Emulsiones Explosivas

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ...........................................................

EMULSIONES EXPLOSIVAS

EDICION 1

REVISO H. MUÑOZ

FIRMA

FECHA Mayo 2002

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AVANCES TECNOLOGICOS DE LOS EXPLOSIVOS EMULSIONES EXPLOSIVAS

INGENIERO: HERNAN MUÑOZ ASTETE

ooo000 1995 000ooo

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AVANCES TECNOLOGICOS DE LOS EXPLOSIVOS EMULSIONES EXPLOSIVAS INGENIERO: HERNAN MUÑOZ ASTETE

1.

INTRODUCCION

(Lámina 1)

La razón principal del empleo de los explosivos en el rompimiento de rocas, consiste en disponer de una energía concentrada químicamente, ubicada en el lugar apropiado y en cantidad suficiente, de forma que al ser liberada de una forma controlada, en tiempo y espacio, pueda lograr la rotura y fragmentación deseada. Según Berthelot una explosión es "la repentina expansión de los gases en un volumen mucho más grande que el inicial, acompañada de ruidos y efectos mecánicos violentos (10.000 veces mayor que el volumen inicial del explosivo colocado en el barreno). Los explosivos comerciales están compuestos por una mezcla de sustancias combustibles y oxidantes, que, sensibilizadas adecuadamente e iniciadas debidamente, dan lugar a una reacción del tipo oxido reducción, exotérmica y muy rápida, que genera una serie de productos gaseosos a alta temperatura, químicamente más estables y que ocupan un mayor volumen. Los explosivos, desde su descubrimiento y utilización con fines industriales en el siglo pasado, específicamente para el rompimiento de rocas, nos han mostrado un progreso creciente hacia la obtención de productos más seguros y más económicos, haciéndolos esencialmente más confiables. 2.

HISTORIA DE LOS EXPLOSIVOS

(Lámina 2)

Siglo X, aparición en China de la Pólvora Negra. Años 1600, utilización de la Pólvora Negra. Años 1860, aparición de la Dinamita. Años 1880, aparición de las Dinamitas a prueba de agua. Años 1930, aparición del Agente Explosivo "NITRAMON". Año 1947, desastrosa explosión de Nitrato de Amonio en el Puerto Texas City (Estados Unidos), en que aparece el ANFO.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... Años 1950, mezclas de Nitrato de Amonio, carbón y otros combustibles, aparición de los acuageles de gran diámetro. Años 1960, ANFO, SANFO y Acuageles a granel. Años 1970, aparición de los acuageles de pequeño diámetro. Invención de las mulsiones Explosivas. Años 1980, desarrollo de las Emulsiones Explosivas de Pequeño diámetro, empleo de Emulsiones Explosivas a granel, mezclas de Emulsiones Explosivas y ANFO. Años 1987 a 1991, fabricación de Emulsiones encartuchadas pequeño diámetro y su introducción en el mercado nacional. Como puede observarse, en solo la última década se ha visto una fuerte expansión en la tecnología de las emulsiones para cargas a granel en diámetros grandes y de las emulsiones encartuchadas de pequeño diámetro, sensibles al detonador Nº 8. Por otra parte debe destacarse las nuevas tecnologías desarrolladas con la obtención de los "ANFOS PESADOS" (mezclas de ANFO/EMULSION), "ANFOS LIVIANOS" (mezclas de ANFO/POLIESTIRENO EXPANDIDO), "ANFOS HUMEDECIDOS" (mezclas de ANFO/AGUA).

3.

EMULSIONES DEFINICIONES PRELIMINARES

(Lámina 3)

Una emulsión es una mezcla estable de un líquido inmisible disperso en otro, una forma fácil de imaginarse esto, es el "aceite " y el "agua". Una emulsión de aceite en agua, es una mezcla homogénea de pequeñas gotitas de aceite dispersas en agua, y una emulsión de agua en aceite es una mezcla homogénea de pequeñas gotitas de agua rodeadas de aceite. Pensemos ahora en una mezcla de aceite y vinagre; si se agita, los dos líquidos inmiscibles, se dispersan, creando una emulsión muy inestable. Cuando se detiene la agitación, ambas fases se separan. EMULSIFICADORES

(Lámina 4)

Para estabilizar el sistema, es decir que ambas fases coexistan en la emulsión sin separarse, se requiere de un emulsificante. Los emulsificadores están constituidos por moléculas que generalmente contienen un grupo "hidrofílico" soluble en agua y una "cola hidrofóbica"

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... soluble en aceite. Por esta característica, estas moléculas forman una película alrededor de cada gotita que evita su coalescencia. Los fabricantes de emulsiones dan una especial importancia a la elección de los emulsificadores y normalmente es empleado más de uno para la obtención de una emulsión explosiva. 4.


(Lámina 5)

Este grupo de explosivos que es el de más reciente aparición en el mercado, mantiene las propiedades de los acuageles, pero a su vez mejora dos características fundamentales como son la potencia y la resistencia al agua. El interés por estos explosivos surgió a comienzos de la década de los 60, cuando se investigaban las necesidades básicas de un explosivo para que produjera el proceso de detonación combinando una sustancia oxidante con un aceite mineral. Estas sustancias han permanecido químicamente invariables durante muchos años, pero, sin embargo, la forma física ha cambiado drásticamente. EXPLOSIVOS Y SUS COMPONENTES

(Lámina 6)

En el gráfico se resume en orden cronológico de aparición de los explosivos, las sustancias oxidantes, combustibles y sensibilizadores empleados en la fabricación de cada uno de ellos. Desde el punto de vista químico, las emulsiones explosivas son del tipo denominado "agua en aceite" en las que la fase acuosa está compuesta por sales inorgánicas oxidantes disueltas en agua y la fase aceitosa por un combustible líquido inmiscible con el agua del tipo hidrocarbonado. DIMENSIONES DE LOS OXIDANTES

(Lámina 7)

El desarrollo de los explosivos ha llevado consigo una reducción progresiva del tamaño de las partículas, pasando desde los sólidos a las soluciones salinas con sólidos incorporados y finalmente a las gotitas de una emulsión explosiva, este paso ha tenido por consecuencia hacer de estos explosivos más seguros y confiables, como de igual manera mejora alguna de sus características, en especial su velocidad de detonación, como se muestra en el gráfico. En esta tabla puede observarse que las velocidades de detonación que corresponden a un diámetro dado, indican una gran dependencia de la eficiencia de la reacción con el tamaño de las partículas que componen los explosivos.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... Para conseguir una sensibilización adecuada, los explosivos tradicionales contienen sensibilizantes químicos, sólidos o líquidos, aunque algunos de éstos se han mantenido en las primeras emulsiones explosivas, nuevos estudios han señalado que se precisa un mecanismo físico como el de las burbujas de gas, que al ser comprimidas adiabaticamente producen el fenómeno de "Puntos Calientes" que favorecen la iniciación y la propagación de la detonación. En la fabricación de las emulsiones explosivas se ha continuado usando, como agentes gasificantes el poliestireno expandido (perlita) o microbalones de vidrio. Reemplazándose más tarde por sensibilizadores químicos, que al ser agregados a la emulsión reaccionan formando pequeñas burbujas de gas. Todos estos agentes, además de sensibilizar la emulsión, varían su densidad y permiten modificar sus características. En lo referente a los tipos de emulsión, bajo este término quedan comprendidos productos de diferentes propiedades relacionadas con las características de la fase continua y su efecto sobre la viscosidad y consistencia. De acuerdo al tipo de combustible, petroleo, parafinas, ceras, etc., las características reológicas (*) de las emulsiones son diferentes, así como sus aplicaciones y métodos de empleo (a granel y encartuchadas de pequeño diámetro). También los tipos de emulsionantes utilizados para reducir la tensión superficial entre los dos líquidos inmiscibles y permitir la formación de la emulsión, puede ayudar a evitar los problemas de coagulación en grandes gotas de la solución de nitrato de amonio, así como el fenómeno de cristalización de las sales. COMPOSICION DE LAS EMULSIONES

(Lámina 8)

El gráfico muestra una Composición básica de una emulsión explosiva. NITRATO DE AMONIO 100 % ANFO 94 % NA 6 % PETROLEO EMULSION 75 % NA 6 % PETROLEO 18 % AGUA 1 % EMULSIFICANTE En el próximo gráfico se mostrará el esquema de preparación de las emulsiones, tanto encartuchadas en pequeño diámetro como a granel, a partir de sus diferentes componentes: (*) Viscosidad, Plasticidad, Elasticidad, en general, Flujo de las emulsiones.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... ESPECIFICACIONES DE LAS EMULSIONES

(Lámina 9)

Fase acuosa oxidante. Fase aceitosa combustible. Agentes emulsificadores y estabilizantes. Agentes gasificantes para ajustar la densidad o la potencia. ESQUEMA DE PRODUCCION DE EMULSIONES

(Lámina 10)

El método de preparación en general es el siguiente: Previo calentamiento de los diferentes componentes, se procede a una fuerte agitación, obteniendo una emulsión básica que luego se refina para homogeneizar y estabilizarla. A continuación, se mezclan los productos secos que se adicionan para regular la densidad o la potencia del explosivo (aluminio polvo, agentes gasificantes reductores de densidad, granos de nitrato de amonio, etc.), o bien se adiciona una sustancia que produce la gasificación química o formación de burbujas (nitrito de sodio). El polvo de aluminio aumenta la energía desarrollada por el explosivo, pero tiene un efecto reductor de la velocidad de detonación. Por otro lado, la sensibilidad de las emulsiones explosivas disminuye con el aumento de la densidad, por lo que en estos casos se hace necesario trabajar por sobre los diámetros críticos y/o utilizar iniciadores potentes. VENTAJAS DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS

(Lámina 11)

Según podemos apreciar en el gráfico, la tendencia hacia el empleo de las emulsiones explosivas en las operaciones de tronaduras en rocas, se debe entre otras a las numerosas ventajas que éstas presentan : MENOR PRECIO, ya que en su fabricación no se emplean materias primas de alto costo. EXCELENTE RESISTENCIA AL AGUA. POSIBILIDADES DE OBTENER PRODUCTOS CON DENSIDADES ENTRE 1 Y 1,45 g/cc. ALTAS VELOCIDADES DE DETONACION, 4.000 a 5.000 m/seg., con poco efecto en el diámetro de encartuchado.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... GRAN SEGURIDAD, en la fabricación, almacenamiento, transporte y empleo, solo pueden detonar con un iniciador adecuado. POSIBILIDADES DE MECANIZAR LA CARGA. POSIBILIDADES DE PREPARAR MEZCLAS CON ANFO, obtención de ANFOS PESADOS. DESVENTAJAS DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS

(Lámina 12)

Sin embargo los inconvenientes que plantean estas emulsiones explosivas son: CONDICIONES DE PREPARACION MUY ESTRICTAS. ALTERABILIDAD A LAS BAJAS TEMPERATURAS. CONTAMINACION DURANTE LA CARGA A GRANEL. TIEMPO DE ALMACENAMIENTO (A GRANEL Y GRANDES DIAMETROS) PERIODOS PROLONGADOS DE TRANSPORTES A GRANEL. No obstante, los fabricantes de emulsiones han minimizado estas desventajas empleado materias primas adecuadas, haciendo formulaciones especiales y empleando camiones fábricas para la carga de emulsiones a granel. A continuación observaremos en los gráficos el efecto de algunas variables en el comportamiento de las emulsiones. VELOCIDAD DE DETONACION.

(Lámina 13)

Una sorprendente propiedad de las emulsiones es su velocidad de detonación extremadamente alta para ser composiciones que no contienen explosivos. Otro aspecto de interés de sus características es el pequeño efecto que tiene el diámetro de la carga sobre la velocidad de detonación. Según el gráfico, en el rango de 2 a 12 cms.de diámetro, la velocidad de detonación de una emulsión varía sólo en 1.200 m/seg. TEMPERATURA.

(Lámina 14)

En este gráfico, observamos el mismo efecto ante variaciones de temperatura, es decir en un rango de variación de 70 Cº, la velocidad de detonación de una emulsión sólo varia en 1.000 m/seg.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... Esta propiedad del comportamiento de las emulsiones explosivas, se debe al íntimo contacto que existe entre las gotitas microscópicas del oxidante y del combustible que lo rodea. ALUMINIO EN POLVO. En el gráfico se muestran algunas características de aluminizadas con diferentes porcentajes de aluminio en polvo.

(Lámina 15) emulsiones

Puede observarse que el rango de 0 a 12 % de aluminio en polvo, la detonación proporciona un amplio rango de energía, con sólo una pequeña variación de la velocidad de detonación. Con esta propiedad, es posible obtener una emulsión explosiva sensibilizada con aluminio en polvo, para ser usada en zonas donde se requiera una mayor energía volumétrica junto con una alta velocidad de detonación. OTRAS PROPIEDADES PUEDEN SER MODIFICADAS AL CAMBIAR LOS INGREDIENTES DE LAS COMPOSICIONES Y VARIACIONES EN LAS FORMULACIONES. Es tanto que un Camión Fábrica puede cargar en un mismo barreno, durante la misma operación de carguío varios tipos de emulsiones explosivas, según sea necesario en su carga de fondo o de columna. Como avance tecnológico importante podemos destacar el uso de las emulsiones explosivas bombeables en barrenos de pequeño diámetro, tecnología que ha dejado su etapa de desarrollo, pasando a su utilización en forma industrial. 5.

DESARROLLO DE LOS ANFOS PESADOS En la tecnología actual del empleo de los explosivos, es incuestionable que el ANFO constituye el explosivo básico. RELACION DE DENSIDADES

Lámina 16)

Diferentes desarrollos se han dirigido hacia la obtención de una mayor energía de este explosivo, los avances tecnológicos han ido desde la molienda de los prills de nitrato de amonio para aumentar la densidad, al empleo de combustibles líquidos de mayor energía que el petroleo, como son las nitroparafinas, el metanol y el nitropropano, pero comercialmente estos desde el punto de vista económico no han prosperado.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... El ANFO PESADO, que es una mezcla de emulsión base con ANFO, este nuevo explosivo ha abierto una nueva perspectiva en el campo de los explosivos industriales. En junio de 1983, el Ingeniero STEPHEN K. DOBERSTEIN, en una conferencia dada en la Universidad de Chile, en la cual me he basado para este trabajo, manifestaba que el gran avance en la tecnología de los explosivos de esos años era la incorporación de los anfos pesados en las faenas de tronaduras, permitiendo con ello importantes logros en la obtención de productos de más bajo costo y mejor rendimiento. En la actualidad debe sumarse a estas ventajas, la facilidad en la obtención de las mezclas, seguridad y rapidez en el cargío a granel, directamente de camión al barreno. En la actualidad, los mejores resultados que se han logrado con estas mezclas, se han debido al empleo de emulsiones de mejores propiedades y anfos fabricados con nitrato de amonio de superior calidad en cuanto a su poder de absorción de aceite y granulometría. De esta manera, por la alta densidad, velocidad y mayor resistencia al agua de las emulsiones, combinadas con la gran generación de gases y escaso contenido de agua del ANFO, se puede obtener un producto que reúne todas estas ventajas con una mayor densidad que las de cada uno de sus componentes. ESTRUCTURA DEL ANFO PESADO

(Lámina 17)

¿Como puede explicarse este fenómeno ?, si vemos al gráfico podemos observar que el ANFO presenta unos huecos intersticiales que pueden ser ocupados por un explosivo líquido como es la emulsión que actúa como una matriz energética. Aunque las propiedades del ANFO PESADO dependen de los porcentajes de mezcla, las ventajas principales que presenta son: PROPIEDADES DEL ANFO PESADO

(Lámina 18)

MAYOR ENERGIA. MEJORES CARACTERISTICAS DE SENSIBILIDAD. GRAN RESISTENCIA AL AGUA. POSIBILIDADES DE EFECTUAR CARGAS CON VARIACION DE ENERGIA A LO LARGO DEL BARRENO.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... La fabricación es relativamente fácil, pues la matriz emulsión puede ser preparada en una Planta Fija y transportada en un estanque de un camión mezclador, en otro depósito del mismo camión se lleva el anfo preparado. Con estos camiones puede prepararse in-situ las mezclas de emulsión con anfo (nitrato de amonio y petroleo también mezclados en el mismo camión), en las proporciones adecuadas a las condiciones de trabajo, en el mismo instante en que es cargado el barreno. El agente sensibilizante de la emulsión puede ser agregado sólo en este momento, con lo cual se logra el máximo de seguridad en el transporte y manipulación, ya que en el camión mezclador solo se transportan sustancias que no son explosivas. MEZCLAS ANFO / EMULSION

(Lámina 19)

En el gráfico siguiente se muestra como varían las características del Anfo Pesado de diferentes proporciones en su densidad, resistencia al agua, bombeabilidad, carga con helicoide y su velocidad de detonación teórica. POTENCIA / % EMULSION

(Lámina 20)

En el gráfico siguiente se muestra la variación de la Potencia Relativa en Volumen (ANFO = 100) en un ANFO PESADO en función del porcentaje de emulsión. Puede observarse cómo un Anfo Pesado 70/30 es superior en potencia a un ANFO ALUMINIZADO al 5 % y una mezcla 60/40 es casi incomparable a un ANFO ALUMINIZADO al 10 %. Curiosamente cuando la matriz de emulsión aumenta por sobre el 40 %, la potencia disminuye debido a que la separación de las partículas de ANFO resulta elevada para que éstas actúen eficientemente como puntos calientes y propagadoras de la onda de choque. Según vemos en el cuadro, la densidad de la mezcla aumenta con el porcentaje de emulsión, alcanzándose la energía máxima para un valor de ésta de 1,3 gr./cc aproximadamente. SENSIBILIDAD / % EMULSION

(Lámina 21)

En el gráfico siguiente se indica la variación de la sensibilidad del ANFO PESADO conforme aumenta el porcentaje de la emulsión. La sensibilidad disminuye al incrementarse la densidad, siendo necesario cada vez un iniciador de mayor peso. Para una densidad de 1,33 gr./cc. se necesita un iniciador de PENTOLITA de 450 gr. como mínimo.

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6.

CONCLUSIONES De acuerdo a lo anterior es fácil concluir en que el uso de estos explosivos modernos, permite a los usuarios una mejor elección de los explosivos más adecuados a su faena o incluso a sus necesidades dentro de cada barreno, aumentando la distancia de las mallas de perforación, diferentes densidades lo que permite el uso de una menor cantidad de explosivos en cada tronadura, lográndose con todo esto una ampliación de los diseños y reducción de los costos de perforación, al igual que la alta velocidad de detonación y la gran cantidad de gases (no nocivos) permite también bajar la cantidad de explosivo usada por barreno. Estas especiales características de las EMULSIONES y ANFOS PESADOS han significado en estos últimos años el cambio de los usuarios de ANFOS a estos nuevos explosivos, lo que hace 18 años atrás dijera el conferenciante aludido: ¡ No importa cuánto tiempo demoren los usuarios de ANFO en cambiarse a productos emulsionados !, se puede decir hoy día que esto se ha cumplido. Este cambio va cada día en aumento, en la medida que los expertos van conociendo nuevas técnicas para ampliar sus mallas, rediseñando sus diagramas de perforación, logrando tronaduras eficientes y de gran rendimiento, con una sustancial reducción en los costos de perforación y cantidad de explosivos. Estimo en este punto de las conclusiones, indicar mi opinión personal en cuanto al uso de las DINAMITAS, en el sentido que éstas no podrán ser reemplazadas en su totalidad en las tronaduras subterráneas, ya que pese a todos los logros alcanzados con las emulsiones encartuchadas de pequeño diámetro, ellas para determinadas faenas no han podido reemplazar totalmente a las dinamitas tradicionales, lo anterior es válido para lograr grandes avances en rocas de mala calidad, muy fracturadas y blandas. Finalmente se debe concluir que aún no esta dicha la última palabra, ya que el mercado continuará exigiendo a la técnica mayores desarrollos en alcanzar productos de menor costo, más eficientes y de mayor seguridad.

SANTIAGO, ABRIL DE 1995.

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DYNO NOBEL CHILE EMULSIONES EXPLOSIVAS ........................................................... LAMINA 1

AVANCES TECNOLOGICOS DE LOS EXPLOSIVOS EMULSIONES EXPLOSIVAS

INGENIERO: HERNAN MUÑOZ ASTETE

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LAMINA 2

HISTORIA DE LOS EXPLOSIVOS SIGLO X

APARICION EN CHINA DE LA POLVORA NEGRA.

AÑOS 1600

UTILIZACION DE LA POLVORA NEGRA EN FORMA INDUSTRIAL.

AÑOS 1860

APARICION DE LA DINAMITA.

AÑOS 1880

APARICION DE LA DINAMITA A PRUEBA DE AGUA.

AÑOS 1930

APARICION DEL AGENTE EXPLOSIVO NITRAMON.

AÑOS 1947

APARICION DEL ANFO.

AÑOS 1950

MEZCLAS DE NITRATO DE AMONIO. APARICION DE LOS ACUAGELES SLURRYS).

AÑOS 1960 DESARROLLOS DE LOS ANFOS, SANFOS Y ACUAGELES A GRANEL. AÑOS 1970

APARICION DE LOS ACUAGELES DE PEQUEÑO DIAMETRO. INVENCIÓN DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS.

AÑOS 1980

APARICION DE LAS EMULSIONES DE PEQUEÑO DIAMETRO. EMPLEO DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS A GRANEL. DESARROLLO DE LOS ANFOS PESADOS.

AÑOS 1987

FABRICACION DE EMULSIONES EXPLOSIVAS DE PEQUEÑO DIAMETRO ENCARTUCHADAS.

AÑOS 1990

USO DE EMULSIONES A GRANEL EN DIÁMETROS PEQUEÑOS EN MINERIA SUBTERRANEA. USO DE NFOS PESADOS ENCARTUCHADOS EN PEQUEÑOS DIAMETROS EN BARRENOS DE PRODUCCION Y CHIMENEAS.

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LAMINA 3

TIPOS DE EMULSIONES EXPLOSIVAS DEFINICIONES: EMULSION: ES UNA MEZCLA ESTABLE DE UN LIQUIDO INMISCIBLE DISPERSO EN OTRO. EMULSION ACEITE EN AGUA: MEZCLA DE ACEITE DISPERSO EN AGUA. EMULSION AGUA EN ACEITE: MEZCLA DE AGUA DISPERSA EN ACEITE. EMULSIFICANTE: SUSTANCIA QUIMICA EMULSIONES.

QUE

oooo000oooo

ESTABILIZA

LAS

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LAMINA 4

EMULSIFICADORES EMULSIFICADORES IONICOS: SON MOLECULAS EN QUE LA PORCION HIDROFILICA ES UN PEQUEÑO ION SOLUBLE EN AGUA Y LA COLA HIDROFOBICA ES UNA CADENA DE CARBONOS. ACIDO OLEICO OLEATO DE CALCIO Y MAGNECIO ETANOLAMINAS, ETC. EMULSIFICADORES NO IONICOS: SON MELECULAS ALTAMENTE POLARES QUE CONTIENEN UN GRUPO HIDROFILICO NO IONICO UNIDO AL GRUPO HIDROFOBICO. MONO-OLEATO DE SORBITAN. ACEITE

EMULSIFICANTE

ACEITE AAGUAGUA

AGUA

EL DIBUJO MUESTRA COMO SE DISPONEN LAS MELECULAS DEL EMULSIFICANTE EN LA INTERFASE AGUA-ACEITE.

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LAMINA 5


DEFINICION:

PRODUCTO CONSISTENTE EN UNA SOLUCION ALTAMENTE CONCENTRADA DE NITRATOS, DISPERSA EN UNA FASE CONTINUA DE ACEITE. GENERALMENTE NO CONTIENEN INGREDIENTES EXPLOSIVOS, TIENEN ALTA RESISTENCIA AL AGUA Y AL SER INICIADAS ADECUADAMENTE, EXPLOTAN CON UNA ALTA VELOCIDAD DE DETONACION.

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LAMINA 6

EXPLOSIVOS Y SUS COMPONENTES

DINAMITAS : OXIDANTE COMBUSTIBLE

SOLIDO SOLIDO

Nitratos Materias

LIQUIDO

(sensibilizantes) Nitroglicerina Gasificantes

absorbentes SENSIBILIZANTE

ANFOS :

OXIDANTE COMBUSTIBLE

SOLIDO LIQUIDO

Nitratos Aceites Petroleo Poros

OXIDANTES

SOLIDO/LIQUIDO

salinas COMBUSTIBLE

Nitratos Soluciones

SOLIDO/LIQUIDO

Aluminio Sensibilizante

SENSIBILIZANTE

ACUAGELES :

SENSIBILIZANTE TNT,NMMA,MAN

EMULSIONES :

SOLIDO / LIQUIDO

Aluminio Gasificantes

OXIDANTE salinas COMBUSTIBLE

LIQUIDO

Soluciones

LIQUIDO

SENSIBILIZANTE

LIQUIDO

Aceites Parafinas Ceras Gasificantes

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DIMENSIONES DE LOS OXIDANTES ANFO: TAMAÑO ESTADO VELOCIDAD DE DETONACION

2 3.200

mm. Sólido m/seg.

DINAMITA: TAMAÑO ESTADO VELOCITAD DE DETONACION

0,2 mm. Sólido 4.000 m/seg.

ACUAGEL: TAMAÑO ESTADO VELOCIDAD DE DETONACIO

0,2 mm. Sólido/Líquido 3.000 m/seg.

EMULSION: TAMAÑO ESTADO VELOCIDAD DE DETONACION

oooo000oooo

0,001 mm. Líquido 5.000 - 6.000 m/seg.

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LAMINA 8

COMPOSICION DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS OXIDANTES ( 70 - 90 % ) 75 % NITRATO DE AMONIO NITRATO DE SODIO NITRATO DE POTACIO NITRATO DE CALCIO PERCLORATO DE AMONIO PERCLORATO DE SODIO

AGUA ( 9 - 20 % ) 18 % COMBUSTIBLES ( 3 - 10 % ) 6 % ACEITE PETROLEO CERAS

AGENTES TENSO ACTIVOS ( 0,5 - 5 % ) 1 % EMULSIOFICANTES NO-IONICOS EMULSIFICANTES IONICOS COEMULSIFICANTES POLIMEROS

SENSIBILIZANTES ( 1 - 7 % ) MICROBALONES PERLITA AGENTES QUIMICOS QUE FORMAN BURBUJAS DE GAS SENSIBILIZADORES QUIMICOS DE COMPOSICIÓN CATALITICA

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ESPECIFICACIONES DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS DIAMETROS

:

> 25 MM (1”)

SENSIBILIDAD

:

DETONADORES Nº 8

DENSIDAD

:

1,00 - 1,40 GR/CC

ENERGIA

:

750 - 1.600 CAL/CC

VELOCIDAD DE DETONACION

:

3.000 - 6.000 M/SEG

PRESION DE DETONACION

:

90 - 125 K BAR

RESISTENCIA AL AGUA

:

MUY BUENA

VOLUMEN DE GASES

:

800 - 950 L/KG

BALANCE DE OXIGENO

:

- 0,43

POTENCIA EN PESO

:

0,86 - 1,07

POTENCIA EN VOLUMEN :

1,31 - 1,63

CANTIDAD DE CALOR

:

850 - 1.010 KCAL/KG

GASES NOCIVOS

:

< 4,53 L/CART.

oooo000oooo

-3,11 %

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LAMINA 10

ESQUEMA DE PRODUCCION DE EMULSIONES

FASE ACUOSA

FASE COMBUSTI -BLE

EMULSIFICANTES

ENCARTUCHADO A GRANEL

MEXCLADOR

A

MICROESFERAS ALUMINIO PRILLS

EMULSION

BASE FRIO

CAMION

CARGA A GRANEL

BOMBEADO

DIRECTA

GRANEL EN

AGENTES GASIFICANTES

HOMOGENIZADOR

ENCARTUCHAD O

CONTE

MICROESFERAS ALUMINIO PRILLS GASIFICANTES

BOMBA

CONTENEDOR

BARRENO BOMB A

ENFRIADO

BARRENO

EMPAQUETADO

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LAMINA 11

VENTAJAS DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS

MENOR PRECIO EXCELENTE RESISTENCIA AL AGUA RANGOS DE DENSIDADES ALTAS VELOCIDADES DE DETONACION GRAN SEGURIDAD POSIBILIDADES BARRENOS

DE

MECANIZAR

LA

CARGA

POSIBILIDADES DE PREPARAR MEZCLAS CON ANFOS FACILIDADES EN EL ALMACENAMIENTO FACILIDAD DE MODIFICAR LA FORMULACION

oooo000oooo

DE

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LAMINA 12

DESVENTAJAS DE LAS EMULSIONES EXPLOSIVAS

CONDICIONES DE PREPARACION MUY ESTRICTAS. ALTERABILIDAD A BAJAS TEMPERADURAS. CONTAMINACION DURANTE LA CARGA A GRANEL. TIEMPO DE ALMACENAMIENTO (A GRANEL Y GRANDES DIAMETROS). PERIODOS PROLONGADOS DE TRANSPORTE A GRANEL.

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LAMINA 13

VELOCIDAD DE DETONACION VS DIAMETRO

d = 1,31 gr/cc

V E L O C I D A D

6.000

5.500

D E D E T O N A C I O N

5.000

4.500 2 3

4 5 6

7 8 9 10 11 12 13

DIAMETRO DE CARGA (CM)

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LAMINA 14

VELOCIDAD DE DETONACION VS TEMPERATURA 5.800 5.600 5.500 5.400 5.300 5.200 5.100 5.000 4.900 4.800 4.700 4.600 4.500 - 20 - 10 0

10

20

30

40

50

TEMPERATURA ( º C )

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LAMINA 15

CARACTERISTICAS DE LAS EMULSIONES ALUMINIZADAS

6.000 VEL. DET. (M/S) 5.000 1.500 4.000

1.400 1.300 ENERGIA (CAL/CC)

1,40

1.200 1.100 1.000

1,35

d gr/cc

1,30 0

5

10

12 % ALUMINIO

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30


RELACION DE DENSIDADES

NITRATO DE AMONIO CRISTALIZADO

1,7 GR/CC

NITRATO DE AMONIO GRANULADO

0,8 GR/CC

DENSIDAD DE LAS EMULSIUONES

1,4 GR/CC

DENSIDAD FINAL ANFO PESADO 50/50 GR/CC

1,4

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LAMINA 17

ESTRUCTURA DEL ANFO PESADO

EMULSION EXPLOSIVA

ANFO 0

oooo000oooo

AIRE

32


LAMINA 18

PROPIEDADES DEL ANFO PESADO

MEJORES CARACTERISTICAS DE SENSIBILIDAD GRAN RESISTENCIA AL AGUA VARIACIONES EN LAS FORMULACIONES DURANTE LA CARGA.

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LAMINA 19

MEZCLAS ANFO - EMULSION ANFOS PESADOS CARACTERISTICAS DE CARGA Y RESISTENCIA AL AGUA

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

60

70

80

90

100

% ANFO 0

10

20

30

40

50

% EMULSION 1,10

1,24

1,33

1,35

1,29

1,29

1,30

DENSIDAD 0

NINGUNA

MARGINAL

EXELENTE

100

RESISTENCIA AL AGUA NO PUEDE SER BOMBEADO

DIFICIL

FACILMENTE BOMBEABLE

BOMBEABILIDAD PUEDE CARGARSE FACILMENTE

NO PUEDE CARGARSE

CARGA CON HELICOIDE 4.700 M/S

6.000 M/S > VELOCIDAD DE DETONACION TEORICA

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34


VARIACION DE LA SENSIBILIDAD DEL ANFO PESADO CON EL PORCENTAJE DE EMULSION EN LA MEZCLA

140 P O T E N C I A R E L A T I V A

d = 1,3

130

10 % Al ANFO

d = 1,05

120

E N V O L U M E N

5 % Al ANFO 110

%

ANFO

100 0

10

20

30 40 50 60 EMULSION EN LA MEZCLA (%)

oooo000oooo

35


LAMINA 21

VARIACION DE LA POTENCIA Y DENSIDAD DE UN ANFO PESADO SEGUN EL PORCENTAJE DE EMULSION

175

D I A M E T R O D E

150

125

PESO DEL INICIADOR (gramos)

L A C A R G A m m

450

1,33

100 1,28 1,15 1,08

75 0

10

20

30

40

90-160 90

50

60

EMULSION EN LA MEZCLA (%)

oooo000oooo

230

Emulsiones Explosivas

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