humos

1. Humos por voladura:
Estrategia para su
mitigación.
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CURSO DE VOLADURA

2. QUIMICA DE LA DETONACIÓN
Elementos que intervienen:
Carbono (C)
Hidrogeno (H)
Oxígeno (O)
Nitrógeno (N)
Combustibles:
Carbono,
Nitrógeno,
Oxidante:
Oxigeno
Gases producidos:
Nitrógeno (Incoloro)
CO2 (Incoloro)
H2O (Blanco)
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3. Cuando la mezcla explosiva es rica en combustible como el diesel (fuel), este
por ser un reductor conduce a una disminución del oxigeno presente
durante la detonación.
Productos de la detonación
con poco oxígeno:
- Monóxido de carbono (CO)
- Agua (H2O)
- Nitrógeno (N2)
Gases producidos:
Nitrógeno (Incoloro)
CO (Negro/Marrón)
H2O (Blanco)
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4. Cuando el explosivo es rico en oxigeno, parte del oxido extra reacciona con
el nitrógeno formando oxido de nitrogeno NO, el cual luego de la
detonación, con el oxigeno ambiental forma NO2.
Productos de la detonación con
oxígeno en exceso:
- Bióxido de carbono (CO2)
- Oxido de nitrógeno (NO)
- Agua (H2O)
- Nitrógeno (N2)
Gases producidos:
Nitrógeno (Incoloro)
NO (Incoloro)
CO2 (Incoloro)
H2O (Blanco)
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5. Entonces,
¿ Cuando se producen los gases de color pardo-anaranjado ?
Cuando el óxido nítrico se oxida aun mas, al entrar en contacto con
el oxigeno ambiental, rápidamente forma óxidos nitrosos que tienen
tonos de color rojo-pardo.
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6. Balance positivo
Adecuado balance
Balance negativo
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7. BALANCE DE OXIGENO (B.O.)
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8. B.O. DEL NITRATO DE AMONIO
Formula de la Sustancia
C H N O
0 4 2 3
Formula General
C H N O
a b d c
a= 0 b= 4 c= 3 d= 2
Carbono Hidrogeno Nitrogeno Oxigeno
C H N O
Peso Atómico 12 1 14 16
Atomos 0 4 2 3
Peso molecular 0 4 28 48
Peso de una molecula de sustancia 80
Cálculo del balance de oxigeno
B.O. = ( 3 - 2 * 0 - 0.5 * 4 )
moles de Oxigeno
x (
16 g oxigeno
) x (
1 mol de explosivo
)
moles de explosivo 1 mol de oxigeno 80 g de explosivo
B.O.= 1.0
moles de Oxigeno
x (
16 g oxigeno
) x (
1 mol de explosivo
)
moles de explosivo 1 mol de oxigeno 80 g de explosivo
B.O.= 0.2
g de oxigeno
g de explosivo
B.O.= 20.0%
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9. B.O. DE ALGUNOS EXPLOSIVOS Y
AGENTES DE VOLADURA COMUNES
Balance de Oxigeno
SUSTANCIA FORMULA B.0.
TNT
C7H5N3O6 -74.0
Nitrato de Amonio C0H4N2O3 +20.0
Petroleo
C12H26 -348.2
Perclorato de Sodio NaClO4 +100
Agua H2O 0
Acido Acético C2H4O2 -106.7
Acetato Sódico CH3COONa -94.9
Thiouerea CH4N2S -145.5
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10. B.O. DE LA EMULSION EXPLOSIVA
Formulación común
Componente Nitrato de Amonio Agua Diesel Ceras
Formula N2O3H4
H2O C7.128H13.035 C7.166H13.82
Proporcion
0.75 0.177 0.06 0.013
B.O. de la sustancia 20 0 -337.2 -340.5
B.O. por sustancia 15 0 -20.232 -4.4265
B.O. -9.659
Formulación ideal (Ming Lu*, Qifa Liu)
Fase Acuosa Emulsificante Fase Combustible
Componente Nitrato de Amonio Nitrato de Sodio Agua Span-80 Aceite mineral
Formula N2O3H4
O3NNa H2O C24H44O6 C12H26
Proporcion
0.76 0.078 0.1 0.02 0.042
B.O. de la sustancia 20 47.1 0 -239.3 -348.2
B.O. por sustancia 15.2 3.6738 0 -4.786 -14.6244
B.O. -0.537
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11. B.O. DE MEZCLAS EXPLOSIVAS
B.O. DE ANFO Y MEZCLAS ANFO PESADO
1
ANFO AP 28 AP 37 AP 46
%
Emulsion
% ANFO
%
Emulsion
% ANFO
%
Emulsion
% ANFO
%
Emulsion
% ANFO
0 100 20 80 30 70 40 60
Balance de Oxigeno
(%)
-0.030 -1.314 -1.956 -2.598
Agente de Voladura
% de
Agente
B.O. de
cada
materia
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
NA Poroso 94.56 20 0.95 18.9 0.76 15.1 0.66 13.2 0.57 11.3
Petroleo 5.44 -348.2 0.05 -18.9 0.04 -15.2 0.04 -13.3 0.03 -11.4
Emulsion TC -6.45 0.00 0.0 0.20 -1.3 0.30 -1.9 0.40 -2.6
B.O. DE ANFO Y MEZCLAS ANFO PESADO
1
AP 55 AP 64 AP 73 AP 82
%
Emulsion
% ANFO
%
Emulsion
% ANFO
%
Emulsion
% ANFO
%
Emulsion
% ANFO
50 50 60 40 70 30 80 20
Balance de Oxigeno
(%)
-3.240 -3.882 -4.524 -5.166
Agente de Voladura
% de
Agente
B.O. de
cada
materia
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
Cantidad de
Agente
B.O.
Parcial
NA Poroso 94.56 20 0.47 9.5 0.38 7.6 0.28 5.7 0.19 3.8
Petroleo 5.44 -348.2 0.03 -9.5 0.02 -7.6 0.02 -5.7 0.01 -3.8
Emulsion TC -6.45 0.50 -3.2 0.60 -3.9 0.70 -4.5 0.80 -5.2
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12. -0.03
-1.31
-1.96
-2.60
-3.24
-3.88
-4.52
-5.17
-6
-4.5
-3
-1.5
0
ANFO AP 28 AP 37 AP 46 AP 55 AP 64 AP 73 AP 82
B.O.
(%)
B.O. DEL ANFO PESADO
B.O. DE MEZCLAS EXPLOSIVAS
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13. B.O. con reducción del % Petroleo
MEZCLA AP
% Petroleo en ANFO
5.44 4
ANFO -0.030 -
AP 28 -1.314 -
AP 37 -1.956 -
AP 46 -2.598 -
AP 55 - -0.589
AP 64 - -1.761
AP 73 - -2.933
AP 82 - -4.106
-0.03008
-1.314064
-1.956056
-2.598048
-0.589
-1.7612
-2.9334
-4.1056
-5
-3.75
-2.5
-1.25
0
ANFO AP 28 AP 37 AP 46 AP 55 AP 64 AP 73 AP 82
B.O. con reducción del % Petroleo
B.O. CORREGIDO POR % DE PETROLEO
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14. INFLENCIA DE LAS
DISTINTAS MEZCLAS EMULSION/NITRATO AMONIO/FUEL
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Independientemente del balanza de oxígeno de la mezcla…
Las mezclas de Anfo pesado producen mayor cantidad de
gases de Nox que la emulsión pura. Debido a las diferentes
velocidades de reacción entre la emulsión y los prills de nitrato
de amonio, menor confinamiento y menor temperatura de
reacción

15. Independientemente del balanza de oxigeno de la mezcla …
Productos magros en fuel incrementan la producción de NOX, por otro lado
un exceso de fuel reduce la producción de NOx.
INFLENCIA DEL CONTENIDO DE FUEL:
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16. CONDICIONES DEL TERRENO:
Independientemente del balanza de oxigeno de la mezcla …
Si los gases se reportan en ciertas zonas de la mina, quizá es porque hay
alguna interacción entre el explosivo y los materiales de roca o litología de
un sitio en particular.
Los estratos de arcilla en contacto con el agua puede producir una
hinchamiento paulatino de las caras internas del taladro, lo cual puede
producir un aumento de presión estática, que afecta la densidad puntual
Del explosivo.
Los terrenos deleznables o poco consolidados reducen el confinamiento
necesario para la detonación, que puede ser incompleta.
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17. Sensores de densidad dentro del
taladro, que miden todo el tiempo hasta
el momento de la detonación.
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20. INFLENCIA DEL AGUA:
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