Apostila-de-perfuracao-de-rochas

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APOSTILA DE PERFURAÇÃO DE 
ROCHAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO 
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluízio Felix 
Adriana Mauricio 
Antonio Carlos Sandoque 
André Amorim 
Eraldo José Arruda 
Flávia de Freitas Bastos 
Francisco das C. Barbosa 
Gean Frank 
 Glenda A. Rodrigues de Oliveira 
Jaciara 
José de Moraes 
Leonardo França da Rocha 
Marcos Aurélio Leite 
Nilson Galvão Filho 
Paulo José Costa Couceiro Junior 
Paulo Roberto da S. de A. Bezerra 
Ranier Antunes 
Renata Eugênia Amorim Ribeiro 
Romildo Paulo Silva Neto 
Samuray Julierme 
 Thiago Airon 
Ubiratan Gomes de Andrade 
 
 
2009.2 
 
 
 
 
 
INDICE 
 
1 – História da Perfuração em Rocha.................................................................................. 3 
Perfuração por Vibração...................................................................................................... 
Perfuração por Jato Quente................................................................................................ 
Perfuração a Laser.............................................................................................................. 
4 
5 
6 
2 – Surgimento da Perfuratriz.............................................................................................. 6 
 
3 – Equipamentos de Perfuração........................................................................................ 7 
 
4 - Classificação das Perfuratrizes...................................................................................... 8 
 
4.1 – Perfuratrizes Percussivas...................................................................................... 
a – Churn-drills............................................................................................................... 
b – Marteletes................................................................................................................. 
c – Marteletes verticais................................................................................................... 
d – Marteletes movidos a motor..................................................................................... 
Compressores................................................................................................................ 
8 
8 
9 
11 
12 
13 
 
4.1.1 - Funcionamento das Perfuratrizes Percussivas................................................... 13 
4.1.2 - Sistema da Percussão........................................................................................ 
Válvula Tubular.............................................................................................................. 
13 
14 
4.1.3 - Sistema de Rotação............................................................................................ 15 
– Rotação em Separado........................................................................................... 15 
– Rotação em Bob.................................................................................................... 16 
– Rotação por Eixo de Catraca................................................................................. 16 
4.1.4 – Sistema de Limpeza ... ...................................................................................... 16 
Lubrificação e manutenção de perfuratrizes.................................................................. 17 
Lubrificador de linha....................................................................................................... 
Óleo lubrificante............................................................................................................. 
Manutenção preventiva/consertos................................................................................. 
18 
19 
21 
 
4.2 – Perfuratrizes Rotativas.......................................................................................... 
Perfuração por corte....................................................................................................... 
Perfuração por abrasão.................................................................................................. 
Perfuração por quebra.................................................................................................... 
21 
22 
22 
23 
Perfuratriz de Plena Secção........................................................................................... 23 
Vantagens do sistema.................................................................................................... 23 
Desvantagem do sistema............................................................................................... 23 
Raise Boring................................................................................................................... 24 
Aplicações...................................................................................................................... 24 
Equipamento de perfuração Raise Boring...................................................................... 24 
Boxhole Drill................................................................................................................... 26 
Perfuratrizes Rotativo-Percussivas................................................................................ 27 
Perfuratriz de furo baixo (down the hole ou in the hole)................................................ 27 
Vantagens……………………………………………………………………………………… 28 
Desvantagens…………………………………………………………………………………. 29 
Avanço…………………………………………………………………………………………. 29 
Marteletes sobre avanço pneumático………………………………………………………. 29 
Avanço pneumático…………………………………………………………………………… 30 
 
Avanço de corrente…………………………………………………………………………… 32 
Avanço de parafuso....................................................................................................... 32 
Vantagens…………………………………………………………………………………….. 33 
Desvantagens………………………………………………………………………………… 34 
Locomoção……………………………………………………………………………………. 34 
Locomoção manual....................................................................................................... 34 
Locomoção tracionada.................................................................................................. 35 
Locomoção própria........................................................................................................ 35 
Perfuratriz sobre trator................................................................................................... 35 
Produção Horária da Perfuração................................................................................... 36 
Broca Integral................................................................................................................. 36 
Brocas Percussivas…………………………………………………………………………… 40 
Equipamento Seccionado.............................................................................................. 41 
Luvas.............................................................................................................................. 42 
Punhos........................................................................................................................... 42 
Coroas............................................................................................................................ 43 
Hastes............................................................................................................................ 43 
Acessórios...................................................................................................................... 51 
Elementos do Plano de Fogo (Bancada)........................................................................ 55 
Fatores que afetam a Bancada...................................................................................... 55 
Diâmetro do Furo............................................................................................................55 
Altura da Bancada…………………………………………………………………………….. 56 
Fragmentação................................................................................................................ 56 
Condições do Terreno.................................................................................................... 57 
Restrições Ambientais.................................................................................................... 57 
Terminologias usadas em Modelos de perfuração......................................................... 57 
Diâmetro da Perfuração................................................................................................. 58 
Altura da Bancada e o Comprimento da Perfuração..................................................... 59 
Espaçamento................................................................................................................. 62 
Eficiência do Modelo de Perfuração.............................................................................. 63 
Inclinação dos Furos...................................................................................................... 63 
Alinhamento do Furo...................................................................................................... 64 
Parte Geométrica do Furo.............................................................................................. 65 
Testes padrões de Perfuração para detonar a Bancada............................................... 66 
Sub-Perfuração (Subdrilling).......................................................................................... 67 
Inclinação do Furo.......................................................................................................... 67 
Modelos de Perfuração para Bancadas......................................................................... 68 
Erros de Perfuração....................................................................................................... 84 
Bibliografia..................................................................................................................... 85 
Fotos............................................................................................................................. 86 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. HISTÓRIA DA PERFURAÇÃO EM ROCHA 
 
Inicialmente, a perfuração em rocha era efetuada com o objetivo de obter blocos de 
pedra para obras públicas. Para isso utilizavam-se pedras mais duras (Sílex, etc.) que se 
friccionavam sobre pedras mais brandas (calcários, arenitos, etc.). Para que isso ocorresse, 
eram confeccionadas pedras com formatos especiais ou por vezes empregavam-se chifres 
de animais ou qualquer outro objeto que possuísse dureza suficiente. 
 
Com a descoberta dos metais, começou a trabalhar os minérios que continham cobre 
e, posteriormente, o ferro. As ferramentas de metal permitem a realização de furos, onde 
posteriormente se aplicava uma cunha, possibilitando que um bloco fosse rapidamente 
destacado do maciço. 
 
Para uma melhor orientação, voltando no tempo e indo diretamente para as minas 
antigas, onde a perfuração de rocha era realizada por meio de ferramentas de ferro. 
Utilizava-se um tipo de ponteiro que era golpeado contra a rocha, por meios de uma marreta 
e girando a cada golpe, o fazia penetrar na rocha. Este processo chamado de “Barra Mina”, 
ainda é usado em algumas partes do mundo. 
 
Nesta época já tinha a noção do sistema de percussão (bater) e rotação (girar) para 
possibilitar a furação e melhorar o rendimento. Com a evolução industrial, a técnica de 
mineração não poderia ficar para trás; portanto, a tecnologia de perfuração teve que 
acompanhar o ritmo, o que exigiu grandes mudanças no sistema de perfuração de rochas. 
 
As minerações eram operadas de forma semelhante, mais não exigiam obtenção de 
blocos regulares. Dessa forma, passou a utilizar ferramentas apropriadas, como pás, 
picaretas, picões, etc. Da necessidade de grande produção resultou a introdução do 
rompimento do maciço rochoso pôr meio de aquecimento pelo fogo. Esta perdurou pôr muito 
tempo, mesmo após o advento da pólvora. A pólvora negra introduziu grandes alterações na 
mineração. 
 
A pólvora foi substituída pôr dinamite e, posteriormente, surgiram o nitrato de amônia e 
outros compostos explosivos. 
 
 
A mão do homem foi gradativamente substituída pela máquina; introduziram-se as 
perfuratrizes, aperfeiçoaram-se as brocas, chegaram, finalmente, à introdução da ponta de 
carboneto de tungstênio, que se pode considerar como a maior revolução neste sentido, nas 
últimas décadas. 
 
Podemos citar como alguns exemplos de processos de corte de pedra e abertura de 
fogos; o choque 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. Alguns ainda incipientes 
outros já utilizados comercialmente. 
 
PERFURAÇAO POR VIBRAÇAO 
 
As perfuratrizes comuns apresentam uma vibração, na faixa de 5 a 100 cps. 
Experiência tem sido feita na desagregação de rochas, dentro da faixa, de 100 a 20.000 cps. 
Utiliza-se, para tal, material elétrico- ou magneto-estritivo que aumenta e diminui de tamanho 
duas vezes durante um ciclo completo de um impulso elétrico ou magnético. Assim,um 
campo de 1000 cps produz 2.000 pulsações.O conjunto fica montado fixamente em seus 
pontos nodulares (quartos de comprimento de onda) para evitar interferência de outras 
vibrações. 
A vibração do elemento extrativo é ampliada por um concentrador cônico e a 
ampliação está na razão direta das diferenças de área do contato com o elemento, de um 
lado, e da ponta perfurante, do outro. 
 
Consegui-se desta forma, em quartzitos, a velocidade de 5 cm/min (20.000 cps; 500 
w). Estes resultados são considerados insatisfatórios e este método, possivelmente, se 
restringirá á perfuração em pequena escala, em materiais extremamente duros, como 
cerâmicas e diamantes. 
 
Outra forma, mais positiva, está sendo testada em perfuratrizes de rotação onde se 
coloca um elemento magneto-estritivo, atrás da coroa (100-1.000 cps), conseguido, assim, 
energia adicional na perfuração e maior penetração. 
 
PERFURAÇÃO POR JATO D’ÁGUA 
 
Trata-se de um processo que tem por finalidade evitar as desvantagens do sistema 
convencional de injeção do abrasivo. Neste método, o abrasivo é injetado entre a bomba e o 
injetor, diretamente na corrente de água de alta pressão. 
 
Há algum tempo está-se utilizando jato de água a grandes pressões, para corte de 
camadas de minério brando, principalmente carvão. Para que o método funcione, a camada 
de minério deve ter inclinação e espessura adequadas. Em condições favoráveis, este 
método rivaliza com os convencionas. O limite físico para uma operação manual de um bico 
de mangueira, além do qual o operador não mais consegue segura-la. Está em fluxo de 40 
gal/min a 4.000 psi. Acima destes dados, terá de ser utilizado um dispositivo mecânico e que 
encarecera o sistema. 
 
As pressões requeridas para um corte efetivo do material baixaram significativamente. 
As baixas pressões reduzem a degradação das partículas do abrasivo durante o 
impacto e com os abrasivos certos, é possível recuperação de cerca de 90% do material, 
que pode ser recirculado reduzindo os custos operativos. 
 
Outra vantagem das baixas pressões diz respeito à possibilidade de utilização de 
bombas comuns e recuperação de água via decantação. 
PERFURAÇÃO POR JATO QUENTE 
 
 Tal método consiste em apontar um jato quente para a superfície de uma rocha, a fim 
de criar tensões térmicas que proporcionam a fratura da mesma em pequenos estilhaços, 
retirando a camada superficial da rocha continuamente e produzindo uma perfuração. 
Dependendo das características físicas dos materiais de certas rochas e com o acumulo de 
tensões térmicas geradas pelo jato quente, pequenas falhas no interior da rocha podem se 
propagarem trincas desencadeando no processo de descamação da rocha em pequenos 
estilhaços. Este método de perfuração tem grande eficiência em rochas mais duras como 
granito ou quartzo, onde as taxas de penetração são mais altas se comparadas com as 
taxas obtidas por métodos convencionais. A fonte de calor para aquecimento da rocha pode 
ser elétrica (feixe de elétrons) e química (combustão). O primeiro caso, o acumulo dos 
estilhaços ocasionado na descamação da rocha, tende a obstruir a superfície desta, 
prejudicando a continuidade do processo. Já no segundo, os jatos de gases quentes, gerado 
pela combustão, são mais eficientes por gerar altos fluxos de calor e também retirar os 
estilhaços da perfuração para fora do local (este fenômeno é auxiliado pela movimentação 
do jato, resultado pelas altas velocidades ocorridas no processo). 
 
 
 
 
 
PERFURAÇÃO A LASER 
 
 
 
 
 
2. SURGIMENTO DA PERFURATRIZ 
 
Aos poucos, ferramentas rudimentares foram sendo substituídas por máquinas. As 
primeiras perfuratrizes de rochas surgiram no início do século XIX e, a princípio, usavam 
como fonte de energia o vapor, até então a forma comum de energia. Devido a problemas 
intrínsecos a este tipo de máquina, a barra de perfuração, que mais tarde se chamaria de 
broca de mineração, era ligada solidamente ao pistão. Este, em seu movimento recíproco, 
arrastava consigo a broca, que golpeava a rocha em seu movimento descendente. O 
sistema de rotação era, a princípio, manual, passando-se mais tarde a empregar dispositivos 
mecânicos. 
 
A mais antiga perfuratriz que se conhece data de 1838 (Michigan), tendo sido 
inventada por Singer, (mais tarde ele se dedicou à invenção da máquina de costura). A partir 
desta, várias pessoas dedicadas ao setor de mineração e estudiosas do assunto, 
começaram a desenvolver novos tipos de perfuratrizes, procurando torná-las sempre mais 
mecanizadas e produtivas. 
 
Era movida a vapor, e o pistão e a broca eram solidamente ligados. Permitia 
unicamente perfurações verticais, pôr 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 5 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 
fábrica de perfuratrizes de que se tem notícia. 
 
Surgiram então as primeiras perfuratrizes a ar comprimido, que acabaram por 
substituir totalmente as movidas a vapor. 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. 
 
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 posta em operação em fins do verão de 1861. 
 
Estas máquinas a vapor e as primeiras pneumáticas eram pesadas e exigiam mais de 
dois homens para operá-las. Podemos dizer que a maior contribuição técnica dada às 
perfuratrizes se deve a LEYNER em 1897. Ele introduziu o sistema de limpeza do furo a ar 
comprimido e a água (minas subterrâneas), rotação por eixo de catraca, lubrificação 
automática e válvula de regulagem. Deve-se a ele a primeira perfuratriz operada por um só 
homem. 
 
Foi uma longa caminhada de cerca de 50 anos, até que se logrou uma máquina 
semelhante às de hoje, isto é, até que se conseguiu desligar a broca do pistão, diminuindo 
dessa forma o efeito nocivo das massas mortas e aumentado o rendimento das máquinas. 
No entanto, foi uma caminhada produtiva, que permitiu à SAUNDERS afirmar, em 1889: “Há 
na perfuratriz de rocha mais invenções, pôr volume e peso, do que em qualquer outra 
máquina de igual importância”. Esta afirmativa é verdade até hoje. 
 
Com o avanço da civilização, conceitos técnicos foram desenvolvidos com novas 
filosofias de trabalho e novos equipamentos surgiram: - Motores pneumáticos (radiais de 
pistões; de palhetas; de Engrenagens), Perfuratrizes maiores para furos mais profundos, 
maiores diâmetros ou especiais. 
 
Em seqüência surgiram as perfuratrizes com rotação independente, que possibilitava 
mesclar a rotação com o impacto, de acordo com o tipo de rocha. A perfuratriz com giro 
independente, gira o aço (haste) com o motor externo e o mecanismo interno (pistão) gera o 
impacto. Com a evolução do sistema, grandes perfuratrizes foram fabricadas. 
 
Voltando à história do desenvolvimento das Perfuratrizes chegando aos anos 60, 
quando a força hidráulica começou a ser usada nos equipamentos de perfuração. A 
Gardner Denver, firma americana foi a pioneira a lançar uma Perfuratriz de rocha 
totalmente hidráulica. Problemas vários obrigaram a Gardner Denver a abandonar o projeto. 
 
Na década de 80, finlandeses, suecos e americanos voltaram com novas idéias e foi 
lançando no mercado uma série de equipamentos. Perfuratrizes e Rompedores foram 
colocados no mercado com vantagens e desvantagens sobre os similares pneumáticos. 
 
É comum na maioria das operações das minas descuidos e ausência de bons 
procedimentos na execução da perfuração de rochas. Muitas vezes, é considerado como um 
processo não relevante dentro da lavra da mina. Esta prática reflete na qualidade e custo da 
mineração, uma vez que a perfuração é o início do processo de lavra e de fundamental 
importância para as etapas subseqüentes: detonação, carregamento, transporte e britagem. 
(JUAREZ) 
 
3. EQUIPAMENTOS DE PERFURAÇÃO 
 
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 é usado até hoje em 
alguns lugares na extração rudimentar de pedras, foi aperfeiçoada pelo homem para 
construir as máquinas que recebem o nome de “perfuratrizes de rochas”. 
 
Os diâmetros das perfurações para a escavação de maciços variam no Brasil, no que 
diz respeito à Engenharia Civil, normalmente 7/8“ a 4” (22 mm a 100 mm). As profundidades 
das perfurações variam em função da rocha e do equipamento disponível, mas são raras as 
perfurações além de 30m, ficando a média entre 4 a 18 m. 
 
A perfuratriz é um equipamento específico utilizado para fazer furos a distâncias pré-
determinadas, em diâmetros que variam de 22 mm a 150 mm geralmente. Na perfuratriz é 
introduzida a broca, que é uma haste metálica que possui na extremidade materiais muito 
duros, chamados pastilha, que escava a rocha, perfurando. 
 
A perfuratriz manual transmite movimento de percussão e rotação à haste, mas é a 
pastilha quem executará a escavação da rocha. Sendo constituída de material mais duro 
que a rocha, recebe e transmite os golpes e vai gradualmente furando-a. 
 
Entenda-se por perfuração de rocha, o perfeito sincronismo de quatro movimentos: 
impacto ou percussão, rotação, avanço e limpeza. 
Impacto ou percussão - sua função é de provocar o cisalhamento no material a ser 
perfurado (rocha ou refratário). O impacto ou percussão é gerado pelo movimento do pistão, 
e é transmitido pelo punho para as hastes para a coroa e para o material que está sendo 
perfurado. 
Rotação - sua função é reposicionar as pastilhas da coroa, cobrindo toda a área do furo. A 
rotação é feita através de motores e redutores. 
Avanço - tem como função manter as ferramentas constantemente em contato com a rocha 
ou refratário, evitando-se assim a flutuação das hastes (aço). Uma perfuratriz pneumática 
trabalha normalmente com 23 a 27 libras de pressão de avanço. 
Limpeza - tem como finalidade manter o furo limpo. Furo com detritos prejudica a 
perfuração, quanto mais limpo o furomaior a velocidade de penetração. 
 
4. CLASISIFICAÇÃO DAS PERFURATRIZES 
 
 
 
As perfuratrizes utilizadas na perfuração de rochas classificam-se em: 
 Perfuratrizes Percussivas; 
 Perfuratrizes Rotativas; 
 
Fonte: Ingersoll-Rand, 1999. 
 Perfuratrizes Rotativas-Percussivas; 
 
 
Fonte: Ingersoll-Rand, 1999. 
 
 Perfuratrizes de Furo-Baixo. 
 
 
Fonte: Ingersoll-Rand, 1999. 
 
4.1 Perfuratrizes Percussivas 
 
São aquelas que produzem o trabalho manual de perfuração de rocha. Um homem 
golpeava o ponteiro de ponta achatada, semelhante a uma talhadeira. Outro homem 
segurava o ponteiro, e a cada golpe girava o ponteiro de um pequeno arco de círculo. Cada 
golpe causava um corte na rocha, e a rotação, após cada golpe, permitia o corte completo 
do círculo e o avanço da perfuração. 
A perfuratriz percussiva reproduz esses movimentos. Embora chamada apenas 
percussiva, ele, na realidade, produz um giro na broca, imediatamente após cada golpe. 
Esse giro sempre de um pequeno arco de círculo é, portanto, descontínuo. Desta maneira 
reproduz as perfurações manuais, caracterizadas por outros tipos. 
a) Churn-drills – Caracterizam-se pela construção solidária da ponta percussora e do 
mecanismo de percussão. 
Cable Churn-drills – possuem um peso, preso a um cabo, e os golpes são produzidos pela 
suspensão e respectivo golpe por gravidade do peso. Os furos têm um diâmetro de 90 a 300 
mm e se conseguem profundidades de até 500 m ou mais. Procurar fig 
 
Pneumatic Churn-drills – semelhantes às anteriores. O golpe é auxiliado por um pistão 
pneumático. Tem, por isso, mais potência que as anteriores, permitindo seu uso em rochas 
duras. São de custo elevado, necessitando, portanto, de pleno aproveitamento. Permitem 
fazer furos de 140 a 200 mm, à profundidade de 20 a 30 m. 
 
b) Marteletes – Caracterizam-se pela construção separada da ponta percussora e do pistão. 
 
 Marteletes movidos a ar comprimido (são os mais utilizados): 
 
Marteletes manuais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os martelos perfuradores RH foram concebidos para trabalhos mais pesados, tais 
como, perfuração de bancada e secundária, assim como, perfuração com rebentamento 
suave. 
 
Os martelos RH possuem um robusto mecanismo rotativo com uma barra estriada e 
uma alta potência de impacto para perfurar rocha dura. 
 
Onde se podem utilizar: 
- Perfuração de bancada e secundária, perfuração com rebentamento suave 
- O RH 571 para trabalhos mais pequenos 
- O RH 658 para perfurar furos mais profundos 
 
O martelo correto para a sua aplicação O martelo leve RH 571 é o ideal para 
trabalhos mais pequenos. O RH 658, ligeiramente mais pesado e mais poderoso, é 
adequado para furos de maior profundidade. 
 
O RH 572E combina a leveza com um conforto extra para o operador, graças às 
pegas amortecedoras de vibrações e a um eficiente silenciador. Todos modelos estão 
equipados com pegas em T para uma aderência sólida e confortável. 
 
- A descarga pneumática incorporada permite ciclos de descarga de ar mais rápidos 
- Regulador de fluxo contínuo para uma fácil compressão 
- Robusto retentor de recuo com cavilha – muda as brocas rápida e facilmente 
- As pegas com amortecedores de mola reduzem as vibrações em 75% 
- O silenciador, em poliuretano resistente ao impacto e ao desgaste, reduz o nível do ruído 
em mais de 50% 
 
 
 
 MARTELO PERFURADOR RH 
 
 
 
Dados técnicos 
 Encabadouro 
 Compri- Consumo 
de 
da broca Veloc. de Taxa de Ligação 
Modelo Peso mento1) ar a 6 bar (hex.) Impacto rotação penetração tubos 
 kg mm l/s mm golpes/min rpm mm/min mm 
RH 572E 22,8 583 37 22x108 2040 170 2602) 19 
RH 571-5L 17,8 510 39 22x108 2100 190 2952) 19 
RH 571-5LS 18,9 510 39 22x108 1980 190 2752) 19 
RH 658L 24 565 58 22x108 2040 215 4252) 19 
RH 658LS 25 565 58 22x108 2040 215 4102) 19 
 
1) Incluindo o retentor da broca 
2) Perfuração em granito com 33 mm, broca em aço integral tipo escopro (trabalhando a 
uma pressão de 6 bar) 
 
Marteletes verticais – Stopers. 
 
 
 
 
 
 
 Marteletes movidos a motor: 
Motor a gasolina – Pionjar e Cobra 
 
Como a Pionjär é acionada à gasolina, não há a necessidade de unidades de 
potência, mangueiras ou cabos elétricos. Todos os controles são colocados juntos para a 
fácil operação e a ignição se dá com apenas uma rápida puxada da corda de acionamento. 
Os usuários também irão apreciar os punhos com amortecimento de vibrações. A Pionjär é 
entregue em uma caixa de madeira com proteção para facilitar o transporte e oferece fácil 
acesso aos principais locais de serviço de manutenção. 
 
 
 
Motor elétrico – Bosch. 
 
 
O acionamento das perfuratrizes é feito principalmente por ar comprimido. Entretanto, 
existem no mercado perfuratrizes leves, e acionadas por motor a gasolina e destinadas a 
pequenos trabalhos, que comportariam o deslocamento de um compressor de ar. Essas 
perfuratrizes constituem com o motor a gasolina conjuntos únicos, portáteis. Para pequenos 
trabalhos representa o menor custo de perfuração. Não são, todavia, recomendados para 
trabalhos de porte. Não tem a mesma potência que as perfuratrizes de ar comprimido. 
 
 
 
 
Os compressores de ar destinados ao acionamento das perfuratrizes percussivas 
podem ser estacionários ou portáteis. São estacionários quando montados sobre bases 
rígidas e de difícil deslocamento. Na maioria dos casos, são movidos por motor elétrico, 
havendo, em conseqüência, necessidade de se dispor de energia elétrica no canteiro. 
 
Os compressores são portáteis, quando montados sobre rodas, dotadas de pneus. 
Esses compressores utilizam normalmente motor diesel e são rebocáveis através de uma 
barra de tração. 
 
4.1.1 Funcionamento das Perfuratrizes Percussivas 
 
As perfuratrizes percussivas transmitem à broca percussão e, no intervalo entre duas 
percussões sucessivas, uma rotação de pequeno arco de circulo. Simultaneamente esses 
dois movimentos ocorrem à introdução na perfuração de ar ou água de limpeza. 
 
Portanto, há três sistemas na perfuratriz, que são: 
 
 Sistema de percussão; 
 Sistema de rotação; 
 Sistema de limpeza. 
 
4.1.2 Sistema da Percussão 
 
O sistema de percussão consta essencialmente de duas partes, ou seja, de um 
cilindro em cujo interior se desloca o pistão. Este é, em geral, formado por uma peça única, 
com dois diâmetros, sendo a parte de diâmetro maior o pistão propriamente dito e a de 
diâmetro menor o pescoço ou guia do pistão com a face de impacto. 
 
 
 
Vejamos como se comporta dinamicamente, o mecanismo de percussão: 
 
Pistão 
 
Esfera figuras 
 
Oscilante 
 
 
Válvula Tubular: 
 
1) Energia de impacto transmitida por golpe: 
 
e = pm S. (ПD2 )/ 4 = mV2 /2g 
 
pm = pressão da cabeça do pistão 
S = Curso do pistão 
m = massa do pistão 
V = Velocidade de impacto do pistão 
g = aceleração da gravidade 
D = diâmetro da cabeça do pistão 
2) Energia transmitida por minuto: 
 
E = n. e = n. pm. (S .ПD2)/ 4 
 
n = Número de golpes do pistão por minuto 
e = Energia de impacto transmitida por golpe 
 
 
3) A energia transmitida por minuto está em relação direta com o avanço, em minuto, da 
perfuração, logo: 
 
B = k1 . E = k1.n .Pm.(S ПD2)/4 
 
4) A velocidade está em relação direta com o número de golpes e o curso do pistão, 
portanto: 
 
n . S = K2. V 
 
Logo, 
 
B = k1. Pm .S. (ПD2) /4. k2 . V 
 
 
5) Reunindo as constantes todas sob uma única, ou seja, 
 
k3 = k1. П/4 . k2 
 
Teremos, 
B = k3 . pm . D2 . V 
 
Concluímos que a velocidade de penetração aumenta na razão direta da pressão 
média, da velocidade de impacto e do quadrado do diâmetro. 
 
4.1.3 Sistema de Rotação 
 
 
Nas perfuratrizes modernas são três os sistemas principais de rotação: 
 
Rotação em separado; 
Rotação Bob; 
Rotação por eixo de catraca. 
 
1) Rotação em SeparadoUsa-se em casos especiais, quando o material a perfurar tem muita adesão ou fricção 
lateral ou quando o equipamento se torna muito pesado. Nestes casos, a perfuratriz possui 
um motor separado de seu corpo e a rotação é transmitida, de preferência à bucha de 
rotação. 
 
2) Rotação Bob 
 
Neste sistema, a rotação se faz em função de um anel de catraca, externo ao pistão, e 
que arrasta o sistema de pistão-broca, através de ranhuras existentes no pescoço do pistão. 
figuras 
 
3) Rotação por eixo de catraca 
 
Este sistema é utilizado em rochas mais duras e em maiores profundidades do que o 
sistema anterior e a catraca e lingüetas estão montadas externamente ao pistão, acima dele, 
fazendo-se a transmissão do movimento de rotação através de um eixo de catraca. 
 
 
 
4.1.4 Sistema de Limpeza 
 
Os resíduos de rocha produzidos pelo avanço da perfuração devem ser removidos do 
furo para evitar redução da eficiência ou travamento da broca. Por isso é indispensável que 
a perfuratriz tenha um sistema de limpeza. 
A limpeza dos detritos dos furos deve ser a mais rápida possível, para se obter máxima 
velocidade de penetração. 
Existem, basicamente, quatro sistemas de limpeza: 
 
- Ar 
- Água. 
- Espuma 
- Lama 
 
O primeiro sistema é mais simples, por questão de instalação e manuseio da 
perfuratriz. Utiliza-se o segundo sistema apenas quando a poeira assim o exigir ou em 
alguns casos excepcionais (grandes profundidades, etc.). 
A limpeza a ar não apresenta maiores problemas, pois as perfuratrizes têm todas um 
dispositivo automático de sopro por dentro da broca ou das hastes rosqueadas. Quando 
assim for conveniente, poderá utilizar perfuratrizes que não sopram os detritos, mas o 
sugam, por dentro do mesmo furo da broca (sistema “Vacum-jet” da Ingersoll Rand, etc.). 
Outro sistema utilizado em grandes perfurações é um exaustor de poeira, montado à boca 
do furo. 
 
VELOCIDADE DE AR REQUERIDA E DISPONÍVEL PARA PERFURAÇÃO 
A função do ar é remover o material cortado do furo e resfriar o rolamento da broca tricônica. 
Esta remoção do material cortado do fundo do furo é conhecida como limpeza do furo. É 
importante que a perfuratriz tenha uma velocidade de ar suficiente para mover os 
fragmentos de rocha rapidamente para o topo do furo. Se a velocidade é inadequada o 
material cortado não será removido do fundo do furo dentro de uma revolução da broca. 
Dessa forma, eles serão retrabalhados e partículas muito finas são geradas. Um indicativo 
de volume insuficiente de ar é a presença de partículas finas no material perfurado. Uma 
limpeza deficiente do furo implica numa redução da taxa de penetração e na redução da 
vida útil da broca. 
O movimento dos fragmentos na área anular entre a haste de perfuração e a parede do furo 
é um processo complexo que não pode ser modelado com exatidão. Experimentalmente, 
Bauer & Crosby (1990) encontraram que a velocidade de retorno dos fragmentos pode ser 
expressa como segue: 
Um = 264 x ρ
1/2 
x d 
1/2
 
Onde: 
Um = velocidade de retorno dos fragmentos da perfuração, em ft/min; 
ρ = densidade do fragmento em lb/ft
3 
; 
d = diâmetro do fragmento em polegadas. 
 
O compressor da perfuratriz, para uma boa limpeza do furo, deve fornecer uma velocidade 
de ar 2,5 vezes superior à velocidade requerida para remoção da rocha (Crosby, 1998). 
 
A quantidade de ar disponível para a limpeza do furo obedece a equação básica de 
fluxo de ar: 
Q = v x A 
onde: 
v = velocidade do ar; 
A = área da seção transversal. 
 
Utilizando-se esta equação é possível calcular a velocidade disponível para a limpeza 
do furo em função da vazão do compressor da perfuratriz, do diâmetro do furo e da haste de 
perfuração. A área anular de passagem do fluxo de ar é a diferença entre a área do furo e 
da haste, conforme figura abaixo. 
 
 
 
 
Área anular de passagem do ar de limpeza do furo 
Fonte: Morais, 1999. 
 
O cálculo da velocidade de ar disponível na perfuratriz para a limpeza do furo será: 
BV = Q / A
a 
=> BV = 4.Q / π . (D
f
2 
– D
h
2
) => 
BV = 183,3 x Q / (D
f
2 
–D
h
2
) 
Onde: 
BV = velocidade de ar disponível para a limpeza do furo, em ft/min; 
Q = vazão real do compressor, em CFM (ft
3
/min); 
D
f 
= diâmetro da coroa em polegadas (in); 
D
h 
= diâmetro da haste em polegadas (in); 
183,3 = fator de conversão de unidades. 
 
Para se obter um melhor desempenho em perfuração, a velocidade de limpeza é um 
fator importante no equipamento de perfuração. A velocidade de retorno do material 
perfurado no fundo do furo varia de acordo com as condições de perfuração, isto é, 
densidade da rocha, profundidade do furo, umidade do material, tamanho da partícula e as 
condições do maciço (presença de descontinuidades). O consenso da maioria dos 
especialistas é que a faixa da velocidade do ar de 5.000 – 7.000 ft/min (1.525 – 2.135 
m/min) representa os valores mínimos para material seco e 7.000 – 9.000 ft/min (2.135 – 
2.745 m/min) para material úmido ou de densidade elevada, como por exemplo o minério de 
ferro. 
 
 
 
É de máxima importância que a quantidade de ar necessária à perfeita limpeza do furo 
seja suficiente para expulsão fácil das partículas proveniente da desagregação produzida 
pelos impactos da pastilha sobre a rocha. 
Para limpeza com água, tornam-se necessários cuidados especiais. Primeiro, a 
pressão de água deve ser igual ou levemente inferior à pressão do ar na hora de maior 
formação de pó, que é o embocamento. Devido a isto, as perfuratrizes modernas vêm 
equipadas com cabeçote automático que abre a admissão de água de ar comprimido, tudo 
pela mesma alavanca de comando. 
Os cuidados tidos ultimamente com as perfuratrizes têm resultado em sopro chamado 
adicional, que combina limpeza de água e ar e dá, ao concluir a perfuração, um sopro final, 
para perfeita limpeza do furo, através da paralisação da perfuratriz e uso integral do ar para 
limpeza. 
A mistura água + detergente (espuma) está se impondo cada vez mais, principalmente 
em minas subterrâneas. Essa mistura resulta numa atmosfera livre de poeira. A limpeza com 
espuma necessita de pequenos volumes de água, com isso se - elimina grandes 
instalações. 
Numa instalação para a utilização de espumas é necessário um tanque de 80 a 100 
litros que é o suficiente para uma jornada de trabalho. Mistura com água numa proporção 
1:800 a 1:3000. 
O tanque é pressurizado pela linha de ar comprimido da perfuratriz. Uma mangueira 
conduz a mistura a um atomizador, onde o mesmo injeta o líquido no fluxo de ar que vai ao 
sopro da perfuratriz. 
 
 
3. LAMAS DE PERFURAÇÃO 
Desde os primeiros poços perfurados pelo sistema rotativo, já se usa de forma bem simples 
um composto a base de água que tem por objetivo principal lubrificar a broca durante a 
perfuração. Sendo assim, os primeiros fluidos de perfuração desenvolvidos foram os de 
base aquosa. Ao longo dos anos, as lamas Base Água passaram a ser incorporadas por 
diversas substâncias para que algumas de suas características e funções fossem 
melhoradas. Algumas destas substâncias são: argilas, álcalis, sais, polímeros, gotas de óleo 
(formando-se as emulsões) e várias outras substâncias insolúveis como barita, bentonita, 
argila e cascalho em suspensão. 
As composições destas lamas dependem então das substâncias nelas dissolvidas, dos 
materiais solúveis ou dispersos nas formações rochosas perfuradas, da quantidade de 
infiltração da lama nos poros das formações e outros. 
As lamas de perfuração são uma classe especial dos fluidos de perfuração usados 
principalmente para a exploração de poços de petróleo. O termo ‘lama’ se refere 
basicamente à consistência espessa deste fluido, característica esta obtida através da 
adição de inúmeros materiais e elementos químicos. 
Existem inúmeros tipos de lamas de perfuração, que são classificadas de acordo com a fase 
do fluido, alcalinidade, dispersões e tiposde elementos químicos utilizados. 
Segundo FERREIRA (2002), uma variedade de fluidos de base aquosa vem sendo 
desenvolvida desde o início da perfuração dos poços de petróleo, porém podemos destacar 
como componentes clássicos das lamas de base aquosa, a barita e a bentonita. A barita é o 
nome comercial do sulfato de bário (BaSO4), empregado basicamente para aumentar a 
densidade do fluido (GRAY & DARLEY, 1981). A barita por ter uma densidade elevada, algo 
próximo de 4,5 kg/m3, faz com que a lama fique mais densa, ajudando na estabilização da 
coluna de perfuração no fundo do poço. 
Quanto mais profundo for o poço, mais densa deve ser a lama para resistir à pressão 
hidrostática a que o poço estará submetido. Já a bentonita é uma argila de origem vulcânica 
que possui uma granulometria muito fina (inferior a 0,002mm) e tem como principal 
componente a montmorilonita (GRAY & DARLEY, 1981). A montmorilonita é um 
argilomineral do grupo das esmectitas (estrutura 2:1), apresenta forma lamelar, elevada 
atividade e se expandem na presença de água. Esta possui inúmeras características, 
destacando-se sua ação como viscosificante (diminuição da viscosidade), redutor de filtrado 
dentre outras. 
As formulações das lamas de base aquosa foram evoluindo ao longo do tempo, ou seja, 
diversas substâncias dissolvidas e em suspensão foram sendo incorporados e seu 
desempenho operacional foi sendo testado. A partir do estudo e do teste destas novas 
formulações, diversos parâmetros operacionais de filtração, de viscosidade, de lubrificação 
da broca, de toxidade, de densidade e de sua influência na taxa de perfuração, foram sendo 
analisados. Através da análise do resultado destes testes, as novas lamas foram evoluindo 
ao longo dos anos e passaram a ter formulações mais específicas para cada tipo de poço a 
ser perfurado, ou seja, passaram a desempenhar cada vez melhor as suas funções. 
Sendo assim, alguns exemplos destas melhorias das lamas ao longo dos anos foram sendo 
obtidas (FERREIRA, 2002): 
O amido foi considerado um bom agente redutor de filtrado e passou a ser empregado 
tanto em formulações de base aquosa quanto oleosa; 
Nos anos 30, o agente dispersante (redutor de viscosidade) mais popular para os fluidos 
de perfuração era o quebracho (tanino vegetal de coloração avermelhada). Estas lamas, que 
continham quebracho, possuíam elevado pH e tinham como característica a baixa força gel 
e a grande tolerância à incorporação de sólidos; 
Após os fluidos contendo tanino (quebracho), foram desenvolvido os fluidos à base de 
cal (Lime Muds), que possuíam basicamente as mesmas 
Limpar o fundo do poço e levar os cavacos (fragmentos de rocha) de perfuração até a 
superfície; 
Manter os sólidos em suspensão durante a ausência de bombeamento; 
Exercer pressão hidrostática sobre as formações, de modo a evitar o influxo de fluidos 
indesejáveis (kick); 
Sustentar as paredes do poço evitando seu colapso; 
Resfriar e lubrificar a broca; 
Além destas funções básicas, existem determinadas características consideradas desejáveis 
às lamas de perfuração, tais como: serem facilmente bombeáveis; serem estáveis 
quimicamente, terem baixo grau de corrosão e abrasão e não causarem danos às 
formações rochosas. Além disso, é importante que as lamas tenham um baixo custo de 
aquisição e serem facilmente separáveis dos cavacos na superfície. 
 
5. Lubrificação e manutenção de perfuratrizes 
 
 A boa lubrificação é característica essencial, não só da longa vida de uma perfuratriz, 
como também de seu rendimento. Para se conseguir boa lubrificação, torna-se necessário 
ter um lubrificador adequado e o óleo lubrificante recomendado. Nos modelos antigos, o óleo 
lubrificante era colocado na própria perfuratriz, num lubrificador embutido que a mesma 
possuía. Este lubrificador embutido não tinha capacidade suficiente para longas operações e 
exigia que se completasse seu nível com muita freqüência. Devido a isso, passou-se a 
adotar o lubrificador externo à máquina, localizado na linha de ar. É o chamado lubrificador 
de linha. 
 
5.1 Lubrificador de linha 
 
O lubrificador de linha consta de um dispositivo intercalado de linha de ar, pouco antes 
da perfuratriz. Poderá ser individual ou coletivo, servindo, neste último caso, a mais de uma 
perfuratriz, através de um manifold. O lubrificador fornece à corrente de ar o óleo 
perfeitamente dosado de acordo com a quantidade que está sendo consumida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Este Venturi permite regulagem para ajustes corretos. Verifica-se na perfuratriz, se a 
lubrificação está correta, de modo seguinte: 
- Colocando a mão diante da descarga de ar, por meio minuto, deve-se formar leve 
camada de óleo na óleo na pele, indicando isso existe uma descarga de ar com óleo 
vaporizado. 
- O punho da broca deve ficar também levemente lubrificado, durante o serviço, 
indicando tal fato que o óleo atingiu todas as partes da máquina. 
- O óleo escorrendo pela perfuratriz indica o excesso e deverá ser corrigido. 
Os lubrificadores deverão ter dimensões adequadas, conforme o tamanho e número 
das perfuratrizes. A quantidade de óleo do lubrificador deve ser suficiente para o consumo 
de um turno. 
 
5.2 Óleo lubrificante 
 
O consumo de óleo lubrificante é de 1,5 cm3/m3 de ar comprimido. A colocação correta 
de um lubrificador de linha é de aproximadamente 3 m da perfuratriz. Desta forma, não 
próximo demais para atrapalhar o operador, nem longe demais para poder produzir depósito 
de óleo nas paredes da tubulação. 
Com óleo lubrificante utilizam-se os óleos da série “Rock- Drill Oils” que tem as 
seguintes características importantes: 
 
Boa adesividade - O óleo deve ter boa resistência de película e, como tal, deve ter aditivos 
do tipo EP (extrema pressão). 
 
Boa emulsão - O ar comprimido normalmente está mais ou menos saturado de vapor 
d’água. O óleo lubrificante deve possuir aditivos que permitam uma perfeita emulsão com a 
água, sem que haja perda das propriedades lubrificantes. O óleo deve também ter, com isto, 
propriedades anticorrosivas. 
 
Viscosidade correta – O óleo lubrificante não deve ter uma viscosidade elevada demais, 
para evitar perturbar a ação de válvulas. A viscosidade também não deve ser baixa demais, 
para não ser eliminada com o ar comprimido. A viscosidade correta para as condições 
brasileiras é a seguinte: 
 
 98,8ºC - 60 a 70 seg; 
 37,8ºC - 500 a 600 seg. 
 
Uniformidade - Uniformidade de lubrificação a altas e baixas temperaturas. 
 
Ponto de fulgor - Ponto de fulgor elevado, a fim de evitar “dieselagem” da perfuratriz em 
dias muitos quentes. 
 
Atóxico: o óleo deve conter aditivos que evitem irritação de mucosas ou náuseas. 
 
Resíduo de carbono – 0,3% (máximo). 
 
Ácidos Graxos livres (% oléicos) - 0,4% máximo. 
 
Nunca se deve fazer economia no óleo lubrificante, considerando o estrago que um 
óleo incorreto pode trazer. Óleos comuns da série HD, Motor oils, etc., não servem. Não 
possuem em geral a propriedade de se emulsionarem. Um teste fácil de verificar a 
emulsionabilidade de um óleo correto é misturar em partes iguais óleo e água. A emulsão 
que se forma terá de se conservar no mínimo 24 horas sem separação sensível. 
Marca Tipo Marca Tipo 
Castrol 
Patent Rock Drill Mobil oil Almo oil 3 
Oil light Shell Tonna Oil F 
Esso Rock Drill Ep 65 Texaco Rock Drill lubrificant Ep 
Ipiranga Ipidril 63 -- --------------- 
5.3 Manutenção preventiva / consertos 
 
Para a perfeita manutenção da perfuratriz deve ser obedecido o seguinte programa 
de manutenção preventiva: 
 
Antes de iniciar a operação diária: 
 Verificar se as mangueiras de ar e de água estão limpas de impurezas e/ou de água de 
condensação, antes de colocá-las na perfuratriz. 
 Verificar se o lubrificador de linha está com óleo suficiente (Nível do óleo do Lubrificador) 
e na posição correta. 
 Verificar se bucha de rotação está limpa e sem desgasteexcessivo. 
 Nível do óleo Hidráulico 
 Condições do Mandril 
 Corrente de tração 
 Condições do carro (troloy) 
 Parafusos soltos 
 Trincas 
 Verifique as alavancas de comando 
NOTA: Toda anormalidade ou defeito deve ser anotada na parte diária e comunicada ao 
encarregado, para tomar as providências. 
 
 
Durante a operação diária: 
 Verificar se a lubrificação da perfuratriz está correta. 
 
A cada 200 horas de trabalho: 
 Recolher a perfuratriz à oficina, desmontar e revisar completamente. 
 
Tomando os cuidados acima, a vida da perfuratriz será longa e seu rendimento será 
apreciável. A fim de complementar uma boa manutenção preventiva com uma boa revisão e 
um conserto adequado, serão dadas algumas diretrizes gerais sobre os cuidados ao ser 
examinada á maquina, depois de 200 horas de trabalho. Estas operações de exame e 
conserto estão gradualmente resumidas e generalizadas. Detalhes particulares de cada 
fabricante deverão ser examinados junto ao Manual de Instruções do mesmo. 
A perfuratriz, quando vem do serviço, deve ser desmontada sobre uma bancada. A 
seguir, as peças serão examinadas antes da lavagem, a fim de verificar como trabalharam e 
como a lubrificação está funcionando. Depois, são lavadas em líquido solvente não-
detonante. Cada peça receberá sua atenção e será trocada ou retificada, conforme o caso. 
 
4.2 Perfuratrizes Rotativas 
 
São perfuratrizes que transmitem à broca apenas movimento de rotação, não havendo 
percussão sobre a broca, sendo assim a demolição da rocha no furo é somente por rotação 
da broca, que trabalha com pressão constante. 
Utilizam toda energia na rotação. Alcançam um rendimento ótimo em rochas brandas. 
A penetração é determinada pelo desenho da coroa. O comando é elétrico ou hidráulico. 
Com o objetivo de girar as hastes e a broca para efetuar a perfuração, as perfuratrizes 
possuem um sistema de rotação montado, geralmente, sobre uma unidade que desliza no 
mastro da perfuratriz. Esta unidade é geralmente denominada de cabeça rotativa. 
O sistema de rotação é constituído por um motor elétrico ou um sistema hidráulico. O 
primeiro é utilizado nas máquinas de maior porte, pois aproveita a grande facilidade de 
regulagem dos motores de corrente contínua, num intervalo de 0 a 100 rpm (Jimeno,1994). 
Já o sistema hidráulico consiste de um circuito hidráulico com bombas de pressão contínua, 
com um conversor, para variar a velocidade de rotação do motor hidráulico. 
Na perfuração rotativa, a broca ataca a rocha com a energia fornecida pela máquina à 
haste de perfuração, que transmite a rotação e o peso de avanço (carga) para a broca. O 
mecanismo de avanço aplica uma carga acima de 65% do peso da máquina, forçando a 
broca em direção à rocha. A broca quebra e remove a rocha por uma ação de raspagem em 
rochas macias, esmagamento – trituração - lasqueamento em rochas duras ou por uma 
combinação destas ações (Crosby, 1998). 
 
 
 
 
O equipamento é montado sobre uma plataforma ou carreta para facilitar a locomoção. 
De acordo com o tipo de broca, as perfuratrizes rotativas podem demolir a rocha de várias 
maneiras: 
 
Perfuração por corte – executa esta com pontas dispostas ao longo da periferia da coroa, 
são as chamadas drag bits. 
 
 
 
Perfuração por abrasão – trabalha com coroa de diamantes. São utilizados, 
principalmente, em abertura de poços, sondagens e etc. Modelos modernos têm utilizado o 
equipamento duplo: entre a parede do furo e a parede externa dos tubos, a água (ou lama) 
permanece estática, evitando levitação. A limpeza é feita por retirada do material de limpeza 
(e dos testemunhos) por dentro do tubo central, fazendo com que a perfuração e a 
amostragem sejam simultâneas. 
 
Perfuração por quebra – Roller- heades, usadas em petróleo. 
 
 
 
As brocas tricônicas consistem de três componentes principais: os cones, os 
rolamentos e o corpo. Os cones são montados sobre os eixos dos rolamentos os quais são 
parte integrante do corpo da broca. Os elementos cortantes dos cones consistem de linhas 
circunferenciais de dentes salientes (ex. botões ou dentes). O tipo de formação rochosa é de 
fundamental importância para se definir a geometria dos insertos de tungstênio. Ao se 
projetar uma broca tricônica deve-se procurar maximizar a vida útil e a taxa de penetração. 
Isto é uma tarefa de difícil equacionamento, pois para se alcançar altas taxas é preciso 
insertos de geometria agressiva, que por sua vez apresentam maior facilidade de quebra. 
A tabela 1 mostra as principais geometrias dos insertos de carbeto de tungstênio com 
suas respectivas aplicações. 
Geometria dos insertos e suas aplicações 
Formação 
Geológica 
Forma do 
inserto 
 
Forma do 
Inserto 
 
Aplicação Resistência à 
Compressão 
 
 
 
 
 
 
Macia 
 
 
 
 
 
 
 
Dente 
alongado 
 
Perfura economicamente 
formações macias que 
podem ser perfuradas 
com brocas de dentes de 
aço. Máxima taxa de 
penetração com mínimo 
de força de avanço. 
 
 
 
 
0 – 10.000 psi 
0 – 69 MPa 
 
 
Média 
 
Em forma de 
dente 
Para formação média e 
pouco abrasiva. Alta taxa 
de penetração com baixa 
 
 
10.000 – 20.000 
 
 
 carga sobre a broca. 
 
psi 
69 – 138 MPa 
 
Dura 
 
 
 
Cônico 
 
Para formação dura e 
abrasiva. Requer alta 
carga sobre a broca. 
 
 
20.000 – 40.000 
psi 
138 – 276 MPa 
 
 
Muito Dura 
 
 
 
 
 
Ovóide 
 
Para formação muito dura 
e abrasiva, requerendo 
altíssima força de 
avanço. Estrutura de 
corte durável e de longa 
vida. 
 
 
40.000– 
100.000 psi 
276 – 689 MPa 
Fonte: Security, s.d. 
 
 
Perfuratriz de Plena Secção – Vem sendo cada vez mais incrementado o sistema de 
perfuração de túneis e poços de minas a plena secção, pelo método de full-boring. Por este 
sistema, já tem sido perfurados secções com diâmetros de até 170' (4.+30m) e shafts de até 
2200' (650m) de profundidade. O equipamento é semelhante ao da perfuração para 
petróleo, porém o diâmetro é bastante maior. Os roller-heads fazem o serviço de duas 
formas: por furo-piloto e alargamento; e por perfuração única. 
Procurar na rede euro tunel 
 
Vantagens do Sistema 
 
 As paredes escovadas são uniformes e o perigo de quebra de rocha é 
 remoto. 
 Eliminação do over break, útil para o caso de concretagem posterior. 
 Mão de obra muito mais reduzida. 
 Em rochas brandas, a velocidade de perfuração total do sistema é superior aos métodos 
convencionais que utilizam explosivos. 
 O material extraído é uniforme, podendo ser transportado por correias transportadoras. 
 Não há abalos devido a explosões. 
 
 
Desvantagem do sistema 
 
 A vantagem da velocidade de perfuração diminui com o aumento da dureza da rocha. 
 O custo da máquina é elevado e terá de ser amortizado na obra em que esta sendo 
aplicado. 
 O fundo (ou soleira) é circular. 
 
Raise Boring 
 
O Sistema Raise Boring é um processo moderno de perfuração de rochas, mediante 
o qual se efetua furos verticais ou inclinados entre os diferentes níveis que devem ser 
conectados entre si. Níveis estes, ambos em baixo da terra ou um nível pode na superfície e 
o outro nível em baixo da terra. 
 
Aplicações 
 
A perfuração Raise Boring está sendo amplamente utilizada tanto na mineração como 
em projetos civis. Entre as principais aplicações na mineração podemos mencionar: 
 
i. Ventilação. 
ii. Transferência de material. 
iii. Furos de Serviços. 
iv. Acesso ao pessoal. 
 
Entre as aplicações em projetos civis, teremos: 
 
i. Linhas de escoamento de água em projetos hidráulicos. 
ii. Armazenamento de petróleo ou dejetos nucleares. 
iii. Acesso de diversos equipamentos como cabos, tubos, etc. 
iv. Ventilação em túneis largos. 
 
Equipamento de Perfuração Raise Boring 
 
O Equipamento de perfuração Raise Boring é formado pelos seguintes equipamentos: 
i. Máquina Raise Boring, que proporciona a força de impulso e rotação requerida para 
rupturada rocha. 
ii. Unidade de Potencia, que proporciona a energia necessária para a unidade Raise 
Boring. 
iii. Painel de Controle, que permite ao operador da maquina controlar o movimentos 
vertical e de rotação da coluna de perfuração. 
iv. Coluna de perfuração, que permite conectar a unidade Raise Boring com os 
elementos de corte da rocha. 
 
Este sistema de perfuração oferece segurança e rapidez. Obtendo uma relação 
equilibrada e um baixo custo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
i. O primeiro ciclo de trabalho da máquina efetua sua operação por cima ou por baixo 
da terra para efetuar o que se denomina o furo piloto. Cada tubo piloto tem uma 
largura de 1,5 metros e um peso aproximado de 300 Kg. 
ii. Ao terminar a operação piloto, que está determinada pela largura do furo, é instalada 
cabeça rimadora, que de acordo com as características e especificações do furo, 
varia em sua capacidade de diâmetro. Uma lograda a instalação dessa cabeça 
começará o processo de rimado. 
iii. Ao ser instalada a cabeça rimadora, começa lentamente o processo de rimado. Este 
processo se obtém puxando fortemente de baixo para cima com uma força que será 
determinada pelo equipamento que está sendo utilizado. 
 
São numerosas as empresas de mineração peruanas que utilizam este moderno sistema 
de perfuração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Boxhole Drill 
 
 
 
 
 
4.3 Perfuratrizes Rotativo-percussivas 
 
Estas perfuratrizes apresentam rotação contínua, além de percussões sobre a broca. 
Diferem das perfuratrizes percussivas porque estas, além do porte menor, têm rotação da 
broca descontínua. 
Utilizam cerca de 80% da energia em rotação e o restante em percussão. São de 
acionamento hidráulico e/ou pneumático. Seu desenvolvimento nos últimos anos tem 
indicado estas como as prováveis sucessoras das perfuratrizes de percussão. 
Os tipos mais comuns de perfuratrizes rotativo-percussivas utilizam o ar comprimido 
apenas para a percussão, tendo um pistão totalmente livre. 
Algumas características são essências: 
- Separação completa de rotação e percussão. 
- Pressão constante e elevada sobre a coroa. 
- Controles independentes da rotação e da percussão, permitindo sua adaptação a 
cada tipo de rocha. 
- Desenho especial da coroa, sua forma e constituição de pastilha são de acordo com a 
natureza da rocha. 
 
Atualmente, as perfuratrizes convencionais ainda superam, em alguns casos, as 
perfuratrizes rotativo-percussivas, devido à maior mobilidade, ao menor corte, ao menor 
custo de aquisição e a menor inversão de equipamento. 
 
As perfuratrizes roto-percussivas geralmente exercem um papel menor quando 
comparadas com as máquinas rotativas nas operações mineiras a céu aberto. Sua aplicação 
é limitada a produção das pequenas minas, perfuração secundária, trabalhos de 
desenvolvimento e desmonte controlado. Porém, o sistema de furo abaixo ou de fundo de 
furo (down the hole) com diâmetro de perfuração na faixa de 150 mm (6”) a 229 mm (9”) 
vem ganhado campo de aplicação nas rochas de alta resistência por propiciar maiores taxas 
de penetração quando comparadas com o método rotativo. 
Os equipamentos roto-percussivos se classificam em dois grandes grupos, segundo a 
posição do martelo: 
• martelo de superfície (Top-Hammer); 
• martelo de fundo de furo (Down The Hole). 
Por muitos anos estes equipamentos foram operados, exclusivamente, usando 
martelos pneumáticos. Nos últimos 15 anos máquinas hidráulicas têm sido introduzidas no 
mercado. O alto custo de capital das perfuratrizes hidráulicas é compensado por um menor 
custo operacional e maior produtividade quando comparadas com máquinas pneumáticas 
(Crosby, 1998). 
 
 
3.2. FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO ROTO-PERCUSSIVA 
A perfuração roto-percussiva se baseia na combinação das seguintes ações: 
􀂾 Percussão: os impactos produzidos pelas batidas do pistão do martelo originam ondas 
de choque que se transmitem à rocha. 
􀂾 Rotação: com este movimento se faz girar a broca para que se produzam impactos 
sobre a rocha em diferentes posições. 
􀂾 Pressão de avanço: para se manter em contato a ferramenta de perfuração e a rocha é 
exercida uma pressão de avanço sobre a broca de perfuração. 
􀂾 Fluido de limpeza: o fluido de limpeza permite extrair os detritos do fundo do furo. 
O processo de perfuração da rocha com este sistema se divide em cinco etapas, tal 
como na figura 10. 
 
 
Figura 10: Fases de formação do furo para o método roto-percussivo 
Fonte: Hartman, 1959. 
 
a) Contato da broca com as rugosidades da rocha; 
b) formação de fraturas radiais a partir dos pontos de concentração de tensões e formação 
de uma cunha em forma de V; 
c) pulverização da rocha da cunha por esmagamento; 
d) formação de fragmentos maiores nas zonas adjacentes à cunha; 
e) evacuação dos detritos pelo fluido de limpeza. Esta seqüência se repete com a mesma 
cadência dos impactos do pistão sobre o sistema de transmissão de energia para a broca. 
O rendimento deste processo aumenta proporcionalmente com o tamanho de 
fragmentos de rocha liberados durante a perfuração, porém deve-se respeitar o tamanho da 
área anular entre as paredes do furo e da haste. 
 
 
figuras 
 
 
4.4 Perfuratrizes de Furo Baixo (Down The Hole ou In The Hole) 
 
Acionadas hidraulicamente e/ou pneumaticamente, são similares às anteriores, mais 
executam furos maiores e mais profundos (4’ até 9’). A perfuratriz é dissociada em duas 
partes, ficando a rotação (em geral hidráulica) fora do furo e a percussão (em geral 
pneumática) dentro do furo, acompanhando a coroa. 
O esforço de percussão para a extremidade da broca onde efetivamente ocorre à 
demolição da rocha para avanço do furo, é feita nos outros tipos de perfuratrizes através de 
segmento de aço unido por roscas chamadas haste. Dessa forma, ao se atingir 
profundidades razoavelmente grandes, estaremos produzindo o esforço percussivo na 
superfície e transmitindo-o por meio das hastes até a extremidade do furo. Decorre daí 
haver considerável dissipação de energia prejudicando o avanço da perfuração. Estas 
perfuratrizes foram desenvolvidas para evitar essa dissipação de energia. Um mecanismo 
de percussão ao invés de ficar na superfície, está na extremidade da broca, junto com a 
coroa, isto é, junto à parte mais externa da broca, a que trabalha contra a rocha. Dessa, a 
energia do ar comprimido convertido em percussão é aplicado praticamente todo na 
perfuração, eliminando-se as dissipações ao ângulo do colar de haste. 
 
 
 
Comparando-se as perfuratrizes percussivo-rotativas notam-se vantagens e 
desvantagens com as perfuratrizes de furo abaixo. 
 
 
ESQUEMA DA DTH 
 
Vantagens 
 
- Não ocorre dissipação de energia de percussão no colar de hastes. 
- A limpeza do furo é mais eficiente. 
- O rendimento em metros de furo é maior para a mesma quantidade de ar comprimido. 
Desvantagens 
 
- A velocidade de perfuração é menor. 
- A ruptura ou travamento do colar de haste (onde significa perda total da perfuratriz); 
- A vida útil das pastilhas é menor. 
- Não trabalha bem em rochas muito fraturada ou na presença de água. 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Avanço 
AVANÇOS ( sistemas de avanço) : 
São os sistemas que transmitem esforço à perfuratriz, pressionando-a para que não 
salte. Os principais são : 
 
Marteletes sobre avanço pneumático; Em desuso, ação por ar comprimido. Economizam-
se mão de obra, pressão uniforme economiza brocas, boa produtividade da perfuratriz. Não 
se usam mais em túneis, e a céu aberto chamam-se “bencher”. 
 
 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 esforço, aliado à percussão e rotação, que faz progredir o furo. 
 
O esforço pode ser exercido fisicamente pelo operador da perfuratriz. Esse tipo de 
avanço, sendo o avanço a entidade que produzo esforço, é utilizado nas perfuratrizes 
manuais. O esforço do homem sobre a perfuratriz transmite-se à broca e a pastilha. Sem a 
aplicação desse esforço, ou quando insuficiente, a perfuratriz fica saltitando na perfuração, 
improdutivamente. 
 A necessidade da redução de custos da mão-de-obra e a meta de procurar sempre 
aumentar a produção levaram ao desenvolvimento de avanços que prescindem totalmente 
do esforço humano. Desta forma apareceram sistemas cuja finalidade é a de exercer 
pressão sobre a perfuratriz. 
 Nos serviços de escavação a céu aberto, os sistemas adotados são: 
 
- Avanços pneumáticos; 
- Avanços de Corrente; 
- Avanços de parafuso. 
 
Avanço pneumático 
 
É o sistema de avanço acionado por ar comprimido. Um conjunto pistão-cilindro é 
ligado à perfuratriz. O esforço sobre a perfuratriz é produzido pelo deslocamento do pistão 
contra o cilindro apoiado em um ponto fixo. 
O avanço pneumático poderá ser: 
 
-Simples; 
-Retrátil; 
-Telescópico; 
-Automático etc. 
 
O avanço simples já foi descrito. Em alguns casos utilizam-se dois pistões 
concêntricos, que permitem não só avançar a perfuratriz, com também recolhê-la; temos 
então o avanço retrátil. Em lugares confinados, o avanço poderá apresentar problemas de 
espaço e é então executado sob forma telescopia, em diversas secções. 
O tipo retrátil pode ser adaptado a escadas (sistema sueco de perfuração sobre 
escadas), permitindo ao operador movimentar duas perfuratrizes simultaneamente. O 
avanço automático avança e recolhe automaticamente, trabalha sobre escadas e um 
operador poderá operar três perfuratrizes, com auxílio do mesmo. 
Quando se deseja obter maior maneabilidade do equipamento ou quando as 
perfuratrizes, devido a seu porte, não permitem manuseio a mão, são montadas sobre 
avanços de lança, manobrados hidráulicos ou a mão. Os avanços movimentam a perfuratriz 
através de um motor pneumático, que aciona uma corrente, formando as perfuratrizes sobre 
avanço de corrente. Outras vezes, a perfuratriz é acionada pelo motor, através de um 
parafuso, constituindo as perfuratrizes sobre avanço de parafuso. 
 
 
 
 A garra é travada no solo, em posição favorável. O avanço pneumático recebe ar 
comprimido através da entrada indicada com o nº6 na figura acima. A válvula de regulagem 
(8) permite então adequar o fluxo de ar que adentra o sistema de avanço. Esse ar desloca o 
pistão relativamente ao cilindro. Como o cilindro está travado no solo pela garra, o pistão 
exerce ação contra a perfuratriz, isto é, surge um esforço da perfuratriz contra a broca e 
desta contra o furo. Aumentando-se o fluxo de ar através da válvula (8), aumenta-se a 
pressão da perfuratriz contra a broca. 
As vantagens do avanço pneumático sobre o manual (exercido pelo operador) são: 
- Economia de mão-de-obra. Um operador poderá operar dois ou três conjuntos avanço-
perfuratriz; 
- A pressão de avanço é mantida com maior uniformidade, resultando em economia de 
brocas; 
- Maior produtividade da perfuratriz. 
 
Os avanços pneumáticos são muito empregados na escavação de túneis. Nas 
escavações a céu aberto aparecem com o nome de “bencher”. 
 
Avanços de corrente 
 
No avanço de corrente 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. 
 
 
 
 Os principais componentes do avanço de corrente são; 
1- Estrutura de suporte 
2- Placa deslizante 
3- Motor 
4- Corrente 
5- Roda dentada 
 
A estrutura de suporte é constituída por dois perfis justapostos. Na extremidade 
superior do suporte fica a roda dentada por onde passa à corrente. O motor acionado por ar 
comprimido e solidário à estrutura possui uma roda dentada que faz a corrente caminhar. 
Avanço de corrente; 
Robustos, conserto fácil, pressão constante. Quanto mais branda a rocha, maior a 
velocidade de perfuração. São os mais comuns 
 
 
Fig. Principais componentes do avanço de corrente 
 
A placa deslizante, que se move ao longo da estrutura de suporte, está presa a 
corrente. Em conseqüência, funcionando-se o motor, este movimenta a corrente que por sua 
vez desloca a placa. A perfuratriz fica parafusada na placa deslizante e desloca-se com ela. 
O avanço de corrente é largamente utilizado nos trabalhos de escavação a céu 
aberto. Embora a perfuração possa não apresentar grande precisão com relação à direção, 
esse tipo de avanço é muito robusto e facilmente reparável. A pressão exercida sobre a 
perfuratriz é constante, de maneira que, quanto mais branda a rocha, maior a velocidade de 
perfuração. 
 
Avanço de parafuso 
 
Avanço de parafuso; 
 Vantagens: velocidade de perfuração constante e alta, posição externa e superior do motor 
o torna invulnerável a choques, grande vida útil do parafuso. 
Desvantagens: quebras na estrutura de suporte, parafuso danificado tem de ser trocado por 
novo. 
Nesse 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 ser deslocar ao longo da estrutura de 
suporte. A placa deslizante tem na base uma rosca que é penetrada pelo parafuso do 
avanço. O parafuso gira por ação de um motor a ar comprimido que fica na extremidade 
superior da estrutura de suporte. À medida que o parafuso gira, a placa deslizante sobe ou 
desce na estrutura conforme o sentido de rotação dado ao parafuso. Quando o parafuso gira 
no sentido de fazer a placa deslizante descer, é então exercido um esforço sobre a 
perfuratriz, que provoca o avanço. 
As partes componentes principais do avanço de parafuso são, portanto: 
 
- Estrutura de suporte; 
- Parafuso; 
- Placa deslizante com rosca; 
- Motor de rotação. 
 
As vantagens geralmente apresentadas para o avanço de parafuso são: 
 
- Maior rapidez na perfuração 
- A posição do motor na extremidade superior torna-o menos vulnerável a choques 
- Vida útil do parafuso da ordem de 50.000m de perfuração. 
 
Como desvantagens são apontadas: 
 
- A estrutura de suporte, constituída de liga especial de alumínio, é facilmente danificável por 
choques; 
- No caso do parafuso ser danificado, não resta alternativo senão substituí-lo. 
 
As vantagens e desvantagens indicadas acima, quando comparadas com as do 
avanço de corrente, mostram vantagens acentuadas deste para os serviços normais de 
escavação a céu aberto para demolição de rocha. Ocorrendo avaria na corrente podem-se 
substituir alguns elos para repará-la. Também, ocorrendo avaria na estrutura de suporte, 
poderá ser reparada, por não ser feita de liga especial. 
 
 
LOCOMOÇÃO: 
Existem três tipos de deslocamento: entre furos, abrigo durante explosões, mudança de 
frente de trabalho. 
Locomoção manual: pequenas perfuratrizes para distâncias pequenas. Para distâncias 
maiores, caminhão basculante. 
Locomoção tracionada: as perfuratrizes e avanços são montadas em chassis sobre rodas. 
Equipamentos de peso médio, tração manual para pequenas distancias. 
Locomoção própria: montadas sobre tratores, geralmente de esteiras, que podem inclusive 
rebocar os compressores de ar. Para equipamentos possantes. 
 
 
 
 
TAMANHO DAS PERFURATRIZES: 
 
 Perfuratrizes MANUAIS são usadas em: pequenas pedreiras, pequenos cortes 
rodoviários, serviços que exijam pequena produção mensal, desmonte de matacões e 
aprofundamento de escavação para fundações, fogachos em pedreiras, perfurações 
esporádicas em jazidas para pavimentação e acabamento de cortes e valas de drenagem. 
Transportadas manualmente em pequenas distancias e em caminhões. 
BENCHER (perfuratrizes em carretas). O bencher (perfuratriz + avanço), associando uma 
carreta sobre dois pneus de borracha maciça forma um conjunto também chamado bencher, 
de fácil deslocamento tracionado e que precisaser bem ancorado para o trabalho. Furos de 
mais de 3 m. Em desuso. 
 
WAGON-DRILL: mesmo conceito do bencher, mas sobre quatro rodas e com barra de 
tração. Motor de rotação. Permite perfurações inclinadas até 40º com a vertical. Freios e 
estabilizadores, brocas de extensão. Diâmetros de furo de 40 a 64 mm, perfuratriz de 45 a 
170 kg. Aceitam DTH para furos de diâmetro até 4 polegadas. Uso: desmonte para 
britagem, escavação rodoviária 2ª e 3ª categoria, escavação para fundação de barragens, 
desmonte para produção de rachão com a finalidade de enrocamento, perfuração para 
ancorar muros atirantados. 
 
PERFURATRIZ SOBRE TRATOR: (AIR TRACK, CRAWLER DRILL) trator de esteiras 
acionado por ar comprimido, brocas de 27 a 45 mm, perfuratrizes de cerca de 30 kg, avanço 
de corrente, consumo de ar cerca de 17 m3/min e 7 kg/cm2. Aceitam DTH. Muitas 
alternativas quanto a tamanhos. Existem com duas perfuratrizes trabalhando com o mesmo 
sistema de ar. Angulação frontal ou lateral muito versátil. 
Usos: 
Com uma perfuratriz percussivo-rotativa e avanço de corrente: 
Escavação de: bancadas em pedreiras, fundação barragens, cortes rodoviários, 
perfuração poços, ancoragem, injeção de cimento. 
Com duas perfuratrizes e dois avanços de corrente: 
Escavação de bancadas baixas, abertura de valas e assentamento de dutos, 
perfurações secundárias, escavação rodoviária segunda categoria com explosivo e pré-
fissuramento. 
Com motor de rotação, DTH e avanço de corrente: 
Escavação em bancadas com diâmetros de 3 ½ a 9” e profundidades maiores que 25 
m. 
Com motor de rotação, avanço pneumático ou de corrente e compressor próprio: 
Furos de diâmetro maior que 4” e grandes profundidades; serviços de alta produção (> 100 
000 m3 mensais) e só quando o topo da bancada suporta seu peso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRODUÇÃO HORÁRIA DA PERFURAÇÃO: 
 
Fig. Ângulos e posições de perfuração de perfuratrizes sobre trator 
 
 
PRODUÇÃO HORÁRIA DA PERFURAÇÃO 
Fases de um ciclo de perfuração: 
 
T1) alinhar a broca e embocar o furo (tempo fixo); 
T2) perfuração (tempo variável com profundidade, tipo de rocha, velocidade de avanço da 
perfuratriz; 
T3) manuseio e colocação de hastes (tempo fixo para cada extensão); 
T4) retirada das hastes (tempo fixo para cada haste retirada); 
T5) deslocamento para novo furo (tempo fixo). 
 
T = T1+T2+T3+T4+T5 
 
 Chamando  o número de minutos efetivamente trabalhados por hora, 
(geralmente 50), e H1 a extensão do furo em metros, temos, em metros por hora, 
Ph = 60 .  . H1 / T 
 
6. BROCA INTEGRAL 
 
É uma peça única, de aço especial, perfil sextavado, dotado de um furo longitudinal e 
composto de punho, colar, haste e coroa. 
 
 
 
 
 
O furo longitudinal permite o fluxo do agente de limpeza, possuindo um alargamento no 
punho onde se aloja a agulha da perfuratriz. 
Usa-se comumente um tipo de punho, cujo comprimento é de 108 mm (4 ¼”) e 
chamado de punho longo. Apresenta a vantagem de propiciar maior alinhamento ao 
conjunto de perfuratriz broca do que o punho curto usado antigamente. Nas brocas de 25,4 
mm (1”), fabrica-se além do punho normal o chamado punho extra-longo, com 159 mm (6 
¼”), utilizado em perfuratrizes de maior potência. 
 
 
O punho se aloja na bucha da perfuratriz recebendo através desta o movimento de 
rotação. Além disso, recebe diretamente em sua superfície de impacto, a energia de 
percussão do pistão. 
A adaptação do punho à bucha deve ser precisa e para tanto as peças são fabricadas 
obedecendo à norma ISO. 
O colar delimita a penetração da broca no interior da perfuratriz, recebendo desta a 
pressão de avanço. Serve ainda para prender a broca ao segurador da perfuratriz, 
impedindo uma eventual perda da ferramenta ao se atravessar cavidades da rocha em 
perfurações verticais, permitindo além do mais a sua retirada do furo quando necessário. 
A haste constitui a parte central da broca integral, através do qual é transmitida à coroa 
a energia de percussão, a rotação e a pressão de avanço recebido da perfuratriz. 
À coroa é inserida uma pastilha de metal duro (carboneto de tungstênio e cobalto) e 
que vem a ser a parte que realmente executa a quebra da rocha. A coroa possui ainda um 
orifício, por onde escoa o agente responsável pela limpeza. As dimensões ideais da coroa 
foram objeto de longos estudos e testes e como resultado são hoje utilizados os seguintes 
valores: 
 α= 4º β =80mm R= 110º 
As brocas integrais são fabricadas nas chamadas séries constituídas de módulos de 
comprimentos e diâmetros determinados. Os módulos de uma determinada série utilizados 
para se atingir uma certa profundidade num dado serviço, constitui o que comumente se 
denomina escala. 
Para perfurações horizontais freqüentemente as trocas são feitas a cada 1,60 m ou a 
cada 2,40m. 
Já em perfurações verticais, de baixo para cima, as trocas se efetuam normalmente a 
cada 0,80m ou 1,60m. 
Para possibilitar que uma determinada broca seja introduzida no furo executado pela 
broca anterior de uma mesma série, as brocas sucessivas vão reduzindo gradual e 
progressivamente o diâmetro em 1mm. 
 
 
Geralmente as brocas de 0,40m das séries 11 e 12, são utilizadas nos casos em que, 
face às condições de serviço, haja dificuldade para iniciar o furo (emboque) com brocas de 
maiores comprimentos. 
As brocas das séries 21, perfil 19,0 mm (3/4“) e série 14, perfil de 22mm (7/8”), são 
utilizadas comumente na perfuração dos fogachos. 
As brocas da série 31 e 32 perfil de 25,4mm (1“) são usadas normalmente em 
perfuratrizes de maior potência providas de mecanismo de avanço. 
 
 
BROCAS PERCUSSIVAS 
 
 Brocas percussivas geralmente têm um papel minoritário se comparada com as 
maquinas rotativas nas operações de superfície de mineração. Suas aplicações estão 
limitadas pela produção de perfuração em pequenas minas, perfurações secundárias, 
desenvolvimento do trabalho e controle de detonação. 
 A dois tipos principais de perfuração ( ). As máquinas menores utilizam brocas do tipo 
impulso alocadas ( ) ( ) designados para ( ) o ar compressor requerido. Os tamanhos típicos 
dos buracos são de 63-150 mm (2 ½-6”) em média. As máquinas maiores são ( ) e alto 
confinadas. As torres de perfuração permitem um paço único de perfuração de 7,6-15,2 m ( 
25-50 pés) com tamanhos de buracos na média de 120-229 mm (4 3/4 – 9“) de diâmetro. 
Essas máquinas maiores são quase exclusivamente operadas usando martelos de furo 
baixo. 
 Por muitos anos essas máquinas foram exclusivamente operadas usando-se martelos 
pneumáticos. Nos últimos quinze anos máquinas hidráulicas têm sido introduzidas na classe 
de tamanhos menores. O maior custo capital destas brocas hidráulicas é a compensação 
pelos custos mais baixos de operação e o aumento de produtividade comparado com as 
máquinas pneumáticas semelhantes. Outro aspecto que está se tornando cada vez mais 
importante é a redução de barulho produzido pelas brocas hidráulicas. As vantagens das 
máquinas hidráulicas podem ser sumarizadas como se segue: 
 
a) Elas são ( ), movidas a diesel e não requerem um compressor auxiliar para operação 
de perfuração; 
b) A energia liberada em cada pancada é incrivelmente maior que a contraparte 
pneumática resultando em taxas de penetração mais rápidas; 
c) A falta de ar exaurido resulta em níveis mais baixos de barulho e problemas de 
resfriamento reduzidos se comparado com as brocas pneumáticas; 
d) O consumo de energia até 66%; 
e) Máquinas reduzidas e ( ) ( ) . 
 
 
 A broca percussiva ( ) oferece um número de vantagens acima das brocas de furo 
baixo. Brocas ( ) frequentemente tem taxas de penetração maior que brocas de furo baixo 
em buracos ( ) na mesma operação com ar pressurizado,desde que a área com martelo 
pistão possa ser mais larga que a área do furo de detonação. Com os martelos de furo baixo 
a área pistão deve necessariamente ser