estacionários.
Tipos de Compressores de Ar
Em escavação de rocha os compressores usados podem ser de pistão e rotativos.
O acionamento dos compressores pode ser por motor diesel ou elétrico.
O ar, antes de entrar no compressor, passa por um filtro para reter as partículas
em suspensão que poderiam danificar os mecanismos do compressor.
Compressores de Pistão
São os mais antigos e de manutenção mais simples. O sistema que comprime o
ar consta de girabrequim, biela ou braço do pistão, pistão e cilindro.
O cilindro dispõe de uma válvula de admissão e uma de exaustão. Através da
válvula de admissão, o pistão aspira ar da atmosfera para dentro do cilindro. Esse
volume de ar é comprimido quando o pistão inverte seu movimento e retorna,
reduzindo gradativamente o volume da câmara do cilindro que contém o ar.
Atingida uma determinada pressão, a válvula de exaustão se abre permitindo a saída
do ar comprimido para o reservatório de ar do compressor.
Compressores Rotativos ou Tipo Parafuso
Neles, a energia de rotação, transmitida a dois parafusos que giram em sentidos
opostos é transformada em energia de pressão.

20. Os parafusos ou rotores se encaixam, sendo um chamado de macho e o outro de
fêmea.
Não há válvulas de admissão e de exaustão porque o fluxo de ar é contínuo para
dentro da câmara onde estão os rotores.
Referências Bibliográficas
http://pt.scribd.com/doc/63990184/Apostila-Perfuratriz
http://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1002_Mat_para_infraentrutura_de_
transp/notas_de_aula/Perfuratrizes.pdf
http://pt.scribd.com/doc/51559268/APOSTILA-DE-PERFURACAO-DE-ROCHAS
http://pt.scribd.com/cleberf_1/d/33917616-Maquinas-perfuratrizes
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABVvAAL/perfuracao-nocoes-basicas
Fim!