Fundamentos de Voladura y Diseño de Tronaduras en Minería

Nomenclatura Técnica

• B = Burden
• E = Espaciamiento
• T = Taco
• P o J = Pasadura / Sobreperforación
• HB = Altura banco
• LB = Largo barreno
• LE = Largo carga explosiva
• D o Øp = Diámetro perforación
• Vt = Volumen total
• Ve = Volumen explosivo
• ρ = Densidad
• Ai = Área influencia
• Cp = Cantidad pozos
• CE = Carga específica
• CF = Carga fondo
• CC = Carga columna

Fórmulas Principales de Diseño

• Vt = L x A x H
• Ton = Vt x densidad roca
• D(m) = pulgadas x 0,0254
• B = 25 x D
• B = HB / 3
• E = 1,4 x B
• Malla cuadrada: E = B
• Malla rectangular: E = 1,1 a 1,5 x B
• P = 0,3 x B
• J = 11 x D
• T = B o T = 35 x D
• LB = HB + P
• LE = LB - T
• CF = 1,3 x B
• CC = LB - (CF + T)
• VE = (3,1416 x D² / 4) x LE
• Ai = B x E
• Cp = Área total / Ai
• kg pozo = VE x densidad explosivo
• Consumo total = kg pozo x cantidad pozos
• CE (kg/m³) = kg explosivo / m³ roca
• CE (kg/ton) = kg explosivo / ton roca

Factores de Roca y Escala Mohs

Factores según tipo de roca

• Calcita: 35
• Apatita: 30
• Roca dura: menor factor
• Roca blanda: mayor factor

Escala de dureza Mohs

1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatita
6. Feldespato
7. Cuarzo

Procesos de Fragmentación

Etapas de la voladura

1. Detonación: El explosivo libera energía, presión y temperatura.
2. Onda de choque: Comprime la roca y genera grietas radiales.
3. Reflexión de ondas: Al llegar a la cara libre se genera una onda de tracción.
4. Expansión de gases: Los gases penetran las grietas y desplazan la roca.
5. Movimiento del material: Desplazamiento, fragmentación y esponjamiento.

Mecanismos de rotura

• Agrietamiento radial
• Reflexión de onda de choque
• Onda de tracción
• Liberación de carga
• Rotura por flexión

Tipos de Explosivos y Aplicaciones

ANFO

• Ventajas: Barato, fácil de cargar.
• Desventajas: Mala resistencia al agua.
• Uso: Barrenos secos, cielo abierto.

Emulsión

• Ventajas: Resistente al agua, alta potencia, segura.
• Desventajas: Más cara.
• Uso: Barrenos húmedos, roca competente.

Softron

• Uso: Tronadura controlada, precorte, minería subterránea.
• Ventajas: Menor vibración, mayor control.

Verdades y Mitos en Voladura

Conceptos correctos

• La cara libre genera onda de tracción.
• El cebado de fondo mejora la fragmentación.
• El ANFO sirve en barrenos secos.
• La emulsión resiste el agua.
• El taco confina los gases.
• La sobreperforación evita patas.
• Los explosivos generan esponjamiento.

Conceptos incorrectos

• La cara libre genera onda de choque.
• Un burden excesivo mejora la fragmentación.
• El taco compacta el explosivo.
• La fragmentación disminuye el volumen.
• Grandes espaciamientos mejoran la fractura.
• Se debe reencender una mecha fallida.

Glosario Técnico

• Burden: Distancia del barreno a la cara libre.
• Espaciamiento: Distancia entre barrenos.
• Taco: Material inerte superior que confina gases.
• Pasadura: Perforación extra bajo el nivel del banco.
• Cara libre: Superficie hacia donde se desplaza la roca.
• Deflagración: Reacción química de baja velocidad sin onda de choque.
• Detonación: Reacción explosiva de alta velocidad con onda de choque.
• Esponjamiento: Aumento de volumen de la roca fragmentada.
• Retardos: Tiempos entre detonaciones para controlar la energía.