A evolução das perfuratrizes e o salto tecnológico advindo com a invenção da dinamite representam um considerável avanço nas técnicas construtivas e de mineração. A escavação de túneis e galerias em rocha, contudo, existe desde o início das civilizações, usando geralmente métodos manuais a céu aberto.

Durante a segunda metade do século XIX, os mineiros trabalhavam com bombas de petróleo bruto e bombas acionadas por motores a vapor e ar comprimido, que começaram a ser usadas nas minas da Cornualha a partir de 1790 e se espalharam posteriormente.

Nessa época, a perfuração era feita batendo-se a broca de aço contra a rocha, girando-a ¼ de volta e repetindo a operação. O aperfeiçoamento desses componentes foi gradual. Até que, insatisfeito com o desempenho das perfuratrizes da época, Rudolph Leschot adicionou a rotação à ação percussiva da broca. Posteriormente, a American Diamond Drill instalou diamantes nas brocas de aço e coroas de perfuração. “Parece não haver rocha dura o suficiente para resistir (à perfuração com diamantes)... está fora de dúvida, inclusive com testemunhos de campo, que essas brocas sofrem pouco ou nenhum reparo e que não é preciso afiar os diamantes”, diz uma citação de 1871.

DESEMPENHO

Durante esse período, foram publicadas informações de leitores de revistas informando o desempenho dessas brocas em diferentes formações geológicas, destacando-se algumas das vantagens que poderiam ser obtidas com a utilização dessas perfuratrizes em serviços de mineração. Uma mina de cobre situada em Ducktown, Tennessee, por exemplo, executou algumas centenas de metros de perfuração com brocas de diamante em uma rocha muito dura, até localizar novamente um veio perdido, o que era impossível poucos anos antes.

Tecnicamente, as hastes passaram a ter um furo central, o que possibilitou o uso de água para a limpeza do furo. O primeiro martelo bem-sucedido a trabalhar com haste com furo central foi patenteado por George Leyner em 1896. A indústria começa então a se desenvolver. Em 1862, foi fundada a Sandvik e, em 1898, a Atlas Copco lançou sua primeira perfuratriz de acionamento totalmente pneumático.

Mas a escavação de túneis ainda era incipiente. A ideia de construir perfuratrizes cada vez maiores levou a máquinas gigantescas para a época, que nunca funcionaram a contento, como as de Henri-Joseph Maus (1846), produzida para escavação de um túnel entre a França e a Itália, a de Richard Munn (1851 e, posteriormente, 1856), ambas tentativas para o projeto Hoosac, nos Estados Unidos, que nunca funcionaram. Foi necessário muito tempo para alterar esse conceito, até a criação dos primeiros jumbos de perfuração, já na década de 30.

EXPLOSIVOS

O uso de explosivos na mineração data de 1627, quando a pólvora negra foi usada pela primeira vez em lugar das ferramentas mecânicas manuais no túnel de Banská Stiavnica, na atual Eslováquia. A inovação se espalhou rapidamente pela Europa e pelas Américas.

Em 1750, Benjamin Franklin passou a produzir cartuchos com pólvora negra comprimida. Os meios de detonação também foram sendo aperfeiçoados. Até 1870, as alternativas para detonação de frentes de rocha eram pólvora negra, que não apresentava desempenho satisfatório em rochas duras, ou nitroglicerina (descoberta por Ascanio Sobrero em 1846), que apresentava sérias dificuldades de transporte e armazenagem.

Tudo isso mudou quando Alfred Nobel inventou a dinamite (patenteada em 1867), produto inicialmente apresentado como Dynamid: “O sr. Nobel, químico de Hamburgo que introduziu a nitroglicerina no mercado, apresentou um novo composto, chamado Dynamid ou Giant Powder, que está atraindo muita atenção em ambos os lados do Atlântico. Experiências com essa substância foram desenvolvidas na Alemanha, Inglaterra e Califórnia, com resultados impressionantes”, registrava o American Journal of Mining (AJM), em abril de 1868.

Transcrevendo informações de uma publicação polonesa, o AJM descreve ainda o novo produto para seus leitores. “O produto é um pó inodoro de coloração marrom, quase como serragem ligeiramente úmida, um tanto gorduroso ao toque. Quando é aceso, queima rapidamente, da mesma forma que a pólvora, mas sem nenhum efeito explosivo. Queima da mesma forma quando se lança ao fogo um punhado, ou mesmo um cartucho industrializado. Também não apresenta problemas quando é agitado ou sofre golpes de qualquer natureza... Somente é possível obter uma explosão eficaz quando se introduz na extremidade de um estopim comum um cartucho com uma espoleta especial de percussão, feita de cobre, com cerca de uma polegada e meia, carregada com fulminato de mercúrio, inserida no dynamid. Quando se acende a extremidade livre do estopim, a explosão do fulminato causa uma explosão simultânea no produto, com resultados extremamente violentos”.

EFEITOS

O AJM também discutiu o efeito da água e da temperatura, entre outros, notando também que “o sabor é semelhante ao da nitroglicerina, com as mesmas características de toxicidade. Em termos de força inicial, parece situar-se entre a pólvora negra e a nitroglicerina, mas em termos de segurança, fica muito acima”.

A publicação suspeitava que o processo de fabricação era muito simples para poder ser patenteado. “Na verdade, a espoleta de percussão utilizada para detoná-la parece ser o componente mais perigoso do conjunto. A composição e o processo de fabricação deste novo agente ainda são secretos; e o inventor provavelmente irá mantê-los nessa situação”.

Manuais do início do século XX comparavam os efeitos da pólvora negra a uma cunha inserida na rocha, e os da dinamite, a um martelo. Até que, em 1902, foi introduzido o cordel detonante na Europa. Passado mais de um século, os explosivos mais usados atualmente são produzidos à base de nitrato de amônia e óleo combustível (ANFO), devido a seu custo mais baixo em relação à dinamite. E mesmo com a proliferação das TBM’s, continuam a ser o processo mais interessante de escavação de túneis de menor comprimento, principalmente devido ao investimento necessário em equipamentos, cujo ressarcimento é inviável.

Leia na próxima edição:

Fundações e pontes se modernizam