APUNTES VOLADURAS Y EXPLOSIVOS-I

Manual De Uso de Explosivos En IngenierÄa Civil y MinerÄa a Cielo Abierto

Autor: Autor: Luis Oria DomÅnech. Fecha: Fecha: Agosto 2.009 2 .009 Ä.PROPIEDAD INTELECTUAL DE LA COMUNIDAD VALENCIANA. NÅ REG-CS-169.

Manual de Uso de Explosivo s en IngenierÄa Civil y MinerÄa a Cielo Abierto

1.- ANTECEDENTES ANTECEDENTES HISTORIC HISTORICOS. OS. El origen de los explosivos se pierde en la historia. El cr€dito a su existencia fue otorgado a los chinos y •rabes, quienes utilizaban los explosivos esencialmente para cohetes y fuegos pirot€cnicos. El uso de los explosivos se registra en la historia alrededor del a‚o 660 A.C.

La primera menciƒn documentada del salitre o nitro, ingrediente b•sico de la pƒlvora negra se encuentra en escritos del siglo XIII D.C. En la mitad del siglo XII Roger Bacon, monje ingl€s, escribiƒ una protecciƒn contra un hechizo, en el cual bosquejƒ los ingredientes de una mezcla que consist„a de salitre, azufre y madera de avellano a la que llamƒ pƒlvora negra. M•s tarde en ese mismo siglo, la pƒlvora del monje Berthold Schwartz fue creada usando usand o la pƒlvora negra para impulsar impulsar piedras de un arma que €l €l inventƒ. i nventƒ. La pƒlvora pƒlvora negra r•pidamente se convirtiƒ en un promotor e impulsor de las armas y se empezƒ a usar tambi€n tambi€n para las operaciones mineras comerciales.

El primer trabajo de voladura de roca, se tiene conocimiento que fue efectuado en las minas reales de Hungr„a en el a‚o de 1627. La pƒlvora negra fue el principal explosivo militar durante mucho tiempo. Posteriormente fue reemplazada por la pƒlvora sin humo, tambi€n llamada pƒlvora de algodƒn o nitrocelulosa, la cual fue descubierta en 1838 y se produce por la acciƒn del •cido n„trico fuerte sobre el algodƒn ordinario. En 1846, Ascanio Sobrero, profesor de la Universidad de Tur„n, descubriƒ la nitroglicerina al mismo tiempo que Christian Frederich Shoenbein, un profesor de la Universidad de Basle en Suiza, produjo un

nitroalgodƒn llamado algodƒn pƒlvora. En 1886 Alfredo Nobel , qu„mico e industrial sueco y creador de los P re m io s N o b e l que llevan su nombre, fabricƒ por primera vez la dinamita. A ra„z de una explosiƒn de nitroglicerina que matƒ a su hermano y 4 personas m•s, se concentrƒ en la tarea de crear un procedimiento para manipular con seguridad la nitroglicerina. Esto lo logrƒ al mezclar el explosivo l„quido (nitroglicerina) con un material absorbente. La combinaciƒn resultante solo explotaba cuando se utilizaban detonadores el€ctricos el€ctricos o qu„micos.

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El descubrimiento y uso de la dinamita, desplazƒ a la antigua pƒlvora negra y logrƒ que muchas actividades inherentes al mundo de la construcciƒn y la miner„a, progresaran a una velocidad sin precedentes en la historia. Asimismo, fue de gran utilidad en la industria militar lo cual, paradƒjicamente, hizo que el Sr. Nobel se hiciera acreedor al ep„teto mercader de la partir del del siglo XX y los impresionantes impresionantes avances avances cient„ficos y tecnolƒgicos muerte . A partir realizados realizados hasta nuestros d„as, el mundo de los explosivos tambi€n se vio i nvolucrado. nvolucrado.

Las dinamitas han cedido terreno a los modernos explosivos como lo son los hidrogeles, slorries y emulsiones. En la actualidad, el control y la precisiƒn que se ha obtenido de los mismos, mismos, permite que sean aplicados con mayor seguridad y que se aumente su eficiencia y productividad.

2.- INTRODUCC INTRODUCCI€N. I€N. La explosiones seg…n Berthelot , es la repentina repentina expans expansi€n i€n de los gases en un volu volumen men mucho m•s grande que el inicial, acompa‚ada de ruidos y efectos mec•nicos violentos.

Los explosivos comerciales no son otra cosa que una mezcla de sustancias, unas combustibles combustibles y otras oxidantes, que , iniciadas debidamente, debidamente, dan lugar a una reacciƒn exot€rmica muy r•pida r•pid a que que genera una serie de productos gaseosos a alta temperatura, qu„micamente m•s estables y que ocupan mayor volumen.

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3.- DEFLAGRACI€N Y DETONACI€N. Los procesos de descomposiciƒn de un explosivo, son: combustiƒn, deflagraciƒn y detonaciƒn. .- Combusti•n. Reacciƒn qu„mica exot€rmica. .- Deflagraci•n.

Proceso exot€rmico, en el que la transmisiƒn de la reacciƒn de

descomposiciƒn se basa en la conductividad t€rmica. Es un fenƒmeno superficial en el que el frente de deflagraciƒn se propaga por el explosivo en capas paralelas a baja velocidad, 1.000 m/s.

.- Detonaci•n. Es un proceso f„sico-qu„mico caracterizado por su gran velocidad de reacciƒn y formaciƒn de gran cantidad de productos gaseosos a elevada temperatura, que adquieren una gran fuerza expansiva. En los explosivos detonantes la velocidad de las primeras mol€culas gasificadas es tan grande que no ceden su calor por conductividad a la zona inalterada de la carga, sino que lo transmiten por choque deform•ndola y produciendo su calentamiento y explosiƒn adiab•tica con generaciƒn de nuevos gases. El proceso se repite con un movimiento ondulatorio que afecta a toda la masa explosiva y se denomina onda de choque.

La energ„a de iniciaciƒn puede ser suministrada de varias formas, seg…n el explosivo de que se trate. En los explosivos deflagrantes o pƒlvoras basta con la energ„a de una llama, mientras que en los explosivos detonantes se necesita una energ„a generalmente en forma de onda de choque.

Una vez iniciado el explosivo, el primer efecto que se produce es la generaciƒn de una onda de choque o presiƒn que se propaga a trav€s de su propia masa. Esta onda es portadora de la energ„a necesaria para activar las mol€culas de la masa del explosivo alrededor del foco inicial energetizado, provocando as„ una reacciƒn en cadena.

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A la vez que se produce esta onda, la masa de explosivo que ha reaccionado produce una gran cantidad de gases a una elevada temperatura. Si esta presiƒn secundaria act…a sobre el resto de la masa sin detonar, su efecto se suma al de la onda de presiƒn primaria, pasando de un proceso de deflagraciƒn a otro de detonaciƒn. En el caso en que la onda de presiƒn de los gases act…e en sentido contrario a la masa de explosivo sin detonar, se produce un r€gimen de deflagraciƒn lenta, ralentiz•ndose la reacciƒn explosiva de forma que al ir perdiendo energ„a la onda de detonaciƒn primaria llega incluso a ser incapaz de energetizar al resto de la masa de explosivo, produci€ndose la detenciƒn de la detonaciƒn.

PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS.

2.1.- Generalidades de los Explosivos y sus Reacciones. .-Caracter„sticas B•sicas de un Explosivo. .- Densidad. .- Covolumen. .- Presi€n Especƒfica. .- Duraci€n de la Explosi€n. .- Poder Rompedor. R. .-Volumen de los Gases. .- Energƒa Calorƒfica. .-Temperatura de la Explosi€n. .- Presi€n Especƒfica. .- Resistencia al Agua. .- Sensibilidad. .-Estabilidad Quƒmica.

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.-Densidad de Encartuchado o Densidad de Carga.„

La densidad delos explosivos es un factor muy importante a la hora de definir el comportamiento de un explosivo, puesto que se establece la relaciƒn directa siguiente, a mayor densidad del explosivo, mayor es la concentraciƒn de carga por metro lineal de perforaciƒn. Es el peso del explosivo que est• contenido en la unidad de volumen del recinto en que tiene lugar la explosiƒn. Se expresa en kg/l. .-Densidad Gravim…trica. D .Es el peso de un litro de explosivo en C.N. de presiƒn y

temperatura. Se expresa en kg/l.

.-Densidad Lƒmite de Carga. „*. Es la densidad de carga, para la cual la presiƒn ser•

m•xima. Se conoce mediante ensayos, experimentales.

.-Ecuaci€n de S a rr a u . p ( v-b) = RT

R

R ?

?

p V

?

n ?T

1 22,414 1 ?273,15

22, 414 1,033 980 273,15

= 0,08205

atm l K mol

= 8,313 x 107

ergio K mol

Donde:

.- p , presiƒn del gas. .- v , volumen del gas. -.b , termino correctivo por volumen propio de las mol€culas. .- R, constante. .-T, temperatura en Kelvin.

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.- Covolumen.

El t€rmino b anterior se expresa normalmente por la letra † , y represente el Covolumen de todos

los gases, o sea, el volumen m„nimo ocupado por las

esferas de acciƒn de todas las mol€culas gaseosas.

Para v = †‡ p =

ˆ?

?

, en el caso de existir un sƒlido con volumen:

Peso Densidad

, el covolumen ser• = † + ˆ.

Experimentalmente el covolumen es la mil€sima del volumen de los gases por kg. de explosivo, mas el volumen de los residuos sƒlidos si los hubiere. ( V•lido sƒlo para presiones < 4.000 kg./cm2. ).

† = VOK/1.000.

.-Ecuaci€n de Noble y Abel.

P ? RT ?

?

, para un kg. de explosivo.

1 ?€ ?

Este ecuaciƒn es de utilidad general para todos los explosivos con relaciƒn al c•lculo de la presiƒn producida por ellos.

.-Presi€n Especƒfica.

El producto RT se representa por f , y se denomina presiƒn espec„fica .Se define como la

resiƒn

ue dar„a un

as haciendo ex losiƒn en su

ro io volumen.

Por tanto la ecuaciƒn de Noble y Abel, ser• :

Puesto que R=

22, 414 1,033 980 273,16

= 8,313 x 107 ( erg x grado-1 x mol-1).

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Las dimensiones de f , ser•n las de : erg. x grado-1 x mol-1 x grado = erg x mol-1, que indican que es trabajo realizado por mol.

f ? RT ? Vok ?

1,033

273,16

?T ?

0,00378 ?Vok ?T ? 0,003525 ?V 2ok ?T .

.-Duraci€n de la Explosi€n.

Es la relaciƒn entre la longitud de la carga y la velocidad de la explosiƒn, actualizados por kg. de explosivo.

T = QKV kcal = 426 x QKV kgm. = 0,426 x Q KV tm.‡ potencial expresado en tonel•metros. 1

P=

T

?

0,426 ?Q KV

K

D

v ??

P=

0, 426 0,62

1

tm

?

s

=

0, 426 ?v ??

3

?Q KV

tm

?

K

s

= Potencia.

3

?v ??

1

3

tm

?Q KV ?

s

= 0,686 ?v ??

1

3

tm

?Q KV ?

s

.-Poder Rompedor. R.

Se puede definir como la capacidad destructora de un explosivo. Depende directamente de la composiciƒn qu„mica del explosivo.

R ? f ?? ?v ?10

?6

.- Temperatura de la Explosi€n. T.

Es la temperatura m•xima que alcanza la explosiƒn a volumen constante.

T ?

Q KV ? m ??a ? bT ?

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O tambi€n se puede expresar como:

Q KV

T=

??

mb

? ma

Siendo:

.- a y b, constantes . .- m, peso en kg, de los productos finales por kg. de explosivo encartuchado. .- Temperatura de Explosiƒn.

Se define como la temperatura que hay que dar a un explosivo para que explosione.

.- Velocidad de Explosi€n.

El valor suele deducirse experimentalmente, aunque existen expresiones que facilitan su determinaciƒn:

V ?

? • f 2

?1 ? € ?? ?

Siendo:

.-‰, la relaciƒn de los calores espec„ficos a presiƒn y volumen constante constante. .- Volumen de Detonaciƒn.

V tK

? V OK ?

T

273

litros. T‡ Kelvin.

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En la pr•ctica este volumen no se alcanza. Se suele tomar diez veces el volumen espec„fico. Vtk = 10 x Vok.

.- Balance de Oxƒgeno en Reacciones Explosivas.

Se puede expresar como el exceso o defecto de ox„geno de un explosivo en % con relaciƒn al peso molecular. Se produce una combustiƒn completa, cuando la proporciƒn de O2 es la adecuada para que se oxiden todos los •tomos de C en CO 2 , H en H2 O, produci€ndose mol€culas de N2 y exceso de O2. Se produce una combustiƒn Incompleta cuando adem•s aparecen mol€culas de CO.

.- Sensibilidad.

Se define como el grado de energ„a que es necesario comunicar a una materia explosiva, de forma que se inicie la reacciƒn explosiva. Se pueden considerar diferentes variantes de la sensibilidad de los explosivos:

.- Sensibilidad al detonador. .- Sensibilidad a la onda expansiva. .- sensibilidad al choque o rozamiento.

.- Estabilidad Quƒmica.

La estabilidad qu„mica de un explosivo, es la capacidad de un explosivos para mantenerse qu„micamente estable ante la incidencia de determinados factores propios y/o exteriores. Es decir, un explosivo posee una caracter„sticas propias que le aportan una estabilidad en determinadas condiciones que se han de cumplir, durante su almacenamiento, transporte y consumo final.

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3.-PROCESO DE DETONACI€N DE LOS EXPLOSIVOS. 3.1.- Introducci•n. La explosiƒn puede ser definida, como un proceso en el cual existe una expansiƒn repentina de gases en un volumen mucho mayor que el que ocupaban anteriormente a su producciƒn. entro del fenƒmeno de la explosiƒn se encuentran distintos comportamientos posibles dependiendo de las caracter„sticas qu„mico-f„sicas del explosivo, siendo estos comportamientos la deflagraciƒn y la detonaciƒn.

3.2.- Deflagraci•n y Detonaci•n. .-D e fla g r a c iÄ n . La deflagraciƒn es un proceso puramente qu„mico, exot€rmico a nivel energ€tico, en el cual la transmisiƒn de la reacciƒn de descomposiciƒn del explosivo se basa en que la velocidad de reacciƒn permite comunicar el calor por conductividad, por lo que su avance se produce en capas paralelas a su superficie. La velocidad de transmisiƒn suele ser baja, en torno a 1.000 m/s.

.-D e to n a c iÄ n . Proceso f„sico, mec•nico, caracterizado por una muy elevada velocidad de reacciƒn y formaciƒn de gran cantidad de productos gaseosos a elevada temperatura. Este proceso se propaga mediante onda de choque o presiƒn, dando lugar a que la energ„a producida descompone el explosivo, proporcionando de este modo la energ„a t€rmica necesaria para el mantenimiento de la onda de choque. El fundamento de la detonaciƒn, se basa en la elevada velocidad de las primeras mol€culas del explosivo detonado, por lo que no existe cesiƒn de calor por conductividad a la zona inalterada de la carga, sino, que se transmite por choque deform•ndola y produciendo un calentamiento y explosiƒn adiab•tica que tiene como consecuencia directa la generaciƒn de nuevos gases.

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El proceso tiende a repetirse en forma de movimiento ondulatorio que afectar• a toda la masa del explosivo y recibe el nombre de onda explosiva. Como ejemplo diferenciador de estos t€rminos, se puede afirmar:

La POLVORA; .- en el aire, combustiona. .- en c‚mara, deflagra. .- en proyectil, detona. 3.3.- Proceso de Detonaci•n de un Explosivo. Una vez se ha desencadenado la reacciƒn explosiva, el explosivo forma una masa ardiente bajo grandes presiones. La temperatura puede aumentar hasta 4.500ŠC y la presiƒn puede exceder a 250.000 bar. La explosiƒn avanza como una onda frontal de impacto a una gran velocidad. La gran presiƒn comprime el explosivo y el aumento de temperatura inicia una reacciƒn qu„mica. La longitud de la zona de reacciƒn varia de acuerdo al explosivo en cuestiƒn de unos pocos mil„metros a unos pocos cent„metros. La velocidad de detonaciƒn (velocidad de explosiƒn) varia entre 1.500 m/s y 8.500 m/s. Cuando el explosivo est• cargado (empaquetado) en un barreno perforado en una roca, la onda de choque pasa a trav€s de la roca. La roca primero se comprime y despu€s se generan fuerzas de tensiƒn. Esas fuerzas de tensiƒn causan grietas primarias muy peque‚as, y su forma es usualmente radial, extendi€ndose desde el centro del barreno. Bajo la influencia de la presiƒn de los gases formados por el explosivo, esas grietas se expanden, la superficie libre de la roca se mueve hacia el frente, la presiƒn disminuye y la tensiƒn se incrementa en las grietas primarias, las cuales se expanden hacia la superficie, y un debilitamiento completo de la roca tiene lugar. El frente es consecuentemente roto y girado.

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4.- EXPLOSIVOS INDUSTRIALES. 4.1.- Clasificaci•n. Los explosivos industriales se pueden clasificar seg…n su velocidad de detonaciƒn y composiciƒn. Atendiendo a la velocidad de detonaciƒn, se tienen: .- Explosivos r•pidos y detonantes. Velocidades de detonaciƒn de 2.000-7.000 m/s. .- Explosivos lentos y deflagrantes. Velocidades de detonaciƒn de <2.000 m/s. Atendiendo a la velocidad de composiciƒn: .- Explosivos convencionales. -

Gelatinosos. Gomas y explosivos a base de nitroglicerina + nitrocelulosa.

-

Pulvurulentos. Explosivos a base de nitroglicerina, en un porcentaje < 15 %.

-

De seguridad. Explosivos susceptibles de utilizaciƒn en minas de carbƒn grisuosas.

.- Agentes Explosivos. Estas mezclas, generalmente no llevan en su composiciƒn sustancias explosivas. -

Anfos.

-

Alanfo.

-

Hidrogeles.

-

Emulsiones.

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4.2.- Explosivos Gelatinosos. Estos explosivos reciben su nombre por su consistencia gelatinosa al mezclar nitroglicerina + nitrocelulosa. El origen de los explosivos gelatinosos, tambi€n conocidos como Gomas, se remonta a Alfred Nobel , cuando por una casualidad descubriƒ que la nitroglicerina absorbia por kieselburg , estaba exenta de los riesgos de explosiƒn prematura tan propensa en estado

l„quido. Posteriormente los procesos de fabricaciƒn introdujeron la mezclas de nitroglicerina, que se gelatinizo mediante nitrocelulosa, dando lugar a una masa coherente, con una gran elasticidad que le proporciona la posibilidad de ser curvada y cortada. Los explosivos gelatinosos comercializados por U E E , Goma 1-ED‹, Goma 2-EC‹. Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Altas velocidades de detonaciƒn, 5.200 m/s. .- Potencias elevada.85 %. .- Densidades de encartuchado altas. 1,40 g/cm 3. .- Elevada estabilidad qu„mica. .- Excelente resistencia al agua. Aplicaciones Principales. .- Voladuras de estructuras rocosas duras y muy duras. .- Carga de fondo en voladuras a cielo abierto. .- Voladuras de contorno, submarinas. .- Presencia de agua y humedad.

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4.3.- Explosivos Pulverulentos. Son explosivos que en su constituciƒn posee un compuesto desencadenante de la reacciƒn explosiva, nitroglicerina en un porcentaje < 15 %, junto a otras sustancias tales como trilita. Los explosivos pulverulentos comercializados por UEE, Amonita 2-1 ‹, Ligamita 1‹. Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Velocidades de detonaciƒn, 3.000 m/s. .- Potencias.75 %. .- Densidades de encartuchado medias. 1,10 g/cm 3. .- Elevada estabilidad qu„mica. .- Reducida resistencia al agua. Aplicaciones Principales. .- Voladuras de estructuras rocosas semiduras y blandas. .- Voladuras con ausencia de agua y humedad.

4.4.- Explosivos de Seguridad. Los explosivos de seguridad son aquellos de usos exclusivo y obligado en minas de interior. Se debe utilizar en mi nas de carbƒn catalogadas como: .- Segunda categor„a o d€bilmente grisuosa, es decir, se puede desprender gris… en cantidad reducida u otros gases inflamables. .- Tercera Categor„a o fuertemente grisuosa, se puede desprender en cantidad abundante gris u otros gases inflamables. .- Cuarta Categor„a o con desprendimiento instant•neo de grisu, se puede desprender de forma s…bita grisu, originando un arrasre violento de rocas.

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Los explosivos de seguridad comercializados por UEE, Permigel ‹, Explosivo de Seguridad nŒ9‹.

4.5.- ANFO. El origen de los Anfos se remonta a un accidente ocurrido en Estados Unidos en 1.950, en el que una cisterna de combustible se estrello contra un almac€n de nitrato amƒnico, produci€ndose a continuaciƒn una enorme explosiƒn. En la actualidad se fabrican mediante la mezcla controlada de nitrato amƒnico y combustible l„quido ( gasƒleo ). La proporciƒn estequiom€trica de cada elemento es de 95,3 % de nitrato amƒnico y un 5,7 % de gasƒleo, lo cual equivale a 3,7 litros de gasƒleo por cada 50 kg de nitrato amƒnico. De este proceso se obtiene un explosivo de consistencia pulvurulenta, en forma de pirls o gr•nulos. Los ANFO comercializados por UEE, Nagolita ‹. Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Velocidades de detonaciƒn, 2.000 m/s. .- Potencias.> 70 %. .- Densidades medias. 0,80 g/cm3. .- Mala resistencia al agua. Aplicaciones Principales. .- Carga de columna en voladuras a cielo abierto. .- Voladuras con ausencia de agua y humedad. .- En voladuras de interior, su uso est• desaconsejado debido a la producciƒn de gran cantidad de gases tƒxicos, nitrosos.

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4.6.- Alanfo. El Alanfo es un Anfo, al cual durante la fabricaciƒn se le a‚ade Aluminio, obteni€ndose unos muy buenos resultados t€cnicos y econƒmicos. El comportamiento de este tipo de explosivo, se basa en que en el momento de la explosiƒn las part„culas de aluminio, debido a la gran energ„a derivada de la explosiƒn, el aluminio incandescente aporta una gran temperatura a la explosiƒn. Los ALANFO comercializados por UEE, Alanfo ‹. Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Velocidades de detonaciƒn, 2.000 m/s. .- Potencias.> 70 %. .- Densidades medias. 0,80 g/cm3. .- Mala resistencia al agua. .- Calor de explosiƒn 1.175 cal/g, frente a 925 cal/g de los Anfo. Aplicaciones Principales. .- Carga de columna en voladuras a cielo abierto. .- Voladuras con ausencia de agua y humedad.

4.7.-Hidrogeles. Son compuesto que en su composiciƒn no la forman ning…n elemento o sustancia explosiva por s„ misma, NA junto a otros oxidantes tales como nitrato sƒdico, sino que por el contrario estos productos reaccionan de forma explosiva en el momento de la por otros explosivos o explosivos de inciaciƒn.

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Los hidrogeles comercializados por UEE, Riogel 2 ‹, Riogur R‹. Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Velocidades de detonaciƒn, 3.500 m/s. .- Potencias.> 70 %. .- Densidades medias. 1,15 g/cm3. .- Excelente resistencia al agua. .- Excelentes condiciones de transportes, seguridad en el manejo. Aplicaciones Principales. .- Carga de fondo en voladuras a cielo abierto. .- Voladuras subterr•neas.

4.8.-Emulsiones Explosivas. Una emulsiƒn es una dispersiƒn de un l„quido inmiscible en otro. Se encuentran compuestas

por dos fases, la primera y mayoritaria la oxidante, compuesta por una

soluciƒn de nitratos y la segunda es la oleosa, formada por combustibles, generalmente aceites y ceras. Para poder formar la emulsiƒn, es fundamental la presencia de un agente emulsionante, el cual posee la funciƒn de rebajar la tensiƒn superficial, as„ como tambi€n se incluyen aditivos para aumentar la sensibilidad. Las emulsiones comercializadas por UEE, Riomex E 20/24 ‹, Riomex V 20/24‹ y Riomex V 150/154 ‹ Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Velocidades de detonaciƒn, 5.000 m/s. .- Potencias. 100 %. .- Densidades medias. 1,15 g/cm3. .- Excelente resistencia al agua.

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Aplicaciones Principales. .- Carga de barrenos en voladuras a cielo abierto, de gran calibre .- Carga de fondo de barrenos en voladuras subterr•neas.

4.9.- Anfo Pesado. Este tipo de explosivos es una mezcla de emulsiƒn y Anfo. Dependiendo de la proporciƒn de sus componentes, las caracter„sticas var„an, obteniendo desde mezclas con excelentes resistencias al agua a muy mala resistencia. Loa Anfos Pesados comercializados por UEE, Emunex 3000 ‹, Emunex 6000/8000 ‹ . Las caracter„sticas fundamentales de estos explosivos, son: .- Velocidades de detonaciƒn, 3.500 m/s. .- Potencias. 125%. .- Densidades medias. 1,15 g/cm3. .- Relativa resistencia al agua. Aplicaciones Principales. .- Voladura de rocas blandas y semi-duras. Carga de columna de barrenos. .- Carga de barrenos de mediano y gran calibre.

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4.10.- P•lvoras. Actualmente en miner„a las pƒlvoras …nicamente son utilizadas en la extracciƒn de bloques de roca ornamental y al arranque de materiales muy elastopl•sticos como los yesos, que rompen bajo el efecto continuado de los gases por una tensiƒn puntual instant•nea. Con las utilizaciƒn de las pƒlvoras se trata de aprovechar el gran empuje de los gases de la deflagraciƒn m•s que el efecto rompedor. La actual pƒlvora de mina se encuentra formada por: .- Nitrato pot•sico,75 %. .- Azufre, 10 %. .- Carbƒn, 15 %.

5.- SISTEMAS DE INICIACI€N Y CEBADO. 5.1.- Introducci•n. Iniciar un explosivo significa propiciar la reacciƒn explosiva con la cual el explosivo proporcionar• los efectos f„sico-qu„micos esperados y por lo tanto la consecuciƒn de su utilizaciƒn. Los m€todos de iniciaciƒn depender•n fundamentalmente de la sensibilidad de los explosivos a iniciar, por lo tanto atendiendo a la sensibilidad, la iniciaciƒn se podr• realizar. Son los dispositivos o productos empleados para cebar cargas explosivas, suministrar o transmitir una llama que inicie la explosiƒn, llevar una onda detonadora de un punto a otro o de una carga explosiva a otra y los necesarios para probar las conexiones y disparar los explosivos para que pueda llevarse, a cabo una voladura.

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Detonadores

ElÇctricos

InstantÉneos

Ordinarios

Retardo

Clasificaci•n General de los Detonadores. 5.2.-Detonadores Ordinarios o de Mecha. El detonador ordinario o de mecha, se encuentra constituido por una c•psula de aluminio, cerrado por un extremo, en cuto interior van dispuestas dos cargas explosivas en contacto entre s„. La carga primaria que se inicia por la acciƒn de la mecha lenta y la secundaria iniciada por acciƒn de la primaria. La iniciaciƒn del detonador se lleva cabo introduciendo la mecha lenta en la parte abierta del detonador, de forma que mediante la presiƒn de una tenacilla, se consigue asegurar el contacto de la mecha con la carga primaria, fulmi nato de mercurio o fulminato de plomo. La mecha de seguridad es el medio a trav€s del cual es transmitida la flama a una velocidad continua y uniforme, para hacer estallar al detonador o a una carga explosiva. La mecha de seguridad, est• formada por un n…cleo de pƒlvora negra, cubierto por varias capas de materiales pl•sticos e impermeabilizantes, los cuales le proporcionan protecciƒn contra la abrasiƒn, el maltrato y la contaminaciƒn por humedad. Es obvio que cualquier manejo que destruya o da‚e el recubrimiento de protecciƒn o que permita que el agua u otras substancias lleguen a la pƒlvora, ocasionar• que la mecha no cumpla con su objetivo y tenga un funcionamiento defectuoso.

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Cuando se inicia la mecha, emerge de ella un flamazo inicial, el cual comprueba al usuario que el n…cleo de pƒlvora ha sido encendido y que la mecha est• ardiendo. El no reconocer reconocer el flamazo inicial puede puede provocar i ncertidumbre ncertidumbre respecto respecto a la igniciƒn igniciƒn de la pƒlvora y ocasionar ocasionar accidentes al tratar de encender una mecha que ya fue encendida. La velocidad de combustiƒn de una mecha generalmente es de 128 a 135 segundos por metro, sin embargo se fabrican mechas de diferentes velocidades de combustiƒn. Los fabricantes se‚alan que dichas velocidades podr•n tener una variaciƒn permisible del 10% en m•s o menos que la determinada en la f•brica y que despu€s de salir de ella no garantizan que se cumplan a causa de las diversas condiciones y circunstancias en las que se puede encontrar la mecha. Ante esta situaciƒn es conveniente medir con exactitud el tiempo de combustiƒn de una muestra de cada rollo de mecha antes de usarla.

5.3.5.3.- Detonadores Detonadores Elƒctric Elƒctricos. os. Los detonadores el€ctricos est•n elaborados de tal manera que pueden hacerse detonar con corriente el€ctrica. Con ellos pueden iniciarse al mismo tiempo varias cargas de explosivos de gran potencia, y se puede controlar con precisiƒn el momento de la explosiƒn, lo que no sucede con los detonadores ordinarios por la variaciƒn de la velocidad de combustiƒn de la mecha. Del mismo modo proporcionan buenos resultados ala voladura, as„ como tambi€n aportan una excelente seguridad en su manipulaciƒn y control control de los l os efectos derivados de las utili utilizac zaciƒn iƒn de los explosivos. A modo de resumen, las partes de un detonador el€ctrico son: .- El€ctr El€ctrica ica.. .- Retardadora, Retardadora, detonadores no instant•neos. instant•neos. .- Explo Explosiva siva.. Un detonador el€ctrico est• formado por un casquillo met•lica cil„ndrica, cobre o aluminio, que contiene varios tipos de explosivo. La energ„a el€ctrica es llevada hacia el detonador mediante conductores de cobre con aislamiento de pl•stico, los cuales se introducen al detonador a trav€s de un tapƒn de hule o pl•stico. El tapƒn colocado en el extremo extremo abierto del casco del d el detonador forma un cierre herm€tico resistente al agua.

21


Los extremos de los conductores son unidos dentro del detonador por un alambre de corta longitud longitud y di•metro di•metro muy peque‚o llamado inflamador inflamador o cerilla, el cual queda en contacto con el explosivo primario del detonador. Al se aplica corriente el€ctrica se pone incandescente el inflamador que inicia el explosivo primario y este a su vez el secundario, para inmediatamente el detonador detonar. La parte retardadora …nicamente se encuentra en los detonadores de retardo. r etardo. 5.3.1.-- Clasificaciƒn de los Detonadores 5.3.1. Detonadores El€ctricos. 5.3.1. 5.3 .1.1.1.- Por su Uso. En funciƒn de su destino, ambientes y lugares de uso, se clasifican en funciƒn de las caracter„sticas del material que forma la c•psula: - Aluminio. De uso muy muy extendido. - Cobre. Detonadores Detonadores indicados para su utilizaci utili zaciƒn ƒn en ambientes grisuosos grisuosos o inflamables. Tanto la c•psula como los cables de alimentaciƒn son de cobre. Se fabrican en todas las gamas Sensibles, S, Insensibles, I, Altamente Insensibles, AI.

.- S„smicos. Son detonadores que se fab fabrican rican con un tiempo de reacciƒn reacciƒn inferior inferior a 1 ms. ms . .- Para Trabajos Bajo Grandes Presiones Presiones de Agua. Son d detonadores etonadores con u cierre especial estanco estanco que les proporciona proporciona una hermeticidad de forma que puede trabajar bajo presiones de hasta 100 kg/cm kg/ cm2 5.3.1. 5.3 .1.2.2.- Por las Caracter„stica Caracter„sticas s El€ctricas. El€ctricas. .- Detonadores Sensibles, S. Son los m•s utilizados. Se utilizan en voladuras y lugares en los cuales no existe peligro de corrientes est•ticas o extra‚as. Uno de los conductores es siempre de COLOR ROJO, mientras que el otro indicar• el tiempo tiempo de retardo. La intensidad de disparo es d e1,2 A.

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.- Detonadores Insensibles, I. Son utilizados ante la existencias de corrientes extra‚as y por lo tanto se quiere tener un margen elevado de seguridad en el manejo y el disparo de la voladura. Uno de los conductores es siempre de

COLOR ROSA, mientras que el otro indicar• el tiempo de retardo. La intensidad de disparo es de 2,5A. .- Detonadores Altamente Insensibles, AI. Estos Detonadores reducen con absoluta seguridad los riesgos de autoencendido cuando existe claramente la presencia de energ„a peligrosas, l„neas el€ctricas, torres de telefon„a y antenas, gasoductos y oleoductos, est•tica, etc. Uno de los conductores es siempre de COLOR VERDE , mientras que el otro indicar• el tiempo de retardo. La intensidad de disparo es d e 25 A. A. 5.3.1. 5.3 .1.3.3.- Por el Tiempo Tiempo de Retardo. Retardo. .- Instant•neos. Son detonadores que no poseen pasta de retardo en su interior, por lo que una vez proporcionan la corriente m„nima detonan instant•neamente. instant•neamente. El color distintivo del conductor de retardo es el BLANCO. .- Microrretardo de 30 ms. Estos detonadores explosionana con un intervalo de 30 ms. La serie consta de desde el n…mero 1 al 18, por lo que el n…mero m•s alto dela serie explosiona al cabo de 540 ms. El color distintivo del conductor de retardo es el AMARILLO . .- Retardo de 500 ms. Estos detonadores explosiona con un intervalo de 500 ms. Es un detonador aconsejado para voladuras de interior. El color distintivo del conductor de retardo es el AZUL. 5.3.2.-Caracter„sticas 5.3.2. -Caracter„sticas El€ctricas de los Detonadores. .- Resiste Resistencia ncia al Puente. Es la resistencia resistencia del del puente puente de incandescen incandescencia cia o resistencia resistencia de cerilla, ceri lla,  .- Resistenc Resistencia ia de los Cables Cables de conexi conexiƒn. ƒn. Es la resistencia resistencia de los cables cables de conexiƒn del del deronador. . . 23


.- Resistencia total de Detonador. Es la suma de Resistencia de los cables de conexiƒn y la resistencia de los cables de conexiƒn. . .- Intensidad de Corriente Recomendada. Es la intensidad m„nima recomendada por el fabricante y que se debe utilizar para asegurar que todos los detonadores conectados en serie en una pega de una voladura, reciban la suficiente energ„a. A. .- Corriente de Seguridad. Es la m•xima intensidad de corriente, que atravesando el puente de incandesciencia de un detonador durante un tiempo de 300 segundos no provoca la inflamaciƒn. A.

5.4.- Otros Sistemas de Iniciaci•n No Elƒctricos. Existen dentro de los sistemas de iniciaciƒn una serie de elementos de iniciaciƒn no el€ctricos, que tambi€n pueden ser considerados como elementos de i niciaciƒn.

.- Cord•n Detonante. El cordƒn detonante se puede describir como un cordƒn flexible, formada por varias capas protectoras y un n…cleo del explosivo conocido como pentrita, que es muy dif„cil de encender pero tiene la sensibilidad suficiente para iniciar la explosiƒn con detonadores o por medio de la energ„a detonadora de alg…n explosivo de alta potencia. Su velocidad de detonaciƒn es de 6.700 metros por segundo. La fuerza con que estalla es suficiente para hacer detonar explosivos violentos continuos dentro de un barreno, de modo que, si se coloca en el barreno, act…a como agente iniciador a lo largo de la carga explosiva. El cordƒn detonante se usa para disparar m…ltiples barrenos grandes en la superficie ya sea verticales u horizontales, siendo ilimitado el n…mero de barrenos que pueden dispararse de esta forma, sirviendo tanto de l„nea maestra como de iniciaciƒn de barrenos.Las aplicaciones del cordƒn detonante es m…ltiple de acuerdo a sus propias caracter„sticas, dependiendo del gramaje del cordƒn: .- 3 g/m, color rojo con hilo azul, iniciaciƒn de explosivos sensibilizados con NG, l„neas maestras para iniciaciƒn de detonadores no el€ctricos.

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.- 6 g/m, color amarillo, l„neas maestras conectando barrenos entre s„, l„neas maestras para iniciaciƒn de detonadores no el€ctricos, corte de bloque de roca ornamental. .- 12 g/m, color azul, cebado de explosivos, l„neas maestras para iniciaciƒn de detonadores no el€ctricos, corte de bloque de roca ornamental, corte de bloque de roca ornamental. .- 20 g/m, color blanco, inicio de explosivos de baja sensibilidad y prospecciones s„smicas. .- 40 g/m, color verde, prospecciones s„smicas. .- 100 g/m, color rojo, voladuras de contorno, corte y precorte.

.- Detonadores No Elƒctricos. NONEL . Son sistemas de iniciaciƒn no el€ctricos, que consta de un tubo de pl•stico que aloja en su interior una sustancia reactiva que mantiene la propagaciƒn de onda de choque de 2.000 m/s. La reacciƒn en el tubo no tiene ning…n efecto explosivo y act…a como transmisor de la se‚al. En el extremo se ubica el detonador. La iniciaciƒn de este sistema se puede realizar mediante detonador o cordƒn.

.- Multiplicadores. Son iniciadores de voladura que se utilizan para iniciar explosivos de baja sensibilidad. Est•n compuesto por p e n to lita , explosivo de alta sensibilidad y alta velocidad de detonaciƒn.

25


.- Aparatos de Comprobaci•n y Disparo de Pegas Elƒctricas. .-Explosores. Los explosores suministran la corriente necesaria para disparar los

detonadores el€ctricos. Estas son de dos tipos b•sicos: de "generador" y de "descarga de condensador". Ambos tipos son de una construcciƒn robusta y soportan

servicio

duro

por

per„odos,prolongados.

.-Generador. Estos explosores han sido los convencionales durante muchos

a‚os. Se basan en un generador modificado que suministra una corriente directa pulsativa. Son de dos tipos: de "giro o vuelta" y de "cremallera". Est•n dise‚adas de tal manera que no producen corriente alguna hasta que el giro o el desplazamiento hacia abajo de la cremallera lleguen al final de su recorrido; instante en que la corriente es liberada hacia las l„neas de disparo en magnitud muy cercana a su m•ximo amperaje y voltaje. .-Descarga de Condensador . Estos explosores utilizan pilas secas para cargar un banco de condensadores que alimenta una corriente directa y de duraciƒn corta a los dispositivos de disparo el€ctrico. Para operarlas se conectan sus terminales a las l„neas conductoras provenientes del circuito de la voladura y despu€s se oprime el interruptor de "carga", cuando el foco piloto (rojo) enciende se oprime el interruptor de "disparo" manteniendo siempre oprimido el interruptor de "carga". Estos explosores se consideran como los m•s eficientes y confiables para el encendido en voladuras. Sus principales caracter„sticas son: .- Poseen una capacidad de detonaciƒn de detonadores extremadamente alta. .-Proporcionan gran seguridad ya que no disparan hasta alcanzar su voltaje de dise‚o, el cual es se‚alado por la luz del foco piloto. .- Los botones de carga y disparo as„ como los condensadores quedan en "corto circuito" hasta que se necesiten. .- La ausencia de partes dotadas de movimiento y la eliminaciƒn del factor humano que i nterviene en las explosores mec•nicos.

26


Existen tambi€n explosores de descarga de condensador capaces de dar energ„a a m…ltiples circuitos de voladura en una secuencia de tiempo programada, com…nmente a estas m•quinas se les denomina explosores secuenciales.

La distribuciƒn de tiempo proporciona un mayor n…mero de retardos de los que se pueden tener como detonadores de tiempo disparados con explosores

convencionales.

Otra

caracter„stica

de

la

explosores

secuenciales es que permiten aumentar el tama‚o total del disparo sin incrementar los efectos de ruidos y vibraciones, as„ como mejorar la fragmentaciƒn y el control de proyecciones de roca.

.- Sistemas de Comprobaci•n y de Disparo. .-

Instrumentos de Prueba. Son instrumentos dise‚ados para medir las

caracter„sticas el€ctricas de los circuitos de voladura, as„ como del •rea circundante para asegurar que la operaciƒn sea eficiente y segura. Estos aparatos, adem•s de ahorrar tiempo permiten incrementar grandemente la seguridad de cualquier operaciƒn de voladura, reduciendo la posibilidad de disparos

quedados

o

de

detonaciƒn

accidental.

.- Galvan€metro. Este aparato tiene una pila que proporciona la corriente

necesaria para mover una manecilla en una escala graduada. Las pilas y las partes mec•nicas est•n encerradas en una caja met•lica, la cual est• provista en su parte superior de dos bornes de contacto. Sirve para probar cada uno de los detonadores el€ctricos y tambi€n para determinar si un circuito de voladura est• cerrado o no y si est• en condiciones para el disparo; adem•s sirve para localizar conductores rotos, conexiones defectuosas y cortos circuitos, as„ como para medir la resistencia aproximada del circuito. Si se requiere mayor exactitud que la que proporciona un galvanƒmetro, se puede usar un ƒhmetro. Estos dos aparatos son similares sƒlo que el ƒhmetro posee dos escalas de resistencia, una baja (de 0 a 100 ohms) y otra alta (de 0 a 1000 ohms), con lo cual se ampl„a el alcance de mediciƒn de resistencias.

27


.-Multƒmetro. El mult„metro es un aparato dise‚ado para medir resistencias, voltajes y corrientes en operaciones de voladuras el€ctricas. Su sensibilidad es muy alta, por lo que tiene un amplio alcance en sus mediciones. Sus principales usos son: a. Examinar los sitios de voladura para localizar corrientes extra‚as. b. Anali zar las resistencias de los circuitos. c. Ejecutar pruebas de resistencia en la determinaciƒn de riesgos por electricidad est•tica. d. Probar l„neas de conducciƒn. e. Probar la continuidad y la resistencia de detonadores y circuitos el€ctricos. f.

Medir voltajes

g. Como galvanƒmetro. .-Re€stato. Este instrumento se utiliza para probar la eficiencia de un explosor

de tipo generador. Est• formado por una serie de bobinas de resistencia variable. Cada resistencia tiene una placa que indica su valor en ohms y su n…mero equivalente de detonadores el€ctricos.

Para usar el reƒstato,

primeramente se conectan dos o cuatro detonadores en serie con las resistencias del condensador de manera que la resistencia total se ajuste a la que tendr„a el n…mero total de detonadores para los que la m•quina fue dise‚ada para disparar, en seguida se conecta el circuito del explosor y se dispara, si detonan los detonadores puede concluirse que el explosor est• en condiciones adecuadas para la operaciƒn de voladuras. Al hacer la prueba debemos protegernos de la explosiƒn de los detonadores. La ventaja del uso del reƒstato es que puede probarse el explosor detonando …nicamente unos pocos detonadores en cada prueba.

28


5.5.- Iniciaci•n del Anfo . El Anfo al ser un explosivo de baja sensibilidad y utilizado generalmente como carga de columna, se inicia por acciƒn de la carga de fondo. En ocasiones en voladuras de esponjamiento o taqueo de bolos, el Anfo se utiliza como explosivo …nico, necesitando una energ„a de iniciaciƒn elevada. Por lo tanto la iniciaciƒn del Anfo se reali za mediante la utilizaciƒn de multiplicadores de p e n to lita , que proporcionar• la energ„a necesaria para iniciar el anfo, de todas maneras el multiplicador requiere que sea iniciado por otro sistema cordƒn detonante de 6 g/m o sistemas NONEL.

5.6.- Iniciaci•n de Cartuchos de Explosivos Convencionales. La iniciaciƒn de explosivos encartuchados convencionales, gomas, riogeles, etc, se realiza mediante la acciƒn de diversos sistemas, dependiendo de los condicionantes que rodean a la voladura. Generalmente estos explosivos se utilizan como carga de fondo en barrenos, por lo que pueden ser iniciados mediante cordƒn detonante o mediante sistemas de iniciaciƒn no el€ctrica.

5.7.- Iniciaci•n de Hidrogeles. Generalmente los Hidrogeles, son menos sensibles que los Anfos. Tienden a ser m•s f•cilmente comprimibles y pueden ser inciados por la acciƒn del cordƒn detonante dentro del barreno. Se debe de utilizar un cordƒn de 12 g/m.

29


6.- CRITERIOS DE SELECCI€N DEL EXPLOSIVO. En la superficie de minas y canteras todo el rango de explosivos puede encontrar aplicaciƒn por la variedad de combinaciones de las condiciones presentes en ella.

La mejor colocaciƒn de explosivos o combinaciones de explosivos para un conjunto de condiciones dadas, puede solamente ser determinada despu€s de que muchos factores han sido considerados, cada uno apuntando a un requerimiento particular del explosivo tales como potencia, densidad, grado de resistencia al agua, sensibilidad de detonaciƒn y propagaciƒn, etc. Los principales factores para tomarse en cuenta son: .- Depƒsitos

en

estratos

que

van a

ser

volados:

Estos

podr„an

variar

considerablemente desde laminas de pizarra suave hasta granitos duros y masivos. En el mejor caso una baja densidad, baja potencia del explosivo podr„a ser suficiente, mientras que para el …ltimo una alta potencia, alta densidad de explosiƒn ser„an requeridas. .- Grado de fragmentaciƒn requerido: Esto depender• del tipo de equipo de carga utilizado y m•s espec„ficamente en el tama‚o del cucharƒn utilizado en la m•quina cargadora. Otras cosas ser•n iguales, un m•s alto grado de fragmentaciƒn podr„a ser requerido para una draga que para un cargador tipo pala. Para un esquema de colocaciƒn de barrenos dado el grado de fragmentaciƒn obtenido depender• de la concentraciƒn de la energ„a del explosivo provisto en los barrenos perforados y ser•n gobernados por la potencia y la densidad del explosivo empleado. .- Condiciones del barreno: Estas podr„an variar de completamente mojadas a completamente secas. Para condiciones secas puede ser empleado cualquier tipo de explosivo que tenga la apropiada potencia y densidad para el banco a ser explotado. Para condiciones h…medas un tipo de explosivo resistente al agua, (por ejemplo nitroglicerina, gelatina o slurry ) se requiere. Donde los barrenos est•n parcialmente llenos con agua, un explosivo con resistencia al agua debe se usado a fin al menos hasta que la columna de carga est€ arriba del nivel del agua.

30


.- Di•metro del barreno. Este puede variar considerablemente de 48 mm a 300 mm (12") o m•s. El di•metro del barreno puede influir en el tipo de explosivo que deba ser usado, y generalmente a di•metro m•s peque‚o corresponde mayor sensitividad dada por la composiciƒn del explosivo (para iniciar y propagarse a trav€s de la columna).

7.- VOLADURAS A CIELO ABIERTO. 7.1.-Variables Controlables de las Voladuras. A la hora de realizar el dise‚o y c•lculo de una voladura se han de tener en cuenta las siguientes variables, para poderla realizar con €xito. Estas variables clasificadas por grupos, son: .- Geom€tricas. -

Di•metro de Perforaciƒn. El di•metro de perforaciƒn idƒneo para ejecutar la perforaciƒn viene dado por los siguientes factores: caracter„sticas del macizo a volar; grado de fragmentaciƒn buscado; altura de banco y configuraciƒn de los barrenos; dimensionamiento del equipo de carga; econom„a de la operaciƒn minera derivada de la voladura

-

Altura del Banco. Dependiendo de la altura del banco a volar, va a ser necesario por un lado un di•metro de perforaciƒn determinado y una concentraciƒn de explosivo por metro perforado de acuerdo a las recomendaciones del fabricante del explosivo. Del mismo modo ser• determinante las Normas de Seguridad Mineras, en cuanto a las alturas m•ximas de banco y la capacidad de operaciƒn del equipo de carga.

-

Inclinaciƒn de los Barrenos. Generalmente los bancos modelados por arranque por voladura, en muy pocas ocasiones se les aporta una geometr„a vertical, debido a factores de consumo de explosivo, facilidad de salida del material, estabilidad del macizo, rendimiento de los equipos de

carga,

menor

coste

en

la

ejecuciƒn

de

la

perforaciƒn(

sobreperforaciƒn).

31


-

Retacado. El retacado es la parte del barreno que se deja libre de explosivo, de forma que se rellena de material para asegurar un cierre herm€tico de la boca del barreno. De este modo al producirse la explosiƒn y la consiguiente generaciƒn de gases, €stos produzcan los efectos esperados, rotura del macizo y por el contrario evitar los escopeteados perjudiciales.

-

Sobreperforaciƒn. Es la parte de barreno que se encuentra por debajo del nivel de la superficie de la cantera o banco inferior. La sobreperforaciƒn, es necesaria, puesto que va a permitir las rotura de la roca en el nivel inferior. Con la ejecuciƒn de una adecuada sobreperforaciƒn, se evita ejecutar las zapateras.

-

Piedra y Espaciamiento. La piedra se define como la distancia existente entre el eje del barreno al frente o cara libre del macizo o banco. El espaciamiento, se define como la distancia entre barrenos contiguos de una misma fila.

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.- F„sico-Qu„micas del Explosivo. -Tipo de explosivo a utilizar. El tipo de explosivo a utilizar para una voladura viene condicionado por gran cantidad de factores. Granulometr„a del material a obtener, condicionantes interiores del barreno, existencia de estructuras cercanas, etc. .- De tiempo. Retardos a utilizar. - Sistemas de cebado y retardo .Vienen definidos por las propias caracter„sticas del explosivo utilizado y el propio dise‚o dela voladura.

7.2.- Voladuras en Banco. Por la amplitud de di•metros de perforaciƒn, se van tratar las voladuras denominadas de peque‚o di•metro. Estas poseen un rango de perforaciƒn de Ž 65-165 mm, los cuales son los m•s utilizados por las perforadores de martillo en cabeza y en fondo tanto neum•ticos como hidr•ulicas. En este tipo de voladuras se va a utilizar un explosivo de fondo y otro de columna. Las alturas m•ximas de perforaciƒn no van a exceder los 20 metros de acuerdo a las exigencias el RGNBSM.

Variable de Dise„o

Blanda <70

Media 70-120

Dura 120-180

Piedra, B

39D

37D

35D

33D

Espaciamiento, S

51D

47D

43D

38D

Retacado, T

35D

34D

32D

30D

10D

11D

10D

12D

30D

35D

40D

46D

Sobreperforaci•n, J Longitud Carga de Fondo,If

RESISTENCIA ACOMPRESION SIMPLE DEL MACIZO MPa. Muy Dura > 180

Variables de la Voladura

33


La longitud de los barrenos, viene dada por la expresiƒn:

L

?

H

‚ ? ? ? ?1 ? ?? J cos ‚ 100 ? ?

siendo † , •ngulo del talud con respecto la vertical. H altura del banco. 7.3.- Ejecuci•n de Barrenos Horizontales. La ejecuciƒn de Zapateras o barrenos horizontales, se justifica por la variabilidad de condiciones de los macizos en la altura de banco y la existencias de fallos en la roca, lo cual no facilita la completa modelizaciƒn del banco mediante la acciƒn del explosivo, as„ como no se evitan el repie en el nivel inferior del banco volado o la superficie de la cantera. Con la ejecuciƒn de las zapateras, se consigue: .- Mejorar el corte de la roca ala altura del piso del banco inferior. .- Mejor concentraciƒn de explosivo en el i nferior del banco. .- Mejorar la fracturaciƒn en el techo de niveles inferiores. Generalmente se pueden realizar hasta tres niveles de zapateras, de forma que de a techo reciben el nombre de : .- Z a p a te r a . .- R a s tre ra . C h ic la n a . a de ejecutar voladuras combinando barrenos verticales junta a zapateras, se ner en cuenta los siguientes condicionantes de dise‚o: ancia barrenos verticales a zapateras: 0,5 B-1B.

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.- Piedra teƒrica de las zapateras, B2= 0,5+1B. .- Espaciamiento entre zapateras, S2= 0,5 S.

7.4.- Voladuras para Escolleras. La escollera ampliamente utilizadas tanto en obras mar„timas, como en obras lineales y civiles, son materiales de cantera con una granulometr„a elevada, obtenidos por voladura. Para conseguir una fragmentaciƒn adecuada del macizo a volar, es necesario conseguir una buena fragmentaciƒn y un despegue limpio del plano de los barrenos con un agrietamiento m„nimo del material. A la hora de realizar una voladura para obtener escollera, se debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones: .- Alturas de banco en torno a los 20 metros. .- Di•metros de perforaciƒn entre 82-115 mm. .- Inclinaciƒn de los barrenos de 8 …. .- Sobreperforaciƒn, 10D . .- Longitud de la cara de fondo, 55D , utilizando explosivos que aporten elevada concentraciƒn de carga, gomas. .- Relaciƒn entre B/S>2. .- Retacado intermedio, entre carga de fondo y de columna. .- Retacado, 15D . .- Secuencia de encendido instant•nea en cada fila de barrenos.

35


7.5.- Voladuras para Excavaci•n de Carreteras y Autopistas. Dentro de la construcciƒn de carreteras y v„as de comunicaciƒn, en ocasiones se requiere el uso de explosivos, de acuerdo a criterios de producciƒn, t€cnicos, cumplimiento de plazos, etc, por lo que es una t€cnica cada vez m•s extendida el uso de los explosivos. Dentro de este tipo se van a estudiar las voladuras a media ladera, en las que las fases de voladura no van a exceder de 15 metros de altura, para asegurar seguridad en la ejecuciƒn, evitar perturbaciones por las vibraciones, velocidad de avance, dimensiones del equipo de carga y acarreo. Los di•metros de perforaciƒn utilizados van a ser los di•metros utilizados para voladuras en banco. Generalmente se debe cumplir la relaciƒn D= H/60. La longitud de los barrenos, viene dada por la expresiƒn:

L

?

H

‚ ? ? ? ?1 ? ?? J cos ‚ 100 ? ?

siendo † , •ngulo del talud con respecto la vertical. H altura del banco. .-Cuando se cumpla la relaciƒn H>100 D , las variables de dise‚o ser•n:

Variable de

RESISTENCIA ACOMPRESION SIMPLE DEL MACIZO MPa.

Dise„o

Blanda <70

Media 70-120

Dura 120-180

Piedra, B

39D

37D

35D

33D

Espaciamiento, S

51D

47D

43D

38D

Retacado, T

35D

34D

32D

30D

10D

11D

12D

12D

30D

35D

40D

46D

Sobreperforaci•n, J Longitud Carga de Fondo,If

Muy Dura > 180

Variables de la Voladura 36


La longitud de los barrenos, viene dada por la expresiƒn:

L

?

H

‚ ? ? ? ?1 ? ?? J cos ‚ 100 ? ?

siendo † , •ngulo del talud con respecto la vertical. H altura del banco.

.-Cuando se cumpla la relaciƒn H<100 D , las variables de dise‚o no var„an, excepto la piedra, que viene dada por la relaciƒn: 0, 5

?

?

?

B

?? ?

S

? B ?

Qb H

? ?

? ?CE ? cos ‚ ?

?

Siendo: .- Qb, carga total del barreno, kg. .-H, Altura de banco,m. .- S/B, relaciƒn piedra espaciamiento. .- CE, consumo espec„fico de explosivo. .- † , •ngulo del talud con respecto la vertical.

Variable deRESISTENCIA ACOMPRESION SIMPLE DEL MACIZO MPa. Dise„o

Blanda <70

Media 70-120

Dura 120-180

Muy Dura > 180

Relaci•n,S/ B

1 ,2 5

1 ,2 0

1 ,1 5

1 ,1 5

CE, kg/m3

0 ,3 0

0 ,3 5

0 ,4 2

0 ,4 9

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8.- CONTROL DE VIBRACIONES. Las alteraciones que origina una voladura son: vibraciones, onda a€rea y proyecciones. En estas …ltimas, en principio, deben extremarse las precauciones, y se pueden solventar al poder establecerse las medidas complementarias de seguridad en lo relativo a la ejecuciƒn de las pegas y del establecimiento de las distancias de seguridad. La magnitud de las vibraciones terrestres y a€reas en un punto determinado var„a seg…n la carga de explosivo que es detonada y la distancia de dicho punto al lugar de la voladura.

En las voladuras donde se emplee m•s de un detonador, es la mayor carga por retardo la que influye directamente en la intensidad de las vibriones y no la carga total. La mayor„a de las variables geom€tricas de dise‚o de una voladura tienen una considerable influencia sobre las vibraciones generadas. La onda a€rea es la onda de presiƒn que va asociada a la detonaciƒn de una carga explosiva, mientras que el ruido es la parte audible.

Aunque no es previsible que haya problemas en este sentido, si que se deber• estar pendiente de las posibles molestias que se puedan causar.

8.1.- An‚lisis de Vibraciones . El an•lisis se va a realizar en funciƒn de las caracter„sticas del trabajo a desarrollar mediante explosivos de la estructura a preservar, tipo del terreno, distancia existente entre la voladura y la estructura y la carga m•xima del explosivo a detonar. En funciƒn del tipo del terreno y de la estructura a proteger, quedar• delimitado el tipo de an•lisis para unas condiciones de carga por secuencia y distancias determinadas.

.- Tipo de estructuras cercanas del Grupo II (Fe = l), construcciones de hormigƒn y mamposter„a. .- Formaciƒn rocosa media (Fr = l).

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La expresiƒn que proporciona la carga operante corregida Q C, para poder entrar en el •baco de distancia considerada como no afectada por la vibraciones.

Qc ? Fr Fe Q

Donde:

.- QC ,carga operante corregida , kg. .- Fe, factor de la estructura a proteger. .- Fr , factor del macizo rocoso. .- Q, carga operante.

Sustituyendo en la expresiƒn, se tendr•:

Q C = 3,50 x 1 x 1 = 5 ,5 0 k g .

Una vez obtenida la carga corregida, se entra con este dato , en las tablas de rectas A y B obtiene la relaciƒn de la carga corregida y distancia de la estructura, para poder observar que el punto P nos ofrece un valor que para una distancia de 2.000 m, se observa que existe un margen aceptable de seguridad en la realizaciƒn de cada una de las pegas especificadas, m•xime teniendo en cuenta que se utilizar• un rel€ de micro retardo entre cada barreno.

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B

P

La situaciƒn del punto P se encuentra por debajo de la recta A, por lo que en virtud de la N o rm a U N E 2 2 -3 8 1 -9 3 , se incluye dicha justificaciƒn y el gr•fico correspondiente, debido a que para esta distancia (2.000 m) a la que se encuentran las estructuras la carga instant•nea de explosivo es tan baja que es descartada cualquier incidencia de las posibles vibraciones.

40


8.2.- Medidas Correctoras de Vibraciones a Adoptar. Atendiendo a los resultados obtenidos en el apartado anterior, no es necesario tomar medidas de medida de reducciƒn de vibraciones, el T€cnico que suscribe cree a bien el adoptar las siguientes medidas de seguridad que se describen a continuaciƒn, con el fin de reducir los posibles efectos de las vibraciones:

.- Minimizaciƒn de la carga de explosivo por unidad de micro retardo. .- Elecciƒn de tiempo de retado entre barrenos y filas efectivas de 25 ms, de forma que se consiga una buena superposiciƒn de las ondas, mediante la utilizaciƒn de sistemas de iniciaciƒn no el€ctricas. .- Disposiciƒn de la secuencia de iniciaciƒn, de forma que €sta progrese desde el extremo m•s prƒximo a la estructura a proteger alej•ndose de la misma.

9.- EJEMPLO DE CALCULO DE VOLADURA A CIELO ABIERTO. Los datos de partida, necesarios para poder realizar los c•lculos de los distintos par•metros que definir•n la voladura, son los siguientes, atendiendo si es la primera o segunda fila de barrenos:

.- Profundidad media de barreno, H : 3,5 metros. .- Longitud de la zona a volar: 125 metros. .- Anchura de la zona a volar: 50 metros. .- Superficie de la zona a volar: 6.250 m2 . .- Di•metro de perforaciƒn, D : 76 mm. .- Inclinaciƒn de barrenos respecto la vertical,

: 18… .

.- Piedra, 3 metros. .- Espaciamiento: 3,5 metros. .- Tipo de roca a volar: Roca Sedimentaria. .- Densidad: 2,3 t/m 3 . .- Carga de fondo: R io g e l ? ,

40 mm,

.- Carga de columna: N a g o lita ? , granel,

=1,15 g/cm 3 . =0,80 g/cm 3 .

41


9.1.- Determinaci•n de los Par‚metros de la Voladura. 9.1.1.- Determinaciƒn de Carga por Barreno:

Par•metro

Expresiƒn

Valor de Fƒrmulas

18

Inclinaciƒn del Barreno. Altura del Barreno. m

H

3,5

Di•metro de Perforaciƒn, D , m.

D

0,076

Piedra, B , m.

37D

2,8

Espaciamiento , m.

47D

3,6

Retacado T , m.

34D

2,6

Sobreperforaciƒn, J , m.

11D

0,84

L

4,4

0.4

0,4

Longuitud de Barreno, m. Longuitud Carga de Fondo, m.

1,4

Longuitud Carga de Columna, m. Carga Columna, kg/m.

3,63

Carga Fondo, kg/m.

1,45

Carga Columna, kg.

5,0

Carga Fondo, kg.

0,5

La longitud del barreno se obtiene a partir de la siguiente expresiƒn:

L ?

H

€ ? J ? cos € 100 ? ? ? ?

?

1? ?

La carga operante por barreno, ser•:

.- Carga de Columna: 5,0 kg. .- Carga de Fondo: 0,5 kg.

La carga total operante por barreno es de 8,8 kg. de explosivo.

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Al existir una longitud de banco de 125 metros y un espaciamiento de 3,5 metros, existir•n un total de 36 barrenos por fila, por lo tanto por fila, se necesitar• la siguiente cantidad de explosivo. Del mismo modo, al existir una anchura de 50 metros y una piedra de 3 metros, existen un total de 17 filas, lo cual aportar• un total de : .- N…mero total de barrenos voladura = 612 barrenos .

La carga total de explosivo a utilizar en la ejecuciƒn de la voladura, ser•: .- Cantidad de explosi vo de columna, N A G O L IT A : 612 barrenos x 8,3 kg/

barreno † 5.085* kg. .- Cantidad de explosivo de fondo, R IO G E L : 612 barrenos x 0,5 kg/ barreno

† 306 *kg.

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10.- SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE PERFORACI€N Y VOLADURA 10.1.-Trabajos de Perforaci•n. .- Normas Generales de Actuaciƒn.

.-La perforaciƒn se realizar• de acuerdo con la normativa existente, oficial o establecida en el reglamento interior de la empresa. .-El personal de operaciƒn deber• tener la formaciƒn correcta y conocer el manual de operaciƒn de la m•quina antes de hacerse cargo de ella. .-Los perforistas estar•n provistos de la vestimenta de protecciƒn establecida (cascos, botas, guantes, gafas, mascarillas y usar•n ropa y accesorios poco holgados para impedir su enganche en partes mƒviles de la m•quina.

.-Peligros M•s Frecuentes.

.- Choques y atropellos causados por la maquinaria mƒvil. .- Vuelco de las m•quinas. .- Ca„das a mismo y distinto nivel. .- Generaciƒn de polvo.

.-Normas B•sicas de Seguridad.

.-Los sistemas de protecciƒn personal y de la m•quina deber•n estar en condiciones adecuadas; en casa contrario no se proceder• a perforar. .- Los sistemas de protecciƒn de la m•quina no se anular•n en prevenciƒn de da‚os a la misma o a las personas. .- Los controles de arranque y maniobra se proteger•n para impedir su manipulaciƒn por otras personas y evitar as„ posibles da‚os. .- El compresor de la perforadora dispondr• de extintor y, adem•s, existir• un botiqu„n de primeros auxilios, cuyo uso conocer•n los operadores. .- Si las condiciones de trabajo son inadecuadas o peligrosas no se arrancar• el equipo. Se colocar•n advertencias en los mandos de arranque para prevenir tales condiciones. 44


.- Para advertir de la necesidad de protecciones personales se emplear•n se‚ales bien visibles. .- Medidas de seguridad previas al arranque:

-Inspeccionar la Posiciƒn correcta delos mandos de control de la Perforadora. -Comprobar el correcto funcionamiento de controles. -Prestar atenciƒn a ruidos no habituales.

.- Medidas de seguridad a adoptar en los traslados de las m•quinas perforadoras:

-Se comprobar• que el terreno est• en condiciones para seguridad el equipo. En caso contrario, se realizar•

la preparaciƒn del mismo con las m•quinas

auxiliares disponibles: tractores, palas de carga, etc. -En caso de peligro de contacto con l„neas el€ctricas a€reas, presencia de tuber„as, conducciones o canalizaciones subterr•neas, se estudiar• con detenimiento el itinerario de desplazamiento. -La deslizadero o m•stil de perforaciƒn, se encontrar• en posiciƒn abatida durante el traslado. -Se comprobar•n las condiciones de estabilidad de los taludes cercanos al •rea de trabajo. - Pendientes de los tajos de los equipos de perforaciƒn. Si fuera necesario se proceder• al amarre de las m•quinas mediante cables y tr•cteles. - Los accesorios de perforaciƒn, especialmente barrenas o tubos, se encontrar• inmovilizados. -Durante el transporte, el operador ocupar• el lugar de conducciƒn designado por el fabricante. -No se permitir• la presencia de personas no autorizadas sobre la perforadora o entre €sta y el compresor cuando se remolque. -No se circular• por •reas previamente perforadas. - Las pendientes de los itinerarios estar•n de acuerdo con las limitaciones impuestas por el fabricante. -Los operadores se mantendr•n a una distancia adecuada cuando se mueven las cadenas de traslaciƒn, la cadena de avance del martillo y las barras de perforaciƒn.

45


- Con equipos el€ctricos, habr• de auxiliarse de un ayudante para las maniobras entre barrenos, con el fin de controlar la situaciƒn de los cables, evitar pasar por encima de barrenos perforados, impedir que la m•quina se aproxime a los bordes de los taludes y comprobar que los gatos hidr•ulicos de nivelaciƒn est•n levantados.

.-Medidas de seguridad a adoptar durante las operaciones de perforaciƒn.

-El posicionado de la perforadora se har• teniendo en cuenta la posible inestabilidad del terreno, o la presencia de labores o canalizaciones subterr•neas, asegur•ndose de la existencia del macizo de protecciƒn necesario a partir de las caracter„sticas est•ticas y din•micas de la m•quina. -En terrenos escarpados y con compresores port•tiles, €stos se mantendr•n en lugar seguro. -El posicionado del m•stil o torre de perforaciƒn se realizar•, una vez nivelada e inmovilizado la m•quina, lentamente y prestando atenciƒn a cualquier obstrucciƒn que pueda existir. -Nunca se trabajar• con el equipo en condiciones precarias de estabilidad. -Cualquier maniobra potencialmente insegura necesitar• del concurso de un ayudante en contacto visual con el maquinista. -El emplazamiento de perforaciƒn dispondr• de condiciones de visibilidad apropiadas, tanto para los operadores como para cualquier otro personal de la explotaciƒn. -No se emboquillar• sobre fondos de barrenos antiguos. -No se utilizar•n los mecanismos de subida o bajada de la perforadora para otras funciones que las especificadas. -En aquellas m•quinas que dispongan de cambiadores autom•ticos de barrenas o

tubos,

el

operador

verificar•

frecuentemente

los

mecanismos

de

funcionamiento e i nmovilizaciƒn de los accesorios de perforaciƒn. -En las maniobras de cambio de barrenas o tubos se prestar• atenciƒn a los accesorios

de

perforaciƒn

(manguitos,

adaptadores,

etc.)

que

puedan

encontrarse deficientemente afianzados.

46


-Los accesorios de perforaciƒn estar•n en todo momento en buenas condiciones de uso. Aquellas piezas que presenten desgastes que puedan afectar a la seguridad de la operaciƒn, ser•n desechadas. -Los accesorios de perforaciƒn se almacenar•n en lugares adecuados, protegidos del polvo y los golpes. -No se golpear• metal con metal sin protecciƒn en los ojos. -Durante la perforaciƒn, la m•quina dispondr• de sus mecanismos de control, protecciones y guardas en perfecto estado de servicio. -Durante la perforaciƒn se anotar•n los valores indicados por los controles, recogiendo adem•s en los partes las incidencias producidas. -Los operadores nunca se i ntroducir•n debajo de las perforadoras rotativas con los gatos levantados, si previamente no se han acoplado topes fijos. Cuando se meta o se saque una barra del carrusel se asegurar• de su correcta orientaciƒn. -Nunca se golpear• piezas de metal entre s„ sin protecciones oculares. -Durante la perforaciƒn de los barrenos se observar• el descenso de la cabeza de rotaciƒn o martillo de percusiƒn. -Los operadores se mantendr•n en todo momento alejados de los componentes en movimiento de la perforadora, tales como cadenas de arrastre del martillo, cables, correas, compresor, etc., y el accionamiento de los mandos lo efectuar•n desde posiciones correctas. -El varillaje, los manguitos, las bocas, etc., reci€n utilizados se evitar• tocarlos directamente con las manos, pues se corre el riesgo de quemaduras. -El levantamiento o manipulaciƒn de accesorios, pesados, se realizar• adoptando las precauciones siguientes:

.-Mantener los pies separados situ•ndolos a cada lado del objeto. .-Doblar las piernas y agacharse, manteniendo la cabeza erguida. .-Asir el objeto con toda la mano, arrop•ndolo con los brazos. .-Mantenerse aplomado sobre los pies, levantando el objeto con los m…sculos posteriores. .-El levantamiento de objetos pesados se har• tomando todas las precauciones.

47


.- Medidas de seguridad a adoptar al finalizar la perforaciƒn.

-No se abandonar• la m•quina con el motor en movimiento. - El procedimiento de parada de la perforadora se realizar• de acuerdo con las instrucciones del fabricante. -No se aparcar• la perforadora en •reas potencialmente inundables, o que puedan ser alcanzadas por las proyecciones de las voladuras. -Se evitar• aparcar los equipos en las proximidades de los taludes. - Caso de existir alguna circunstancia que pueda afectar al uso de la m•quina, dejar nota de advertencia sobre los controles de arranque antes de abandonar la perforadora. -Se evitar• aparcar la perforadora en •reas en pendiente. Si fuera necesario se har• uso de los dispositivos de bloqueo prescritos, y se calzar• adecuadamente. -Antes de abandonar la perforadora, se liberar•n de presiƒn todos los circuitos, dejando los controles en posiciƒn de parada y estacionamiento haciendo uso de los bloqueos existentes, y retirando las llaves de arranque si las hubiera.

.- Medidas de seguridad a adoptar en el mantenimiento y servicio.

-El personal que intervenga en las operaciones de mantenimiento, reparaciƒn y servicio ser• el asignado por la Empresa. -En todo momento se seguir•n las instrucciones de servicio especificadas por el fabricante en su Manual de Servicio y Mantenimiento. -Durante las operaciones de mantenimiento y reparaciones, la perforadora estar• perfectamente frenada y r„gidamente inmovilizado de forma que no pueda moverse inesperadamente. -Los controles de arranque estar•n bloqueados y etiquetados de forma que sƒlo la persona autorizada pueda accionarlos. Las operaciones que impliquen el movimiento de la deslizadero o m•stil de perforaciƒn se realizar•n con el operador en el puesto de control, y cualquier otra persona que se halle prƒxima se situar• en la parte posterior de la m•quina.

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-El servicio a las bater„as de los grupos motocompresores implica riesgos potenciales de quemaduras por el •cido sulf…rico, e incendios y/o explosiones, ya que se producen hidrƒgeno y ox„geno. El personal de servicio a las bater„as estar• provisto siempre de gafas de seguridad, guantes y ropa resistentes al •cido. Al manipular las bater„as se tomar•n todas las precauciones pertinentes. Cuando se cambie una bater„a, el terminal de tierra ser• el primero en desconectarse y el …ltimo en conectarse. Se verificar• frecuentemente el nivel de electrolito; en caso necesario a‚adir agua destilada, y hacerlo siempre antes de arrancar, nunca al parar el motor. Un nivel correcto supone menor volumen de gases en el interior de la bater„a. No estar• permitido el uso de llama para verificar el nivel de una bater„a; esta operaciƒn deber• realizarse con una l•mpara port•til. Durante la operaciƒn de carga de bater„as estar•n retirados los tapones de los vasos. los terminales del aparato de carga se aplicar•n y retirar•n con el interruptor de servicio apagado. No estar• permitido fumar cerca de las bater„as o cuando se trabaje con ellas. -Durante las reparaciones con la torre de perforar en posiciƒn abatida no se dejar•n sobre la misma herramientas, accesorios o piezas sueltas que pudieran provocar accidentes por ca„da al levantar la torre. -Ning…n operario subir• por la torre de perforar para realizar cualquier servicio. Caso de necesidad, el operario estar• provisto en todo momento de cinturƒn de seguridad anclado en la torre. -Se mantendr•n las manos, brazos y resto del cuerpo, as„ como la ropa de trabajo, alejados de cualquier parte de la perforadora o compresor en movimiento (cadenas, poleas, perforadora, etc.). -No se abrir• ning…n depƒsito o manguera de aire o aceite durante el funcionamiento del equipo, o si est•n presurizados. -Se verificar• el estado de las v•lvulas de seguridad con una periodicidad de al menos una vez semanalmente. Deben estar en condiciones perfectas de funcionamiento. -Se evitar• la reparaciƒn de aver„as en v•lvulas de seguridad de circuitos presurizados, sustituy€ndose por una completamente nueva. -En ning…n caso se sobrepasar• la presiƒn recomendada por los fabricantes para los circuitos o dispositivos presurizados. 49


-No se usar•n mangueras de aire con presiones superiores de 0,2 MPa para la limpieza de filtros, ropa de trabajo, polvo, etc. En caso necesario se usar•n gafas protectoras. -Cuando se derrame combustible, se limpiar•n todas las superficies impregnadas. -En el punto de repostado se dispondr• de extintores de incendio para fuegos tipo B (grasas, gasoli nas, disolventes, pinturas, etc.). -Se evitar• el llenado completo de los depƒsitos de combustible ya que su volumen es variable con la temperatura. -La

comprobaciƒn

del

nivel

de

l„quido

refrigerante

en

el

grupo

motocompresor se realizar• con el motor parado y temperatura ambiente del radiador. -Se evitar• el uso de aire comprimido para la limpieza de la vestimenta. -El repostado se realizar• con el motor parado y en •reas perfectamente ventiladas. -Se evitar• derramar combustible sobre superficies que se hallen a mayor temperatura que la ambiental. Las mangueras de suministro estar•n provistas del boquerel apropiado.

.-Protecciones Personales.

.- Uso obligatorio del casco homologado. .- Guantes de cuero. .- Mono de trabajo. .- Botas de seguridad. .- Gafas de protecciƒn. .- Protectores auditivos. .- Mascarillas anti polvo.

.-Protecciones Colectivas.

.- Se‚alizaciƒn de las diferentes zonas de trabajo.

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10.2.- Manejo de Explosivos. .- Normas Generales de Actuaciƒn.

Antes de enunciar las recomendaciones a seguir en las diferentes fases de ejecuciƒn de las voladuras, es preciso indicar que, salvo en las pegas submarinas, est• expresamente prohibido realizar la carga de los barrenos mientras se efect…a la perforaciƒn, ya que en tal caso, existen riesgos de detonaciƒn accidental del explosivo por contacto con los …tiles y equipos de perforaciƒn.


.- Iniciaciƒn accidental de los explosivos. .- Incendio y/o explosiƒn.


.- Medidas de seguridad a adoptar en el almacenamiento de los explosivos.

-Almacenar siempre los explosivos en polvorines que se ajusten a las caracter„sticas y requerimientos de las normas legales y reglamentos en vigencia. -Est• prohibido fumar durante la operaciƒn de repostado. -Guardar los explosivos en polvorines limpios, secos, bien ventilados, razonablemente frescos, solidamente construidos y resistentes al fuego. -Siempre utilizar o despachar los productos de mayor antigedad o, lo que es lo mismo, en el orden de entrada al polvor„n. -Almacenar los productos del mismo tipo y clase de tal manera que sea f•cil identificarlos. Esto simplificar• el recuento, la revisiƒn y control de antigedad de los explosivos. -Tener especial cuidado con cajas defectuosas o embalajes rotos. Deben ser colocadas por separado dentro del polvor„n. -Ubicar los polvorines en los lugares m•s aislados y estrat€gicos, respetando la normativa vigente en cuanto a distancias de seguridad. 51


-Consultar al fabricante cuando alguna sustancia l„quida de los explosivos deteriorados haya escurrido al piso del polvor„n. Eventualmente, limpiar el suelo con disolventes o soluciones y materiales apropiados. -Si se requiere iluminaciƒn artificial, emplear l•mparas de seguridad. -Si aparecen goteras en el techo o paredes del polvor„n proceder a su reparaciƒn de inmediato. -No abrir o re envasar cajas de explosivos dentro del polvor„n. -No dejar explosivo suelto o cajas de explosivo abiertas dentro del polvor„n. -No almacenar detonadores y otros accesorios de iniciaciƒn con explosivos en un mismo lugar o polvor„n. -No almacenar el cordƒn detonante junto con detonadores el€ctricos. -No guardar en el polvor„n ning…n metal que pueda producir chispas, ni herramientas hechas de tales metales. -No almacenar con los explosivos aceites, gasolinas o disolventes. -No fumar ni llevar fƒsforos o encendedores dentro del polvor„n. -No permitir la acumulaciƒn de hojas, hierbas, matorrales o basura dentro de un radio de 10 m alrededor del polvor„n. -Se‚alizar adecuadamente las instalaciones y los veh„culos destinados al almacenamiento y transporte de explosivos.

.- Medidas de seguridad a adoptar explosivos dentro de las explotaciones.

-Acatar rigurosamente las disposiciones establecidas por los Reglamentos vigentes. -Asegurarse de que todo veh„culo destinado a transportar explosivos re…ne las condiciones exigidas por el organismo competente. -Verificar el buen funcionamiento del veh„culo. -Impedir que la carga sobresalga y disponer de lonas para la cubriciƒn del explosivo en caso de lluvias. -Llevar en los veh„culos extintores de incendios, en lugares apropiados y de f•cil acceso, debiendo conocer obligatoriamente el chƒfer y ayudantes su uso. -Tener apagado el motor del veh„culo durante las operaciones de carga y descarga de explosivos. 52


-Verificar que la plataforma del veh„culo sea compacta sin huecos o fisuras. -Efectuar las operaciones de carga y descarga de explosivos durante las horas del d„a y nunca cuando haya tormentas el€ctricas, de arena o nieve. -Durante la carga y descarga de explosivos, sƒlo podr•n permanecer en las inmediaciones el personal autorizado para tal efecto, prohibi€ndose cualquier otra actividad en un radio de 50 m. -Nunca transportar conjuntamente con explosivos materiales met•licos, combustibles o corrosivos. -No permitir fumar en el veh„culo ni la presencia en €l de personas no autorizadas e innecesarias. -Prohibir abrir las cajas que contienen explosivos sobre las plataformas del veh„culo o en el •rea de descarga, si n antes haber terminado €sta. -No transportar los accesorios de voladuras conjuntamente con los explosivos. -El cordƒn detonante se considera incluido dentro de los explosivos i ndustriales. -Transportar los explosivos en sus envases y embalajes de origen o en …tiles preparados para tal fin. -Nombrar a una persona responsable del movimiento y expediciƒn de explosivos y accesorios. -En la descarga no golpear los explosivos, detonantes, mechas detonantes, etc. .- La descarga de explosivos y accesorios de voladura debe realizarse con cuidado para evitar golpes.

.-Protecciones Personales.

.- Uso obligatorio del casco homologado. .- Guantes de cuero. .- Mono de trabajo. .- Botas de seguridad. .- Gafas de protecciƒn. .- Protectores auditivos. .- Mascarillas anti polvo.

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.-Protecciones Colectivas.

.- Se‚alizaciƒn de las diferentes zonas de trabajo.

10.3.- Carga de los Barrenos con los Explosivos. .- Normas Generales de Actuaciƒn.

Antes de enunciar las recomendaciones a seguir en las diferentes fases de ejecuciƒn de las voladuras, es preciso indicar que, salvo en las pegas submarinas, est• expresamente prohibido realizar la carga de los barrenos mientras se efect…a la perforaciƒn, ya que en tal caso, existen riesgos de detonaciƒn accidental del explosivo por contacto con los …tiles y equipos de perforaciƒn.


.- Iniciaciƒn accidental de los explosivos. .- Incendio y/o explosiƒn.


.- Medidas de seguridad a adoptar durante la carga de los barrenos.

-A la entrada del relevo anunciar, al personal de operaciƒn de la realizaciƒn de voladuras ese d„a. -Impedir el acceso a la zona se‚alizada y proximidades al personal ajeno a las labores de manipulaciƒn de los explosivos. -Reducir al m•ximo el equipo de personal de carga, y nombrar a un responsable y un supervisor. -Se‚alizar correctamente la ubicaciƒn de todos los barrenos.

.- Medidas de seguridad a adoptar al preparar el cebo.

54


-Evitar que las personas dedicadas a la operaciƒn de carga, tengan expuesto parte de su cuerpo sobre el barreno que est• carg•ndose o est€n colocadas en la direcciƒn del mismo. -Fijar el extremo del cordƒn detonante a una estaca de madera o roca para impedir su ca„da dentro de los barrenos. -Impermeabilizar con cinta los extremos del cordƒn detonante en los barrenos con agua. -Comprobar la elevaciƒn de la carga de los explosivos a granel, y tomar las medidas pertinentes en caso de presencia de huecos o coqueras en los barrenos que han podido ser detectados durante la perforaciƒn o incluso durante la carga. -Comprobar el ascenso del explosivo durante la carga. -No dejar explosivos sobrantes dentro de la zona de trabajo durante y despu€s de la carga de los barrenos. -No cargar los barrenos con explosivos justo despu€s de terminar la perforaciƒn, sin antes cerciorarse de que est• limpio y no contiene piezas de metal o restos de accesorios calientes. -No deformar, maltratar o dejar caer el cebo dentro de los barrenos. Tampoco dejar caer sobre ellos cargas pesadas. -No dejar caer los cartuchos cebos dentro de los barrenos. -Nunca

recargar

barrenos

que

hayan

sido

cargados

y

disparados

anteriormente.

.- Medidas de seguridad a adoptar en el retacado.

-Confinar los explosivos en los barrenos por medio de arena, tierra, barro u otro material incombustible apropiado. -No utilizar atacadores met•licos de ninguna clase. -Emplear herramientas de madera u otros materiales adecuados, sin partes de metal, salvo los conectadores especiales de alg…n metal que no produzca chispas en los atacadores articulados. -Realizar el retacado sin violencia para no da‚ar a los accesorios de iniciaciƒn, cordƒn detonante, hilos de los detonadores, etc., ni permitir que se formen en ellos nudos o dobleces. 55


-No retacar directamente los cartuchos cebo. -No introducir piedras u otros objetos junto con el material de retacado. -Evitar la introducciƒn de piedras en el retacado. -En barrenos con agua verificar si se ha producido un descenso de los retacados antes de la conexiƒn de los circuitos, y proceder a corregir €stos.

.- Medidas de seguridad a adoptar al hacer voladuras el€ctricas.

-Mantener en cortocircuito los hilos de los detonadores el€ctricas o los de conducciƒn, y nunca conectar un detonador a otro hasta que est€ lista la voladura para el disparo. -Comprobar todos los detonadores el€ctricos, uno por uno o conectados en serie, utilizando sƒlo el galvanƒmetro especialmente dise‚ado para ese fin, en caso de hacerlo de forma individual colocarse en lugar seguro e introducir el detonador en un tubo protector.. -No lanzar los hilos al aire para desenredar la madeja del detonador ni crear esfuerzos de tensiƒn en los mismos. -No desenrollar los hilos ni hacer uso de los detonadores el€ctricos durante las tormentas o cerca de fuentes de carga de electricidad est•tica o corrientes extra‚as. -No hacer uso de detonadores el€ctricos ni desenrollar los hilos de €stos en las cercan„as de radiotransmisores, repetidores de televisiƒn, l„neas el€ctricas, etc., excepto a una distancia segura y cumpliendo la normativa vigente. -No tender ni colocar cables o l„neas el€ctricas cerca de los detonadores u otros explosivos hasta el momento mismo del disparo y para este fin exclusivamente. -Retirar todo el explosivo sobrante de la voladura antes de proceder a la colocaciƒn o conexionado de los detonadores por el personal autorizado. -Hincar una varilla de cobre en un lugar prƒximo a la voladura para la descarga de la electricidad est•tica que pueda portar el personal manipulador de los detonadores, antes de comenzar el conexionado. -Impedir el paso de maquinaria y tendido de cables de alimentaciƒn de €sta en las proximidades del •rea de disparo.

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Asegurarse, antes de hacer una conexiƒn el€ctrica, de que los extremos de los hilos est•n absolutamente limpios. Realizar la operaciƒn de conexionado lo m•s r•pidamente posible y de una vez, teniendo preparado con antelaciƒn todos los …tiles necesarios. -Una vez hecha la conexiƒn proteger los terminales de los cables dej•ndolos completamente aislados sin contacto con el terreno. -Las conexiones se dejar•n aisladas del terreno. -No usar en un mismo circuito detonadores el€ctricos de diferente sensibilidad. -Evitar la proximidad de las l„neas de tiro a otras l„neas de conducciƒn de energ„a el€ctrica, as„ como el contacto con elementos met•licos. -Sistema de iniciaciƒn recomendado cuando es necesario disparar voladuras en •reas muy prƒximas a l„neas el€ctricas. -Antes de la conexiƒn comprobar el aislamiento de la l„nea de tiro y de las uniones de los detonadores. Emplear en €stos …ltimos conectadores r•pidos si fuera necesario. -Realizar la comprobaciƒn del circuito desde un lugar seguro, con las mismas precauciones que para dar la pega. -No conectar la l„nea de tiro al explosor hasta el momento del disparo, y mantener €sta en cortocircuito. -No intentar disparar una voladura con un n…mero de detonadores superior al recomendado por el fabricante del explosor. -Revisar y comprobar periƒdicamente el explosor. -En caso de fallos de detonadores no intentar nunca desmontarlos o abrirlos.

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.- Medidas de seguridad a adoptar al disparar con mecha.

-Reducir al m•ximo las voladuras con mecha y el n…mero de barrenos en cada pega. -Manipular la mecha con cuidado y sin da‚ar la cubierta. -Prender la mecha con un encendedor apropiado para ese fin. -Utilizar tramos de mecha con longitudes superiores al metro y medio. -Conocer siempre el tiempo que tarda en arder la mecha y asegurarse de tener el tiempo suficiente para llegar a un lugar seguro despu€s de encenderla. Para tal fin puede emplearse una mecha testigo. -Cortar la mecha inmediatamente antes de insertarla en el detonador. Cortar tres o cuatro cent„metros de la punta para asegurar que el extremo est• seco. -Cortar la mecha a escuadra usando un cuchillo o navaja afilada y limpia e insertarla hasta tocar suavemente la carga del detonador, y una vez colocada evitar torcerla. -Utilizar el alicate especial de detonador o m•quina dise‚ada al efecto para fijar los detonadores a la mecha. -Cerciorarse que el detonador queda bien fijado a la mecha, para evitar que se desprenda o que se humedezca. -No encender la mecha sin antes cubrir el explosivo lo suficiente para impedir que las chispas puedan hacer contacto con el explosivo. -Nunca tener explosivos en la mano al encender la mecha. -Antes de regresar al tajo, contar el n…mero de barrenos explosionados y no regresar hasta que haya transcurrido media hora en caso de fallo de alguna carga.

.- Medidas de seguridad a adoptar antes y despu€s del disparo.

-Cerciorarse de que todos los explosivos excedentes se encuentran en un lugar seguro y que todas las personas y veh„culos est€n a una distancia segura o debidamente resguardados. -Impedir los accesos al •rea de las voladuras disponiendo del personal y medios adecuados. 58


-Controlar todos los accesos al •rea de voladura. -No disparar sin una se‚al de autorizaciƒn de la persona encargada y sin haber dado el aviso adecuado. -Disparar desde lugares seguros, campanas de protecciƒn, cazos de excavadoras. -No regresar al •rea de la voladura hasta que se hayan disipado los humos y los gases. -No investigar un eventual fallo de las voladuras demasiado pronto. -Cumplir los reglamentos y disposiciones establecidas para este fin, o en su defecto esperar un tiempo prudencial. -En caso de fallo, no perforar o manejar una carga de explosivo sin la direcciƒn de una persona competente y experimentada, que tenga autorizaciƒn para ello. -Organizar los trabajos de tal forma que el horario de voladuras coincida con el momento de menos personal presente, y procurar que se realice siempre a la misma hora.

.- Medidas de seguridad a adoptar con barrenos fallidos.

-Se‚alizar el lugar donde se encuentran los barrenos fallidos. -Eliminar los barrenos fallidos antes de reiniciar los trabajos de perforaciƒn en •reas prƒximas. -Si la pega ha sido el€ctrica y el circuito est• visible, comprobar la continuidad del mismo desde un •rea segura y disparar si es correcto, tomando medidas suplementarias frente a las posibles proyecciones. -En el caso de cebado con cordƒn, intentar retirar el material de retacado y colocar un cartucho cebo junto al explosivo para su destrucciƒn. -Retacar la pega con arena o material granular fino. -Si el explosivo no est• accesible, perforar un nuevo barreno a una distancia superior a 1 metros en los casos en que est• permitido por la reglamentaciƒn vigente. -Destinar a personal muy cualificado las labores de neutralizaciƒn y eliminaciƒn de explosivos no detonados.

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.- Medidas de seguridad a adoptar al taquear bolos.

-Observar si existen grietas visibles o fracturas en la superficie del bolo. -Colocar los bolos en lugares donde exista un efecto pantalla de la onda a€rea, por ejemplo al pie de un talud estable. -Emplear preferiblemente el m€todo de cargas dentro de barrenos, pues el sistema de parches de explosivo o cargas adosadas produce mayores niveles de ruido y onda a€rea.

11.- DESTRUCCI€N DE EXPLOSIVOS. MEDIDAS DE SEGURIDAD A ADOPTAR. .- Medidas de seguridad a adoptar en la destrucciƒn de explosivos.

-Siempre destruir o deshacerse de los explosivos de acuerdo con los m€todos aprobados: por combustiƒn, por explosiƒn y destrucciƒn qu„mica; guardando las distancias de seguridad prescritas. - En la destrucciƒn por explosiƒn se recomienda que €sta se haga confinada en un barreno, bajo arena fina o bajo agua, pues de llevarse a cabo al aire libre la onda a€rea y el ruido ser•n extremadamente elevados. La iniciaciƒn se har• el€ctricamente con cebos adecuados. -En la destrucciƒn por combustiƒn la cantidad de explosivo de cada montƒn no debe exceder de los 15 kg, en caso contrario se realizar• en varios emplazamientos. -Nunca deben quemarse los explosivos en sus cajas o bolsas de embalaje. Una vez extendidos sobre la superficie, si fuera necesario se rociar•n con gasoil para favorecer la combustiƒn. -Cuando se efect…en varias operaciones de combustiƒn, deber• utilizarse para cada una de ellas un emplazamiento diferente. -Para deshacerse del cordƒn detonante el mejor procedimiento consiste en extenderlo en trozos rectil„neos en un lecho de le‚a seca o paja, impregn•ndolo en gasolina o gasoil, como con los explosivos convencionales. Nunca se debe quemar en carretes. 60

APUNTES VOLADURAS Y EXPLOSIVOS-I

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