Explosivos GENERALIDADES Y DEFINICIONES. Características físicas de los explosivos. Explosivo: composición o mezcla de dos sustancias, una explosiva y otra noexplosiva. Son dos sustancias, una oxidante, y otra reductora. Cuando un cartucho explota los gases son aproximadamente 10.000 veces el volumen inicial del cartucho. Para que haga el meor e!ecto procuraremos que est" el cartucho lo m#s encerrado posi$le. Para hacer una voladura barrenaremos el terreno, a continuación llenamos el $arreno con explosivo, y el espacio que quede del $arreno sin rellenar se retaca, es decir, tapar el aguero lo meor posi$le, lo que permitir# una voladura mucho m#s e!ectiva. %n caso de no realizar este retacado, la voladura &pegar# $ocazo', es decir, los gases producidos en la reacción se escapar#n por la parte superior del aguero a$ierto, con lo cual perderemos mucha e!ectividad en la voladura.
4ases
etacado Sin retacar
Características geerales de los explosivos. (as caracter)sticas $#sicas de un explosivo y que nos van a ayudar a elegir el explosivo m#s idóneo para un !in determinado son las siguientes* 1.- %sta$ilidad qu)mica. +.- Sensi$ilidad. .- elocidad de detonación. .- Potencia explosiva. /.- densidad de encartuchado. .- esistencia al agua. 2.- 3umos.
1.- Estabilidad química.
%s la aptitud que el explosivo posee para mantenerse qu)micamente inalterado durante un cierto periodo de tiempo. %sta esta$ilidad con la que el explosivo parte de !#$rica se mantendr# sin alteraciones mientras las condiciones de almacenamiento sean adecuadas. %sto permitir)a al usuario tener un producto totalmente seguro y !ia$le para los tra$aos de voladura. (as p"rdidas de esta$ilidad en los explosivos se producen $ien por un almacenamiento excesivamente prolongado o $ien porque las condiciones del lugar no sean las adecuadas. Si los explosivos son polvurolentos con nitrato amónico se estropear#n perdiendo dinero pero no tendremos accidentes. (os explosivos con nitroglicerina si pierden su esta$ilidad qu)mica puede signi!icar que la nitroglicerina se ha descompuesto. %l cartucho suda o se o$servan manchas verdes en la envoltura. %n este caso el peligro es inminente y es imprescindi$le la destrucción de este explosivo.
2.- Sensibilidad. Se de!ine la sensi$ilidad de un explosivo como la mayor o menor !acilidad que tiene un explosivo para ser detonado. Se dice por lo tanto que un explosivo es muy sensible cuando detona sin di!icultades al detonador y a la onda explosiva que se produzca en sus cercan)as. 5n explosivo insensible es todo lo contrario. (os explosivos sensi$les aseguran pocos !allos en los $arrenos. (os insensi$les por lo contrario provocar#n m#s $arrenos !allidos. %n este sentido son meores los explosivos sensi$les. 6hora $ien, est#n m#s cercanos a producirse una explosión !ortuita que los explosivos insensi$les en los que la pro$a$ilidad
de
accidente es pr#cticamente nula. %n este sentido los insensi$les son m#s seguros que los sensi$les. %xiste otro concepto de sensi$ilidad de$ido a experimentos realizados en los la$oratorios, donde se realizan la sensi$ilidad al detonador, sensi$ilidad a la onda explosiva, sensi$ilidad al choque y sensi$ilidad al rozamiento. 7e estas las dos primeras son deseadas, mientras que las dos 8ltimas son sensi$ilidades indeseadas.
Sensibilidad al detonador. 9odos los explosivos industriales precisan para su iniciación como norma general de la detonación de otro explosivo de mayor potencia. %ste explosivo puede ir colocado dentro de un detonador, de un cordón detonante o de un multiplicador, seg8n el procedimiento que sigamos para la iniciación de la explosión. Si alg8n explosivo no !uera sensi$le al detonador, entonces los multiplicadores salvar)an esta pega,
aunque el ::; de los explosivos que actualmente se !a$rican son sensi$les al detonador.
Sensibilidad a la onda explosiva.
Se $asa en determinar la m#xima
distancia a que un cartucho cebado trasmite la detonación a otro cartucho receptor. Colocamos cartuchos en l)nea y am$os a continuación del otro, separados una determinada distancia d. Pero lo que sucede en realidad es que al cargar los $arrenos entre cartucho y cartucho pueden ha$er materias inertes que siempre di!icultan la propagación y a veces llegan a anularla. Por esta razón la norma indica que & la carga cuando se trate de explosivos encartuchados estará constituida por una fila de cartuchos en perfecto contacto unos con otros.' Cartucho cebado* Cartucho con detonador. <%s el cartucho madre=.
d d´
Sensibilidad al choque. (os di!erentes tipos de explosivos industriales pueden ser o no sensi$les al choque, lo cual no quiere decir otra cosa que en algunos explosivos se puede producir su iniciación por un !uerte impacto. (a !orma de determinar la sensi$ilidad al choque se hace mediante una maza que se coloca a una determinada altura con una masa de!inida, se mide la altura hasta que el explosivo explota.
Sensibilidad al roce. 6l igual que con la sensi$ilidad al choque existen algunos explosivos que son sensi$les al rozamiento. %s por esto que existe un ensayo normalizado que nos indica si un explosivo es sensi$le o no al rozamiento, y en caso de serlo en que grado lo es. %ste ensayo se realiza con una m#quina provista de un o$eto cuyo coe!iciente de rozamiento conocemos. (a sensi$ilidad se conoce pas#ndolo por la longitud de todo el explosivo cada vez con mayor intensidad hasta que el explosivo explote.
3.- Velocidad de detonación.
V
B
C Decha patrón v
D E Placa de plomo
> velocidad $uscada. v > elocidad de mecha.
t > ?C @ C%
> ?%
v
v
?C > ?% A C%
<1=
v
>
?C
. v
<+=
?C A C%
(a velocidad de detonación es la caracter)stica m#s importante del explosivo. Cuanto m#s grande sea la velocidad de detonación del explosivo, tanto mayor es su potencia. Se entiende por
detonación de un explosivo
a la trans!ormación casi
instant#nea de la materia sólida que lo compone en gases. %sta trans!ormación se hace a elevad)simas temperaturas con un gran desprendimiento de gases, casi 10.000 veces su volumen. Sea un cartucho de un determinado explosivo M del cual queremos hallar su velocidad de detonación V. Si le introducimos un detonador en el interior y a su vez le practicamos dos ori!icios B y C de los que salen una mecha patrón cuya velocidad de detonación es conocida, v, y colocamos una placa de plomo, como indica la !igura, tendremos lo siguiente. 6l explotar el detonador explota todo el cartucho, pero lo hace antes en ? que en C, Bpor qu". Porque est# m#s cerca del detonador. Por lo tanto las ondas no se encuentran en el punto medio D, sino en otro punto E
%l tiempo empleado en seguir un camino o el otro es el mismo, por lo tanto se cumple <1=, y operando llegamos a <+= que nos determina la velocidad de detonación de un explosivo. Para algunos tra$aos interesan explosivos lentos, de poca potencia. <%n canteras de roca ornamental=. Si queremos grandes producciones
4.- Potencia explosiva. (a potencia puede de!inirse como la capacidad de un explosivo para !ragmentar y proyectar la roca. 7epende por un lado de la composición del explosivo, pese a que siempre es posi$le meorar la potencia con una adecuada t"cnica de voladura. Para la medida de la potencia de un explosivo existen en el la$oratorio di!erentes t"cnicas de las cuales es la m#s empleada la del p"ndulo $al)stico. Por este procedimiento se mide la potencia de un explosivo en porcentae en relación con la goma pura, a la que se le asigna por convenio la potencia del 100 ;.
5.- ensidad de enca!tuc"ado. (a densidad de encartuchado es tam$i"n una caracter)stica importante de los explosivos, que depende en gran parte de la granulometr)a de los componentes sólidos, y tipo de materias primas empleadas en su !a$ricación. %l usuario en este caso nada tiene que hacer. 6l ser !undamental que los !ondos de los $arrenos est"n completamente llenos de explosivos, si estos tuvieran densidad menor de uno y los $arrenos tuvieran agua !)sica, los cartuchos !lotar)an siendo imposi$le la carga del $arreno. 5tilizar en este caso explosivos de densidad in!erior a uno ser)a un grav)simo error.
#.- $esistencia al a%ua. Se pueden di!erenciar tres conceptos* 1.- esistencia al contacto con el agua. +.- esistencia a la humedad. .- esistencia al agua $ao presión de la misma. Se entiende por resistencia al agua o resistencia al contacto con el agua a aquella caracter)stica por la cual un explosivo sin necesidad de envuelta especial mantiene sus propiedades de uso inaltera$les un tiempo mayor o menor, lo cual permite que sea utilizado en $arrenos con agua. Si un terreno contiene agua emplearemos gomas, riogeles, etc., cuyo comportamiento al agua es excelente. Eunca se de$en emplear explosivos polvurolentos <6n!os= en
contacto directo con el agua. 6hora $ien, si el agua la agotamos con la carga de !ondo, podremos emplear en la carga de columna explosivos polvurolentos. %n cualquier caso los explosivos polvurolentos se comportan muy $ien en $arrenos sumamente h8medos si el contacto con el agua no es mucho. %s aconsea$le en estos casos hacer la mitad de $arrenos para cargarlos r#pidamente y e!ectuar la pega.
Retacado Carga columna ((a%olita) Carga de fondo ()oma 2)
%n re!erencia al tercer punto, nos re!erimos no solo a que el explosivo soporte el contacto con el agua, sino que adem#s aguante altas presiones de$idas a las grandes pro!undidades. (os explosivos utilizados en este caso contienen como aditivos metales pesados, que les con!ieren caracter)sticas muy especiales, como es el caso de la goma 4 su$marina.
&.- 'umos. Se designa como humos al conunto de los productos resultantes de una explosión, entre los que se encuentran gases, vapor de agua, polvo en suspensión , etc. %stos humos contienen gases nocivos como el óxido de car$ono, vapores nitrosos, etc., y si $ien su presencia no tiene importancia en voladuras a cielo a$ierto, si la tiene en voladuras en minas su$terr#neas y so$re todo si se realizan en lugares con poca ventilación. %n este caso pueden ocasionar molestias e intoxicaciones muy graves a las personas que vayan a inspeccionar la voladura. Para los tra$aos su$terr#neos la composición del explosivo de$e tener una proporción su!iciente de F + capaz de asegurar la com$ustión completa.
Sesi!ilidad " di#$etro crítico. Sensibilidad: Puede de!inirse como la !acilidad relativa del mismo para detonar. %sto presenta una paradoa para los t"cnicos en explosivos, pues por un lado una elevada sensi$i lidad supone una clara ventaa de cara al !uncionamiento del explosivo, pero a su vez puede suponer una gran desventaa en cuanto al riesgo de detonar $ao cualquier est)mulo accidental. 6s) pues, vemos que existen dos conceptos distintos dentro del t"rmino gen"rico de sensi$ilidadG el primero relacionado con la mayor o menor !acilidad para que un explosivo detone cuando se desea, que
denominaremos sensibilidad deseada, mientras que el segundo se re!iere a la mayor o menor propensión a que un explosivo detone $ao cualquier est)mulo accidental, que denominaremos sensibilidad indeseada. %ste 8ltimo concepto, in"dito hasta ahora en ala tecnolog)a de los explosivos, puede cuanti!icarse en algunos casos como el m)nimo est)mulo accidental necesario para que se produzca una explosión. %n otras pala$ras, podemos a!irmar que una alta sensi$ilidad indeseada trae consigo una elevada suscepti$ilidad a la detonación accidental, mientras que una $aa sensi$ilidad indeseada equivale a una $aa propensión a la iniciación !ortuita, $ao el est)mulo de cualquier !uente de energ)a distinta de la normalmente empleada. Siempre existe un solapamiento entre am$as sensi$ilidades, por lo que en general una alta sensi$ilidad deseada implica una elevada sensi$ilidad indeseada y viceversa. %sta tendencia est# muy acentuada en los explosivos convencionales, en los que se parte de un producto altamente sensi$le a todo tipo de est)mulos, al que se le insensi$iliza con una serie de productos. %ntre los explosivos m#s com8nmente empleados, las dinamitas son los de mayor sensi$ilidad, por llevar en su composición nitroglicerina. 9odas ellas se inician !#cilmente con detonadores ordinarios y desde luego con cordón detonante de 1+ g r H ml. (os hidro!eles son mucho m#s insensi$les, no llevan nitroglicerina y requieren unos iniciadores m#s potentes, aunque tam$i"n todos detonan con detonadores ordinarios y cordones detonantes de 1+ gramos para arri$a. %stos explosivos evitan todo riego de explosión de$ido a roces violentos o grandes presiones, como por eemplo ser pisados por las orugas de un tractor o una excavadora.
Di"metro cr#tico: Cualquier explosivo en !orma cil)ndrica tiene un di#metro por de$ao del cual no se propaga la velocidad de detonación. Para explosivos nitrados, como el EF E3, puede alcanzar valores hasta de 10 pulgadas, pudiendo ser insigni!icante tanto para la pentrita como para el nitruro de plomo, que son los que se utilizan en los cordones detonantes y detonadores. %s necesario decir que en el di#metro cr)tico in!luye la densidad y el con!inamiento de los explosivos en los $arrenos.
%E&A '. CO&()S%I*N CO&+LE%A EN LAS REACCIONES E,+LOSI-AS.
Co$!sti/
co$pleta
e
las
reaccioes
explosivas. EF96. Cae siempre en examen, sobre todo los ejercicios. Eo es !#cil estudiar detalladamente la in!luencia del ox)geno en las caracter)sticas del explosivoG sin em$argo es necesario procurar que si se van a utilizar en miner)a su$terr#nea no se !orme el temido CF
3+F @ CF+ @ E+ @...........
Todo el conjunto del explosivo.
Otros gases sin importancia.
E$E%C&C&'S P%(C)&C'S. 1.- Calcular el coeficiente m de la nitroglicerina en una gelamonita preparada con nitrocelulosa, así como la composición centesimal de esta mezcla explosiva para que se verifique una combustión completa. Nitrocelulosa:
C! "# $% N%&' %1.
(m: 1))'.
Nitroglicerina:
C# "* $% N%&.
(m:+.
.- Calcular la composición centesimal de un explosivo compuesto por # moles de N $N" !& N%# para que se verifique una combustión completa.
N:
C " $N%&#.
N./:
N%# N"!.
#.- 0e dispone de dos explosivos: ceditta tetralita. Calcular el porcenta2e de cada uno de ellos para que en su mezcla se verifique una combustión completa.
Ceditta:
Cl % ! N"!.
etralita:
C " $N%&# N C"#.
(alace de oxígeo. Se usa para conocer el porcentae de ox)geno que le so$ra a un elemento, o el porcentae que le !alta de ox)geno.
1.- 3eterminar el balance de oxígeno de la tretalita, cua reacción explosiva es.
C " $N%#&! N C"# ----------- C% 4 1# C% 4 " % 4 ! " 4 * N
.- Calcular el balance de oxígeno de la nitroglicerina, cua reacción explosiva es:
C# "* $N%#& ----------- # C% 4 * 5 " % 4 # 5 N 4 1 5 ! %
#.- Calcular el balance de oxígeno de la pentrita, cua reacción explosiva es:
C# "* $N%#&# --------- # C% 4 * 5 " % 4 # 5 N 4 1 5 ! %
%E&A 0.1 E,+LOSI-OS CO&ERCIALES.
Geeralidades. 5na vez vistas las propiedades generales de los explosivos, ha llegado el momento de ver las distintas clases de explosivos que nos o!rece el mercado, para elegir el adecuado en cada aplicación. 7ividiremos los explosivos comerciales en dos grandes grupos.
%xplosivos con nitroglicerina.
%xplosivos sin nitroglicerina.
Explosivos con nit!o%lice!ina. Son sin duda los m#s potentes de los dos. %sta cualidad no es siempre la meor, ya que en ocasiones se pre!ieren explosivos menos potentes, con el !in de conseguir una granulometr)a grande. Son explosivos m#s delicados, necesitan meores condiciones de almacenamiento.
Explosivos sin nit!o%lice!ina. Son m#s seguros, algo m#s inesta$les y tam$i"n de una potencia aprecia$le, aunque menor.
Dia$itas. Se entiende como tales aquellas mezclas sensi$les al detonador entre cuyos ingredientes !igura la nitroglicerina. Su n8mero y clase es extremadamente variado seg8n pa)ses y marcas, variando tam$i"n sus componentes adicionales, siendo los principales componentes los siguientes*
Explosivo base* nitroglicerina.
Explosivos complementarios: trilita, nitro$enceno, etc.
ditivos !eneradores de ox#!eno: nitrato amónico, nitrato sódico, nitrato pot#sico, as) como cloratos y percloratos.
Sustancias que aumentan la potencia * aluminio, silicio y magnesio.
Clases de dinamitas.
1.- )*+,S. %st#n constituidas !undamentalmente por nitroglicerina
y nitrocelulosa,
pudiendo llevar en su composición los elementos anteriormente dichos. Sus principales ventaas son su consistencia pl#stica, una gran densidad, magn)!ico comportamiento al agua y una gran potencia, siendo la goma pura el m#s potente de los explosivos comerciales. %stos explosivos han sido sustituidos por las denominadas gomas especiales de$ido precisamente a su elevada sensi$ilidad unida a su alto precio.
2.- )*+,S ESPE,/ES. Incorporan como agente oxidante el nitrato amónico, que no siendo un explosivo $ase, contri$uye a la energ)a de la explosión, al mismo tiempo que act8a como oxidante, para o$tener un $alance de ox)geno adecuado. %sto permite o$tener un explosivo de potencia algo menor que las anteriores gomas, con menores proporciones en nitroglicerina. Ja no son tan excesivamente sensi$les y adem#s nos o!recen un menor costo por unidad de potencia. Conservan su plasticidad, tienen un comportamiento algo peor al agua, pero excelente de todas maneras, pero son los m#s adecuados para la mayor)a de los tra$aos que se presentan en la pr#ctica, pudi"ndose utilizar en $arrenos llenos de agua. Su aplicación !undamentalmente es como carga de !ondo de $arrenos de mediano y gran di#metro, y para la voladura de rocas de consistencia de dura a muy dura, utiliz#ndose como carga de columna nagolita. Para di#metros por de$ao de dos pulgadas suele utilizarse como carga 8nica del $arreno porque al ser + pulgadas el di#metro cr)tico de las nagolitas, su utilización es imposi$le.
Agete explosivo de !a2a desidad3 afo4 afo4 agolitas. Se conocen con el nom$re de explosivos polvurolentos, siendo conocidos en %spaKa como nagolitas. %mpezaron a emplearse en al d"cada de los setenta, llegando su consumo a ser el 2/; de los explosivos utilizados en le mundo. %s un explosivo con unas caracter)sticas individuales muy malas,
Características más i mportantes de los anfos. Se descu$rió so$re el 1:/0 despu"s de una desastrosa explosión que tuvo lugar en una !#$rica de nitrato amónico en %%.55. 6parte de otras consecuencias, este hecho centró la atención de los !a$ricantes en el potencial demostrado por el nitrato amónico, y a partir de los aKos 0 se empezó a utilizar con "xito el nitrato amónico sensi$ilizado con !uel-oil.
6s) surgieron los an!os, que por su potencia relativamente elevada, !acilidad de manipulación y so$re todo por su $ao precio, ganó con rapidez la supremac)a en la mayor)a de las canteras y minas a cielo a$ierto existentes. Características intrínsecas y extrínsecas. Se llaman intr)nsecas aquellas en las que el operario no puede actuar. (as m#s importantes son* 1. 9amaKo y tipo de grano. +. Contenido en !uel-oil. . Contenido de agua. . Sensi$ilidad. Lactores externos son aquellos en los que el usuario tiene mucho en que actuar. 1. 7ensidad de la carga. +. 7i#metro del $arreno. . Iniciadores.
Características Itrísecas. )M*' + )&P' DE ,%-'. 9ienen !orma de granos, parecidos a los granos de arroz, son porosos, rellenos de aire, ya que as) tienen una mayor velocidad de li$eración de la energ)a. (a porosidad óptima parece estar próxima a 0M02 cm ³
/gr
C'-)E-&D' E- /E01 '&0.
V 2m6s4
%quili$rio en ox)geno
000 /00 000 +/00
7 uel 1 'il 1 + /2N:
234
10 11
254
(a in!luencia del !uel-oil incorporado a la mezcla de nitrato amónico, en proporciones varia$les viene re!leada en la !igura. (a m#xima velocidad de detonación se alcanza para un contenido en !uel-oil de /M/ ;G igualmente para esta proporción se alcanza el equili$rio en ox)geno.
%n la zona <1=, al disminuir el porcentae en !uel-oil, signi!ica que aumenta el porcentae en nitrato, y como este es un dador de ox)geno, la zona <1= presenta un claro exceso en ox)geno. %n esta zona se ve que la velocidad de detonación disminuye muy r#pidamente, a la vez que el descenso en porcentae en !uel-oil. %n la zona <+=, donde ya la proporción en nitrato amónico es m#s pequeKa, hay un de!ecto de ox)geno, y si $ien la velocidad de detonación tam$i"n disminuye, lo hace de !orma m#s suave que en la zona <1=.
C'-)E-&D' DE ,/.
V /00 000 +/00 +000 +
N
10
7 en 85'
%n la !igura se muestra la in!luencia del agua so$re la velocidad de detonación de las nagolitas. %s de so$ra conocida la propiedad del nitrato amónico de ser muy hidroscópico
SE-S&B&0&DD. Se entiende por sensi$ilidad la mayor o menor !acilidad que tiene un explosivo para ser detonado. (os an!os son unos explosivos de detonación & no ideal ', es decir, son muy insensi$les, cualidad esta que es 8til para evitar accidentes, pero puede provocar el !allo en el $arreno. %n la mayor)a de los casos se usan como carga de columna, siendo la carga de !ondo las gomas, encarg#ndose estas de la correcta explosión de toda la carga. %n ocasiones la nagolita se puede utilizar sola en grandes di#metros de sondeo, mayores siempre de 2 pulgadas. %n este caso conviene aumentar l sensi$ilidad, consigui"ndose esto con el aumento de la densidad en el interior del $arreno, prensando la nagolita con la tacadera, con cuidado en pasarnos, ya que la
nagolita podr)a su!rir !allos, de$iendo procurar que la densidad no so$repase del 0M:/ A 0M: ;.
Factores exteros. DE-S&DD DE C%,.
=; /00
<; 000
; +/00
+000 0MN
0MN/
0M:
0M:/
1
!r 6 cm
9
(a !igura muestra la in!luencia de la densidad de carga so$re la velocidad de detonación. Se o$serva que el aumento de la velocidad de detonación es casi lineal con el aumento de la densidad. %n la !igura se muestran tres di#metros de sondeo siendo casi paralelas las tres curvas. (a densidad de carga de$e conseguirse en el proceso mismo de su colocación en el $arreno mediante t"cnicas que van desde el compactado hasta el llenado por cargadores especiales. 7e esta !orma podr)amos conseguir densidades incluso superiores a la unidad, pero en general la sensi$ilidad disminuye nota$lemente con densidades superiores a 0M:/.
D&(ME)%' DE C%,. 000
/00
000
+N00 /2N
Di"metro en pul!adas
%l e!ecto del di#metro de la carga so$re la velocidad de detonación en los an!os se aprecia en la !iguraG en ella se puede o$servar como crece la velocidad de detonación a medida que el di#metro de $arreno aumenta hasta cierto l)mite, <: A N pulgadas=, a partir del cual la velocidad de detonación permanece constante. %ste hecho ha llevado a la tendencia de utilizar cali$res de per!oración cada vez mayores, porque de esta manera aprovechamos meor las caracter)sticas de la nagolita, a la vez que se reducen los costos totales por metro c8$ico de roca arrancada. (as nagolitas se pueden usar de carga 8nica de $arreno para di#metros de entre 10 a 1+ pulgadas y en terrenos semiduros como m#ximo. Se sa$e que un di#metro próximo a las dos pulgadas es el di#metro cr)tico m#s $ao para lograr una autopropagación satis!actoria de los an!os, por lo tanto nunca se de$e usar este explosivo con di#metros in!eriores a las dos pulgadas. (o m#s normal es utilizarla como carga de columna utilizando como carga de !ondo explosivos muy potentes* gomas y riogeles. %n este caso con di#metros de pulgadas a mayores se pueden utilizar para rocas de semiduras a duras.
&-&C&C&>- DE 0S -,'0&)S. 7etonador
etacado
Cordón detonante
6n!o
Cartucho goma +
4oma +
Cebado axial.
6l estudiar la iniciación de un explosivo hay que tratar de conseguir de "l una velocidad de detonación lo m#s $arata posi$le para conseguir un mayor aprovechamiento de su potencia. %l iniciador de un $arreno cargado de an!o de$e proporcionar una energ)a su!iciente para provocar la detonación de todas sus part)culas, porque de no ser as) puede provocar de!ragación o detonaci?n parcial. %ste !enómeno se puede o$servar por la emisión de humo narana que es desprendido despu"s de la explosión. %stos gases son óxidos nitrosos provocados por*
1. Insu!iciencia de ce$ado. +. Presencia de agua en el $arreno. . Dala mezcla de E.6. y L.F.
7iversos estudios han demostrado que independientemente de que se consiga la potencia m)nima necesaria para iniciar el an!o, es imprescindi$le tam$i"n utilizar una cantidad m)nima de un explosivo muy potente. 9odos los par#metros vistos
6ctualmente se siguen investigando diversas sustancias metalizadas a $ase de aluminio, manganeso, etc., para aumentar sus caracter)sticas energ"ticas. 7e momento no se han o$tenido resultados concluyentes. Para $arrenos de 1+ pulgadas se han podido conseguir hasta velocidades de detonación de hasta /00, utilizando como m"todo de iniciación la iniciaci?n axial , que consiste en introducir por el ee del $arreno cordón detonante con cartuchos de goma +, hasta alcanzar 20 gramos de concentración de explosivo por metro lineal. (a iniciación conseguida es la meor de las posi$les, puesto que logran transmitir a todos los granos de nagolita una per!ecta iniciación.
0Po! qu es necesa!io acele!a! el ano a tan %!andes velocidades de detonación. (a teor)a de mec#nica de rocas indica que el explosivo m#s adecuado para !racturar una determinada roca es aquel que tiene una velocidad de detonación igual o parecida a la velocidad propia de transmisión de la roca. (a mayor)a de estas rocas, entre las que se encuentran los granitos, dioritas, $asaltos, cuarcitas, etc., tienen una velocidad de transmisión siempre superior a los 00 mHs. Si para su arranque utiliz#ramos nagolitas del orden de velocidad de detonación de 000 mHs, se o$tendr)a, a parte de una mala !ragmentación, un !rente de tra$ao totalmente irregular y por lo tanto muy inseguro puesto que la nagolita no tiene la velocidad de detonación su!iciente que garantice una potencia desarrollada capaz de producir $uenos e!ectos de !ragmentación en rocas tan duras y compactas. Podemos pues concluir que el an!o puede ser un explosivo, que con una iniciación e!icaz, puede proporcionar una serie de ventaas en su utilización, que de otro !orma le har)an muy poco 8til en aquellas rocas que por sus carac ter)sticas necesiten mayor potencia. %n %spaKa los an!os son conocidos con el nom$re comercial de nagolita, que es suministrada en sacos de /0 Og, o $ao petición, en cartuchos envueltos en pl#stico, siempre con cali$res, di#metros, superiores a /mm. (a aplicación m#s corriente de este explosivo es como carga total en rocas $landas y di#metros superiores a 2 pulgadas, y como carga de columna en rocas de semiduras a duras, utilizando en este caso como carga de !ondo un explosivo potente, como pueden ser las gomas o los hidrogeles.
%E&A 5. 6IDROGELES 7SL)RRIES8. Itrodcci/. Podemos de!inir los hidrogeles como composiciones explosivas !ormuladas en t"rminos de un sistema de oxidación A reducción. %st#n constituidas por una parte oxidante
+ricipales aplicacioes. Presi?n detonaci?n
8
-
)iempo (os hidrogeles nacieron para paliar los de!ectos que presenta$an las nagolitas, pero sin em$argo potencian al m#ximo el resto de sus cualidades. %n consecuencia vamos a analizar las ventaas de los hidrogeles respecto de los an!os. %n los $arrenos con agua no existe comparación posi$le, mientras que en los $arrenos secos es donde es necesario evaluar todos los !actores que in!luyen en el costo de toda la explotación antes de dar una respuesta. %n general, cuanto m#s seca y menos dura sea la roca, menos ventaas presentan los hidrogeles respecto de los an!os. 5n !actor importante que le presenta una ventaa a los hidrogeles es que por tener mayor potencia, es necesaria una menor per!oración. %n los an!os podemos
o$tener una velocidad m#xima de detonación de entre +000 y +/00 mHs, mientras que los hidrogeles alcanzan los 000 mHs. %l comportamiento de los explosivos en cuanto a presión de detonación est# representado en la !igura. %l pico inicial de alt)simas presiones generadas por los hidrogeles produce una compresión de la roca que rodea al $arreno los su!icientemente !uerte como para !racturar. %ste !enómeno se extiende solamente una distancia pequeKa alrededor del $arreno <+ x di#metro=. 7espu"s la presión disminuye r#pidamente de tal !orma que este repentino descenso de la compresión permite a la roca expandirse, y al ser tan r#pido el suceso, se so$repasa el l)mite de resistencia a la tracción de la roca, srcinando su rotura por tensión. Como la resistencia a la tracción es aproximadamente un cent"sima parte de su resistencia a la compresión, el !enómeno va prolong#ndose hasta que se produzca la rotura de la roca. %stos hechos tienen lugar antes de que se empiece a producir ning8n movimiento en la roca. Posteriormente se produce el movimiento de la masa de roca, dando lugar a una reducción del tamaKo de los !ragmentos por choques y ca)das de los !ragmentos. %n contraste, el an!o con una mayor generación de gas y una velocidad de detonación menor, produce una presión mucho m#s $aa y sin pico, pero que se mantiene durante m#s tiempo que en los hidrogeles. %n este caso la roca se rompe por este empue mantenido, que !ragmenta la roca aprovechando sus puntos m#s d"$iles, como pueden ser untas o !racturas naturales. 7e$ido a la escasa presión eercida por le an!o, las distancias a las caras li$res a las que se puedan romper !ormaciones duras, son muy pequeKas, y este hecho es a8n m#s pronunciado cuando las partes a volar est#n cerradasG es decir, sin super!icies li$res que permitan su desplazamiento, como sucede en las parte s $aas de los $anco s y en las !ilas posteriores de las voladuras. %sta es la razón por la cual los hidrogeles se usan pre!eri$lemente como carga de !ondo en aquellas !ormaciones en las que el an!o solo puede arrancar las partes m#s altas del $anco. Por otro lado los hidrogeles son capaces de !ragmentar !ormaciones rocosas en las circunstancias m#s di!)ciles, cuando no hay pr#cticamente salida, propiedad que los hace los apropiados como carga de !ondo para evitar repi"s.
Para poder e!ectuar una comparación o$etiva entre los hidrogeles y las nagolitas es necesario considerar todos los !actores determinantes del coste de una explotación* per!oración, carga y transporte, gastos de que$rantación y costes de mantenimiento. %s evidente que la razón m#s importante de la gran utilización de los an!os es la de ser la !uente de energ)a m#s $arataG no o$stante conviene tener en cuenta que el uso de los an!os lleva asociado gran cantidad de costes ocultos, como un exceso de
per!oración
Desventa@as m#s importantes* 1. Precio m#s elevado. +. Fperaciones de carga menos sencillas que en el caso de los an!os. . Si existieran grietas en los $arrenos, pueden ha$er p"rdidas de explosivo.
%E&A 9. ACCESORIOS DE -OLAD)RAS. RIEGOS EN S) &ANI+)LACI*N. A+LICACIONES. Geeralidades. 6 parte de la correcta elección de un explosivo, el "xito de una voladura est# !recuentemente condicionada al $uen uso de los elementos accesorios, que participan directamente en el proceso primario de la iniciación. 7entro de estos accesorios en la
t"cnica de voladura el"ctrica, sin duda el m#s importante es el detonador, tanto por los riesgos que pudiera entraKar su manipulación como , so$re todo, por la in!luencia so$re los resultados de la voladura y !ragmentación del escom$ro.
Detoadores el:ctricos. Descripci/.
9apón A cierre
In!lamador
aina met#lica
Pasta retardadora
Carga primaria
Carga secundaria
%st# constituido por una c#psula met#lica de co$re o aluminio, cerrada por un extremo y con un tapón en el lado opuesto, lo cual hace que el detonador sea estanco al agua. %n su interior lleva un explosivo $ase, uno primario, un in!lamador y una pasta de retardo. Cuando el detonador es de tiempo, tanto si es de retardo como de microrretardo, lleva incorporado entre el in!lamador y el explosivo un dispositivo denominado pasta de retardo , cuya longitud var)a seg8n el n8mero de detonadorG cuanto m#s alto sea el n8mero, m#s largo es el detonador <0 no tendr# pasta de retardo=. %l inAlamador constituye el dispositivo el"ctrico, y est# !ormado por dos electrodos cuyos extremos est#n unidos entre s) por un !ilamento met#lico cali$rado,
que se pondr# roo cuando sean atravesados por una intensidad de corriente su!iciente. (os hilos de alimentaci?n se enrollan en madeas seg8n su longitud, de tal !orma que se pueden extender sin que !ormen nudos. 6l atravesar una corriente act8a la p)ldora in!lamadora provocando la explosión del detonador, en el caso de que sea instant#nea, n8mero 0, o $ien el encendido de la pasta retardadora cuando el detonador es de tiempo.
Clasificaci/ de detoadores el:ctricos. Se clasi!ican en !unción de los siguientes criterios* 1.- Por su retardo en la detonaci?n. 1. 7etonadores de retardo de medio segundo. +. 7etonadores de microrretardo de +0 a 0 milisegundos. . 7etonadores instant#neos.
5.1 Por su sensibilidad elctrica. 1. 7. sensi$les S. +. 7. insensi$les I. . 7. altamente insensi$les 6.I.
.1 Por su aplicaci?n. 1. 7. s)smicos. +. 7. antigris8. . 7. $ao presión de agua.
etonado!es instantneos. Son detonadores sin pasta de retardo, reducidos al n8mero cero. Se aplican a cielo a$ierto en la primera l)nea de tiro, al lado del !rente li$re, y en taqueos secundarios. %n estos detonadores al incidir la p)ldora so$re la carga primaria, la explosión coincide en el instante de apretar el $otón del explosor.
. de !eta!do de medio se%undo. %stos hacen explosión con una determinada secuencia a intermedios regulares de medio segundo. Se di!erencian de los instant#neos en que est#n provistos de una pasta, que interpuesta entre la p)ldora del in!lamador y la cara primaria, produce el e!ecto de retardo.
Con este tipo de detonadores se consigue, al existir un intervalo de tiempo su!iciente entre un n8mero y el siguiente, que cada $arreno produzca el arranque de la parte de roca correspondiente, deando al $arreno consecutivo una super!icie li$re. (a roca empieza a agrietarse en las proximidades de un $arreno tan pronto como se produce la explosión, complet#ndose este agrietamiento en algunos milisegundos, pero siendo proyectada !uera de su lugar unos 100 milisegundos despu"s del disparo. 6unque este dato no es una constante a$soluta, sino que depende de la naturaleza de la roca, tipo de explosivo y sistema de cargaG podemos calcular en pizarras y calizas que es un valor de 100 milisegundos. %n %spaKa se !a$rican con una secuencia de encendido de 0M/ segundos, siendo este tiempo muy grande en voladuras a cielo a$ierto porque cuando se ha desprendido la roca, los $arrenos de la !ila de atr#s no han salido, pudiendo existir ro$os de carga, con el gran peligro que esto entraKa, primero porque pueden quedar $arrenos con el explosivo al descu$ierto y no salir, y segundo, de no existir ro$os de carga totales, la cara li$re que quedase es tan pequeKa que las proyecciones de la voladura son totalmente incontroladas, quedando un !rente de tra$ao totalmente irregular e inseguro, quedando estos detonadores !uera de uso en miner)a a cielo a$ierto.
etonado!es de mic!o!!eta!do.
V
3
3
3
5
5
5
%stos detonadores son de constitución an#loga a los de retardo con la di!erencia de que la pasta de retardación tiene una velocidad de com$ustión mucho mayor. %stos detonadores, que en realidad de$er)an llamarse de milirretardo teniendo en cuanta el
intervalo de tiempo entre dos detonadores distintos, <+0 A 0
milisegundos=, han constituido un gran avance en la t"cnica de arranque por
explosivos y su empleo es indispensa$le en cielo a$ierto y explotaciones su$terr#neas. Sus principales ventaas son* 1. Deor !ragmentación para la misma carg a explosiva, con la consiguiente reducción de consumo de explosivos en el taqueo. +. Denor riesgo de proyecciones al disminuir el peligro de que unos $arrenos sean desca$ezados por los anteriores. . Deor control en el nivel de vi$raciones.
%l meor grado de !ragmentación que se o$tiene con estos detonadores en comparación con los de retardo se explica de la !orma siguiente* si en el momento en que hace explosión un $arreno, la roca que va a ser a$atida por "l se halla en tensión como consecuencia de la explosión de un $arreno anterior, n8mero anterior, es evidente que el segundo $arreno producir# el m#ximo e!ecto de rotura, ya que la roca est# sometida al in!luo de tensiones que inician su agrietamiento disminuyendo su resistencia . Para aprovechar al m#ximo este e!ecto es preciso que le transcurso del tiempo entre am$os detonadores est" comprendido entre ciertos l)mites, que dependen del tipo de roca, estrati!icaciones, separación entre $arrenos, esquema de encendido y procedimiento de ce$ado. Por una parte este tiempo no de$e ser tan pequeKo como para que los disparos resulten instant#neos, so$re todo cuando pertenecen a dos !ilas di!erentes, y por otro lado no de$e ser tan grande como para que hayan desaparecido ya las tensiones internas y se haya desprendido la roca de la primera !ila de $arrenos. Con respecto al tiempo m)nimo entre dos disparos consecutivos, parece lógico que el segundo haga tiempo despu"s de que en el primero se halla ultimado en proceso de agrietamiento. 6unque existen discrepancias a la hora de de!inir el tiempo de retardo m#s conveniente entre dos n8meros consecutivos, puede decirse que este oscila entre 1/ y 0 milisegundos. Como estos detonadores tienen un tiempo de retardo de +0 milisegundos, est#n dentro de ese intervalo y por lo tanto cumplen con lo anteriormente dicho.
Sesi!ilidad el:ctrica. especto a la sensi$ilidad de los detonadores respecto a la corriente el"ctrica, se o$serva una marcada tendencia mundial hacia los detonadores m#s insensi$les tipo &
etc., los detonadores sensi$les se pueden utilizar, ya que el tiempo que se emplea en tirar la l)nea hasta llegar al sitio donde se va a colocar el artillero, es mucho mayor con detonadores 6. I e I, ya que el peso del carrete es in!initamente mayor, y la mina ha de estar parada durante el tiempo de conexión de la pega, por lo que la decisión de utilizar el tipo de detonador queda a $uen criterio del e!e de la mina.
Detonador
S & .&.
&mpulso de
&ntensidad de
&ntensidad de
encendido
corriente m#nima
corriente m"xima
0MN A 1 1A N
0MN
0M1N 0M/
1M/
1100 +/00 A
+/
Para signi!icar la importancia de la sensi$ilidad el"ctrica de cada tipo de detonador, vamos a determinar la posi$ilidad de detonación !ortuita de un detonador de cada tipo por el que circulase una intensidad de 1 6mperio. Para ello calcularemos el tiempo necesario para que se alcance el impulso de encendido seg8n especi!icaciones de cada detonador. 7etonador por el que pase 1 6.
S > I ². t
t > S H I
t > H 1 > ms t > 1 H 1 > 1 ms
<6.I= t > +/00 H 1 > +/00 ms
(a experiencia nos re!lea que para los detonadores I y 6. I no se producir)a una iniciación !ortuita de$ido a que el tiempo necesario para alcanzar el impulso de encendido es lo su!icientemente grande como para que se produzcan p"rdidas de calor tanto por conducción como por radiación, no produci"ndose la in!lamación de la cerilla del detonador.
Riesgos
de
iiciaci/
de
detoadores
el:ctricos por electricidad est#tica. (os !enómenos electrost#ticos descansan en procesos de contactoG por ello depende siempre de las super!icies, las cuales, de$ido a que constantemente se encuentran en mutación, hace muy di!)cil que se puedan reproducir, y se comprende
que sus e!ectos sean en la mayor parte de los casos inesperados. 7e aqu) que al a$ordar un estudio de esta naturaleza, y a pesar de que resulte seguro que no existe ninguna di!erencia esencial entre las leyes de la electricidad est#tica y las de la din#mica, y de las condiciones especiales de las descargas electrost#ticas, requieren de un cam$io de mentalidad mucho m#s importante de lo que parece a simple vista. amos a desarrollar algunas ideas !undamentales so$re el encendido involuntario de los detonadores el"ctricos de$ido a estas corrientes*
1 aso6 Encendido de un detonado! po! desca!%a de un cue!po ca!%ado. %ste caso se produce cuando uno de los terminales hace contacto con tierra 0. 7e todas maneras esta medida pierde su e!ectividad en el momento de conectar la pega. Para evitar este riesgo ha$r)a que reducir la sensi$ilidad el"ctrica del detonador, es decir, utilizar los de alta insensi$ilidad que requieren una energ)a de iniciación, como se ha visto, 1000 veces superior a los de los detonadores normales S.
3om$re 7i!erencia de potencial 9ierra
2 aso. niciación po! desca!%a elct!ica.
Por descarga entre el
!ilamento y el casquillo.
3om$re
%ste caso se puede presentar cuando un operario cargado electrost#ticamente al desenrollar la madea dea caer el detonador y este hace masa con tier ra. Si mantiene en las manos un terminal, se produce el mismo caso anterior.
(a manera de evitarlo es mantener cortocircuitados los terminales del detonador para que no haya ddp y no se produzca el accidente. Pero ocurre todo lo anteriormente dicho, por lo que se recomienda utilizar los detonadores 6. I.
3 aso. niciación o!tuita de los detonado!es po! p!oximidad de líneas de t!anspo!te de ene!%ía. Para detonadores S.
)ensi?n
Distancia m#nima
20 10 ++0 00
m +0 0 m 0 m 0 m
(as l)neas el"ctricas pueden inducir en los detonadores corrientes capaces de provocar la explosión de los mismos. (as distancias a las que pueden emplearse los detonadores el"ctricos dependen del voltae de la l)nea y de la sensi$ilidad del detonador. Para el caso de los detonadores sensi$les, las distancias m)nimas son las que se indican en la ta$la.
4 aso. niciación po! acción %alvnica. Se ha compro$ado que en algunas minas met#licas en las zonas de contacto de dos minerales distintos, e incluso mineral con est"ril, es posi$le que se produzcan e!ectos galv#nicos, capaces de provocar la explosión del detonador. Para evitar esto se tomar#n las medidas antes explicadas.
5 aso. Emiso!as de !adio. (as emisoras de radio hay que apagarlas para que no haya coincidencia de !recuencias de distintos usuarios, ya que pueden provocar la detonación.
# aso. 7o!menta con apa!ato elct!ico. 6nte la duda de que pueda aparecer una tormenta el"ctrica, no cargar los $arrenos, y si est#n cargados no poner los detonadores y dear la pega para otro d)a.
%edecias actales detoadores.
so!re
fa!ricaci/
de
Si se pudiesen iniciar los detonadores sin utilizar la energ)a el"ctrica, desaparec)an la mayor parte de los riesgos ya comentadosG por este motivo los !a$ricantes est#n tratando de encontrar otros sistemas en los que no intervenga la energ)a el"ctrica. %n Suecia se ha desarrollado otro detonador, el detonador nonel, cuyo o$etivo es permitir el ce$ado de los $arrenos sin utilizar l)neas el"ctricas. Son detonadores en los que la iniciación se produce a trav"s de una pasta explosiva aloada en el interior de un tu$o de pl#stico, con una velocidad de detonación de unos 1N00 mHs. Pueden adquirirse en la longitud del $arreno que se emplee en la voladura. (a seguridad de maneo de estos detonadores es muy alta as) como es muy sencilla su manipulación, lo que hace que al margen de su elevado costo, constituye una nota$le ventaa. %l desarrollo de este detonador, a parte de no estar plenamente desarrollado, puesto que se admiten !allos del 1 ;, no pudiendo competir con el precio con los detonadores el"ctricos.
+ eg a
el:ctrica.
Aparatos
de
iiciaci/
"
cotrol de las voladras.
´
B´ B
9res son los posi$les sistemas para el encendido de los detonadores el"ctricos*
1.- Po! conexión a una !ed de ene!%ía elct!ica. Eo es aconsea$le el uso de la corriente alterna para el disparo de pegas el"ctricas de$ido al car#cter sinusoidal de la corriente da la posi$ilidad de que la conexión se produzca en el momento en que la onda de intensidad pase por un cero, pudiendo dar lugar a !allos por di!erencia de sensi$ilidades de los detonadores.
%ste sistema solamente es aconsea$le en aquellos casos de voladuras de un tan elevado n8mero de detonadores como para que la capacidad de los explosores convencionales resulte insu!iciente. %n cualquier caso el voltae de la l)nea de$er# calcularse con un /0 ; de exceso so$re el teórico necesario para poder alcanzar la intensidad de tiro deseada. Caso de no disponer en la red de la energ)a de voltae deseado, ser# necesario el uso de trans!ormadores intermedios. Por otro lado, el empleo de unos voltaes muy elevados puede traer como consecuencia la per!oración de las l)neas de tiro que producir)an !allos en la voladura. Por todo lo expuestos y porque se trata de un m"todo caro, si se o$servan todas las normas de seguridad, para evitar riesgos de electrocución, es un sistema de uso muy poco !recuente.
2.- Empleo de bate!ías de acumulado!es. CC. (a $aa capacidad de encendido, as) como la di!icultad que presentan su maneo, son delicadas y pesadas, son desventaas tan grandes !rente a los explosores convencionales, que hoy en d)a puede decirse que no tienen ninguna utilidad.
3.- Empleo de exploso!es. %s el sistema m#s usado por la autonom)a, ligereza y seguridad que presentan respecto a los otros dos m"todos.
3.1 Explosores de dinamo. (os explosores de dinamo son generadores el"ctricos donde el giro del inducido se consigue mediante un engranae de cremallera - piKón, o lo que es m#s com8n, mediante manivela. Para evitar !allos estos explosores llevan incorporado un dispositivo especial de tal !orma que la conexión se produce en el instante en que el rotor ha alcanzado la velocidad de giro su!iciente para mantener la !.e.m. en los $ornes del aparato.
5.1 Explosores de condensador. Son los m#s utilizados actualmente, y constan de una manivela encargada de cargar el condensador, que en condiciones normales est# en cortocircuito, mediante cualquier sistema
al oprimirle y accionar la manivela,
el
condensador se carga, y una vez que alcanza la tensión nominal, si se contin8a accionando la manivela so$repasando la carga l)mite, esta se desprender# de su exceso de carga a trav"s de un dispositivo destinado a tal e!ecto. 7isponen de unos indicadores, normalmente analógicos, que cuando nos indica que ha alcanzado su m#xima carga el explosor, est# listo para el disparo.
Si por cualquier motivo se deara de oprimir el $otón, autom#ticamente el explosor se descarga, puesto que a$re el circuito de descarga entre las placas del condensador.
Circito
el:ctrico.
C o e x i o e s
de
los
detoadores. (os detonadores el"ctricos que inician una voladura se conectan entre s) !ormando un circuito, que se une a la !uente de energ)a
serie paralelo. (as conexiones detonador A detonador o detonador l)nea, de$en ser hechas procurando que siempre est"n aisladas del suelo, so$re todo si estos son h8medos, porque de lo contrario podr)an producirse derivaciones que comprometieran el "xito de la voladura, aconse#ndose por ello el uso de conectadores, que proporcionan un e!icaz aislamiento y son muy $aratos. (as voladuras
1.- onexión en se!ie. Cada detonador se conecta al anterior y al siguiente por los dos terminalesG los extremos li$res del primer y 8ltimo detonador de la serie se conectan a la l)nea de tiro. %s importante que la l)nea de tiro permanezca cortocircuitada por el otro extremo hasta el momento de realizar ala compro$ación del circuito. (a resistencia total teórica, que de$er)a coincidir con la real, medida en el ohmómetro es*
% t F % l G -. % p G 5. m . -. H´ HI= 7ónde* t > resistencia total de la pega. l > resistencia de la l)nea de tiro. E > n8mero de detonadores. p > resistencia del detonador. m > metrae de los hilos del detonador. 0M 0/> resistencia por metro lineal de co$re de 0M mm de di#metro.
2.- onexión en pa!alelo. 6s) como la conexión en serie se caracteriza$a por una elevada resistencia el"ctrica, en paralelo la resistencia del circuito es muy pequeKa y la intensidad de corriente es muy alta. %sta conexión apenas es utilizada salvo en casos de muy pocos detonadores y en lugares donde por sus caracter)sticas especiales es previsi$le que se den derivaciones y sea di!)cil garantizar un per!ecto aislamiento en las conexiones. %n estos casos, la pequeKa resistencia el"ctrica !rente a las altas resistencias de la conexión anterior aseguran el "xito de la pega. (a resistencia total viene dada por*
%tF%lG%d67etonador
t > resistencia total. l > resistencia de la l)nea de tiro. d > resistencia de cada detonador. E > n8mero de detonadores.
Circuito 1 Circuito +
3.- onexión se!ie 8 pa!alelo. %n este sistema procuraremos emplear el menor n8mero de detonadores posi$le, as) como el menor n8mero de series posi$le.
% t F 3 6 %3 G 3 6 %5 G 3 6 % G ...... G 3 6 %n
1.- 6ueremos una voladura de )) detonadores. 7a resistencia de cada uno es de # 8 * omios, disponemos de un explosor capaz para *) detonadores.
.- 9legir el explosor adecuado para el disparo de una voladura de !) barrenos con detonadores / en made2as de !m. 0e supone una ; 7 de * omios. 9xamen.
#.- Calcular la resistencia en los bornes / < = de una voladura de !)) barrenos, si disponemos de un explosor con una capacidad de resistencia de !'
omios, sabiendo que la resistencia de cada detonador es de # omios. 3ibu2ar el esquema de conexión de la voladura.
!.- Calcular la resistencia en bornes /8 =8 en una voladura de )) barrenos si disponemos de un explosor para #) omios, siendo la resistencia de cada detonador # omios, sabiendo que la resistencia de la línea de tiro son * omios.
;. C
V3
etacado
J Carga de columna
/ So$reper!oración
Carga de !ondo
For$las para el c#lclo de voladras. (as !órmulas las dea en el examen.
Piedra m#xima en metros Piedra pr#ctica en metros %rror per!oración de %spaciamentopr#cticoenmetros So$reper!oración en metros (ongitud del $arreno en metros 6ltura de $anco en metros
m#x 1 L %1 5 3 Q R$ Rp Rtot
Carga espec)!ica en Og H m ³
q
Concentracióndelacargade!ondoenOgHm 6ltura de la carga de !ondo en metros 6ltura de la carga de columna en metros etacado metros en
R$O h$ hp ho
Per!oración espec)!ica m H m³. Detros per!orados
$
6nchura de la pega en metros
?
V m"x F <= x d
/ F H´ x V max 8 F J G / G H´ H= 2 J G / 4 V3 F V max E3 F 3´ 5= x V3 Kb F d 6 3HHH d F mm hb F 3´ x V max Kb F hb x Kb Kp F hp x Kp Kp F H´ = x 'b hp F 8 2 hb G ho 4 ho F V3 Ce F ilo!ramos totales 6 m
volados
-oladras. 1.- Calcular la siguiente voladura: /ncura de banco:
> ? 1m
/ncura de la pega:
= ? )m
3i@metro perforadora:
d ? ! mm
Calcular la carga específica q la perforación específica b.
.- Calcular la voladura de las siguientes características:
3i@metro de perforación: /ncuradepega: /ltura de banco:
d ? +* mm. =?!*m. > ? 1) m.
A Carga específica perforación específica B.
#.- Calcular el costo de una voladura sabiendo que : 1. =ocas de perforación se cambian cada #) metros. (recio de una boca ? !* ))) pesetas. . Carro de perforación tiene una velocidad perforando de ) m por minuto un consumo de *) litros de gas oil a la ora. (recio del gas oil ? *) pesetas. #. 9l ilogramo de nagolita cuesta D) pesetas. 9l ilogramo de riogel cuesta 1') pesetas.
!. Con la voladura queremos obtener !) ))) m ³ de roca volada. A Cu@nto cuesta la voladura B.
!.- Calcular el costo total de una voladura de las siguientes características.
3i@metro de perforación:
+* mm.
7ongitud de las barras:
#m.
/lturadebanco:
'm.
/ncuradelapega
118*m.
;oca total volada 1.+!) m³ de roca volada, sabiendo que: 1. Ena boca se gasta cada #)m. (recio de cada boca ? *).))) pesetas.
. 7as barras de perforación de cambian cada ) m. (rec io de una bar ra 1)).))) pesetas. #. Felocidad de perforación efectiva: #) metros lineales a la ora. !. iempo necesario para desplazarse el carro entre barrenos: ! minutos. *. iempo necesario para cambiar la boca de perforación: # minutos. . (recio del equipo de perforación: 1.))) pesetas ora. +. (recio de un ilogramo de N/G%: 1)) pesetas. '. (recio de un ilogramo de goma-: !)) pesetas.
*.- Calcular una voladura de las siguientes características:
3i@metro de perforación: /lturadebanco:
d ? *) mm. >?)m.
.- Calcular el coste total de una voladura.
/lturadebanco:
>?+m.
3i@metro de perforación.
d ? +* mm.
/ncura de pega:
= ? #8 +* m.
(ara obtener un total de D.#+18* m³, sabiendo que:
1. Cada 18* or as de perforación se cambia una boca. Cada boca cuesta +*.))) pesetas. . Cada barra se cambia a los #) met ros. Coste por barra: ').))) pesetas. #. 9l carro de perforación gasta D) l 5 . (recio litro gas oil : +) pesetas. !. iempo de desplazamiento del carro entre barrenos: * minutos. *. Felocidad de perforación del carro: + m 5 . . Coste del perforista: !.))) pesetas ora. +. >ilogramo riogel: #)) pesetas. '. >ilogramo nagolita: 1)) pesetas.
