Explosivos: tipos, propiedades y selección (módulo 3)

modulo 3

Explosivo Primario

Se considera a todos aquellos explosivos que son sensibles o pueden ser iniciados por un fulminante o detonador #8 tales como las dinamitas; emulsiones encartuchadas y «booster» de pentolita. 

Explosivo Secundario (Agente de Voladura): Se considera a todos aquellos que no pueden ser iniciados por un fulminante o detonador #8, o también, que para ser iniciados requieren un explosivo primario (cebo o prima). Un ejemplo clásico es el ANFO. 

Dinamitas

Mezcla explosiva en base a nitroglicerina, combustibles y oxidantes Tipos: Gelatinas (Amongelatina 60 %) - Semigelatinas (Tronex Plus) - Granuladas (Permicarb, Samsonita

AQUAGELES:

Mezclas húmedas en formas de suspensiones. Sus aditivos les permiten presentar la forma de geles. Tipos: - Aquageles de Pequeño Diámetro (HIDREX) - Aquageles Gran Diámetro (DYNOLITE, DYNOGEL)

NITROCARBONITRATOS

Mezclas elaboradas a base de Nitrato de Amonio prill y combustibles adecuados.
tipos:- ANFO - ANFO ALUMINIZADO - ANFO AST

INICIADORES Y ROMPEDORES APD

Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita. Tipos:- INICIADORES CILÍNDRICOS REGULARES Y NONEL - ROMPEDORES CÓNICOS

EMULSIONES

Sistema que contiene dos fases líquidas naturalmente inmiscibles entre sí, una de las cuales es dispersa como pequeñas gotas dentro de la otra.
Tipos: - Emulsiones de Pequeño Diámetro (EMULEX, PDB) - Emulsiones Diámetro Intermedio (EMULTEX E) - Emulsiones Gran Diámetro (EMULTEX N, BLENDEX, EMULTEX G)

Velocidad de Detonación

Definición: Medida de la rapidez a la cual se produce la reacción de detonación a través de una columna de explosivo.

Factores que afectan la VOD • Tipo de Producto • Diámetro • Confinamiento • Densidad
Métodos de medición :Estándar.Continuo.

Presión de Detonación y de Explosión:

detonación :Presión de la onda detonación que se propaga a través de la onda explosiva. Se mide en el plano C-J de la onda de detonación.
explosión: Presión ejercida en las paredes del hoyo por los gases en expansión producidos por la detonación

Energía

Corresponde al calor desarrollado durante el proceso de explosión expresado en Kcal o Joules por kilo de explosivo.

Volumen de Gases

Cantidad de gases generados por las reacciones químicas involucradas en la explosión expresados en Lts/kg de explosivo

Potencia Relativa en Peso y en Volumen:

Capacidad de un explosivo de fragmentar y mover material eficientemente. Es la máxima energía disponible de un explosivo, para desplazar el medio confinante.

Balance de Oxígeno (B.O):

Exceso o déficit de oxígeno en un explosivo, expresado como porcentaje

Resistencia al agua:

Capacidad que tiene un explosivo de detonar después de estar sumergido en agua.

 Diámetro Crítico, el mínimo diámetro de una carga explosiva al cual la propagación de la detonación puede ocurrir en forma estable, bajo ciertas condiciones específicas de confinamiento

Diámetro Mínimo

Recomendado, que es aquél en el cual el explosivo detonará consistentemente con las propiedades informadas. Bajo este diámetro pueden detonar, pero en forma irregular e impredecible.

Importante:

Tanto el diámetro crítico como el diámetro mínimo recomendado, son afectados por condiciones de terreno tales como grado de confinamiento, presencia de agua, presión sobre la columna de explosivo, desacoplamiento de la carga en la perforación y temperaturas extremadamente bajas.

Consideraciones para la selección de explosivos:

precio del explosivo (relación $ / kg vs. $ / kcal.)/diámetro de carga (tipo de explosivo vs. Diámetro)/carácterísticas de la roca./volumen de roca a volar./condiciones atmosféricas/ presencia de agua/problemas de entorno/humos/condiciones de seguridad

Carácterística de la roca:

Masa rocosa competente:Alta densidad y VOD • Roca muy fisurada:Alta energía de gas • Roca que forma bloques: Anfo pesado • Roca porosa: Explosivo con alto gas pero con buen taco

Diámetro crítico

Es el diámetro mínimo al cual se puede propagar una detonación estable.

Diámetro de los pozos:

Todos los explosivos tienen diámetros críticos bajo el cual no detonarán confiablemente – Para explosivos comerciales el Dcrit puede ser mayor que el diámetro de los pozos en algunas minas.

Estabilidad química

Es la habilidad para permanecer químicamente invariable cuando se almacena correctamente. Los factores que afecta la vida de almacenamiento son: – Formulación/Calidad de los ingredientes – Empaque – Contaminación

Temperatura ambiente

– Para explosivos no ideales la sensibilidad se reduce al reducirse la temperatura. – El explosivo quedará en equilibrio con la temperatura del macizo en el tiempo. – La sensibilidad del explosivo aumenta al aumentar la temperatura. – El diámetro crítico se reduce al aumentar la temperatura y viceversa

Selección de explosivos encartuchados

Se hace conforme a sus propiedades, medidas y también en particular por los aspectos siguientes:  Sensibilidad al detonador  Seguridad al impacto  Resistencia al agua  Seguridad a la fricción  Buen taqueo  Seguridad al calor  Alta energía  Mantiene firme al detonador  Duración al almacenamiento  Alto VOD

Una variable clave a considerar para el diseño de explosivos es el «Balance de Oxígeno (B.O.)», donde lo ideal del punto de vista del rendimiento de un explosivo sería un B.O. =0, que significa que el comburente aporta todo el oxígeno que requiere el combustible. Sin embargo, por razones que apuntan a minimizar la posibilidad de generar gases nitrosos entonces, la mayoría de los explosivos industriales se diseñan con B.O.< 0.="">

Los gases nocivos generados es uno de los efectos inherentes que suceden como consecuencia de realizar tronaduras con explosivos del tipo químico, y dependiendo de su magnitud y tiempo de exposición, pueden ser una fuente potencial de riesgo para las personas más aún si se trata de labores subterráneas.
Si el B.O. De un explosivo es negativo entonces, se genera monóxido de carbono (CO), y si es positivo se generan los llamados gases nitrosos(NOx).

Causas que generan y aumentan los gases nocivos

En síntesis la principales causas son:  Tipo de explosivo usado vs. Presencia de agua.  Efecto de la temperatura ambiente.  Diámetro crítico y mínimo recomendado para un explosivo.  Falta de confinamiento.  Presencia y efecto de aguas dinámicas.  Degradación de un explosivo dentro del hoyo por ataque de sales minerales y/o soluciones químicas del terreno.  Degradación de un explosivo por almacenamiento prolongado y/o inadecuado

a mayor confinamiento disminuye la cantidad de gases nocivos generados

Formas para controlar la generación y magnitud de los gases nocivos generados

 Controlar el almacenamiento prolongado e inadecuado de los explosivos.  Control de calidad a las materias primas usadas para la fabricación de explosivos. ¡¡Tema del fabricante!!  Controlar la presencia y efecto que causan las aguas dinámicas.  Analizar la presencia y tipo de sales minerales y/o soluciones químicas del terreno, y la forma de controlar su efecto sobre el explosivo usado.  Control de calidad para dar la proporción correcta de cada ingrediente (reactante).

Accesorios y sistemas de iniciación:

mecha  para minas/detonador a mecha/cordón detonante/detonador eléctrico/detonador no eléctrico/ detonadores electrónicos