LA PERFORACIÓN DIAMANTINA DESDE LA PERSPECTIVA TÉCNICO OPERACIONAL

La perforación diamantina, es uno de los métodos de sondaje de las formaciones geológicas de mayor precisión en la actualidad en lo referente a la obtención de información, con diferentes aplicaciones en la industria minera, construcción civil, investigación científica, etc. Al tener la capacidad de proporcionar muestras geológicas semi inalteradas, se ha convertido en uno de los sistemas de sondeo más eficaces para la inspección visual, análisis y estudios de los macizos rocosos. Su nombre proviene de la denominación “Diamond Drilling” que hace referencia al sistema de perforación con el uso de diamantes.

Es arte, en tanto requiere el despliegue de habilidades y capacidades técnicas, personales y profesionales para desarrollar la construcción de un pozo de perforación y recuperar los núcleos o testigos, en el mayor porcentaje posible. Como una actividad especializada o profesión, requiere la lectura e interpretación de una serie de indicadores proporcionados por los instrumentos del equipo y otros indicadores de desempeño de las máquinas perforadoras, como los sonoros y visuales; los cuales solo pueden ser reconocidos e interpretados con acierto por los perforistas u operadores a lo largo de un determinado tiempo de experiencia directa en operaciones. Estas experiencias con el paso de los años generan el desarrollo de determinadas habilidades en los perforistas, produciéndose de esta manera el desarrollo de una profesión técnica especializada. Los técnicos especializados, al estar inmersos, en el esfuerzo diario, en la búsqueda de soluciones a los problemas operacionales, pueden llegar a desarrollar, ingeniosas soluciones o técnicas operativas los cuales no se encuentran en los manuales. Muchas de estas soluciones de campo son captadas por los fabricantes de equipos y herramientas, produciéndose de esta manera el desarrollo de determinados aspectos de la tecnología presente. Estos conocimientos en la actualidad son adquiridos y transmitidos, principalmente a través de la experiencia directa entre generaciones de técnicos especializados en la perforación diamantina u otras aplicaciones.

Es ciencia, en tanto abarca conocimientos variados y multidisciplinarios, en los que se sostiene la industria de fabricación y desarrollo de los equipos, instrumentos, herramientas y tecnologías que hacen posible las modernas técnicas de perforación. De estas dependen los resultados de las operaciones de perforación, los cuales son susceptibles de monitoreo, medición, observación, experimentación, predicción, comprobación y desarrollo.
El principio de la perforación diamantina se sustenta, en que toda acción de arrastre o tracción produce fricción y ésta a su vez el desgaste, erosión, trepanación o desgarramiento de superficies de los elementos en contacto.

En el caso de la perforación diamantina estamos hablando de una perforación tubular y rotativa con el uso de productos diamantados para la extracción de muestras de las formaciones geológicas o rocosas, donde la sarta de perforación transmite la energía cinética producida por nuestra máquina perforadora en la unidad de rotación (sea mecánica o hidráulica) hacia la corona de la broca que entra en contacto con los suelos o formaciones rocosas, produciéndose de esta manera una tracción circular que podemos medir como revoluciones por minuto (RPM) y a la ratio de penetración obtenido como ROP. Esta energía cinética, rotación por un lado y presión de empuje por el otro, son las fuerzas combinadas que generan la abrasión de los suelos o formaciones rocosas, que finalmente producen la cavidad cilíndrica de las formaciones, llamada pozo u hoyo de perforación. Estas dos acciones las podemos medir como revoluciones por pulgada de avance (RPP). Por otro lado, en el radio interno de la broca, existe un área que no entra en contacto con el diámetro frontal de la broca y cuya formación cilíndrica, por acción de la erosión de la corona, se constituye en el núcleo o testigo de las formaciones, objetos de la perforación o estudio.

Ahora, este proceso de producción del pozo de perforación y del núcleo de las formaciones rocosas, por acción de las fuerzas de rotación y empuje a la que es sometida la broca contra la roca, también genera la producción de los recortes, producto del desgarramiento de las formaciones llamadas “detritus” y además calor, como efectos inmediatos del accionamiento. Existe por tanto la necesidad de retirar estos recortes del pozo y enfriar la corona y la sarta de perforación del calor producido por la fricción constante producida por la rotación y la presión de empuje; los cuales se resuelven con la circulación de los fluidos de perforación en el pozo. El fluido puede ser simplemente agua o fluidos con aditivos como las bentonitas, polímeros, controladores de filtración, obturadores, lubricantes etc. Estas cualidades, de los diversos tipos de diseños de los fluidos, las podemos medir por su viscosidad, densidad, peso etc. y controlar el caudal o velocidad de flujo y modificar los diseños para mantener los controles de una serie de factores que se irán presentando según los tipos de formaciones, profundidades y objetivos de los programas. En ese sentido en las operaciones de perforación diamantina, las formaciones geológicas siempre ofrecerán diversos desafíos de perforabilidad, los cuales dependen de sus características, ubicación geográfica, profundidad, ángulo de perforación u otros factores estratigráficos. Tenemos de esta manera la necesidad de diseñar diversos tipos de fluidos para mantener los controles de estabilidad del pozo, obtener una mayor recuperación, efectuar controles de filtración, retardar la humectación, obturación etc., para los cuales no es suficiente un solo tipo o diseño de fluido. En la actualidad tenemos toda una industria de aditivos y manejo de fluidos, muchos de ellos desarrollados principalmente para la industria petrolera. La gestión de diseños de fluidos adecuados, sin duda, juega un papel importante en los resultados finales de los programas de perforación.

Es este proceso, el que hoy conocemos como “perforación diamantina” “Diamond drilling”, “barrenación a diamante”, “sondajes de exploración” o simplemente “sondeos”.

¿Una actividad sencilla?
En efecto, tan sencillo, como comprar equipos, contratar personal y ¿hacer hoyos?
Es la primera impresión que podemos obtener al inicio. Sin embargo, como hemos mencionada más arriba, se encuentra llena de desafíos operacionales, especialmente en los proyectos donde las formaciones geológicas, nos ofrecen variados estratos, formaciones no consolidadas, con secciones deleznables, arcillas, arenas, rocas de durezas altas, fracturadas, abrasivas, zonas mineralizadas, terrenos de gran permeabilidad, donde es muy difícil mantener la circulación de fluidos; los cuales someten a todas las herramientas de producción, a las más altas exigencias de operatividad. Muchas veces, especialmente en los pozos profundos, tenemos en las herramientas una inversión superior que en la misma máquina. De ahí la importancia de comprender que las técnicas operativas, son nuestras formas de perforar, por tanto, nuestros parámetros operacionales y existen relaciones ideales para cada tipo de terreno y para hacer frente a las adversidades geológicas, donde los índices de perforabilidad pueden convertirse en infranqueables. Hay ocasiones en la que no hay otra forma de aprender esto, más que a través de nuestros propios errores. Pero esto no siempre tiene que ser así.
En nuestro país, Perú y muchos otros, la perforación diamantina aún sigue siendo una profesión desarrollada a nivel empírico. No es el caso de Canadá, Australia, EE. UU. Chile, por mencionar algunos. Existe una clara necesidad de impulsar el desarrollo técnico académico de esta actividad, que, sin duda, es una de las etapas más importantes de la exploración minera, que conlleva altos riesgos económicos, sin mencionar los riesgos personales e impactos medioambientales; todo los cuales nos exigen cada vez, más adecuada y más eficiente gestión. De ahí la importancia de la preparación, entrenamiento, capacitación e implementación de esta especialidad como una carrera técnico-productiva en la industria minera; como una forma de mejorar los controles en todas las etapas de la actividad.

Las campañas de perforación diamantina tienen la capacidad de hacer la constatación final de resultados de estudios previos, en los programas de exploración minera, por tanto, de la viabilidad y factibilidad de los proyectos mineros. Se suele decir que, de cada 100 proyectos de exploración, una puede convertirse en Mina. En ese sentido, vale la pena la apuesta, no solo por resultados inmediatos, sino por los beneficios para este importante sector de la industria minera.
Los perforistas, no vamos a hacer que más proyectos se conviertan en minas, pero podemos hacer, cada día, más seguras y eficientes las operaciones de perforación. En ese esfuerzo, bien vale la pena continuar preparándonos para las exigencias y requerimientos de la industria. Hablaremos más adelante de la tendencia mundial de automatizar o robotizar muchas actividades productivas y cuanto es posible su implementación en este sector. Alguna empresa ya comentó en algún momento, la no necesidad de emplear perforistas con experiencia para operar determinados equipos. ¿Será posible que un futuro los perforistas sean reemplazados por programadores o usuarios expertos en el uso de estos programas? El paso del tiempo nos dará la respuesta.

Perforaciones Diamantinas S.A.C.