CAP.. II INGENIE CAP INGENIERÍA RÍA DE EXPLOSIVOS EXPLOSIVOS Perforación Perfora ción y Voladura Voladura - UPN Ing. Minas Ing. Armando H. Bohorquez Huara
OBJETIVOS Y ALCANCES • • •
En la pre presen sente te ses sesión ión se sin sintet tetiza iza el con conjun junto to de con conoci ocimie miento ntoss y apl aplicac icacion iones es practicas en el campo de la ingeniería de explosivos y la ciencia de los altos explosivos. Esta diseñado diseñado para quienes quienes deseen deseen aplicar aplicar la ingeniería ingeniería de explosivos explosivos a problemas prácticos de diseño de la operación minera unitaria de voladura de rocas, tanto para minería (subterránea y superficial), ingeniería civil y prospección sísmica. Para Par a ent entend ender er en for forma ma integral integral la pre presen sente te sesión, sesión, se req requie uiere re de un modesto modesto cono co noci cimi mien ento to de ca calc lcul ulo o in inte tegr gral al,, al alge gebr bra a liline neal al,, fí físi sico co qu quím ímic ica, a, si sist stem emas as e informática, investigación de operaciones; así como cierta preparación en minería, geo mecánica y mecánica de rocas, etc.
CONTENIDO 2.1. Introducción a la Ingeniería de Explosivos 2.2. Definición de una mezcla explosiva comercial (MEC) 2.3. Factores que influyen en el resultado de una voladura 2.4. Desarrollo histórico de las mezclas explosivas comerciales 2.5. Mezclas explosivas comerciales mas usadas en minería a nivel mundial 2.5.1. Polvora Negra 2.5.2. Dinamitas 2.5.2.1. Dinamitas puras 2.5.2.2. Dinamitas Gelatinosas 2.5.2.3. Dinamitas Amoniacales 2.5.2.4. Dinamitas Gelatinosas Amoniacales 2.5.3. SLURRIES 2.5.4. EMULSIONES 2.5.5. AN/FOS Pesados 2.5.6. ANFO
INTRODUCCIÓN • • •
El explosivo esta presente en la vida del minero. En la minería se usa para romper, destruir o debilitar materiales de gran dureza, normalmente rocas. Un explosivo es una mezcla de productos, unos combustibles y otros oxidantes, que iniciados debidamente dan lugar a una reacción muy rápida y a una gran producción de calor (reacción explosiva).
EXPLOSIVOS COMERCIALES COMPONENTES PRINCIPALES TIPO
OXIDANTES
COMBUSTIBLES
SENSIBILIZADOR
DINAMITAS
Solidos Nitrato de amonio y otras sales
Sólidos Materiales absorbentes, pulpa de madera, celulosa
Líquido Nitroglicerina y otros
ANFO Y OTROS NITROCARBONITRATOS GRANULARES
Sólidos Nitrato de amonio granulados
Sólido – líquido Petróleo diesel, carbón y otros aceites
Aire Poros vacíos de aire en los prills de nitrato de amonio
HIDROGELES SLURRY ( dispersión de aceite en agua)
Sólido – líquido Nitrato de amonio y otras sales (soluciones salinas)
Sólido – líquido Petróleo, aluminio, sensibilizantes orgânicos, gomas
Sólido – líquido Nitrato de monometil amina, mononitrato de etileno glicol, aluminio en polvo y otros gasificantes
EMULSIONES (dispersión de agua en aceite)
Líquido Soluciones de nitrato de amonio y otras sales
Líquido Petróleo, aceites, emulsificantes, parafinas
Gasificantes Aire contenido en microesferas de vidrio y otros gasificantes
PRINCIPALES DISCIPLINAS QUE DEBEN SER APLICADAS PARA OBTENER UNA VOLADURA OPTIMA COMO RESULTADO DE UNA VOLADURA DE ROCAS
INGENIERIA DE EXPLOSIVOS
INGENIERIA DE ROCAS
INGENIERIA DE DISEÑO
EVALUACION DE RESULTADOS
Geología estructural, Mecánica de rocas, Geo mecánica
Labores subterráneas y Superficiales Sistemas de sostenimiento I.O., Ing. de Sistemas, etc.
Diagrama conceptual N° 2, muestra la concepción de la minería convencional
MINERAL IN-SITU
DIAGRAMA CONCEPTUAL N°3 , Muestra como la variable aleatoria FRAGMENTACION interrelaciona A todas la operaciones de un complejo minero – metalúrgico como la variable aleatoria FRAGMENTACION inter-relaciona a todas las operaciones de un Complejo Minero – Metalúrgico
PERFORACION
FRAGMENTACION
VOLADURA
FRAGMENTACION
CARGUIO Y ACARREO
TRANSPORTE
CHANCADORA PRIMARIA
FRAGMENTACION
CONVEYOR
TRANSPORTE
CHANCADORA SECUNDARIA
FRAGMENTACION
MOLIENDA
FRAGMENTACION
Siguientes etapas del procesamiento de minerales Siguientes etapas del Procesamiento de minerales
Ing. Minera (Subterrán ea y superficial) Prospecció n Sísmica
Ing. Civil (Túnel, carreteras, presas, demolicion es, etc.)
ING. DE EXPLOSIVOS
Soldar y Moldear metales (incompati bles)
Ing. Agrícola (Remover troncos) Otros
MEZCLAS EXPLOSIVAS COMERCIALES MEC
¿QUÉ SON LOS EXPLOSIVOS?
Los explosivos comerciales no son otra cosa que una mezcla de sustancias, unas combustibles y otras oxidantes, que iniciadas debidamente, dan lugar a una reacción exotérmica muy rápida que genera una serie de productos gaseosos a alta temperatura, químicamente mas estables, y que ocupan un mayor volumen.
De acuerdo con los criterios de la mecánica de rotura, en el cual las presiones generadas por explosivos confinados dentro de taladros perforados en la roca, originan una zona de alta concentración de energía que produce dos efectos dinámicos: Fragmentación
se refiere al tamaño de los fragmentos producidos, a su distribución y porcentajes por tamaños
Desplazamiento
se refiere al movimiento de la masa de roca triturada
¿POR QUÉ ES IMPORTANTE UNA ADECUADA FRAGMENTACIÓN? • Es importante para facilitar la remoción y transporte del material volado. • Está en relación directa con el uso al que se destinará este material, lo que calificará a la “mejor” fragmentación. • Por ejemplo: en minería se prefiere fragmentación menuda, que facilita los procesos posteriores de conminución en las plantas metalúrgicas. • El desplazamiento y la forma de acumulación del material volado se proyecta de la manera más conveniente para el paleo o acarreo, de acuerdo al tipo y dimensiones de las palas y vehículos disponibles.
PLANIFICACIÓN DE LA VOLADURA Teniendo en cuenta los diversos criterios que involucra un trabajo de voladura, como
El propósito o uso final del lugar a exc avar o el del mat erial a ob tener el vo lum en a ser exc avado , El grado de fragm entación prom edio requerido, Si la ro ca exc avad a se qu edaráin si tu o serátrans po rtada a otr o lugar, El tipo y la dim ensión del equip o de rem oc ión y acarreo dis po nib le, La p ro xim id ad a in stalac io nes im po rtant es qu e pu edan ser afectadas por vibraciones o pro yeccio nes, A de m ás de ot ro s,
Es pues necesaria una planificación cuidadosa de la voladura considerando todos los detalles que puedan influir en sus resultados.
EXISTE UNA SERIE DE FACTORES O VARIABLES QUE INTERVIENEN DIRECTA O INDIRECTAMENTE EN LA VOLADURA DE ROCAS, QUE SON MUTUAMENTE DEPENDIENTES O QUE ESTÁN RELACIONADOS UNO U OTRO CONTROLABLES
NO CONTROLABLES
por ejemplo, las variables de diseño, de perforación o del explosivo a emplear
que no podemos modificar la geología o las características características de la roca.
PARÁMETROS NO CONTROLABLES PROPIEDADE DESS FISIC ICAS AS
PROPIEDADE DESS ELASTICAS O DE RESISTENCIA DINAMICA DE LAS ROCAS
CONDICIONES GEOLOGICAS
a) Dureza
a) Frecuencia sísmica o a) Estructuras velocidad d propagación de las ondas ondas sísmicas sísmicas y de sonido
b) Tenacidad
b) Resistencia Mecánica
b) Grado de fisuramiento
c) Densidad
c) Fricción Interna
c) Pr Presencia de agua
d)Textura
d) Modulo de Young
e) Porosidad
e) Radio de Poisson
f) Variabilidad
f) Impedancia
g) Grado de Alteración
PARÁMETROS CONTROLABLES PARAMETROS DEL EXPLOSIVO
A. PROPIEDADES FISICO – FISICO – QUIMICAS QUIMICAS a) Densidad b) Velocidad de detonación detonación c) Transmisión o simpatía d) Resistencia al agua e) Energía del explosivo f) Sensibilidad a la iniciación g) Volumen normal normal de gases h) Presión del taladro i) Categoría de humos
CONDICIONES DE LA CARGA
A. DIAMETRO DE LA CARGA B. GEOMETR GEOMETRIA IA DE LA CARGA C. GRADO DE ACOPLAMIENTO D. GRADO DE CONFINAMIENTO E. DENSIDAD DEL CARGUIO F. DISTRIBUCION DE CARGA EN EL TALADRO G. TIPO Y UBICAC UBICACIÓN IÓN DEL CEBO H. DISTRIBUCION DE ENERGIA EN cal/t DE ROCA I. INTERV INTERVALOS ALOS DE INICIACION DE LAS CARGAS. J. VARIABLES DE PERFORACION
CONDICIONES GENERALES PARA EL TRABAJO EFICIENTE DE LOS EXPLOSIVOS a. Deben contar con cara libre para facilitar la salida del material fragmentado. b. Deben estar confinadas, para aumentar su densidad de carga (atacado con vara de madera en subsuelo, compactación con aire comprimido en carguío a granel en subterráneo y por gravedad en superficie). Sellado del taladro con taco inerte. c. Deben ser cuidadosamente cebados. d. Deben ser disparados manteniendo una secuencia ordenada de salidas (temporización). e. El espaciamiento entre taladros debe ser el adecuado para permitir la interacción de las grietas radiales entre ellos; de lo contrario habrá mala fragmentación, incluso hasta pueden soplarse sin efecto rompedor.
CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA VOLADURA VOLADURAS SUBTERRANEAS
a. Comprenden: túneles viales e hidráulicos, excavaciones para hidroeléctricas y de almacenamiento, galerías y desarrollos de explotación minera, piques, chimeneas, rampas y tajeos de producción. b. Se emplea dinamitas y emulsiones encartuchadas de diferentes grados de fuerza y resistencia al agua, con agentes de voladura granulares, secos como ANFO y Examon cargados neumáticamente y eventualmente emulsiones puras sensibles a granel, cargadas por bombeo.
CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA VOLADURA VOLADURAS SUPERFICIALES
a. Comprenden: apertura de carreteras, canales, canteras d material para la construcción, cimentaciones, demoliciones y minas a tajo abierto, b. En los tajos abiertos tienen empleo mayoritario de ANFO a granel, ANFO Pesado, Slurries emulsiones (en cartuchos de lámina plástica PVC hasta 8” de diámetro (203 mm) y a granel en carguío mecanizado en taladros de 127 mm (5”) hasta 304 mm (12”) de diámetro.
EVALUACION DE LA VOLADURA Una voladura se evalúa por los resultados obtenidos. Para calificarla se consideran los siguientes aspectos:
vo lum en de m aterial m ovid o,
avance del disp aro,
Nivel del pis o,
El gr ado de fragm entac ión,
La so br ero tu ra (ov er br eak) y la so b re ro tu ra hac ia atrás (bac k br eak)
El des plazam iento y acu m ulac ión del m aterial vo lado ,
La falta de des plazam iento ,
La dis persión de fragm entos a distan cia,
Cos to tot al de la vo ladu ra.
HISTORIA DE LAS MEC La sustancia mas antigua utilizada como explosivo es la pólvo ra negra que consiste en una mezcla formada por:
75 % de nit rato de po tasio ,
10 % d e c arb ón y
15 % d e azu fr e.
Esta sustancia fue presumiblemente desarrollada por los chinos y en un comienzo era utilizada exclusivamente en exhibiciones pirotécnicas relacionadas con sus celebraciones.
HISTORIA DE LAS MEC • •
•
Es probable que la pólvora se introdujera en Europa procedente del Oriente Próximo; La primera referencia detallada del proceso de fabricación de este explosivo en Europa data del siglo XII en escritos del monje Roger Bacon. Hacia el siglo XIV gracias al monje alemán Berthold Schwarz, este producto fue utilizado en actividades militares.
• Europa fue el lugar donde este material s e utilizo p o r p r i m e r a v ez c o n fines ben é fic o s en la s áreas de la construcc ión y la m in ería .
HISTORIA DE LAS MEC •
•
Un posterior desarrollo substituye el nitrato de potasio por clorato de potasio, y luego por nitrato de sodio, estos cambio resultaron en un explosivo mucho mas potente. La pólvora puede fabricarse solamente con carbón y azufre, pero como es un explosivo combustible necesita oxıgeno, por lo que para estallar en un barreno necesita una tercera substancia (clorato de potasio, Nitrato de sodio o el nitrato de potasio) que con el calor se descomponga desprendiendo oxıgeno.
HISTORIA DE LAS MEC • •
descubierta hacia el año 1840 por el químico italiano Ascani Sobrero. Este explosivo (compuesto de glicerol, ́a cido nítrico y sulfúrico) resulto ser muy potente pero a la vez muy sensible a la presión y temperatura, lo que lo hace muy peligroso. La
n i t ro g l ic er i n a fue
HISTORIA DE LAS MEC •
Unos años después de este descubrimiento, el químico Sueco Alfred Nobel resolvió el problema de sensibilidad de la nitroglicerina al mezclar esta con una substancia inerte que puede ser una tierra dictomacea, a esta nueva sustancia se le llama dinamita nitroglicerina
HISTORIA DE LAS MEC •
•
Durante los últimos 60 años el Nitrato d e A m o n i o ha desempeñado un papel cada vez mas importante en los explosivos. Se uso primeramente como ingrediente de la dinamita y, hace aproximadamente un cuarto de siglo, comenzó a emplearse en una sencilla y económica mezcla con el Diésel que ha constituido una revolución en la industria de los explosivos y que, hoy día, cubre aproximadamente el 80 % de las necesidades de los explosivos (Favela, 2001).
HISTORIA DE LAS MEC • •
En los últimos 20 años se han desarrollado explosivos de geles de agua con base de nitrato de amonio. Estos explosivos contienen sensibilizadores, tales como los nitratos de amina, el TNT y el aluminio, así como agentes de gelificacion y otros materiales, con el fin de alcanzar un grado de sensibilidad deseado.
DINAMITAS
¿QUÉ ES Y DE QUE ESTA COMPUESTO LA DINAMITA?
Son altos explosivos compuestos de:
OXIDANTES Solidos Nitrato de amonio y otras sales
COMBUSTIBLES Sólidos Materiales absorbentes, pulpa de madera, celulosa
SENSIBILIZADOR Líquido Nitroglicerina Nitrocelulosa y otros
el porcentaje de nitroglicerina-nitrocelulosa se estima entre 30 y 35% correspondiendo el resto a los oxidantes y demás aditivos.
Con menores porcentajes las dinamitas resultan menos plásticas y menos resistentes al agua, denominándose semigelatinas y pulverulentas.
denominadas gelatinas explosivas por su consistencia plástica, de fácil uso y manipulación
¿Qué pasa con las dinamitas con mayor contenido de nitroglicerina y aditivos ? Proporcionan alto poder rompedor y buena resistencia al agua, siendo típicamente “
fragmentadoras” o “trituradoras”.
En el otro extremo quedan las de menor contenido de nitroglicerina y mayor proporción de nitratos, por lo que tienen menor efecto brisante, pero mayor volumen y expansión de gases mostrando mayor capacidad “empujadora o volteadora” .
Normalmente su capacidad de resistencia al agua disminuye proporcionalmente al menor contenido de nitroglicerina.
VENTAJAS • • • • • •
• • • •
Sensibles al fulminante Nº 6, 8 y otros iniciadores como el cordón detonante, directamente. Potencias elevadas, gran efecto triturador. Altas densidades, de 1,05 hasta 1,5 g/cm3. Elevadas velocidades de detonación, entre 3 500 y 6 000 m/s. Gran resistencia al agua y estabilidad química. Insustituible en casos de trabajo en condiciones de alta presión hidrostática, en condiciones donde el efecto canal es muy crítico, donde se desea una propagación de taladro a taladro por simpatía, para trabajos en condiciones de temperaturas extremadamente bajas y otras más donde los demás explosivos no garantizan respuesta adecuada o eficiente. Larga vida útil en almacenaje adecuado (shelf life: más de un año). Muy raras fallas por insensibilidad a la iniciación. Muy buena capacidad de transmisión de la detonación (simpatía) para carguío espaciado. Adaptables a casi toda condición de voladura existente y gran facilidad de carguío aun en taladros de condiciones difíciles como los de sobre cabeza.
DESVENTAJAS: • •
Su sensibilidad a estímulos subsónicos con riesgo de reacción al impacto o calor extremo y otros. Cefalea transitoria al inhalar su aroma o vapores (por la acción vaso dilatadora de la nitroglicerina, aunque sin efectos tóxicos).
USO Y COMERCIALIZACIÓN DE LAS DINAMITAS
EMPLEO
• •
Pequeños diámetros de taladro, En subterráneo, túneles, minas, canteras y obras viales.
COMERCIALIZACION
• • • •
En cartuchos de papel parafinado, Con diámetros desde 22 mm (7/8”) hasta 75 mm (3”) y Longitudes de 180 mm (7”), 200 mm (8”) y 340 mm (12”), Embalados en cajas de cartón de 25 kg.
CLASIFICACIÓN DE LAS DINAMITAS
Gelatinas
Semigelatinas
Pulverulentas
• Con densidades de
• Con densidades de
• Con densidades de
1,3 a 1,5 g/cm3 y velocidades de 5000 a 6500 m/s, de consistencia plástica, elevado poder triturador para rocas duras y gran resistencia al agua para trabajos
1,08 a 1,2 g/cm3 y velocidades de 3500 a 4500 m/s, de consistencia granular a pulverulenta, adecuada para rocas semiduras y húmedas
1,02 a 1,05 g/cm3 y velocidades de 3400 a 3600 m/s, de consistencia granular fina, adecuada para rocas semiduras y húmedas.
Especiales • Para
voladuras controladas (exsacorte) y para sísmica (Geodit)
LA PRODUCCIÓN DE EXSA S.A., CUBRE ESTOS CUATRO GRUPOS, COMPRENDIENDO A LA FECHA LOS SIGUIENTES PRODUCTOS: GELATINAS • Gelatina Especial 75 y 75 BN; Gelatina Especial 90 y 90 BN; Gelignita y Gelatina Explosiva (con
densidades de 1,3 a 1,5 g/cm3 y velocidades de 5 000 a 6 500 m/s) de consistencia plástica, elevado poder triturador para rocas duras y gran resistencia al agua para trabajos subacuáticos.
SEMIGELATINAS • Semexsa 45, Semexsa 60, Semexsa 65 y Semexsa 80 (con densidades de 1,08 a 1,2 g/cm3 y
velocidades de 3 500 a 4 500 m/s), de consistencia granular o pulverulenta, adecuada para rocas semiduras y húmedas.
SEMIGELATINAS Exadit 45, Exadit 60 y Exadit 65 con densidades de 1,00 a 1,05 g/cm3 y velocidades de 3 400 a 3 600 m/s), de consistencia granular fina, adecuada para rocas friables, blandas, en taladros secos.
DINAMITAS ESPECIALES • Exsacorte para voladura controlada y • Geodit para sísmica.
RECORDANDO ALGUNAS CARCTERISTICAS DE LAS DINAMITAS •
• • •
Las gelig ni tas y gelati nas tienen alta
capacidad de trituración y resistencia al agua, empleándose en rocas duras y en condiciones difíciles. Las sem igelatinas son ampliamente usadas en rocas de condiciones intermedias; L as p u lv er u len tas en rocas relativamente suaves y secas; y trabajos L as es pec iales en determinados como el precorte y en exploración para prospección sismográfica de hidrocarburos.
La textura de las dinamitas varía según su tipo: • Las gelatinas son homogéneas, de grano fino, relativamente ligosas al tacto, plásticas y moldeables. • Las semigelatinas y más aún las son menos pulverulentas homogéneas en su granulometría, menos plásticas, incluso al tacto se desgranan, no se adhieren a la mano como las gelatinas.
Todas son susceptibles a la humedad ambiental, por lo que en almacenaje se deben mantener en sus bolsas plásticas selladas.
COMPONENTES PRINCIPALES DE LA DINAMITA
OXIDANTES
COMBUSTIBLES
SENSIBILIZADOR
Sólidos Nitrato de amonio y otras sales
Sólidos Materiales absorbentes, pulpa de madera, celulosa
Líquido Nitroglicerina y otros
ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE LA DINAMITA
DINAMITA CON MAYOR CONTENIDO DE NITROGLICERINA Y ADITIVOS
DINAMITA CON MENOR CONTENIDO DE NITROGLICERINA Y MAYOR PROPORCION DE NITRATOS
• Proporcionan alto poder rompedor y buena resistencia al agua, siendo típicamente fragmentadoras o “trituradoras”.
• Por lo tanto tienen menor efecto brizante, pero mayor volumen y expansión de gases mostrando mayor capacidad “empujadora” o “volteadora”.
VENTAJAS DE LAS DINAMITAS •
Sensibles al fulminante N 6 y 8 y a otros detonadores co mo el cordon deton ante, directam ente.
• • • • • • • • •
Potencias elevadas, gran efecto triturad or. Altas densid ades, de 1,05 hasta 1,5 g/cm 3 . Elevadas veloc idades de deton ación, entre 3,500 y 6000 m /s. Gran resist enci a al agu a y estab ilid ad qu ím ica. Larga vida útil en almacenaje adecuado . Muy raras fallas por insensibilidad a la iniciación. Muy bu ena capacid ad de transm isión de la deton ación (sim patía) Ad aptables a casi toda cond ición de voladura existente Gran facilid ad de carg uío aun en taladros d e co nd icio nes dif íciles co m o los de sob re cabeza
DESVENTAJAS DE LAS DINAMITAS • •
Su sensibilidad a estímulos subsónicos con riesgo de reacción al impacto o calor extremo y otros. Dolores de cabeza transitoria al inhalar su aroma o vapores (por la acción vaso dilatadora de la nitroglicerina aunque sin efectos tóxicos).
DONDE SE UTILIZAN LAS DINAMITAS • Se
em p l ea p r ef er en t em e n te en p eq u eñ o s d iám et ro s d e tala d ro s , en s u b t er r án e a , t ún e les , minas, can teras y ob ras viales .
•
Son cartuc ho s de papel parafinado co n diám etr os d esd e des de 22 m m ”) hast a 75 mm (3 ”) y longitudes (7/8 ”), 200 m m (8 ”) y 34 0 d e 180 m m (7 m m (12 ”)
HIDROGELES
¿QUÉ SON LOS HIDROGELES? Son agentes explosivos constituidos:
• • • • • •
Por soluciones acuosas saturadas de NA, El nitrato de sodio y/o el de calcio, Los combustibles , Sensibilizantes, Agentes espesantes y Gelatinizantes
HISTORIA DE LOS HIDROGELES •
•
• •
A finales de la década de los 50, cuando Cook y Farnam consiguieron los primeros ensayos positivos con una mezcla de 65 % de NA, 20 % de Al y 15 % de agua. Empezaron a utilizar como sensibilizantes el TNT, y así comenzó en Canadá la fabricación comercial bajo patente, extendiéndose después a Estados Unidos. Posteriormente se realizaron las primeras experiencias con hidrogeles sensibilizados con aluminio.
Entonces ¿que pasaba con el aluminio?
•
Este metal planteaba serios problemas de empleo, pues reaccionaba con el agua a temperatura ambiente desprendiendo hidrogeno.
•
Para evitar este fenómeno se pasó a proteger las partículas de aluminio con productos hidrófugos .
•
HISTORIA DE LOS HIDROGELES En 1969 la Dupont desarrollo unos nuevos hidrogeles que se caracterizaban por:
•
No contener los compuestos explosivos tradicionales, ni metales particulados como sensibilizantes fundamentales,
sino incorporaban como:
•
combustibles sustancias orgánicas como las derivadas de las aminas, parafinas, azucares, etc.
HIDROGELES
•
El aluminio aumenta proporcionalmente la sensibilidad de los hidrogeles
•
El almidón sirve para espesar las mezclas.
•
En ocasiones se añaden compuestos capaces de formar enlaces cruzados que producen la gelatinización de los hidrogeles.
HIDROGELES •
El porcentaje de AGUA utilizado no es suficiente para disolver todos los nitratos, cierta cantidad de estos se añaden en estado sólido formando parte de la fase dispersa.
•
Para modificar LA DENSIDAD se puede proceder a la gasificación química, generalmente con nitrito de sodio, o a la adición de productos de baja densidad, microesferas de vidrio, etc.
COMO SE REALIZA LA MEZCLA DE LOS COMPONENTES DE LOS HIDROGELES La mezcla de todos estos componentes se realiza de forma:
• •
continua o discontinua
Con:
•
mezcladoras dotadas de agitación
Y que pueden estar instaladas en
• •
Plantas fijas o Sobre camiones.
CARACTERÍSTICAS DE LOS HIDROGELES • •
Poseen una seguridad muy alta tanto en su fabricación como en su manipulación. Presentan una aptitud a la detonación muy buena que hacen que algunos hidrogeles puedan emplearse en calibres muy pequeños e iniciarse con detonadores convencionales.
EMULSIONES
DESCRIPCION DE LAS EMULSIONES Las emulsiones son del tipo agua en aceite, en que: • la fase interna es una solución de sales oxidantes que se dispersan como gotas microscópicas en la fase extern a (liquido combustible). • La emulsión así formada se estabiliza mediante un compuesto emulsificante, • Para sensibilizar a la emulsión se utilizan microesferas de vidrio o resinas, • Además se adiciona nitrato de alta porosidad. • A su vez, el agente para controlar la densidad puede ser burbujas de aire ultra finas, generadas por reacciones de gasificación química o arrastre mecánico.
FIG. 11.14.-ESQUEMA DE PRODUCCIÓN DE EMULSIONES Fase acuosa
Fase combustible
Emulsificantes
A granel
Encartuchados
Micro esferas, Aluminio Prills
Camión
MEZCLADOR Mezclador
Carga a granel directa Agentes gasificantes
Emulsión base EMULSION BASE Micro esferas, Aluminio Prills
Homogenizadorr
Bombeado a granel En frio
Bomba Contenedor
Encartuchado ENCARTUCHADO
Barreno Bomba
Enfriado ENFRIADO Empaquetado EMPAQUETADO
Barreno
FORMA DE CARGAR UN TALADRO CON EMULSION
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS EMULSIONES
VENTAJAS
DESVENTAJAS
Menor precio, ya que en su fabricación no se precisa el uso de gomas y féculas de alto coste.
Son los condiciones estrictas,
Excelente resistencia al agua.
La alterabilidad temperaturas,
La contaminación durante la carga si se utiliza a granel,
El tiempo de almacenamiento y
Los períodos transporte.
Posibilidad de conseguir productos con densidades entre 1 y 1,45 g/cm 3. Elevadas velocidades de detonación, 4.000 a 5.000 m/s, con poco efecto del diámetro de encartuchado. Gran seguridad manipulación.
de
fabricación
y
Posibilidad de mecanizar la carga y preparar mezclas con ANFO.
derivados de de preparación por
las
prolongados
unas muy bajas
de
FAMESA: TIPOS Y USOS EMULNOR® 3000.- Para la voladura EMULNOR® 1000.Para la voladura rocas intermedias a duras. delarocas suaves ade intermedias. EMULNOR® 500.- Para voladura de rocas muy suaves.
EMULNOR® 3000.- Para la voladura de rocas intermedias a duras.
¿QUÉ ES EL ANFO PESADO? • •
El ANFO Pesado es una mezcla de emulsión base con ANFO. El ANFO presenta unos huecos intersticiales que pueden ser ocupados por un explosivo líquido como la emulsión que actúa como una matriz energética.
VENTAJAS DEL ANFO PESADO • • • •
Mayor energía Mejores características de sensibilidad Gran resistencia al agua Posibilidad de efectuar cargas con variación de energía a lo largo del barreno.
FABRICACION DEL ANFO PESADO • •
La fabricación es relativamente fácil, pues la matriz emulsión puede ser preparada en una planta fija y transportada en un camión cisterna hasta un depósito de almacenamiento o ser bombeada a un camión mezclador. Con estos camiones pueden prepararse in-situ las mezclas de emulsión con nitrato amónico y gas-oil en las proporciones adecuadas a las condiciones de trabajo. Fig. 11.16.
