FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

DOCENTE: ARMANDO BOHORQUEZ

CARRERA:INGENIERIA DE MINAS

CURSO:PERFORACION Y VOLADURA

INTEGRANTES:ARAUJO VELASQUEZ ANTONIOCHAVEZ VASQUEZ JHANCHAVEZ VASQUEZ DAVIDFRANTZEN CONTRERAS DAVID GUERRO VARGAS JORGEHUAMAN CHAVEZ CLINTONLEON PORTILLA KEVINVIGO JAVE LARRY

TEMA: BALANCE DE OXIGENO EN LOS EXPLOSIVOSGRUPO:8

EL BALANCE DE OXGENO PERMITE DIVIDIR LOS EXPLOSIVOS EN TRES GRUPOS: BALANCE DE OXIGENO IDEAL . BALANCE DE OXIGENO POSITIVO. BALANCE DE OXIGENO NEGATIVO.

CUANDO ES EL BALANCE DE OXIGENO IDEAL Es cuando el balance de oxgeno es ideal (cero) =0 el compuesto qumico, o la mezcla, tiene exactamente la cantidad de oxgeno necesaria para que el contenido de carbono se convierta en dixido de carbono y el de hidrgeno en agua. En principio, este es el estado ms explosivo.Es decir, significa que todos el oxgeno presente en los reactantes es igual al oxgeno del productos.Ejm

Cuando el equilibrio de oxgeno es positivo el compuesto, o mezcla, genera un exceso de oxgeno cuando explota. En principio, esto no produce una liberacin de energa adicional, ya que tenemos todo el carbono y hidrgeno en el estado de mxima oxidacin. Adems este oxgeno no interacta con el ambiente para continuar la reaccin. Aunque un ligero exceso permite que la oxidacin completa se realice de forma real lo que aumenta la energa. Ejm:

BALANCE DE OXIGENO DEL NITRATO DE AMONIOLa frmula de estequiometria balanceada del nitrato de amonio es:

NHNO 2HO + N+ 1/2O

Luego los pesos atmicos () son : :14 :1 :16

Entonces el Peso molculas de NHNO seria : 14+ 4*1+14+3*16 = 80 g

As ; el oxgeno disponible es ; 16 /80 = +0.2 = 20 %

CUANDO ES EL BALANCE DE OXIGENO ES NEGATIVO

Cuando el compuesto o mezcla no contiene suficiente oxgeno y el contenido de carbono no se oxida en su totalidad sino que lo hace como de monxido de carbono En casos extremos se puede liberar carbono elemental e hidrogeno.Ejm:

BALANCE DE OXIGENO DEL PETROLEO Disel CH

La frmula de estequiometria balanceada del disel es :CH HO + CO 3 OXIGENOS REULTANTES

Luego los pesos atmicos () son : c : 12 :1 :16

Entonces el Peso molculas CH de seria: 12+2 ( 2+16 + 12+ 16*2 ) = -48 As; el oxgeno disponible es ; -48 /14 = -3.47 = -34.7 %

BALANCE DEL ANFO 3NHNO + CH 7HO + CO + 3N

Luego los pesos atmicos () son : :14gr : 1gr :16 gr : 12g

r1mol NHNO =14+4+14+48 =80gr1mol CH = 12+2 = 14 grEntonces: Para 1kg ANFO se necesita 14gr CH = x (3*80+14)gr de anfo 1000X= 55.118gr CH : 944.83gr NHNO

ASI EL BALANCE PERFECTO DEL ANFO ES :5.51% CH Y 94.49 % NHNO

N (NHNO ) = 944.882 / 80 = 11.811N (CH ) = 55.118 / 14 = 3.937N (HO ) = 2*11.811+3.937 =27.559N (CO) = 3.937N (N) = 11.811 Nproducto = 43.307

FUNCIONAMIENTO DE LOS EXPLOSIVOS.Los explosivos qumicos son materiales que tienen reacciones qumicas muy rpidas en las que se liberan productos gaseosos y energa.

El poder del explosivo queda determinado por reacciones qumicas muy rpidas que liberan productos gaseosos y energa. Los gases liberados en estas reacciones, en condiciones de alta presin, liberan fuerzas sobre las paredes de la zona de perforacin, lo que provoca la fractura y el desplazamiento de la roca.

Los componentes de los explosivos que generan estos gases se llaman elementos bsicos o ingredientes. Existen diferentes tipos de ingredientes con funciones especficas.El balancede oxgeno deunexplosivovalora la suficienciao no deoxgeno en la molcula de explosivo para lograr quetodosucontenidoenCseconviertaa CO2 ytodoelcontenidoenHseconviertaaH2O.LafuerzaylapotenciarompedoradeunexplosivoaumentanconelbalancedeoxgenoLos elementos bsicos o ingredientes que producen trabajo directamente en las tronaduras son aquellos que al reaccionar generan gases tales como el carbono, el hidrgeno, el oxgeno y el nitrgeno.

Para obtener el mximo de energa en una reaccin explosiva es necesario que los elementos se oxiden completamente y se formen los siguientes productos:

El carbono (C) debe reaccionar para formar bixido de carbono (CO2). El hidrgeno (H) debe reaccionar para formar agua (H2O). El nitrgeno, slido o lquido (N), debe reaccionar para formar nitrgeno gaseoso (NO2).La energa que se libera en una reaccin se mide en funcin de las caloras que se generan a partir de la reaccin del compuesto qumico.

CALORES PRODUCIDOS POR DIFERENTES COMPUESTOS QUIMICOS.

El signo (-) indica una reaccin exotrmica o liberacin de energa.El signo (+) indica que es una reaccin endotrmica o que absorbe energa del ambiente o requiere que se entregue energa para que la reaccin tenga lugar.Es importante destacar que los compuestos qumicos utilizados en la fabricacin de explosivos son aquellos que generan reacciones exotrmicas, es decir, liberan energa cuando reaccionan.Si slo ocurren las reacciones ideales de los componentes de un explosivo (carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno), se utilizarn los tomos de oxgeno que sean necesarios, es decir, no sobra ni falta ningn tomo de oxgeno en la reaccin. As, la temperatura generada en una tronadura es mayor si al combinarse el carbono con el oxgeno se genera bixido de carbono que si se genera monxido de carbono, pues el bixido es la forma en que el explosivo tiene balance de oxgeno y produce la mxima cantidad de energa. Cabe destacar que el hecho de balancear oxgeno significa que todo el oxgeno presente en los productos se consume y, por consecuencia, libera la mayor cantidad de energa.

Ejemplo:En el siguiente ejemplo veremos el caso de una mezcla de ingredientes explosivos cuya reaccin da como resultado diferentes balances de oxgeno. Tomemos un explosivo con dos ingredientes: nitrato de amonio (NH4NO3) y disel (CH2)*.

Balance de O2 negativo

Si agregamos disel en exceso a la mezcla, la reaccin explosiva tendr balance de oxgeno negativo. Esto significa que faltarn molculas de oxgeno para combinarse totalmente con el carbono y el hidrgeno y formar los productos finales deseados, que para el caso del Anfoseran: 3N2 + 7H2O + CO2En cambio, quedar carbono libre que se liberar en forma de monxido de carbono.

Balance de O2 positivo

Si agregamos poco combustible o disel a la mezcla, habr oxgeno en exceso, el que puede reaccionar con el carbono y el hidrgeno. A esto se le llama reaccin con balance de oxgeno positivo. En este caso, el nitrgeno reacciona formando xidos de nitrgeno, lo que reduce la energa de la reaccin.

Balance de O2 en equilibrio

Para el caso de balance de oxgeno, veamos la reaccin ideal del compuesto de nitrato de amonio y petrleo disel (ANFO), que es el explosivo de mayor uso en minera. Sus caractersticas nos permiten entender la reaccin qumica entre elementos oxidantes (NH4NO3) y combustibles (CH2).

Conclusiones.La reaccin de explosin es tan rpida que se produce sin consumir oxgeno de la atmsfera, por lo que las reacciones de oxidacin que se producen deben realizarse con el oxgeno del propio explosivo. Esto nos presenta el concepto del balance de oxgeno.

El balance de oxgeno nos da idea de si el oxgeno presente en el compuesto es suficiente para oxidar todo el carbono e hidrgeno de dicho compuesto. Si el balance de oxgeno es positivo el explosivo tiene ms oxgeno del necesario. En caso contrario el oxgeno se encuentra en defecto, y en vez de producirse CO2 y agua se libera hidrgeno gas y queda carbono en forma de ceniza o restos de holln.

En la prctica, cuando hay defecto de oxgeno se acostumbra a combinar varios explosivos, de forma que el exceso de oxgeno de uno de ellos compense el defecto de oxgeno del otro.De esta forma, el TNT, debido a su balance de oxgeno negativo, es ms efectivo si se mezcla en la proporcin correcta con nitroglicerina, cuyo balance de oxgeno es positivo.