Explosivo: Mezcla de sólidos, o de sólidos y líquidos, que es capaz de una descomposición rápida y violenta, liberando una gran energía y dando por resultado una conversión a grandes volúmenes de gas. Pólvora negra: Una mezcla de Nitrato de Sodio, o Potasio, Azufre y Carbón.
Explosivo Primario
Se considera a todos aquellos explosivos que son sensibles o pueden ser iniciados por un fulminante o detonador #8 tales como las dinamitas; emulsiones encartuchadas y «booster» de pentolita.
Explosivo Secundario (Agente de Voladura)
Se considera a todos aquellos que no pueden ser iniciados por un fulminante o detonador #8, o también, que para ser iniciados requieren un explosivo primario (cebo o prima). Un ejemplo clásico es el ANFO.
1) Dinamita:
Mezcla explosiva en base a nitroglicerina, combustibles y oxidantes. Tipos: – Gelatinas (Amongelatina 60 %)/// – Semigelatinas (Tronex Plus)/// – Granuladas (Permicarb, Samsonita). Características: – Fabricación en proceso batch (por lotes) // – Uso en excavaciones subterráneas y de superficie, tanto en faenas mineras como en obras civiles.
2) SLURRIES Y AQUAGELES:
Mezclas húmedas en formas de suspensiones. Sus aditivos les permiten presentar la forma de geles. Tipos: – Aquageles de Pequeño Diámetro (HIDREX) /// – Aquageles Gran Diámetro (DYNOLITE, DYNOGEL). Características: – Fabricación en proceso batch (por lotes)/// – Se pueden bombear/// – Control de la densidad
3) NITROCARBONITRATOS:
Mezclas elaboradas a base de Nitrato de Amonio prill y combustibles adecuados. Tipos: ANFO/- ANFO ALUMINIZADO
//- ANFO AST. Características: Fabricación en proceso batch (por lotes) o continuo, No tienen resistencia al agua.
4) INICIADORES Y ROMPEDORES APD:
Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita. Tipos: – INICIADORES CILÍNDRICOS REGULARES Y NONEL// – ROMPEDORES CÓNICOS. Características: – Fabricación en proceso batch (por lotes). – Alta VOD (sobre 7.000 m/s). – Mayor resistencia (comparativa) a fuego, impacto y fricción. – Poseen efecto direccional (Rompedores).
5) EMULSIONES:
Sistema que contiene dos fases líquidas naturalmente inmiscibles entre sí, una de las cuales es dispersa como pequeñas gotas dentro de la otra. Tipos: Emulsiones de Pequeño Diámetro (EMULEX, PDB), de Diámetro Intermedio (EMULTEX E) y de Gran Diámetro (EMULTEX N, BLENDEX, EMULTEX G). Características: Estabilidad transporte y bombeo., Alta resistencia al agua, tipo encartuchados, bombeables y vaciables
ANFOS PESADOS: ANFO + EMULSIÓN:
Augerable, Bombeable, Microbalones sensibilizados, Asfixión con gas.
Velocidad de Detonación:
Medida de la rapidez a la cual se produce la reacción de detonación a través de una columna de explosivo.
Factores que afectan la VOD: Tipo de producto, Diámetro, Confinamiento, Densidad.
Métodos de medición:
Estándar. y Continuo.// Medición con método de Dautriche, Medición con cronógrafo, Medición VOD continua «In situ».
Fases:
1)Mezcla explosiva sin reaccionar 2)Estado de detonación 3)Estado de explosión 4)Estado de expansión
Presión de Detonación:
Presión de la onda detonación que se propaga a través de la onda explosiva. Se mide en el plano C-J de la onda de detonación. Características: Varía desde 5 hasta más de 150 Kbar, Altas presiones favorecen el quiebre de rocas competentes muy densas
Presión de explosión u hoyo:
Presión ejercida en las paredes del hoyo por los gases en expansión producidos por la detonación. Característica: Varía desde 10 hasta más de 60 Kbar
Energía:
calor desarrollado durante el proceso de explosión expresado en Kcal o Joules por kilo de explosivo.
Volumen de Gases:
Cantidad de gases generados por las reacciones químicas involucradas en la explosión expresados en Lts/kg de explosivo. Los gases junto con participar en la fase final del proceso de fragmentación de la roca además, tienen como función producir el desplazamiento («Botada») de la misma.
Potencia Relativa en Peso y en Volumen:
Capacidad de un explosivo de fragmentar y mover material eficientemente. Es la máxima energía disponible de un explosivo, para desplazar el medio confinante.
Métodos prácticos de medir potencia:
Traulz, Mortero balístico, Aplastamiento de cilindro, Método del cráter-Energía bajo el agua (acuario)
Balance de Oxígeno:
Exceso o déficit de oxígeno en un explosivo, expresado como porcentaje. Importancia: Indica tipos de gases nocivosgenerados en la detonación (NOx, CO), Permite clasificar los explosivos en función de los gases nocivos.
Productos de la detonación según el B.O.
a) Oxígeno balanceado (B.O.=0): Humo gris claro, Máxima energía generada.
b) Oxígeno negativo (B.O.<0):>Humo gris oscuro, Energía liberada inferior a la máxima
c) Oxígeno positivo (B.O.>0): Humos ocres o amarillos, Energía liberada inferior a la máxima
Resistencia al agua: Capacidad que tiene un explosivo de detonar después de estar sumergido en agua.
Sensibilidad a la iniciación: Medida de la Energía, Presión o Potencia mínima necesaria para la detonación de un explosivo.
Sensibilidad a la propagación: Capacidad de un explosivo para detonar en forma estable a través de toda la longitud de su carga.
Diámetro crítico: el mínimo diámetro de una carga explosiva al cual la propagación de la detonación puede ocurrir en forma estable, bajo ciertas condiciones específicas de confinamiento. Usualmente se considera la carga no confinada, al aire en el caso de explosivos encartuchados, o, cargada en tubos de cartón o plástico para contenerlas, en el caso de explosivos a granel, lo que representa la posible peor condición de terreno para la detonación. Al confinar el explosivo en tubos de acero, simulando condiciones similares a las que produce una roca competente y poco fracturada, es posible detonarlo en diámetros menores.
Diámetro Mínimo Recomendado (explosivos de granel), que es aquél en el cual el explosivo detonará consistentemente con las propiedades informadas. Bajo este diámetro pueden detonar, pero en forma irregular e impredecible./// Tanto el diámetro crítico como el diámetro mínimo recomendado, son afectados por condiciones de terreno tales como grado de confinamiento, presencia de agua, presión sobre la columna de explosivo, desacoplamiento de la carga en la perforación y temperaturas extremadamente bajas.
Consideraciones para la selección de explosivos: Precio del explosivo (Relación $ / Kg vs. $ / Kcal.), Diámetro de carga (Tipo de Explosivo vs. Diámetro), Características de la roca, Volumen de roca a volar, Condiciones atmosféricas, Presencia de agua, Problemas de entorno, Humos, Condiciones de seguridad, Atmósferas explosivas, Problemas de suministro.
Masa rocosa competente: Alta densidad y VOD. productos: producen generación de más finos en la zona de trituración cerca de la columna explosiva, efectivos en la generación de grietas en rocas muy competentes.
Roca muy fisurada: Alta energía de gas.
Roca que forma bloques: Anfo pesado
Roca porosa: Explosivo con alto gas pero con buen taco
Selección de explosivos encartuchados: Se hace conforme a sus propiedades, medidas y también en particular por los aspectos siguientes:
Sensibilidad al detonador/ Seguridad al impacto/ Resistencia al agua/ Seguridad a la fricción/ Buen taqueo/ Seguridad al calor/ Alta energía/ Mantiene firme al detonador/ Duración al almacenamiento/ Alto VOD.
donde lo ideal del punto de vista del rendimiento de un explosivo sería un B.O.=0, que significa que el comburente aporta todo el oxígeno que requiere el combustible. Sin embargo, por razones que apuntan a minimizar la posibilidad de generar gases nitrosos entonces, la mayoría de los explosivos industriales se diseñan con B.O.<>
Los Gases Nocivos generados es uno de los efectos inherentes que suceden como consecuencia de realizar tronaduras con explosivos del tipo químico, y dependiendo de su magnitud y tiempo de exposición, pueden ser una fuente potencial de riesgo para las personas más aún si se trata de labores subterráneas.
Generados por las tronaduras: N2; H2O(g); CO2, monóxido de carbono (CO), gases nitrosos (NOx).
el balance de oxígeno puede verse alterado según sean, el tipo de explosivo, condiciones presentes del lugar de su uso final.
Si el B.O. de un explosivo es negativo entonces, se genera monóxido de carbono (CO), y si es positivo se generan los llamados gases nitrosos(NOx).
los explosivos para uso industrial se diseñan con un B.O. negativo a fin de contrarrestar que una eventual presencia de agua provoque un corrimiento hacia el lado positivo. ¡¡En especial si se trata de minas o labores subterráneas!! se dirá además que, la dilución de los gases nocivos generados por las voladuras a los niveles de concentración máximos permitidos determinan junto a la cantidad de personal y equipos diesel trabajando por turno, los requerimientos de aire de ventilación.
En Chile, las concentraciones admisibles máximas permitidas son 2,4 ppm para los gases nitrosos(NOx) y 40 ppm para el CO.
En minas u obras subterráneas la medición de las concentraciones de gases nocivos deben hacerse con equipos de respiración autónomos.
Causas que generan y aumentan los gases nocivos: Tipo de explosivo usado vs. presencia de agua./ Efecto de la temperatura ambiente. / Diámetro crítico y mínimo recomendado para un explosivo./ Falta de confinamiento./ Presencia y efecto de aguas dinámicas./ Degradación de un explosivo dentro del hoyo por ataque de sales minerales y/o soluciones químicas del terreno./ Degradación de un explosivo por almacenamiento prolongado y/o inadecuado./ Mala calidad de las materias primas usadas para fabricar un explosivo./
Proporción incorrecta de los ingredientes (reactantes) de un producto explosivo./ Iniciación deficiente por tipo y/o tamaño del iniciador o booster.
A mayor confinamiento disminuye la cantidad de gases nocivos generados
Formas para controlar gases nocivos:
Controlar si es posible la presencia de agua y asignar el explosivo adecuado. / Controlar y analizar el efecto de la temperatura ambiente. / Selección del explosivo u agente de tronadura adecuado en función del diámetro del hoyo./ Evitar y prevenir la falta de confinamiento en el uso de explosivos
Accesorios y sistemas de iniciación
Mecha para Minas: Consiste en un cordón compuesto por un núcleo de pólvora negra, con tiempo de combustión conocido, cubierto por una serie de tejidos y una capa de plástico. Tipos usados en Chile: Mecha plástica: para ambientes secos. / Mecha Plastec: para ambientes húmedos.
Tiempo de combustión: 140 seg/metro.
Detonador a mecha: Consiste en una cápsula de aluminio que contiene una carga explosiva, compuesta por una carga primaria, una secundaria y un mixto de ignición.
Cordón detonante: formado por un núcleo central de explosivo recubierto por una serie de fibras sintéticas y una cubierta exterior de plástico,
que conforman en conjunto un cordón flexible, resistente a la tracción e impermeable. Su función es transmitir una onda de choque desde un punto a otro es capaz de iniciar los explosivos encartuchados tales como dinamitas, pentolitas y emulsiones.
Detonador eléctrico: capaz de convertir un impulso eléctrico en una detonación en un tiempo determinado. Consideraciones al usar el detonador electrico: condiciones climaticas./ radio frecuencias. / corrientes vagabundas./ estatica./ fuente de poder adecuada./
Detonador no electrico: La iniciación se propaga a través de cordón detonante, tubos de choque o una combinación de ambos.
SISTEMA DAVEYTRONIC®: Comportamiento de detonadores electrónicos ante tormentas eléctricas : Pruebas en condiciones extremas.