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3EXSA S.A. en sus 46 años de vida institucional viene proporcionandoa las industrias minera y de construcción civil, una c...
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5CAPÍTULO 1Explosivosa) Generalidadesb) Mecánica de roturaCAPÍTULO 2Clasificación de los explosivosCAPÍTULO 3Característic...
6f) Voladura de subsuelo. Fundamentosg) Túneles, galerías, chimeneas y piques. Diseño básicoh) Métodos de minado subterrán...
7CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULO1O1O1O1O1
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9os materiales explosivos son compuestos o mezclasde sustancias en estado sólido, líquido o gaseoso, quepor medio de reacc...
10mientras que la detonación es de carácter supersónico,pues las ondas de compresión se propagan a velocidadmayor que la d...
11EXPLOSIÓNLa explosión, por su parte, es un fenómeno denaturaleza física, resultado de una liberación de energíatan rápid...
12En donde se considera la relación constanteW = (VOD/4), pero en realidad, el divisor consideradoconstante fluctúa entre ...
13c. Presión de taladro o de trabajoEs la presión que ejercen los gases sobre las paredesde taladro antes de iniciarse la ...
14Estocomo valorpráctico,peroparareferenciasmásexactasse tendrá en cuenta que el calor a presión constante notiene interés...
15C. Volúmen de explosiónEs el volumen que ocupan los gases producidos porun kilogramo de explosivo en condiciones normale...
16MECÁNICA DE ROTURA DE ROCASA. Proceso de fracturamientoLa fragmentación de rocas por voladura comprende ala acción de un...
17Algunas teorías se comprueban en ciertas condicionesde trabajo mientras que en otras condiciones noresponden, por lo que...
18En el momento de la flexión de la cara libre se produceademás cierta proporción de rotura por descostre.El material trit...
19CAPÍTULO 1
20CAPÍTULO 1
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23CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULO2O2O2O2O2
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25n términos generales los explosivos por su formade reacción se clasifican en: explosivos químicos yexplosivos nucleares....
26En las dinamitas modernas también denominadasgelatinas explosivas por su consistencia plástica, de fáciluso y manipulaci...
27ampliamente usadas en rocas de condicionesintermedias; las pulverulentas en rocas relativamentesuaves y secas; y las esp...
28Sus desventajas son el menor tiempo de vida útil,normalmente seis meses según tipo y su menorcapacidad de transmisión en...
293. Agentes mixtos (emulsión/ANFO o ANFOspesados)Son mezclas de emulsión y ANFO en diferentesproporciones, que permiten:1...
30Aparte de la composición química, algunos otros factoresinfluyenenciertoscasosenelperformancedelosexplosivos,como el tam...
31CUADRO RESUMENEXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORESALTOS AGENTES DE EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS VOLADURA ESPECIALESTNT ANFO (PRILL...
32*PROPELANTES: Mayormente para uso militar y en cohetería (combustibles)LÍQUIDOS SÓLIDOSMono Compuestos De base De base D...
33CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULO3O3O3O3O3
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35CARACTERÍSTICAS DE LOS EXPLOSIVOSD. Flujo (free flowing)Es la capacidad que muestra un explosivo granular secopara fluir...
36aperturas cada vez más pequeñas para fraccionar lamuestra por tamaños, lo que se indica en porcentajesde malla (sieve si...
37Existen diferentes formas de expresar la “potencia” deuna dinamita. En las antiguas “straight dinamites” losporcentajes ...
38C. Potencia (strength)El valor de la potencia definida por Langefors en sulibro “The Modern Technique of Rock Blasting” ...
39Los valores obtenidos también se comparan con lagelatina explosiva como patrón, que produce alrededorde 25 mm de aplasta...
40H. Velocidad de detonaciónEs la velocidad a la que la onda de detonación sepropaga a través del explosivo, y por tanto e...
41b. EnsambleEl cordón se inserta en los orificios del tubo cebado, ysu punto medio se hace coincidir con la marca de lapl...
42Existen otros métodos en desarrollo, con sensores dealambre o de fibra óptica como el Electric ProbeMethod, para lectura...
43Por último, para trabajos de investigación avanzadase emplean cámaras filmadoras de toma continua amuy alta velocidad, p...
44L. Prueba de transmisión (gap sensitivity)El primer cartucho se prepara con un detonador N° 6.Este cartucho inicial ceba...
45Usualmente las escalas van de nula o mala, limitada,regular, buena, muy buena, sobresaliente aexcelente, con tiempos que...
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  1. 1. 2
  2. 2. 3EXSA S.A. en sus 46 años de vida institucional viene proporcionandoa las industrias minera y de construcción civil, una completa gamade productos explosivos de reconocida calidad, fabricada en susplantas industriales de Lurín, Tacna y Trujillo con la más avanzadatecnología y bajo estrictas normas de seguridad. Asimismo, cuentacon accesorios de voladura para las diversas aplicaciones, lo cualpermite a EXSA S.A. ofrecer a sus clientes un paquete completo depara todo tipo de voladura; actividades complementadas con elservicio integral de voladura y el asesoramiento permanente depersonal t0cnico especializado.La preservación del medio ambiente es una de las principalesmetas y preocupaciones de EXSA S.A. por lo que vienedesarrollando un sistema de gestión ambiental basado en la normaISO 14 000, lo cual ratifica su compromiso con el respeto delenterno.Como el empleo de explosivos requiere técnicas especializadaspara cada condición de trabajo y tipo de roca, es necesario contarcon personal idóneo, responsable y bien preparado parautilizarlos. Es en este aspecto que EXSA S.A. colabora decididamentecon los usuarios mediante capacitación a sus operadores, en lamina u obra y en sus Centros Tecnológicos de Voladura EXSA,ubicados en las ciudades de Lima, Arequipa y Trujillo.Esta cuarta edición del Manual de Voladura EXSA comprendeprincipios fundamentales de voladura y técnicas de aplicación deuso general, a fin de que sirva como guía para los operadores, ypuedan aplicar los procedimientos más adecuados y seguros parael trabajo que realizan, poniendo énfasis en la optimización decostos.Como toda guía, el propio usuario deberá ajustar valores y criteriosa su propia realidad, para un mejor resultado.Por otro lado, EXSA S.A. no puede asumir responsabilidad por eluso inadecuado de sus productos ni por la informaciónproporcionada en este manual, ya que cada caso de voladura esespecífico y requiere un diseño y método de ejecución adecuados,siempre dentro de las normas de seguridad.PRESENTACIÓN
  3. 3. 4
  4. 4. 5CAPÍTULO 1Explosivosa) Generalidadesb) Mecánica de roturaCAPÍTULO 2Clasificación de los explosivosCAPÍTULO 3Características y propiedades de los explosivosCAPÍTULO 4Rocasa) Clasificación (Resumen)b) Característicasc) Propiedades mecánicasCAPÍTULO 5Geología y sus efectos en voladuraCAPÍTULO 6Perforacióna) GeneralidadesCAPÍTULO 7Cebado o primado de explosivosa) Carga de taladros en superficie y subsuelob) Carguío mecanizado en superficieCAPÍTULO 8Métodos de iniciacióna) Iniciación con mecha de seguridadb) Iniciación con cordón detonantec) Iniciación con sistema eléctrico (convencionaly secuencial)d) Iniciación con detonadores no eléctricos de retardoe) Comentarios prácticos sobre los sistemas iniciadoresCAPÍTULO 9Voladura de rocasa) Voladura de bancos en superficie. Fundamentosb) Voladura convencional, método práctico, canteras y tajos.c) Trazos y salidasd) Voladura de cráter. Generalidadese) Voladura de gran proyección: Cast Blasting.Generalidades7697789109159pág.233353INDICE
  5. 5. 6f) Voladura de subsuelo. Fundamentosg) Túneles, galerías, chimeneas y piques. Diseño básicoh) Métodos de minado subterráneo. Generalidadesi) Voladura con taladros largos. Generalidadesj) Voladuras especiales: Voladura de tapónCAPÍTULO 10Rotura secundariaa) Voladura secundaria. Plastas y cachorrosb) Cargas conformadasCAPÍTULO 11Voladura controlada y amortiguadaa) Voladura controlada en superficieb) Voladura controlada en trabajos subterráneosc) Voladura amortiguada: Air Deckd) Voladuras controladas especiales: EscollerasCAPÍTULO 12Voladuras en obras vialesa) Cortes a media ladera y trincherasb) Voladura de gran volumen por gravedadCAPÍTULO 13Voladuras en agricultura y habilitación de suelosa) Irrigaciones, zanjas y canalesb) Explotación forestal y aurífera. Eliminación de toconesc) Hoyos para postes, pilotaje y plantonesCAPÍTULO 14Voladura bajo recubrimiento y voladura bajo aguaa) Voladura de material detrítico. Desbrocesb) Voladura bajo aguaCAPÍTULO 15Explosivos en la industria petroleraa) Prospección sismográfica. Métodosb) Explosivos para sísmica y usos especialesc) Excavación de zanjas para oleoductosCAPÍTULO 16Seguridad en el uso de explosivos en voladuraa) Normas y aspectos generalesb) Transporte de explosivosc) Riesgos en aplicación de explosivos. Tiros falladosd) Destrucción de explosivose) Gases y polvof) Proyección de rocasg) Vibraciones en voladura223239265281301315337
  6. 6. 7CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULO1O1O1O1O1
  7. 7. 8
  8. 8. 9os materiales explosivos son compuestos o mezclasde sustancias en estado sólido, líquido o gaseoso, quepor medio de reacciones químicas de óxido-reducción,son capaces de transformarse en un tiempo muy breve,del orden de una fracción de microsegundo, enproductos gaseosos y condensados, cuyo volumeninicial se convierte en una masa gaseosa que llega aalcanzar muy altas temperaturas y en consecuencia muyelevadas presiones.Así, los explosivos comerciales son una mezcla desustancias, combustibles y oxidantes, que incentivadasdebidamente, dan lugar a una reacción exotérmica muyrápida, que genera una serie de productos gaseosos aalta temperatura y presión, químicamente más estables,y que ocupan un mayor volumen, aproximadamente1 000 a 10 000 veces mayor que el volumen original delespacio donde se alojó el explosivo.Estos fenómenos son aprovechados para realizartrabajo mecánico aplicado para el rompimiento demateriales pétreos, en lo que constituye la “técnica devoladura de rocas”.Los explosivos constituyen una herramienta básica parala explotación minera y para obras de ingeniería civil.Los procesos de reacción según su carácter físico-químico y el tiempo en que se realizan se catalogancomo:A. CombustiónPuede definirse como tal a toda reacción química capazde desprender calor pudiendo o no, ser percibida pornuestros sentidos, y que presenta un tiempo de reacciónbastante lento.B. DeflagraciónEs un proceso exotérmico en el que la transmisión de lareacción de descomposición se basa principalmente enla conductividad térmica. Es un fenómeno superficial enel que el frente de deflagración se propaga por elexplosivo en capas paralelas, a una velocidad baja, quegeneralmente no supera los 1 000 m/s.La deflagración es sinónimo de una combustión rápida.Los explosivos más lentos al ser activados dan lugar auna deflagración en la que las reacciones se propaganpor conducción térmica y radiación.C. DetonaciónEs un proceso físico-químico caracterizado por su granvelocidad de reacción y por la formación de grancantidad de productos gaseosos a elevada temperatura,que adquieren una gran fuerza expansiva (que setraduce en presión sobre el área circundante).En los explosivos detonantes la velocidad de las primerasmoléculas gasificadas es tan grande que no ceden su calorpor conductividad a la zona inalterada de la carga, sinoquelostransmitenporchoque,deformándolayproduciendocalentamiento y explosión adiabática con generación denuevos gases. El proceso se repite con un movimientoondulatorio que afecta a toda la masa explosiva y que sedenomina “onda de choque”, la que se desplaza avelocidadesentre1500 a 7000m/ssegúnlacomposicióndel explosivo y sus condiciones de iniciación.Un carácter determinante de la onda de choque en ladetonación es que una vez que alcanza su nivel deequilibrio (temperatura, velocidad y presión) este semantiene durante todo el proceso, por lo que se diceque es autosostenida, mientras que la onda deflagrantetiende a amortiguarse hasta prácticamente extinguirse,de acuerdo al factor tiempo/distancia a recorrer.Tanto en la deflagración como en la detonación laturbulencia de los productos gaseosos da lugar a laformación de la onda de choque. La región de esta ondadonde la presión se eleva rápidamente se llama “frentede choque”. En este frente ocurren las reaccionesquímicas que transforman progresivamente a la materiaexplosiva en sus productos finales. Por detrás del frentede choque, que avanza a lo largo de la masa deexplosivo, se forma una zona de reacción, que en suúltimo tramo queda limitada por un plano ideal, quese denomina “Plano de Chapman-Jouguet (CJ)”, en elcual la reacción alcanza su nivel de equilibrio en cuantoa velocidad, temperatura, presión de gases, composicióny densidad, lo que se conoce como condiciones delestado de detonación. En el plano “CJ” los gases seencuentran en estado de hipercompresión.La zona de reacción en los altos explosivos es muyestrecha, sólo de algunos milímetros en los másviolentos como TNT y dinamita gelatinosa y, por elcontrario, es de mayor amplitud en los explosivos lentoso deflagrantes como el ANFO.Otra diferencia es que en el caso de una combustión odeflagración, los productos de la reacción de óxido-reducción se mueven en el sentido contrario al sentidode avance de la combustión, mientras que en el casode una detonación, los productos se desplazan en elmismo sentido de avance de la detonación. Esto seevidencia por medio de la ecuación fundamentalconocida como la “Condición de Chapman-Jouguet”:VOD = S + Wdonde:VOD : velocidad de detonación.S : velocidad de sonido.W : velocidad de partículas (productos).EXPLOSIVOSCAPITULO 1EXPLOSIVOSL
  9. 9. 10mientras que la detonación es de carácter supersónico,pues las ondas de compresión se propagan a velocidadmayor que la del sonido con respecto al medio gaseosoresultante.En ambos casos la turbulencia de los productosgaseosos dará lugar a la formación de la “onda dechoque” y la región de esta onda donde la presiónaumenta rápidamente se denomina “frente de choque”,que es precisa-mente donde transcurren las reaccionesfísico-químicas que transforman progresivamente a lamateria explosiva en sus productos finales.En general, respecto a la velocidad, los explosivos sonconsiderados como:a. Deflagrantes: cuando la velocidad está por debajode los 1 000 m/s.b. Detonantes de bajo régimen: de 1 000 a 1 800m/s (transición entre deflagración y detonación).c. Detonantes de régimen normal; con velocidadesentre 1 800 y 5 000 m/s (categoría a la quepertenecen casi todos los explosivos de usoindustrial).d. Detonantes de alto régimen: cuando la velocidadestá por encima de los 5 000 m/s (es el caso delos altos explosivos de uso militar).Desde el punto de vista de aplicación en la voladurade rocas, la reacción de detonación se traduce en unfuerte efecto de impacto triturador, mientras que enuna deflagración este efecto es muy limitado.Donde se deduce que cuando W tiene un valor negativo,es decir cuando las partículas se mueven en el sentidocontrario al avance de la reacción de óxido-reducción,se tendrá que VOD < S, lo que significa que la velocidadde avance de la reacción es menor que la velocidad delsonido. En este caso se tiene un fenómeno de simplecombustión o deflagración subsónica.En resumen, deflagración y detonación son fenómenosde óxido-reducción, siendo la deflagración de caráctersubsónico, pues las ondas de compresión o dilataciónde baja densidad se propagan con una velocidadmenor o igual que la del sonido dentro de los gasesresultantes como producto de la combustión rápida,CAPÍTULO 1
  10. 10. 11EXPLOSIÓNLa explosión, por su parte, es un fenómeno denaturaleza física, resultado de una liberación de energíatan rápida que se considera instantánea. La explosiónes un efecto y no una causa.En la práctica se consideran varios tipos de explosiónque se definen con base en su origen, a la proporciónde energía liberada y al hecho que desencadenanfuerzas capaces de causar daños materiales:A. Explosión por descomposición muy rápidaLa liberación instantánea de energía generada por unadescomposición muy rápida de materias inestablesrequiere una materia inestable (explosivo) y unprocedimiento de detonación.B. Explosión por oxidación muy rápida del aireLa liberación de energía generada por oxidación muyrápida de un vapor, gas o polvo inflamable (gasolina,grisú en las minas de carbón).C. Explosión nuclearEste tipo implica la liberación instantánea de energíacreada por fusión nuclear, tal como su-cede en unabomba de hidrógeno o por fisión nuclear, tal comosucede en la bomba atómica (uranio).D. Explosión por exceso de presiónEste tipo de explosión es el resultado de la liberacióninstantánea de la energía generada por un exceso depresión en recipientes, calderos o envases y puededeberse a diversos factores como calentamiento, malfuncionamiento de válvulas u otros motivos.E. Ignición espontáneaLa ignición espontánea puede producirse cuando tienelugar un proceso de oxidación lento de la materia sinuna fuente externa de calor; comienza lentamentepero va haciéndose más rápido hasta que el productose inflama por sí solo (carbón mineral acumulado,nitrato de amonio apilado sin ventilación).Para el caso de los explosivos, a consecuencia de lafase de detonación y más allá del plano CJ, ocurriráuna descompresión y baja de temperatura de losgases hasta que alcancen una condición de densidady presión que se conoce como “condiciones delestado de explosión”.TERMOQUÍMICA DE LOS EXPLOSIVOSSe refiere a los cambios de energía interna,principalmente en forma de calor.La energía almacenada en un explosivo se encuentraen forma de energía potencial, latente o estática.La energía potencial liberada a través del pro-ceso dedetonación se transforma en energía cinética omecánica.La “Ley de Conservación de la Energía” establece queen cualquier sistema aislado la cantidad de energía esconstante, aunque la forma puede cambiar, así:Energía potencial + Energía cinética = cte.Pero no toda la energía suministrada por un explosivose transforma en trabajo útil, ya que tienen lugaralgunas pérdidas, como vemos en el siguiente cuadro.CAPÍTULO 1
  11. 11. 12En donde se considera la relación constanteW = (VOD/4), pero en realidad, el divisor consideradoconstante fluctúa entre 3,4 y 5,8 con valores frecuentesentre 4,2 y 4,5 lo que debe tenerse presente.Esta fórmula, muy cercana al valor teórico, seaprovecha para cálculos prácticos con datos de fácilalcance, principalmente para explosivos de medianao alta densidad.Ejemplos:- Para dinamita, con ρe= 1,3 g/cm3yVOD = 4 500 m/s:PD = 1,3 x (4 500)2x 10-5= 66 kbar4- Para ANFO 94/6, con ρe= 0,9 g/cm3yVOD = 2 800 m/s:PD = 0,9 x (2 800)2x 10-5= 18 kbar4Nota: Esta fórmula (2) en unidades del SistemaInternacional sería:PD = ρex (VOD)2x 10-34En la que PD se expresa en Megapascales (MPa).b. Presión de explosiónEs la presión de los gases producidos por la detonación,cuando estos todavía ocupan el volumen inicial delexplosivo antes de cualquier expansión. Nuevamentedentro de una primera aproximación muy aceptada,se puede considerar que la presión de explosión esigual al 50 % de la presión de detonación.Entonces, para la dinamita antes considerada:PE = 0,5 PDPE = 0,5 x 66 = 33 kbarDicho de otro modo, “la presión termo-química” opresión máxima disponible para trabajo (PE) equivalea la mitad de la presión de detonación (PD), o sea:PE = ρex (VOD)2x 10-58Como ejemplo de referencia tenemos los siguientesrangos límites de presión de explosión:ANFO Nitroglicerina30 kbar límites 120 kbarLos explosivos comerciales deben proporcionarsuficiente energía remanente después de la detonacióncomo para poder fracturar la roca, desmenuzarla,desplazar los fragmentos y apilarlos adecuadamente.Los parámetros termoquímicos más importantes de unproceso de reacción son: presión, calor de explosión,balance de oxígeno, volumen de gases, temperaturasde explosión y energía disponible que en forma simplese definen como:A. PresiónEfecto de la acción expansiva de los gases calientes deuna explosión.a. Presión de detonaciónEs la presión que existe en el plano “CJ” detrás delfrente de detonación, en el recorrido de la onda dedetonación. Es función de la densidad y del cuadradode velocidad y su valor se expresa en kilobares (kbar)o en megapascales (MPa). Así, en los explosivoscomerciales varía entre 500 y 1 500 MPa.Es un indicador significativo de la capacidad defragmentación que posee un explosivo.Existen varias formas para estimarla por cálculo ypruebas físicas complicadas como la del acuario paradeterminarla bajo agua, pero dentro de la teoríahidrodinámica se muestra que su valor prácticoexpresado en kilobares es:PD = ρex VOD x W x 10-5donde:PD : presión de detonación, en kbar.ρe: densidad del explosivo, en g/cm3.VOD : velocidad de detonación, en m/s.W : velocidad de partícula (productos), en m/s.10-5: factor de conversión.Teniendo en consideración que el plano “CJ” se mueve amuy alta velocidad, mientras que la del movimiento de losproductos de explosión (W) sólo alcanza un valor de 0,25VOD, se tiene como valor experimental medio que:W = 0,25 VOD, o sea W ≅ VOD4Entonces, reemplazando en (1) tendremos la fórmulapráctica siguiente:PD = ρex (VOD)2x 10-5; o también4PD = ρex (VOD)2x 10-5(2)4CAPITULO 1
  12. 12. 13c. Presión de taladro o de trabajoEs la presión que ejercen los gases sobre las paredesde taladro antes de iniciarse la deformación de la roca.Depende de la densidad de carguío y se define comosigue: en el caso de un taladro total y perfectamentellenada, la presión de taladro es teóricamente igual ala presión de explosión. En realidad será algo inferior,ya que la presión de explosión presupone un fenómenoinstantáneo, cuando realmente la transformación delexplosivo en gas se produce en aproximadamente unmilisegundo o menos. De esta demora resulta unaligera pérdida de presión, tal como lo demuestran lasconocidas curvas presión versus tiempo.Para gran número de explosivos se ha constatado quela presión de taladro obedece aproximadamente a lasiguiente ecuación:PT = PE x dc2,5donde:dc : densidad de carguío.Así, con el anterior ejemplo de la dinamita, condensidades de carguío de 0,8 y 0,9 g/cm3y conpresión de explosión de 33 kbar, tendremos:PT = 33 x (0,9)2,5= 25 kbarPT = 33 x (0,8)2,5= 19 kbarLa fórmula pierde validez para densidad de carguíodemasiado baja.La presión de explosión decae rápidamente hastaalcanzar lo que se denomina “presión de taladro”, laque igualmente disminuye con la expansión de lasparedes del taladro hasta alcanzar el valor de 1 atm(101,325 kPa) al ponerse en contacto con el aire libre,acorde a una curva como la siguiente:La presión de taladro en términos generales equivaleentre el 30 y 70 % de la presión de detonación.La densidad de carguío (dc) nos da la medida del gradode llenado. Cuando es perfecto sin dejar el menorespacio desocupado tenemos por definición unadensidad de carguío igual a uno.En general, cuando un taladro se llena el 100% de suespacio con explosivo, la densidad de carguío es de100/100 = 1.Por ejemplo: al 92 % de espacio ocupado por explosivotenemos 92/100.dc = 0,92Nota: Para fines prácticos la presión de detonación secalcula con cartuchos de 30 mm de diámetro, segúnla fórmula aproximada:PD = 0,25 x ρex VOD2donde:ρe: densidad del explosivo.VOD : velocidad de detonación, con 30 mmde diámetro.La presión en el taladro es de 100 mil a 200 milatmósferas.B. Calor de explosiónEs el calor generado y liberado por el proceso dereacción de un explosivo al ser activado.Cuando se produce una explosión a presión constanteejerciendo únicamente un trabajo de expansión ocompresión, “la Primera Ley de la Termodinámica”establece que:Qc = Δ((Uc + (P x V))donde:Qc : calor liberado por la explosión.Uc : energía interna del explosivo.P : presión.V : volumen.Como (Uc + PV) se refiere al calor contenido o entalpíaHp, entonces puede escribirse:Qc = - Δ HpAsí el calor de explosión a presión constante es igualal cambio de entalpía y puede estimarseestableciéndose el balance térmico de la reacción,CAPITULO 1
  13. 13. 14Estocomo valorpráctico,peroparareferenciasmásexactasse tendrá en cuenta que el calor a presión constante notiene interés técnico, pues el proceso de detonación tienelugar a volumen constante. Para calcular este último esnecesario incrementar el calor a presión constante con elconsumido en la expansión adibática.Qmv = Qe + 0,58 x Npgdonde:Npg : número de moles de productosgaseosos.Y si en vez de calor desprendido por mol se requiere elcorrespondiente a un kilogramo de explosivo se tendrá:Qkv = Qmv x 1 000PMAsí, en el ejemplo anterior resultará:Qmv = 229,8 + 11 x 0,58 = 236,18 kcal/molóQkv = 236,18 x 1 000 = 928,74 kcal/kg254,3Notas:- No se requiere calor para formación de elementospuros como, N, C, H, o Al, por lo que tienen valor cero.- Si se libera calor durante la reacción se dice quese tiene calor de formación negativo (exotérmica);si se tiene que adicionar calor para producir lareacción se dice que la composición tiene calor deformación positivo (endotérmica).Qe : calor total de explosión liberado.Qp : calor total de formación de los productoscomponentes.Qr : calor total de formación de los productosfinales resultantes.Por ejemplo, para el caso del más simple agente devoladura, el ANFO convencional 94/6, podemoscalcular su calor de explosión utilizando los calores deformación (kcal/mol) y pesos moleculares de suscomponentes, que se obtienen de tablas de manualesde física y química, como:El balance de reacción del ANFO es:3NH4NO3+ 1CH2CO2+ 7H2O + 3N2(explosivo) (productos de reacción)Sustituyendo los valores del cuadro tenemos para elexplosivo (Qp):3(- 87,3) + (- 7) = - 268,9 kcalPara los productos de reacción (Qr):(- 94,1) + 7(- 57,8) + 3(0) = - 498,7kcalLuego Qp - Qr = Qe; calor de explosión, que es:- 498,7 kcal - (- 286,9 kcal) = - 229,8 kcalEl peso molecular (PM) del explosivo según los valoresde tabla es:PM = 3(80,1 g) + 1(14 g) = 254,3 gEl calor de explosión obtenido se divide entre el númerode gramos de la mezcla para normalizar la reacción aun gramo o unidad base de peso.Como usualmente se emplea el kilogramo comounidad, al multiplicar el resultado por 1 000 g/kgresulta:QKp = 229,8 kcal x 1 000 g/kg = 903,7 kcal/kg254,3 gmultiplicando los calores de formación de los productosfinales por el número de moles que se forma de cadauno, sumándolos para restar a continuación el calorde formación del explosivo.Hp(explosivo) = Hp(productos) - Hp(explosivo)O también dicho de otro modo:Qe = Qp – Qrdonde:CAPÍTULO 1Producto Calor de Formación Peso molecular(kcal/mol) (g)Nitrato de amonio NH4NO3-87,3 80,1Petróleo diesel 2 CH2-7,0 14,0Dióxido de carbono CO2-94,1 44,0Agua H20 -57,8 18,0Nitrógeno N 0,0 14,0
  14. 14. 15C. Volúmen de explosiónEs el volumen que ocupan los gases producidos porun kilogramo de explosivo en condiciones normales.El volumen o mol de la molécula-gramo de cualquiergas, en condiciones normales es 22,4 litros.Para el caso de la nitroglicerina, como ejemplo se tiene:4C3H53(NO3) 12CO2+ 10H2O + 6N2+ O2(1) (2) (3) (4)La explosión de 1 mol de nitroglicerina genera:(12 + 10 + 6 + 1 = 29)29/4 = 7,25 g-mol de productos gaseosos a 0°C y apresión atmosférica, por lo que el volumen de explosiónserá:7,25 g-mol x 22,4 litro/g-mol = 162,4 litrosA una temperatura mayor el volumen de gases aumentade acuerdo con la “Ley de Gay-Lussac”; así, para elcaso anterior, considerando un incremento de 15°C,se tendrá.162,4 x 283 = 168,35 litros273En la práctica, metales pulverizados como el aluminiose emplean para incrementar el calor de explosión,los que al elevar las temperaturas de reacción elevanla presión de gases.D. Balance de oxígenoCon excepción de la nitroglicerina y el nitrato deamonio, la mayoría de los explosivos son deficientesen oxigeno, pues no tienen suficiente para poderconvertir cada átomo de carbono e hidrógeno presentesen la molécula explosiva en dióxido de carbono y agua.Normalmente un explosivo no utiliza el oxígenoatmosférico durante el proceso de detonación, por locual el calor generado por la explosión de un productodeficiente en oxígeno es menor que el generado encondiciones de oxidación completa. Este parámetro seconsidera en el capítulo de propiedades de losexplosivos.E. Energía mínima disponibleEs la cantidad de trabajo que realizan los productosgaseosos de una explosión cuando la presiónpermanece constante a 1 atm.En su forma más simplificada, la ecuación diferenciadapara el trabajo de expansión (We) a presión (P)constante, es:We = P x (V2- V1)donde:We : trabajo de expansión.P : presión resistente (1 atm).V1: volumen de explosivo.V2: volumen de los gases de explosión.Como el volumen V1es despreciable frente al de losgases producidos, la cantidad de trabajo disponibleviene dada por:We = P x V2Para el caso del ejemplo anterior de la nitroglicerina,al sustituir en la ecuación tenemos:We = 1 atm x 168,35 litros = 168,35We = 1 x 168,35 x 10,23 = 1 722,21 kg x mEsta cantidad de trabajo se considera que es la mínimaenergía disponible.F. Temperatura de explosiónEs la temperatura a la que llega el proceso de reacciónexplosiva.En el caso de cada producto en particular, se expresaen grados centígrados (°C) o kcal/kg.Tiene importancia especial en el caso de minas de carbóncon ambiente elevado de grisú, donde una alta temperaturadeexplosiónpuedeinflamarlo.Lasaltastemperaturaspuedenserdisminuidasañadiendoalexplosivoproductosdepresoresde calor, como el cloruro de sodio.El cálculo de temperaturas se basa en la fórmula paratemperatura absoluta de cualquier combustión:Te = Qkv(mc x ce)donde:Qkv : calor total desprendido a volumen constante.mc : peso en kilogramos de cada uno de losproductos de la reacción.ce : calores específicos a la temperatura Te.Ejemplo de temperaturas de explosión:ANFO Nitroglicerina pura2 800 K (2 527°C) 4 700 K (4 427°C)donde °C = K – 273.CAPÍTULO 1
  15. 15. 16MECÁNICA DE ROTURA DE ROCASA. Proceso de fracturamientoLa fragmentación de rocas por voladura comprende ala acción de un explosivo y a la consecuente respuestade la masa de roca circundante, involucrando factoresde tiempo, energía termodinámica, ondas de presión,mecánica de rocas y otros, en un rápido y complejomecanismo de interacción.Este mecanismo aún no está plenamente definido,existiendo varias teorías que tratan de explicarlo entrelas que mencionamos a:- Teoría de reflexión (ondas de tensión reflejadasen una cara libre).- Teoría de expansión de gases.- Teoría de ruptura flexural (por expansión degases).- Teoría de torque (torsión) o de cizallamiento.- Teoría de craterización.- Teoría de energía de los frentes de onda decompresión y tensión.- Teoría de liberación súbita de cargas.- Teoría de nucleación de fracturas en fallas ydiscontinuidades.Estas teorías se basan en criterios sobre distribución deenergía, acción de fuerzas de compresión-tensión,reflexión de ondas de choque en la cara libre, efectosde corte y cizallamiento por movimiento torsional entretaladros, presión de gases súbitamente aplicados sobrela roca y liberación de cargas, ruptura de material rígidopor flexión, integración o nucleación de microfracturasen fisuras y fallas, colisión de fragmentos en el aire yotros, sustentados basándose en especulaciones,investigaciones en laboratorios especializados y camposde pruebas, modelos físicos y matemáticos, pruebasexperimentales y de producción controladas porfotografía de alta velocidad y monitoreo sísmico,pruebas con cargas subacuáticas y otros.CAPÍTULO 1
  16. 16. 17Algunas teorías se comprueban en ciertas condicionesde trabajo mientras que en otras condiciones noresponden, por lo que aún no se consideranconcluyentes.Una explicación sencilla, comúnmente aceptada, queresume varios de los conceptos considerados en estasteorías, estima que el proceso ocurre en varias etapaso fases que se desarrollan casi simultáneamente en untiempo extremadamente corto, de pocos milisegundos,durante el cual ocurre la completa detonación de unacarga confinada, comprendiendo desde el inicio de lafragmentación hasta el total desplazamiento delmaterial volado.Estas etapas son:a. Detonación del explosivo y generación de la ondade choque.b. Transferencia de la onda de choque a la masade la roca iniciando su agrietamiento.c. Generación y expansión de gases a alta presióny temperatura que provocan el fracturamiento ymovimiento de la roca.d. Desplazamiento de la masa de roca trituradapara formar la pila de escombros o detritos.B. Descripción del procesoInmediatamente después de la detonación, el efectode impacto de la onda de choque y de los gases enrápida expansión sobre la pared del taladro, setransfiere a la roca circundante, difundiéndose a travésde ella en forma de ondas o fuerzas de compresión,provocándole sólo deformación elástica, ya que lasrocas son muy resistentes a la compresión. Al llegarestas ondas a la cara libre en el frente de voladuracausan esfuerzos de tensión en la masa de roca, entrela cara libre y el taladro. Si la resistencia a tensión dela roca es excedida, ésta se rompe en el área de lalínea de menos resistencia (burden), en este caso lasondas reflejadas son ondas de tensión que retornan alpunto de origen creando fisuras y grietas de tensión apartir de los puntos y planos de debilidad naturalesexistentes, agrietándola profundamente (efecto decraquelación).Casi simultáneamente, el volumen de gases liberadosy en expansión penetra en las grietas inicialesampliándolas por acción de cuña y creando otrasnuevas, con lo que se produce la fragmentación efectivade la roca.Si la distancia entre el taladro y la cara libre estácorrectamente calculada la roca entre ambos puntoscederá, luego los gases remanentes desplazanrápidamente la masa de material triturado haciaadelante, hasta perder su fuerza por enfriamiento ypor aumento de volumen de la cavidad formada en laroca, momento en que los fragmentos o detritos caeny se acumulan para formar la pila de escombros.En esta etapa se produce fragmentación adicional porel impacto de los trozos de roca en el aire.La reacción del explosivo en el taladro es muy rápida ysu trabajo efectivo se considera completado cuando elvolumen de la masa se ha expandido a 10 veces elvolumen original lo que requiere aproximadamente 5a 10 milisegundos.Normalmente el trabajo de fragmentación es máseficiente en las rocas compactas y homogéneas queen las naturalmente muy fisuradas, ya que en ellas losgases tenderán a escapar por las fisuras disminuyendosu energía útil.Teóricamente la detonación tiene un efecto deexpansión esférica pero como normalmente losexplosivos se cargan en taladros o huecos cilíndricos,la detonación tiene expansión cilíndrica donde, comoconsecuencia de la dilatación del taladro en un entornorígido, se crea un proceso de “fisuramiento radial”,que da lugar a la formación de “planos de roturaverticales concordantes con el eje del taladro”.La rotura de rocas requiere condiciones fundamentalescomo:a. Confinamiento del explosivo en el taladroPara lograr el mejor acoplamiento con la pared interiorque permita transferir la onda de choque a la roca.Explosivo suelto, presencia de vacíos o desacoplamientodisminuyen enormemente este efecto.b. Cara libreEs indispensable para la formación y retorno de lasondas de tensión reflejadas que provocan lafragmentación. Si la cara libre es inadecuada lavoladura será deficiente y si no hay cara libre las ondasde compresión viajarán libremente sin reflejarse,difundiéndose a la distancia sólo como ondas sísmicas.c. Distancia del taladro a la cara libreTambién denominada línea de menor resistencia o“burden”. Debe ser adecuada para cada diámetro detaladro. Si es muy larga la reflexión de ondas serámínima, e incluso nula y la fragmentación se limitaráa la boca o collar del taladro como craterización.Si estas condiciones son adecuadas, el empuje de losgases sobre la masa de roca en trituración provocaráademás la formación de “planos de roturahorizontales”, a partir de la cara libre como resultadode los esfuerzos de tensión producidos cuando la rocallega a su límite de deformación elástica y a ladeformación convexa de la cara libre, donde se formangrietas de plegamiento, de las que nacen los planosde rotura horizontales mencionados. Este proceso sedenomina rotura “flexural”.CAPÍTULO 1
  17. 17. 18En el momento de la flexión de la cara libre se produceademás cierta proporción de rotura por descostre.El material triturado y proyectado se acumula formandola pila de escombros o detritos, que se extiende al piede la nueva cara libre, en una distancia mayor que ladel burden original, denominada desplazamiento ospelling, debiéndose considerar que el volumen delmaterial roto es mayor que el que termina in situ, loque se denomina “esponjamiento”. Este aspecto esimportante para calcular el volumen de roca atransportar con los equipos de acarreo y se estimabasándose en el “factor de esponjamiento” de losdiferentes tipos de rocas y a las dimensiones del corteefectuado con la voladura.d. Fisuramiento cilíndrico radialUna carga explosiva puntual (relación longitud/diámetro máximo: 6/1), es decir no mayor a 6 vecesel equivalente del diámetro del taladro, producegeneralmente una excavación en forma de copa o decráter de limitada profundidad, mientras que un taladroconvencional (largo mayor de 6 diámetros) tieneexpansión cilíndrica radial en toda su longitud.Teniendo en cuenta que la presión de gases en ladetonación va entre 9 kbar a 275 kbar alcanzandotemperaturas entre 1 600°C (de 3 000 a 7 000°F), suefecto sobre la roca circundante a partir del eje deltaladro produce teóricamente los siguientes grados dedestrucción:- A la distancia de un diámetro, pulverización.- A la distancia de 1 hasta 4 ó 5 diámetros, fisurascada vez más débiles y abiertas correspondientesa la zona de fisuramiento radial, acompañadasde fragmentación menuda y media a cada vezmás gruesa.- Más allá de los 55 diámetros es la zona dedeformación elástica, donde las vibraciones porimpacto se transforman en ondas sísmicas.- Esta distribución de grados de destrucción yalcance máximo del proceso de la detonación esimportante para calcular la distancia entre lostaladros de una voladura. Si es adecuada habrábuena fragmentación por interacción entre ellos;si es muy larga sólo producirá craterización en laboca, dejando fragmentos sobredimensionadosentre ellos, o lo que es peor, los taladros solamentesoplarán los gases sin producir roturaentre ellos.Si el cebo iniciador está ubicado al fondo del taladrocomo es usual, la expansión no será cilíndrica sino quetoma la forma de una gota, lo que complica lainterpretación y el graficado del proceso.Estos conceptos, de rotura de roca se aplican a todotipo de taladro en superficie y subsuelo. También debetenerse en cuenta las condiciones geológicascircundantes para inferir los resultados. Así por ejemplolas diaclasas o fisuras de otro tipo que sean paralelasal eje del taladro afectarán a la formación de las fisurasradiales interceptándolas; por otro lado las de tipotransversal permitirán la fuga de gases disminuyendola energía e incluso afectando a otros taladros cercanos.La interpretación gráfica del proceso de fragmentaciónse complica teniendo en cuenta la presencia de sistemasde fisuras principales y secundarios: paralelos,transversales y diagonales respecto al eje del taladro.CAPÍTULO 1
  18. 18. 19CAPÍTULO 1
  19. 19. 20CAPÍTULO 1
  20. 20. 21CAPÍTULO 1
  21. 21. 22
  22. 22. 23CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULO2O2O2O2O2
  23. 23. 24
  24. 24. 25n términos generales los explosivos por su formade reacción se clasifican en: explosivos químicos yexplosivos nucleares.Los explosivos químicos actúan por procesos dereacción química de detonación producidos por efectode una onda de choque. Están mayormente vinculadosa compuestos nitrados y son los de aplicación comúnen minería y construcción civil.Los nucleares están vinculados a la desintegración demateriales como uranio 235 y plutonio, proceso quedesprende inmensas cantidades de energía. Su empleoactual es en el campo militar y de investigación.Aunque no se clasifican como explosivos, algunosproductos especiales actúan como una explosión físicasin detonación previa, producida por la súbitaexpansión de gases inertes licuados como el CO2(cardox) por aplicación de calor. Su empleo estálimitado a ambientes con alto nivel de grisú en las minasde carbón, o donde no se puede emplear explosivosconvencionales.LOS EXPLOSIVOS QUÍMICOSLos explosivos químicos se clasifican en dos grandesgrupos según la velocidad de su onda de choque ovelocidad de reacción.A. Explosivos rápidos o altos explosivos: de 2 500 a7 000 m/s.B. Explosivos lentos o deflagrantes: menos de 2 000m/sEn los explosivos de alta velocidad, usualmente tambiénllamados “detonantes” la onda de choque essupersónica o de alto régimen y autosostenida(constante) lo que garantiza la detonación completade toda su masa, con un fuerte efecto de impactotriturador o brisante.Los deflagrantes comprenden a las pólvoras,compuestos pirotécnicos y compuestos propulsores paraartillería y cohetería, casi sin ninguna aplicación en laminería o ingeniería civil por lo que no se tratarán eneste manual. Sólo cabe mencionar la pólvora de minausada artesanalmente y para el núcleo de la mechade seguridad. Su onda de choque es subsónica (menosde 2 000 m/s) por lo que no llegan al estado dedetonación siendo su explosión semejante a unacombustión violenta con muy limitado efecto triturador.También el ANFO deficientemente iniciado sólo llegaa deflagrar produciendo un efecto netamenteexpansivo.Los detonantes se dividen en primarios y secundarios,según su aplicación. Los primarios, por su alta energíay sensibilidad, se emplean como iniciadores paradetonar a los secundarios. Entre ellos podemosmencionar a los compuestos para detonadores yreforzadores (pentrita, azida de plomo, fulminatos, etc.).Los secundarios son los que efectúan el arranque yrotura de las rocas, son menos sensibles que losprimarios pero desarrollan mayor trabajo útil, por loque también se les denomina como “rompedores”.Comprenden dos grupos: de uso civil (industriales) yexplosivos de uso militar.Los militares son más brisantes, menos sensibles almaltrato, más caros y más estables ya que su vida útil(shelf life) pasa de 20 años, pero por su bajo volumende gases no tienen aplicación práctica en voladura derocas en minería.EXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORESPara uso en obras civiles y en minería, se dividen endos categorías:A. Altos explosivos, sensibles al fulminante Nº 8.Los altos explosivos sensibles comprenden a:a. Dinamitas.b. Explosivos permisibles o de seguridad paraminería de carbón.c. Explosivos hidrogel y emulsión sensibilizados.d. Explosivos especiales.B. Agentes de voladura, no sensibles al fulminante Nº 8.Los agentes de voladura no sensibles comprenden dosgrupos:a. Agentes de voladura acuosos (water gels) son:1. Hidrogeles o slurries.2. Emulsiones.3. Agentes mixtos (emulsión/ANFO o ANFOspesados).b. Agentes de voladura NCN granulares, secos.ANFO y similares.A. Altos explosivos sensibles al fulminante N°8a. DinamitasAltos explosivos mayormente compuestos por unelemento sensibilizador (nitroglicerina u otro ésterestabilizado con nitrocelulosa), combinada con aditivosportadores de oxígeno (nitratos) y combustibles noexplosivos (harina de madera) más algunos aditivospara corregir la higroscopicidad de los nitratos, todosen las proporciones adecuadas para mantener uncorrecto balance de oxígeno. En ellas todos suscomponentes trabajan contribuyendo energéticamenteen la reacción de detonación.CAPITULO 2CLASIFICACIÓN DE LOS EXPLOSIVOSE
  25. 25. 26En las dinamitas modernas también denominadasgelatinas explosivas por su consistencia plástica, de fáciluso y manipulación, el porcentaje de nitroglicerina-nitrocelulosa se estima entre 30 y 35% correspondiendoel resto a los oxidantes y demás aditivos. Con menoresporcentajes las dinamitas resultan menos plásticas ymenos resistentes al agua, denominándosesemigelatinas y pulverulentas.Aún se fabrica en pequeña escala y para casosespeciales la dinamita original de Nobel denominada“guhr dynamite” compuesta solamente de nitroglicerina(nitroglicerina 92% - nitrocelulosa 8%) y un elementoabsorbente inerte como la diatomita (kieselguhr) quetiene balance de oxígeno nulo, así también la “straightdynamite” en la que la nitroglicerina se encuentramezclada con compuestos activos pero no explosivos(dopes); también de muy escaso uso en la época actual.Las dinamitas con mayor contenido de nitroglicerina yaditivos proporcionan alto poder rompedor y buenaresistencia al agua, siendo típicamente“fragmentadoras” o “trituradoras”. En el otro extremoquedan las de menor contenido de nitroglicerina ymayor proporción de nitratos, por lo que tienen menorefecto brisante, pero mayor volumen y expansión degases mostrando mayor capacidad “empujadora ovolteadora”. Normalmente su capacidad de resistenciaal agua disminuye proporcionalmente al menorcontenido de nitroglicerina.Las principales ventajas de las dinamitas son:- Sensibles al fulminante Nº 6, 8 y otros iniciadorescomo 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 500y 6 000 m/s.- Gran resistencia al agua y estabilidad química.- Insustituible en casos de trabajo en condicionesde alta presión hidrostática, en condiciones dondeel efecto canal es muy crítico, donde se deseauna propagación de taladro a taladro porsimpatía, para trabajos en condiciones detemperaturas extremadamente bajas y otras másdonde los demás explosivos no garantizanrespuesta 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 ladetonación (simpatía) para carguío espaciado.- Adaptables a casi toda condición de voladuraexistente y gran facilidad de carguío aun entaladros de condiciones difíciles como los de sobrecabeza.Desventajas:- Su sensibilidad a estímulos subsónicos con riesgode 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).Su empleo está preferentemente dirigido a pequeñosdiámetros de taladro, en subterráneo, túneles, minas,canteras y obras viales.Normalmente se comercializan en cartuchos de papelparafinado, con diámetros desde 22 mm (7/8”) hasta75 mm (3”) y longitudes de 180 mm (7”), 200 mm(8”) y 340 mm (12”), embalados en cajas de cartón de25 kg.Convencionalmente, de acuerdo al contenido denitroglicerina en proporción a la mezcla inicial noexplosiva y a aspectos de aplicación, las dinamitas seclasifican en:1. Gelatinas.2. Semigelatinas.3. Pulverulentas.4. Especiales.La producción de EXSA S.A., cubre estos cuatro grupos,comprendiendo a la fecha los siguientes productos:1. GelatinasGelatina Especial 75, Gelatina Especial 90, GelignitaGelatina Especial 75, Gelatina Especial 90, GelignitaGelatina Especial 75, Gelatina Especial 90, GelignitaGelatina Especial 75, Gelatina Especial 90, GelignitaGelatina Especial 75, Gelatina Especial 90, Gelignitay Gelatina ExplosivaGelatina ExplosivaGelatina ExplosivaGelatina ExplosivaGelatina Explosiva (con densidades de 1,3 a 1,5 g/cm3y velocidades de 5 000 a 6 500 m/s) deconsistencia plástica, elevado poder triturador pararocas duras y gran resistencia al agua para trabajossubacuáticos.2. SemigelatinasSemexsa 45, Semexsa 60, Semexsa 65 y Semexsa 80Semexsa 45, Semexsa 60, Semexsa 65 y Semexsa 80Semexsa 45, Semexsa 60, Semexsa 65 y Semexsa 80Semexsa 45, Semexsa 60, Semexsa 65 y Semexsa 80Semexsa 45, Semexsa 60, Semexsa 65 y Semexsa 80(con densidades de 1,08 a 1,2 g/cm3y velocidades de3 500 a 4 500 m/s), de consistencia granular opulverulenta, adecuada para rocas semiduras yhúmedas.3. PulverulentasExadit 45Exadit 45Exadit 45Exadit 45Exadit 45 y Exadit 65Exadit 65Exadit 65Exadit 65Exadit 65 con densidades de 1,02 y 1,05g/cm3y velocidades de 3 400 y 3 600 m/s), deconsistencia granular fina, adecuada para rocasfriables, blandas, en taladros secos.4. Dinamitas EspecialesExsacorteExsacorteExsacorteExsacorteExsacorte, ExsasplitExsasplitExsasplitExsasplitExsasplit para voladura controlada y GeoditGeoditGeoditGeoditGeoditpara sísmica.Las gelignitas y gelatinas tienen alta capacidad detrituración y resistencia al agua, empleándose en rocasduras y en condiciones difíciles. Las semigelatinas sonCAPÍTULO 2
  26. 26. 27ampliamente usadas en rocas de condicionesintermedias; las pulverulentas en rocas relativamentesuaves y secas; y las especiales en trabajosdeterminados como el precorte y en exploración paraprospección sismográfica de hidrocarburos.La textura de las dinamitas varía según su tipo; lasgelatinas son homogéneas, de grano fino,relativamente ligosas al tacto, plásticas y moldeables.Las semigelatinas y más aún las pulverulentas sonmenos homogéneas en su granulometría, menosplásticas, incluso al tacto se desgranan, no se adhierena la mano como las gelatinas. Todas son susceptiblesa la humedad ambiental, por lo que en almacenaje sedeben mantener en sus bolsas plásticas selladas.b. Explosivos permisibles o de seguridad paraminería de carbónEspecialmente preparados para uso de minas decarbón con ambiente inflamable, su principalcaracterística es la baja temperatura de explosión, laque se obtiene con la adición de componentes o aditivosinhibidores de llama, como algunos cloruros.En los de “seguridad reforzada o de intercambio iónico”se consigue rebajar la temperatura de explosión coningredientes que al reaccionar en el momento de ladetonación forman el inhibidor, con mayor poderrefrigerante.Por el tipo de carbón antracítico predominante en lasminas del Perú y por su relativa superficialidad, no sereporta significativa presencia de grisú o de polvosinflamables, como ocurre por ejemplo en Europa,Sudáfrica, India y Norteamérica, donde es forzado yobligatorio el empleo de explosivos permisibles.c. Explosivos acuosos1. Explosivos hidrogel (sensibles al fulminante)Los hidrogeles están constituidos por una fase continua,que es una solución acuosa de sales oxidantes saturadaa temperatura ambiente y gelificada por gomashidrosolubles; y por una fase dispersa de partículassólidas, gotitas líquidas, o ambas. En el caso de unlíquido disperso, la composición pertenecesimultáneamente al grupo de las emulsiones de tipo“aceite en agua”.Cuando contienen una materia explosiva disuelta enagua, como el nitrato, de monometilamina omononitrato de etileno glicol, son calificados como“explosivo hidrogel”, sensible al fulminante (como ladinamita pero sin nitroglicerina-nitrocelulosa). Sutiempo de vida útil (shelf life) es menor que el de lasdinamitas por su natural tendencia a la separación defases o del incremento de su densidad por migraciónde sus burbujas de gas.Estos explosivos son de textura fina, glutinosa y muyresistentes al agua. Por lo general se presentan encartuchos de polietileno de pequeño a medianodiámetro. Se emplean en forma similar que lasdinamitas, aunque con algunas dificultades para elcarguío en taladros sobre cabeza. En esta línea produceEXSA el LLLLLurigel 600urigel 600urigel 600urigel 600urigel 600 y LLLLLurigel 800urigel 800urigel 800urigel 800urigel 800 en cartuchos deplástico o de papel parafinado, con diámetros de 25mm o más.Tienen alta velocidad de detonación (3 600 a 5 200m/s) y brisance, pero su simpatía es más susceptible afallas por causas externas que las de las dinamitas.Una limitación común a todos los hidrogeles es sudensidad de cartucho, que no debe ser mayor de 1,25g/cm3; de lo contrario pueden perder su capacidad dedetonar, lo que se debe tener en cuenta para no atacarlos cartuchos excesivamente para confinarlos en eltaladro.2. Emulsiones explosivas (sensibles al fulminante)Las emulsiones explosivas son de tipo inversado “aguaen aceite”, componiéndose de dos fases líquidas, unacontinua, básicamente constituida por una mezcla dehidrocarburos y otra dispersa, que son microgotas deuna solución acuosa de sales oxidantes, con el nitratode amonio como principal componente.Es importante en su fabricación la elección del agentetenso activo emulsificador y la dispersión ultra fina dela solución acuosa a temperaturas relativamente altas.Por su naturaleza aerófoba se hace necesario emplearmicroburbujas de aire en micro esferas de vidrio, comoregulador de densidad y de la sensibilidad al iniciador(eventualmente perlita o compuestos gasificantes).Entre las emulsiones sensibles o explosivos emulsión;EXSA fabrica la Semexsa-E 65Semexsa-E 65Semexsa-E 65Semexsa-E 65Semexsa-E 65 y Semexsa-E 80Semexsa-E 80Semexsa-E 80Semexsa-E 80Semexsa-E 80presentada en cartuchos de papel parafinado, depequeño diámetro (de 22 mm o más) y el Exagel-E 65Exagel-E 65Exagel-E 65Exagel-E 65Exagel-E 65y Exagel-E 80Exagel-E 80Exagel-E 80Exagel-E 80Exagel-E 80 presentada en manga plástica especial,de pequeño a mediano diámetro (de 25 mm o más).El aire contenido en las micro esferas al serviolentamente comprimido (adiabáticamente) por lapresión de la onda de choque iniciadora, se inflama,produciendo un efecto denominado de puntos calientes(hot spots), que hacen detonar a la emulsión(equivaliendo a la nitroglicerina de las dinamitas).Sus ventajas son su alta velocidad y potencia, excelenteresistencia al agua, menor sensibilidad en manipuleoy el ser inodoras (no producen cefalea).Son pues ideales para taladros inundados y para rocadura, competente.CAPÍTULO 2
  27. 27. 28Sus desventajas son el menor tiempo de vida útil,normalmente seis meses según tipo y su menorcapacidad de transmisión en condiciones adversas enel taladro, su sensibilidad al iniciador y su simpatíason más susceptibles a fallas que en las dinamitasespecialmente cuando ocurren sobre compresión,efecto canal, detritos en el taladro que aíslan loscartuchos o cuando se inicia la columna con undetonador débil.Sus densidades están entre 1,13 y 1,19 g/cm3y susvelocidades entre 4 800 y 5 200 m/s.d. Explosivos especialesSe involucra en este grupo a los productos fabricadospara un empleo particular, o para uso en condicionesambientales fuera de las normales. Su composiciónbásica puede ser dinamita, hidrogeles, explosivosmoleculares como TNT, mezclas de nitrato de amonioy otros, presentados con envolturas o envasesadecuados para su función o aplicación.Como ejemplo se puede mencionar al GeoditGeoditGeoditGeoditGeodit paraprospección sísmica, al ExsacorteExsacorteExsacorteExsacorteExsacorte y ExsasplitExsasplitExsasplitExsasplitExsasplit paravoladura controlada, a los slurry primer, a los boostero cebos reforzadores de TNT-pentolita colados, conosrompedores, cargas dirigidas y otros, con sus propiasespecificaciones.B. Agentes de voladura, no sensiblesal detonadora. Agentes de voladura acuosos (watergels)1. Hidrogeles o slurriesLos hidrogeles exentos de materia explosiva propia ensu composición no reaccionan con el fulminante y secalifican como “agentes de voladura hidrogel, slurrieso papillas explosivas”, requiriendo de un ceboreforzado o primer-booster para arrancar a su régimende detonación de velocidad estable; de lo contrario,no arrancan o lo hacen a bajo régimen con velocidadestransientes dando bajo rendimiento energético, razónpor la que en un principio también se les denominabaexplosivos de seguridad. También son conocidos comowater gels.Sus cualidades principales son: alta velocidad dedetonación y alta densidad que les dan enorme poderrompedor y elevada resistencia al agua, por lo queresultan excelentes sustitutos del ANFO, para voladurade rocas tenaces y de taladros inundados, incluso conagua dinámica.Su aplicación está dirigida mayormente a taladros demediano a gran diámetro en tajos abiertos, tanto comocarga de fondo reforzador para taladros muyconfinados y para nivelación de pisos, o como cargacompleta para taladros con agua. Normalmente sesuministran en fundas o mangas plásticas.Su textura es homogénea, viscosa, relativamente ligosa,lo que les permite contenerse adecuadamente entaladros altamente fisurados, sin pérdidas por filtración,lo que garantiza mantener el factor de carga calculado,y también permite cargarlos al taladro soltándolos sinsu funda o manga de polietileno. Su alta densidaddesplaza fácilmente al agua presente en los taladros.Por otro lado su viscosidad es incompatible para carguíomecanizado por bombeo y para la mezcla con ANFO.EXSA produjo su ampliamente conocida yexperimentada línea de Slurrex 40Slurrex 40Slurrex 40Slurrex 40Slurrex 40 y Slurrex 60Slurrex 60Slurrex 60Slurrex 60Slurrex 60encartuchada en mangas de 65 mm de diámetro omás, cuyas densidades son de 1,15 a 1,30 g/cm3, susvelocidades de 4 200 a 5 100 m/s y su presión dedetonación de 58 a 82 kbar (ANFO: 45 kbar, tomadacomo patrón).2. EmulsionesEn forma similar, los agentes de voladura emulsióncarecen de un elemento explosivo en su composición(eventualmente se sensibilizan con micro esferas) porlo que también requieren ser detonadas con un ceboreforzador de alta presión de detonación. Su aplicacióntambién está dirigida a taladros de mediano a grandiámetro en tajos abiertos, como carga de fondo dealta densidad o como carga de columna (total oespaciada) en taladros con agua, o perforados en rocamuy competente.A diferencia de los hidrogeles su viscosidad puede sergraduada desde una emulsión líquida similar a unaleche de magnesia hasta una viscosidad semejante auna margarina, lo que permite su carga al taladro,tanto en forma encartuchada como a granelmecanizada, por bombeo directo al fondo del mismopara desplazar al agua.Una ventaja importante es su facilidad de mezcla conel ANFO para formar ANFO Pesado.Por otro lado su vida útil es menor que la de loshidrogeles.EXSA las presenta encartuchadas en mangas depolietileno-propileno (Slurrex-E 40, Slurrex-E 60Slurrex-E 40, Slurrex-E 60Slurrex-E 40, Slurrex-E 60Slurrex-E 40, Slurrex-E 60Slurrex-E 40, Slurrex-E 60 ySlurrex-E 80Slurrex-E 80Slurrex-E 80Slurrex-E 80Slurrex-E 80) y a granel, suministradas en camióncisterna para entrega directa en la mina donde se cargamediante camiones mezcladores-bombeadores(Slurrex-EGSlurrex-EGSlurrex-EGSlurrex-EGSlurrex-EG), directamente como tal o mezclada conANFO para formar ANFO Pesado sensibilizado.Slurrex-MASlurrex-MASlurrex-MASlurrex-MASlurrex-MA es una emulsión oxidante inerte nodetonable para efectos de transporte hasta sersensibilizada en el lugar de aplicación, para formarun agente de voladura ANFO pesado, o como emulsiónnormal de alto nivel de energía.CAPÍTULO 2
  28. 28. 293. Agentes mixtos (emulsión/ANFO o ANFOspesados)Son mezclas de emulsión y ANFO en diferentesproporciones, que permiten:1°. Bajar el costo y potencia de una emulsión pura,para voladura en rocas difíciles, secas o húmedas.2º. Darle resistencia al agua al ANFO, al saturar conemulsión los espacios libres entre los prills o perlasdel nitrato.Estos ANFOs pesados se pueden preparar en diferentesrelaciones de acuerdo a los requerimientos de lavoladura y la presencia de agua, entre 10% a 90% deemulsión y la diferencia ANFO, siendo los ratios másdifundidos 30-70, 50-50, 60-40 y 80-20.Normalmente las mezclas con menos de 50 % deemulsión no son resistentes al agua pero se incrementanotablemente la potencia del explosivo, y las mayoresde 50 % emulsión son progresivamente más resistentesal agua.Se pueden comercializar encartuchados en mangas depolietileno o al granel, preparándolos in situ encamiones mezcladores-cargadores.EXSA los proporciona encartuchados en mangas depolietileno-polipropileno con la denominación Slurrex-Slurrex-Slurrex-Slurrex-Slurrex-APAPAPAPAP, en la relación de mezcla que se requiera, ejemplo:Slurrex-Slurrex-Slurrex-Slurrex-Slurrex-APAPAPAPAP 8080808080 y Slurrex-Slurrex-Slurrex-Slurrex-Slurrex-AP 60AP 60AP 60AP 60AP 60 con densidades de 1,26y 1,28 g/cm3y velocidades de 5 600 a 5 400 m/s.b. Agentes de voladura NCN granulares, secos,ANFO y similaresEn su generalidad se componen de nitrato de amoniosensibilizado por un agregado orgánico, líquido osólido generalmente no explosivo. El nitrato debe serperlado y suficientemente poroso para garantizar laabsorción y retención del agregado combustible.Estos poros actúan como elementos sensibilizadoresen su detonación.Son insensibles al detonador Nº 8 y requieren de uncebo enérgico para arrancar. Su velocidad dedetonación es relativamente baja por lo que son pocobrisantes, pero la natural lentitud de su reacción lespermite generar un buen volumen de gases, por loque son preferentemente expansores o empujadores.Su mayor limitación es la nula resistencia al agua.Algunas mezclas de baja densidad, detonan en bajorégimen de velocidad y presión.El ejemplo más típico es el ANFO convencional (94,4%nitrato de amonio - 5,6% fuel oil Nº 2) con 2 500 a3 000 m/s de velocidad y 45 kbar de presión.En ocasiones se trata de mejorar las performances delANFO añadiéndole aluminio u otros aditivos,resultando por ejemplo el ANFO-AL, el SANFO y otros,que aun así tienen limitaciones en resistencia al agua.Su empleo a granel está dirigido mayoritariamente atajos abiertos, canteras, voladura de cráter y voladurade calambucos, por desplome.Su empleo en subterráneo está limitado a frentesautorizados, aplicándose con cargadores neumáticosportables. En tajo abierto suele emplearse camionescargadores con sistemas de gusanos (augers)articulados, que permiten verterlos directamente a lostaladros.EXSA comercializa sus agentes de voladura granularessecos bajo la denominación comercial Examon-PExamon-PExamon-PExamon-PExamon-P yExamon-Examon-Examon-Examon-Examon-VVVVV, en sacos de polipropileno con bolsa interiorde polietileno, de 25 kg netos. Su densidad es de 0,85g/cm3, su velocidad de detonación de 2 800 a 3 300m/s y su presión de detonación de 50 y 60 kbar.Contienen aditivos antiestáticos para el carguíoneumático.Los explosivos de uso industrial empleados en voladurade rocas actúan con base en una reacción físico-química de combustión muy rápida que comprende atres elementos: oxidante, combustible y sensibilizador.El oxidante proporciona oxígeno al combustible paraarder y generar humo, vapor de agua, cenizas y caloren forma convencional y es el sensibilizador el que encierta forma actúa como un incentivador para acelerarla reacción al nivel de explosión, incrementandoenormemente la temperatura con lo que los humos ygases sobrecalentados tienden a expandirse casiinstantáneamente para producir los efectos detrituración y desplazamiento de la roca.Por tanto, los explosivos contienen estos tres elementos,clasificándose en cuatro grupos según el tipo de ellos,como se indica en el cuadro de la parte inferior.Es interesante observar que el nitrato de amonio es eloxidante común de los cuatro, en diferentes estados(en gránulos, molido o en solución) combinándoseeventualmente con otros nitratos o sales, mientras queel sensibilizador puede ser un alto explosivo molecularcomo la nitroglicerina, un polvo metálico, aminas o elaire contenido en los poros de los gránulos de nitratoo en las microesferas de vidrio, que al ser comprimidoadiabáticamente por la onda de choque del iniciadorse inflama y genera puntos calientes (hot spots) queproducen la detonación del explosivo.CAPÍTULO 2
  29. 29. 30Aparte de la composición química, algunos otros factoresinfluyenenciertoscasosenelperformancedelosexplosivos,como el tamaño de las partículas oxidantes, siendo unpromedio usual el cuadro 1 (según Bampfield y Morrey).Es también interesante para un criterio de selección,además de la composición y características, tener encuenta aspectos prácticos como el factor de eficienciao grado de aprovechamiento de la energía, como seaprecia en el cuadro 2.Todos los explosivos tiene su aplicación específica deacuerdo al tipo, condiciones, dimensión y motivo deuna voladura.Entran en consideración las características de la roca,diámetros de perforación, fragmentación deseada,presencia de agua y otros para escoger al másadecuado y económico para cada caso, entendiéndosecomo económico no al más barato, sino al que brindemayor rendimiento por unidad de roca voladaeficientemente (kg/m3).No son por tanto discriminatorios unos con respecto aotros, sino que llegan a complementarse tipos distintosen un mismo taladro, cuando es necesario.EXPLEXPLEXPLEXPLEXPLOSIVOSIVOSIVOSIVOSIVOS COMERCIALES - COMPONENTES PRINCIPOS COMERCIALES - COMPONENTES PRINCIPOS COMERCIALES - COMPONENTES PRINCIPOS COMERCIALES - COMPONENTES PRINCIPOS COMERCIALES - COMPONENTES PRINCIPALESALESALESALESALESTIPO OXIDANTES COMBUSTIBLES SENSIBILIZADORDINAMITAS Sólidos Sólidos LíquidoNitrato de amonio Materias absorbentes, Nitroglicerina y otrosy otras sales pulpa de madera, celulosaANFO Y OTROS Sólidos Sólido/líquido AireNITROCARBONITRATOS Nitrato de amonio Petróleo diesel, carbón, Poros vacíos de aire en losGRANULARES granulado y otros aceites prills de nitrato de amonioHIDROGELESSLURRY Sólido/líquido Sólido/líquido Sólido/líquido(dispersión de aceite Nitrato de amonio y Petróleo, aluminio, Nitrato de mono-metilen agua) otras sales (soluciones sensibilizantes amina, mononitrato desalinas) orgánicos, gomas etileno glicol, aluminio enpolvo y otros gasificantesEMULSIONES Líquido Líquido Gasificantes(dispersión de agua Soluciones Petróleo, aceites, Aire contenido enen aceite) de Nitrato de amonio emulsificantes, parafinas microesferas de vidrioy otras sales. y otros gasificantesEXPLOSIVO : TAMAÑO DE PARTICULA FORMA VELOCIDAD DE DETONACIÓN(mm) (m/s)ANFO : 2,0 Sólido 3 200DINAMITA : 0,2 Sólido 4 000SLURRY : 0,2 Sólido/líquido 3 300EMULSIÓN : 0,001 Líquido 5 000 a 6 000GRADO DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA DE DIVERSOS EXPLOSIVOSExplosivos moleculares (Nitroglicerina, Pentrita, TNT y otros) 95 a100%Emulsiones 90 a 95%ANFOs pesados bombeables (sobre 60% emulsión) 75 a 90%ANFOs pesados vaceables (bajo 50 ó 60% emulsión) 65 a 85%Hidrogeles 55 a 70%ANFO 60 a 80%SANFO 50 a 70%CAPÍTULO 2
  30. 30. 31CUADRO RESUMENEXPLOSIVOS INDUSTRIALES ROMPEDORESALTOS AGENTES DE EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS VOLADURA ESPECIALESTNT ANFO (PRILLS) SÍSMICOSGELATINAS (NG-NC) SLURRIES PARA VOLADURADINAMITAS EMULSIONES CONTROLADAHIDROGELES SENSIBILIZADOS HÍBRIDOS (MEZCLAS PERMISIBLES (CARBÓN)EMULSIONES SENSIBILIZADAS ANFO/EMULSIÓN O CARGAS DIRIGIDASANFOs PESADOS) BINARIOSLOX Y OTROSCLASIFICACIÓN PRÁCTICA:POR SU REGIMEN DE VELOCIDAD Deflagrantes o empujadoresDetonantes o trituradoresPOR SU SENSIBILIDAD AL INICIADO Sensibles al detonador o altos explosivosNo sensibles al detonador o Agentes de Voladura (requierenun Cebo o Primer)POR SU APLICACIÓN PRIMORDIAL De uso militarDe uso industrial (minería, construcción y usos especiales)CUADRO GENERAL DE EXPLOSIVOS(REFERENCIAL)MATERIALES EXPLOSIVOSALTOS EXPLOSIVOS MATERIALES PIROTÉCNICOS* Thermita PROPELANTES** Composiciones de retardo* Compuestos de ignición* Pólvora negraEXPLOSIVOS EXPLOSIVOS EXPLOSIVOSPRIMARIOS SECUNDARIOS TERCIARIOSSIMPLES COMPUESTOS* Azida de Plomo * Nitroglicerina INDUSTRIALES * Mono Nitrotolueno* Fulminato de Hg * Nitroglicol * Dinamitas * Nitrato de Amonio* Azida de Plata * Nitrometano * ANFO * Perclorato de Amonio* Estifnato de Plomo * RDX * Hidrogeles (Slurries)* Diamino-dinitrofenol * TNT * Emulsiones* Tetraceno * Pólvoras* Otros * TATBMILITARES* TNT - TETRYL* RDX (Hexógeno)* PETN (Nitropenta)* Composición B* Ciclotol - TorpexCAPÍTULO 2
  31. 31. 32*PROPELANTES: Mayormente para uso militar y en cohetería (combustibles)LÍQUIDOS SÓLIDOSMono Compuestos De base De base De base CompuestosPropelantes simple doble tripleNitrometano HAN-DE-H2O NC NC-NG NC-NG-RDX NC-NG-RDX-AL-APHidraxina LH2-LOX TEMTN-HMX-AL-APHAN LOX-FO RDX-HPTB-AL-APRDX-CBAN-AL-APAL-HTPB-APGRUPO OXIDANTE COMBUSTIBLE SENSIBILIZADORPRODUCTOS EXSA SENSIBLES AL DETONADOR1) Dinamitas: Nitrato de Amonio Materias absorbentes Esteres nitrados(molido) (Harina de madera y trigo, (Nitroglicerina/Nitroglicol)celulosa y otros)GelignitaGelatina especialSemexsaExaditExsacorteExsasplitGeodit2) Emulsiones: Nitrato de Amonio Hidrocarburos Aire (contenido en(solución acuosa) (líquidos, sólidos) microesferas de vidrio)Semexsa-EExagel-EPrimagel-EPlastex-E3) Hidrogel: Nitrato de Amonio Hidrocarburos Nitrato de Mono - Metil(solución acuosa) (líquidos, sales orgánicas) Amina (burbujas de gasgoma Guar y otros generadas in situ por gassingquímico), Glicol, aluminio enLurigel polvoPRODUCTOS EXSA NO SENSIBLES AL DETONADOR1) Emulsiones: Nitrato de Amonio Hidrocarburos Aire(solución acuosa) (líquidos) (contenido en microesferasde vidrio)Slurrex-ESlurrex-EG2) ANFO-Pesado: ANFO Emulsión matriz AireNitrato de Amonio Hidrocarburos (contenido en microesferasgranular (Anfo) y en (líquidos) de vidrio y en los poros delsolución (emulsión) Nitrato de AmonioSlurrex-AP3) Hidrogeles: Nitrato de Amonio Hidrocarburos (líquidos, Burbujas de gas(solución acuosa) sales de aminas) (generadas in-situ porgomas (cross linking) gassing químico)Slurrex4) Agentes de voladuragranulados: Nitrato de Amonio Hidrocarburos (líquidos, Aire (contenido en los poros(granular) colorantes, antiestáticos) del prill), aluminioExamon-PExamon-V5) Agente oxidante:Emulsión oxidante inerte Nitrato de Amonio Hidrocarburos(solución acuosa) (líquidos) emulsificantesSlurrex-MAPRODUCTOS EXSA (GRUPOS GENERALES)CAPÍTULO 2
  32. 32. 33CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULO3O3O3O3O3
  33. 33. 34
  34. 34. 35CARACTERÍSTICAS DE LOS EXPLOSIVOSD. Flujo (free flowing)Es la capacidad que muestra un explosivo granular secopara fluir libremente o deslizarse bajo su propio pesodesde su contenedor, transportarse libremente por lamanguera durante el carguío neumático, y para llenarrápida, fácil y completamente un taladro de voladura.Es condición importante de los explosivos noencartuchados diseñados para carguío neumático,como ExamonExamonExamonExamonExamon y ANFO. Depende fuertemente delcontenido de humedad del explosivo; con incrementosdel 0,5 al 1% la fluibilidad decae drásticamente.E. Tendencia a compactaciónSe refiere a la facilidad que presentan algunosexplosivos para compactarse o convertirse en una masacoherente, con total pérdida de su fluibilidad yadicionalmente considerable reducción de sudetonabilidad. Esto ocurre frecuentemente con elNitrato de Amonio que en muchos casos requiere serrecubierto por algún agente antiaglomerante(anticaking), como diatomita o productos orgánicos(hidrocarburos).F. FriabilidadLos explosivos friables, al contrario de los plásticos,tienden a desmenuzarse o a pulverizarse cuando sonmanipulados excesivamente o transportadosneumáticamente, contaminando la atmósfera conpartículas diminutas dispersas, dependiendo esto dela fragilidad de sus gránulos (prills).Esta característica debe ser tomada en cuenta para eltransporte a gran distancia por malas carreteras, dondelos gránulos se pulverizan con el maltrato del viaje.Por lo contrario, la friabilidad es una cualidad enminerales y rocas, en las que representa la facilidadde fracturarse homogénea y fácilmente. Una rocafriable es adecuada para voladura.G. HomogeneidadEn los explosivos acuosos y dinamitas se refiere a sutextura uniforme y en los pulverulentos a su grado depulverización, mientras que en los granulares sueltosesta propiedad se refiere a las especificaciones dedistribución de sus granos por tamaño, según malla otamiz (también denominada “composicióngranulométrica”).Un agente de voladura demasiado fino tiende a llenarpor completo el taladro, mejorando el grado deacoplamiento y de compactación, pero corriendo elriesgo de desensibilizarse.Generalmente ambas características se determinan poranálisis de malla utilizando un juego de tamices deCAPITULO 3S on las propiedades físicas y químicas que tienenrelación directa con su condición de estado. Unasdeterminan su aspecto y estado físico, otras sufactibilidad de empleo con seguridad en determinadascondiciones de la roca y del medio ambiente.Finalmente otras determinan el rendimiento delexplosivo en su aplicación en voladura; a estas últimasse las conoce como “propiedades de tiro”.En conjunto deben garantizar la estabilidad delexplosivo en su manipuleo, transporte, almacenaje yuso, pero también eventualmente influyen en laocurrencia de algunos fenómenos inconvenientes comola segregación, exudación, desensibilización,endurecimiento y otros, que deben prevenirse.Con excepción de la nitroglicerina y algún otrocompuesto líquido, los explosivos en su mayoría sonsólidos, algunos homogéneos y compactos como elTNT colado, otros heterogéneos y semisólidos como ladinamita, llegando a granulares sueltos como ocurrecon la pólvora y el ANFO.El color, aroma, textura, son muchas vecescaracterísticas identificatorias de tipo y hasta de marca.En forma general mencionamos algunas propiedadesvinculadas al aspecto físico y manipuleo:A. PlasticidadCapacidad que tiene un cuerpo para moldearse, bajola acción de una fuerza, tomar forma y mantenerladespués de retirarse dicha fuerza, como se observa enlas gelatinas y explosivos plásticos. Es contraria a laelasticidad y a la rigidez. La plasticidad disminuye conel tiempo o con el frío.B. ViscosidadConsistencia ligosa o glutinosa debida a la friccióninterna de las moléculas, causada por su resistencia afluir o cambiar inmediatamente de forma cuando seles somete a deformación por presión, corte openetración. Cuanto más viscoso, más lento el cambio.La viscosidad es propia de los aceites, emulsiones yslurries. Conforme más viscosos son, se contienen mejoren los taladros fisurados, mientras que los acuosostienden a filtrarse por las grietas.C. FluidezCapacidad de fluir y desplazarse que corresponde alos cuerpos líquidos y gases, cuyas moléculas tienenpoca adherencia entre sí y toman la forma del depósitoque los contiene (ejemplo: nitroglicerina y nitroglicol).Viscosidad y fluidez son importantes en el carguíomecanizado de productos acuosos a granel, como lasemulsiones.
  35. 35. 36aperturas cada vez más pequeñas para fraccionar lamuestra por tamaños, lo que se indica en porcentajesde malla (sieve size).G. PorosidadEs el radio del volumen de intersticios o huecoscontenidos en un material respecto a su propio volumeno masa. Es un factor importante en los gránulos o perlasdel Nitrato de Amonio para absorber al petróleo en lapreparación de los nitrocarbonitratos como el ExamonExamonExamonExamonExamony el ANFO.CARACTERÍSTICAS PRÁCTICAS DE LOSEXPLOSIVOSA. Propiedades de tiroSon las propiedades físicas que identifican a cadaexplosivo y que se emplean para seleccionar el másadecuado para una voladura determinada. Entre ellasmencionamos a las siguientes:- Potencia relativa.- Brisance o poder rompedor.- Densidad - densidad de carga.- Velocidad de detonación.- Aptitud a la transmisión o simpatía.- Sensitividad al iniciador.- Estabilidad.- Sensibilidad a factores externos (temperatura,impacto y otros).- Categoría de humos.- Resistencia al agua.- Presión de detonación.B. Potencia relativaEs la medida del “contenido de energía” del explosivoy del trabajo que puede efectuar. Se mide mediante laprueba Trauzl que determina la capacidad de expansiónque produce la detonación de 10 g de explosivodisparado dentro de una cavidad cilíndrica (70 cm3)abierta en la parte superior de un molde cilíndrico deplomo de dimensiones específicas.La expansión o deformación de esta cavidad originadapor la detonación del explosivo a medir, se comparacon la efectuada por una masa similar de gelatinaexplosiva de composición 94:6, nitroglicerina-nitrocelulosa denominada blasting o gelatina explosivaque se considera como patrón, con un valor de 560 cm3(100%).El resultado se expresa en cm3cuando se indica elincremento de volumen del agujero inicial, o enporcentaje cuando se compara con el patrón. Así, unadeterminada dinamita tendrá una fuerza de 60%cuando la expansión que provoca en el bloque deplomo es igual al 60% del volumen generado por ladetonación de la gelatina explosiva. La potencia relativade los explosivos industriales varía entre 20 y 90 %.CAPÍTULO 3
  36. 36. 37Existen diferentes formas de expresar la “potencia” deuna dinamita. En las antiguas “straight dinamites” losporcentajes indicaban directamente su contenido denitroglicerina. Los fabricantes norteamericanos prefierena menudo expresar una potencia relativa por volumen(bulk strength) en lugar de una potencia relativa por peso(weigth strength). En unos casos teniendo como patrón ala Gelatina Explosiva y en otras al ANFO convencional94:6 con valor de 100. EXSA clasifica sus dinamitas,hidrogeles y emulsiones no solamente de acuerdo asus “potencias”, sino al conjunto de las característicasque determinan sus rendimientos globales en voladura.Para medir la fuerza también se emplean los métodosdel Mortero Balístico y del Péndulo Balístico, que midenla distancia a la que el explosivo desplaza a un bloquemetálico pesado, o la apertura angular que marca elbrazo del péndulo. Métodos menos usados por ser pocoprácticos.Un método peculiar aplicado en investigación es elde “cuantificación de energía bajo el agua”, queconsiste en efectuar pruebas de disparo con cargassimilares a las introducidas en los taladros,sumergidas pero suspendidas a determinadaprofundidad en un estanque de magnitudapreciable, evaluadas mediante un captador depresión sumergido a una distancia determinada dela carga explosiva. Con él se determina porseparado la energía vinculada a la onda de choque(energía de tensión, ET) y la energía de los gasesde detonación (energía de burbuja, EB). Permitecomparar los rendimientos de explosivos similaresbajo las mismas condiciones de ensayo.CAPÍTULO 3
  37. 37. 38C. Potencia (strength)El valor de la potencia definida por Langefors en sulibro “The Modern Technique of Rock Blasting” con eltérmino strength está dado por la relación:S = 1 V6 eoVodonde:se: energía calculada del explosivo.eo: energía calculada de un explosivo dereferencia (patrón) Gelatina explosiva,blasting o ANFO en ciertos casos.V : volumen de gases del explosivo.Vo: volumen de gases de un explosivo dereferencia.Entonces, es un valor relativo cuya finalidad escomparar los explosivos entre ellos.D. Energía (calor de reacción)Expresada en calorías por gramo de explosivo, secalcula a partir de la ecuación de reacción química,suponiendo principalmente la producción de agua,nitrógeno, gas carbónico y alúmina en cuanto elexplosivo tuviera aluminio.Es un valor teórico, el cual da una indicación sobre elpotencial energético de un explosivo, siendo claramenteentendido que sólo una parte de este potencial sirvedurante la voladura; el resto se pierde.E. Volumen de gasesExpresado en litros de gas por kilo de explosivo, secalcula también a partir de la ecuación de reacciónquímica.F. Brisance o poder rompedorEs el efecto “demoledor” o “triturador” que aplica elexplosivo sobre la roca para iniciar su rompimiento.Como factor dinámico de trabajo es consecuencia dela onda de choque y está vinculado a la densidad y ala velocidad de detonación que muchas veces se utilizacomo base comparativa. Se determinaexperimentalmente mediante la prueba “Hess”, queexpresa en milímetros el aplastamiento que sufre unmolde de plomo cilíndrico, de dimensionesdeterminadas por efecto de la explosión de 100 g deexplosivo que se dispara colocado sobre un disco deacero encima del bloque de plomo.se VCAPÍTULO 3
  38. 38. 39Los valores obtenidos también se comparan con lagelatina explosiva como patrón, que produce alrededorde 25 mm de aplastamiento.Brisance es el efecto de impacto que tritura la roca yTrauzl el efecto de expansión y empuje del materialroto, para desplazarlo y formar la pila de escombros.Ambos se conjugan en la voladura.G. Prueba de HessSe efectúa por el aplastamiento de un cilindro de plomode 65 mm de altura y 40 mm de diámetro mediante eldisparo de una masa de 100 gramos de explosivocolocada encima del cilindro. La diferencia entre sualtura original y la que obtiene después delaplastamiento se mide en milímetros, siendo este valorel índice de brisance o poder rompedor.Los valores obtenidos también se comparan con lagelatina explosiva como patrón, que produce alrededorde 25 mm de aplastamiento.Dos explosivos de diferente tipo pueden tener igualpotencia relativa por peso, como ejemplo la GelatinaGelatinaGelatinaGelatinaGelatinaEspecial 90Especial 90Especial 90Especial 90Especial 90 y la Semexsa 65Semexsa 65Semexsa 65Semexsa 65Semexsa 65 (75% para ambas), perose diferencian en su valor de Hess, 20 mm y 17 mmrespectivamente. Por tanto la gelatina es más“trituradora”.Para ANFO y ANFO pesado, EXSA aplica el Macro-Hess, con bloques de 175 mm y cargas explosivas de1 kg.CAPÍTULO 3
  39. 39. 40H. Velocidad de detonaciónEs la velocidad a la que la onda de detonación sepropaga a través del explosivo, y por tanto es elparámetro que define el ritmo de liberación de energía.Es también la velocidad con que viaja la onda a lolargo de una columna explosiva, sea al aire libre o enconfinamiento dentro de un taladro de voladura.Los factores que la afectan son: la densidad de la carga,el diámetro, el confinamiento, la iniciación y elenvejecimiento.Se mide en forma práctica mediante la prueba“D’Autriche” que emplea un cordón detonante develocidad conocida, o mediante la apertura y cierrede un circuito eléctrico controlado con un cronógrafoelectrónico. EXSA emplea ambos métodos.La lectura se expresa en metros por segundo o en piespor segundo, y para un mismo explosivo varía si es alaire libre o si es confinada, variando también condiferentes diámetros, por lo que las normasrecomiendan efectuar las medidas preferentemente encargas de 32 mm de diámetro (1¼”) para uniformizarla comparación entre varios explosivos, debiéndoseindicar el diámetro con el que se efectuó la medición.I. Prueba D´AutricheSe basa en la determinación de la velocidad dedetonación de un explosivo mediante la medición delespacio entre dos marcas, una de ellas fija que deja elpunto medio de un cordón detonante sobre una planchade plomo, traduciendo en espacio la diferencia detiempo de iniciación de ambos extremos del cordón,cuyas ondas de choque convergen en un punto nocoincidente con el punto medio de longitud del cordón(marca fija).Es una prueba de control de rutina y para dirimenciascuando no se dispone de equipo electrónico, tienecarácter internacional.a. ElementosTubo de latón o zinc delgado (300 mm x 32 mmdiámetro, aproximadamente) con 2 orificios espaciados100 mm (d), llenado con el explosivo a medir, cebadocon detonador. Tramo de 1 m de cordón detonante develocidad conocida (VOD) y plancha de plomo (250mm x 40 mm x 4 mm, aproximadamente) con unamarca (raya) en un extremo, para referencia.CAPÍTULO 3
  40. 40. 41b. EnsambleEl cordón se inserta en los orificios del tubo cebado, ysu punto medio se hace coincidir con la marca de laplancha, asegurándolo fijamente.c. DesarrolloLa onda de choque generada por el detonador viajapor la columna de explosivo iniciando secuencialmenteal cordón en sus dos puntos de contacto, originandodos ondas (1 y 2) que viajan a lo largo del cordónhasta encontrarse en un punto (E) en la plancha, perosiempre pasándose de la marca ya que la onda 1comenzó a viajar fracciones de segundo antes que laonda 2.d. ResultadoEl punto de encuentro de las ondas queda grabado enla plancha, midiéndose la distancia (a) entre éste y lamarca. Se aplica la siguiente relación para determinarla velocidad del explosivo:VOD = Vc x d2adonde:Vc : velocidad del cordón detonante.d : distancia entre orificios en el tubo (100mm).a : distancia entre la marca y el punto deencuentro de las ondas, en la plancha.La velocidad es más alta cuanto más corta resulte estadistancia (a). En los explosivos comercialesnormalmente está entre 2 500 a 5 500 m/s. Cuantomás alta es la velocidad de detonación también mayores su efecto brisante, “explosivo más rápido, entonces,explosivo más triturador”.J. Método electrónico(Electronic Probe Method)Similar al anterior pero con dos sensores en lugar delcordón, se basa en la medida del tiempo trascurridoentre la apertura y el cierre del flujo de corriente de uncircuito eléctrico comprendido entre dos puntos decontacto (arranque y parada) que se encuentranconectados a un contador o cronómetro electrónico(time interval meter) como es, por ejemplo, elcronógrafo electrónico Explomet.Permite lectura o cálculo directo de la velocidad delexplosivo por el tiempo que demora la onda dedetonación para pasar entre dos contactos eléctricos(sensores de arranque “A” y de parada “B”)introducidos en la masa del explosivo.Estos contactos están conectados al contador pordos líneas cada uno. Cuando son alcanzados por laonda de detonación que se desplaza en el explosivolas líneas se rompen iniciando y parando el conteo detiempo (cero y lectura final del contador, con decimales);es decir, calcula la velocidad del explosivo midiendola diferencia de tiempo de activación de cada sensor.CAPÍTULO 3
  41. 41. 42Existen otros métodos en desarrollo, con sensores dealambre o de fibra óptica como el Electric ProbeMethod, para lectura directa de la velocidad dedetonación de la carga en el propio taladro devoladura. Así, el método de “alambre de resistenciacontinua” o continuous resistence wire method, midela variación de resistencia eléctrica de un cable sondaaxial a la columna del explosivo conforme éste se vaacortando con el avance de la detonación desde elfondo del taladro, mediante un equipo especialdenominado “kodewímetro”,” conectado a unosciloscopio que mide la variación de tensión(proporcional a la resistencia al mantener en el circuitouna intensidad de corriente constante) y a que laresistencia eléctrica disminuye conforme se reduce lalongitud del cable sonda, determinándose la “VOD” apartir de la tensión a la cual es proporcional.Este método permitirá determinar la velocidad en lospropios taladros de voladura y se le conoce como“método del alambre de resistencia continua”.CAPÍTULO 3
  42. 42. 43Por último, para trabajos de investigación avanzadase emplean cámaras filmadoras de toma continua amuy alta velocidad, para captar imágenes del procesode detonación en el método denominado StreakCamera Method (para detectar fallas, gases o evaluarla fragmentación).Como se indica anteriormente se debe tener presentelo siguiente:- Si la iniciación no es lo suficientemente enérgica,el régimen de detonación comienza a unavelocidad baja.- Conforme aumentan la densidad de carga,diámetro y confinamiento, las velocidadesresultantes crecen significativamente.- El envejecimiento hace que la velocidad disminuyaal reducirse las burbujas de aire de la masa, queson generadoras de puntos calientes para ladetonación.- El diámetro de carga influye sobre la velocidadde detonación, como demostró en un cuadro develocidades típicas por productos el Dr. Ash en1977.K. Simpatía – transmisión de la detonación ofactor de autoexitaciónAl ser detonado un cartucho, éste puede inducir ladetonación de otro cartucho vecino por “simpatía”. Enlas dinamitas sensibles esta transmisión de ladetonación puede representar una distancia de muchoscentímetros. Una buena transmisión es la garantía parala completa detonación de una columna explosiva.El método para medir esta capacidad de detonaciónpor simpatía consiste en colocar alineados axialmentevarios cartuchos del mismo tipo y diámetro sobre unacapa de arena, espaciados entre sí a diferentesdistancias. Detonando al primero se busca determinarla máxima distancia hasta la cual es transmitida ladetonación de un cartucho a otro, lo que se denomina“grado de simpatía”, que en la mayoría de losexplosivos industriales está entre 2 a 8 veces sudiámetro, según el tipo.La transmisión puede ser “directa” o “inversa” deacuerdo a la ubicación del detonador en la columna.Para obtener una transmisión directa el detonador sedebe colocar axialmente alineado y con su cargadirigida hacia la mayor longitud de la carga explosiva,que es lo que usualmente ocurre al colocar el cartuchocebo al fondo del taladro; mientras que al ubicarlodigamos al medio de la columna, sólo tendremostransmisión directa por delante del cebo e inversa pordetrás.La transmisión indirecta (inversa) sólo transmiteaproximadamente el 50% de la energía que da ladirecta.La capacidad de transmisión es importante paradeterminar las distancias entre cartuchos en los taladroscargados con espaciadores.A veces se emplea el término “sensibilidad” para latransmisión por simpatía, pero es conveniente reservarlopara referirse a la sensibilidad a los agentes físicos:calor, fricción, fuego, frío, etc.La capacidad de transmisión es también importantedesde el punto de vista de seguridad para prevenir laexplosión fortuita de explosivos a distancia por simpatía(por ejemplo entre polvorines colindantes) debiéndosepor ello mantener las distancias mínimas de seguridadrecomendadas en las tablas oficiales para cadadeterminada cantidad de explosivo almacenada.CAPÍTULO 3
  43. 43. 44L. Prueba de transmisión (gap sensitivity)El primer cartucho se prepara con un detonador N° 6.Este cartucho inicial cebado se acomoda bien alprincipio del canal, asegurándolo para que no semueva; a continuación se colocan los demás cartuchosubicándolos a distancias establecidas (ejemplo 8, 10,12, 14, 16 cm, etc.), bien alineados.Se dispara el conjunto debiendo volar todos loscartuchos. En caso de no ser así, la distancia anterior ala del cartucho que no salga será considerada comoel límite de capacidad de transmisión para esteexplosivo. Ejemplo: si el cartucho separado a 16 cmno salió, se considera que el límite de simpatía en estecaso es el anterior 14 cm. Por lo general la capacidadde transmisión disminuye con el envejecimiento delexplosivo.M. Sensitividad (sensibilidad al encendido ode acción controlada)Es la capacidad o aptitud que presenta todo explosivopara ser iniciado por un fulminante, un cebo o uncordón que se denomina “mínimo primer”.En la práctica es el peso del más pequeño detonador(convencional, minibooster, primer reforzador, cordóndetonante o carga de explosivo primario) capaz dellevar a cabo la detonación completa de un cartucho ocarga de explosivo rompedor.Los explosivos deben ser suficientemente sensitivos paraser detonados por un iniciador adecuado. Estacapacidad varía según el tipo de producto. Así, porejemplo los fulminantes o detonadores se emplean parala mayoría de dinamitas mientras que los agentes devoladura usualmente no arrancan con ellos, requiriendode un booster o multiplicador de mayor presión yvelocidad. La pólvora, por otro lado, puede arrancarcon una simple chispa o llama, que provocará unrégimen de deflagración, razón por la que se calificacomo “altamente sensitiva”.Los detonadores más utilizados son los de número 6 y8. En muchas dinamitas se nota un incremento derégimen de detonación al emplear el 8 en lugar del 6,por lo que se dice que tienen mayor sensitividad al N°8. Por otro lado, pueden reaccionar sólo con un bajorégimen de detonación (hasta 2.500 m/s) si la cargainiciadora es insuficiente. Muchos de los detonadoresno eléctricos de shock corresponden al N° 12.Para la clasificación de explosivos se emplea estapropiedad, agrupándolos en “altos explosivos” a lossensibles al detonador N° 8, como los explosivoshidrogel y dinamitas y los “non cap sensitives” o nosensibles al detonador N° 8, como son los “agentes devoladura” slurry, emulsión y granulares ANFOs.N. Diámetro críticoLas cargas explosivas cilíndricas tienen un diámetroparticular por debajo del cual la onda de detonaciónno se propaga, o sólo lo hace con una velocidad muypor debajo a la de régimen. A dicha dimensión se ladenomina “diámetro crítico”, la que por ejemplo enalgunos hidrogeles sensibles es del orden de 1” (2,54cm) y en slurries de 3” (7,5 cm) lo que es necesarioconocer previamente.Los principales factores que influyen en la determinacióndel diámetro crítico son:- Tamaño de las partículas.- Reactividad de sus componentes.- Densidad.- Confinamiento.Por su sensitividad y alto grado de transmisión, lasdinamitas aseguran siempre una correcta iniciación conel detonador mínimo, siendo los únicos explosivoscapaces de asegurar la detonación completa de lacolumna explosiva del taladro. Esta capacidad detransmisión de detonación por simpatía de las dinamitasno se ve afectada por cambios de presión en altura,frío, calor, golpes y tiempo de vida útil o dealmacenamiento, como suele ocurrir en los explosivostipo emulsión o hidrogel.O. Resistencia al aguaEs la habilidad para resistir una prolongada exposiciónal agua sin perder sus características, es decir sucapacidad para rechazar la penetración del agua. Launidad de medida empleada es la de “horas”.Los explosivos de fase continua como las dinamitasplásticas, los slurries, las emulsiones o las cargasiniciadoras coladas (cast primers) son resistentes al aguadebido a que prácticamente no tienen poros a travésde los cuales podría filtrarse el agua. Por otro lado, laresistencia al agua en los explosivos granulares friablesse referirá a la capacidad de sus gránulos de no dejarsedisolver por el agua, o de rechazar su penetracióninternamente, manteniéndose detonables aún a pesarde ella.Esta propiedad varía de acuerdo a la composición ygeneralmente está vinculada a la mayor proporciónde nitroglicerina y/o otros aditivos que contengan. Así,en el grupo de dinamitas las más resistentes son lasgelatinas, y entre los agentes de voladura los slurries yemulsiones.A pesar de que no existe una escala numéricareconocida internacionalmente para calificar laresistencia al agua, ésta generalmente se determinapor el tiempo en el que el explosivo puede quedarsumergido y después del cual aún puede ser detonadomanteniendo sus performances originales.CAPÍTULO 3
  44. 44. 45Usualmente las escalas van de nula o mala, limitada,regular, buena, muy buena, sobresaliente aexcelente, con tiempos que pueden gradar desde 0a 1; 3; 5; 7 y más de 15 horas.En la primera, el explosivo no tiene ningunaresistencia al agua, como es el caso del ANFO,mientras que la ultima garantiza exposición superiora 12 horas.Es recomendable que existan varios métodos deprueba para determinar la resistencia al agua, seaen reposo, en agua circulante o en agua bajo presión.Cada fabricante adopta uno de ellos o especificauno propio, lo que debe ser tomado en cuenta porel usuario, siguiendo las recomendaciones delfabricante. Según esto, dos escalas expresadas parados explosivos similares de distintos fabricantes nonecesariamente tienen que ser iguales.Al seleccionar un producto debe tratar de evaluarseen las condiciones reales de trabajo en lugar decomparar valores de tablas que pueden no serequivalentes, tomando la escala sólo comoreferencia.En el caso de explosivos especiales preparados parauso en taladros largos con agua a presión, como elGeoditGeoditGeoditGeoditGeodit, la resistencia al agua se expresa en elmínimo de horas de resistencia bajo una presióndeterminada, ejemplo:mínimo 96 h a 10 kg/cm2o también,mínimo 960 h a 2 kg/cm2La presión hidrostática es puntual, no interesa eldiámetro del taladro. En la práctica, para obtener elvalor de la presión en kg/m2se multiplica el factor25,3993 por cada pulgada de agua de columna deltaladro.P. Categoría de humosLa detonación de todo explosivo comercial producepolvo, vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno(NO-NO2) óxidos de carbono (CO-CO2) yeventualmente gases sulfurosos (H2S, SO3y AlO2)sicontenía azufre o aluminio. Entre los gases inocuosgenerados hay siempre cierto porcentaje deproductos irritantes tóxicos o letales llamados enconjunto “humos”, como el monóxido de carbono yel bióxido de nitrógeno. De acuerdo a la proporcióncontenida de estos gases tóxicos se ha establecidoescalas de clasificación por grado de toxicidad parala exposición del personal trabajador después deldisparo, teniendo como ejemplo a la siguiente delUSBM (Buró de Minas de USA):CATEGORÍA VOLUMEN DE GASES NOCIVOS(CO, NO2)1rade 0 a 0,16 pie32dade 0,16 a 0,33 pie33rade 0,33 a 0,67 pie3Cuya equivalencia métrica según el ISO es:CATEGORÍA VOLUMEN DE GASES NOCIVOS(CO, NO2)1rade 0 a 4,53 dm32dade 4.53 a 9,34 dm33rade 9,34 a 18,96 dm3Estas cifras se refieren a los gases producidos por eldisparo de ensayo de un cartucho de 1 ¼” x 8” (200 g)con su envoltura de papel, en la denominada “cámara”o “bomba Bichel”. Según esta categorización del USBMaceptada por el Instituto de Fabricantes de Explosivos(EMI, ISEE) y otras instituciones, los explosivos deprimera categoría pueden ser empleados en cualquierlabor subterránea, los de segunda sólo en las quegarantizan buena ventilación, usualmente con tiroforzado, y los de tercera sólo en superficie. Tal es elcaso que el empleo de ANFO y otros nitrocarbonatosgranulares en minería subterránea requiere de unpermiso oficial del Ministerio de Energía y Minas.Por lo general, se considera que los explosivos de usocivil deben estar por debajo de los siguientes valores:CO : 0,02 %NO2: 0,003 %Los agentes explosivos como el ANFO eventualmenteson más tóxicos que las dinamitas y emulsiones, porquegeneran mayor proporción de óxidos de nitrógeno.Como referencia adicional, el Buró de Minas rusoestima que la toxicidad del NO2puede ser hasta 6,5veces mayor que la del CO a una concentración molardada, de acuerdo a la siguiente relación referencial:Y = XCO + 6,5 XNO2En donde 6,5 es el factor de toxicidad relativa.Y, expresaun simple número que se refiere al total de gases tóxicosy donde XCO y XNO2son volúmenes específicos enlitros, dados por la concentración de los gases en mg/litro, el peso de la carga y la presión de gas despuésde la explosión, según ello:XCO = a x 1 000 x 0,08 x V x P (litros)m x 100CAPÍTULO 3

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