En Obras civiles muchos tipos de trabajos involucran el uso de explosivos como carreteras, presas, poliductos y canales de riego.
Los materiales explosivos son compuestos o mezclas de sustancias en estado sólido, líquido o gaseoso, que por medio de reacciones químicas de óxido-reducción, son capaces de transformarse en un tiempo muy breve, del orden de una fracción de microsegundo, en productos gaseosos y condensados, cuyo volumen inicial se convierte en una masa gaseosa que llega a alcanzar muy altas temperaturas y en consecuencia muy elevadas presiones.
Así, los explosivos comerciales son una mezcla de sustancias, combustibles y oxidantes, que incentivadas debidamente, dan lugar a una reacción exotérmica muy rápida, que genera una serie de productos gaseosos a alta temperatura y presión, químicamente más estables, y que ocupan un mayor volumen, aproximadamente 1 000 a 10 000 veces mayor que el volumen original del espacio donde se alojó el explosivo.
Estos fenómenos son aprovechados para realizar trabajo mecánico aplicado para el rompimiento de materiales pétreos, en lo que constituye la “técnica de voladura de rocas”.
Los explosivos constituyen una herramienta básica para la explotación minera y para obras de ingeniería civil.
Un diseño inapropiado de la perforación y voladura conduce a problemas, como: mala fragmentación, costosa voladura secundaria, y que adicionalmente influye en el incremento de costos en las actividades subsecuentes (remoción, carguío, acarreo, chancado y molienda, según sea el caso). Asimismo, origina impactos ambientales (flyrocks, vibraciones, ruido, etc)
Explosivos
Los explosivos industriales están constituidos por una mezcla de sustancias, unas combustibles y otras oxidantes, que debidamente iniciadas, dan lugar a una reacción química muy rápida
Dicha reacción produce gases a alta temperatura y presión.
Cada tipo de explosivo tiene una composición específica. Esto supone que sus características son diferentes, y en consecuencia, que para cada aplicación se puede seleccionar el explosivo más adecuado.
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UN EXPLOSIVO.
- Potencia explosiva.- capacidad para quebrantar y proyectar la roca
- Poder rompedor capacidad de quebrantar la roca debida a la onda de detonación, y no al conjunto de la onda de detonación más la presión de los gases que es medida por la potencia.
- Velocidad de detonación medida en m/s, de importancia si queremos obtener fragmentos más intensos cuanto mayor velocidad de detonación se tenga.
- Densidad de encartuchado cuanto mayor es la densidad del explosivo, mayor la concentración de carga para un diámetro de barreno determinado.
- Resistencia al agua donde explosivos como dinamitas gelatinosas (gomas), hidrogeles (hidrogel) y emulsiones (riomex) resisten cuando son cargados en barrenos con agua.
- Humos es el conjunto de productos gaseosos resultantes de la reacción de detonación .m como vapores nitrosos NOx, vapor de agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono.
- Sensibilidad es el mayor o menor grado de energía que hay que comunicarle al explosivo para su explosión ya sea sensibilidad al detonador, a la onda explosiva, al choque y al rozamiento.
- Estabilidad química es la aptitud del explosivo para mantenerse químicamente inalterado con el paso del tiempo.
CLASIFICACIÓN.
Según su composición y tecnología de mezcla se clasifican en:
- Dinamitas gomas Dinamitas pulverulentas Anfos.
- Hidrogeles Emulsiones Heavy anfo.
Dinamitas gomas.
Son de consistencia gelatinosa. Ejemplos dinamita Goma 1-ED y GOMA 2ECO
- Resistente al agua, de elevada densidad de encartuchado, de alta potencia y velocidad de detonación.
- Ideal para voladuras de rocas de dureza media/alta.
- Ideal para la carga de fondo de los barrenos, y tambien para voladuras submarinas.
Dinamitas pulverulentas.
Llamadas así por ser dinamitas que sin añadirles un producto impermeabilizante, no resisten al agua. Ejemplos Amonita 2I (impermeabilizada), ligamita 1
- De menor velocidad de detonación, menor potencia.
- Ideal para voladura de rocas blandas o semiduras, barrenos sin agua
Anfos
- No resisten al agua.
- Comercializadas a granel, sacos o camión tolva o encartuchados.
- Ideal para cargas de columna en voladuras a cielo abierto.
- Ideal para voladura de rocas semiduras y carga de barrenos con temperaturas altas internas ejemplos nagolita alnafo naurita.
Hidrogeles
- Son productos que reaccionan en el momento de inicio del detonador o cordón detonante.
- Son de levada potencia, resistentes al agua, de gran seguridad d3e manejo y transporte
- Aplicados como carga de fondos de los barrenos en voladuras a cielo abierto. Ejemplos Rionel Troner ,Riogur R o Riogur F.
ACCESORIOS PARA EXPLOSIVOS
Detonadores de mecha y mecha lenta
Aplicados para la iniciación de barrenos donde como mínimo debe haber 1,5m de mecha a partir de la boca del barreno.
Cordón detonante
Sirve o para iniciar un explosivo dentro una voladura, o para servir como explosivo para la ejecución de la propia voladura.
Multiplicadores.
Sirven para iniciar explosivos como la mogolita riogel riomex y emulsiones explosivas (explosivos de baja sensibilidad
Relés de microretardo
Sirven para evitar el realizado de voladuras instantáneas, como sucede con los cordones detonantes.
PARÁMETROS A VALORAR PARA ELEGIR UN EXPLOSIVO
Se debe tomar en cuenta:
- El tipo lugar y trabajo a efectuar.
- El diámetro de los barrenos.
- Tipo de roca a volar.
- La presencia de agua en los barrenos.
- La seguridad del explosivo.
- La toxicidad de los gases de la explosión.
- Forma de rotura de la roca.
- La roca resiste entre 10 a 100 veces menos la tracción comparándola con la compresión.
DETERMINACIÓN DE CANTIDAD DE EXPLOSIVOS
Usando dinamita goma por su poder rompedor (diámetro encartuchado 85mm y longitud 620mm, peso 5kgs según tabla UEE) se calcula la cantidad de explosivo requerido para voladuras
Así por ejemplo suponiendo una perforación de 4’’ de diámetro (102mm) para la voladura de un banco de caliza de 20m de altura
Carga de fondo
Se precisa la siguiente longitud de carga de fondo (Lcf) Lcf=1.3*45*d ; d=102mm àLcf=5.96m
Sabiendo que como promedio 1kg de dinamita realiza voladura promedio de 0.124m
0.124 * 5 X=5.96 X=9.6 entonces se toma # dinamitas =9, o sea en kg la equivalencia es:
9 dinamitas *5 kg=45kg dinamita
Lcf real carga de fondo =0.124*45kg= 5.58m
Longitud del barreno (Lb)=20/cos 18.5 +0.3*45*d
Lb=22.46m ; 18,5 es la pendiente respecto a la vertical de los taludes de excavación.
Para la carga de columna (barrenos).- tomando como explosivo la nagolita. De 0.8 de densidad de carga y una concentración de carga 6.54kg/m se tiene una carga del barreno de 85kg y una longitud de carga de columna (Lcc):
Lcc=long barreno-45*d*0.85-lcf=12.6 m. Entonces se tiene una carga final total de 130kg en explosivos (Lcf+Lcc)
SEGURIDAD
Para realizar una voladura se deben extremar las medidas de seguridad en el personal involucrado, las mismas comienzan en el momento que se inician los trabajos de perforación, el obrero debe contar con el equipo de trabajo adecuado para dicha tarea, la ropa debe ser impermeable, debe tener casco, protector auditivo y máscara anti polvo.
El manejo de los explosivos debe estar a cargo de personal idóneo o profesional y ser un operario de confianza para la empresa, cualquier error o mal manejo puede ocasionar pérdidas irreparables.
Fuente:
www.es.wikipedia.org/wiki/Voladura