Explosivos

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

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

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

SECUNDARIOSSECUNDARIOS: Son aquellos que requieren de una gran energía : Son aquellos que requieren de una gran energía de iniciación, proporcionada generalmente por el impacto de la de iniciación, proporcionada generalmente por el impacto de la onda de choque onda de 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, Compuestos químicos, orgánicos o inorgánicos, que son que son explosivos propiamente talesexplosivos propiamente tales. Por ejemplo, . Por ejemplo, la 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 ninguno de ellos puede catalogarse como un explosivo explosivo propiamente tal. La terminología propiamente tal. La terminología americana los denomina americana los denomina Agentes Explosivos, y Agentes Explosivos, y el el ejemplo más conocido y representativo es el ANFO.ejemplo más 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 reacción química química muy violenta que lo descompone muy violenta que lo descompone en gases a alta presión y temperatura, con en gases a alta presión y temperatura, con una gran liberación de calor.una gran liberación de calor.

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

forma de calor para acelerar y mantener el forma de calor para acelerar y mantener el procesoproceso

Onda de choque Onda de choque aporta la energía de impacto aporta la energía de impacto que permite desencadenar el procesoque permite desencadenar el proceso


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

Detonación…Detonación…


Características de los Características de los explosivosexplosivos 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 También importan algunas características

prácticasprácticas

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


Características Características rompedorasrompedoras Relacionadas con el fracturamiento de la roca Relacionadas con el fracturamiento de la roca

Estado de detonaciónEstado de detonación Presión de detonaciónPresión de detonación

Velocidad de detonaciónVelocidad de detonación

DensidadDensidad


Características Características energéticasenergéticas Relacionadas con la acción expansiva de los gases Relacionadas con la acción expansiva de los gases

estado de explosión estado de explosión Trabajo máximo disponible (calor de formación de los Trabajo máximo disponible (calor de formación de los

productos, menos calor de formación de los reactantes)productos, 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 Relacionadas con el manejo operacional y restricciones de

seguridad:seguridad: SensibilidadSensibilidad

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

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

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

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

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 Fase líquida o medio de dispersión

(~15 %): solución saturada de (~15 %): solución saturada de nitratos inorgánicos: AN y/o SNnitratos inorgánicos: AN y/o SN

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

azufre, aluminioazufre, aluminio Sensibilizadores: TNT, NC, MMANSensibilizadores: TNT, NC, MMAN Espesadores: gomasEspesadores: gomas


EmulsionesEmulsiones Fase acuosa o discontinua: Solución Fase acuosa o discontinua: Solución

saturada de nitratos inorgánicos (AN y/o SN) saturada de nitratos inorgánicos (AN y/o SN) suspendida en forma de gotas microscópicas suspendida en forma de gotas microscópicas en la fase continua.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 burbujas de aire naturales o de vidrio, polvo de aluminio y microesferas de plástico o de aluminio y microesferas de plástico o resinas. Su función es controlar la resinas. Su función es controlar la sensibilidad y la densidad explosivo.sensibilidad y la densidad explosivo.

Agentes emulsificantesAgentes emulsificantes


ANFOS pesadosANFOS pesados

TronaduraTronadura


Iniciación de una Iniciación de una tronaduratronadura 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 acción o efecto que inicia la detonación de la columna explosiva en cada uno de los columna 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 SECUENCIA: Corresponde al efecto de imprimir un orden de un orden de salida salida al conjunto de cargas al conjunto de cargas explosivas que conforman el diseño o explosivas que conforman el diseño o diagrama diagrama de disparo.de disparo.

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


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

a fuegoa fuego 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 encendido a fuego, conexión y secuencia; conecta guías corrientescorrientes

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 Detonadores corrientes: cápsula con explosivo primario y secundario para iniciación, activados por guía corrientesecundario para 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 Instantáneos: igual a det. Corrientes pero se activan con carga

eléctrica eléctrica De retardo largo o cortoDe retardo largo o corto

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

Microconectores: para intercalar retardo en milisegundos; Microconectores: para intercalar retardo en milisegundos; secuenciasecuencia

Amplificadores: activados por cualquier detonador o por guía Amplificadores: activados por cualquier detonador o por guía detonante; iniciacióndetonante; iniciación

Ver MODALIDADES DE INICIACIÓN para ejemplosVer MODALIDADES DE INICIACIÓN para ejemplos

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