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CAMINOS 2
Carrera de Ingeniería Civil
ACTIVIDAD DIA 4
VOLADURA DE ROCAS
Curso:
Caminos 2
Docente:
Ing. Diaz García, Gonzalo Hugo
Autor/Integrantes:
CUBAS ROSELL, Carlos Joaquín
IPARRAGUIRRE SANTA MARIA, Victor
MANRIQUE MORENO, Jorge Jimmy
SANCHEZ RODRIGUEZ, Joseph
ZANINI MELENDEZ, Piero Samuel
Trujillo – Perú
Enero -2022
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INGENIERIA CIVIL
INDICE:
1. RESUMEN.............................................................................................................2
2. INTRODUCCIÓN...................................................................................................3
2.1 MARCO TEÓRICO.........................................................................................4
VOLADURA EN OBRAS VIALES ............................................................4
VOLADURA CONTROLADA ...................................................................5
TEORÍA DEL MÉTODO DE VOLADURA: ...............................................5
DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA CONVENCIONAL Y LA
VOLADURA CONTROLADA: ................................................................................6
VOLADURA DE PRECORTE ..................................................................7
VOLADURA DE RECORTE.....................................................................8
VOLADURA AMORTIGUADA .................................................................8
VOLADURA POR COLAPSO O DESPLOME CON TALADROS DE
PEQUEÑO DIÁMETRO.........................................................................................8
VOLADURA POR DESPLOME CON TALADROS DE GRAN DIÁMETRO
HORIZONTAL........................................................................................................9
3. DESARROLLO ......................................................................................................9
PRODUCTOS DE REACCIÓN EXPLOSIVA .........................................10
BALANCE DE OXIGENO ......................................................................10
CALOR DESARROLLADO EN LA EXPLOSIÓN ...................................10
TEMPERATURA DE LA EXPLOSIÓN...................................................11
PRESIÓN DE DETONACIÓN................................................................11
PRESIÓN EN EL BARRENO.................................................................12
DENSIDAD DEL EXPLOSIVO...............................................................13
VELOCIDAD DE DETONACIÓN ...........................................................13
POTENCIA DEL EXPLOSIVO ...............................................................13
ESTABILIDAD QUÍMICA .......................................................................15
ACTITUD EN EL MOMENTO DE LA DETONACIÓN.............................15
SENSIBILIDAD......................................................................................15
GASES DE EXPLOSIÓN – TOXICIDAD................................................17
RESISTENCIA AL AGUA ......................................................................18
RESISTENCIA A BAJAS TEMPERATURAS .........................................19
CARACTERÍSTICAS ANTI-GRISÚ........................................................19
4. CONCLUSIONES................................................................................................21
5. RECOMENDACIONES........................................................................................22
6. BIBLIOGRAFIA....................................................................................................23
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1. RESUMEN
Cuando se decide llevar a cabo una carretera, u otra obra lineal, en un macizo rocoso
no ripable es necesario emplear las técnicas de perforación y voladuras para su
excavación.
El presente trabajo se inscribe dentro de un contrato suscrito entre LA DIRECCIÓN
GENERAL DE CARRETERAS DEL MINISTERIO DE TRANSPORTES Y
COMUNICACIONES y LA SUCAMEC. Tiene por objeto realizar un "Manual para el
diseño y control de voladuras en obras de Carreteras".
En ella, se han considerado los aspectos siguientes en un intento de describir, de
una forma práctica el estado actual de estas técnicas de arranque en su aplicación a
las obras de carreteras. Así, se contemplan temas como:
• La caracterización del macizo rocoso.
• Las propiedades de las rocas.
• La excavabilidad por medios mecánicos.
• Los explosivos y los accesorios de las voladuras, con marcado estudio de los
tipos y variedades que se comercializan en nuestro país.
• Las variables que intervienen en una voladura.
• Los tipos de voladuras más frecuentes en obras de carreteras.
• La aplicación de los sistemas de perforación y voladuras en obras como:
desmontes, trincheras, zanjas, pozos y túneles.
• Los esquemas de perforación y voladuras más frecuentes en canteras.
• Las vibraciones que se producen.
• Los criterios de prevención de daños.
• Los riesgos, las protecciones y las medidas de seguridad que conllevan los
trabajos de perforación y voladuras, o que deben de adoptarse.
• Un modelo orientativo del estudio de Seguridad e Higiene en los trabajos
de excavación de obras de carreteras para su incorporación a los proyectos.
En muchos capítulos se han incluido ejemplos aclaratorios de los conceptos allí
expuestos, y en otros, se describen aplicaciones prácticas reales, con medidas
llevadas a cabo e interpretación de los resultados.
Se ha procurado no abordar en lo posible, dentro de los temas tratados, aspectos
teóricos complicados, para lo que se remite al lector a la amplia bibliografía existente.
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De otro lado, creemos que su conocimiento y dominio, por parte del personal que
trabaja con explosivos, se hace indispensable, a efectos de garantizar en todo
momento una seguridad y prudencia, que solamente aparecen con la experiencia
contrastada en este tipo de trabajos. En la medida que este Infome sea consultado
por el personal de empresas de ingeniería civil, constructoras, canteras, etc., y
técnicos a pie de obra; los objetivos y trabajos que llevaron a su ejecución se verán
recompensados.
2. INTRODUCCIÓN
Bajo suposiciones generales, la complejidad de los registros de vibraciones
(obtenidos en un sitio lejano al lugar de la explosión) generadas por voladuras se
debe a varios aspectos, entre ellos: la fuente (proceso de voladura en sí), el camino
o trayectoria que las ondas recorren y el tipo de sensor con el que se miden. Aunque
las vibraciones producidas por voladuras no son tan complejas como las producidas
por un sismo (en el cual la fuente es desconocida y cuyos registros son obtenidos
generalmente a grandes distancias y con trayectorias mucho más complejas), estas
vibraciones sí tienen algunas variables en el proceso de voladura la fuente que lo
hacen no trivial.
Para entender los procesos de las voladuras que influyen en la generación de
vibraciones, es indispensable el estudio, aunque sea a nivel básico, de los
materiales y métodos utilizados.
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2.1 MARCO TEÓRICO
VOLADURA EN OBRAS VIALES
Se considera como obras viales a las carreteras de toda categoría y a las vías
férreas. En su construcción y mantenimiento es frecuente el empleo de
explosivos, que se aplican tanto con métodos “tradicionales” como con otros
“tradicionales” como con otros denominados “típicamente viales” (Jimeno, 2003).
Los métodos que podríamos definir como tradicionales son:
• Banqueo convencional: en este caso mayormente aplicado en canteras para
proveer piedra y ripio.
• Apertura de túneles.
• Voladura controlada: principalmente en las modalidades de precorte y
recorte, para mantener la estabilidad de taludes de roca en cortes de ladera
poco estables o muy altos, que después requerían muy poco mantenimiento.
Estos métodos comprenden técnicas especialmente dirigidas al rompimiento de
material preferentemente menudo y homogéneo, procurando tener el menor
efecto de deterioro de la roca por impacto y vibración, vibración, por tanto,
requieren de exigente control y de mayor trabajo de perforación.
Por otro lado, la gran longitud de tramo y las cambiantes condiciones de
geometría y de propiedades de las rocas a arrancar a lo largo del trazo de las
obras viales, imponen el diseño de cada disparo como si fuera un caso en
particular adaptado al perfil del terreno, denominándoseles por ello “métodos
viales”, entre los que consideramos a:
• Cortes de ladera o a media ladera, con taladros cortos y largos.
• Excavación de trincheras o cortes de montura
• Voladura para nivelaciones de remoción de material para relleno de
depresiones.
• Excavaciones para rampas.
• Excavaciones para cimentación de puentes y muros de contención.
contención.
• Voladura para zanjas y cunetas.
• Voladuras de gran volumen por gravedad: voladuras coyote o calambucos
• Voladuras de calambucos y voladuras de desplome.
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Estas voladuras no son mayormente exigentes en cuanto a la calidad de
fragmentación y a la homogeneidad del material arrancado, ya que por lo común
este será simplemente empujado a un costado de la obra, o empleado como
relleno de nivelación, pero en razón a que usualmente resulta una importante
cantidad de pedrones sobredimensionados, demasiado grandes para poder ser
desplazados con el equipo mecánico disponible, sus resultados usualmente
también imponen el apoyo posterior de rotura secundaria con cachorreo, plantas,
cargas dirigidas, o martillos plantas, o martillos rompedores hidráulicos.
VOLADURA CONTROLADA
Consiste en el empleo de cargas explosivas lineales de baja energía colocadas
en taladros muy cercanos entre sí, que se disparan en forma simultánea. Busca
crear y controlar la formación de una grieta o plano de rotura continuo, que limite
la superficie final de un corte o excavación.
TEORÍA DEL MÉTODO DE VOLADURA:
Una carga explosiva convencional acoplada, que llena completamente un
taladro, al detonar crea una zona adyacente en la que la resistencia dinámica a
compresión de la roca es ampliamente superada, triturándola y pulverizándola.
Fuera de esa zona de transición, los esfuerzos de tracción asociados a la onda
de compresión generan grietas radiales alrededor de todo el taladro, lo que se
denomina fisuramiento radial. Cuando son dos las cargas que se disparan
simultáneamente, esas grietas radiales tienden a propagarse por igual en todas
direcciones, hasta que, por colisión de las dos ondas de choque en el punto
medio entre taladros, se producen esfuerzos de tracción complementarios
perpendiculares al plano axial (Ponte, 2010) .
Las tracciones generadas en ese plano superan la resistencia dinámica a
tracción de la roca, creando un nuevo agrietamiento y favoreciendo la
propagación de las grietas radiales en la dirección de corte proyectado,
lográndose esto en especial cuando dos taladros son cercanos. Posteriormente
estas grietas se amplían y extienden bajo la acción de cuña de los gases de
explosión que se infiltran en ellas. La propagación preferencial en el plano axial
junto con el efecto de apertura por la presión de gases permite obtener un plano
de fractura definido. Según esto, el mecanismo de trabajo de una voladura de
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contorno comprende a dos efectos diferentes: uno derivado de la acción de la
onda de choque y otro derivado de la acción de los gases en expansión.
La presión de gases es clave en la voladura controlada, por lo que se debe tratar
de mantenerla hasta que complete la unión de las grietas que parten de los
taladros adyacentes. Esto se conseguirá adecuando la longitud de retacado para
evitar el escape prematuro de los gases a la atmósfera.
DIFERENCIAS ENTRE LA VOLADURA CONVENCIONAL Y LA VOLADURA
CONTROLADA:
En la práctica el método de voladura controlada requiere de ciertas condiciones
que la diferencian del método convencional, como se muestra a continuación:
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Son varias las técnicas para voladura controlada desarrolladas en los últimos
años, muchas veces específicamente para un problema particular, pero las más
aplicadas son:
• Voladuras de pre corte
• Voladura de recorte
• Voladuras amortiguadas
Estas técnicas se efectúan tanto para trabajos subterráneos como en superficie.
VOLADURA DE PRECORTE
Consiste en crear en el cuerpo de roca una discontinuidad o plano de fractura
(grieta continua) antes de disparar la voladura principal o de producción,
mediante una fila de taladros generalmente de pequeño diámetro, muy cercanos,
con cargas explosivas desacopladas y disparos instantánea. El disparo de los
taladros de precorte también puede hacerse simultáneamente con los de
producción, pero adelantándonos una fracción de tiempo de 90 a 120 ms, el
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disparo es pues en dos etapas. Normalmente es necesario efectuar algunos
disparos de prueba para conocer el comportamiento de la roca y ajustar
parámetros, pero como guía puede aplicarse algunas ecuaciones propuestas
para el caso, como las de C. Konya, así: El factor de carga por pie de taladro que
no cause daño a la roca, pero que produzca suficiente presión como para crear
la acción de corte se puede estimar por:
VOLADURA DE RECORTE
Consiste en la voladura de una fila de taladros cercanos, con cargas
desacopladas, pero después de la voladura “principal” o de producción. El factor
de carga se determina de igual forma que para los taladros de precorte, pero
como esta técnica implica el arranque de roca hacia un frente libre, el
espaciamiento normalmente es mayor que en el precorte, pudiendo ser
determinado por la ecuación:
VOLADURA AMORTIGUADA
Es prácticamente una voladura convencional, pero en la que se ha modificado el
diseño de la última fila, tanto en su esquema geométrico que es más reducido,
como en las cargas de explosivo que deben ser menores y desacopladas. El
disparo es normalmente en una sola etapa.
VOLADURA POR COLAPSO O DESPLOME CON TALADROS DE
PEQUEÑO DIÁMETRO.
Es conocido que el procedimiento de excavación de roca adoptado virtualmente
en todos los trabajos por tajo abierto es el de actuar directamente sobre el cuerpo
de roca por medio de bancos, utilizando explosivos cargados dentro de taladros
de voladura verticales. Sin embargo, hay algunos casos donde se obtienen
resultados más convenientes haciendo que el cuerpo de roca se colapse, al
removerle su base. El procedimiento en este caso consiste en cortar una
pequeña pero bien definida parte de la roca para hacer que la mayor parte del
cuerpo sobreyacente se desprenda y desplome bajo acción de la gravedad, corte
que usualmente se efectúa mediante taladros de voladuras horizontales o
inclinadas, de pequeño diámetro, distribuidos cercanamente unos a otros
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VOLADURA POR DESPLOME CON TALADROS DE GRAN DIÁMETRO
HORIZONTAL.
En este caso a roca al pie del cuerpo es rota y desplazada por medio del disparo
de una serie de taladros horizontales de gran diámetro que producen el corte,
induciendo luego al colapso del cuerpo de roca sobreyacente, en forma similar
al caso anterior.
Ambos métodos requieren de una cuidadosa evaluación del volumen total de
roca a desprender, y de cuanto de ella realmente necesita ser volada de modo
de que pueda inducir el desplome del resto del bloque colgado”.
Mientras que la fragmentación de la roca dispara en el área del corte puede
resultar casi tal como fue planificada y calculada, la que procede del área
superpuesta que no es influenciada directamente por el explosivo no puede ser
anticipada, y su tamaño será determinado mayormente por la naturaleza del
material y por su altura de caída.
En el diseño de los disparos debe tenerse en cuenta el grado de fragmentación
que será necesario lograr para garantizar la completa remoción de la base, ya
que en voladura de colapso es absolutamente vital asegurarse que el pie será
limpiamente cortado, más allá de toda posible duda, de otro modo el resultado
puede ser el de una dramática situación de inestabilidad del frente de roca
disparada.
3. DESARROLLO
Para este tema tan importante, en toda obra de ingeniería; debemos saber las
características de una voladura sus principales propiedades.
Todo Tipo de voladura en todo proyecto debe ser controlada, el personal adecuado
y totalmente preparado con la experiencia en esta especialidad, de tal forma que
así podemos tener un trabajo sobre todo con los estándares de seguridad y calidad.
A continuación, detallaremos los puntos principales de este tipo de eventos si se
puede decir muy peligrosos.
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PRODUCTOS DE REACCIÓN EXPLOSIVA
Los elementos que generalmente entran a formar parte de la composición de un
explosivo son: N, C, O, H y también es frecuente encontrar otros elementos como
CI, S, Si, - Al, Ba, Fe, Mg, Pb, aunque en menor proporción.
De cualquier forma, un explosivo siempre se puede expresar en la forma: Cm Hn
Op Nq donde m, n, p y q son valores aproximados. Por ejemplo, una fórmula de
un explosivo podría ser: C764 h54 0,053 N47
Los productos finales de la explosión son en su mayor parte gases y una
pequeña fracción de residuos sólidos, generalmente formados por Óxidos
metálicos y partícula: carbonosas.
Los gases que se originan están compuestos por: C02, CO, 02, N2, NO2 Y H20
de Los cuales el CO, NO y NO2 son muy tóxicos, aunque se producen en
pequeña proporción frente a los demás (menos del 2%). La medida exacta de la
composición de los gases producidos en una explosión, sobre todo la de los
gases tóxicos, debe realizarse experimentalmente por medio de aparatos
apropiados.
BALANCE DE OXIGENO
Al ser la reacción explosiva, generalmente, una reacción del tipo redox
(oxidación-reducción) es de gran importancia que la composición de explosivo
esté equilibrada, es decir, que no exista exceso o defecto de oxígeno, ya que, en
el caso de existir: - Exceso de O, se producirá una formación excesiva de óxidos
de nitrógeno venenoso - Por el contrario, para un defecto de O, se formaría un
contenido de CO igualmente y O, libre. tóxico.
CALOR DESARROLLADO EN LA EXPLOSIÓN
Como ya se ha indicado, la reacción de explosión es exotérmica y la energía
liberada se consume en calentar los gases producidos en la misma. Un aumento
de la energía específica de un explosivo trae consigo una mejora general de las
características del explosivo. En los explosivos industriales se aumenta este
parámetro añadiendo componentes que desarrollan mucha energía al oxidarse
o descomponerse.
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TEMPERATURA DE LA EXPLOSIÓN
Es la temperatura que alcanzan los gases de la explosión en el volumen inicial
de explosivo. En la práctica no existe una descomposición directa del explosivo
en los gases finales conocidos, sino que existen unos compuestos intermedios
que desaparecen una vez que disminuye la presión y la temperatura para dar los
gases finales. Además, siempre existen pérdidas de calor por radiación y al no
existir el confinamiento ideal del explosivo que se presupone. La temperatura de
la explosión es un parámetro crítico en los llamados explosivos de seguridad. En
efecto, cuando la atmósfera donde se va a emplear el explosivo es inflamable,
es necesario que los gases de la explosión nunca alcancen una temperatura
critica que podría inflamar la atmósfera circundante. Por ello, en el empleo de los
explosivos de seguridad en atmósferas inflamables o explosivas hay que cuidar
que la temperatura de la explosión nunca supere un determinado umbral.
PRESIÓN DE DETONACIÓN
La presión de detonación puede estimarse de forma simplificada por la
expresión:
donde F = Densidad de explosivo V, = Velocidad de detonación del explosivo
Así, las fórmulas más conocidas bajo las formas anteriormente citadas son.
P, = La presión de detonación en PSI p = Densidad en Ibs/ft3 V, = Velocidad de
detonación en ft/ceg
Por lo tanto, si queremos calcular la presión teórica de un explosivo industrial
utilizaremos la expresión anterior.
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PRESIÓN EN EL BARRENO
La ecuación anterior no proporciona la presión de detonación que ocasionan los
gases al estar comprimidos en el volumen de explosivo.
Si entre los cartuchos de explosivo y la pared del barreno existe un cierto
espacio, lo cual es muy corriente, entonces la presión decaerá del valor Pd
(presión de detonación) hasta un valor Pb (presión en el barreno). La ecuación
que liga ambas presiones es del tipo:
Siendo: Ve = Volumen del explosivo V, = Volumen del barreno Por lo tanto la
presión en el barreno valdría, en el caso de que el explosivo llene completamente
el barreno.
Si el explosivo no llena totalmente el barreno
Siendo.
@e = Diámetro del explosivo
@b = Diámetro del barreno
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La presión en el barreno va a transmitir unas tensiones a la roca de los
alrededores, induciendo una comprensión radial con desarrollo de componentes
de tracción según los planos tangenciales al frente de onda que se produce.
DENSIDAD DEL EXPLOSIVO
No debe confundirse la densidad real de un explosivo y la densidad de carga que
se produce en una voladura. La densidad real se determina mediante la relación
entre la masa del cartucho de explosivo sin la envoltura, y el volumen de este.
Si se llena un barreno con explosivo, este puede quedar más o menos
compactado de manera que se consiga una nueva densidad, llamada densidad
de carga. Esta, puede ser mayor que la densidad real si la carga se hace
automática a gran presión, pero por lo general, con la carga manual se produce
una pérdida de densidad. Existe una densidad de carga que conlleva la máxima
potencia y velocidad de detonación, por lo que densidades mayores o menores
a esta, suponen desaprove- -hx cualidades del explosivo.
VELOCIDAD DE DETONACIÓN
Es la velocidad con que la onda explosiva se propaga a través del explosivo. Los
explosivos industriales tienen velocidades de detonación comprendidas entre
2.000 y 8.000 m/s, empleándose de mayor o menor velocidad según el tipo de
roca a volar. De ahí la importancia de la elección del explosivo, para obtener los
resultados que se pretenden.
POTENCIA DEL EXPLOSIVO
La potencia de un explosivo es el cociente entre la energía liberada y el tiempo
que tarda en cederla.
En cuanto al poder rompedor, es una característica del explosivo que nos indica
la 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. El poder rompedor es un parámetro muy importante para los
explosivos de uso no confinado cuyos gases no pueden ejercer grandes
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presiones. Tal es el caso de las cargas huecas, las cargas para taqueo y parte
de los explosivos militares.
Existen varias metodologías para medir la potencia de un explosivo, así es
tendencia generalizada en todos los países poseedores de la tecnología de las
emulsiones, la referencia del concepto de potencia a unos nuevos parámetros
conocidos como:
• ABSOLUTE WEIGHT STRENGHT: Este valor de la "energía absoluta por peso",
nos determina la energía calorífica, calculada teóricamente a través de los
calores específicos de formación de las numerosas reacciones, que tienen lugar
en la detonación de una emulsión explosiva, por unidad de peso. El AWS tiene
por unidades cal/g.
• ABSOLUTE BULK STRENGHT: Nos da la "energía absoluta por volumen". Se
calcula en base a multiplicar el AWS por la densidad del producto. Sus unidades
son: cal/cm3. Dada la gran importancia, que tiene la densidad en el
comportamiento de un explosivo, el valor del ABS es más ilustrativo que el de la
energía por unidad de peso.
• ENERGY FACTOR: 'E/ factor de energía" nos da indica el número de calorías
necesarias para volar un metro cúbico de la roca. Se evalúa multiplicando el
AWS por el consumo específico. Sus unidades son cal/m3.
• RELATIVE WEIGHT STRENGHT: Es la energía relativa por unidad de peso,
referida al ANFO:
• RELATIVE BULK STRENGHT: Nos da la energía por unidad de volumen en
relación a la del ANFO.
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Estos valores no tienen unidades, ya que se trata de valores relativos referidos
a un patrón (ANFO)
ESTABILIDAD QUÍMICA
La conservación de los explosivos industriales, teniendo en cuenta la calidad
tanto del envasado como del embalaje, no presenta especiales problemas,
siempre y cuando, se cumplan unas condiciones mínimas de almacenamiento.
No obstante, la vida de un explosivo industrial es limitada y por tanto, es preciso
utilizar los explosivos antes de, que envejezcan. Como orientación podemos
indicar que en condiciones normales de almacenamiento las gelatinas explosivas
se mantienen en buen estado por períodos no inferiores al año. Los explosivos
pulverulentos muy amoniacales tienen una vida comprendida entre ocho y doce
meses. Con los explosivos de seguridad aritigrisú, debe procurarse que no
excedan en su almacenamiento un determinado número de meses, establecidos
por las normativas oficiales.
ACTITUD EN EL MOMENTO DE LA DETONACIÓN
Esta característica se refiere a la determinación de la máxima distancia en que
un cartucho cebo, hace detonar a otro cartucho receptor, colocados en línea
según su eje axial.
Este parámetro aumenta considerablemente cuando se desarrolla dentro del
barreno, pero los resultados obtenidos tanto al aire, como sobre una placa de
hierro nos servirán para comprobar en el laboratorio, el grado de sensibilidad del
explosivo antes de su utilización. Son varios los factores que pueden modificar
su resultado: el envejecimiento del explosivo, el calibre de los cartuchos (masa
explosiva) y el método utilizado para la prueba. Con el envejecimiento decrece
rápidamente la propagación; en los explosivos pulverulentos la simple
aglomeración de la pasta es motivo para una pérdida de propagación que es
fácilmente corregible por la simple presión del cartucho entre las manos.
SENSIBILIDAD
La sensibilidad de un explosivo se puede definir como el mayor o menor grado
de energía que necesita que se le comunique para que se produzca su explosión.
Dentro, de la sensibilidad de un explosivo, se pueden definir diferentes tipos,
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algunos de los cuales son deseables dentro del producto (cualidades positivas),
y otros no lo son (Cualidades negativas).
Estos tipos de sensibilidad son:
• Sensibilidad al detonador.
• Sensibilidad a la onda explosiva.
• Sensibilidad al choque.
• Sensibilidad al rozamiento.
Así, dentro de estos cuatro tipos de sensibilidad, puede decirse que las dos
primeras son cualidades positivas, y las dos Últimas, cualidades negativas del
explosivo.
Respecto a la primera, todos los explosivos industriales precisan para su
iniciación, como norma general, de la detonación de un explosivo de superior
potencia. Este explosivo irá colocado en un. detonador, en un cordón detonante
o en un multiplicador, según el procedimiento que se siga para la iniciación de
este.
Un explosivo puede ser sensible al detonador, o puede no serlo, con lo que SU
iniciación precisará. De un multiplicador (pastilla de explosivo de alta potencia
que sí es sensible al detonador). La mayoría de los explosivos industriales que
se fabrican actualmente son sensibles al detonador. No obstante, existen
algunos productos, de aplicación en trabajos a cielo abierto que no pueden ser
iniciados con detonadores, y que precisan por tanto del uso de un multiplicador,
o de un cord6n detonante. La sensibilidad a la onda explosiva también conocida
por la aptitud de la propagación de la detonación ha sido comentada en el
apartado anterior. Los diferentes tipos de explosivos industriales pueden ser o
no sensibles al choque, lo cual no quiere decir otra cosa que en algunos
explosivos se puede producir SIJ iniciación por un fuerte impacto, en otros por el
contrario o se les coloca otro explosivo (detonador, cordón detonante, etc.) o no
explosionan. Al igual que con la sensibilidad al choque, existen algunos
explosivos que son sensibles al rozamiento, y otros que no lo son. Por seguridad,
es importante conocer el grado de sensibilidad que los distintos explosivos
pueden tener, especialmente durante su transporte y manipulación.
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GASES DE EXPLOSIÓN – TOXICIDAD
Se designa con la palabra "humos" al conjunto de los productos resultantes de
la explosión, entre los que se encuentran gases, vapor de agua y productos
sólidos finamente divididos.
Si los humos contienen gases nocivos, como el Óxido de carbono o los vapores
nitrosos, su presencia en las labores subterráneas con ventilación deficiente
puede ocasionar molestias o intoxicaciones graves de las personas que se
encuentran en ellas. (Foto 6.1) En los trabajos subterráneos, la composición del
explosivo debe tener una proporción suficiente de oxígeno, capaz de asegurar
una combustión completa, a fin de evitar la formación de C.O. No obstante, un
balance de oxígeno excesivamente positivo tiende a formar vapores nitrosos,
también peligrosos.
Figura 1: Medidor de gases de voladura
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RESISTENCIA AL AGUA
Cabe diferenciar tres conceptos:
✓ Resistencia al contacto con el agua
✓ Resistencia a la humedad.
✓ Resistencia al agua bajo presión de esta
Entenderemos por resistencia al agua o resistencia al contacto con el agua,
aquella característica por la cual un explosivo, sin necesidad de envuelta
especial, mantiene sus propiedades de uso inalterables durante cierto tiempo.
Figura 2: Explosivos Hidrogeles utilizados bajo agua
Un ejemplo sería el de un barreno correspondiente a una voladura de desmonte
que se encuentre totalmente Lleno de agua.
En este caso podemos usar gomas normales o bien Hidrogeles o Emulsiones.
No podemos utilizar nogalita ni explosivos pulverulentos tales como la amonita o
la sabulita, por ejemplo, pues sus sales se disolverían en el agua y aún provistas
de una envuelta impermeable flotarían en el agua.
Estos Últimos explosivos, se irán deteriorando con el tiempo. El agua irá
disolviendo los nitratos que los componen hasta hacerse insensibles.
La resistencia al agua es tanto mayor, y el deterioro tanto menor, cuanto mayor
es el contenido en nitroglicerina de un explosivo.
Al hablar de resistencia a la humedad hablamos de otra propiedad. El caso de
un explosivo que va a contenerse en un barreno húmedo, pero no con agua.
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En esta situación, aparte de los explosivos antes mencionados, pueden utilizarse
los de tipo pulverulentos encartuchados en plástico o pulverulentos
impermeabilizados con envuelta de papel, los cuales en su composición cuentan
con un agente que rodea a las partículas de explosivo, impermeabilizándolas un
cierto grado.
Entenderemos por resistencia a la presión de agua a la capacidad del explosivo
para soportar la acción de elevadas columnas de agua manteniendo su
sensibilidad y características explosivas. Los explosivos de este tipo contienen
aditivos de metales pesados, como la Goma 1-E-AGV o GV Submarina, y otros
tipos especiales de emulsiones y Hidrogeles, con formulaciones adecuadas, que
soportan hasta 100 m de columna de agua.
RESISTENCIA A BAJAS TEMPERATURAS
Los problemas más graves por riesgo de accidentes, que presentaban las
antiguas dinamitas, eran los de exudación y congelación
La primitiva dinamita estaba constituida por tierra de diatomeas empapada por
nitroglicerina.
En la actualidad la exudación queda eliminada al utilizarse en la mezcla
explosiva, la nitroglicerina gelatinizada con la nitrocelulosa.
En general todos los explosivos sufren una cierta insensibilidad a bajas
temperaturas por lo que, en estas situaciones extremas, se recomienda la
consulta con el fabricante
CARACTERÍSTICAS ANTI-GRISÚ
El arranque en túneles o galerías de obras públicas que atraviesan capas
carboníferas 1 en la minería subterránea del carbón pueden darse ambientes en
los que existan gris1 y/o polvo de carbón.
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Figura 3: Galeria de pruebas de explosivos de seguridad
Dada la peligrosidad de estos ambientes, la técnica de explosivos se ha visto
obligada a fabricar tipos especiales que puedan ser usados en estas labores,
sobre la base de que en su detonación se obtenga una temperatura de llama que
no provoque esta inflamación.
Son explosivos de base la nitroglicerina, bien de tipo gelatinoso o pulverulento.
Su concepción se basa en un contenido en nitroglicerina más bajo que en los
explosivos industriales restantes, y en la presencia de sales inhibidoras
finamente molidas. Estas son incorporadas a la propia masa del explosivo, para
que actúen absorbiendo el calor necesario para su vaporización y así rebajar la
temperatura de la llama producida en la detonación.
Dentro de este grupo destacan los explosivos de intercambio iónico, en los que
la sal inhibidora se forma a medida que se produce la detonación del explosivo.
Esta sal, en estado naciente tiene una capacidad de inhibición muy superior a
las sales añadidas.
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4. CONCLUSIONES
• Los métodos expuestos en este artículo pueden ser aplicados de forma manual,
aunque es un proceso que suele convertirse en largo, complejo y tedioso, debido
a las numerosas fórmulas y consideraciones que deben tenerse en cuenta, en
especial al momento de considera el valor de la resistencia a la compresión de
la roca, parámetro que acondiciona todo el proceso.
• Este algoritmo a diferencia del método tradicional o manual ofrece la posibilidad
de diseñar la operación de perforación y voladuras en menor tiempo,
prácticamente de forma instantánea puesto que no es necesario conocer las
fórmulas para el cálculo de los diferentes parámetros, ya que el algoritmo las
tiene implícitas en su diseño. Además, con la aplicación del algoritmo se evita
incurrir en el error humano que se tiene por el uso repetitivo de las fórmulas para
el cálculo de los parámetros involucrados en el diseño de la perforación y
voladura en minería de superficie.
• La mayor ventaja que ofrece el algoritmo presentado en este artículo es la
facilidad y rapidez con que se obtienen las diferentes variables que acondicionan
la operación de perforación y voladura, puesto es solo cuestión de ingresar los
datos de entra a la interfaz para conocer el valor de dichas variables. Esta
ventaja que permite el algoritmo se traduce en ahorro de tiempo, lo cual para la
industria minera es sinónimo de disminución de costos.
• El diseño y análisis de la operación de perforación y voladuras permite obtener
la información de forma más atractiva, es decir, ordenada, estructurada,
simplificada y lo que es mejor en menor tiempo. Enriqueciendo de esta manera
la operación de perforación y voladura en minería de superficie.
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5. RECOMENDACIONES
• Se recomienda continuar con las charlas diarias y capacitaciones integrales de
Seguridad de acuerdo al Cronograma de SG-SST. y realizar Procedimiento de
trabajo seguro a los trabajadores para la operación de trituración en el Patio.
• Dotar al personal del patio de todos los elementos de protección personal
requeridos para los trabajos que allí se realizan (trituración, selección de
material, operación de maquinaria pesada, entre otras).
• Basados en los resultados de las pruebas realizadas se propone estandarizar el
uso en adelante de cámaras de aire en todos nuestros proyectos de voladura de
la Unida Minera Constancia, además la cámara de aire en fondo tiene ventajas
operacionales respecto a la columna explosiva continua.
• Se recomienda hacer estudios para cada tipo de roca donde se pretenda reducir
o eliminar la sobreperforación deberá efectuarse pruebas para encontrar la altura
óptima de la cámara de aire, el nivel de reducción o eliminación de la
sobreperforación y la nueva configuración de la carga explosiva.
• Se recomienda que las empresas cuyas rocas son extraídas por voladuras
superficiales puedan estandarizar el método de cámaras de aire en sus
proyectos de voladura además usar como accesorio de voladura, ya que es fácil
de utilizar, pero sobre todo el beneficio que genera al utilizarlo sobrepasa los
costos de su aplicación.
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6. BIBLIOGRAFIA
• Carlos López Jimeno, 2003 - MANUAL DE PERFORACION Y VOLADURA
DE ROCAS. España.
• Juan Carlos Vega Ponte, 2010, CONSTRUCCIONES DE CARRETERAS -
VOLADURA DE ROCAS, UTP, Perú
• Alonso, J. B., Castilla Gómez, J., Herrera, J., Madrid, H., & De, D. T. S. (n.d.).
PERFORACIÓN Y VOLADURA DE ROCAS EN MINERÍA. Upm.Es.
Retrieved January 31, 2022, from
https://oa.upm.es/21848/1/20131007_PERFORACION_Y_VOLADURA.pdf
• Bernaola J., “Fundamentos de diseño de voladuras”. Cátedra de Laboreo.
Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas, Universidad Politécnica
de Madrid. 2004