08 explosivos

ExplosivosExplosivos

EXPLOTACIÓN DE MINAS – UNIVERSIDAD DE CHILEEXPLOTACIÓN DE MINAS – UNIVERSIDAD DE CHILE

Tipos de explosivosTipos de explosivos Según Según velocidad de propagaciónvelocidad de propagación de la reacción: de la reacción:

DEFLAGRANTESDEFLAGRANTES: Reacción química es una combustión muy violenta : Reacción química es una combustión muy violenta llamada llamada deflagración, deflagración, que se propaga a velocidades del orden de 400 a que se propaga a velocidades del orden de 400 a 800 m/seg. Se les denomina también 800 m/seg. Se les denomina también explosivos propelentes explosivos propelentes o o bajos bajos explosivos. explosivos. El ejemplo más conocido es la El ejemplo más conocido es la Pólvora NegraPólvora Negra

DETONANTESDETONANTES: Reacción química muy violenta llamada : Reacción química muy violenta llamada detonación, detonación, que que se propaga a través de la columna explosiva acompañada de una se propaga a través de la columna explosiva acompañada de una onda onda de choque de choque a una velocidad del orden 2.000 a 8.000 m/seg. Se habla así a una velocidad del orden 2.000 a 8.000 m/seg. Se habla así de de explosivos detonantes explosivos detonantes o o altos explosivos. altos explosivos. El ejemplo más popular y El ejemplo más popular y conocido son las conocido son las Dinamitas.Dinamitas.

Según la Según la energía de iniciaciónenergía de iniciación requerida requerida PRIMARIOSPRIMARIOS: Son aquellos que sólo requieren de una mínima cantidad de : Son aquellos que sólo requieren de una mínima cantidad de

energía para alcanzar el energía para alcanzar el estado de detonación; estado de detonación; por ejemplo, una llama, por ejemplo, una llama, chispa o golpe.chispa o golpe.

SECUNDARIOSSECUNDARIOS: Son aquellos que requieren de una gran energía de : Son aquellos que requieren de una gran energía de iniciación, proporcionada generalmente por el impacto de la iniciación, proporcionada generalmente por el impacto de la onda de onda de choque choque de un explosivo primario.de un explosivo primario.

En arranque, se usan explosivos detonantes secundarios.En arranque, se usan explosivos detonantes secundarios. Para iniciarlos, se usan explosivos detonantes primarios.Para iniciarlos, se usan explosivos detonantes primarios.


Tipos de explosivosTipos de explosivos Según Según composición químicacomposición química::

Compuestos químicos, orgánicos o inorgánicos, que Compuestos químicos, orgánicos o inorgánicos, que son son explosivos propiamente talesexplosivos propiamente tales. Por ejemplo, la . Por ejemplo, la Nitroglicerina Nitroglicerina (NG) o el (NG) o el Trinitrotolueno Trinitrotolueno (TNT).(TNT).

MezclasMezclas entre compuestos químicos explosivos entre compuestos químicos explosivos propiamente tales propiamente tales con otros que no lo soncon otros que no lo son. Por . Por ejemplo, los conocidos con el nombre de ejemplo, los conocidos con el nombre de Dinamitas.Dinamitas.

MezclasMezclas de compuestos químicos reductores con de compuestos químicos reductores con compuestos oxidantes, en que compuestos oxidantes, en que individualmente individualmente ninguno de ellos puede catalogarse como un explosivo ninguno de ellos puede catalogarse como un explosivo propiamente tal. La terminología americana los propiamente tal. La terminología americana los denomina denomina Agentes Explosivos, y Agentes Explosivos, y el ejemplo más el ejemplo más conocido y representativo es el ANFO.conocido y representativo es el ANFO.


DetonaciónDetonación Proceso físico-químico mediante el cual el Proceso físico-químico mediante el cual el

explosivo experimenta una explosivo experimenta una reacción química reacción química muy muy violenta que lo descompone en gases a alta violenta que lo descompone en gases a alta presión y temperatura, con una gran liberación presión y temperatura, con una gran liberación de calor.de calor.

Gran velocidad de propagación, superior a la Gran velocidad de propagación, superior a la velocidad de las ondas sonoras (~ 1.500 m/seg) velocidad de las ondas sonoras (~ 1.500 m/seg) en la columna explosiva en la columna explosiva onda de choque onda de choque (compresión)(compresión) Reacción química Reacción química proporciona la energía en forma de proporciona la energía en forma de

calor para acelerar y mantener el procesocalor para acelerar y mantener el proceso Onda de choque Onda de choque aporta la energía de impacto que aporta la energía de impacto que

permite desencadenar el procesopermite desencadenar el proceso


Detonación - ExplosiónDetonación - Explosión Teoría Termohidrodinámica de la Teoría Termohidrodinámica de la

Detonación…Detonación…


Características de los explosivosCaracterísticas de los explosivos La detonación produce dos efectos:La detonación produce dos efectos:

Fracturamiento de la roca (onda de choque) Fracturamiento de la roca (onda de choque) Estado de Estado de detonacióndetonación

Empuje (expansión de gases) Empuje (expansión de gases) Estado de explosión Estado de explosión

También importan algunas características prácticasTambién importan algunas características prácticas

Los explosivos se caracterizan por:Los explosivos se caracterizan por: Características rompedorasCaracterísticas rompedoras Características energéticasCaracterísticas energéticas Características prácticasCaracterísticas prácticas


Características rompedorasCaracterísticas rompedoras Relacionadas con el fracturamiento de la roca Relacionadas con el fracturamiento de la roca Estado Estado

de detonaciónde detonación Presión de detonaciónPresión de detonación

Velocidad de detonaciónVelocidad de detonación

DensidadDensidad


Características energéticasCaracterísticas energéticas Relacionadas con la acción expansiva de los gases Relacionadas con la acción expansiva de los gases

estado de explosiónestado de explosión Trabajo máximo disponible (calor de formación de los productos, Trabajo máximo disponible (calor de formación de los productos,

menos calor de formación de los reactantes)menos calor de formación de los reactantes)

Volumen de gases:Volumen de gases: Estequiometría: 22,4 lt por mol de gasEstequiometría: 22,4 lt por mol de gas Varía entre 700 a 1000 lt/kg de explosivoVaría entre 700 a 1000 lt/kg de explosivo

Presión de los gases:Presión de los gases:


Características prácticasCaracterísticas prácticas Relacionadas con el manejo operacional y restricciones de seguridad:Relacionadas con el manejo operacional y restricciones de seguridad:

SensibilidadSensibilidad Sensibilidad al impactoSensibilidad al impacto Sensibilidad a la iniciación primaria: Sensibilidad a la iniciación primaria: explosivos sensibles o insensibles explosivos sensibles o insensibles a a

un Detonador N° 8 un Detonador N° 8 Sensibilidad a la detonación por simpatía: Sensibilidad a la detonación por simpatía: Es una medida de la distancia Es una medida de la distancia

máxima a la cual la detonación de una carga explosiva induce la detonación máxima a la cual la detonación de una carga explosiva induce la detonación de otra similar, al aire libre. Varía entre 2 a 8 veces el diámetro del cartucho.de otra similar, al aire libre. Varía entre 2 a 8 veces el diámetro del cartucho.

Fuerza o potencia (comparación del trabajo disponible de gases + poder Fuerza o potencia (comparación del trabajo disponible de gases + poder rompedor)rompedor)

Gases tóxicos: Gases tóxicos: Monóxido de Carbono (CO) y Óxidos de Nitrógeno (N2O, NO, N02 y NO3)Monóxido de Carbono (CO) y Óxidos de Nitrógeno (N2O, NO, N02 y NO3) Producidos por:Producidos por:

– Energía de iniciación insuficienteEnergía de iniciación insuficiente– Mezclas explosivas defectuosasMezclas explosivas defectuosas– Explosivo alterado en su composición original por manejo descuidadoExplosivo alterado en su composición original por manejo descuidado– Presencia de agentes extraños al explosivo mismoPresencia de agentes extraños al explosivo mismo

Resistencia al agua: Resistencia al agua: Depende de la cantidad de ANDepende de la cantidad de AN Se expresa en horasSe expresa en horas

Estabilidad químicaEstabilidad química


Explosivos industrialesExplosivos industriales Se diseñan de Se diseñan de

modo que su modo que su reacción no reacción no genere gases genere gases tóxicos tóxicos balance balance de oxígenode oxígeno

Ingredientes en Ingredientes en tabla tabla


Explosivos industrialesExplosivos industriales Explosivos en base a nitroglicerina o Explosivos en base a nitroglicerina o

dinamitasdinamitas Explosivos secos granulados o Explosivos secos granulados o

nitrocarbonitratosnitrocarbonitratos Explosivos acuosos (slurries) o Explosivos acuosos (slurries) o hidrogeleshidrogeles Explosivos emulsionados o Explosivos emulsionados o emulsionesemulsiones


DinamitasDinamitas


NitrocarbonitratosNitrocarbonitratos


HidrogelesHidrogeles Fase líquida o medio de dispersión (~15 Fase líquida o medio de dispersión (~15

%): solución saturada de nitratos %): solución saturada de nitratos inorgánicos: AN y/o SNinorgánicos: AN y/o SN

Fase sólida dispersa en forma coloidal: Fase sólida dispersa en forma coloidal: Oxidantes: nitratosOxidantes: nitratos Combustibles o reductores: carbón, azufre, Combustibles o reductores: carbón, azufre,

aluminioaluminio Sensibilizadores: TNT, NC, MMANSensibilizadores: TNT, NC, MMAN Espesadores: gomasEspesadores: gomas


EmulsionesEmulsiones Fase acuosa o discontinua: Solución saturada de Fase acuosa o discontinua: Solución saturada de

nitratos inorgánicos (AN y/o SN) suspendida en nitratos inorgánicos (AN y/o SN) suspendida en forma de gotas microscópicas en la fase continua.forma de gotas microscópicas en la fase continua.

Fase aceitosa o continua: Hidrocarburos: Fase aceitosa o continua: Hidrocarburos: petróleo, parafina u otro aceitepetróleo, parafina u otro aceite

Fase gaseosa y/o sólida dispersa: Pequeñas Fase gaseosa y/o sólida dispersa: Pequeñas burbujas de aire naturales o de vidrio, polvo de burbujas de aire naturales o de vidrio, polvo de aluminio y microesferas de plástico o resinas. Su aluminio y microesferas de plástico o resinas. Su función es controlar la sensibilidad y la densidad función es controlar la sensibilidad y la densidad explosivo.explosivo.

Agentes emulsificantesAgentes emulsificantes


ANFOS pesadosANFOS pesados

TronaduraTronadura


Iniciación de una tronaduraIniciación de una tronadura Funciones de accesorios de voladura:Funciones de accesorios de voladura:

INICIACIÓN PROPIAMENTE TAL: Corresponde a la INICIACIÓN PROPIAMENTE TAL: Corresponde a la acción o efecto que inicia la detonación de la columna acción o efecto que inicia la detonación de la columna explosiva en cada uno de los explosiva en cada uno de los tiros.tiros.

CONEXIÓN: Se refiere a la necesidad de conectar CONEXIÓN: Se refiere a la necesidad de conectar todos los todos los tiros tiros entre sí de modo de trasmitir o entre sí de modo de trasmitir o propagar la detonación a cada uno de ellos.propagar la detonación a cada uno de ellos.

SECUENCIA: Corresponde al efecto de imprimir un SECUENCIA: Corresponde al efecto de imprimir un orden de orden de salida salida al conjunto de cargas explosivas que al conjunto de cargas explosivas que conforman el diseño o conforman el diseño o diagrama de disparo.diagrama de disparo.

ACTIVACIÓN O ENCENDIDO: Se refiere a la fuente de ACTIVACIÓN O ENCENDIDO: Se refiere a la fuente de energía inicial que activa el proceso de detonación de energía inicial que activa el proceso de detonación de todo el conjunto de cargas explosivas involucradas en todo el conjunto de cargas explosivas involucradas en la la tronadura.tronadura.


AccesoriosAccesorios Guía corriente: combustión a 0,75 cm/seg; activación o encendido a Guía corriente: combustión a 0,75 cm/seg; activación o encendido a

fuegofuego Guía conectora: combustión a 1,5 a 10 cm/seg; activación o Guía conectora: combustión a 1,5 a 10 cm/seg; activación o

encendido a fuego, conexión y secuencia; conecta guías corrientesencendido a fuego, conexión y secuencia; conecta guías corrientes Guía detonante: detonación a 6000-7000 m/seg; conexión e Guía detonante: detonación a 6000-7000 m/seg; conexión e

iniciacióniniciación Detonadores corrientes: cápsula con explosivo primario y secundario Detonadores corrientes: cápsula con explosivo primario y secundario

para iniciación, activados por guía corrientepara iniciación, activados por guía corriente Detonadores eléctricos: iniciación, conexión y secvuencia Detonadores eléctricos: iniciación, conexión y secvuencia

Instantáneos: igual a det. Corrientes pero se activan con carga eléctrica Instantáneos: igual a det. Corrientes pero se activan con carga eléctrica De retardo largo o cortoDe retardo largo o corto

Detonadores no eléctricos: más recientes; iniciación y secuencia, se Detonadores no eléctricos: más recientes; iniciación y secuencia, se conectan con guía detonanteconectan con guía detonante

Microconectores: para intercalar retardo en milisegundos; secuenciaMicroconectores: para intercalar retardo en milisegundos; secuencia Amplificadores: activados por cualquier detonador o por guía Amplificadores: activados por cualquier detonador o por guía

detonante; iniciacióndetonante; iniciación

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