Perforacion y Voladura I- Tema 10

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Descripción de las maquinas perforadoras roto-percutivas y accesorios.

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  • PERFORACIN Y VOLADURA I

    Docente:

    Ing. Benjamn Manuel Ramos Aranda

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • TEMA N 10 MAQUINAS PERFORADORAS ROTOPERCUTIVA

    MECANIZADAS Y ACCESORIOS: RENDIMIENTO Y MANTENIMIENTO .

    UNIDAD I - MTODOS Y EQUIPOS

    DE PERFORACIN.

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Identificar y determinar el rendimiento, mantenimiento y cuidado de las mquinas

    perforadoras rotopercutivas mecanizadas.

    Criterios a tomar en cuenta en la seleccin de mquinas perforadoras rotopercutivas.

    PROPOSITO DE CLASE:

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • 4

    Tiempo de ciclo

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • En perforacin subterrnea se puede distinguir dos tipos

    de tiempos o ciclos:

    1. Ciclo especifico de perforacin: este es el tiempo

    que se demora la perforadora en realizar los taladros

    en el frente y se puede definir como:

    Ce = T posicionar +T penetrar + T cambio de

    barras+ T penetrar

    Este tiempo de ciclo se usa en produccin cuando la

    perforacin es independiente a las otras labores

    unitarias.

    Tiempo de ciclo

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Ciclo especifico Perforacin

    Posicionar

    Penetrar

    Cambiar barra

    Penetar

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • 2. Tiempo de ciclo en labores con un frente: En este

    tipo de labor la perforacin debe esperar que todas

    las operaciones unitarias siguientes sean

    realizadas para volver a perforar.

    Las labores de este tipo son:

    Tneles

    Galeras

    Rampas

    Cruceros

    Sub niveles

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  • Ciclo de perforacin en frentes

    Perforacin Carga de taladros

    Voladura

    Ventilacin

    Acarreo y transporte desatado de roca

    sostenimiento

    Marcar puntos

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  • 9

    Factores operacionales y prctica

    operativa

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  • Factores operacionales

    La perforacin es una de las actividades mas delicadas del proceso minero porque con esta se

    inicia la explotacin del yacimiento.

    La perforacin es un proceso costoso y de alta precisin, de los resultados de esta dependern

    las siguientes etapas de minado.

    Los factores operativos necesarios para que esta

    actividad se realice de la mejor forma son:

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Factores Operativos

    Planeamiento y gestin

    Buenos programas de perforacin : detalle,

    asignacin y supervisin.

    Capacidad tcnica para el control del diseo y planes

    control del consumo de insumos y estandarizacin de

    parmetros.

    Maquina

    Buena relacin de Potencia y Diseo con el trabajo

    asignado

    Disponibilidad mecnica alta

    Bajo consumo de energa

    Factor humano

    Habilidades para operar la mquina

    Disposicin y disciplina para respetar los procedimientos.

    Capacidad tcnica para entender y solucionar los parmetros (diseos de

    malla, dimetros, paralelismo, etc.)

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  • Practicas operativas

    La perforacin en minera subterrnea debe basarse en un procedimiento escrito que pueda estandarizar

    las actividades unitarias con el objeto de lograr

    mayor eficiencia y seguridad.

    Este procedimiento es particular en cada operacin y para cada tipo de perforadora, si embargo

    podemos esquematizarlo de la siguiente manera:

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  • Fase: planeamiento

    Establecer Secuencia de perforacin por zonas con base al plan de Minado.

    1 Calcular el numero de taladros necesarios para cumplir el plan de desarrollo y produccin.

    2 Asignar las perforadoras en cada frente de trabajo.

    3 Optimizar el uso de maquinas. evitar maquinas stand by.

    Diseo de malla de perforacin de con base a estndares establecidos.

    1 Establecer plantillas de malla de acuerdo a la zona de trabajo, calidad de la roca, estabilidad del frente, mtodo de explotacin, etc.

    2 estandarizar el uso de aceros de perforacin (brocas, barrenos, etc.).

    Ubicacin de los taladros

    programados en el terreno.

    1 Marcar con topografa las mallas establecidas, generando un reporte digital de los puntos a perforar.

    2 generar y proveer planos, diagramas y toda la informacin necesaria a la supervisin

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  • Fase: Operacin

    Antes de la Perforacin

    1 Reunin de seguridad y explicacin del trabajo.

    2 Elaboracin de ATS (anlisis de trabajo seguro)

    3 Ejecutar el check list de la mquina y herramientas

    .

    Durante la operacin.

    1 Respetar los diseos de perforacin

    2 Controlar y documentar todos los eventos durante la perforacin. ( # de taladros, orden de perforacin, tiempo efectivo, demoras operativas y no operativas, etc.)

    Despus de la perforacin

    1 medicin de los taladros y reporte final de los taladros perforados.

    2 reporte de tiempos y consumos (combustible, energa, aceros, etc.)

    3 reporte de eventos y llenado de los reportes de cambio de guardia.

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  • Fase: gestin

    Elaboracin de estadsticas

    1 Estadsticas de consumo: de combustible o energa, aceros de perforacin, consumibles, etc..

    2 Estadsticas de operacin : velocidad de perforacin en cada tipo de roca, tiempos, etc.

    3 Demoras operativas y no operativas.

    .

    Anlisis de parmetros

    1 Establecer ratios de consumos por zona/maquina/insumo

    2 Establecer los ciclos de perforacin por zona / tipo de trabajo/ maquina

    3 Establecer la eficiencia operativas por cada maquina/zona

    Retroalimentacin

    1 Elaboracin de planes.

    2 identificacin de oportunidades de mejora

    3 Elaboracin y control de presupuestos (costos asignados).

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  • 16

    Criterios tcnico-econmicos de

    seleccin

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  • Existe un gran desarrollo tecnolgico en perforacin subterrnea, esto ha hecho que cada

    vez existan mquinas mas especializadas.

    La seleccin de las perforadoras debe ser cuidadosa porque cualquier falla ver reflejada en la

    eficiencia operativa y por tanto en el costo.

    Normalmente en una mina existen diferentes trabajos de desarrollo y produccin, entonces

    existen diferentes tipos de perforadora operando.

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  • Tipos de perforadoras en operacin

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  • Criterio seleccin de perforadoras subterrneas

    Aspectos tcnicos

    Mtodo (s) de minado

    seguridad

    Produccin requerida

    Caractersticas geomtricas y dimensiones de labores de desarrollo / produccin

    Compatibilidad con otros equipos y maquinas.

    infraestructura auxiliar (electricidad, ventilacin, talleres, etc.)

    Aspectos econmicos

    Financieros

    Precio, costo beneficio, valor de rescate

    Financiamiento: Tasa de inters, vida til econmica

    Costo de mantenimiento y reparacin

    Costo de aceros y accesorios.

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  • Mtodo Shirinkage

    Produccin Preparacin/desarrollo horizontal Preparacin/desarrollo vertical

    Criterio tcnico

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  • Mtodo sub level stoping

    Produccin Preparacin/desarrollo horizontal

    Preparacin/desarrollo vertical

    Criterio tcnico

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  • Mtodo cmaras y pilares

    Produccin Preparacin/desarrollo horizontal

    Preparacin/desarrollo vertical

    Criterio tcnico

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  • Block caving

    Produccin Preparacin/desarrollo horizontal

    Preparacin/desarrollo vertical

    Criterio tcnico

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  • Criterio econmico

    Se evala bsicamente el costo de operacin de la mquina.

    En este costo se debe considerar

    Costos fijos: Intereses del capital invertido, depreciacin, impuestos y seguros.

    Costos variables : combustible, lubricantes,

    aceros de perforacin y mano de obra directa.

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  • Algunas definiciones importantes

    Inversin (V): se refiere al valor de la maquina, este puede ser CIF/FOB o puede incluir aranceles

    e impuestos.

    Valor rescate (vr): es el monto econmico que se piensa recuperar al final de la vida til de

    maquina, generalmente se expresa en un % del

    valor inicial

    Criterio econmico

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  • Vida til (N) : es el periodo durante la maquina trabaja con un rendimiento econmicamente

    justificable

    Inversin media anual (VIMA) :es el valor que se considera como invertido al principio de cada ao

    de la vida de la maquina.

    VIM =((N+1)/2N) x V

    V= valor de la maquina o inversin

    Criterio econmico

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  • Depreciacin (D) : es el costo que resulta de la disminucin en el valor de la maquina como

    consecuencia de su uso

    D = (V-vr)/ve

    ve= vida econmica en horas.

    Inters de capital invertido (I) : cualquier empresa para comprar maquinaria adquiere fondos de

    bancos o mercado de capitales, pagando una tasa

    de inters la misma que debe ser calculada en el

    costo operativo.

    Criterio econmico

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  • MO mantenimiento y reparacin: son los costos que se originan en la conservacin de la

    maquinas. (mantenimiento preventivo).

    Es difcil establecer un promedio de costo debido a las diferentes condiciones de trabajo, por eso

    se estimar en base a un %MR (tablas), V y vr.

    Criterio econmico

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  • Perforadora de ORUGAS 0.70%

    cargadores Sobre Llantas ( de 1 a 3,5 yd3) 0.60%

    Cargadores Sobre Llantas ( de 4 a 8 yd3) 0.60%

    Retroexcavadora de Oruga 0.60%

    Tractores de Oruga (250 HP) 0.60%

    Motoniveladoras 0.60%

    Rodillo 0.55%

    MR= %MR * (V/ve)

    Gastos de Mantenimiento y Reaparacion (MR)

    Criterio econmico

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  • Consumo de Combustibles y Lubricantes: El consumo de combustible es dado por el

    fabricante, hay que corregir por altura (perdida de

    potencia de motor por altura geogrfica).

    Los consumos de lubricantes y dems consumibles tambin son dados por los

    fabricantes. Para el calculo previo se ha

    relacionado este al consumo de combustible.

    Criterio econmico

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  • Mano de Obra directa : se considera al personal que esta directamente involucrado en la

    operacin de la maquina (perforista). El costo

    generalmente es proporcionado por RRHH.

    Aceros de perforacin : de debe determinar la vida til de cada uno de ellos, inicialmente se

    determina en base a tablas del fabricante, sin

    embargo se debe llevar una estadstica del

    consumo en campo para tener mejor datos.

    Criterio econmico

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  • Seleccin de Equipo de perforacin:

    Nos encontramos con galeras de 6 a 20 [m2]):

    Por lo que utilizaremos un Jumbo electro-hidrulico para el desarrollo de galeras.

    Para seleccionar el equipo necesario para cada caso, basarse en la seccin ([m2]) y utilizar los catlogos de Atlas Copco.

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  • Jumbo Electro-Hidrulico para el Desarrollo de Galeras:

    BOOM

    FEED

    MQUINA

    PERFORADORA

    (VA DISPUESTA AH)

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  • Ejemplo

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Perforacin Horizontal

    BOOMER

    Rango completo de equipos

    para perforacin de tneles

    y dimetros de perforacin

    entre 38 a 64mm.

    Area de Cobertura -Un brazo: 6 - 70 m2

    -Dos brazos: 8 - 90 m2

    -Tres brazos: 20 -169 m2

    Peso

    7.6 39 Ton

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Perforadora:

    * Dimetro de taladro.

    * Capacidad VS Consumo de Energa.

    * Dispositivo anti-atasque.

    * Barrido Separado.

    * Sistema internos de amortiguacin de energa.

    Ahorro en Aceros de Perforacin

    Consumo de repuestos

    Viga de Avance:

    *Longitud de avance.

    *Longitud efectiva de perforacin.

    *Empuje uniforme. (F de avance)

    *Extensin del avance.

    Brazo:

    *Estabilidad.

    *Simplicidad de movimiento.

    *Velocidad de movimiento.

    *Paralelismo automtico. (Preciso)

    Cabezal del Brazo:

    *Rotacin ()

    *Diseo rgido.

    Chasis:

    *Estabilidad.

    *Radio de Curvatura.

    *Dimensiones reducidas.

    *Techo protector o Cabina.

    *Iluminacin Suficiente

    *La disposicin de los componentes. ( facilidad en mantenimiento)

    Sistemas de Control de Perforacin:

    *Confiable.

    *Simplicidad.

    *Sistemas automticos de perforacin.(RPC-F,FPCI)

    *Acceso a instrumentos de control de la perforacin.

    Seleccin de Jumbos Hidralicos

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  • Seleccin de mquina de perforacin:

    No necesitamos maquinas de perforacin poderossimas para desarrollar galeras pequeas-medianas. Por lo que escoger perforadoras tan poderosos, se refleja finalmente en costos.

    Adems las mquinas perforadoras trabajan para cierto rango de dimetros de perforacin (y tambin para ciertos tipos de adaptador shank).

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  • El mantenimiento se realiza de acuerdo a las especificaciones de fabricante y

    generalmente esta referido a lubricacin y

    cambio de piezas que se desgastan por el

    uso.

    Mantenimiento de equipos

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Mantenimiento de equipos

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • Las partes que tienen un mantenimiento preventivo especificado son:

    Mantenimiento de equipos

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  • o Sistema Hidrulico : para percusin,

    rotacin, avance y posicionamiento

    del boom.

    o Sistema de Agua : Para el barrido de la

    broca y enfriamiento del aceite hidrulico.

    o Sistema de Aire : Para

    lubricacin y presurizacin del

    cabezal (front head) de la

    perforadora.

    o Sistema Elctrico : Para

    la operacin y control de

    los motores elctricos

    Mantenimiento de equipos

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  • Mantenimiento diario

    1. Engrasar todos los puntos indicados

    2. Tenga cuidado de la lubricacin del brazo

    hidrulico y de la viga de avance.

    3. Revisar el ajuste de los pernos.

    4. Revisar el nivel de aceite; agregar aceite cuando

    sea necesario.

    5. Revisar el ajuste de los terminales.

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  • 6. Revisar los apoyos centralizadores.

    7. Observar si existen fugas de agua y aceite.

    8. Observar la condicin de los filtros de retorno.

    9. Cuando cambie mangueras recuerde taparlas

    para mantenerlas limpias, adems no olvide de

    taponear las conexiones de la perforadora

    cuando la remueva para reparacin.

    10.Mantenga la limpieza tambin cuando reemplace

    el acumulador.

    Mantenimiento diario

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  • 45

    Seguridad y prevencin de accidentes

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  • La seguridad en el trabajo es el tema mas importante en la minera subterrnea.

    Existe legislacin y reglamentos para regular y prevenir accidentes, estos varan en cada

    pas, si embargo todos buscan eliminar los

    accidentes.

    Seguridad y prevencin de accidentes

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  • La gestin de la seguridad es integral, para esto se han diseado sistemas, que a travs

    de la capacitacin, procedimientos, anlisis

    situacionales, etc. permiten que se cumpla

    los objetivos planteados.

    Seguridad y prevencin de accidentes

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  • El sistema se basa bsicamente en:

    Sistema Gestin SG

    Identificacin de peligros evaluacin y control riesgos

    IPERC

    Procedimiento Escrito de Trabajo Seguro

    PETS

    Anlisis de trabajo seguro

    ATS

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  • IPERC

    Se debe construir una matriz de peligros, riesgos y los controles para controlar los accidentes en cada

    proceso.

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

  • PETS

    Siempre se debe escribir el procedimiento del trabajo a realizar, este debe ser conocido por todos

    los trabajadores involucrados.

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  • Procedimiento trabajo seguro en perforacin

    Use todo el EPP Requerido

    Cuando arranque realice la prueba de verificacin de los frenos de servicio inmediatamente.

    No esta permitido llevar pasajeros.

    Si es elctrico Asegrese que el cable est apropiadamente fijado, y que el tapn y el enchufe este limpio para evitar el dao a ellos.

    Observe la longitud del cable.

    Verifique la tensin y la longitud del cable al manejar hacia la ubicacin de trabajo

    Conducir

    Todos los procedimientos de mantenimiento se han ejecutado.

    La transmisin esta en neutral.

    La vlvula selectora de control del brazo hidrulico en la posicin

    adecuada.

    Revisar la altura adecuada el techo de seguridad.

    Mover el brazo a la posicin de manejo, rotar la viga de avance sobre el brazo y baje el extremo posterior contra el brazo.

    Mover el extensor, viga de avance y la perforadora a la posicin posterior.

    Antes de operar verificar que el freno de parqueo est funcionando perfectamente.

    Antes de arrancar

    Abrir la vlvula del fondo para eliminar el agua que puede haber aumentado en el lubricador y el tanque principal.

    Revisar los niveles de aceite del tanque hidrulico y Lubricador central y agregue cuando sea necesario.

    Revisar el nivel de agua en el purificador de agua (si posee uno) y agregar cuando sea necesario

    Verificar

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  • Arrancar la bomba de agua y el compresor.

    Revisar que los controles de operacin y el panel de control estn en la posicin central (neutro) y las perillas de parada de emergencia estn en la posicin aplicado.

    Arrancar el Sistema hidrulico, presionando el botn de arranque (start).

    Utilizando las gatas ubicar el jumbo paralelamente al eje axial del tnel.

    Posicionar la viga de avance paralela con el eje de rotacin del brazo, para ello es posible utilizar el sistema de paralelismo automtico.

    Ver la malla de perforacin a utilizar y revisar la secuencia de los taladros a perforar.

    Usando el cilindro de extensin de la viga de avance posicionarlo contra la roca.

    arrancar la perforadora

    Estacionar a una distancia adecuada del frente de Perforacin.

    Apagar el motor diesel y aplicar el freno de parqueo.

    Conectar el interruptor principal de corriente y el de luces.

    Conectar la manguera de agua. Antes se debe limpiar las mangueras para abrir las lneas de alimentacin.

    Revisar el lugar de perforacin, que exista una visin adecuada y el techo de la galera este segura.

    Conectar la manguera de aire cuando sea necesario. Limpiar la manguera antes de conectarla.

    Antes de perforar

    Procedimiento trabajo seguro en perforacin

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  • Haga reposar la perforadora a una distancia de 5 10 cm de la parte posterior para prevenir la fatiga del resorte amortiguador de choques.

    Remover la broca y cambiarla por una nueva.

    Mover la viga de avance y el brazo hidrulico a la posicin de traslado.

    Verificar la altura correcta del techo de seguridad protector al momento del traslado.

    Desconectar la manguera de agua. En lugares donde las temperaturas sean extremadamente fras corte el flujo de agua inmediatamente..

    Subir las gatas. Desconectar la lnea de alimentacin de energa elctrica y desconecte el interruptor generacin

    Observar la viga de avance para impedir al cable caerse, y tener el cuidado de no golpear los extremos de las alimentaciones.

    Maneje cuidadosamente y evite las paradas sbitas.

    Cuando se detenga estacione el jumbo en una lugar seguro y apropiado, utilizando las gatas dispuestas

    .

    Al final

    Coloque los controles de la rotacin, percusin y de avance a la posicin de perforacin.

    Revise que la inyeccin de agua est operando.

    El agua debe fluir libremente a travs del barreno de la perforadora.

    La presin recomendada de trabajo es:

    Con flujo separado 5 15 bar.

    Con flujo central 5 10 bar.

    Cuando la broca este penetrando en la roca un poco, entonces usted puede aplicar todo el poder de perforacin adelante.

    La percusin y el avance estarn operando ahora a todo el poder posible.

    Revise que el barreno est en el medio de los centralizadores.

    Ajuste la posicin de la viga de avance cuando sea necesario.

    perforar

    Procedimiento trabajo seguro en perforacin

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  • ATS

    Antes de realizar una labor se debe identificar los riesgos y determinar los controles por cada uno de

    los trabajadores, estos deben quedar

    documentados.

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  • NUNCA! Usar herramientas no autorizadas

    Usar equipo o accesorios en mal estado Transportar personas en la perforadora

    Introducir la manos en partes en

    movimiento ( usar guardas)

    Usar prendas o elementos que

    puedan quedar atrapadas en partes

    en movimiento

    Usar el aire comprimido para limpiar

    la ropa de trabajo.

    No deben faltar o estar en mal estado

    los seguros de mangueras o tubos

    que trabajan con alta presin.

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  • SIEMPRE ANTES DE

    PERFORAR!

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  • TRABAJO PARA CASA

    Preparar un informe tcnico sobre Accesorios de

    Perforacin Rotopercutiva.

    El trabajo ser presentado el lunes 20 de Abril.

    Se les informa que el criterio de calificacin est en funcin de:

    Presentacin y puntualidad.

    Desarrolla la idea central.

    Las ideas presentadas son organizadas y fundamentadas.

    Capacidad de sntesis.

    Llega a conclusiones y presenta alternativas al tema desarrollado.

    Docente: Ing. Benjamn M. Ramos Aranda

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