CALCULO DEL BALANCE DE OXIGENO PARA ANFO NORMAL Y ANFO FABRICADO CON USO (3%) DE ACEITES LUBRICANTES RESIDUALES (ALR). Los cálculos termodinámicos para un Anfo Normal (Nitrato de Amonio(94%) + Petróleo(6%)), y para un Anfo con aceites lubricantes residuales o ALR, (Nitrato de Amonio + Petróleo(3%) + ALR(3%)), se realizaron con el programa computacional que tiene Enaex para este propósito y son los que se muestran en página siguiente. Al respecto, y por ser de especial interés se analiza en particular lo que dice relación con el “Balance de Oxígeno”, tanto de cada uno de los ingredientes como asimismo de cada tipo de Anfo (con y sin uso de ALR). NOTA IMPORTANTE: ¡ Básicamente este análisis apunta solo al Anfo, dado que la matriz (emulsión) es la misma tanto para Anfos normales o regulares como asimismo, para los Blendex ¡ Básicamente dependiendo de su signo (+ ó -), el “Balance de Oxígeno” identifica si un ingrediente o compuesto es capaz de aportar o bien de consumir oxígeno en una reacción química. En particular, para un compuesto dado después de establecer la ecuación de equilibrio que rige su descomposición, el cálculo del “Balance de Oxígeno” se realiza haciendo el cuociente entre el número de moles de oxígeno y el número de moles del compuesto, el cual se multiplicará se multiplicará a su vez por el cuociente de los respectivos pesos moleculares. Su signo (+ ó -), dependerá si en(para) su descomposición aporta (+) o consume oxígeno (-). NITRATO DE AMONIO. aporta oxígeno)
NH4 NO3
4 H2 O + 2 N2 + O2 (Oxidante,
B.O. = + (# Moles de O2 / # Moles de NH4NO3) x (P.M. O2 / P.M. NH4NO3), B.O. = + (1 / 2) x (32 / 80,1) = + 0.20 PETROLEO.
2 CH2 + 3 O2
2 CO2 + 2 H2O (Reductor, consume oxígeno)
B.O. = - (# Moles de O2 / # Moles de CH2) x ( P.M. O2 / P.M. CH2), B.O. = - (3 / 2) x (32 / 14) = - 3.43
ACEITE DE MOTOR. C25H52 + 38 O2 consume oxígeno)
25 CO 2 + 26 H2O (Reductor,
B.O. = - (# Moles de O2 / # Moles de C25H52) x (P.M. O2 / P.M. C25H52), B.O. = - (38 / 1) x (32 / 352) = -3.46 ¡ Muy similar al petróleo ¡ Observaciones: i ) Importancia del “Balance de Oxígeno”: Dependiendo de la magnitud de su valor y signo entonces, la cantidad y el tipo de gases que se generarán como producto de su combustión. Así, si su valor es negativo (-) se generará monóxido de carbono (CO) y, si es positivo se generarán gases nitrosos (NOx). ii ) Balance de oxígeno en agentes de tronadura del tipo mezcla: Atendiendo a que los gases nitrosos (NOx) representan un riesgo mayor que el monóxido de carbono (CO) para la salud de los trabajadores, es entonces que por razones de seguridad los agentes de voladura en general y particularmente los del tipo Anfo, se diseñan con un “Balance de Oxígeno” ligeramente menor a cero con el objeto de minimizar la probabilidad de ocurrencia de gases nitrosos (NOx), lo cual puede ser ocasionado por la acción de agentes externos como por ejemplo la humedad excesiva del terreno o formaciones rocosas lo cual produce un corrimiento del “Balance de Oxígeno” hacia el lado positivo. ANFO FABRICADO SOLO CON PETROLEO. ( NH4NO3 + CH2 ). B.O. = 94 % x (+ 0.20) + 6 % x (-3.43) = - 1,78 % ANFO FABRICADO CON PETROLEO Y ACEITE MOTOR. ( NH4NO3 + CH2 + C25H52 ). B.O. = 94 % x (+ 0.20) + 3 % x (-3.43) + 3 % x (-3.46) = - 1,87 %
CALCULO DE PROPIEDADES TERMODINAMICAS DEPARTAMENTO DE INVESTIGACION, DESARROLLO Y CONTROL DE CALIDAD ENTRADA DE DATOS Fecha de Cálculo : 26/ 11/ 01 NOMBRE ANFO NORMAL FORMULA VALOR INGREDIENTE %1 NITRATO DE AMONIO 94,00 PETROLEO (D. Nº2) 6,00
NOMBRE FORMULA
RESULTADOS Costo US$/ Tonelada 0,000 DATO TOTAL B.O. (%) DENSIDAD(g/ cc) (*) VELOCIDAD (m/ s) (**) G. ATOM./ Kg Explosivo CARBONO HIDROGENO NITROGENO OXIGENO AZUFRE KCAL (C.Reacción) PRODUCTOS (Moles/ Kg Explosivo) H2O CO2 (gas) CO (gas) NO2 (gas) N2 (gas) SO2 (gas) Na2O (sólido) NaCl (sólido) CaO (sólido) AL2O3 (sólido) C (sólido) OTROS
ANFO ALR VALOR INGREDIENTE %2 NITRATO DE AMONIO 94,00 PETROLEO (D. Nº2) 3,00 ACEITE RECICLADO (ALR) 3,00 RESULTADOS Costo US$/ Tonelada 0,000
VALOR
DATO
100,00 -2,02 0,75 3768,00
TOTAL B.O. (%) DENSIDAD(g/ cc) (*) VELOCIDAD (m/s) (**) G. ATOM./ Kg Explosivo CARBONO HIDROGENO NITROGENO OXIGENO AZUFRE KCAL (C.Reacción)
4,23 55,42 23,50 35,25 0,00 1050,48
27,71 3,31 0,92 0,00 11,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Moles de Gases 43,69 M.Gases Tot.(+H2O) 43,69 Vol. de Gases 1050,31 Vol.Gas Tot.(+H2O) 1050,31 Moles totales. 71,40 QKP (Kcal/ Kg) 886,73 QKV (Kcal/ Kg) 912,18 Q sólidos(Kcal/ Kg) 0,00 Q gases (Kcal/Kg) 912,18 EQ.Anfo (Peso) 1,00 EQ.Anfo (Volumen) 0,96 Temperatura (° K) 2732,55 Presión Det.(KBar) 26,62 (*): Densidad pour (**): 6" no confinado e iniciado con APD 450
VALOR
PRODUCTOS (Moles/ Kg Explosivo) H2O CO2 (gas) CO (gas) NO2 (gas) N2 (gas) SO2 (gas) Na2O (sólido) NaCl (sólido) CaO (sólido) AL2O3 (sólido) C (sólido) OTROS
Moles de Gases M. Gases Tot.(+H2O) Vol. de Gases Vol. Gas Tot. (+H2O) Moles totales. QKP (Kcal/ Kg) QKV (Kcal/ Kg) Q sólidos (Kcal/ Kg) Q gases (Kcal/ Kg) EQ.Anfo (Peso) EQ.Anfo (Volumen) Temperatura (° K) Presión Det. (KBar)
100,00 -1,99 0,75 3668,00 4,25 55,64 23,50 35,25 0,00 1050,48
27,82 3,19 1,06 0,00 11,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 43,81 43,81 1053,35 1053,35 71,63 885,02 910,54 0,00 910,54 1,00 0,96 2720,15 25,23
Nota: Las diferencias menores observadas para el “Balance de Oxígeno, B.O”, calculadas manualmente respecto de aquellas calculadas con uso de computador, tienen su básicamente en la modalidad de cálculo usada por este último (Método de los Granátomos), y los redondeos o aproximaciones de cifras asociados al mismo.
