8/4/2019 12 Criterios de Seleccin de Explosivos

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Captulo 12

CRITERIOS DE SELECCION DE EXPLOSIVOS

1. INTRODUCCION

Uno de los grupos de variables controlables por lostcnicos en las voladuras es el constituido por los ex-plosivos. La eleccin del tipo de explosivo forma parteimportante del diseo de una voladura y, por consi-guiente, de los resultados a obtener.Los usuarios de explosivos a menudo caen en larutina y en el espejismo de unos costes mnimos dearranque sin tener en cuenta toda una serie de factoresque son necesarios analizar para una correcta selec-cin: precio del explosivo, dimetro de carga, caracte-rsticas de la roca, volumen de roca a volar, presenciade agua, condiciones de seguridad, atmsferas explo-sivas y problemas de suministro.

2. PRECIO DEL EXPLOSIVO

El coste del explosivo es evidentemente un criteriode seleccin muy importante. En principio, hay queelegir el explosivo ms barato con el que se es capaz derealizar un trabajo determinado.Los precios comparativos de los explosivos por uni-dad de peso, tomando como referencia el Nitrato Am-nico, se indican en la Fig. 12.1, elaborada a partir de lade Wright (1986).Se observa que el explosivo ms barato es el ANFO,

que llega a suponer un consumo total entre el 50 y el80%, segn los pases. Otros atractivos de este agenteexplosivo son la seguridad, la facilidad de almacena-

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Figura 12.1. Precios comparativos de los explosivos industriales.165

PRECIOS COMPARATIVOS DE EXPLOSIVOSIEXPLOSIVOS (PRECIO DEREFERENCIA. NITRATOAMONICO. 100-200)500 1.000 1.500 2.00

NITRATOAMONICO -ANFO ENCARTUCHADOANFO ENSACADOANFO A GRANEL - .HIDROGEL ENCARTUCHADOHIDROGEL ENSACADO '"HIDROGEL A GRANEL .DINAMITAS

GELATI NAS

EMU.LSIONES A GRANEL

MEZCLA DE HIDROGEL y ANFOANFO PESADO

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miento, transporte y manipulacin, as como la posibi-lidad de la carga a granel.Pero, a pesar del bajo precio, el ANFO presenta algu-nos inconvenientes como son su mala resistencia al

agua y su baja densidad.Al hablar del precio de los explosivos sera ms co-rrecto hacerla expresando ste por unidad de energadisponible (PTA/kcal) que por unidad de peso(PTA/kg), pues en definitiva los resultados de las vo-laduras dependen de la energa destnada a la frag-mentacin y esponjamiento de la roca.Por otro lado, no hay que olvidar que el objetivo delas voladuras es realizar el arranque con un coste m-

nimo, y que en rocas duras la perforacin es una ope-racin muy onerosa que puede llegar a compensar am-pliamente la utilizacin de explosivos caros, pero mspotentes, o cargas selectivas formadas por un explo-sivo denso y de alta energa en el fondo y otro menosdenso y de energa media en la columna.

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4. CARACTERISTICAS DE LA ROCALas propiedades geomecnicas del macizo rocoso avolar conforman el grupo de variables ms importante,no slo por su influencia directa en los resultados delas voladuras sino adems por su interrelacin conotras variables de diseo.Si se clasifican las rocas en cuatro tipos,los criteriosde seleccin recomendados son:

4.1. Rocas masivas resistentesEn estas formaciones las fracturas y planos de debi-lidad existentes son muy escasos, por lo que es nece-sario que el explosivo cree un mayor nmero de super-ficies nuevas basndose en su Energa de Tensin"ET". Los explosivos idneos son pues aquellos conuna elevada densidad y velocidad de detonacin: hi-drogeles, emulsiones y explosivos gelatinosos.

4.2. Rocas muy fisuradasLos explosivos con una alta "ET" tienen en esosmacizos muy poca influencia sobre la fragmentacinfinal, pues cuando se empiezan a desarrollar las grietasradiales stas se interrumpen rpidamente al ser inter-sectadas por fracturas preexistentes. Por ello, intere-san explosivos que posean una elevada Energa de losGases "EB", como es el caso del ANFO.

4.3. Rocas conformadas en bloquesEn los macizos con un espaciamiento grande entrediscontinuidades que conforman bloques volumino-sos in-situ y en los terrenos donde existen grandesbolos dentro de matrices plsticas, la fragmentacinest gobernada fundamentalmente por la geometra dela voladura y en menor grado por las propiedades delexplosivo.En estos casos se aconsejan explosivos con unarelacin "ET/EB" equilibrada, como pueden ser elALANFOy el ANFOPesado.

4.4. Rocas porosas ,J'En este tipo de rocas se produce una gran amorti-guacin y absorcin de la "ET", realizndose prcti-camente todo el trabajo de rotura por la "ES". Ademsde seleccionar los explosivos idneos, que sernaquellos de baja densidad y velocidad de detonacincomo elANFO,se recomiendan las siguientes medidaspara retener los gases dentro de los barrenos el ma-yor tiempo posible:- Controlar la longitud y material de retacado- Dimensionar la piedra correctamente- Cebar en fondo

- Reducir la Presin de Sarreno, mediante el desa-coplamiento de las cargas o adicin de materialesinertes. (ANFOPS).6,0

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7~ PRESENCIA DE AGUA

Cuando el ANFO se encuentra en un ambiente quele aporta una humedad superior al 10% se producesu alteracin que impide la detonacin de la mezclaexplosiva. As, cuando los barrenos contengan aguase 'proceder de las siguientes formas:- Si la presencia de agua es pequea, el ANFO tri-

turado se encartuchar dentro de fundas de pls-tico, alcanzndose densidades prximas a 1,1g/cm'. El cebado deber ser axial, pues de locontrario si uno de los cartuchos resulta dafadoy su carga alterada se interrumpir la detonacindentro de la columna.

- Si la cantidad de agua alojada es mayor y no espracticable el procedimiento anterior se puedeefectuar el desage de los barrenos con una bombae introducir a continuacin una vaina de plstico deresistencia adecuada y proceder a la carga delANFO a granel.

- Si la afluencia de agua a los barrenos impide eldesage, se pueden utilizar explosivos como loshidrogeles y emulsiones a granel, bombendolos overtindolos, o explosivos gelatinosos e hidrogelesencartuchados. En este ltimo caso la altura quealcanzara el agua se puede estimar con la si-guiente expresin:

Hf = Ha X D2D2 - d2donde:Hf = Altura final del agua.Ha = Altura inicial del agua.Dd

= Dimetro del barreno.= Dimetro del cartucho de explosivo.

En los casos de poca agua o bombeo viable, el ANFOPesado ha abierto unas nuevas expectativas de abara-tamiento de las voladuras.

.r8. PROBLEMAS DE ENTORNO

Las principales perturbaciones que inciden sobre elrea prxima a las voladuras son lasvibraciones y ondaarea.Desde el punto de vista del explosivo, aquellos que

presentan una elevada ET son los que dan lugar a unmayor nivel de vibraciones. As, si es factible, sermejor utilizar ANFO que hidrogeles. El seccionado ysecuenciado de cargas se puede realizar tambin conexplosivos a granel y encartuchados aplicando dife-rentes tcnicas de iniciacin.

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...

...

....

Foto 12.1 Empleo de hidrogel vertible en barrenos conagua.

En cuanto a la onda area, se recomienda que elexplosivo tenga una relacin ET/EB equilibrada ysobre todo que se controle el diseo geomtrico dela voladura.

9. HUMOS

Aunque muchos explosivos estn preparados paraque tengan un equilibrio de oxgeno que maximice laenerga desarrollada y minimice los gases txicos dedetonacin, es inevitable la formacin de humos noci-vos con un cierto contenido en gases nitrosos y CO.Los humos intervienen como criterio de eleccinslo en los trabajos subterrneos y es preciso sealarque ms que un problema propio del explosivo sueleser un problema de insuficiencia de ventilacin delas labores.

La presencia de fundas de plstico, dimetros decarga inadecuados o iniciaciones ineficientes puedendar lugar a un elevado volumen de humos.Los hidrogeles sensibles al detonador dan general-mente gases con buenas caractersticas, mientras quecon los hidrogeles a granel hay que tomar ciertas pre-cauciones, lo mismo que con el ANFO que produce unaelevada concentracin de gases nitrosos.

Los explosivos gelatinosos son generalmente bue-nos, pero no as las dinamitas con alto contenido enNA.

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CONDICIONES DE SEGURIDAD0.

Un punto de equilibrio, a veces no fcil de lograr enun explosivo,es el binomio sensibilidad-seguridad. Losexplosivos gelatinosos tienen una alta sensibilidad,pero si en la pila de escombro queda por algn motivo(descabezamiento de barrenos, rotura de cordn de-tonante, etc.), restos de explosivo y es necesario elempleo de maquinaria pesada: tractores de orugas oexcavadoras, puede producirse la detonacin conriesgo para el personal de operacin. Este problemase ha resuelto con el empleo de los hidrogeles yemulsiones que son insensibles a los golpes, friccio-nes y estmulos subsnicos, pero poseen un gradode sensibilidad adecuada para la iniciacin.11. ATMOSFERAS EXPLOSIVAS

Las excavaciones que se realizan con atmsferaspotencialmente inflamables con gris o polvo, tanto enminas de carbn como en otras explotaciones metli-cas e incluso de obra pblica, pueden dar lugar a gran-des catstrofes si se producen explosiones secunda-rias.Por ello, en esos proyectos es preciso efectuar unestudio de la atmsfera y entorno prximo a la vola-dura para tomar la decisin de utilizar explosivos deseguridad y/o inhibidores en el material de retacado.

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12. PROBLEMAS DE SUMINISTRO

Por ltimo, hay que tener en cuenta las posibilidadesreales de suministro en funcin de la localizacin delos trabajos y puntos de abastecimiento de los explosi-vos y accesorios.Asimismo, si se dispone de polvorines propios sernecesario considerar los tiempos de almacenamiento ylas variaciones de las caractersticas explosivas dealgunos de los productos.

BIBLlOGRAFIA

- CROSBY, W. A. y PINCO, M. E.: When to Use aluminiumin Bulk Explosives. Explosives Engineering, Vol. 9. N. 2.July/August. 1991.- DICK, R. A. et al.: Explosives and Blasting ProceduresManual. U.S. Bureau of Mines. 1982.- LOPEZ JIMENO, E. Implantacin de un Mtodo deClculo y Diseo de Voladura en Banco. Tesis doctoral. E.T. S. Ingenieros de Minas de Madrid, 1986.- MANON, J. J.: How to Select An Explosive or BlastingAgent for A Specific Job. E/MJ May 1977.- UNION ESPAOLA DE EXPLOSIVOS: Explosivos yAccesorios. 1981.- WRIGHT, K. W.: Effective Blast Round Desing Selectingthe Right Explosive for the Right Job. World Mining Equip-ment March, 1986.

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