8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 1/93
La Universidad de la Región de AtacamaInstituto Tecnológico
Cátedra de Perforación y Tronadura
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 2/93
Minerales y rocas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 3/93
Corteza terrestre y rocas
La corteza de la tierra consiste en una variedad de rocas que fueron formadas bajo
diferentes circunstancias.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 4/93
1 Dispersión-Calcita2 Cuerpos mineralizados Pirita Calcopirita3 Bauxita y otros esquistos4 Carbonífera Cuarzo
5 Cuerpos mineralizados Azurita Cuprita6 Sedimentos Oro plata diamante7 Roca volcánica mica magnetita8 metamórfica carbonifera cuarzo9 metamórfica calcárea Calcita dolomita10 Zona de contacto súlfuros
Las rocas están compuestas por uno o más minerales.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 5/93
Minerales
Un mineral es una substancia formada por la naturaleza. Un mineral puede ser un
elemento o puede consistir en compuestos químicos que contienen varios
elementos. Hay más de 3,000 diferentes minerales.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 6/93
De los 103 elementos conocidos, el oxígeno es lejos el más común abarcando
aproximadamente el 50 % de la corteza de la tierra, el Silicio aproximadamente el
25 %.
Entre el aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio y el titanio, junto con
oxígeno, abarcan sobre 99 %.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 7/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 8/93
Características de los minerales
Algunas de las características de los minerales son macroscópicas como:
Dureza
Densidad
Color
Rayado
BrilloFracturación
Hendidura
Cristales
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 9/93
Clasificación de las rocas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 10/93
Una de las situaciones un poco complicadas y muy frecuentes que se debe enfrentar
en un proyecto minero, es definir el tipo de roca presente en el yacimiento mineral.
Para lo cual, se deben efectuar todos los análisis y estudios tendientes a definir su
mas cercana composición, dada la importancia que va a tener en el resultado del
proyecto como por ejemplo en los costos de perforación, rendimientos de equipos,
etc.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 11/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 12/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 13/93
Clasificación de las rocas desde el punto de vista genético
Las rocas son clasificadas en tres grupos principales relativos a la base de su origen
y la manera en se formaron:
Rocas ígneas o magmáticas
Rocas sedimentarias
Rocas metamórficas
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 14/93
Rocas Ígneas
Las rocas ígneas son las formadas por la solidificación de una masa fundida, mezcla
de materiales pétreos y de gases disueltos, denominada magma.
Si la roca se ha enfriado en contacto con el aire o el agua de la superficie terrestre,
se la clasifica como roca ígnea extrusiva o volcánica. Cuando el magma se enfría por
debajo de la superficie terrestre se forma una roca ígnea intrusiva o plutónica.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 15/93
El componente (minerales) más importante es el cuarzo y silicatos de varias
composiciones, principalmente el feldospato de roca plutónica, solidifica despacio y
se forma por consiguiente grano tosco, mientras las rocas volcánicas solidifican
rápidamente y se vuelven en grano fino
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 16/93
Rocas Metamórficas.
Las rocas metamórficas son originadas por importantes transformaciones de los
componentes mineralógicos de otras rocas preexistentes.
Estos grandes cambios se producen por la necesidad de estabilizarse sus minerales
en unas nuevas condiciones de temperatura, presión y químicas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 17/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 18/93
Esto resulta en la re-cristalización de los granos minerales o la formación de nuevos
minerales.
Una característica de las rocas metamórficas son que ellas se forman sin una
completa fundición. Ellas son también frecuentemente muy duros y tienen un polvo
fino y compacto, y es por consiguiente a menudo difícil de perforar.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 19/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 20/93
Así la roca original determina las características de la roca sedimentaria. El desgaste
o corrosión pueden proceder a diferentes proporciones que dependen en parte de
clima y en parte en cómo fácilmente la roca se separa.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 21/93
El ciclo de las rocas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 22/93
Factores que afecta la
perforación de rocas
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 23/93
1 Perforabilidad
Es un indicador que da a conocer la mayor o menor resistencia que ofrece una roca
para ser perforada.
En la mayoría de los casos es difícil clasificar una especie de roca de acuerdo a su
perforabilidad.
Se quiere saber si la roca es fácil de perforar, si el pozo será estable o no ….
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 24/93
Se han hecho muchos esfuerzos por clasificar la roca en base a su perforabilidad, y
varios métodos de medición han evolucionado con el animo de desarrollar la forma
de predecir la productividad y la herramienta de perforación, llevando a cabo pruebas
de laboratorio antes de iniciar un trabajo de perforación de roca.
Si una roca no es fácil de perforar, como nos afecta ?? Como afecta en los costos??
Como afecta en la vida de los equipos, de los bit, generación de barras perdidas??
Tiempos de entrega de una frente
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 25/93
El término ”perforabilidad” se usa para dar a conocer la proporción a la que la
herramienta penetra en la roca, pero en el sentido más amplio se extiende a la
calidad del agujero, rectitud del agujero, al riesgo de que la herramienta se bloquee
etc.
Para poder prever el resultado de la perforación con respeto a la proporción de
penetración, calidad del agujero, taladro-acero, costos, etc., se debe poder hacer una
apreciación correcta de la roca involucrada.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 26/93
2 Factores y Parámetros que Influyen en la Perforabilidad
Muchos son los parámetros que afectan a la Perforación, algunos de estos son
controlables dentro de ciertos rangos y otros son totalmente independientes.
2.1 Factores y parámetros dependientes: Son controlables dentro de ciertos límites
Factores operacionalesFactores de servicio
Factores geométricos
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 27/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 28/93
Factores y parámetrosdependientes
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 29/93
1 Factores Operacionales:
Son controlables dentro de ciertos límites y su diseño y elección dependen también
de los otros factores que afectan la perforación. Dentro de estos tenemos:
1.1 Perforadora:
Transforma en mecánica las energías, neumática, hidráulica, óleo- hidráulica, y
eléctrica. Su velocidad de perforación depende de su tamaño, potencia, grado de
desgaste, etc.
Es importante trabajar con el equipo adecuado, un jumbo es capaz de perforar
undercut pero no es lo mas optimo.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 30/93
1.2 Barra:
Aceros altamente resistentes que transmiten la energía mecánica desde la
perforadora hasta la roca. Su eficiencia es afectada por el maltrato, exceso de uso,mala elección, etc. o sus formas o dimensiones no son las adecuadas.
Ejemplo
Barras mal acopladas por falta de lubricación en la uniones desestabilizan la sarta deperforación y produce una perdida de en la transmisión de la energía mecánica.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 31/93
1.3 Broca o Bit:
Existen de variadas formas y diámetros, sus filos de carburo tungsteno están
destinados a aplicar la energía a la roca. Su pérdida de filo y desgaste diametral
afectan la eficiencia de la perforación.
EjemploUn bit desgasto afecta directamente en la velocidad de perforación del equipo.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 32/93
1.4 Fluido barredor:
Flujo de aire, agua o barro destinado a extraer los detritos, refrigerar el bit y en
ocasiones mantener la estabilidad de las paredes del tiro. Si el flujo barredor es
deficiente podría provocar una remolienda de detritos, atascamiento de barra o
desgastes diametrales de las brocas que afectarían negativamente la velocidad de
perforación.
Ejemplo
Los bit de perforación se sobrecalientan y se funden, produciendo el retiro de toda la
sarta de perforación, esta situación es critica en la perforación de sondajes.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 33/93
2 Factores de Servicio
2.1 Mano de Obra
Juega un papel muy importante en la velocidad de penetración y en la vida útil de los
equipos y accesorios, puesto que mientras más experto, responsable y trabajador
sea el personal mejor serán los resultados de la operación.
Ejemplo
Buenos operadores de simba logran buenos rendimientos de 120 metros y malos
operadores solo 20 -30 metros o incluso 240 metros de la mala calidad.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 34/93
2.2 Ubicación de Faena
Es un factor importante en la operación de perforación, faenas en gran altura tienen
consecuencias en el rendimiento y vida útil de las perforadoras, sus accesorios y
otros equipos.
Ejemplo
El rendimiento de los motores disminuye inversamente a la altura geográfica. (traslado)
Las bajas temperaturas afecta en los sistemas de barrido
El frio afecta en los aceros de perforación, haciéndolos mas frágiles.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 35/93
3 Factores Geométricos:
Son variables independientes no controlables por el operador, determinadas por la
granulometría deseada, sección del desarrollo, de la potencia del cuerpomineralizado, etc.
3.1 Diámetro de Perforación
La velocidad de perforación es afectada por el diámetro del pozo y del bit de
perforación.
Diámetros pequeños avanza mas
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 36/93
3.2 Profundidad de la perforación
A medida que se profundiza en la perforación, se pierde efectividad en el barrido ya
que se incrementa la pérdida de energía. Además se ve afectado el paralelismo entre
los tiros y se genera la desviación de los pozos.
Ejemplos
Perdida de presión de barrido, mayor tiempo para la evacuación de detritus, por lotanto mayor tiempo de perforación y menor producción.
Tiros paralelos que se han cruzado significa formación de bolones y problemas en el
carguío de los pozos.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 37/93
Factores y parámetrosindependientes
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 38/93
Propiedades de las rocas
Una roca está compuesta por varios minerales y entre las propiedades microscópicas
la composición de cada mineral como el tamaño de grano, la forma y distribución de
los granos, afectan de manera importante en la perforabilidad de la roca.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 39/93
1 Propiedades de las rocas que afectan a la perforación.
Las principales propiedades físicas de las rocas que influyen en los mecanismos de
penetración y consecuentemente en la elección del método de perforación son:
Dureza
Resistencia
Elasticidad
Plasticidad Abrasividad
Textura
Estructura
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 40/93
1.1 Dureza
Se entiende por dureza la resistencia de una capa superficial a la penetración en ella
de otro cuerpo más duro.
En una roca su dureza es función de la composición de los granos minerales
constituyentes, de su porosidad, del grado de humedad, la forma del cristal, etc.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 41/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 42/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 43/93
Ejemplo
El cuarzo es uno los minerales comunes en las rocas. Debido a que el cuarzo es un
material muy duro, un volumen de cuarzo alto (SiO2) hacen que una roca sea muy
difícil de perforar y causa mucho trabajo y desgaste al acero de perforación.
Por otra parte, una roca con un volumen alto de calcita es fácil perforar y causa poco
trabajo y desgaste al acero de perforación
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 44/93
1.2 Resistencia
Se llama resistencia mecánica de una roca a la propiedad de oponerse a su
destrucción bajo una carga exterior. Ya sea una fuerza de compresión o tracción.
Las rocas oponen una resistencia máxima a la compresión, comúnmente, la
resistencia a la tracción no pasa de un 10 a un 15% de la resistencia a la
compresión.
Diferencia entre fuerza de compresión y tracción
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 45/93
¿Porqué las rocas tienen una mayor resistencia a la compresión y no a la tracción?
Eso se debe a la fragilidad de las rocas, a la gran cantidad de defectos locales e
irregularidades que presentan y a la pequeña cohesión entre las partículas
constituyentes.
EjemploEn el método de hundimientos es importante la resistencia a la tracción de la roca.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 46/93
La resistencia de las rocas depende fundamentalmente de su composición
mineralógica.
Entre los minerales integrantes de las rocas el cuarzo es el más sólido, su resistencia
supera los 500Mpa, mientras que los silicatos ferro-magnésicos y los aluminosilicatos
varían de 200 a 500 Mpa, y la calcita de 10 a 20 Mpa.
Por eso, conforme es mayor el contenido de cuarzo, por lo general la resistenciaaumenta.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 47/93
La resistencia de los minerales depende del tamaño de los cristales y disminuye con
el aumento de estos.
Esta influencia es significativa cuando el tamaño de los cristales es inferior a 0.5 mm.
En las rocas la influencia del factor tamaño en la resistencia es menor, debido a que
también intervienen las fuerza de cohesión inter-cristalinas.
Explicación Al tener cristales mas pequeños, los enlaces serán mas pequeños por lo tanto
aumenta la cohesión de la roca y por lo tanto su resistencia.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 48/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 49/93
Entre las rocas sedimentarias las más resistentes son las que tienen cemento silíceo.
En presencia de cemento arcilloso la resistencia de las rocas disminuye de manera
brusca.
La porosidad en rocas con una misma litología conforme aumenta hace disminuir la
resistencia, puesto que simultáneamente disminuye el número de contactos de las
partículas minerales y las fuerzas de acción recíprocas entre ellas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 50/93
Relación entre dureza y resistencia a la compresión
Tal como se detalla en la siguiente tabla existe una cierta correlación entre la dureza
y la resistencia a la compresión de las rocas
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 51/93
1.2.1 Ensayo de compresión uniaxial simple
Ensayo más utilizado para medir la resistencia de compresión de la roca, son
ensayos destructivos
s1f = P / A
s1 crece de 0 a s1f
s
2 ys
3 son ceroRango típico: 10-350 MPa
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 52/93
Resultados de un Ensayo de compresión
215 Mpa
255 MPa
La roca del testigo para el ensayo era Diorita
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 53/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 54/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 55/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 56/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 57/93
1.2.3 Ensayo de tracción indirecta (Brasileño)
Una roca cuyo largo es casi igual a su diámetro se rompe en un plano diametral
paralelo al eje del cilindro cuando es cargado lateralmente, es un ensayo que permiteestimar la resistencia a la tracción. El esfuerzo de tensión uniforme y perpendicular
al plano diametral:
s
t,B= 2P / pdt
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 58/93
Resultados de un Ensayo de tracción
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 59/93
Recuerden que la resistencia a la compresión fue de 255 Mpa o sea el 11,5 %.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 60/93
Tabla de los valores comunes en los minerales
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 61/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 62/93
¿ Para los propósitos de la perforación, cual de las dos resistencias es la que
realmente importa determinar o conocer ?
La resistencia a la Compresión o la resistencia a la Tracción
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 63/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 64/93
Diagrama de esfuerzo - deformación
1 Deformaciones elásticas:
En esta zona las deformaciones se reparten a lo largo de la probeta y son de
pequeña magnitud y si se retirara la carga aplicada la probeta recuperaría su forma
inicial.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 65/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 66/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 67/93
4 Estricción.
Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la parte central de
la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de la probeta,
momento a partir del cual las deformaciones continuarán acumulándose hasta la
rotura de la probeta por ese zona.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 68/93
Según el carácter de deformación, en función de las tensiones provocadas para
cargas estáticas, se consideran tres grupos de rocas:
Elasto-frágilesPlástico-frágiles
Altamente plásticas
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 69/93
1.3.1 Elasto-frágiles
Son aquellas que obedecen la Ley de Hooke.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 70/93
1.3.2 Plástico-frágiles
Son aquellas rocas, que antes de su
destrucción precede una deformación plástica.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 71/93
1.3.3 Altamente plásticas
Las altamente plásticas o muy porosas, son
aquellas rocas cuya deformación elástica esinsignificante y se produce fuertemente una
deformación plástica antes de la destrucción.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 72/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 73/93
1.3.4 Módulos de Young
El módulo de elasticidad ( E ) es el factor de proporcionalidad entre la tensión normal
en la roca y la deformación relativa correspondiente, su valor en la mayoría de lasrocas varía entre 0.03 X104 y 1.7 x 105 Mpa, dependiendo fundamentalmente de la
composición mineralógica, porosidad, tipo y magnitud de la carga aplicada.
Los valores de los módulos de elasticidad en la mayoría de las rocas sedimentarias
son inferiores a los de los minerales correspondientes que los constituyen.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 74/93
También influyen en dicho parámetro la textura de la roca, ya que el módulo de
elasticidad en la dirección de la estratificación o esquistosidad es generalmente
mayor que en la dirección perpendicular a ésta.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 75/93
1.3.5 Coeficiente de Poisson
El coeficiente de Poisson es el factor de proporcionalidad entre las deformaciones
longitudinales relativas y las deformaciones transversales. Para la mayoría de lasrocas y minerales está comprendido entre 0.2 y 0.4, y sólo el cuarzo lo tiene
normalmente bajo, alrededor de 0.07.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 76/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 77/93
1.4 Plasticidad
Como se ha indicado anteriormente, en algunas rocas, a la destrucción le precede
una deformación plástica.
Esta comienza en cuanto las tensiones de la roca superan el límite de elasticidad. En
el caso de los cuerpos idealmente plásticos tal deformación se desarrolla con una
tensión invariable.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 78/93
La plasticidad depende de la composición mineral de las rocas y disminuye con el
aumento del contenido de cuarzo, feldespato y otros minerales duros.
Las arcillas húmedas y algunas rocas homogéneas poseen altas propiedadesplásticas.
La plasticidad de las rocas pétreas (granitos, esquistos cristalinos y areniscas) se
manifiesta sobre todo a altas temperaturas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 79/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 80/93
1.5 Abrasividad
La Abrasividad es la capacidad de las rocas para desgastar la superficie de contacto
de otro cuerpo más duro, en el proceso de rozamiento durante el movimiento. Losfactores que elevan la capacidad abrasiva de las rocas son las siguientes:
La dureza de los granos constituyentes de las roca.
Las rocas que contienen granos de cuarzo son sumamente abrasivas.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 81/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 82/93
1.5.1 La forma de los granos.
Los más angulosos son más abrasivos que los redondeados.
1.5.2 La porosidad de las rocas.Da lugar a superficies de contacto rugosas con concentraciones de tensiones locales.
1.5.3 La heterogeneidad.
Las rocas poli-minerales, aunque estos tengan igual dureza, son más abrasivas,
pues van dejando superficies ásperas con presencia de granos duros.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 83/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 84/93
Esta propiedad influye mucho en la vida de los útiles de perforación. En la Tabla se
indican algunos contenidos medios de diferentes tipos de roca.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 85/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 86/93
1.6 Textura
La textura de una roca se refiere a la estructura de los granos de minerales
constituyentes de ésta. Se manifiesta a través del tamaño de los granos, la forma, laporosidad, etc. Todos estos aspectos tienen una influencia significativa en el
rendimiento de la perforación
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 87/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 88/93
Como los granos tienen forma lenticular, como en un esquisto, la perforación es más
difícil que cuando son redondos, como en una arenisca.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 89/93
También influye de forma significativa el tipo de material que constituye la matriz de
una roca y que une los granos de mineral.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 90/93
En cuanto a la porosidad, aquellas rocas que presentan una baja densidad y son
consecuentemente más porosas tienen una menor resistencia a la trituración y son
más fáciles de perforar.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 91/93
1.7 Estructura.
Las propiedades estructurales de los macizos rocosos, tales como esquistosidad,
planos de estratificación, juntas, diaclasas y fallas, así como el rumbo y elbuzamiento de éstas afectan a la linealidad de los barrenos, a los rendimientos de
perforación y a la estabilidad de las paredes de las perforaciones.
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 92/93
8/12/2019 TECNO-UDA 02 Propiedades de Las Rocas
http://slidepdf.com/reader/full/tecno-uda-02-propiedades-de-las-rocas 93/93
Propiedades de los diferentes tipos de rocas