TESIS - · PDF fileinstituto tecnolÓgico de la construcciÓn a.c. licenciatura en...

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN A.C.

LICENCIATURA EN INGENIERÍA DE CONSTRUCCIÓN.

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN

VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MÉXICO.

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

LICENCIADO EN INGENIERÍA DE CONSTRUCCIÓN.

PRESENTA:

CARLOS VELAZQUEZ BERNAL

ASESOR: M. EN I. JOSÉ ANTONIO AGUIRRE BALCELLS

ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL POR LA SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA, CONFORME AL ACUERDO NO. 009523559 DE FECHA 15 DE NOVIEMBRE DE 1995.

MÉXICO, D.F., AGOSTO DE 2005.

DEDICATORIA

Dedico esta Tesis con todo Amor y Respeto a mis Queridos Padres por Permitirme Serlo que Soy.

DEDICATORIA

Al M. en I. Alejandro Palazuelos Platas, por ser un Maestro de Vida, por Compartir sus Experiencias en el Mundo de los Explosivos en México, por su Amistad y Apoyo para la realización de esta Tesis. Gracias.

• ' B L I O T E C A ESQUEMA DE TRABAJO Pg.

INTRODUCCIÓN. 2

HISTORIA DE LOS EXPLOSIVOS. 3

ANTECEDENTES. 6

CAPITULO I 9 • PROBLEMÁTICA

A) LEGAL. 9 B) ADMINISTRATIVA. 12 C) TÉCNICA.

• PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE LA VOLADURA. 16

CAPITULO II • CARACTERÍSTICAS DEL PERITO 76

A) CONOCIMIENTO TÉCNICO. 77 B) CONOCIMIENTO ADMINISTRATIVO. 79 C) CONOCIMIENTO LEGAL. 80

CAPITULO III • CARACTERÍSTICAS CE SU TRABAJO 83

A) ASPECTOS LEGALES Y OBTENCIÓN DE PERMISOS PARA EL USO DE EXPLOSIVOS. 83

B) REVISION TÉCNICA. 101 C) TRABAJOS DURANTE LA VOLADURA. 194 D) INSPECCIÓN FINAL. 197 E) MEDICIONES (LO QUE NO SE MIDE NO SE CONTROLA). 200

CAPITULO IV • IMPLEMENTACION DE MEDIDAS DE SEGURIDAD Y SU CUMPLIMIENTO. 237

A) ANTES Y DESPUÉS DE LA VOLADURA. 237 B) SEGURIDAD DE LOS POLVORINES. 254 C) SEGURIDAD EN EL TRANSPORTE. 255

CAPITULO V

• MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE LOS TRABAJOS Y SU CERTIFICACIÓN. 259

• CONCLUSIONES. 275

• BIBLIOGRAFÍA. 278

• ANEXO FOTOGRÁFICO 279

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

I N T R O D U C C I Ó N .

Historia de los Explosivos.

El ongen de los explosivos se pierde en la historia El crédito a su existencia fue otorgado a los chinos y árabes, quienes utilizaban los explosivos esencialmente para cohetes y fuegos pirotécnicos El uso de los explosivos se registra en la historia alrededor del año 660 A C Una alusión postenor es la del fuego griego en el siglo Vil una mezcla de explosiva incendiaria constituida por sal, brea, azufre, trementina y aceites, usada en la manna de esa época

La primera mención documentada del salitre o nitro ingrediente básico de la pólvora negra se encuentra en escritos de siglo XIIID C

En la mitad del siglo XII Roger Bacon, monje ingles, escribió una protección contra un hechizo, en el cual bosquejo los ingredientes de una mezcla que consistía de salitre, azufre y madera de avellano a la que llamo "pólvora Negra" Mas tarde en ese mismo siglo, la pólvora del monje Berthold Schwartz liie creada usando la pólvora negra para impulsar piedras de un arma que el invento La pólvora negra rápidamente se convirtió en un promotor e impulsor de las armas y se empezó a usar también para las operaciones mineras comerciales El pnmer trabajo de voladura de roca, que se bene conocimiento fue efectuado en las minas reales de Hungría en el año de 1627

La pólvora negra fue el principal explosivo militar durante mucho tiempo Posteriormente fue reemplazada por la pólvora sin humo también llamada pólvora de algodón o mtrocelulosa, la cual íis descubierta en 1838 y se produce por la acción del acido nítrico fuerte sobre el algodón ordinario

En 1846, Ascamo Sobrero, profesor de la universidad de Turin, descubrió la nitroglicerina al mismo tiempo que Christian Fredench Shoenbem, profesor de la Universidad de Basle en Suiza produjo un Nitro algodón llamado algodón pólvora

En 1886 Alfredo Nobel, químico e mdustnal sueco y creador de los premios Nobel que llevan su nombre fabrico por primera vez la dinamita A raíz de una explosion de nitroglicerina que mato a su hermano y 4 personas mas, se concentro en la tarea de crear un procedimiento para manipular con segundad la mtroglicenna Esto lo consiguió al mezclar el explosivo liquido (nitroglicerina) con un matenal absorbente La combinación resultante solo explotaba cuando se utilizaban detonadores eléctricos o químicos

El descubrimiento y uso de la dinamita, desplazo a la antigua pólvora negra y logro que muchas actividades inherentes al mundo de la construcción y la minería progresaran a una velocidad sin precedentes en la historia Asimismo, fue de gran utilidad en la industria militar lo cual paradójicamente, hizo que el Sr Nobel se hiciera acreedor al epíteto "mercader de la muerte"

A partir del siglo XX y los impresionantes avances científicos y tecnológicos realizados hasta nuestros días, el mundo de los explosivos también se vio involucrado Las dinamitas has cedido el paso a los modernos explosivos como lo son las emulsiones

En la actualidad, el control y la precision que se ha obtenido de los mismos, permite que sean aplicados con mayor segundad y que se aumente su eficiencia y productividad

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Historia de los Explosivos en México.

Mexico Precolombino incipiente nación dedicada a la adoración de las fuerzas cósmicas, en sus intentos por alcanzar los cielos por medio de construcciones piramidales y manifestar sus emociones por medio de construcciones piramidales y manifestar sus emociones por medio de la alfarería ongmo sin darse cuenta la minería en Mexico

Investigaciones llevadas a cabo en 1969 en el Distrito de SOYATAL en la sierra de Queretaro demostraron la existencia de una extensa zona de explotación minera cuyos orígenes se remetan desde el siglo IV A C hasta los pnncipios de la era cristiana Esto fue comprobado, al someter al análisis del Carbono 14, cerámicas y objetos de origen orgánico, procedentes de algunas de esas minas Los científicos concluyeron, que diversos trabajos indígenas fueron realizados en esa zona a través de los siglos, fundamentando que la presencia de cerámica negra perteneciente a la cultura Olmeca hace pensar que la iniciación minera en Mexico data del siglo III al siglo IV A C El mencionado análisis demostró que los minerales en ese entonces buscados fueron calcita y el cinabrio

Para corroborar todo lo anterior, Pedro R Hendnchis en 1940, identifico un buen numero de minas de la época precortesiana, en las regiones del bajo no Balsas, Michoacan, Guerrero y Mexico Se asegura que en aquella época, para excavar los pozos y galenas como para el tumbe de los minerales, los antiguos usaron martillos de roca, esto se demuestra ante la evidencia de los mangos de madera encontrados Otras herramientas elaboradas a partir de puntas de hueso, eran empleadas para la obtención de los minerales que parecían mas puros y que se hallaban en las ranuras de las rocas, para desmenuzar los minerales se empleaban diversos tipos de morteros de roca, móviles o fijos en las paredes de las minas, asi mismo usaban cucharas de barro navajones de obsidiana y cuñas de maderas muy dura para romper las rocas También se descubneron restos de ocote y fibra vegetales recubiertas de resma con el fin de alumbrar, trozos de batea de barro canastos y cuerdas para extraer los minerales, asi como vasijas, restos de alimentos, efigies de dioses, etc Se estima que metodología para la exploración minera precolombina, se desarrollo en forma incipiente a partir del año 900 D C Y el mundo de los antiguos mexicanos se derrumbo con un gran viento, que fue creciendo y haciéndose huracán de cuatro vientos En el año de 1519, al enterarse Moctezuma de la llegada de los españoles a las playas de Veracruz, envío a sus mensajeros a indagar acerca de ese extraño y temido suceso, Hernán Cortes iniciaba exploraciones en tierras veracruzanas, con una expedición integrada por 508 soldados, 100 mannos, 16 caballos y 14 cañones Grande fue el desconcierto, temor y admiración que causo a los indígenas este primer encuentro, no solo por los hombres blancos y barbados sino que también por el ruido ocasionado por el estallido de un cañón Asi lo menciona el Códice Florentino (Lib XII, Cap IV) "También mucho espanto causo el oír como estallaba un cañón retumbaba su estrepito y se desmayaba uno, se le aturden a uno los oídos Y cuando cae el tiro, una como bola de piedra sale de sus entrañas va lloviendo fuego, va destilando chispas, y el humo que de el sale es muy pestilente, huele todo a podrido penetra hasta el cerebro causando molestias

Ya con el rumbo a la capital mexicana cortes inicia el ascenso a la tierra con 400 españoles numerosos indígenas aliados pertenecían a los COLHUA - MEXICAS, los primeros en entrar en contacto con la pólvora

Al iniciarse la dominación española, el deseo de poseer el oro y la plata, impulso a los conquistadores a penetrar por regiones que aun en nuestros días nos parecen casi inaccesibles Fue durante la época colonial, cuando se descubneron las mas importantes minas de nuestro país, muchas de las cuales, siguen siendo productivas

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR U S MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Los conquistadores, que eran hombres experimentados jamas descubrieron los cultivos ni la cria de ganados bien sabían, como lo sabemos todos que no era por estos medios como debían obtener los efectos que necesitaban del exterior y por eso sin descuidar la agricultura, preocupaban con el mayor empeño el descubnmiento de yacimientos minerales que sabían, existían en abundancia, tan tanto por los metales preciosos que en gran cantidad recogieron en la metrópoli, como por la relaciones mas o menos verídicas de los indios, que mas de una vez fueron victimas inocentes de la codicia de los capitanes No era únicamente los conquistadores los que creían que este hermoso pais era rico en metales preciosos signo que también sabios y monarcas europeos

Extraer el mineral implicaba una larga sene de operaciones y técnicas de variable complejidad Tal como ha señalado con insistencia David A Bradmg, no existió en Nueva España una mina típica, sino que cada veta explotada tuvo sus propias operaciones mas generales y comunes a las mmas una vez señalada la veta, se iniciaba la excavación para sacar mineral, formando la mina, esto es, una excavación de diámetro variable que habría de seguir el rumbo que fijara la veta Para la operación de picar el mineral y reducirlo a trozos manejables, se empleaban a los trabajadores mas comunes en la mina, llamados "Barreteros" por el instrumento que usaban Los barreteros tenían ayudantes llamados "peones y tenateros", que eran los que recogían en bolsas o tenaces el mineral para extraerlo de la mina Se empleaba un zapapico de hierro, pesado y poco manejable que era una herramienta casi idéntica a la que los mineros alemanes introdujeron en el Siglo XVI Muchas minas acostumbraban establecer bajo tierra fraguas para afilar esta herramienta Los zapapicos en su mayor parte eran cortados localmente con barras de hierro importadas de España

Durante la segunda mitad del siglo XVI, la minería mexicana se desarrollo del centro hacia el norte del país, Zacatecas, Guanajuato, San Luis Potosí, Chihuahua, Jalisco, Hidalgo y Puebla

En el año de 1550 se descubre el importante afloramiento, o aeston de una potente veta, la veta madre, en el mismo lugar en que se ubica hoy la que después llego a ser la celebre mina San Juan de Rayas, que en el futuro tanto influyo en la prosperidad de Guanajuato El hallazgo lo realizo un arriero llamado Juan de Raya, quien después de efectuar durante algún tiempo obras de exploración de carácter superficial, sin éxito aparente, vende la mina, que ya había denunciado a Don Diego de Ahedo y socio Ambos usaron todavía para la apertura de labores mineras el método llamado de lumbradas, pues ignoraban el uso de la pólvora en los barrenos y la manera de ejecutar estos Este método de lumbradas, consistía de introducir leña a la mina, calentar su fracturamiento Este método representaba un peligro de asfixia a los trabajadores retardando la labor, ya que había que esperar a que se renovara el aire

Las aplicaciones de la pólvora en la minería se iniciaron, a partir de 1613 en Europa, en tajos abiertos, y entre 1627 - 1665 en minas subterráneas En la Nueva España, se uso en labores extemas desde 1676 Al finalizar el siglo XVII su uso era comente en minas de Guerrero y San Luis Potosí

No se sabe a ciencia cierta cuando se difundió el uso de cartuchos de explosivos en la Nueva España, pero la tradición local de Guanajuato afirma que José de Sardineta, propietario de Mina de Rayas, fue el pnmer mexicano que uso esta técnica Lo que si podemos afirmar es que en 1730 la "Gaceta de Mexico", llamaba la atención sobre un tiro de 152 varas de profundidad, que Sardineta había perforado en dos años usados "fuerza de barrenos y pólvora" Es evidente que los explosivos no se usaban comunmente, ya que en 1732 en Zacatecas no compro mas de 1300 libras de pólvora, cantidad insignificante si la comparamos con las 90,000 libras que Guanajuato consumió anualmente entre 1778 y 1795 He aquí la importantísima técnica, que abarato e hizo mas eficientes las operaciones mineras la rápida perforación de grandes tiros y de galenas en el siglo XVIII, fue

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C I I c IT(JBBkPLO*OS P«W«ARAN|ZAR LAS y inpctrragninnMFg CM VOUgHpAS A CIELO A PROPOSICIÓN DE UN P£RITC^BkPLO*OS PffflfARANiZAR LAS uc inpctrminir ir iMFg CM VOUDURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

consecuencia de la introducción del uso de la pólvora para voladuras subterráneas Sin embargo, su uso y aplicación representaba grandes peligros es el caso del suceso ocurrido el 14 de Noviembre de 1787, cuando se registro un fatal accidente dentro de la mina de Rayas se incendio una cantidad de pólvora, causando la muerte de 12 personas

En cuanto a fabricas de pólvora, se ha escrito que después de la conquista, Chapultepec formo parte del marquesado de Valle hasta 1530, año en que la corona española la dono a la ciudad, en ese tiempo se construyo una fabnca de pólvora misma que permaneció ahí hasta 1784

Es evidente que entre 1810 y 1937, el desarrollo de los explosivos en Mexico se limito al uso de la pólvora negra y dinamita, siendo esta ultima de importación Fueron mas de 100 años de oscurantismo para este sector industrial, en 1937 una compañía inicio la comercialización en Mexico, de la dinamita entre otros productos, en 1965 se construye una planta de explosivos tipo Hidrogel y en 1967 inicia su producción

Actualmente, los explosivos son de vital importancia en los sectores mineros, de construcción, del cemento, cal, agregados pétreos, y petróleo La pólvora negra y la dinamita son cosas del pasado, el presente y el futuro son las emulsiones siendo esto lo mas nuevo en el mundo

Surge la pregunta que es un explosivo?

Todos los tipos de explosivos se desarrollaron a partir del pnmitivo invento de la pólvora negra Pasaron por los días de apogeo de las dinamitas para culminar en la era moderna con el uso de explosivos nuevos y mas seguros Habiendo una gran variedad de definiciones de la palabra "Explosivo", consideremos una de las mas simples de comprender es la siguiente

Toda sustancia química que mediante una excitación adecuada, reacciona violentamente produciendo una gran cantidad de gases a una gran presión y elevada temperatura.

Un medio de excitación se usa para producir la detonación de un explosivo y depende del explosivo a emplear el efecto buscado Los medios de excitación son Calor Presión, Choque, y Explosion Auxiliar

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A n t e c e d e n t e s

Mexico ha sido siempre un territorio particularmente rico desde el punto de vista de explotación

minera ya sea subterránea o de superficie, hoy la obtención de material producto de voladuras

conforma un sector de capital importancia socio-economica como en manifiesto por la numerosas

obras que requieren la utilización de explosivo asi como por la cantidad de empleo directo e

indirecto que se genera En los últimos años Mexico ha pasado de ser un país rural para convertirse

en urbano Esto, aunado a los tratados de libre comercio con países industrializados ha provocado un

cambio abrupto en la manera de producir bienes y brindar servicios La industria de la construcción y

la minería se han visto afectadas directamente no solo en su manera de trabajar sino también en la

demanda que existe de contar con personal calificado y actualizado, dado que el mundo en que

vivimos se hace cada vez mas competitivo

En cuanto al control y uso de explosivos se refiere en nuestro país (lo cual implica diversos tramites

ante las Autoridades correspondientes para el otorgamiento de Permisos vanos, asi como

inspecciones de campo y mucho mas) este se encuentra regulado por la Secretaria de la Defensa

Nacional (SDN) a través de la Ley Federal de Armas de Fuego y Explosivos y su Reglamento Esta

Ley sujeta al usuario a un largo y difícil proceso administrativo, lo cual acarrea atrasos en los

trabajos, aumento en los costos y disminución de la productividad Ahora bien los procesos por los

que se tiene que pasar para obtener los Permisos no reflejan la situación real en campo, en otras

palabras las condiciones técnicas y de segundad que se llevan a cabo en los trabajos no son las que

conocen las Autoridades correspondientes Tampoco es del conocimiento de estas el personal que

labora en el area de trabajo no saben si son operarios capaces o no simplemente conocen al

personal administrativo y su comunicación con los verdaderos implicados en el manejo de los

explosivos es prácticamente nula

Debido a las comunicaciones modernas cada vez existen mas areas habitables, vías de ferrocarril,

carreteras, lineas eléctricas, gasoductos, plantas industriales etc cercanas a las obras donde se

utilizan explosivos lo que nos lleva a considerar que las medidas técnicas y de segundad para evitar

accidentes que dañen este tipo de instalaciones o que inclusive atonten contra la vida de terceros o

de los mismos implicados no es ya urgente sino impostergable

Hasta la fecha en Mexico el encargado en barrenar y colocar los explosivos para su uso es el

denominado "poblador" Este oficio normalmente es heredado de padres a hijos o adquirido

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simplemente por encontrase ahí en la obra. A estos individuos, son a quienes delegan los ingenieros

encargados de los trabajos, la responsabilidad de utilizar los explosivos con eficiencia y seguridad. El

poblador adquiere su conocimiento en el campo de forma empírica, su preparación académica es en

pocos casos escasa y en la mayoría nula, apenas saben leer y escribir. Ellos ignoran acerca de los

trámites que se requieren con la SDN. Si algo no sale bien, se van y desaparecen, la responsabilidad

no es de ellos sino del jefe, el cual como ya antes mencionamos piensa que la responsabilidad no

recae en él sino en el poblador Pero ante las Autoridades la responsabilidad sí es del jefe o del

ingeniero responsable de obra, aunque éste no sepa sino solamente lo que le informa el poblador.

La SDN hace responsable directo al dueño o Director General de la empresa, no al que esta

manipulando directamente los explosivos. La responsabilidad recae en el titular del Permiso otorgado

por la instancia mencionada. Cualquier percance o robo de material explosivo que se suscite, puede

provocar que se detengan los trabajos y el responsable de la empresa vaya a la cárcel, inclusive sin

saber porque. Esto se debe, insistiendo en el punto, a que los trabajos con explosivos se dejan al

poblador "practico de campo" mientras que los ingenieros o mandos superiores no intervienen ya sea

por miedo, exceso de confianza en su poblador y su gente, indiferencia, ignorancia, o porque

simplemente hay otros asuntos más importantes que las voladuras.

Poblador y ayudante cargando con presencia de Autoridad

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Antes de 1970 no se necesitaba obtener Permisos para el uso de los explosivos De entonces para

acá, cada vez se ha hecho mas importante la obtención de una licencia Los actos terroristas que se

han suscitado ya no son cosa de juego Hoy día, se vuelve indispensable saber en manos de quien

están estos matenales

El "ahí se va", tradicional en nuestro país ya no funciona mas y menos en el uso efe explosivos Las

empresas proveedoras de explosivos están ayudando a sus clientes en la obtención de Permisos

también dan cursos a nivel elemental y existen inclusive compañías especializadas en barrenacion y

voladuras las cuales han ayudado en parte a que los explosivos se usen de una forma mas eficaz y

confiable

Pero lo antenor no es suficiente Lo que se requiere en nuestro medio es contar con la figura de un

experto que este reconocido legalmente ante las Autondades que se responsabilice de los trabajos,

que pueda dar peritajes, arbitrar en casos de conflicto y que sea a la vez un consultor o asesor

confiable de los usuarios, que avale a los pobladores o encargados de los trabajos con uso de

explosivos y que ayude a reducir los tiempos de obtención de las licencias (evitando el mercado

negro que hoyen día es muy grande) entre muchas otros asuntos

Es por todo esto que se propone exista en Mexico la figura formal del Pento en Expfos/vos ya que asi

se garantizaran las mejores condiciones de las voladuras, aumentando la eficiencia y productividad

Este fijara las condiciones en campo, utilizando tecnologías adecuadas, medidas de segundad que

optimicen los resultados, mejorando la producción y bajando los costos, El Penfo en Explosivos

también evitara malos manejos por parte de manos inexpertas, reduciendo corruptelas y aplicando

cntenos profesionales en algo tan importante como son las voladuras

Los explosivos son una herramienta y como tal se deben de ubicar Sin embargo, las Autondades a la

fecha niegan muchos Permisos en lugares en donde se podrían utilizar Esto es debido a que les

faltan elementos para evaluar cualitativamente a los solicitantes de Permisos para manejo de los

mismos y por lo tanto, optan por negarlos

El utilizar explosivos con los conocimientos y las técnicas actuales y con la eficiencia adecuada

coadyuvara a la ejecución correcta de los trabajos y al desarrollo del personal que en ellos

intervienen, logrando mayor calidad de vida y progreso

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Capítulo I

Problemática, Legal, Administrativa y Técnica.

A) Problemática Legal

En el medio de los explosivos, actualmente una parte de la problemática es la interpretación de la Ley

Federal de Armas de Fuego y Explosivos y su Reglamento, donde ademas podemos observar que

existen lagunas en algunos de sus artículos Por ello se presenta la urgente necesidad de

actualizarlos de acuerdo a la dinámica y desarrollo del país Asimismo, todos los particulares que se

relacionan y quienes interpretan dichos artículos para la aplicación de esta Ley y su Reglamento,

deben ser capacitados y, a la par que la Ley actualizados ya que estos sujetos en la mayoría de los

casos no son abogados ni técnicos, lo que propicia que den dictámenes erróneos e incompetentes

Por lo antenor, se debe crear conciencia en las personas que se dedican a la industria y comercio de

explosivos, acerca de la gran importancia que tiene el llevar a cabo una reforma a la Ley Federal de

Armas de Fuego y Explosivos y su Reglamento, asi como de la urgente necesidad de instituir la

Certificación de personas especializadas en materia de explosivos con el objeto de que se brinde una

mayor segundad y responsabilidad en este campo tanto a las Autondades correspondientes como a

los usuarios de estos materiales

A continuación presentamos algunos ejemplos de contradicciones dentro de la misma Ley

Ley, Capitulo Sexto Articulo 68 "Quienes tengan Permiso General, deberán rendir a la

Secretaria de la Defensa Nacional, dentro de los cinco primeros días de cada mes un informe

detallado de sus actividades, en el que se especifique el movimiento ocurrido en el mes

anterior"

Reglamento, Capitulo XI, Articulo 83 Tos que tengan Permiso General, deberán rendir a la

Secretaria un informe durante los diez primeros días de cada mes anterior"

Nos preguntamos entonces ¿cuando se debe rendir informe detallado de actividades a las

Autoridades, durante los 5 o 10 primeros días de cada mes?

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c i i e PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXgUlSiyOS Pé f lA GARi f f l j ZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

WTB L I Q T E C A Reglamento, Capitulo Vil Articulo 58 "Los establecimientos con Permiso General de

compraventa, podran vender a mineros en pequeño o a otras personas que requieran

eventualmente el uso de explosivos, hasta veinticinco kilogramos de pólvora para barreno o

explosivos y sus artificios, con Permiso expedido por los Comandantes de Zona o Guarnición

que corresponda Para cantidades mayores se deberá obtener Permiso de la Secretaria'

De este articulo se deriva la siguiente pregunta ¿Que trabajos requieren realmente de veinticinco

kilogramos? Se debe contemplar que para la explotación de minas esto no funciona, ya que esa

cantidad representa muy poco matenal

Ley, Capitulo Primero, Articulo 44 Los Permisos son mtransfenbles Los generales tendrán

vigencia durante el año en que se expidan y podran ser revalidados a juicio de la Secretaria

de la Defensa Nacional Los ordinarios y extraordmanos tendrán la vigencia que se señale

en cada caso concreto"

Cuando se expide un Permiso General a finales del año su duración sera corta y su costo el mismo

de un Permiso anual En los Permisos ordinarios se conceden vigencias diferentes dependiendo de

las Zonas Militares y en ocasiones resulta mas costoso dada las veces que se solicita en relación del

costo de un Permiso General

Ley, Capitulo primero Articulo 42 "Los Permisos específicos a que se refiere el articulo 37

de esta Ley pueden ser

• Generales que se concederán a negociaciones o personas que se dediquen a estas

actividades de manera permanente,

• Ordmanos, que se expedirán en cada caso para realizar operaciones mercantiles

entre si o con comerciantes con Permiso General vigente, y

• Extraordinarios, que se otorgaran a quienes de manera eventual tengan la necesidad

de efectuar algunas de las operaciones a que este Titulo se refiere"

De aquí podemos sintetizar que la expedición de estos Permisos requieren de una evaluación de las

actividades mas especificas y una simplificación adecuada a las necesidades

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Reglamento, Capitulo IV Articulo 35 " remitir un plano de conjunto a mil metros alrededor

del lugar donde se pretenda establecer los almacenes y polvorines escala de 14000, en el

que figuran en su caso instalaciones militares, vías de comunicación, lineas eléctricas, etc"

Cuando se trata de trabajos de cortes en carreteras, túneles u obras de ingeniería civil de vanos Km

¿sera necesario la presentación de dicha escala?

Podríamos continuar el análisis de diferentes Artículos de la Ley Federal de Armas y Fuego y

Explosivos y su Reglamento pero la conclusion es que ambos requieren de una actualización y un

enfoque técnico para su aplicación ya que no cuentan con la parte de regulación técnica en lo que se

refiere al empleo de explosivos en areas urbanas, demoliciones y medición de vibraciones

El mayor problema en la parte legal, se refleja en su propia complejidad Debido al tiempo que tarda

un Permiso en ser tramitado, los particulares ejecutan su trabajo sin este, lo cual crea un mercado

negro de venta de explosivos y un gran nesgo para quien los usa Aunado a esto, si algo sale mal,

nadie es responsable

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEMCO

B) Problemática Administrativa

En este campo de trabajo de demoliciones y voladuras, la herramienta indispensable es el material

explosivo Su uso redunda en beneficios y optimizacion de recursos tales como equipos, materiales,

mano de obra y sobre todo tiempo Su manejo y aplicación en demoliciones de roca e inmuebles

exige conocimiento y responsabilidad por tratarse de materiales de alto nesgo y precisamente por ello

se hizo necesano un instrumento regulador con el fin de evitar daños materiales, económicos y sobre

todo humanos

La Secretaria de la Defensa Nacional (SDN) a través de su Dirección General de Armas de Fuego y

Control de Explosivos (DGAFCE), asi como las Zonas Militares y Batallones de cada entidad

Federativa, son quienes tienen a su cargo los procedimientos administrativos en apego al

Reglamento para la tramitación de todos los asuntos referidos al uso y manejo de estos materiales, y

son quienes intervienen entre los solicitantes y la Autondad Competente para obtener los Permisos y

autorizaciones

Toda persona que realice trabajos con explosivos, es decir que requiera de ellos para la ejecución de

sus trabajos, esta sujeta a dicha Ley y su Reglamento, y se obliga a su cumplimiento

En esta etapa de tramites y procedimientos para solicitudes de Permisos, es donde se observa una

gran perdida de tiempo y se generan gastos adicionales cuando el proceso debería tener un

seguimiento ágil y oportuno, con la finalidad de dar resultados eficientes, ya que de esto depende,

ademas, abrir y/o mantener fuentes de trabajo

El tiempo que consume llevar a cabo los tramites administrativos y burocráticos ante la DGAFCE se

debe en buena medida, como ya lo hemos señalado, a que sus empleados (militares de diversos

rangos) en la mayoría de los casos desconocen la naturaleza y finalidad de las licencias que se

solicitan, especialmente las que son para proyectos de trabajo Por lo tanto, esta situación provoca,

en buena medida, gastos extras y retarda o cancela la ocupación laboral que tanta falta hace, aquí

nos preguntamos ¿porque entorpecer el seguimiento de una petición que se ingresa ante esa

Institución habiéndose integrado todo un expediente con la información estructurada como lo indica el

Reglamento? Tal es el caso de los formatos diseñados por ellos mismos y debidamente requisitados,

Actas constitutivas notariadas demostrando la formalidad y vigencia de la persona física o moral que

esta pidiendo una autorización certificado de segundad municipal y anuencia del gobernador de la

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entidad donde se localiza la obra y proyecto a realizarse, planos circunstanciados, asi como el

análisis de consumo de explosivos y el programa de trabajo y empleo de recursos

Los empleados de cada instancia de gobierno, trátense de la DGAFCE, Presidencia Municipal,

Oficina de Gobernación, e inclusive hasta las Zonas Militares, desconocen la naturaleza e

importancia de cada documento o expediente y cabe la duda de que realmente lleven a cabo un

análisis exhaustivo de toda la información presentada para evaluar en que casos el solicitante si

reúne los requisitos para hacerse acreedor a un Permiso para uso y manejo de explosivos Se sabe

que la SDN cuenta con militares de nivel con capacitación en este campo, puesto que tienen en sus

instalaciones talleres de municiones y militares de campo que son radicados hacia las zonas y

batallones Entre sus funciones esta la vigilancia e inspección para la salvaguarda y orden del

territorio nacional, a fin de evitar brotes de violencia y terrorismo, luego entonces ¿por que se delega

la revision de tramites administrativos que son requendos para trabajar legalmente a empleados con

escasa o nula capacitación y cnteno? Lo único que esto provoca es lentitud e meficiencia y nunca la

simplificación administrativa Ademas de traer consigo perdidas de tiempo, este problema genera

también la perdida de contratos de trabajo que se obtienen con plazos de cumplimiento y en medios

de gran competencia

Como el ejemplo anterior, se podrían mencionar un sinnúmero de conflictos para el manejo de cada

documento Aunado a esto se acumulan antecedentes y en cada nuevo tramite de solicitud o

revalidación que realiza el permisionano ante la DGAFCE, debe integrar la documentación de

tramites antenores Esta documentación reflejara por lo tanto, una serie de anormalidades sorteadas

en ocasiones pasadas

Las empresas que se esfuerzan por estar presentes en este mercado de trabajo, logran solventar los

requisitos según el Reglamento, pero también se tienen que ajusfar a los tiempos y disposición de

cada Autondad Esto incluye desde las zonas militares y cabeceras municipales, hasta los gobiernos

de los estados

Aun siendo la SDN una instancia de primer nivel es de considerar que debe capacitarse y

actualizarse con tecnología que le permita establecer comunicación y retroalimentacion con las

empresas que se dedican al uso y manejo de explosivos La comunicación es especialmente

importante los avisos por escrito generalmente no se reciben oportunamente, lo cual trasciende en

multas que lógicamente los permisionanos tienen que pagar para continuar con su tramite También

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO AHERTO EN MEXICO

se presentan complicaciones cuando las zonas militares ordenan una inspección en cada lugar de

trabajo los enviados escuetamente acatan la orden de sus superiores y acuden sin revisar aunque

sea brevemente el caso y situación del solicitante quien en muchas ocasiones no cuenta con oficinas

en cada region donde esta trabajando Ante esto los inspectores argumentan falta de atención del

solicitante y ejercen presión inclusive sobre este para que solventen sus gastos de traslado

aprovechándose de su posición ya que depende de su "opinion favorable o desfavorable el que el

permisionano continue o no con sus tramites

Cuando se realizan revisiones tipo auditoria por parte de la DGAFCE en las oficinas o lugares de

trabajo, se sabe de antemano la obligación por parte del permisionano de contar con toda la

documentación previa de cada proyecto incluyendo los informes mensuales escritos y demás que

sean requendos por los inspectores de dicha instancia y zona como puede ser cualquier modificación

que se necesite al Permiso vigente En estas circunstancias se asume que los documentos existen

tanto en la SDN como en las oficinas del permisionano obligándose ambos (en teoría) a integrar y

mantener los archivos correspondientes Sin embargo cuando se suscita alguna acción por parte de

la Autoridad, sorprende que esta exige que se exhiban documentos que datan hasta de mas de cinco

años tal como puede ser la primera autorización de un Permiso que se mantiene vigente por

demanda de trabajo, y todo lo que se deriva del mismo (informes mensuales de compra, consumo,

almacenamiento, facturas del proveedor libro de registro, etc) En un ejemplo como este, si el

Permiso esta vigente y se comprueba con la revalidación respectiva, ¿porque revisar desde la

pnmera autorización? Al dar seguimiento a la solicitud de revalidación, las Autoridades no analizan

los documentos adjuntos ni la fuente primaria que es el expediente del permisionano Si no hacen

esto ¿bajo que elementos autorizan la revalidación?, ¿por que se ve obligado el permisionano a

destinar espacios y mobiliario para acumular archivos voluminosos cuando deberían existir los

mismos archivos en las instalaciones de las Autoridades y por lo tanto también deberían ser

consultados previamente por ellos? Se ha constatado el tipo de revision a cargo de militares de

quienes se desconoce si tienen la capacitación para una inspección administrativa, es decir si tienen

estructurados los documentos clave para evitar trabajo manual innecesario, ya que ellos se apegan a

su formato obsoleto para dar cumplimiento a la orden recibida Realizan sugerencras de forma pero

no de fondo y en ocasiones se contradicen con sus propios formatos (o ¿se debe entender que

aplican su cnteno?) En estas condiciones el solicitante de un Permiso ademas de observar el

cumplimiento del Reglamento también tiene que sortear los criterios de los militares según su cargo

y función ¿Es esto eficiencia de la SDN y sus dependencias? Entonces ¿que hacer ante la Ley y su

Reglamento y los cntenos de quienes la interpretan?

14


De acuerdo a la dinámica en la que están inmersos tanto instituciones como particulares se observa

la necesidad de actualizarse de tal forma que haya una retroalimentacion entre las instituciones y los

particulares, buscando conjuntamente la eficiencia y oportunidad con herramientas administrativas

eficientes y confiables para lograr resultados que a todos beneficien

Actualmente todas las Secretarias cuentan ya con sistemas computanzados para agilizar sus

funciones y la SDN tiene personal capacitándose a nivel profesional y a disposición de las

necesidades de la propia Institución ¿Porque no aprovechar estos recursos para implementar su

proceso administrativo? La finalidad es dar un seguimiento ágil y oportuno con resultados eficientes

Son urgentes los cambios reales

Si los particulares o permisionanos son los mas interesados en contar con sus autorizaciones a la

brevedad, no tendrían objeción en participar y aportar los elementos e información para que se

mejore este proceso administrativo

15


C) Problemática Técnica

Parámetros para el cálculo de voladuras

La elección del modelo para definir a prion los parámetros de una voladura en la extracción de roca

con explosivos, deberá considerar las condiciones del macizo rocoso, asi como las características del

explosivo a usar y el equipo con el cual se pretende barrenas Las personas que trabajan con

materiales explosivos en su gran mayoría desconocen estas dos condiciones

Los explosivos tienen dos mecanismos básicos que contnbuyen a la fragmentación de la roca cuando

las cargas están confinadas en el barreno El pnmero y menos importante de estos mecanismos es

causado por la onda de choque que solo provoca micro fracturas en las paredes del barreno y el

mecanismo pnncipal ocurre como resultado de la presión de gas confinada dentro del barreno (de

esto hablaremos mas adelante) sin embargo, resulta mas difícil determinar el comportamiento de la

roca mediante un único parámetro ya que ademas de sus características mecánicas, hay un gran

numero de factores relativos a su estructura geológica que tienen una importancia significativa en la

manera n que esta se rompe En el calculo de la voladura debe tenerse en cuenta factores como la

secuencia de la voladura y el grado de fragmentación

Por ejemplo, cuando se explota un banco es necesano contar con los estudios del mismo para

conocer las condiciones en que se encuentra y como se realizara su explotación En nuestro país

dado la costumbre de trabajar empíricamente se evade tal estudio y análisis del banco Solo en

algunos casos se considera pero no es pnontano, ya que lo que le interesa al dueño es sacar la

piedra sin importar el como y en consecuencia el banco queda en malas condiciones para las

subsecuentes explotaciones

Observamos que el problema principal en las voladuras es un diseño de voladura deficiente por la

falta de conocimientos y criterio (Escasa o nula evaluación del macizo rocoso, mala barrenacion,

elección imprecisa de explosivos cargado mapropiado y la ejecución de la voladura realizada por un

poblador empmco)

16


Una buena voladura debería diseñarse con los parámetros necesarios, tales como:

1. Tipo de explosivo a usar

2. Bordo

3. Espaciamiento

4. Sub-barrenación

5. Taco

6. Tiempo de iniciación

7. Métodos de Perforación

8. Geología

Lo anterior deberá ser calculado con precisión para que la voladura funcione de manera eficiente con

niveles de vibración y ruido permisibles

Generalmente en las obras de ingeniería civil en México donde se requiere utilizar explosivos, los

encargados de dichas obras dependen completamente de su poblador a quien dejan toda la

responsabilidad de los explosivos, aún cuando este no cuente con los conocimientos necesarios para

poder asumir tal compromiso Pero si las cosas resultan bien, los encargados presumen ante la gente

de ser expertos en explosivos

Por su parte, las compañías que producen los explosivos en su afán de que se haga una aplicación

adecuada de estos materiales, imparten cursos superficiales a personas que después de tomarlos

consideran que ya son expertos en el uso y manejo de explosivos, cuando la realidad es otra ya que

carecen de los conocimientos básicos según el proyecto (P ej desconocen las nociones elementales

de los aspectos geológicos de un banco para su adecuada explotación)

Para poder adentrarse en el manejo y cálculo de una voladura, como lo señalamos antes, se deben

conocer los parámetros que intervienen en ella

Existen diferentes tipos de plantillas que se pueden utilizar (después se tratara a fondo) Lo mas

importante es elegir la plantilla adecuada a las características de la obra

17


1.-Tipo de explosivo a usar

Los explosivos tienen caracteristicas individuales, cada una de ellas es muy importante y

requiere de ser evaluada para determinar la utilidad potencial de un explosivo específico para

una aplicación específica. Estas características son las siguientes-

a)

b)

c)

d)

e)

0 g)

h)

¡)

i) k)

I)

Densidad

Velocidad de Detonación

Presión de Detonación

Presión de Explosión

Balance de Oxigeno

Energía

Potencia

Sensibilidad

Diámetro Critico

Sensitividad

Gases

Estabilidad

m) Resistencia al Agua

n)

o)

P)

Flamabilidad

Eficiencia

Compresión

a) Densidad.

Es el peso por unidad de volumen usualmente expresada en gramos por centímetro cúbico. Esta

propiedad permitirá al usuario distribuir su carga en el barreno de acuerdo a las características de la

roca a fragmentar.

Un método fácil para calcular la densidad de carga es:

«?, y D,' I. r

KKH)

donas

tíe ~ Densidad do Cucgo 5<g /rM

SS,. ~ Dens'dad del Exp os.vo Ig/cn'í

DB = Diámetro dei explosivo (TW)

18


Ejemplo: Determinar la densidad de carga del explosivo que tiene un diámetro 76 2 mm y una

densidad de 1.2.

d 1 2 x 7 6 2 ? x * c A 7 K a d 9 - iooo = 5 - 4 7 ^

A continuación se muestra una tabla de kilogramos de explosivos por metro lineal (Densidad de

Carga), en distintos diámetros de barrenos y densidades de explosivos, la densidad de los productos

comerciales varia de 0.5 a 1 5 g/cm3

1 S48 1US 2S58 m 3175

13» «S3 H? 381C • 5 * 41 a I M 44«

?!« Baso Í3X ESS

3 M 31fl USO

< 1019) 41a 11430

5 1Í7D3

SIS 139^1 E IK4{1

EW 1SÍ75 611! tssra

7 177S0 7 re l ana

i J M BIS ?15a

9 SSA 3V4 23<a

9 1 , ; 2413S

S7« JSOB

10 254 00 101/2 26670 «519 268.08

11 27G40 12 X4BC

12 W 3 ' ! 15

121/2 31)50

U 026

132

040 048

3 Í8

357 076

3 S !¿3

•01 1S2 •59 251 131 300 226 3S4 311 4J7 i t í 64S 513 820 633 1013 767 122S 913 »S¡ 9S! 1533

1071 17« 1241 <9BS 1425 2200 1622 25 J4 tEJ1 2929 a52 3263 216e 3463 22J7 3653 2471 39Í3 25K 4058 2 7 * 44 70 2861 4577 3)3 4935 3699 59 E 3802 63S2 SU 6334

US

043 054 0B7 061 098 '14

132 152 172

26S 325 367

528 im 671

1C76

1303

1551

ÍES (821

2110

248 2757

3112

34B8

36ffi

38.97

4200

431'

4749

4863

52'1

62Í7

«63 3-29

046

058 071 086 104 121 140 161 182 235 344

410 559 730 923

1139

1180

1643

1781

1928

22* 2SS5

2919

3295

36.94

39S2

4116

44 47

4565

5028

5149

5618

5657

6863

7'25

1

m m 1179

m 11S 134 155 179 21)2

317

362

4.56

M I 811

«US 12f£

8,33

18» 1978

M

m 8891

$43 361

m 4335

4573

4941

SO 72 556? WZ M 79.97

TEffl 7117

2003 20BI 2177 2236

2356 2442

2730 2829 3<35 3249 3567 3697 4027 4174 4514 «73

4763 4142

5C33 5213

5435 5633 379 57B2 6146 6369

6293 S522 6744 69SS 81.37 6433

8363 6667 díDS 80S

2154 2235 2528 2923 3363 3827 4320 4843 5155 5396

6593 8751

3728 8972 3342

1014 1054 1095 1103 1185 1176 12'7 1281 1333 1384 1394 1435 1486 1538 1563 16.46 1708 1722 1772 1638 1899 '916 1993 2070 2085 2146 2223 2300 2281 2373 2464 8(82 25.55 2646 2738 2474 2573 2672 2691 2771 2870 2969

2678 2785 2892 M 399 3'06 3213 310! 3227 3351 3376 3475 3593 3723 3SB3 3705 3148 3876 3990 4133 4275 4054 4216 4378 4410 4540 4702 4865 4576 4759 «42 4979 5125 53.03 5492 5130 5335 5540 5531 5746 5951 6156 5419 5636 852 S96 BOS 6216 6503 5716 5945 6174 6219 6402 6631 6860 6176 6423 8570 6720 6917 7'64 7412 33.40 6534 6347 6858 7 '01 7354 7a0e 6984 7263 7542 7598 7822 8101 8381 716' 7437 7723 Vf 3)09 8295 8562 7664 7170 6277 836 85.83 6890 9197 9246 9616 9986 I0a6ü 111356 10726 11095 9504 9384 10264 103*) 10644 11024 11405 9896 102» 1Í6B8 107 57 . '034 11480 11876

b) Velocidad de Detonación

Se define como la velocidad a la cual la reacción se mueve a lo largo de la columna de explosivo.

Tiene un rango que va de 1524 a 7620 m/s en los productos explosivos comerciales.

19

PROPOSiaON DE UN PERITO EjflB-OSnJs PAWS^NTIZfi LAS METRES (feinilnNFS A V O I A D I ^ S A CIE|rffiÍRTO EUBF XICO

Esta velocidad deberá ser igual o mayor a la velocidad sónica de la roca a fragmentar Al incrementar

la velocidad, el explosivo produce un efecto mayor de fragmentación

c) Presión de Detonación

Usualmente medidas en Kbars es generalmente considerada como la presión en la zona de

choque delante de la zona de reacción La presión repentina creada, fragmentara en lugar de

desplazar matenales, y es aceptada como la que da a un explosivo una habilidad poder de

fragmentador "bissance"

La presión de detonación de un explosivo depende del grado de confinamiento en que este se

encuentre, por lo tanto es importante no dejar huecos vacíos en el barreno

d) Presión de Explosion

La presión de explosion no deberá ser confundida con la presión de detonación La presión de

explosion es la presión que ejercen los gases producto de la explosion inicial Se considera en un

45% del valor de la presión de detonación

e) Balance de Oxigeno

De una mezcla de oxidantes y combustibles es la suma que resulta de los valores de oxigeno de los

ingredientes que componen dicha muestra Por ejemplo, si una mezcla tiene un exceso de

ingredientes contribuyentes de oxigeno se le conoce como oxigeno positivo De otra manera si la

suma es deficiente en oxigeno, la mezcla que resulte se le refiere como oxigeno negativo

f) Energía

Es la partícula del potencial del explosivo para realizar un trabajo

g) Potencia

Es el trabajo útil que realiza un explosivo comparado con el trabajo útil que realiza un ANFO

convencional a 100%

20


h) Sensibilidad

Es la propiedad de la onda explosiva de propagarse de cartucho a cartucho o de continuarse a

través de una columna de explosivo

i) Diámetro Critico

Se define como el diámetro mínimo al cual un explosivo detona El diámetro de producto explosivo

corresponde a la medida externa, incluyendo el material de envoltura

j) Sensitividad

Es la propiedad que poseen los explosivos para ser detonados por los iniciadores convencionales,

(cordón detonante, nonel, ezdet, eztl, fulminante, etc)

k) Gases

Cuando un explosivo es detonado, la mayoría de los productos resultantes son vapor o gases, Los

principales elementos del total de vapores o gases son oxido de carbón, monóxido de carbón,

oxigeno, óxidos de nitrógeno e hidrogeno sulfurado

Mientras se enfrian o se expanden los gases, el vapor de agua se condensa y tienen lugar algunas

reacciones de gas secundarias, y los llamados gases permanentes son los que quedan después del

disparo

I) Estabilidad

Es la propiedad que tienen los explosivos de conservar sus características fisicoquímicas de diseño

en condiciones normales de almacenamiento en un periodo de tiempo determinado

m) Resistencia al agua

Es la propiedad de los explosivos a mantener sus características fisicoquímicas de diseño,

sumergido en agua, ya sea dinámica o estática en un periodo determinado de tiempo

21

PROPOSICIÓN OE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

n) Flamabilidad

Es la propiedad de tos explosivos a la facilidad de incendiarse por temperatura, fricción, golpe,

contacto directo con flama, reacción química, etc

o) Eficiencia

Es el porcentaje real de energía que genera un explosivo en el momento de su detonación

p) Compresión

Capacidad del explosivo que al detonar generara una fuerza que afectara a los matenales con los

cuales se encuentre en contacto

2-. Bordo

Es la distancia mas corta del punto de alivio al momento que cada barreno detona El alivio se

considera normalmente como la cara original del banco o bien como una cara interna creada por una

hilera de barrenos que han sido disparados previamente con un retraso antenor La selección del

bordo apropiado es una de las decisiones mas importantes que hay que hacer en cualquier diseño de

voladuras De todas las dimensiones del diseño de una voladura, el bordo es la mas critica

3.- Espaciamiento

Es la relación de distancia que existe entre barreno y barreno, y que debe ser considerado en función

del bordo calculado y el area de influencia para su fragmentación

4.- Sub-barrenación

Se define comunmente como la profundidad a la cual se perforara el barreno por debajo del nivel del

piso propuesto, para asi asegurar que el rompimiento ocurrirá a nivel, esto debido a que los barrenos

no rompen a la profundidad total

22


5.- Taco

Se define como la longitud que hay entre la terminación de la carga dentro del barreno y el borde de

este, longitud que esta cubierta por material inerte, con el proposito de confinar y retener los gases

producidos en la explosion para permitir que se desarrolle por completo el proceso de fragmentación

de la roca

6 • Tiempos de iniciación

Es la selección de los tiempos detonación Esto resulta muy importante en voladuras de vanas hileras

de barrenos El uso de retardos entre lineas de barrenos da la oportunidad de provocar el desahogo

necesano y el matenal presenta dos ventajas, la primera es que se reduce la roca en vuelo hasta

niveles mínimos y la segunda es que se tiene el control de la roca al rezagar, ya que con una

adecuada distnbucion de los tiempos se puede dirigir la voladura de tal manera que se apile hacia el

centro del frente de la voladura o en todo el ancho del mismo

23


7.- Métodos de Perforación.

La perforación en la roca dentro del campo de las voladuras es la primera operación que se realiza y tiene como finalidad abrir unos barrenos (huecos), con la distribución y geometría adecuada dentro de los macizos, donde se alojar a las cargas de explosivo y sus accesorios iniciadores

Uno de los sistemas de penetración de la roca han sido desarrollados la perforación se realiza actualmente, utilizando la energía mecánica

MECÁNICOS • Percusión • Rotación • Roto percusión

Los componentes principales de un sistema de perforación de este tipo son la perforadora que es la fuente de energía mecánica, el engranaje que es el medio de transmisión de esa energía y el fluido de bamdo que efectúa la limpieza y evacuación del detrito producido

Dentro de la amplia variedad de los trabajos de excavación con explosivos se han desarrollado un gran numero de maquinas que dan lugar a dos procedimientos de perforación

Perforación Manual. Se lleva a cabo con equipos ligeros manejados a mano por el perfonsta Se utilizan en trabajos de pequeña envergadura donde por las dimensiones no es posible utilizar otras maquinas o no esta justificado económicamente su empleo

Perforación Mecanizada. Los equipos de perforación van montados sobre unas estructuras, de tipo mecano, con las que el operador consigue controlar todos los parámetros de la perforación desde unas posiciones cómodas Estos equipos pueden ir montados sobre neumáticos u orugas y ser automotnces o remolcables

Los dos grandes métodos mecánicos de perforación de roca son los rotopercutivos y los rotativos

• Métodos rotopercutivos Son los mas utilizados en casi todos los tipos de roca, tanto si el martillo se sitúa en la perforadora de superficie o en el fondo del barreno, utilizando un martillo de fondo

• Métodos rotativos Se subdividen a su vez en dos grupos según que la penetración se realice por trituración, empleando brocas tricórneas o por corte utilizando brocas especiales El pnmer sistema se aplica en rocas de dureza media a alta y el segundo en rocas blandas

Atendiendo a la Resistencia a Compresión de las rocas y al diámetro de perforación, se puede delimitar los campos de aplicación de los diferentes métodos tal como se muestra en la Fig

24


Campos de aplicación de tos métodos de perforación en función de la resistencia de las rocas y diámetros de los barrenos

Por otro lado, según el tipo que se realice en minería u obra publica de superficie los equipos que más se utilizan y diámetros más comunes para las voladuras en banco se recogen en la Fig.

MÉTODOS D i PERFORACIÓN EN SANCO

OBRAS DE CONSTRUCCIÓN

MINERÍA A CIELO ABIERTO

PERFORACIÓN ROTOPERCUTIVA

MARTILLO EN CABEZA

II 3>

i' r--

3' j - s i

MARTILLO EN FONDO

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PERFORACIÓN ROTATIVA

TRITURACIÓN

POCOCOrtom

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CORTE

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S3 241-™

Figura Métodos de perforación en trábalos a cielo abierto (Alias Copeo),

Del mismo modo, se refleja en la Fig. Los equipos más frecuentes en los distintos métodos de minería y datos característicos de la perforación.

25

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CiaO ABIERTO EN MEXICO

Otros criterios que intervienen en la selección de los equipos de perforación son: económicos, de diseño, mantenimiento y servicio, capacidad operativa, adaptabilidad de los equipos a las condiciones de trabajo, (accesibilidad, tipo de roca, fuentes de energía).

T t C l i C f i DC

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1.

... ,.,. i Métodos de perfóraclófí en tfat]a¡os de explotación subterráneos {Alias Copeo)

La perforación a roto percusión es el sistema más clásico de perforación de y su aparición en el tiempo coincide con el desarrollo industrial del siglo XIX. Las primeras maquinas prototipos de Singer (1838) y Couch (1848) utilizaban vapor para su accionamiento, pero fue con la aparición posterior del aire comprimido como fuente de energía, en la ejecución del túnel de Mont Cenis en 1861, cuando este sistema evoluciono y paso a usarse de forma extensiva. Este hecho unido a la aparición de la dinamita constituyeron los acontecimientos decisivos en el vertiginoso desarrollado de la excavación en roca a finales del siglo pasado.

El principio de perforación de estos equipos se basa en el impacto de una pieza de acero, (pistón), que golpea a una pieza que transmite la energía al fondo del barreno por medio de un elemento final, (broca). Los equipos rotopercutivos se clasifica en dos grandes grupos, según donde se encuentre colocado el martillo.

• Martillo de Cabeza o Superficie. En estas perforadoras dos de las acciones básicas, rotación y percusión, se producen fuera del barreno, transmitiéndose a través de una espiga y del engranaje hasta la boca de perforación. Los martillos pueden ser de accionamiento neumático o hidráulico.

• Martillo de Fondo. La percusión se realiza directamente sobre la boca de perforación, mientras que la rotación se efectúa en el exterior del barreno. El accionamiento del pistón se lleva a cabo reumáticamente, mientras que la rotación puede ser neumática o hidráulica.

26


Según los campos de aplicación de estas perforadoras, a cielo abierto o subterráneo, las gamas de diámetro más común son:

TIPO DE PERFORADORA CIELO ABIERTO SUBTERRÁNEO

Martillo de Cabeza o Superficie 50-127 mm 38-65 mm

Martillo de Fondo 75-200 mm 100-165 mm

Las ventajas principales, que presenta la perforación rotopercutiva, son:

• Es aplicable a todos los tipos de roca, desde blandas a duras. • La gama de diámetros de perforación es amplia. • Los equipos son versátiles, pues se adaptan bien a diferentes trabajos y tienen una gran

movilidad. • Necesitan un solo hombre para su manejo y operación. • El mantenimiento es fácil y rápido. • El precio de adquisición es accesible.

La perforación a roto percusión se basa en la combinación de las siguientes acciones:

• Percusión. Los impactos producidos por el golpe del pistón origina unas ondas de choque que se transmiten a la boca a través del engranaje (en el martillo de cabeza o superficie) o directamente sobre ella (en el martillo de fondo).

• Rotación. Con este movimiento se hace girar la boca para que los impactos se produzcan sobre la roca en distintas posiciones.

PERCUSIÓN ./-'

R O T A C I Ó N

B A R R I D O f?

Acdon&s básicas en la perforación rotopercutiva

• Empuje. Para mantener en contacto de la perforadora con la roca, se ejerce un empuje sobre la sarta de perforación

• Barrido. El fluido del barrido permite extraer el dentrito del fondo del barreno. El proceso de formación de las indentaciones, con el que se consigue el avance en este sistema de perforación, se divide en cinco instantes, tal como se refleja en la figura.

27


a) Aplastamiento de las rugosidades de la roca por contacto con la broca b) Aparición de grietas radiales a partir de los puntos de concentración de tensiones y

formación de una cuña en V. c) Pulverización de la roca de la cuña por aplastamiento. d) Desgajamiento de fragmentos (dentritos), mayores en las zonas adyacentes a la cuña. e) Evacuación del detrito por el fluido barrido.

La rotación, que hace girar la boca entre impactos sucesivos, tiene como misión hacer que esta actué sobre puntos distintos de la roca en el fondo del barreno. En cada tipo de roca existente una velocidad optima de rotación para la cual se producen los dentritos de mayor tamaño al aprovechar la superficie libre del hueco que se crea en cada impacto.

Cuando se perfora con brocas de pastillas (en cruz X), las velocidades de rotación más usuales oscilan entre 80 y 150 r/min. Con unos ángutos entre indentaciones de 10° a 20°. En el caso de brocas de botones de 51 a 89 mm las velocidades deberán ser mas bajas, entre 40 y 60 r/min., que proporcionan ángulos de giro de entre 5o y 7o; las brocas de mayor diámetro requieren velocidades incluso inferiores.

BOCA DE PASTILLAS

QÍ?.. SOCA OE BOTONES

Velocidades deroísoón para bocas de pastillas y botones

La energía generada por el mecanismo de impactos del martillo debe transmitirse a la roca, por lo que es necesario que la boca se encuentre en contacto permanente con el fondo del barreno. Esto se consigue con la fuerza de empuje suministrada por un motor o cilindro de avance, que debe adecuarse al tipo de roca o boca de perforación.

28


Un empuje insuficiente tiene los siguientes efectos negativos: reduce la velocidad de penetración, produce mayor desgaste de acero, se aprieta el acero (copies con acero de extensión y/o tubería), y el calentamiento. Por lo contrario, sí el empuje es excesivo disminuye la también la velocidad de perforación, dificulta él desacople del acero de Barrenación, también aumenta el desgaste de la broca, asi como la desviación de los barrenos.

La salida del producto de la Barrenación (detritos), esto es primordial para que la perforación resulte eficaz, es necesario que en el fondo de los barrenos se mantenga constantemente limpio evacuando el detrito justo después de su formación. Si esto no se realiza, se consumirá una gran cantidad de energia en la trituración de esas partículas traduciéndose en desgastes y pérdidas de rendimiento, además con el riesgo que se atore el acero.

Generalmente esta parte de Barrenación se realiza ya sea con aire o agua, que se inyecta a presión hacia el fondo del barreno así como se muestra en la siguiente figura.

.FLUIDO

Otra forma de barrenar es con los martillos de fondo estos se desarrollaron en 1951 por Stenuíck y desde entonces se han venido utilizando, en una gama de diámetros de 105 a 200mm, aunque existen modelos que llegan hasta los 915 mm.

El funcionamiento de un martillo de fondo se basa en que el pistón golpea directamente a la boca de la perforadora. El fluido de accionamiento es aire comprimido que se suministra a través de un tubo que constituye el soporte y hace girar al martillo. La rotación es efectuada por un simple motor neumático montado en el chasis en superficie, lo mismo que el sistema de avance.

La limpieza del detrito se efectúa por el escape del aire del martillo a través de los orificios de la broca.

29


íílí

US

• en fanao (Alias Copeo/

En los martillos de fondo generalmente, la frecuencia del golpeo oscila entre 600 y 1600 golpes por minuto.

Las ventajas de la perforación con martillo de fondo, frente a otros sistemas son:

La velocidad de penetración se mantiene prácticamente constante a medida que se aumenta la profundidad de los barrenos.

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en FONDO

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numero de barras

Vanacón de la velocidad de penetración con el numero de bairas en los martillos en cabeza y en fondo

(Ingersoil-Rand)

30


Los desgastes de las de las bocas son menores que con perfora en la superficie, debido a que el aire de accionamiento que pasa a través de la boca limpiando la superficie del fondo asciende eficazmente por el pequeño espacio anular que queda entre la tubería y la pared del barreno.

Vida más larga de los tubos que del acero de extensión y de los copies

Desviación de los barrenos muy pequeñas, por lo que son apropiados para barrenos de gran longitud

El nivel de ruido en la zona de trabajos es inferior al estar el martillo dentro de los barrenos.

En los trabajos a cielo abierto los sistemas de montaje de las perforadoras son:

• Chasis ligero con neumáticos. (Wagon drill, Stenuick). • Sobre Orugas. (Track drill, hidra - track). • Sobre Camión. (Perforadoras triconicas).

PERFORADORA SOBRE NEUMÁTICOS WAGON DRILL

31


Los primeros intentos para mecanizar los trabajos en canteras consistieron en la utilización de chasis montada en ellos una perforadora y sobre ruedas El sistema mas popular es el constituido por los equipos montados sobre orugas, estos pueden ser neumáticos o hidráulicos los mas modernos

IRACK oui ECMs vi no (¡ngefsoll fíand)

MORO TACK (INGERSOLL RANO)

32


Otra forma que existe es la perforadora manual de cielo abierto, el accionamiento y rezaga de los dentritos es totalmente neumática Este tipo de perforadora se puede clasificar de acuerdo a su peso en ligeras, medianas y pesadas (20,30 y 40 Kg Respectivamente).

Estas perforadoras utilizan acero del llamado integral que viene en tramos de 0.80 mts (sarta de acero 0.80,1 60,2.40,3 20,4 00,4 80, 5 60 y 6 20), y se puede llegara a barrenar hasta 6 00 mts

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Perforadora de mano (Gftrdner-Denvei)

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33

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR U S MEJORES CONDICIONES EN VOtADURAS A CIELO ABIERTO EN MEMCO

Para realizar los trabajos de perforación especifico pueden elegirse diversas combinaciones de acero de Barrenación. Los factores que hay que considerar en la selección de sus componentes son:

• Diámetro de los barrenos y longitudes, • Estructura • Resistencia y Abrasividad de la roca • Tamaño y potencia de la perforadora • Experiencias anteriores • Facilidad de suministro

La sarta de perforación esta constituida generalmente por los siguientes elementos: adaptadores 1, (zancos), copies (2), acero de extensión (3), y brocas (4).

2 3 ^ ^

Sarta de pet foración

Los aceros empleados en la fabricación de estas herramientas deben ser resistentes a la fatiga, a la flexión, a los impactos y al desgaste de las roscas y culatas según el caso.

Lo ideal es usar aceros con un núcleo no muy duro y una superficie endurecida y resistencia al desgaste. Esta estructura se consigue en la practica de dos formas:

a) Aceros con alto contenido en carbono Como el empleado en las barrenas integrales. La dureza deseada se consigue controlando la temperatura en el proceso de fabricación. La parte de la culata se trata por separado para conseguir una alta resistencia a los impactos.

b) Aceros de bajo contenido en carbón. Usados en acero de extensión, zancos, copies, zancos y brocas. Son aceros que contienen pequeñas cantidades cromo o níquel, manganeso y mobileno.

Los tratamientos a los que se someten los aceros suelen ser:

Endurecimiento superficial HF (alta frecuencia). Calentamiento rápido hasta ÍKXK: y enfriamiento brusco en agua. Se obtiene una alta resistencia a la fatiga y se aplica en acero de extensión, copie y algunas brocas.

Carburación. Aumento del contenido de carbón en la superficie del acero introduciendo piezas durante algunas horas en un homo con una atmósfera gaseosa rica en carbono y a una temperatura de 9250C. Se usa en el acero de extensión en zancos para así conseguir alta resistencia al desgaste.

Bombardeo con perdigones de acero para aumentar la resistencia a la fatiga en los materiales no sometidos a los tratamientos anteriores.

Protección frente a la corrosión, mediante fosfatacion y aplicación de una fina capa de acero.

En cuanto al metal de los botones e insertos de las brocas, se fabrica a partir de carburo de tungsteno y cobalto por técnicas de polvometalotecnia. Este material se caracteriza por su alta

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resistencia al desgaste y tenacidad, y pueden conseguirse diferentes combinaciones variando el contenido en cobalto, entre un 6 y 12 % y el tamaño de los granos del carburo de tungsteno.

Existen diferentes tipos de roscas, esta tiene la función de unir los zancos con los copies, el acero de extensión y las brocas durante la perforación. Este ajuste debe ser eficiente para que los elementos de la sarta se mantengan bien unidos para conseguir una transmisión directa de la energía. Sin embargo el apriete no debe ser excesivo pues podría dificultar el desacoplamiento, para evitar se debe utilizar grasa grafitada y aplicarla en las diferentes roscas de la sarta para evitar el desgaste excesivo y el apriete del acero.

Las características que determinan si el acero es fácilmente desacoplable o no son. Un paso mayor junto a un ángulo de perfil menor hará que la rosca sea fácil de desacoplar, comparando roscas de un mismo diámetro.

Los principales tipos de roscas son:

Rosca R. (Soga). Se usa en barrenos pequeños en acero de 22 a 38 mm y perforadoras potentes de rotación independiente. Tiene un paso corto de 12.7 mm y un Ángulo de perfil grande.

Rosca T. Es de adecuada para casi todas las condiciones de perforación y se usa en diámetros de acero de 38 a 51 mm. Tiene un paso mayor y un ángulo de perfil menor que hace más fácil el desacoplamiento que con la rosca R, y además uno de los flancos presenta un gran volumen de desgaste que le proporciona una gran duración.

Rosca C. Se usa en equipos con acero de extensión grande de 51 y 57 mm. Tiene un paso grande y ángulo de perfil semejante al dé la rosca T.

Rosca GD o HI. Tiene unas características intermedias entre la rosca R y la T. Posee un diseño de perfil asimétrico denominado de diente de sierra y se usa en diámetros de 25 a 57 mm.

T R C SD

T'ípos de roscas (Atlas Copeo)

PAR DE APRIETE

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A C i a O ABIERTO EN MEMCO

Perfiles de las roscas R, T, C y GD.

En cuanto a las brocas que se emplean en la perforación son de dos tipos.

Brocas de Pastilla x Brocas de Botones

Algunas características de diseño comunes a ambos tipos de brocas son las siguientes:

El acero se atornilla hasta el fondo de la rosca de la broca con el fin de que la transmisión de la energía de impacto sea lo más directa posible sobre la roca.

Las brocas disponen de una serie de orificios centrales y laterales por los que se inyecta el fluido para remover el detrito y poseen unas hendiduras por las que pasan y ascienden las partículas de roca producidas.

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PR0P0SICIC1N DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Las se diseñan con una pequeña conicidad, siendo la parte más ancha la que esta en contacto con la roca, con el fin de contrarrestar el desgaste que sufre este accesorio y evitar un ajuste excesivo con las paredes del barreno.

ISÍomend atura

BROCADE CRUZ

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BROCA EN X

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BROCAS DE PERFORACIÓN

También existen brocas con diseños especiales y son:

Brocas Retráctiles Brocas Balísticas Brocas de Martillo de Fondo

37


Las brocas balísticas disponen de insertos en forma de proyectiles que son mas largos que el standard y proporcionan mayores velocidades de penetración y mayor facilidad para la salida del producto de la barrenacion

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Broca comeKmtí y Broca Bahsttca

Las brocas de los martillos de fondo llevan incorporadas en su diseño el zanco sobre las que golpea directamente los pistones de la perforadora

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BROCAS PARA MARTILLO DE FONDO

En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos de brocas a usar en diferentes formaciones rocosas

fl fl ecomenda Ja A Adecuada N No recompnctoda

Blandd Medio dura

i Dura 1 Desgaste lateral intenso

Desgaste frontal ntenso Desgaste frontal moderado Fisurada

BOCAS OS INSERTOS

Normal

R A N N N N N

Heavy duty J Retráctil

N N R A H A

N N N N

N N N R

1

BOCA DE BOTONES

Normal

R R

Heavy duty

N A

A B N A A R B A N N

Retract 1

N N N N N N R

38


Por otra parte también se tiene que darle mantenimiento a las brocas ya que sufre desgaste, este acondicionamiento de las brocas tiene por objeto obtener una velocidad óptima de penetración y aumentar la vida útil

Las brocas de botones deben ser reacondicionadas cuando.

Brocas de Botones.

El cuerpo de la broca se desgasta más que los botones, haciendo que estos sobresalgan excesivamente. Así se evitara que los botones se claven en la roca o se rompan. Esto sucede frecuentemente en terrenos blandos y muy abrasivos

Desgaste del cuerpo

Cuando los botones se desgastan mas rápidamente que el cuerpo, especialmente en rocas duras y abrasivas, los botones deben ser afilados con frecuencia

Desgasle de botones

Pulido de botones con aspecto de piel de reptil

Si en rocas no abrasivas los botones se pulen mostrando señales de facturación en su superficie con aspecto de piel de reptil. Esto evita que las fracturas superficiales se propaguen, lo cual podría provocar la destrucción de los botones. (Como se muestra en la figura anterior).

El afilado de los botones tiene por objeto devolverles su forma esférica original, pero sin reducir demasiado su altura Por lo general, no necesitan afilado del diámetro.

39


El intervalo de afilado puede elegirse en función de los diferentes tipos de roca y condiciones de perforación, por ejemplo, al cabo de un determinado número de barrenos, que coincida aproximadamente cuando se haya consumido la mitad del diámetro del botón.

Medida de/ desgaste de botones

Si las brocas están muy gastadas, puede ser necesario afilar el acero alrededor de los botones para que sobresalga lo suficiente. La altura visible debe estar próxima a la mitad del diámetro del botón. Todos los botones deben afiliarse cada vez, aunque no se haya alcanzado el desgaste limite. Las brocas están en condiciones de perforar siempre que los botones periféricos estén bien, ya que son más importantes que los del resto. Especial atención se pondrá en la limpieza de los orificios y estrias o canales del barrido.

El afilado de botones se realizara con equipos especiales para esta labor y deberá controlarse con plantillas de medición adecuadas.

Brocas de patillas

Las brocas de pastillas deben afilarse cuando:

El filo se haya desgastado y la superficie cortante mida de 2.4 mm a 5 mm del diámetro del exterior de la broca.

Desgaste del filo de las pastillas

40


Cuando la esquina exterior de la pastilla se haya desgastado hasta un radio mayor de 5mm

Desgaste do psqumes

Cuando la cara de la broca comience a tener un diámetro inferior al del cuerpo; entonces se esmerilara el diámetro exterior para eliminar los contraconos.

En terrenos no abrasivos donde las plantillas presentan áreas muy pulidas o pequeñas fracturaciones en superficie, que es preciso eliminar periódicamente

Pulido de pestillas

El afilado de este tipo de brocas debe hacerse de tal manera que el ángulo de filo sea de 110° y el ángulo del cuerpo de unos 3o.

Afilado de pastillas.

41


No deben afilarse las esquinas de las pastillas, sino dejar un ligero biselado. Debe evitarse que los insertos queden formando cuña, se recomienda una forma ligeramente convexa con un ángulo máximo de 10° a 15°

m m

Forma de las pastillas

Si el afilado se hace en seco, las brocas deben enfriarse lentamente con el aire antes de continuar reafilándolas. Los filos de los insertos, una vez esmeriladas las brocas deben biselarse hasta alcanzar una anchura de 0 4 a0.8 mm

Biselado de aristas-

Si el cuerpo de la broca se ha desgastado, debe esmerilarse lo que sobresalga de los insertos, hasta

quedar al ras del cuerpo. En este caso se puede afilar con una piedra de silicio, para afilar carburo de

tungsteno.

Acero integral.

Estos accesorios deben afilarse cuando el ancho de la superficie plana del inserto sea de 3mm, medidos a 5mm del borde En rocas abrasivas o perforación con aire, también deben afilarse los bordes que se hayan redondeado tomando forma cónica hasta una altura de 8mm.

Control del desgaste

42


La geometría que debe conseguirse en el afilado es un ángulo de filo de 110° y una curvatura de 80 a 100 mm.

Afilado de barrenas integrales

Herramientas de Perforación

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Siete diseños de broca (Fabricante Secoroc Atlas Copeo).

I"

Frente plano, Estándar: La broca estándar es más adaptada para roca de dureza mediana o dura, en la que da un buen desempeño bueno y una larga vida útil en condiciones normales. Las brocas estándar son fáciles de reafilar, porque los botones frontales y guía son, normalmente, del mismo tamaño.

Frente plano, Trabajo Pesado: La roca dura, con contenido de cuarzo y pirita, causa a menudo un desgaste considerable a los botones guía. Cuando se perfora en roca con estas características, es una práctica común emplear brocas para Trabajo Pesado, Modelo -20 o -21 Secoroc, cuando los botones guía son más largos que los (ratones frontales.

Trabajo Extra Pesado: El Modelo -21 Secoroc, tiene mejores características de barrido, debido a los menores ángutos de despeje y la cabeza más corta. Es recomendada para roca extremadamente dura y abrasiva.

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Centro hundido: Con la broca de Centro Hundido se obtienen excelentes resultados en roca blanda o de dureza mediana, con alto potencial de penetración. La broca de Centro Hundido tiene características de barrido sobresalientes, y las cortaduras se distribuyen de forma pareja en torno del cuerpo de acero, disminuyendo así el desgaste del acero. La forma de la broca contribuye a la rectitud del hoyo. Los botones guía sobresalen de los botones frontales y cortan un borde que guía correctamente a la broca.

Centro Hundido, Trabajo Extra Pesado: Los botones guía son más largos que los botones frontales, no hay agujeros para barrido laterales, y la cabeza es más corta. Es recomendada en roca extremadamente dura y abrasiva, pero también puede ser usada en roca de dureza mediana.

Retrac Skirt (Retráctil): La broca Retrac también tiene filo en la parte posterior de la broca, lo que le permite "perforar" en reversa. Esta es una capacidad importante cuando se perfora en roca suelta, rota o con fisuras, donde puede ser difícil retraer los aceros de perforación debido al derrumbe del barreno. Además, la broca Retrac tiene estrías gruesas y profundas a lo largo del cuerpo de la broca para remover eficazmente las cortaduras. La buena capacidad de guia de estas brocas permite perforar hoyos más rectos.

Brocas de Insertos: Estas se usan muy raramente, excepto cuando hay que perforar barrenos muy rectos. Las brocas Cross tienen, normalmente, incrustaciones de carburo cementado con carburo de una ley para alta resistencia al desgaste. Las brocas X tienen normalmente un grado de carburo para mayor resistencia, y son preferidas cuando hay tendencia al escuadreo del hoyo.

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A C l a O ABIERTO EN MEXICO

8.- Geología.

La perforación generalmente se realiza, casi en la totalidad, en macizos rocosos, por lo que es importante considerarlo. Estas características dependen de su origen.

Clasificación de las rocas por su origen.

• Rocas ígneas. • Rocas Metamórficas. • Rocas Sedimentarias.

Las rocas ígneas son formadas por la solidificación de la masa fundida, mezcla de materiales pétreos y de gases disueltos, denominada magma. Si la roca se ha enfriado al contacto con el aire o el agua de la superficie terrestre, se le clasifica como roca ígnea extrusiva o volcánica. Cuando el magma se enfría por debajo de la superficie terrestre se forma una roca ígnea intrusita o platónica.

La vetocidad de enfriamiento del magma da a lugar a que los minerales cristalizados tengan el grano grande y si es lenta los granos son pequeños. En el primer caso se forma una roca denominada pegmatita y en el segundo caso una aplita. Un caso intermedio lo constituye el pórfido, en el que se observan grandes cristales dentro de una masa o matriz de grano fino. En el caso más normal el enfriamiento es moderado, esto da lugar a un roca masiva con un tamaño de grano medio, de 1 a 5 mm.

Durante el proceso de enfriamiento del magma su composición varia, pues se produce una cristalización fraccionada, de acuerdo con la presión y temperatura de cada momento. También, el líquido residual puede reaccionar con los minerales ya solidificados y cambiar su contenido químico. Además, la composición química original del magma puede haber sido muy distinta.

Ciuo geológico cíe fas rocas

46


Las diferentes condiciones físicas y químicas que se dan durante la solidificación del magma hacen que exista una gran variedad de rocas ígneas Están formadas por diferentes minerales, de diversos tamaños y agrupados de distintas formas dando como resultado que sus características físicas y químicas sean muy heterogéneas

Si la roca tiene un contenido en S1O2 superior al 62% geoquímicamente se le denomina acida entre ese valor y el 52% intermedia, entre 45 y 52 % básica y finalmente con valores menores del 45% es ultra básica En el mismo sentido que las rocas ígneas son mas pobres en sílice, a la vez son mas ricas en silicatos ferros magnesianos Las acidas son mas abrasivas y duras que las básicas pero estas ultimas son mas densas y resistentes al impacto que las primeras

Las rocas metamórficas son las ongmadas por importantes transformaciones de los componentes mineralógicos de otras rocas preexistentes, endógenas o exogenas Estos grandes cambios se producen por la necesidad de estabilizarse sus minerales en unas nuevas condiciones de temperatura, presión

Estas rocas son intermedias en sus características físicas y químicas, entre las ígneas y las sedimentanas, pues presentan asociaciones de minerales que pertenecen a los dos tipos Asi se encuentran en ellas minerales, como el cuarzo los feldespatos, las micas, los anfiboles, los piroxenos y los divinos, esenciales en las rocas ígneas, pero no tienen feldespatoides Como en las rocas sedimentanas, pueden tener calcita, dolomita, sílice, hematma, pero no tiene minerales evaponticos También, aparecen en ellas minerales comunes a los dos tipos, como son la turmalina el circón, la magnetita, el topacio y el conndon, todos ellos son minerales muy estables en cualquier medio exogeno o endógeno Existe una sene de minerales que son muy específicos de las rocas metamórficas, pudiendo formar parte de los granos de las rocas detríticas, debido a su estabilidad en los ambientes exogenos y otros son a la vez productos de alteración meteonca de minerales de rocas endógenas Realmente la meteonzacion es un proceso de transformación mineralogía con carácter físico y químico, pero a temperatura y presiones bajas

Las rocas sedimentarias se forman por la acumulación de restos o dentritos de otras rocas preexistentes, por la precipitación química de minerales solubilizados o por la acumulación de restos de animales o vegetales En el primer caso se producen los sedimentos dendriticos precipitación interviene la gravedad En el segundo se encuentra, por ejemplo, las evapontcas o rocas salinas precipitadas por la sobresaturación de una salmuera sometida a una intensa evaporación Las terceras son las acumulaciones de conchas, esqueletos de animales o restos de plantas como son las calizas, los corales y el carbon Este grupo se subdivide en bioquímicas organogenas y bioquímicas minerales, según que sus componentes sean de la química orgánica o de la inorgánica En el primer caso están los carbones y el petróleo y en segundo las calizas, y rocas fosfaticas

En una primera clasificación de las rocas sedimentarias se tiene en cuenta su proceso de formación después se consideran los tamaños de los granos, las características de la union de los mismos ademas de los tipos y cantidades de sus minerales componentes

Propiedades de las rocas que afectan a la perforación

Las pnncipales propiedades físicas de las rocas que influyen en los mecanismos de penetración y consecuentemente en la elección del método de perforación son

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOIADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

• Dureza • Resistencia • Elasticidad • Plasticidad • Abrasividad • Textura • Estructura • Características de rotura

Dureza

Se entiende por dureza la resistencia de una capa superficial a la penetración en ella de otro cuerpo mas duro.

La dureza de las rocas es el principal tipo de resistencia a superar durante la perforación, pues cuando se logra la penetración el resto de las acciones se desarrolla más fácil.

Las rocas se clasifican en cuanto a su dureza por medio de la "Escala de Mohs", en la que se valora la posibilidad de que un mineral pueda rayar a todos los que tienen numero inferior al suyo. Tal como se refleja en la siguiente tabla, existe una cierta correlación entre la dureza y la resistencia a la compresión de las rocas.

CLASIFICACIÓN

Muy dura Dura Medio dura Medio blanda Blanda Muy blanda

DUREZA MOHS

+ 7 6 -7

4,5-6 3-4.5 2 -3 1 -2

RESISTENCIA A LA

COMPRESIÓN (MPa)

+ 200 120-200 60- 120 30-60 10-30

-10

Resistencia

Se llama resistencia mecánica de una roca a la propiedad de oponerse a su destrucción bajo una carga exterior, estática o dinámica.

Las rocas oponen una resistencia máxima a la compresión; comúnmente, la resistencia a la tracción no pasa de un 10 a un 15% de la resistencia a la compresión. Eso se debe a la fragilidad de las rocas, a la gran cantidad de defectos locales e irregularidades que presentan y a la pequeña cohesión entre las partículas constituyentes. La resistencia de las rocas depende fundamentalmente de su composición mineralógica. Entre los minerales integrantes de las rocas el cuarzo es el más sólido, su resistencia supera tos 500 MPa, mientras que la de los silicatos, ferromagnésicos y los aluminosilicatos varían de 200 a 500 MPa, y de

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A C l a O ABIERTO EN MEMCO

la calcita de 10 a 20 MPa. Por eso conforme mayor contenido de cuarzo, por lo general, la resistencia aumenta.

La resistencia de los minerales depende del tamaño de los cristales y disminuye con el aumento de estos. Esta influencia es significativa cuando el tamaño de los cristales es inferior a 0.5 mm.

En las rocas la influencia del factor tamaño en la resistencia es menor, debido a que también intervienen las fuerzas de cohesión ínter cristalinas. Por ejemplo, la resistencia a la compresión de una arenisca arcosa de grano fino es casi el doble que la de grano grueso; la del mármol constituido por granos de Imm es igual a 100 MPa, mientras que una caliza de granos finos 3 a 4 [¡m tiene una resistencia de 200 a 250 MPa.

La porosidad en rocas con una misma litología conforme aumenta hace disminuir la resistencia, puesto que simultáneamente disminuye el número de contactos de las partículas minerales y las fuerzas de acción reciprocas entre ellas.

En la resistencia de las rocas influye la profundidad a la que se formaron y el grado de metamorfismo. Así, la resistencia de las arcillas yacentes cerca de la superficie terrestre puede ser de 2 a 10 MPa, mientras que las rocas arcillosas, que fueron sometidas a un cierto metamorfismo pueden alcanzar los 50,100 MPa.

Por otro lado, la resistencia de las rocas anisotropicas depende del sentido de acción de la fuerza. La resistencia a la compresión de las rocas en el sentido perpendicular a la estratificación o esquistosidad es mayor que en un sentido paralelo a estas. El cociente que suele obtenerse entre ambos valores de resistencia varia entre 0.3 y 0.8, y solo para rocas isotropitas es igual a 1. En la siguiente figura se indican los intervalos frecuentes de resistencia a la compresión de los diversos tipos de rocas.

NOTA RCS - Resistencia a la Compresión Simple

Hesislenaas a IB compresión mas frecuente de los diferentes tipos ríe rocas

49

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES <3 i I c )RES CONDICIONES ENVOLADURíSTtlELO ABIERTO EN MEXICO

B I B L I O T E C A Elasticidad

La mayoría de los minerales constituyentes de las rocas tienen un comportamiento elástico - frágil, que obedece a la ley de Hooke, y se destruyen cuando las tensiones superan el limite de elasticidad.

Según el carácter de deformación, en función de las tensiones provocadas para cargas estáticas, se consideran tres grupos de rocas: 1) Las elasto - frágiles o que obedecen a la ley de Hooke, 2) Las plástico - frágiles, a cuya destrucción precede la deformación plástica; 3) Las altamente plásticas o muy porosas, cuya deformación elástica es insignificante.

300

O 10 20 30 40 50 60

DEFORMACIÓN, mm (xl06 j

Curvas de tensión-deformación de diferentes tipos de rocas.

Las propiedades elásticas de las rocas se caracterizan por él modulo de elasticidad "E" y el coeficiente de Poisson V. Él modulo de elasticidad es el factor de proporcionalidad entre la tensión normal en la roca y la deformación relativa correspondiente, su valor en la mayoría de las rocas varia

50


entre 0 03 x 10" y 1 7 x 105 MPa dependiendo fundamentalmente de la composición mineralógica porosidad, tipo de deformación y magnitud de la carga aplicada

Los valores de los módulos de elasticidad en la mayoría de las rocas sedimentarias son inferiores a los de los minerales correspondientes que los constituyen También influye en dicho parámetro la textura de la roca, ya que el modulo de elasticidad en la dirección de la de la estratificación o esquistosidad es generalmente mayor que en la dirección perpendicular a esta

El coeficiente de Poisson es el factor de proporcionalidad entre las deformaciones longitudinales relativas y las deformaciones transversales Para la mayoría de las rocas y minerales esta comprendido entre 0 2 y 0 4 y solo el cuarzo lo tiene anormalmente bajo alrededor de 0 07

Plasticidad

Como se ha indicado antenormente, en algunas rocas, a la destrucción le precede la deformación plastea Esta comienza en cuanto las tensiones en la roca superan el limite de elasticidad En el caso de un cuerpo idealmente tal deformación se desarrolla con una tension invariable Las rocas reales se deforman consolidándose al mismo tiempo para el aumento de la deformación plástica es necesano incrementar el esfuerzo

La plasticidad depende de la composición mineral de las rocas y disminuye con el aumento del contenido de cuarzo, feldespato y otros minerales duros Las arcillas húmedas y algunas rocas homogéneas poseen altas propiedades plásticas

La plasticidad de las rocas pétreas (granitos esquistos cristalinos y areniscas) se manifiesta sobre todo a altas temperaturas

Abrasividad

La Abrasividad es la capacidad de las rocas para desgastar la superficie de contacto de otro cuerpo mas duro, en el proceso de rozamiento durante el movimiento

Los factores que elevan la capacidad abrasiva de las rocas son las siguientes

• La dureza de los granos constituyentes de la roca Las rocas que contienen granos de cuarzo son sumamente abrasivas

• La forma de los granos Los mas angulosos son mas abrasivos que los redondeados • El tamaño de los granos • La porosidad de la roca Da lugar a superficies de contacto rugosas con concentraciones de

tensiones locales • La heterogeneidad Las rocas poli minerales aunque estos tengan igual dureza, son mas

abrasivas pues van dejando superficies ásperas con presencia de granos duros por ejemplo, los granos de cuarzo en un granito

Esta propiedad influye mucho en la vida del acero de barrenacion

En la siguiente tabla se indican algunos contenidos medios de diferentes tipos de roca

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PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A C f iO ABIERTO EN MEXICO

TIPO DE ROCA

Anfibolila Anorlosita Diabasa Dtonta Gabro Neis Granito Grauvaca Catea Marmol

CONTEWOO

R J C b A R Z O

1%)

0 5 0

0 5 10 20

0 15 50 20 35 10 25 0 5

0

TIPO DE BOCA

M'ca neis Mica esquisto Nonta Pegmatita Filita Cuarcita Arenisca Pizarra Pizarra grano fino Taconila

CONTENIDO

EN CUARZO

1M

0 30 15 35

0 15 30 10 25 60 100 25 90 10 35 0 20 0 10

Textura

La textura de una roca se refiere a la estructura de los granos de minerales constituyentes de esta. Se manifiesta a través del tamaño de los granos, la forma, la porosidad, etc. Todos estos aspectos tienen una influencia significativa en el rendimiento de la perforación

Como los granos tienen forma lenticular, como en un esquisto, la perforación es más difícil que cuando son redondos, como en una arenisca.

También influye de forma significativa el tipo de material que constituye la matriz de una roca y que une los granos de mineral.

En cuanto a la porosidad, aquellas rocas que presentan una baja densidad y son consecuentemente más porosas tienen una menor resistencia a la trituración y son más fáciles de perforar.

En la siguiente tabla se recogen algunas de las propiedades características de diferentes tipos de rocas, según origen.

PROPIEDADES DE LOS DIFERENTES TIPOS DE ROCA SEGÚN SU ORIGEN

-TIPO 11F HGCA

I n t r u s i v a

ígnea

bxtrusiva

Sedimentaria

D i Of « a

G a b r o

G r a n i t o

A n d e d l a

B a s a l t o R t o l i t a

T r a q u e a

A r e n t s c a

P i z a f a d e g r a n o f i n o

C a l i z a

D o t o m t a

N e c

M á r m o l C u e r c i t a

E s q u i s t o

P i i a r r a

f f e s o ESPECí ' iCO

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I AMANO D E O f l A N O

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¡ w » )

1 ' 0 - 3 0 0

2 6 0 - 3 5 0

2 * » 3 5 0

^WO-dOO

2 5 0 - 4 0 0

1 2 0

3 J 0

1 4 0

1 6 0 - 2 5 5

7 0

1 2 0

1 5 0

1 4 0 3 0 0

1 0 0 - 2 0 0

1 6 0 - 2 2 0

6 0 ^ 0 0

3 0 t 5 0 1 5 0

52

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CO

En la siguiente tabla se m

uestra también la clasificación de algunos tipos de rocas atendiendo al

contenido en sílice y tamaño de los granos

53

PROPOSICIÓN 0 6 UN PERITO EN EXPIOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEMCO

Estructura

Las propiedades estructurales de los macizos rocosos, tales como esquistosidad, planos de estratificación, juntas, diaclasas y fallas, asi como el rumbo y el buzamiento de estas afectan a la linealidad de los barrenos, a los rendimientos de los equipos de perforación y a la estabilidad de las paredes de los barrenos.

En la siguiente figura se clasifican los macizos rocosos a partir del espaciamiento entre juntas y la resistencia del material rocoso.

ESPACIAMENTO ENffiE

DE U ROCA

WM GRANDE

GRANDE

MEDIA

BAJA

CHANDE MODERADO

« 0 20

A

v c

PEQUEÑO

4

í A

MUrPEQUESO

WOO IDO 10 I 0.1

ESPACIAMIENTO DE JUNTAS (cm)

A ROCA RESISTENTE B ROCA MEDIA C ROCA BLANDA D ROCA MUY BLANDA

Clasificación de los macizos rocosos

Mecanismo de Rotura de la Roca

Introducción.

Durante la detonación de una carga de explosivos en el interior de la roca, las condiciones que se presenta están se caracterizan en dos fases de acción:

I a Fase: Se produce un fuerte impacto debido a la onda de choque, vinculada a la Energia de Tensión, durante un corto espacio de tiempo.

54


2a Fase: Actúan los gases producidos detrás de la zona de reacción que a alta presión y temperatura son portadores en la Energía Termodinámica.

Desde la década de los años 50s, se han desarrollado diversas teorias para explicar el comportamiento de las rocas bajo tos efectos de una explosión, siendo aun hoy uno de los problemas a resolver y definir en la tecnología de aplicación de los explosivos en voladuras

En la fragmentación de los materiales rocosos con explosivos intervienen, al menos, ocho mecanismos de rotura, con mayor o menor responsabilidad, pero participes todos en los resultados de la voladura.

Trituración de la roca.

En los primeros instantes de la detonación, la presión en el frente de la onda de choque que se expande de forma cilindrica alcanza valores que superan ampliamente la resistencia dinámica a compresión de la roca provocando la destrucción de su estructura ínter cristalina e ínter granular.

El tamaño del anillo de roca triturada aumenta con la presión de detonación del explosivo y con el acoplamiento de la carga a las paredes del barreno. Según Duvall y Atcchison (1957), con explosivos de alta potencia y en rocas porosas puede llegar a tener un radio de hasta 8 D, pero lo normal es que oscile entre 2 y 4 D.

En la siguiente figura que se muestra a continuación se muestra la variación de las tensiones de compresión generadas por dos caigas de explosivos acopladas. La trituración de la roca se produce a una presión de 4 GPa, por lo que la curva (A) del explosivo se produce en la pared del barreno una tensión de 7 GPa tiene un gradiente de caída muy acusado, debido al gran aumento de superficie especifica que tiene lugar durante la pulverización de la roca Como el explosivo (B) no aumenta la superficie especifica por trituración, presenta una pendiente de caída de tensiones mas atenuada que el (A).

INSTANCIA A LA PARE» DEL BARRENO

Variación de la tension de pico con la distancia a la pared del barreno (Hagan)

55


Según Hagan (1977) es mecanismo de rotura consume casi el 30% de la energía que transporta la onda de choque, colaborando en la fragmentación de la roca con un volumen muy pequeño, del orden del 0.1% del volumen total que corresponde al volumen normal que genera un barreno.

Agrietamiento Radial.

Durante la propagación de la onda de choque, la roca circundante al barreno es sometida a una Intensa compresión radial que induce componentes de tracción en los planos tangenciales del frente de dicha onda. Cuando las tensiones superan la resistencia dinámica a tracción de la roca se iniciara la formación de una densa zona de grietas radiales alrededor de la zona triturada que rodea al barreno.

Agrietamiento radial

El numero y longitud de esas grietas radiales aumenta con:

1. La intensidad de la onda de choque en la pared del barreno o en él limite exterior del anillo de roca triturada.

2. La disminución de la resistencia dinámica a tracción de la roca y el factor de atenuación de la Energía de Tensión.

Detrás de esa zona interior de intenso agrietamiento, algunas fracturas progresan de forma importante distribuidas aleatoriamente alrededor del barreno. La velocidad de propagación de las grietas es de 0.15 a 0.40 veces la de la onda de choque, aunque las primeras micro fisuras se desarrollan en un tiempo muy pequeño del orden de 2 cm.

Cuando la roca presenta fracturas naturales la extensión de las grietas guarda una estrecha relación con estas. Si las columnas de explosivo son intersectadas longitudinalmente por fracturas existentes, estas se abrirán por efecto de la onda de choque y se limitara el desarrollo de las grietas radiales en otras direcciones. Las fracturas paralelas a los barrenos pero a alguna distancia de estos, interrumpirán la propagación de las grietas radiales.

56


Agnetamiento radial y rotura por reflexion fe \a onda de choque

Reflexión de la onda de choque.

Cuando la onda de choque alcanza una superficie libre se generan dos ondas, una de tracción y otra de cizallamiento. Esto sucederá cuando las grietas radiales no se hayan propagado mas que una distancia equivalente a un tercio de la que existe desde la carga a esa superficie libre. Aunque la magnitud relativa de las energías asociadas a las dos ondas depende del ángulo de incidencia de la onda de choque primaria, la fracturación es causada generalmente por la onda de tracción reflejada. Si las tensiones de tracción superan la resistencia dinámica de la roca se producirá hacia el interior el fenómeno conocido por descostramiento o "apalling". En las rocas las resistencias a tracción alcanzan valores entre un 5 y un 15% de las resistencias a compresión.

El frente de la onda reflejada es más convexo que el de la onda incidente, por lo que el índice de dispersión de la energía de la onda de tracción es mucho mayor cuando la superficie es cilindrica, como la del barreno central de un cuele, que cuando se dispone de un plano como sucede en una voladura.

Reílewon de una onda sobre una cavidad ahndnca

57

PROPOSICIÓN OE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO A B B i T O EN MEXICO

Este mecanismo contribuye relativamente poco al proceso global de fragmentación, estimándose que la carga de explosivo necesaria para producir la rotura de la roca por la acción exclusiva de la reflexión de la onda de choque seria ocho veces mayor que la carga normal. Sin embargo, en las discontinuidades internas del macizo rocoso que están próximas a la carga, esto es a distancias menores de "15D", y no se encuentran rellenas con material de meteonzación, el efecto de esta reflexión de las ondas es mucho más significativo por la diferencia de impedancias.

Extensión y apertura de las grietas radiales.

Después del paso de la onda de choque, la presión de los gases provoca un campo de tensiones cuasi estático alrededor del barreno. Durante o después de la formación de las grietas radiales por la componente tangencial de tracción de la onda, los gases comienzan a expandirse y penetrar en las fracturas. Las grietas radiales se prolongan bajo la influencia de la concentración de tensiones en los extremos de las mismas. Él numero y longitud de las grietas abiertas y desarrolladas depende fuertemente de la presión de los gases, por lo que un escape prematuro de estos por un taco insuficiente o por la presencia de alguna zona débil del frente libre (cara libre), puede conducir a u menor aprovechamiento de la eneigía del explosivo.

Fracturación por liberación de carga.

Antes de que la onda de choque alcance el frente libre efectivo, la energía total transferida a la roca por la compresión inicial varia entre el 60 y el 70% de la energía de la voladura (Cook et al 1966) Después del paso de la onda de compresión, se produce un estado de equilibrio cuasi estático seguido de una calda súbita de presión en el barreno, debida al escape de los gases a través del taco, de las fracturas radiales y al desplazamiento de la roca La energía de tensión almacenada se libera muy rápidamente, generándose solicitaciones de tracción y cizallamiento que provocan la rotura del macizo. Esto afecta a un gran volumen de roca, no solo por delante de los barrenos, sino incluso por detrás de la línea de corte de la voladura, habiéndose llegado a identificar daños a distancias de varias decenas de metros.

Fracturación por liberación de carga

58


Fracturación por cizallamiento.

En formaciones rocosas sedimentarias cuando los estratos presentan distintos módulos de elasticidad o parámetros geomecánicos, se produce la rotura en los planos de separación al paso de la onda de choque por las tensiones diferenciales o cortantes en dichos puntos.

CARGA DE EXPLOSfVO

Fríicturacion por ciralum/ento (Hagan)

Rotura por flexión.

Durante y después de los mecanismos de agrietamiento radial y descostramiento, la presión ejercida por los gases de explosión sobre el material situado frente a la columna de explosión hace que la roca actué como una viga doblemente empotrada en el fondo del barreno y en la zona del taco, produciéndose la deformación y el agrietamiento de la misma por los fenómenos de flexión.

GRIETAS DE TRACOON

Mecanismo t/e rotura por ilexion

59


Rotura por colisión.

Los fragmentos de roca creados por los mecanismos anteriores y acelerados por los gases son

proyectados hacia la superficie libre, colisionando entre sí y dando lugar a una fragmentación

adicional, que se ha puesto de manifiesto en estudios con fotografías ultrarrápidas; (Hiño, 1959;

Petkof, 1961).

Transmisión de la Onda de choque en un medio rocoso.

Como se ha visto anteriormente, la Presión de Detonación puede expresarse de forma simplificada

por.

pexVD*

PD=

4

PD = Presión de Detonación (Kpa).

pe = Densidad del Explosivo (g/cm3).

VD = Velocidad de Detonación (mis).

60


La maxima Presión Transmitida a la roca equivale a

2

PTm = PD

1+nz

donde nz es la relación entre la impedancia del explosivo y de la roca

pexVD

rv

prxVC

siendo

VC = Velocidad de propagación de las ondas en el medio rocoso (mis)

pr = Densidad de la Roca (gr/cm3)

Esto implica que la onda explosiva se transmite tanto mejor a la roca cuanto mas se acerca la

impedancia del explosivo a la roca, dado que nz tendera hacia 1 mientras que PT la hará

simultáneamente hacia PD La presión de la onda en la roca decrece con una ley exponencial de

modo que la tension radial generada a una determinada distancia sera

- h

PB x

DS

Donde

OÍ = Tension radial de compresión

PB = Presión en la pared del barreno

Ib = Radio del Barreno

61


DS = Distancia desde el centro del barreno al punto de estudio

x = Exponente de la ley de amortiguación, que para cargas cilmdncas se aproxima a 2

Si la onda en su camino encuentra materiales diversos, con impedancias diferentes, y en

correspondencia con superficies de separación que pueden estar en contacto o separadas por aire o

agua, la transmisión de la onda de choque estará gobernada por la relación de impedancias de los

distintos tipos de roca, pudiendo parcialmente transmitirse y al mismo tiempo reflejarse en función de

dicha relación

Cuando las impedancias de los medios son iguales (Pre x VC2 = Pn x VC1) gran parte de la energía se

transmitirá y el resto se reflejara casi la totalidad de la energía transportada por la onda de compresión en

forma de tension de tracción, pudiendo adqumr especial importancia en el proceso de rotura de la roca

Lo indicado es valido tanto para las presiones de las ondas como para las energías transmitidas Si la relación

de impedancias características de los dos medios es

PnxVC,

n'z =

Pre XVC2

se tendrá

Pl

PT= 2

(1+n'z )

(1-n'z )

PR = PI

(1+n'z )

Donde

Pl = Presión de la onda incidente

PT = Presión de la onda transmitida

PR = Presión de la onda reflejada

62


Rendimiento energético de las voladuras.

La acción de los explosivos sobre las rocas es pues la resultante de un conjunto de acciones

elementales, que actúan escalonadamente y en ocasiones de forma simultanea en pocos

milisegundos, asociadas a los efectos de la onda de choque que transporta la Energía de Tensión y a

los efectos de los gases de explosión o Energía de Burbuja

Resumen de mecanismos úe rotwa

63


Propiedades de las rocas y del macizo rocoso y su influencia en los resultados de las

voladuras.

Introducción.

Los materiales que constituyen tos macizos rocosos poseen ciertas características físicas que son

función de su ongen y de los procesos geológicos posteriores sobre ellos han actuado El conjunto de

estos fenómenos conduce en un determinado entorno, a una htologia particular con unas

heterogeneidades debidas a los agregados minerales policnstalmos y a las discontinuidades de la

matriz rocosa, (poros y fisuras), y a una estructura geológica en un estado tensional característico,

con un gran numero de discontinuidades estructurales, (planos de estratificación, fracturas, diaclasas,

juntas, etc)

Propiedades de la roca.

Densidad.

Las densidades y resistencias de las rocas presentan normalmente una buena correlación En

general, las rocas de baja densidad se deforman y rompen con facilidad, requiriendo un factor de

energía relativamente bajo mientras que las rocas densas precisan una mayor cantidad de energía

para lograr una fragmentación satisfactona, asi como un buen desplazamiento y abundamiento

En rocas con alta densidad para que el impulso impartido a la roca por la acción de los gases sea el

adecuado, deberán tomarse las siguientes medidas

• Aumentar el diámetro de Barrenacion para elevar asi la cantidad de explosivo por barreno,

(factor de Carga kg/m3) Siempre y cuando sea costeable

• Reducir la plantilla de Barrenacion Considerar que se incrementara el numero de barrenos

• Cambiar los tiempos de iniciación

64


Resistencia dinámica de las rocas.

Las resistencias estáticas a compresión y a tracción se utilizaron en un principio como parámetros

indicativos de la aptitud de la roca a la voladura. Así, se definió el Índice de volabilidad (Hiño, 1959)

como la relación "RC/RT" de modo que a un mayor valor resultaría más fácil fragmentar el material.

El tratamiento racional de los problemas reales obliga a considerar las resistencias dinámicas, ya que

estas aumentan con el índice de carga (Rinehart, 1958; Persson et al, 1970) pudiendo llegar a

alcanzar valores entre 5 y 13 veces superiores a las estáticas.

Cuando la intensidad de la onda de choque supera a la resistencia dinámica a la compresión "RC" se

produce una trituración de la roca circundante a las paredes del barreno por colapso de la estructura

ínter cristalina. Pero esta trituración contribuye muy poco a la fragmentación y provoca una fuerte

disminución de la energía de tensión.

Por ello, se recomienda:

• Seleccionar explosivos que desarrollen en las paredes del barreno tensiones o ¡guales a

"RC".

• Provocar una variación de la curva Presión - Tiempo (P-t), por desacoplamiento de la carga

dentro del barreno.

Estos puntos tienen su máxima expresión en el diseño de una voladura perimetral o de contomo, (

Pre-corte).

El consumo especifico de explosivo requerido en voladura de banco puede correlacionarse con la

resistencia a la compresión, tal como se muestra en la tabla siguiente, (Kutuzov, 1979).

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEGÚN SU FACILIDAD A LA FRAGMENTACIÓN CON EXPLOSIVOS EN MINAS A CIELO ABIERTO

CONSUMO ESPECÍFICO DE EXPLOSIVO

LIMITES OE CLASES

lUfl/m')

0,12-0,18 0.18-0,27 0.27-0.36 0,38-0,52 0,52-0.63 0,68-0.88 0.88-1,10 1,10-1,37 1.37-1,68 1,68-2,03

VALOR MEDIO

(kgm;

0,150 0,225 0,320 0.450 0.600 0.780 0,990 1,235 1,525 1,855

DISTANCIA MEO A

NATUHALES EN

EL MACIZO (m,

0.10 0.10-0.25 0,20-0,50 0.45-0,75 0,70-1,00 0,95.1,25 1 20-1,50 1,45-1,70 1,65-1,90

1,85

DESISTENCIA DE LA

ROCA A COMPRE

SION SIMPLE

¡MPa|

10-30 20 45 30-65 50-90 70-120

110-160 145-205 195-250 235-300

-265

DENSIDAD

DÉLA

ROCA

<••">

1.40-1,80 1.75-2,35 2,25-2 55 2,50-2,60 2.75-2.90 2.85-3.00 2 95-3,20 3,15-3.40 3,35-3.60

3,55

'

, , 1 1

65

PROPOSICIÓN DEUNPERITOEN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Porosidad.

Existen dos tipos de porosidad la ínter granular o de formación y la de disolución o post - formación

La pnmera, cuya distribución en el macizo puede considerarse uniforme, provoca dos efectos

• Atenuación de la energ la de la onda de choque

• Reducción de la resistencia dinámica a la compresión y, consecuentemente, incrementos de

la trituración y porcentaje de finos

Características de los macizos rocosos para el diseño de las voladuras.

Introducción.

Las propiedades de los macizos rocosos que influyen mas directamente en el diseño de las voladuras

son

• Resistencia dinámica de las rocas

• Espaciamiento y orientación de las discontinuidades

• Lrtologias y potencias de los estratos en formaciones sedimentarias

• Velocidad de propagación de las rocas

• Tipo de relleno y apertura de las discontinuidades

• Índice de amsotropia y heterogeneidad de los macizos, etc

La determinación de estos parámetros por métodos directos, o de laboratorio, resultan muy difícil y

costosa, ya que las probetas ensayadas no suelen incluir las discontinuidades y los cambios

litologicos del macizo rocoso del que proceden Para obtener una muestra representativa sena

necesario que tuviera unas dimensiones diez veces mayor que la distancia media entre

discontinuidades No obstante, constituyen un complemento en la determinación de los macizos

rocosos que se desea fragmentar

En la actualidad, las técnicas de determinación geomecamca mas aplicadas son

• Estudios estructurales de los sistemas de discontinuidades

• Perfiles de sísmica de refracción

• Diagrafias geofísicas de sondeos de investigación

• Diagrafias en barrenos de producción

• Toma de datos y tratamiento durante la perforación de los barrenos de producción

66


Realización de sondeos con recuperación de testigos y ensayos geomecánicos.

A partir de los testigos recuperados en los sondeos se puede aplicar una de las clasificaciones mas

extendidas, conocida como RQD (rock quality designation, Deere 1968), que se define como el

porcentaje de la longitud de testigos recuperados en trozos mayores de 10 cm respecto a la longitud

del sondeo

R Q D

0 - 2 5 25 50 5 0 - 7 5 7 5 - 9 0 90 - 100

CALIDAD DE LA ROCA

Muy mala Mala

Media Buena

Excelente

Ademas, sobre esos testigos puede realizarse un ensaye geomecamco de resistencia Bajo Carga

Puntual "Is", bien sea en posición diametral o axial para estimar la Resistencia a la Compresión

Simple

"RC".RC (Mpa) *24. Is (50) (Mpa)

Borquez (1981) determina el factor de volabilidad "Kv", de la formula de Pearce, para él calculo de la

piedra, a partir del RQD corregido por un Coeficiente de Alteración que tiene en cuenta la

Resistencia de las discontinuidades en función de la apertura de estas y el tipo de relleno

La compañía Steffen, Robertson and Kirsten Ltd, (1985), utilizaron para el calcular el consumo

especifico de explosivo, (factor de carga), en las voladuras en banco, vanos parámetros

geomecánicos entre los que se encuentra el RQD la fricción interna y rugosidad de las

discontinuidades y I la densidad (Ton/m3)

67


DESIGNACIÓN DE LA CALIDAD DE LA ROCA EQUIVALENTE - RODÉ (%| RODE * ROO » FACTOR DE CORRECCIÓN

Factor de volabilidad (K.¡ en función del

índice de calidad RQDE

RESISTENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES

_

FACTOR DE CORRECCIÓN

Alta Media Baja

Muy baja

1.0 0.9 0.8 0.7

68


Características de los sistemas de discontinuidad.

Las principales informaciones cuantitativas que se pueden registrar de las discontinuidades son

• Orientación. (Buzamiento definido por la dirección de su inclinación y el propio valor de

esta)

• Espaciamiento. (Distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes)

• Persistencia. (Longitud de los segmentos observables de las discontinuidades)

• Rugosidad, (ondulaciones con relación al plano medio de las discontinuidades)

• Abertura. (Distancia entre los dos bordes de la discontinuidad)

• Relleno. (Existencia o no de algún material intercalado entre los dos bordes)

• Precolación. (Existencia o no de flujo de agua en el interior de la discontinuidad)

• Numero de familias. (Numero de grupos diferentes de discontinuidades con características

comunes)

• Tamaño de bloques. (Dimension de los volúmenes rocosos separados por la intersección

de las discontinuidades de un macizo)

Las mas importantes, desde el punto de vista de la voladura, son el espaciamiento y la orientación

Las principales técnicas de registro de datos hacen uso de "scanlmes" (o lineas de muestreo), con el

fin de obtener todas esas informaciones

A partir de los datos recogidos en los registros de lineas de muestreo en superficies accesibles es

posible obtener representaciones gráficas de gran ínteres, tales como

• Proyecciones hemisféricas o estereografías, de igual area (Schmidt - Lambert) o de igual

ángulo (Wulff)

• Rosas de dirección de discontinuidades

• Histogramas de frecuencias de tamaños y de espaciamientos de discontinuidades, en su

totalidad, o separadas por familias

Por medio de estas representaciones es posible establecer el numero de familias de

discontinuidades presentes en un macizo rocoso dado, asi como los valores medios y las

dispersiones de sus propiedades mas representativas

69


Complementariamente a los levantamientos por medio de lineas de muestreo pueden ser efectuados

unos sondeos onentados con recuperación de testigos y en los que pueda ser aplicadas las técnicas

de muestreo integral (Rocha 1967), o una inspección por medio de cámaras de filmación (Burwell y

Nesbrtt, 1964)

Todas las informaciones sobre la fracturacion de los macizos rocosos pueden ser procesadas para

obtener la composición de los bloques existentes en un volumen dado del macizo

Para tal proposito, existen diversas técnicas de calculo mformatzadas, tales como

• Determinación de los bloques unitarios, a partir del paralelepípedo formado por la

intersección de las tres familias principales de discontinuidades, conocidas sus orientaciones

dominantes y espaciamientos medios, (Attuvell y Farmer, 1976)

• Calculo de volúmenes de los bloques definidos por las intersecciones multiples de las

discontinuidades, creando una curva de distribución granulometnca

• Estimación de la distribución de los tamaños de los bloques, por medio de representaciones

estereográficas (Villaescusa y Brown 1991)

Un índice que suele obtenerse con frecuencia es el conocido "Volumetric Joint Count, "Jv" que se

define por el numero total de juntas por metro cubico, obtenido al sumar las juntas presentes por

metro para cada una de las familias existentes

La relación entre el índice "Jv y el "R Q D", es, de acuerdo con Palsmtrom (1974), la siguiente

R.Q.D. = 115-3.3. Jv ParaJv < 4.5, R.Q.D. = 100

Según la orientación de esas juntas, los bloques conformados m-situ presentan diferentes

geometrías, afectando doblemente a la fragmentación de la voladura y a la dirección de salida mas

útil de la voladura

En la siguiente figura se estima el volumen aproximado de los bloques a partir del Jv y de la relación

de las tres aristas características de los mismos

70


J ,

• 1 1 - 3 3 - 10

10 - 30 •30

CARACTERÍSTICAS DEL MACIZO

Bloques masivos Bloques grandes Bloques tamaño medio Bloques pequeños Bloques muy pequeños

Un intento por considerar las discontinuidades estructurales en el sistema de las voladuras es él

debido a Ashby (1977), que relaciona la frecuencia de fracturas y la resistencia al cizallamiento de las

mismas con el consumo especifico de explosivo (factor de carga).

CONSUMO ESPECIFICO *

CONSUMO ESPECIFICO - . f t J & f t l S f t l P , * . ' ) ÍKf l ANFO/mM bettCUEtKiA EJE

V FSaCTUHAOQK FSaCTUHAOQK

f y = DENSDAD DE LA ROCA

ANGUUO OC FRICCIÓN INTERNO

ÁNGULO Ot RUGOSIDAD

, 'p, I2,Ston./m5 FRECUENCtA DE FRACTuRAClON

(Frocruros/metro)

Correlación entre la frecuencia de fracturación y el consumo específico de explosivo.


Lilly (1986,1992) ha definido un índice de volabilidad "Bl" (Blastability Index) que se obtiene como

sumo de los valores representativos de cinco parámetros geomecánicos

Bl = 0.5 (RQD + JPS + JPO + SGI + RSI)

Este Índice se aplico por primera vez en las minas de hierro de Pilbara, donde existen rocas

extremadamente blandas con un valor de Bl = 20 y también casi masivas muy resistentes con un

valor Bl = 100, que tienen una densidad de 4 t/m3

En la siguiente tabla se indican los factores de ponderación de cada uno de los parámetros.

PARÁMETROS GEOMECÁNICOS

l

i 1 D e s c r i p c i ó n de l Mac izo

i R o c o s o {RMD)

1 1 F r iab le Poco c o n s o l i d a d o

1 2 D iac ldsado en b l o q u e s

1 3 To ta lmen te mastvo

2 Espac iamten to en t re P lanos

de J u n t a s (JPS)

2 1 P e q u e ñ o (- 0 1 m)

2 .2 . I n t e r m e d i o (0 1 a 1 m )

2 3 G r a n d e ( 1 m)

3 O r i e n t a c i ó n de los P lanos

de Jun tas (JPO)

3 1 Ho r i zon ta l

3 2 B uzam ien to n o r m a l al f r en te

3 3 D i r ecc i ón no rma l al f r en te

3 4 B u z a m i e n t o co inc tden te

c o n el f r en te

4 I n f l uenc ia de l peso espec i f i co

(SGI)

SGI 25 SG 50 ( donde SG

es e l peso espec i f i co en t n v )

CALIFICACIÓN

10

20

50

10

20

50

10

20

30

40

El Ratio de influencia de la Resistencia "RSI" se estima a partir de la expresión:

RSI = 0.05 xRC

Donde:

RC = Resistencia a la compresión simple (Mpa).

Los consumos específicos de Explosivo (factor de carga), "CE" o los Factores de Energía "FE" se

calculan con la gráfica siguiente o las expresiones.

CE (kg/ton) = 0.004 xBI ó

FE (MM) = 0.015xBI

72

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MÉXICO

ÍNDICE DE VOLASIL IDAD

De las numerosas experiencias llevadas a cabo en Australia se ha llegado a la conclusión de que el

Factor de Roca del modelo Kuz-Ram de Cunninghan (1913), puede obtenerse multiplicando "Bl

por 0.12"

Ejemplo.

Considérese una pizarra ferruginosa, blanda e intensamente laminada con una disposición horizontal

a sub - horizontal a la que le corresponde los siguientes valores:

RMD =

JPS =

JPO =

SGI =

RSI =

= 15

10

10

10

1

La suma total es igual a 46, por lo que el Índice de volabllidad es Bl = 23

De la siguiente figura se obtiene un consumo especifico de 0.1 kg/ton.

73


Ghose (1988), también propone un sistema de clasificación geomecánica de los macizos rocosos de

minas de carbón para él calculo de los consumos específicos de explosivo en voladuras a cielo

abierto. Los cuatro parámetros que se miden se indican en la siguiente tabla:

PARÁMETRO

1 Densidad

Ratio

2 Espaciamiento entre discontinuidades (m)

Ratio

3 índice de resistencia bajo carga puntual (MPa)

Ratio

4 Orientación de los planos de discontinuidad

Ratio

RANGO DE VALORES

1,3 1,6

20

<0.2

35

<1

25

Buzando hacia el trente

20

1,6 - 2,0

15

0,2 - 0,4

25

1 - 2

20

Rumbo con ángulo

agudo con respecto al frente

15

2,0 - 2 3

12

0.4 - 06

20

2 - 4

15

Rumbo normal

al frente

12

2 3 - 2,5

6

0,6 2,0

12

4 • 6

8

Buzando contra

el frente

10

>2,5

4

>2,0

8

>6

5

Honzonla!

6

El valor obtenido se corrige para tener en cuenta las condiciones de realización de la voladura. En la

tabla siguiente se indican los valores que se utilizan

FACTORES DE AJUSTE

1. Grado de confinamiento Muy confinada Razonablemente libre

2. Esbeltez del banco Longitud del barreno/Piedra > 2 Longitud del barreno/Piedra < 1,5 Longitud del barreno/Piedra 1,5-2

VALOR

- 5 0

0 - 5 - 2

74


A partir de las experiencias llevadas a cabo en 12 minas de carbon a cielo abierto estableció la

correlación entre los índices de volabilidad y los consumos específicos de explosivo siendo el

explosivo patron o de referencia un hidra gel (emulsion) con una velocidad de detonación de 3 800

mis

Sísmica de Refracción

Las primeras aplicaciones de la sísmica de refracción al diseño de voladuras fueron llevadas a cabo

por Broadbent (1974), Heynen y Dimonk (1976) que relacionaron el consumo especifico de explosivo

con la velocidad sísmica de propagación

z < v: 02 O o

o tu Q. tn ui

O

s D tn z o o

BUENA FRAGMEN

CE Medio

F

'ACIÓN y/

MALA FRAGMEN PACIÓN

I

r

ZOOO 3 0 0 0 4OO0

VELOCIDAD SÍSMICA VS { m / s ) 5000

Como puede observarse conforme aumenta la velocidad sísmica se requiere una mayor cantidad,

conforme aumenta la velocidad sísmica se requiere una mayor cantidad de energía para una

fragmentación satisfactoria Es ampliamente conocido el crrteno de acoplamiento de impedancias

(Velocidad de propagación en la roca x densidad de la roca = Velocidad de detonación x densidad del

explosivo), en el intento de maximizar la transferencia de energía del explosivo a la roca

Este método ha tenido gran éxito en diversas explotaciones donde se han llegado a reducir los costes

de perforación y voladura hasta un 15%

75


Capítulo II

Características del Perito en Explosivos

En este campo de trabajo -que cada vez se extiende mas por las necesidades de crecimiento y

desarrollo- una constante es la búsqueda de mejorar las condiciones para el manejo y uso de

explosivos, y sobre todo que los usuanos también estén continuamente actualizados legal,

administrativa y técnicamente Surge la pregunta ¿es necesario un técnico en explosivos, un experto

en explosivos un pento en explosivos o es suficiente con mejorar las herramientas técnicas y

observar mas o menos el Reglamento existente? Y ¿la mano de obra? Este es un factor de gran

importancia ya que en la medida que se cuente con personal preparado en los diferentes niveles que

se requiera se estara en mejores condiciones para eficientar las voladuras y demoliciones con

explosivos

A este factor "recursos humanos" vale la pena darle importancia dado que es el que interviene de

manera directa en la ejecución de los trabajos La forma como hasta la fecha se trabaja es con

personal que ha acumulado expenencia a base de practica pero su preparación es escasa o nula,

calificándose a esta mano de obra como empinca Tal es por ejemplo el caso de los pobladores

cuyas características señalamos antes ¿Porque no aprovechar debidamente a estos trabajadores

capacitándolos y remunerándolos dignamente? Se ha observado que tienen un buen rendimiento y

se adaptan a las condiciones de trabajo, desde luego que, bien dirigidos y administrados contnbuiran

de manera mas importante en la producción Lo mismo sucede con los perfonstas, mecánicos y

demás operarios, a quienes se les puede dar también capacitación y ofrecer una orientación bien

dirigida ¿Que es lo que hace falta para ello? Un experto en explosivos con la capacidad, experiencia

y responsabilidad para dmgir los trabajos

3 objetivo de toda obra es alcanzar resultados eficientes, y las necesidades que han ido surgiendo

en el desarrollo de esta actividad especializada, nos indica que tenemos que realizar cambios en

beneficio del gremio de los explosivos asi como de quienes demandan los servicios, sin descuidar los

requisitos de la Ley Por lo tanto quien asesore, coordine, y dinja una obra debe tener conocimientos

y aptitudes legales, administrativas y técnicas Estas características las puede reunir un experto con

76


nombramiento de Perrfo en Explosivos figura que no existe actualmente en nuestro medio es decir

su categoría aun no esta certificada como tal, por lo que tendría que intervenir un Órgano Colegiado

Oficial creado expresamente para certificar esta personalidad jurídica

El Perrfo en Explosivos deberá ser un profesional egresado de una carrera de ingeniería que denve

en especialidades como civil minero, geólogo geofísico, o topógrafo y acreditar esta preparación

con documentos y pruebas que amparen lo siguiente

• Respectiva(s) cedula(s)

• Credenciales que confirmen que es miembro activo del colegio de profesionales

correspondiente

• Comprobar su experiencia en campo de cinco años mínimo en la especialidad de explotación

de rocas

• Informe de obras relevantes durante este periodo

• Desenvolvimiento con pleno conocimiento de las Leyes y Reglamentos a nivel federal y local

• Personalidad y liderazgo (reflejara etica, responsabilidad, eficiencia, honestidad,

compromiso, de tal suerte que su desempeño sea negociador y con resultados favorables

para todos los involucrados)

Por otra parte y como conocedor, asesorara y coordinara que el presupuesto que se programa para

la ejecución de las obras se aplique con oportunidad y eficiencia supervisando que los mecanismos y

dispositivos cubran las necesidades para que todo el equipo de trabajo cumpla con los objetivos

determinados De esta manera se pretende que el Penfo en Explosivos ejerza toda su experiencia

tanto en lo legal como en lo administrativo y lo técnico

A) Conocimiento Técnico

Habiéndose identificado como profesionista en ingeniería en algunas de las areas afines a ciencias

de la tierra o geotecma y con la experiencia acumulada pnncipalmente en voladuras y demoliciones,

demostrará su capacidad técnica para asesorar coordinar, dingir y supervisar los proyectos con uso

de explosivos para que estos se ejecuten con las medidas de segundad que se requiere y con la

finalidad de lograr la producción y resultados deseados

Para iniciar cada proyecto deberá saber cual es el objetivo a alcanzar, y usar la metodología

apropiada que integre toda la información referida a la estructura que se va a volar es decir ¿que se

77

PROPOSICICIN OE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

va hacer?, ¿Como se va hacer? Y ¿con que se va hacer? Lo que se pretende con todo esto es

precisamente que intervenga coordinando las actividades para elaborar el proyecto y desarrollarlo de

acuerdo a la solicitud del cliente

Las actividades primordiales del Percfo en Explosivos son las que se proponen a continuación

1) Considerando cualquier tipo de proyecto de obra, donde se puedan presentar distintos tipos

de voladuras, sera quien dirija y supervise la ejecución del mismo Integrara toda la

información necesana referente a las características de dicho proyecto asi como los recursos

necesanos para su realización el presupuesto estimado a ejercer, el programa de

producción a obtener, el tiempo de ejecución, y la estimación de la utilidad a obtener

2) Realizara el proyecto con los recursos asignados, buscando en todo momento optimizarlos a

fin de evitar desfasamientos

3) Deberá conocer e identificar el objeto motivo de la voladura para contar con los elementos

suficientes que le permitan dar un diagnóstico técnico de las condiciones en que se

encuentra tratándose de un "Banco de Piedra" identificar que características tiene, su

estratificación que tipo de roca es y su resistencia, que ubicación es la mas aconsejable para

explotarlo y si es viable y rentable la realización del proyecto si se trata de una estructura de

concreto, igualmente conocer todas sus características de construcción y localizacion para

determinar el costo / beneficio de su demolición

4) Asesorara y supervisara la plantilla de personal, incluyendo desde ingenieros de obra hasta

ayudantes generales, con la finalidad de cumplir con el programa de producción

5) Asesorara y supervisara el procedimiento de selección de maquinaria y equipo de

barrenacion y de medición con base en las características de la voladura, asi como el acero

de barrenacion considerando su rendimiento y el tipo roca que se perforara Ademas,

supervisara estnctamente el mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos y sus

consumibles, para evitar que haya tiempos muertos y retrasos en la producción

6) Coordinara la selección de herramientas técnicas a emplearse, tales como

78


a) Diseño de la plantilla de barrenacion observando los indicadores importantes del

diagnostico obtenido En la plantilla determinara la profundidad a la que se

barrenara, la distancia y forma que mas convenga la cantidad y calidad del

acero a usar asi como su rendimiento

b) Los explosivos que convengan la cantidad y calidad de estos y si fuera

necesario el almacenamiento de estos materiales, dependiendo de la duración

de la obra y del programa de voladuras

c) Otras herramientas técnicas, como explosores, sismógrafos, computadoras

Wóíese el grado de responsabilidad y compromiso que deberá ejercer esta persona, de ahí la

necesidad e importancia que tenga la certificación y categoría de Perito en Explosivos.

B) Conocimiento Administrativo

El conocimiento y la experiencia que se requiere del Perito en Explosivos, se refiere precisamente a

la administración de los recursos en su conjunto, tales como recursos humanos materiales y

técnicos, para lograr los objetivos planteados, que siempre tendrán que ver con su manejo óptimo y

por ende, con resultados satisfactorios en las voladuras, sea cual sea la obra de que se trate

Esta dentro de sus funciones y responsabilidades sugerir, asesorar, coordinar y reunir los recursos

que se requieren en cada obra de acuerdo al tamaño y duración de esta Por ejemplo debe

considerar la cantidad de trabajadores que se requieren y nivel de preparación de los mismos

(ingenieros, perfonstas, pobladores, mecánicos, ayudantes generales y otros), considerando el

observar y cumplir las Leyes y Reglamentos laborales desde su contratación hasta el termino de la

obra, buscando el beneficio y segundad tanto para los trabajadores como para las empresas

Igualmente deberá asesorar y coordinar la selección del equipo de perforación ya sea en calidad de

compra, renta o el existente propiedad de la empresa, de acuerdo al rendimiento de producción que

se necesite y al tiempo convenido para realizar una obra, elegir el acero de barrenacion que se usara

considerando la duración de este en función del tipo de roca con el que se vaya a trabajar, Incluirá

79


otros materiales consumibles tales como diesel, aceites y lubricantes necesarios para el

mantenimiento oportuno de los equipos ya que de estos depende la producción programada, incluirá

también otros equipos como son los de iniciación y de medición

Sabemos que los explosivos implican alto nesgo tanto en su manejo como en su aplicación, por lo

que se requiere del pleno conocimiento de estos, desde su comportamiento, selección, adquisición

traslado a la obra, almacenamiento en su caso y su aplicación Para el manejo de estos matenales es

relevante coordinar y supervisar con las areas que conesponda a fin de comprar y almacenar (si es el

caso) las cantidades estrictamente necesarias, ya que por una parte se trata de administrar

adecuadamente el presupuesto para el consumo de materiales evitando gastos excesivos y por otra

parte implica también estricta vigilancia y control para evitar hurtos y nesgos, si hay almacenamiento

evitar invéntanos mnecesanos que son reflejo de capital inactivo y en ocasiones generan pérdidas

cuando por descuido caducan y se tienen que destruir

Ademas de su especialidad técnica de Pento en Explosivos, este se desempeñara como

administrador de recursos (de acuerdo a lo señalado al pnncip» de este inciso) ya que en su calidad

de asesor, coordinador y supervisor de proyectos su objetivo es que se ejecuten las voladuras con

eficiencia y segundad, contemplando el proyecto u obra como un todo en el que intervienen recursos

humanos, matenales y técnicos

c) Conocimiento Legal

El Pento en Explosivos debidamente acreditado a nivel profesional y con la especialidad en matena

de explosivos, deberá demostrar que maneja los aspectos legales y reglaméntanos vigentes que

ngen a nivel local y federal de Mexico, por ejemplo

• Leyes, Reglamentos y Normas Complementarias que rigen en cada Entidad

• Reglamentos de construcción

• Reglamentos de desarrollo urbano

• Reglamentos de protección civil

• Reglamentos de ecología y medio ambiente

• Reglamentos laborales

80


• Reglamentos de segundad y por supuesto

• Reglamento de la Ley Federal de Armas de Fuego y Explosivos

Su personalidad jurídica y experiencia administrativa para el cumplimiento de Leyes y Reglamentos

que correspondan, redundara en acortar y eficientar los plazos que marcan los procedimientos de

cada institución gubernamental, (SDN, DGFAFCE, Gobiernos Estatales, Presidencias Municipales,

Direcciones de Protección Civil, y Zonas Militares principalmente) Esto significa que identificara

precisa y oportunamente el tipo de tramite a realizarse, solventando los requisitos con los

documentos legales indicados asi como formatos y controles establecidos con la información

fidedigna También se encargara del pago de impuestos y derechos o gravámenes que correspondan

en cada tramite

Deberá asimismo, asesorar y coordinar a su equipo de trabajo para dar cumplimiento a todos los

requisitos legales con el objeto de que no se entorpezcan o suspendan los trabajos y actividades,

supervisara y vigilara que se cumpla con los informes y controles internos y extemos a fin de estar al

comente y preparado para las inspecciones, revisiones o auditonas que marca la Autondad

competente Todo esto permitirá desarrollar los trabajos en tiempo y forma, sobre todo en las

condiciones de segundad que beneficien tanto a la empresa como a la sociedad y Autondades

correspondientes

El Perrfo en Explosivos, ahondara mas en la Ley Federal de Armas de Fuego y Explosivos y su

Reglamento, que impone la SDN a través de su DGAFCE (Dirección General de Armas de Fuego y

Control de Explosivos) quien, como lo hemos señalado regula de manera directa las actividades de

las empresas que se dedican al manejo y uso de explosivos, en sus modalidades de fabricación,

compra - venta, compra y uso, compra, uso y almacenamiento de matenales tales como pólvoras,

explosivos, artificios o substancias químicas relacionadas con explosivos Prácticamente deberá

conocer y estar actualizado pnncipalmente en esta Ley y su Reglamento puesto que a través de

estas instancias se obtiene(n) la(s) Licencia(s) o Pemniso(s) principal(es) para trabajar con

explosivos

A continuación se citan los Capítulos y Artículos relevantes del Reglamento de la citada Ley

81


• CAPITULO I. Disposiciones del Reglamento son aplicables en

toda la República.

Artículos 1o 12" /3o I A" / 8 o

• CAPITULO IV. De la fabricación.

Artículos 34, fracción II / 35 / 36 / 37 / 41

• CAPITULO Vil. De la compraventa.

Artículos 45 fracción II / 46 / 47 / 48 / 49 / 56 / 57 / 58 / 59 / 60

• CAPITULO VIII. De la importación y exportación.

Artículos 61 a 66

• CAPITULO IX. Del transporte.

Artículos 67 a 70

• CAPITULO X. Del almacenamiento.

Artículos 71 a 76

• CAPITULO XI. Del control y vigilancia.

Artículos 77/80/82 a 90

• CAPITULO XII. Disposiciones complementarias.

Artículos 91/96/97/98

• TRANSITORIOS.

Artículos 1o /5o /6o /70 / 8o

82

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES COND CIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Capítulo III

Características de su Trabajo

A) Aspectos Legales y Obtención de Permisos para el Uso de Explosivos

El Perito en Explosivos con pleno conocimiento de sus funciones y responsabilidades supervisara y si

es necesano intervendrá de inicio a fin en todas las gestiones que se tengan que llevar a cabo para

obtener las autorizaciones y Permisos que permitan el manejo y uso de materiales explosivos Esto

implica la observación y cumplimiento de los requisitos que marca la Ley Federal de Armas de Fuego

y Explosivos y su Reglamento

Se observará de la citada Ley en el Título Tercero:

Capitulo I- Disposiciones preliminares Art 37, 38, 39, 40, 41 fracción III , IV y V , y el Art 42

fracc/on / //, /// Art 43, 44, 45

CapituloII-Art 48,49,54

Capitulo III - Art 55 a 59

Capitulo IV- Transporte Art 60 a 64

Capitulo V- Almacenamiento Art 65 a 67

Capitulo VI - Control y Vigilancia Art 68 a 76

Título Cuarto

Capitulo Único - Art 85,85-bis fracción 1 „ 86,87,89,90 y 91

Y de su Reglamento:

Capitulo I - Disposiciones Generales Art -1,2 3,4,8

Capitulo IV - Fabricación Art - 34 fracción II Art 35 a 37,41

Capitulo Vil - Compraventa Art-45 fracción II Art 46 47 56 a 59

Capitulo VIII - De la Importación y Exportación Art 61-66

Capitulo IX -Transporte Art 67 a 70

Capitulo X- Almacenamiento Art 71 a 76

83


Capitulo XI - Control y Vigilancia Art 77,80 al 90

Capitulo XII - Disposiciones complementanas Art 91,96,97,98

Las disposiciones enunciadas en la clasificación anterior son aplicables a todas las actividades

relacionadas con las armas, objetos, materiales explosivos, artificios y substancias químicas

relacionadas con explosivos, asi como los formatos-modelo, documentos y autorizaciones previas

que tienen que integrarse para la solicitud de Permisos

A continuación se citan las autonzaciones pnncipales para la fabricación, compra, venta, uso,

almacenamiento, y transportación de matenales explosivos

1) PERMISO GENERAL, AMPLIACIÓN O MODIFICACIÓN AL MISMO

(anexo 1,2,3 y 4)

2) REVALIDACIÓN DEL PERMISO GENERAL

3) PERMISO ORDINARIO

4) PERMISO EXTRAORDINARIO

Autonzaciones que deberán obtenerse previas a la solicitud de Permisos generales

Para la fabricación, compra, venta, almacenamiento y uso de los materiales explosivos se

requiere:

1 Conformidad de Segundad expedido por la Pnmera Autoridad Administrativa del lugar donde se

pretenda establecer la factoría y proyectos detallados que muestren la segundad de las

instalaciones, almacenes y polvorines, a fin de preservar de daños a personas y lugares, asi

como las medidas de segundad para evitar accidentes y robos

2 Conformidad de Segundad de polvorines o almacenes

3 Opinion favorable del Gobernador del Estado donde se pretendan realizar los proyectos, o en

su caso del Jefe de Gobierno del D F

84


Para la Importación y Exportación:

Los objetos y materiales referidos en esta Ley que se importen al amparo de Permisos ordinarios o

extraordinarios deberán destinarse precisamente a lo señalado en el Permiso cualquier cambio

requiere de un nuevo Permiso

1 Permisos de importación de los Gobiernos de países a donde se pretenda exportar

2 Autorizaciones de su transito por otros países debidamente certificados por los Cónsules

respectivos

Para el Transporte:

La transportación que se derive de Permisos concedidos por la SDN, para realizar las actividades

señaladas en el Titulo III de la Ley deberá ajustarse a las medidas de segundad que se precisen en

los Permisos

Las negociaciones o personas que cuenten con Permiso General para el transporte especializado,

podran prestar este servicio, siempre y cuando exijan a los remitentes copia autorizada del Permiso

que se les haya concedido

El Servicio Postal Mexicano, también puede realizar el transporte de los materiales u objetos a que se

refiere esta Ley Para tal efecto deberá exigir el Permiso correspondiente

85


Para esta actividad de Transporte Especializado los requisitos son

1 Solicitud en papel membreteado, manifestando el vehículo que utilizará para dicha

actividad

2. Copia fotostática de la factura del vehículo que acredite su propiedad.

3 Copia fotostática del Permiso que expide la Secretaría de Comunicaciones y Transportes

para el transporte de materiales y residuos peligrosos que acredite su propiedad.

4. El vehículo manifestado deberá tener una antigüedad no mayor de 10 años.

5 Conformidad de seguridad de la primera Autoridad administrativa del lugar donde se

proyecte ó esté la negociación matriz transportadora, y en su caso sucursales, haciendo

constar en la misma que tiene depósitos, almacenes ó polvorines para almacenar cuando

fuere necesario los efectos por transportar y que no representan peligro para la

seguridad pública.

6. Planos de los proyectos de los depósitos y polvorines que reúnan los requisitos

marcados por este Reglamento.

7. Copia certificada del Acta Constitutiva tratándose de sociedades mercantiles.

Las sociedades o personas que tengan Permiso General para transporte especializado, así como los

fabricantes y comerciantes que dispongan de vehículos propios para dicho transporte, deberán

colocar en lugar visible de dichos vehículos copia fotostática del Permiso concedido por la SDN y en

el caso de los transportes especializados, el conductor del vehículo portará consigo copia fotostática

autorizada de los Permisos generales, ordinarios o extraordinarios que la propia Secretaría hubiere

otorgado a los remitentes de los efectos que se transporten.

Camión Mezclador

86


Para el Almacenamiento:

La guarda o depósito de materiales u objetos aludidos en la Ley podrá autorizarse como actividad

complementaria del Permiso General concedido ó como específico de personas o negociaciones, y

sólo podrán almacenarse hasta por las cantidades y en los locales autorizados.

El almacenamiento deberá sujetarse a los requisitos, tablas de compatibilidad y distancia / cantidad

que señale la SDN.

El almacenamiento autorizado complementariamente en los Permisos generales de fabricación, se

sujetará a las medidas de segundad que mencionen los propios Permisos.

En los Permisos extraordinarios para la compra de pólvora, explosivos, artificios y substancias

químicas relacionados con los mismos, la Secretaría fijará las condiciones a que deberá sujetarse el

almacenamiento respectivo

Las gestiones a realizarse son diversas, pero el apego a la Ley y su Reglamento implica un

procedimiento administrativo que, en la medida de su cumplimiento ágil y oportuno, redundará en el

objetivo deseado, que es la autorización del Permiso para la fabricación, compra, venta, uso,

almacenamiento, importación y exportación así como transportación de materiales explosivos.

A continuación se describen los requisitos, condiciones y características de los principales Permisos

o autorizaciones.

Polvorines Autorizados

87


1.- Permiso General, modificación o ampliación al mismo

(Art 42, Fracc I de la Ley Cap IV, Art 35 del Reglamento)

• Se concederá a las negociaciones o personas que se dediquen de manera permanente a las

actividades enunciadas en la Ley y Reglamento

• Los Permisos son intransferibles y tendrán vigencia durante el año en que se expiden

• Podran ser revalidados con vigencia anual

• La SDN podra negar, suspender o cancelar discrecionalmente los Permisos cuando las

actividades amparadas entrañen peligro para la segundad de personas instalaciones o puedan

alterar la tranquilidad o el orden publico

A manera de ejemplo, se enuncia en términos generales como se integra una solicitud para compra,

almacenamiento y uso de explosivos

a) Escrito Petitorio dirigido a la SDN - DGAFCE, en papel membreteado de la persona física o

moral, consignando el objeto especifico de la solicitud, con los datos que identifiquen el tipo

de proyecto y el lugar del mismo, y firmado por el Representante Legal

b) Se anexaran al escrito los siguientes documentos (Art - 35 - Reglamento)

1. Solicitud conforme a modelo (formato establecido por la Institución)

2. Conformidad respecto de seguridad y ubicación expedido por la Primera

Autoridad Administrativa del lugar donde se realizara el proyecto (formato

establecido)

3. Conformidad(es) respecto de seguridad y ubicación de polvorines o almacenes

en su caso (formato establecido) y bajo las mismas condiciones y requisitos del

punto anterior

4. Referencias del lugar de consumo (formato establecido)

5. Opinion Favorable del Gobernador del Estado donde se localice el

88


proyecto u obra

6. Copia certificada del Acta constitutiva y modificaciones, si se trata de sociedades

mercantiles

7. Copia certificada del Acta de nacimiento del Representante Legal.

8. Plano de conjunto a mil metros alrededor del lugar donde se realizará la obra o en su

caso donde se instalaran los almacenes o polvorines, y que reúna todos los requisitos que

indica el Reglamento

9. Plano circunstanciado del proyecto, a escala adecuada para la localizacion de la obra

o instalaciones

10. Programa de trabajo, medidas de seguridad, control y vigilancia.

11. Relación del personal, incluyendo el nombre del responsable de la obra

12 .Distancia de los polvorines del proveedor al lugar de consumo o almacenamiento

13. Cantidades y tipo de material explosivo a consumir, así como la forma de

abastecimiento.

89


Tabla de Requisitos para el Permiso General

TIPO DE DOCUMENTO TIPO DE FORMATO FIRMADO POR

a) Escrito Petitorio estilo personal 1) Solicitud

2) Conformidad de segundad y ubicación 3) Conformidad de segundad y ubicación

de polvorines 4) Referenaas del lugar 5) Opinion Favorable del Gobernador 6) Acta Constitutiva y modificaciones 7) Acta de Nacimiento del

Representante Legal 8 y 9) Planos 10) Programa de trabajo 11) Relación del personal 12) Datos del proveedor de explosivos 13)Cuadro que muestre el abastecimiento

consumo penodico de explosivos

Papel Membreteado Formato DGAFCE (anexo # 1)

Formato DGAFCE (anexo # 2)

Formato DGAFCE (anexo # 3) Formato DGAFCE (anexo # 4) Estilo personal del Funcionario Acta Notanal Certificada Acta del Registro Civil de la entidad correspondiente

Profesional Estilo personal del solicitante Estilo personal del solicitante Estilo personal del solicitante

y Estilo personal del solicitante

Representante Legal Representante Legal

Primera Autondad Adm

Primera Autondad Adm Representante Legal Gobernador del Estado Notano

Juez del Registro Civil Representante Legal Representante Legal Representante Legal Representante Legal

Representante Legal

Para el caso de los puntos 2 y 3, el interesado hace la petición por escrito de la Conformidad de

Segundad, directamente en la Presidencia Municipal y postenormente gestiona la Opinion Favorable

del Gobernador del estado que corresponda (punto 5) Estos documentos son previos a la solicitud

ante SDN - DGAFCE y su autorización significa que se puede realizar la obra sin que se afecten

instalaciones, propiedades, u otras estructuras de las comunidades cercanas y sobre todo que se

resguardara la segundad publica

90


ANEX01 Formato de solicitud de Permiso General

ncr»lGBBV^CEre3SlHo^î^^ce/ |R^reERJB30Y(x^^RacEBf loa^<B

3aXIIU3[EPB^SOGB«^FWÎH3CÍRSEAlAOaVPR^Ya>SJVDCEM»,TW«. B<PUHVOV«StJBSPK3flSCUMC«SPaAX>maSCa>l LOS MSMDS (/«T 42ra«CCICNIEELALEy FHH)íLCE«»*iSCeRJB30YEI<FlDaVDg

A-OÜIOSEB-SajCTONlE

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D-BWJSWBYO SlBSl»C"K'n,IM"«q FQCNSLMRAWBCLWAPIIE

MMBVL CmnDKk

/OOEXHIHVO ABJ1EEXPICSVO CCBDCNCBCN«NIE INOÍDCRES

IVEXK3Q DF. A14CEM°flZDOE2003 (ULGORYFBO*) (HR*S)

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR US MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Para la solicitud de Permiso Extraordinario se usara el mismo formato, cambiando únicamente la

descnpcion del párrafo primero

ANEXO 2 Conformidad respecto de seguridad y ubicación

PRESDENOA MUNICIPAL DE

DIRECCIÓN O DEPARTAMENTO DE

CONFORMMD RESPECTO DE SEGURIDAD Y UBICACIÓN

DEL LUGAR DE CONSUMO O DE FABRICACIÓN Y/O VENTA DE ARMAS CARTUCHOS EXPLOSIVOS ARTIFICIOS O SUBSTANCIAS QUÍMICAS RELACIONADAS CON LOS MBMOS EXPEDIDO POR LA PRWERA AUTORIDAD ADMINISTRATIVA

EL SUSCRITO

ADMINISTRATIVA DE

PRIMERA AUTORIDAD

MUNICIPIO DE

HACE CONSTAR Y CERIFICA.

CONDOMOJOEN

(Denommacton o razón soctal)

CALLE

MUNICIPIO O DELEGACIÓN

OUOAD POBLACIÓN O LOCAUDAD

ESTADO TERRITORIO O DISTRITO

EMPLEARA LOS MATERIALES SIGUIENTES (puma ujniiu,H4JHJiJHi;anvuaium;aiim»»

aitficx^ ratoceliJosa docato de potasio ele)

TRABAJOS OIE EFECTUARA PRECISAMENTE EN B. LUGAR DE CONSUMO UBICADO B t

(Refendo a puntos conocidos del teireno para su fadl tocaleaoon)

TIENE LA CONFORMDAD DE ESTAS AUTORIDADES EN EL ÁMBITO DE SU COWETENCIA RESPECTO A SU SEGURCAD Y UBICACIÓN PARA DESUÑARSE A LAS ACTMOAEeS ANTES SEÑALADAS EN TERMNOS DEL ART 39 DE LA LEY FEDERAL DE ARMAS DE FUEGO Y EXPLOSIVOS

SeltoyFimia

92

PROPOSICION DE UN PERITO EN EXPlOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

ANEXOS Almacenamiento

ANEXD3

SECRETARIA DÉLA DEFENSA NACIONAL

QRBXOJGBeWLCERBaSTRDFHHVLCE /if»*SCERJB3DYCX>nFCLCEEXFlJCa\C6

(OWTOMUTARNJUBO'KI(FRBX)RBCFM\DF.)

RBFBBCl/sSCEUSBPaVCHNEStO/llMiCaES) D3ttB.93KnmEm/KBVf*,lASAFM>Si CBJEIC6 O « M W I E 3 O E UnUZWft BJ l /S CBRfiS, CFBVOCJeS IMUSIR/SIE O (Uf iCWLES, O Bil LA BnOPCXH MhB*VaJESa\WALAGESnCNFEmCRA

DamwaxnoRsznnScaádáP&xreno

Pa\CRN(0/»U*lCe|NLHBD

SmíCK^BÍiCIADaFCLVCRNpAWPCB^

Ftíencb a putos a r a x t e dd temtaio para

FaSfrsulocafizaciGn

UBOCO»!

TIPO

MnopooCEJegaoon

aH/B«J\ESINTB3CReS

\emL«3CNPCRI«30CE

wraviECEOCNSiRnxN

Sem-BtaiaJj Blenctb

Eslad^ Tenrtcno o Dsbita

S x a ^ n d s M n a

MIS

Lago Ariio Ato

QmerteG

aSBtOAMPSCCFUKüB- PCLVCRNA

MJOG

C&sasrtbrtaaon

MbQ6

h&ns

Rjertas Tedxs

Miras

"BaSIEONJ BWB*\CEFR3TBXICNA

Casas HUjUijGn

\fes Pareas ureas Bedncas FUwnnes

awnDODB^UNDíCBi WEIFOSONÜOGRílVCS, SB3ÚNa.CfiSQ CEARWS CBETC6

TicÉaidose efe Bfksux, se terda en OErta

Til^pa(]tili(tecfyTlst^raa0^íidaí,

CBnomnaoon o fóacn Sxid de la C&sa Roeecba FtamsoGEnerai Mirero

Lugar y Fecha Firma del so l ic i tante

93


ANEXO 4 Referencias del área de consumo

/*B04

SKFET/SRACELACffB^XNmCNQL aPE0CK>l(PB^[B.RB3BnPFHB^^gA^M^CERJB3OYOCNnq-DESFU0aV^

RffFBOAS CB. LLGflR DOvCE B. SGUCTOME OOEUVIRX O UBfiFVK lOSEXFWa^S, fif^fíOCB O SUBSWvOaS OJMCflS mJOCWCfiS OCN l£S MSIVCS m LfiG CERaS CFBâOsB INDUBTHASOB<RDrA3CNMNeâ£SB^lAmSU(:^niCNFenC^

(CercmnaacnoFfeBTiSxial cfel Ffebacrenc

SniM3CNBCACrA[H.UX^R0ECaCUVD

UBOVOBt Mnapo CÉlegaocn &tacb Dstnto

aSr/lNCI SM9S(XRr/l5B«ISUS/llfHH]CRESA xxxxxxxxxxxxxxx Casas htotaxn

Którcs XXXX Wfetros XXXX IVfetrcs XXXX IVHrcs \Xas Parcas Líneas Hédncas Ftívcnnes

•BflSTEOhD'BÍRRB^DEPRDIHXICNA XXXXXXXXXXXXXXX CJ&sashfebtaocn

N3EXISIE NDBdSIE NDBdSTE NDBdSTE Oretaas Mas Pareas Lineas Bédncas FUvcnnes

IOTA 'BaRB^CEFRDlBXICN^SCînCAamXIBRaB/^ IVLFmAmnFiaA.CEE3:QCRNDI«CR CELMWEiroOOvEIRJCAa^niBW /CCEBSOS^XSTHTBvreOBCBa^CET/^rasBDOaf l^RiRIBaFa^Dí^^ a£raXIBÍ^FRC!IBXI( ÍNhDaHDW\f i^ [ESCEB. l lG^f f iQCraM)CE E^RJ36l\<B/SLNaj1V\DOl£S/iFBaBB5?H\lCKFfCMSTC6CEh<lJflS

94


Acta de Inspección

Existe otro documento que se adjuntara a la solicitud después de haberse presentado esta y que es

también un requisito para concluir el seguimiento interno que le da la DGAFCE Se trata del Acta de

Inspección, que es el resultado de una visita física al lugar del proyecto, obra, polvonnes o

almacenes, y esta a cargo de la Zona Militar, Regimiento ó Batallón que le competa de acuerdo a la

ubicación de la obra La visita se realiza de manera coordinada y conjunta con el interesado y tiene

por objeto venficar si el solicitante cuenta con los recursos y reúne los requisitos, medidas de

segundad y vigilancia, para realizar su proyecto El formato es establecido por esta instancia

dependiente de la SDN, en el que se incluye la información de la obra o proyecto, siendo el párrafo

pnncipal la "Opinion" ó "Determinación", párrafo en el que se consigna si es favorable o no la

inspección para el solicitante, es decir si procede ó no la solicitud de Permiso y es firmado por ambas

partes la Autondad respectiva y el interesado (Representante o Apoderado Legal)

Es de suma importancia que el Perrfo en Explosivos demuestre su capacidad y expenencia para

asesorar, delegar o en su caso intervenir en todos los tramites, ya que en cada uno de los anexos, se

necesita el conocimiento legal, técnico y administrativo para que de manera precisa y oportuna se

elaboren y se obtengan las autonzaciones previas para integrar y presentar la solicitud a la SDN -

DGAFCE Ademas dará seguimiento según amenté cada caso, ya que el factor tiempo es pnontano

dada la naturaleza de este tipo de trabajos

2.- Revalidación del Permiso General (Art 86 del Reglamento)

La solicitud de revalidación del Permiso General se presentará dos meses antes de su vencimiento,

teniendo la SDN la facultad de comprobar si subsisten las condiciones que sirvieron de base para su

expedición y podrá requenr los informes que considere necesarios, presentando también una copia

de la petición a la zona militar correspondiente

Los requisitos son

• Escrito Petitorio dmgido a la SDN-DGAFCE, firmado por el Representante Legal

• Copia del Permiso General del periodo inmediato antenor

• Copia de modificaciones al Permiso

95


• Copia de suspensiones si las hubo y

• Acta de Inspección

3.- Permiso Ordinario (Art 42 Frac II, de la Ley)

Se expedirán en cada caso a las negociaciones con Permiso General vigente para realizar

operaciones mercantiles entre si o con comerciantes de otros países Este es requisito para la

compra y venta La vigencia sera la que se señale en cada caso concreto

Los requisitos son

• Escrito petitono del interesado, dirigido a la Comandancia de la Zona Militar que corresponda

a la ubicación de la obra, consignando los datos concretos del lugar de la obra con copia

para SDN - DGAFCE asi como los tipos y cantidades de material explosivo y el numero del

Permiso General vigente, adjuntando la copia del Permiso General

4.- Permiso Extraordinario (Art 42, fracción m y 44 de la Ley)

Se otorgara por única vez a quien de manera eventual tenga necesidad de efectuar alguna de las

operaciones a que este Titulo se refiere (compra y consumo de materiales explosivos) La vigencia

sera la que se señale en cada caso concreto

Los requisitos son

• Los mismos señalados en el punto 1, referido al Permisos General, Modificación o

ampliación

En el Capitulo VI de la Ley referido al Control y Vigilancia Art - 68 a 76, y del Reglamento en su

Capitulo XI, Art-77,80,82 al 90 nos indican lo siguiente

Para lograr la autorización de un Permiso para la fabricación, compra, venta, uso y almacenamiento

de explosivos, la Ley y su Reglamento establecen rigurosamente el procedimiento a seguir de la

misma forma es estricto su control y vigilancia, pues se trata de resguardar el orden y segundad

96


publica que como ya se ha mencionado esta a cargo de la Secretaria de la Defensa Nacional, y

siendo reiterativos, los técnicos, expertos y Peritos en Explosivos deben conocer y aplicar esta

reglamentación ya que es de ínteres común tanto para el particular como para la Autoridad

respectiva

La persona física o moral que ha sido adjudicada con un Permiso General o Extraordinario, deberá

presentar los informes, controles, medidas de seguridad y vigilancia a los que se obliga en el plazo

establecido a la Autondad competente

También esta obligado a dar las facilidades necesanas y coordinarse con las areas respectivas

dependientes de la SDN (zonas militares-batallones-regimientos) para que se practiquen las visitas

de inspección durante todo el tiempo que este(n) vigente(s) el(los) Permiso(s)

La Ley y su Reglamento indican los siguientes controles:

• Informes mensuales.- (formato de DGAFCE) Muestran las operaciones de compra, venta,

consumo, almacenamiento y existencias de materiales explosivos Los usuarios de Permisos

generales y extraordinarios deberán presentarlos durante los primeros diez días de cada

mes, por las operaciones realizadas en el mes inmediato anterior y durante todo el tiempo

de vigencia del Permiso inclusive si no hay operaciones (anexo # 5)

• Libro para registro.- La persona física o moral que cuente con Permiso(s) para las

actividades enunciadas en la Ley, deberá solicitar por escrito su autorización para todos y

cada uno de los Permisos En el Libro para Registro se asentaran todas las operaciones

realizadas durante el mes y por todo el tiempo de vigencia de el(los) Permiso(s) Mostrara las

compras, ventas, consumo inmediato, y saldo o inventario al cierre de cada mes Igualmente

reflejara la facturación correspondiente

• Actas de inspección.- Como lo vimos anteriormente, la SDN ordenara las visitas de

inspección necesarias con la finalidad de comprobar el cumplimiento de la Ley y su

Reglamento Las mismas estaran a cargo del personal designado por la SDN (zonas

militares, regimientos, batallones) que en coordinación con el Representante Legal de la

negociación se realizaran, dando como resultado El Acta de Inspección La misma siempre

97


es un requisito para la solicitud de un Permiso, la modificación ó ampliación del mismo, y

para su revalidación

• Conservación y guarda.-Los titulares de Permisos generales y extraordinarios están

obligados a conservar por el término de cinco años toda la documentación referida a los

Permisos

ANEXOS ANVERSO

C GENERAL. SECRETARIO DE LA DEFENSA NACIONAL DIRECCIÓN GENERAL DEL REGISTRO DE EXPLOSIVOS AV MIGUEL DE CERVANTES SAAVEDRA Num 586 CAMPO MILITAR No 1-J (PREDIO REFORMA) EDIFICIO UNO PLANTA BAJA COLONIA IRRIGACIÓN, C P 11500 MEXICO D F

NOMBRE O RAZÓN SOCIAL UBICACIÓN

PERMISO GENERAL_ RUBRO

EN CUMPLIMIENTO A LO DISPUESTO EN LOS ARTÍCULOS 83 84 Y 85 DEL REGLAMENTO DE LA LEY FEDERAL DE ARMAS DE FUEGO Y EXPLOSIVOS. ME PERMITO ENVIAR EL SIGUIENTE INFORME DEL CONSUMO DE MATERIAL EXPLOSIVO CORRESPONDIENTE AL MES DE ABRIL DEL AÑO 2003

•CflNSEPTÜ

EXISTENCIA kNTERIOR

COMPRADO

SUMAS

CONSUMIDO

EXISTENCIA ACTUAL

EXPLOSIVOS

«XfLOSfVO

0 000

0 000

0 000

0 000

0000

AGEHfS

g x p u j s t y »

0 000

0 000

0 000

0 000

0 000

smwowr

000

000

000

oca

000

GQWQN

DETONANTe

000

000

000

000

0000

mxtftmc®

samucmmi

000

000

000

000

000

IWCWBORSS

000

000

000

000

000

OTROS

mus.

0 00

ooo

000

000

000

UBICACIONES DEL LUGAR DE CONSUMO

C C P - COMANDANCIA DE LA ZONA MILITAR - EN RELACIÓN AL PERMISO GENERAL No EXPEDIDO EL DE DEL _

98


ANEXO 5 E V E RS O

CfeAFKMSnrhA

Mi CE PEFMSO

T

Na DE

CT/UEIM

FTO»

TBVLAl

R«ENSOa«-

OJRDO/ILKES

FXhLÓSIVij i ,

AJO LXFl£S/D

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000

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000

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WIRATOCE MOIO

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OCKUJIU IMOADCFE

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OIFC6

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aFS=RESBWNIELB3ÍLOPB5MSICN0f!IO

ULGORYFHJ-n fíFm

CCP- OOVWCWCIACELA ZCMMUTAR-.

• Avisos obligatorios.-Las personas físicas o morales con Permisos generales o

extraordinarios se obligan a informar a la SDN del extravío, robo o descomposición de

materiales explosivos, dentro de las setenta y dos horas hábiles siguientes de que tenga

conocimiento del suceso. También informarán cuando suspendan ó finalicen actividades, en

un término de quince días

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR U S MEJORES CONriHONES EN VdDÜURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

B I B L I O T E C A • Disposiciones complementarias.- La SDN mediante circulares determinará los modelos

conforme a tos cuales se harán las manifestaciones y solicitudes previstas en la Ley y su

Reglamento, y fijará el costo de cada autorización ó Permiso.

Observamos que las actividades y gestiones a realizar en lo que se refiere a tramitología, resultan

abundantes y estrictas, dado que se está en apego a la Ley y su Reglamento. Por lo tanto el Perito

como especialista en materia de explosivos deberá darle un seguimiento puntual a todos los trámites

a fin de tener con oportunidad las autorizaciones deseadas.

100


B) Revision Técnica

CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO DE VOLADURAS

En el calculo y diseño de las voladuras las variables que son controlables los podemos clasifican en

los siguientes grupos:

a) Geométricas.- Diámetro, longitud de carga, espaciamiento, bordo, taco, etc.

b) Químico - Físicas o del Explosivo.- Tipo de explosivo, potencia, energía, sistema de cebado,

etc.

c) De tiempo.- Tiempos de retardo y secuencia de iniciación numero de barrenos a detonar y el

numero de filas.

BORDO APARENTE ESPACIAMIENTO APARENTE

DIÁMETRO DE BARRENOS BARRENO A CRESTA , -

PRECORTE PARTE DE ATRÁS

NUEVA CRESTA DESPUÉS DE LA VOLADURA

PRECORTE LATERAL

PISO O ÁNGULO NULO

BORDO FRONTAL

ÁNGULO DE BANCO

SUBBARENACIÓN

101


Diámetro de los Barrenos

El diámetro de perforación idóneo para un trabajo depende de los siguientes factores'

• Características del macizo rocoso que se desea volar

• Grado de fragmentación requerido.

• Altura del banco y distribución de las cargas.

• Economía del proceso de perforación y voladura.

• Dimensiones del equipo con el cual se realizara la rezaga.

Cuando el diámetro de Barrenación "D" es pequeño los costos de perforación, cebado e iniciación

serán altos, y en las operaciones de carga, taco y conexión se invertirá mucho tiempo y mano de

obra. La única ventaja que se presenta es la mejor distribución del explosivo y por lo tanto un

consumo especifico de este menor. Por lo consiguiente un mejor control de las vibraciones

generadas, como producto de la voladura.

Cuando los diámetros son grandes, por consiguiente la plantilla de perforación será más grande

consiguiendo con esto la disminución de Barrenación por realizar. El aumento del diámetro de

Barrenación va acompañado de las siguientes ventajas

• Disminución del costo de perforación y voladura.

• Posibilidad de mecanización en el proceso de carga del explosivo.

102


• Mayor rendimiento de la perforación (m3 volados / mi perforado)

• Aumento del rendimiento de la excavadora como consecuencia de la reducción de zonas de

baja productividad

Zonas de í>a/a productividad para excavadoras de cables

Altura del Banco

La rigidez del paralelepípedo de roca situado delante de los barrenos tiene una gran influencia sobre

los resultados de las voladuras. Cuando la relación "H/B" es grande, el desplazamiento y

deformación de la roca es fácil, particularmente en el centro del banco Ash (1977), señala que la

relación optima es "H/B 13"

Si "H/B = 1", se obtendrá una fragmentación gruesa con problemas de sobreexcavacion y patas

Con "H/B = 2" se aminoran estos efectos, eliminándose en su totalidad con "H/B > 3".

Estados de flexión de un banco con distintas relaciones H/B (Ash)

103


La condición "H/B > 3 " se cumple generalmente en bancos a cielo abierto con buenas condiciones

de explotación, (terrazas).

Si las altura del banco es muy grande, pueden presentarse problemas de desviación de los barrenos

que efectuaran no solo a la fragmentación de la roca, sino que incluso aumentaría el riesgo de

generar fuertes vibraciones, proyecciones y sobre excavaciones.

Inclinación de los barrenos

En las voladuras en banco la perforación inclinada (viaje), presentan numerosas ventajas, pero

también algunos inconvenientes que deberán ponderarse en cada caso en particular. Normalmente,

con equipos de perforación rotopercutivos los barrenos son inclinados, pero en las grandes minas a

cielo abierto donde se utilizan perforadoras rotativas la tendencia parece dirigirse hacia los barrenos

verticales.

Las ventajas que presenta la perforación inclinada son:

• Mejor fragmentación, desplazamiento y abundamiento de la pila de material, ya que se

mantiene mas uniforme el valor del Bordo " B " a lo largo del barreno y aumenta el ángulo de

la trayectoria de proyección.

" 'í «"< " " ¡ ^ ! í- T-TWTJ

SECUENCtñ DF INICtñclON

Perforación inclinada vs. Perforación vertical.

104


• Taludes mas sanos y seguros en los nuevos bancos creados

• Mejor abundamiento del material.

• Menor sobre perforación y mejor aprovechamiento de la energía del explosivo con la

consiguiente disminución del nivel de vibraciones producido.

• Menor consumo especifico de explosivo (factor de carga), al reflejarse de forma mas eficiente

la onda de choque en el pie del banco

ZONA PRODUCTORA DE BLOQUES

Ventajas de los barrenos inclinados

• Mayor rendimiento de la perforación por unidad de volumen volada.

Por el contrario, los inconvenientes son.

• Mayor desviación de los barrenos cuando estos son largos

• Aumenta la longitud de Barrenación.

• Dificultad en el posicionamiento de las perforadoras y de las operaciones de acople del acero

de Barrenación.

• Exige una supervisión cuidadosa que repercute en los tiempos improductivos.

• Disminuye el disponible en las perforadoras, por lo que en rocas duras la velocidad de

penetración se ve limitada en proporción directa al ángulo de inclinación.

• Mayor desgaste del acero de Barrenación.

• Dificultad del barrido de los detritus, debido a las fuerzas de rozamiento que hacen necesario

un aumento en la caída del aire

• Problemas de cargado del explosivo, especialmente en barrenos con agua

105

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANT ZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Taco

El taco es la longitud del barreno que en la parte superior se rellena de material inerte, (grava,

gravilla, arena etc), y tiene la misión de confinar y retener los gases producidos en la voladura para

permitir que se desarrolle por completo el proceso de fragmentación de la roca Si el taco es

insuficiente se producirá el escape de los gases a la atmosfera (escopeteo), generando problemas

de onda aerea y nesgo de proyecciones, o que simplemente no trabaje el barreno cargado, siendo

mas critico si se presenta en algún barreno central, lo cual representaría una mal trabajo en conjunto

del explosivo Por el contrario con un taco excesivo se obtendrá gran cantidad de sobre tamaños, en

la parte alta del banco (area del taco) poco abundamiento de la pila de material y un nivel de

vibración elevado

En la determinación del taco, se deberá tener en cuenta

• El tipo de matenal a utiliza

• Longitud de la Columna del taco a utilizar

• Si existe presencia de agua

Normalmente, el material que se emplea como taco es el mismo detrito de perforación, debido a su

disponibilidad junto a la boca del barreno Sin embargo, recientes estudios han demostrado que el

matenal granular anguloso, es mas efectivo el taco aumenta con la disminución del contenido de

humedad

El taco mas eficiente se alcanza para tamaños de partículas entre "1/17 D" y "1/25 D"

Las investigaciones realizadas por Otuonye indican que utilizando un material de taco con un

diámetro "1/25 D" procedente de la trituración, puede reducir la longitud del taco hasta un 41% En la

practica siempre que sea posible se deberá mantener un taco con una longitud superior a "25 D"

para evitar los problemas de onda aerea proyección de roca, cortes, y sobreexcavaciones

Sub Barrenación

La sub Barrenación es la longitud del barreno por debajo del nivel del piso que se necesita para

romper la roca a la altura del banco y lograr una fragmentación y desplazamiento adecuado del

material, esto debido a que el explosivo trabaja a 45° grados de inclinación y todo aquello por debajo

106

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJOffcS CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

no trabaja el explosivo Si la sub Barrenacion no es suficiente se tendrá problemas con no alcanzar la

rasante proyectada, resultando la apancion de patas

Pero si la sub Barrenacion es excesiva se produciría

• Un aumento en los costos de perforación y el consumo de explosivo

'leii&tbiietiFiimit

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Sobreperforacion mínima necesaria

Bordo y Espaciamiento

El bordo "B" es la distancia mínima desde el eje de un barreno al frete libre y el espaciamiento "S" es

la distancia entre barrenos de una misma fila Estas vanables dependen básicamente del diámetro de

perforación, de las propiedades de las rocas y de los explosivos, de la altura del banco y de los

explosivos y del grado de fragmentación y desplazamiento del material deseado

Se han propuesto numerosas formulas de calculo del bordo que tienen en cuenta uno o vanos de los

parámetros indicados, pero todas proporcionan valores que se sitúan en el rango de "25 a 40 D",

dependiendo fundamentalmente de las propiedades del macizo rocoso

107


£ 7-

<

ROCA BLANDA

ROCA MEDIA

ROCA DURA

50 100 150 200 250 3 0 0

D I Á M E T R O DE BARRENO ( m m )

Dimensión de Is piedra en función del diáme

tro de perforación.

En lo relativo al bordo es muy importante asegurarse de que su dimensión es la adecuada. Valores

mayores o menores con respecto al teórico previsto pueden darse en las siguientes situaciones.

• Error de posicionamiento o replanteo de los barrenos.

• Falta de paralelismo entre el barreno y la cara del banco.

• Desviación de los barrenos durante la Barrenación.

• Irregularidades en el frente del talud.

Si el bordo es excesivo los gases de la explosión encuentran mucha resistencia para agrietar y

desplazar la roca, y parte de la energía se transforma en energía sísmica aumentando la intensidad

de las vibraciones. Y si la dimensión del bordo es reducida, provocando la proyección de fragmentos

de roca, proyectándolos de forma incontrolada, y provocando además un aumento de ruido.

En cuanto al espaciamiento (S), su valor se calcula en función del bordo, comúnmente es de 1 a 1.8

B. Espaciamientos muy pequeños producen entre las cargas un exceso de trituración. Y cuando las

dimensiones son excesivas entre barreno y barreno da lugar a una fracturación inadecuada entre

108


cargas, acompañadas por problemas de patas y un frente muy irregular con resaltes de roca en la

nueva cara del banco.

Esquemas de Perforación.

En las voladuras en banco, habitualmente, las plantillas de barrenación mas utilizados son cuadrados

o rectangulares, no obstante los más efectivos son los denominados "trebolillo" y entre ellos el mejor

es el que forma triángulos equiláteros, ya que es el que proporciona la mejor distribución de la

energía del explosivo en la roca y permite obtener una mayor flexibilidad en el diseño de la secuencia

de encendido y dirección de salida de la voladura. Este esquema produce mejor fragmentación, con

un espaciamiento que vale "S = 1.15 B" para barrenos verticales y "S = 1.15 B x eos 8", siendo "8°

el ángulo con respecto a la vertical, para barrenos inclinados

Por ejemplo si se considera una plantilla de barrenación cuadrada de 4.5 mts. De lado a, el punto

más lejano y equidistante de los cuatro barrenos se encuentra a una distancia de 3.18 mts, (figura

(a) En el caso de una plantilla de barrenación al trebolillo con triángulos equiláteros, la plantilla es de

4.2 x 4.8 mts. Y el centro del triangulo esta a una distancia de los barrenos de 2.79 mts, (figura (b).

_ PUNTO CEMTUüL tOWet3T l l

^

CUADRADO D i '

j "

I 4 • •

ESQUEMA A L T R E S B O L I L L O 4 , 2 0 x 4 , 0 0 m

Comparación de un esquema cuadrado (a) y al tresbofido (b)

109


Como la caída de la tensión producida por la onda de choque es proporcional al cuadrado de la

distancia, en el punto equidistante de los barrenos con plantilla de barrenación cuadrada se registrara

un 23 % menos de energía que en el esquema de tresbolillo equidistante

Tamaño y Forma de la Voladura.

El tamaño de las voladuras debe ser tan grande como sea posible, ya que de ser así se conseguirán

los siguientes ventajas:

• Disminución de los tiempos improductivos de los equipos de perforación y carga.

• Menor longitud porcentual de la zona perimetral de las voladuras, donde se produce una

fragmentación más deficiente debido a: la mayor dificultad de establecer esquemas

regulares, al riesgo de encontrar bloques ya perforados por las voladuras anteriores y al

escape prematuro de los gases por la grietas existentes, además del mayor tiempo de

supervisión y control que implica en si la voladura.

En general, la fragmentación de las voladuras múltiples es mejor que en las de una sola fila. La forma

de las voladuras debe ser tal que:

Con un frente libre, la relación "longitud de frente (LV) / anchura (AV)" sea mayor de 3

Voladura con un frente libre

110

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOS VOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

En voladuras con dos frentes libres la voladura deben diseñarse con "longitud de frente (LV) /

anchura (AV)" sea mayor de 2.

Voladura con dos frentes libres

En contraposición, los inconvenientes de las voladuras con filas multiples son

• Aumento de la intensidad de las vibraciones y onda aerea producidas, por lo que en algunos

casos, como en las proximidades de zonas urbanas, no son aplicables

• Aparición de sobreexcavaciones y proyecciones en las ultimas filas si no se ha disparado con

una secuencia correcta

Tiempos de Retardos y Secuencias de Encendido

111


Los tiempos de retardo entre barrenos y las secuencias de encendido juegan en las voladuras un

papel muy importante pues sirven para disminuir las cargas, y por consiguiente los niveles de

vibración producidos, y hacer que se consiga una mayor efectividad de los mecanismos de ruptura y

un control sobre el desplazamiento de la roca, la sobreexcavacion, las patas y la proyección de

piedra.

Consumo Especifico de Explosivo / Factor de Carga.

La cantidad de explosivo necesario para fragmentar 1 m3 o 1 ton de roca es el parámetro conocido

por Consumo Especifico / Factor de Carga "CE o FC". De acuerdo con la opinión de numerosos

especialistas, este parámetro no constituye la mejor y la única herramienta para diseñar las

voladuras, a continuación se indican algunos valores típicos de CE o FC en diversas rocas para

voladuras en banco a cielo abierto.

W O DE ROCA FACTOR DE CARGA

Kgfm3

ÍGNEAS

RMita-dacita 0530-0715

Granodionta 0 590 - 0 800

AiKtesita 0530-0715

Dnnta 0 530-0 770

Básate 0 590-0770

Grabo, dotenta o diabasa 0 530-0715

METAMORFICAS

Mámol 0475-0770

Homftes 0475-0715

Taconita 0475-0770

Gnass 0475-0715

Fizara 0290-0475

Esquisto 0 350-0 600

SEDIMENTARIAS

Conglomerado 0350-0660

Brecha 0350-0600

Arenisca 0475-0770

Calza 0 230-0475

Dolomita 0290-0475

Nota: Los Factores de Carga o Consumos Específicos están expresados en términos generales, por

loque solo proporcionan una idea aproximada a la energía requerida por tipo de roca. Esto es debido

112


a que cada banco tiene una geología particular altura de banco, diámetro de Barrenacion, plantilla de

barrenacion, etc Y también el factor de carga esta en función del tamaño de fragmentación deseada

Voladuras en Banco.

Las voladuras en banco en trabajos a cielo abierto se clasifican según la finalidad de las mismas,

pudiendo distinguirse los siguientes tipos

a) Voladuras en banco convencionales. Se persigue la maxima fragmentación y

abundamiento de la roca

b) Voladuras para producción de piedra para escollera. Se busca la obtención de piedra de

gran tamaño

c) Voladuras para excavación carreteras y autopistas. Se caracteriza por las condicionantes

que impone el trazo de la obra y el perfil del terreno

d) Voladuras para la excavación de Zanjas.

Otra clasificación usual de las voladuras en banco se hace atendiendo al diámetro de los barrenos

• Voladuras de diámetro pequeño, desde 65 a 165 mm

• Voladuras de gran diámetro, desde 180 a 450 mm

En las voladuras de pequeños diámetros se puede seguir la técnica sueca desarrollada por Langefors

y Kihlstrom, mientras que las voladuras de gran diámetro se adapta mejor a la técnica de Livingston o

criterios americanos

113

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPIOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Formulas de Calculo de Esquemas de Voladuras en a Cielo Abierto.

El bordo, como se ha indicado antes es la variable geométrica mas critica en el diseño de una

voladura. Para su determinación, desde hace varias décadas, se han llevado a cabo numerosas

investigaciones y se han desarrollado diferentes metodologías de calculo.

En la tabla que se muestra a continuación se indican las formulas de calculo del bordo mas

conocidas, que se exponen a continuación, y las variables que entran en juego en cada una de ellas.

MATRIZ DE COMPARACIÓN DE FORMULAS DE CALCULO DE LA PIEDRA EN VOLADURAS EN BANCO

PARAVL1HCK J1UZADOS

DIÁMETRO DEL BARRENO 0 DE LA CARGA

ALTURA DE BANCO

LONGITUD DE BARRENO

RETACADO

SOBREPERFORACION

LONGITUD DE CARGA

INCLINACIÓN DE BARRENO

DENSIDAD DE LA ROCA

RESISTENCIA DE LA ROCA 0 INDICES EQUIVALENTES

CONSTANTES 0 FACTORES DE ROCA

VELOCIDAD SÍSMICA DEL MACIZO ROCOSO

DENSIDAD DEL EXPLOSIVO

PRESIÓN DE DETONACIÓN

PRESIÓN DE DETONACIÓN

CONSTANTE BINOMICA ROCA-EXPLOSIVO

RATIO PIEDRA/ESPACIAMIENTO

POTENCIA DEL EXPLOSIVO

EQUIPO DE CARGA

Ul to ce w o <

UJ

Z tu < tr

X j X

X

X

X

X

X

ce < UJ Q.

X

X

X

X

o X

X

X

X

X

< s < X

X

X

X

< X

X

X

X

CO ce O UJ

O

< X

X

X

X

X

X

z tu w z < X

X

X

X

< O 3

X

X

X

•

X

X X

1

5 O

X

X

X

a 6

X

X

X

X

t -tu

<

X

X

X

X

X

X

X

X

o z

s X

X

X

X

X

í f r ¡u m

X

X

X

X

X

X

CC

s X

X

X

X

X

< > z O

X

X

X

z o [/> Ul ¡i-

§ X

X

X

X

X

X

z < ul

tr

X

1

Las expresiones mas completas requieren el conocimiento de un gran numero de datos que en la

mayoría de los casos no se conocen con exactitud, pues las características de los lugares donde se

realizan las voladuras cambian con mucha frecuencia y no es rentable un estudio detallado.

114


Métodos de Calculo Voladuras

1.- ANDERSEN (1952)

B = K x \ | D x L

B = Bordo (pies)

D = Diámetro (pies)

L = Longitud del barreno (pies)

K = Constante empírica

Como en muchos casos obtuvo buenos resultados haciendo K = 1 y tomando el diámetro en

pulgadas, la expresión anterior quedaba en la practica como

B = N DxL

Donde

D = Diámetro del barreno en (pulgadas)

2.-FRAENKEL(1952)

Rv x L" x l»3 x D»«

B =

50

B = Bordo (m)

L = Longitud del Barreno (m)

D = Diámetro del Barreno (mm)

Rv = Resistencia a la voladura, oscila entre 1 y 6 en función del tipo de roca

• Rocas de alta resistencia a la compresión (1 5)

• Rocas con baja resistencia a la compresión (5 )

En la practica se emplean las siguientes relaciones simplificadas

• B se reduce a 0 8 B < 0 67L

• I se toma como 0 75 L

• S debe ser menor de 1 5 B

115

PROPOSICIÓN [ £ UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

3.-PEARSE(1955)

Utilizando el concepto de la energía de deformación por unidad de volumen obtuvo la siguiente

ecuación-

B = Kv x 10-3 x D x

PD

^ RT

B = Bordo máximo (m)

Kv = Constante que depende de las características de las rocas (0 7 a 1 0)

D = Diámetro del barreno (mm)

PD = Presión de detonación del explosivo (kg/cm2)

RT = Resistencia a tracción de la roca (kg/cm2)

4.-HIÑO (1959)

La formula de calculo propuesta por Hiño es

PD

RT"

1/n

donde:

B= Bordo (m)

D = Diámetro del barreno (cm)

PD = Presión de detonación (kg/cm2)

R r = Resistencia dinámica a tracción (kg/cm2)

n = Coeficiente característico que depende del binomio explosivo & roca y que se calcula a partir de

voladuras expenmentales

116


log

PD

RT

log

d/2

donde

Do = Profundidad optima del centro de gravedad de la carga (cm), determinada gráficamente a partir

de los valores de la ecuación

Dg= A XV,.'«

Donde

d = Diámetro de la carga de explosivo

Dg = Profundidad del centro de gravedad de la carga

A = Relación de profundidades Dg/Dc

X = Constante volumétrica del barreno

Ve = Volumen de la carga usada

5.-ALLSMAN(1960)

Bmax =

Impulso x g

fix pr x u

PD x D x At x g

Pr x u

Donde

Bmax = Bordo máximo (m)

PD = Presión de detonación media (Him2)

At = Duración de la presión de detonación (S)

n = 31416

pr = Peso especifico de la roca (N/m3)

117


u = Velocidad mínima que debe impartirse a la roca (mis)

D = Diámetro del barreno (m)

g = Aceleración de la gravedad (9 8 mis2)

6-ASH (1963)

B (pies)=

KB x D (pulg)

12

donde Ka depende de la clase de roca y tipo de explosivo empleado

TABLA

TIPO DE EXPLOSIVO

• Baja densidad (0 8 a 0 9 g'cm ') y baja potencia

• Densidad media (1 0 a 1 2 g/cm ) y potencia media

• Alta densidad (1 3 a 1 6 g'cm3) y alta potencia

CLASE DE ROCA

BLANDA

•

30

35

40

MEDIA

25

30

35

DURA

20

25

30

Profundidad del barreno

Sub Barrenacion

Taco

Espaciamiento

L = KLX B (KLentre 1.5y4)

J = Kj x B (Kj entre 0.2 y 0.4)

T = Kt x B (Kt entre 0.7 y 1)

S = Ks x B2

Ks= 2 0 para iniciación simultanea

Ks= 1 0 para barrenos secuenciados con mucho retardo

«5= entre 1 2 y 1 8 para barrenos secuenciados con pequeño retardo


7.-LANGEFORS(1963)

Langerfors y Kihlstrom proponen la siguiente expresión para calcular el valor del Bordo Maximo

Bmax

pe X PRP

c x f x (S/B)

Donde

Bmax = Bordo Maximo (m)


c=Constante de roca (calculada a partir de c)

F = Factor de fijación

• Barrenos verticales f = 1

• Barrenos inclinados 31 f = 0 9

• Barrenos inclinados 21 f = 0 85

S/B = relación espaciamiento / bordo

Pc= densidad de carga (kg/dm3)

PRP = Potencia relativa en peso del explosivo ( 1 - 1 4 )

La constante "c" es la cantidad de explosivo necesario para fragmentar 1 m3 de roca, normalmente en

voladuras a cielo abierto y rocas duras se toma c = 0 4 Ese valor se modifica de acuerdo con

B = 1 4 - 1 5 m c = c + 075

B < 1 4 m c = 0 07/B + c

El bordo practico se determina a partir de

B = Bmax • e - db X H

Donde

H = Altura de banco (m)

e" = Error de emboquille (m/m)

4=Desviación de los barrenos (m)

Bmax

33

119


8.- HANSEN (1967)

Hansen modifico la ecuación original propuesta por Langefors y Kihlstrom llegando a la siguiente

expresión

Qb =0.028 (H/B +1.5) x B2 + 0.4 x Fr (H/B + 1.5) XB*

Donde

Qb = Carga total de explosivo por barreno (Kg)


B = Bordo

Fr= Factor de carga (kg/m3)

Los factores de carga Fr se determinan a partir de la siguiente tabla

TABLA

TIPO DE ROCA Fr

(kg/m1) RC

(MPa)

RT

(MPa)

1 II III IV

0,24 0,36 0,47 0,59

21 42

105 176

0 0,5 3,5 8,5

l

9.-UCAR(1972)

La formula desarrollada por Ucar es

1.5 x B2H + 2B x cfi - 3H x cfi = 0

Donde

B = piedra (m)

120


H = altura de banco (m)

cfi = factor de carga (kg/m)

El valor de B se obtiene resolviendo la ecuación de segundo grado anterior

Las hipótesis de partida de este autor son

• Factor de carga (0 4 kg/m3)

• Carga total de explosivo por barreno (Kg)

• Concentración lineal de carga (kg/m)

cfi = pe x (D/36)2

• Longitud de carga (m) I = H - B + B/3

• Espaciamiento igual al bordo

Siendo

pe = densidad del explosivo (g/cm3)

D = diámetro de carga (mm)

S = espaciamiento (m)

10.- KONYA (1972)

B= 3.15 x d x

pe

pr

0 33

Donde

B= Bordo (pies)

D = Diámetro de la carga (pulgadas)

pe = Densidad del explosivo

pr = Densidad de la roca

121


El espaciamiento se determina a partir de las siguientes expresiones

• Barrenos de una fila instantáneos

H+2B

H < 4B S =

H mayor o igual a 4B S = 2B

Barrenos de una fila secuenciados

H + 7B

H < 4B S=

8

H mayor o igual a 4B S= 1.4B

Taco

Roca masiva T = B

Roca estratificada T = 0.7 B

122


11.-FOLDESI(1980)

El método húngaro de calculo propuesto por Foldesi y sus colaboradores es el siguiente

B = 0.88 x D x

N pe

m x CE

Donde

B = Bordo (m)


pe = Densidad del explosivo dentro del barreno (kg/m3)

CE = factor de carga (kg/m3)

0.693

m= 1 +

I (pe x VD2) - In RC - 1.39

Siendo

VD = Velocidad de detonación del explosivo {mis)

RC = Resistencia a compresión de la roca (Mpa)

En el caso de secuencias instantáneas se toma 22< m < 28y para secuencias con micro retardos

11< m < 14

Otros parámetros son

• Espaciamiento S = m xB

• Distancia entre filas Bf= 1.2 x B

B x VD

• Taco T = 1.265 x x

VC

Siendo ps la densidad del matenal de taco en el barreno

• Sub Barrenación J= 0.3 x B

pe

ps

123


12.- PRAILLET (1980)

A partir de la formula de Oppenau propone la siguiente expresión para el calculo de B

B2 x (H x K)

B3 +

2.4 x pe x

VD

400 x (H + J • T) x D2

10 x RC

Donde

B = Bordo (m), S = B


K = Constante (12 5 para excavadora y 51 para maquina de dragado)


VD = Velocidad de detonación del explosivo {mis)

J - Sub Barrenación (m)

T = Taco (m)


RC = Resistencia a compresión de la roca (Mpa)

El valor B no puede determinarse directamente por lo cual se tendrá que calcular por aproximaciones

sucesivas

13.-LOPEZ JIMENO.E (1980)

Modifico la formula de Ash incorporando la velocidad sísmica del macizo rocoso, por lo que resulta

B = 0.76 x D x F

Donde

B= Bordo (m)

D = Diámetro del barreno (pulg)

F = Factor de corrección en función de la clase de roca y tipo de explosivo F = fr x fe

124


fr =

2.7 x 3500

pr x VC

pe x VD2

1.3 x 36602

siendo

pr = Densidad de la roca (g/cm3)

VC = Velocidad sísmica de propagación del macizo rocoso (mis)

pe = (Densidad de la carga de explosivo (g/cm3)

VD = Velocidad de detonación del explosivo (mis)

La formula indicada es valida para diámetros entre 165 y 250 mm Para barrenos mas grandes el

valor del bordo se afectara por un coeficiente reductor de 0 9

14.- KONYA (1983)

B =

2 pe

pr

+ 1.5 x d

donde

B = Bordo (pies)


pr = Densidad de la roca

d = Diámetro de la carga (pulg)

125


Otras variables de diseño determinadas a partir del bordo son

• Espaciamiento (pies)

• Barrenos de una fila instantáneos

H + 2B

H < 4B S =

3

H mayor o igual a 4B S = 2B

• Barrenos de una fila secuenciados

H + 7B

H < 4B S = —

8

H mayor o igual a 4B S= 1.4 B

• Taco (pies) T = 0.7 B

• Sub Barrenacton J = 0.3 B

15.- BERTA (1985)

La fomnula que se utiliza este autor es

n x pe

4 x CE

donde

B - Bordo (m)

D = Diámetro de carga (m)

pe = Densidad del explosivo (kg/m3)

CE = Factor de carga (kg/m3)

126

B =


Para la determinación de CE se emplea la siguiente ecuación

gtx Es

CE=

ni x n2 x na x £

siendo

gi=Grado de fracturación volumétrica (m2/m3) Supone que gf = 64/M, donde M es el tamaño máximo

de fragmento en metros

is- Energía especifica superficial de fragmentación (MJ/m2)

i - Energía especifica del explosivo (MJ/kg)

ni = Caracteristica del binomio explosivo/roca

n2 = Característica geométnca de la carga

na = Rendimiento de la voladura, normalmente 015

A su vez, los valores de n,y ni se calculan a partir de

(pe x VD-pr x VC)2 1

ni= y n2=

(pe x VD + pr x VC)2 e™ • ( e - 1 )

siendo

VD = Velocidad de Detonación del Explosivo (kg/m3)

VC = Velocidad de Propagación de las Ondas en la Roca (m/s)

pr = Densidad de la Roca (kg/m3)

D = Diámetro del Barreno (m)

127


16. BRUCE CARR (1985)

Este método propuesto por Carr incluye los siguientes cálculos

VC

• Impedancia de la roca Zr = 1.31 x pr x

donde

pr = Peso Especifico de la Roca

VC = Velocidad Sísmica de la Roca (pies/s)

• Presión de Detonación del Explosivo

1.000

0.418 x pe x

VD

1.000

PD =

0.8 x pe + 1

Siendo

Pe = Densidad del Explosivo

VD = Velocidad de Detonación del Explosivo (pies/s)

• Consumo Especifico Característico CEC = .

Zr

Espaciamiento entre Barrenos

PD

S = 3

Pe X d 2

CEC

Donde

d = Diámetro de la Carga (pulgadas)

Bordo

Taco

Sub Barrenación

B = S x 0 833

T = B

J= ( 03 - 05)x S

128


17. OLOFSSON (1990)

Olofsson a partir de la formula de Langefors propone la siguiente expression simplificada:

Bmax = K x \ | q( x R i x R2 x R3

Donde:

K = Constante que depende del tipo de explosivo:

Emulsiones 1.45

ANFO 1.36

qi = Concentración de la carga de fondo del explosivo elegido (kg/m), generalmente ANFO

Ri = Factor de corrección por inclinación de los barrenos.

R2 = Factor de corrección por el tipo de roca.

R3 = Factor de corrección por altura de banco.

Los factores de corrección R1 y R2 se determinan para las siguientes condiciones de trabajo con las

siguientes tablas:

¡Inclinación ¡«i 1

B , 0.95

10

0,96

5 1 3 1

0 98 ll.OO

2 1

1,03

1

1,10

Cuando la altura de los bancos satisface H < 2Bmax y los diámetros de perforación son menores de

102 mm el valor de R3 se obtiene con la expresión :

R3 = 1.16 0.16

H2

H1

Donde:

H1 = Altura de Banco Actual.

H2 = Altura de Banco = 2Bmax (H2 HI) .

Para calcular el Bordo se aplica la misma formula que en el método de 7. Langefors (1963).

129

PROPOSICIÓN 0 6 UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Propiedades de los Explosivos.

Los explosivos convencionales y los agentes explosivos poseen propiedades diferenciadores que los

caracterizan y que se aprovechan para la correcta selección atendiendo al tipo de voladura que se

desea realizar y las condiciones en que se deben llevar a cabo

Las propiedades de cada grupo de explosivos permiten ademas predecir cuales serán los resultados

de fragmentación, desplazamiento y vibraciones mas probables

Las características mas importantes son potencia y energía desarrollada, velocidad de detonación,

densidad, presión de detonación, resistencia al agua y sensibilidad Otras propiedades que afectan al

empleo de los explosivos y que es preciso tomar en cuenta son los humos, la resistencia a bajas y

altas temperaturas, la desensibilizacion por acciones externas etc

Potencia y Energía.

La potencia es, desde el punto de vista de aplicación industrial, una de las propiedades mas

importantes, ya que define la energía disponible para producir efectos mecánicos

Existen diferentes formas de expresar la potencia (Strength) de un explosivo En las antiguas

dinamitas (Straight dynamites) era el porcentaje de nitroglicerina el parámetro de medida de la

potencia Postenormente, con la sustitución parcial de la nitroglicerina por otras sustancias, y la

realización de ensayos comparativos de laboratono se paso a hablar de Potencia Relativa por Peso

(Relative Weight Strength) Asi, es frecuente referir la potencia de un explosivo en tantos por cientos

de otro que se toma como patron, emulsion pura ANFO, etc, al cual se le asigna el valor 100

Existen vanos métodos prácticos para medir la potencia o la energía disponible de un explosivo,

todos ellos muy discutibles debido a las peculiaridades que presentan y a su repercusión en los

resultados cuando se compara con los rendimientos obtenidos en las voladuras

130


Método de Traulz.

Determinación la capacidad de expansión que produce la detonación de 10 gr de explosivo en el

interior de un bloque cilíndnco de plomo, como se muestra en la siguiente figura La diferencia entre

el volumen total obtenido y el volumen inicial de 62 cm3 da el valor Traulz real

HUECO INtCtAL 62 cm*

t._J

/

MECHA Y DETONADOR

RETACADO DE ARENA

EXPLOSIVO A ENSAYAR, 10 g "

i$\^

Ú EXPANSION HUECO INICIAL

BLOQUE DE PLOMO DE 2 0 x 2 0 c m 0

Ensayo Traulz.

Cuando se compara el volumen con el producido con 7 gr de ácido pícnco se obtiene el denominado

" índice de Traulz". Si el explosivo de referencia es la emulsión pura (alto explosivo), la potencia se

expresa en relación a la misma como un porcentaje

Como los explosivos más potentes tienden a dar un incremento de volumen mayor que el que

corresponde a su potencia real, el CERCAR definió el coeficiente de utilización practica "CUP" que

se basa en la comparación de pesos de explosivos "Cex" producen volúmenes iguales al de una carga

patrón de 10 o 15 gr de ácido picnco

15

C.U.P. = x 100

131


Mortero Balístico.

Consiste en comparar la propulsión de un mortero de acero montado sobre un péndulo balístico por

efecto de los gases cuando se hace detonar una carga de 10 gr. de explosivos. El índice T.M B se

calcula a partir de la ecuación:

1 - cos a

T.M.B.= 100 x

1 - cosp

donde "a" y "p" son los ángulos registrados en el retroceso del péndulo, correspondientes al

explosivo a ensayar y al explosivo patrón.

DeTONADOM

CÁMARA Ofc USTONACON

Los dos procedimientos descritos dan buenos resultados con los explosivos tipos "dinamita" aunque

son aplicables a agentes explosivos (ANFO) o el alto explosivo (emulsiones), debido a:

• El pequeño diámetro utilizado en el péndulo (20 mm) y en el ensayo Traulz (25 mm), pues

son inferiores al diámetro critico de esos explosivos

• El taco de 2 cm que se emplea en el ensayo Traulz es proyectado por los gases antes de

que estos efectúen un trabajo efectivo

• En el mortero la carga se encuentra desacoplada

• Y, sobre todo, esas pruebas solo son adecuadas cuando los explosivos son sensibles a la

iniciación por detonadores y los tiempos de reacción son pequeños

132


Método de la Potencia Sísmica.

Consiste en hacer detonar una carga de explosivo en un medio rocoso isótropo, y registrar la

perturbación sísmica producida a una distancia determinada

Como explosivo patrón suele tomarse el ANFO y se supone que la variación de las vibraciones es

proporcional a la energía del explosivo elevada a 2/3 Este método se considera poco adecuada para

medir la energía disponible de un explosivo

Método del Cráter.

Se basa en la determinación de la Profundidad Critica y la Profundidad Optima, que son aquellas

para las que una carga de explosivo rompe la roca en superficie y produce el cráter de mayor

volumen respectivamente.

El principal inconveniente de este sistema se encuentra en la necesidad de realizar numerosos tiros y

la dificultad de disponer de un banco de pruebas en roca homogénea

Método de Aplastamiento de un Cilindro.

Define el Poder Rompedor de un explosivo, que esta relacionado con la capacidad de fragmentación

de la roca, por medio del aplastamiento que produce una carga sobre un molde cilindrico de metal

Existen varios métodos, como son el de Kast y el de Hess, pero este ultimo es el mas empleado

EXPLOSIVO A ENSAYAR -!OCg

BLOOUE DE PLOMO 65 mm t 4 0 rrm 0

• O

KN

"Nterrsss^

B=-APLASTAMIENTO (-nmi

BASE PLANCHA JE ACEÍÍO DE 8 mm OL f SPESOO M I N J M O

Ensayo Hess

133


Método de la Placa.

Sobre una placa de acero o de aluminio se detona una carga cilindrica de explosivo. La deformación

que produce de una medida cuantitativa de la energia de la detonación Los resultados de esta

prueba están sometidos a amplias variaciones si no me mantiene la geometría de la carga de

explosivo, el punto y el sistema de iniciación, y además están sesgados favorablemente hacia los

explosivos con una mayor energía de la onda de choque.

Ensayo sobre placa

Medida de Energía Bajo el Agua.

Esta técnica de cuantificación de la energía desarrollada por el explosivo fue sugerida por Cole hace

mas de 30 años, y se caracteriza por ser una de las mas completas al permitir efectuar pruebas con

unas geometrías de las cargas semejantes a las introducidas en los barrenos y llegar a determinar

por separado la energia vinculada a la onda de choque, que a partir de ahora llamaremos Energía de

Tensión-ET, y la energía de los gases de detonación, también llamada Energía de Burbuja-EB, así

como la posibilidad de evaluar la influencia del sistema de iniciación en la energía desarrollada por un

explosivo.

Voladuras subacuáticas para la determinación de !s energía de un explosivo

134


De acuerdo con Blanc (1984) si "ph(t)" es la presión de la onda de choque hidráulica y te" el primer

seudo periodo de oscilación de la burbuja formada por los gases después de la detonación se tiene

4Tr DS2 t2

ET = JPh (t) x dt

p0 x VH t i

EB= K

Ph5

Po3

x tB3 (formula de Willis)

Donde

DS = Distancia de la carga al captador de presión

Po= Masa volumétrica del agua

VH = Celeridad de la onda de choque en el agua

t i , b = Intervalo de integración

K = Constante

Ph = Presión total a la que se encuentra la carga sumergida (Hidrostatica + Atmosférica)

Este método es muy útil para comparar los rendimientos de los explosivos similares bajo las mismas

condiciones de ensayo Actualmente, es el procedimiento mas empleado para evaluar la energía de

los explosivos, pues salvo la componente de Energía Térmica el resto quedan fielmente

cuantificadas

Formulas Empíricas

1 La formula sueca propuesta para determinar la Potencia Relativa en Peso "PRP" de un

explosivo es

5 Qe 1 VG

PRP = x " + x

6 Qo 6 VGo

135


Donde

Qo= Calor de explosion de 1kg de explosivo LFB (5 MJ/kg) en condiciones normales de presión y

temperatura

Qe = Calor de explosivo de 1 kg del explosivo a emplear

VGo= Volumen de los gases liberados por 1kg de explosivo LFB (0 85 m3/kg)

VG = Volumen de los gases liberados por el explosivo a emplear

Como en algunas ocasiones la potencia se refiere al ANFO, primero puede calcularse la potencia con

respecto al explosivo patron LFB y el valor obtenido dividirse por 0 84 que es la potencia relativa del

ANFO con respecto a dicho explosivo El ANFO tiene unos valores de "Qe" y " VG" de 3 92 MJ/kg y

0 973 m3/kg respectivamente

2 Paddock (1987) sugiere comparar los explosivos mediante el denominado Factor de

Potencia, definido por

FP= PAPx X VD X Pe

Donde

PAPx = Potencia Absoluta en Peso del Explosivo (x) (cal/g)

VD = Velocidad de Detonación (mis)

pe = Densidad de explosivo (g/cm3)

Si se toma el ANFO como explosivo patron, se cumplirá

PAPANFO= 890 cal/g

PAVANFO=PAPANFO x pe = 890 X 0 8 2 =730cal/cm3

PAPX

PRP=

PAPANFO

136

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS ACIELO ABIERTO EN MEXICO

3. Otra expresión empleada para calcular la Potencia Relativa en Peso es:

PRP =

Pe X VD2

po x VDo2

Donde:

Pe = Densidad del Explosivo (g/cm3).

VD = Velocidad de Detonación {mis).

Po y VDo se refiere al explosivo patrón.

Velocidad de Detonación (VD).

Es la velocidad a la que la onda de detonación se propaga a través del explosivo y, por lo tanto, es el

parámetro que define el ritmo de liberación de energia. Los factores que afectan a la "VD" son: la

densidad de la carga, el diámetro, el confinamiento, la iniciación y el envejecimiento del explosivo.

Para los tres primeros, conforme aumentan dichos parámetros las "VD" resultantes crecen

significativamente.

ifi

GELATINA 6 0 %

SEMIGELATINA 4 0 %

25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 DIÁMETRO DE CARGAfcnm)

Influencia del diámetro de la carga sobre la velocidad de detonación (Ash, 1977).

En cuanto a la iniciación, si no es lo suficiente energía puede hacer que el régimen de detonación

comiencen con una velocidad baja, y con respecto al envejecimiento, este hace que la "VD" también

137


disminuya al reducirse el numero y volumen de las burbujas de aire, sobre todo en los explosivos

gelatinosos, ya que son generadores de puntos calientes.

Existen diversos métodos de medida de la "VD" entre los que destacan:

• Métodos D'Autriche

• Kodewimetro

• Cronografico

Métodos D'Autriche.

Se basa en comparar la "VD" del explosivo con la velocidad ya conocida de un cordón detonante. Se

coge un cordón con una longitud determinada y se marca el punto medio del mismo, que se hace

coincidir con una señal efectuada sobre una plancha de plomo en la cual se apoya, y a continuación,

se insertan los extremos del cordón dentro del explosivo a una distancia prefijada "d". La carga de

explosivo, que puede estar aflojada en un tubo metálico, se inicia en uno de los lados con un

detonador. Como la onda de choque energetiza a su vez en instantes diferentes a los extremos del

cordón, la colisión de las ondas 1 y 2 tiene lugar sobre la plancha a una distancia "a" del punto medio

del cordón. Asi pues, la "VDe" del explosivo se determinara a partir de:

VDc xd

VDe = "

2a

DETONADOR

PLANCHA D£ PLOMO ' /

MARCA (PUNTO MEDIO DEL CORDON)

¿a

Método D'Autriche

138


Kodewimetro.

Se basa en la variación de la resistencia de un cable sonda que atraviesa axialmente una columna de

explosivo. Por medio de un equipo, denominado Kodewimetro, conectado a un osciloscopio se mide

la variación de tensión que es proporcional a la resistencia, al mantener en el circuito una intensidad

de corriente constante Al avanzar la onda de detonación a lo largo del explosivo, la resistencia

eléctrica disminuye determinándose la "VD" a partir de la tensión a la cual es proporcional.

Cronógrafo.

Con dos sensores introducidos en el explosivo y colocados a una distancia determinada, puede

calcularse la "VD" sin mas que medir el tiempo de activación de cada sensor. En la actualidad,

existen instrumentos que son capaces de dar la "VD" directamente y con una elevada precisión. Los

sensores pueden ser eléctricos, o más modernamente de fibra óptica.

Medida de la velocidad de detonación con cronógrafo (Kontinitro A G)

139


Densidad.

La densidad de la mayoría de los explosivos vana entre 0 8 y 1 6 g/cm3, y al igual que con la

velocidad de detonación cuanto mayor es, mas intenso es el efecto rompedor que proporciona

En los agentes explosivos la densidad puede ser un factor c n t o , pues si es muy baja se vuelve

sensibles al cordon detonante del multiplicador o cebo o de lo contrario, si es muy alta, pueden

hacerse insensibles y no detonar Esa densidad limite es la denominada Densidad de Muerte, que se

definirá mas adelante La densidad de un explosivo es un factor importante para el calculo de la

cantidad de carga necesana para una voladura Por regla general, en el fondo de los barrenos, que

es donde se necesita mayor concentración de energía para la voladura de la roca, se utilizan

explosivos mas densos, como lo son las emulsiones, mientras que en las cargas de columna se

requieren explosivos menos densos, como lo es el ANFO

La concentración lineal de carga" qi° en un barreno de diámetro "D" y una densidad "pe" se calcula a

partir de

qi (kg/m) = 7.854 x 1(M x pe x D2

donde

pe - Densidad del explosivo (g/cm3)

D = Diámetro de carga (mm)

Cuando los barrenos tienen una longitud, un fenómeno que suele estar presente es la vanacion de la

densidad del explosivo a lo largo de la columna del mismo Como consecuencia de la presión

hidrostatica, en la siguiente figura se presentan las curvas correspondientes a la densidad en el<

fondo del barreno y la densidad mediade toda la columna, en funaon de su altura, para una emulsion

con una densidad básica de 1 35 g/cm3 cargada en barrenos de 250mm de diámetro

TE a 1 3 6

< 130 Q W

a i26

120

I 16

t í o

1,06

100 O 6 10 16 20 26 30 36 40

LONGITUD DE COLUMNA (m)

DENSIDAD EN EL FONDO DEL BARHENO

J 1 I I I I L

Curvas de densidad de una emulsión en función de la profundidad de los barrenos en condiciones secas

PROPOSICIÓN 0 6 UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEMCO

Presión de Detonación.

La presión de detonación de un explosivo es función de la densidad y del cuadrado de la velocidad

de detonación Se mide en el plano C-J de la onda de detonación cuando propaga a través de la

columna de explosivo, como ya se ha indicado

Aunque la presión de detonación de un explosivo depende, ademas de la densidad y de la "VD" de

los ingredientes de que este compuesto, una formula que permite estimar dicho parámetro es

VD*

PD = 432 x 10-6 x pc x

1 + 0.8 x pe

donde

PD = Presión de Detonación (Mpa)

Pe = Densidad del explosivo (g/cm3)

VD = Velocidad de Detonación (mis)

Los explosivos comerciales tienen una "PD" que vana entre 500 y 1500 Mpa Generalmente, en rocas

duras y componentes la fragmentación se efectúa mas fácilmente con explosivos de alta presión de

detonación, debido a la directa relación que existe entre esta variable y los mecanismos de rotura de

la roca

Estabilidad.

Los explosivos deben ser químicamente estables y no descomponerse en condiciones ambientales

normales Un método de probar la estabilidad es mediante la prueba Abel, que consiste en el

calentamiento de una muestra durante un tiempo determinado y a una temperatura especifica,

observando el momento en que se inicia su descomposición Por ejemplo, la nitroglicerina a 80oC

tarda 20 minutos en descomponerse La estabilidad de los explosivos es una de las propiedades que

esta relacionada con el tiempo máximo de almacenamiento de dichas sustancias para que estas no

se vean mermadas en los efectos desarrollados en las voladuras

Resistencia al Agua.

Es la capacidad para resistir una prolongada exposición al agua sin perder sus características Vana

de acuerdo con la composición det explosivo y generalmente esta vinculada a la proporción de

nitroglicenna o aditivos especiales que contengan, asi las emulsiones, estas son muy resistentes al

agua Las sales oxidantes, como el nitrato de amonio en el ANFO, disminuyen intensamente la

resistencia al agua pues son muy higroscópicas

141


La escala de clasificación generalmente aceptada va desde Nula, Limitada, Buena, Muy Buena y

Excelente En la primera, el explosivo no tiene ninguna resistencia al agua, mientras que la ultima,

garantiza una exposición supenor a 12 horas

Sensibilidad.

Esta característica engloba vanos significados dependiendo del tipo de acción exterior que se

produzca sobre el explosivo

• Acción Controlada. La sensibilidad aquí es equivalente a la aptitud a la detonación por un

iniciador

• Acción incontrolada. La sensibilidad es una medida de la facilidad con la que un explosivo

puede ser detonado por calor, fricción, impacto o choque

Sensibilidad a la Iniciación.

Los explosivos deben ser suficientemente sensibles para ser detonados por un iniciador adecuado

Esta capacidad vana según el tipo de producto, asi por ejemplo, para la mayoría de los explosivos

(emulsión), se emplean detonadores, mientras que los agentes explosivos requieren en general de un

multiplicador o fulminante para el cebado de mayor presión y velocidades de detonación

En el ensayo de sensibilidad se realiza sobre una placa de plomo en la que se deposita un cartucho

de explosivo con unas dimensiones determinadas y con diferentes disparos se determina la potencia

mínima del detonador que se precisa Una clasificación que se emplea es la siguiente Explosivos

sensibles al detonador No 8 "Fulminante" (Cap Sensitives) y los no sensibles al detonador No 8

"Fulminante" (Non Cap Sensitives) El citado detonador, que es él mas utilizado, tiene una carga de

2g mezcla de fulminato de mercuno (80%), de esto surge el nombre de "FULMINANTE" y clorato de

potasio (20%) o una carga de pentnta prensada equivalente, en la actualidad es lo más común

Sensibilidad al Choque y a la Fricción.

Algunos explosivos pueden detonar por efecto de estímulos subsónicos, tales como choques o

fricción Por segundad es importante conocer su grado de sensibilidad frente a estas acciones,

especialmente durante su manipulación y transporte

En el ensayo de resistencia al choque suele realizarse con un martillo de caída (Kast), que consiste

en colocar sobre un yunque una muestra de explosivo, generalmente de 01 gr, sobre la que se deja

caer un peso de acero de 0 5 a 10 Kg , desde diferentes alturas, para observar si explosiona o no

142


A titulo de ejemplo, con un martillo de 2 kg, el fulminante de mercurio detona con una altura de caída

de 1 a 2 cm, la nitroglicerina con 4 a 5 cm, la dinamita con 15 a 30 cm, y los explosivos amoniacales

con caída de 40 a 50 cm

El ensayo de fricción mas utilizado es el de Julius Peter, en el cual se somete a un explosivo a un

proceso de rozamiento entre dos superficies de porcelana sin barnizar sobre las que se ejercen

diferentes presiones Tras la prueba se puede apreciar si ha existido carbonización, deflagración o

explosion Los resultados se expresan en kg Que corresponde a la presión con la que actúan el

punzón de porcelana sobre la plaquita en la que se deposita el explosivo

Sensibilidad al Calor.

Los explosivos al ser calentados de forma a gradual llegan a una temperatura en que se

descomponen repentinamente con desprendimiento de gases, aumentando poco a poco hasta que al

final se produce una deflagración o bien una pequeña explosion A esa temperatura se la denomina

"Punto de Ignición" En la pólvora vana entre 300oC y 350oC y en los explosivos industriales entre

180oC y 230oC

Estas característica es diferente de la sensibilidad al fuego, que indica su facilidad de inflamación

Asi la pólvora a pesar de su buen grado de sensibilidad al calor es muy inflamable, explosionando

hasta con una chispa, lo mismo que la mtrocelulosa

Diámetro Critico.

Las cargas de explosivo con forma cilindrica tienen un diámetro por debajo del cual la onda de

detonación no se propaga o si lo hace es con una velocidad muy por debajo a la de regimen, a dicha

dimension se la denomina "Diámetro Critico"

Los principales factores que influyen en el diámetro critico de un explosivo son el tamaño de las

partículas, la reactividad de sus constituyentes la densidad y el confinamiento de los mismos

Transmisión de la Detonación.

La transmisión por "Simpatía" es el fenómeno que se produce cuando un cartucho al detonar induce

en otro proximo su explosion

Una buena transmisión dentro de los barrenos es la garantía para conseguir la completa detonación

de las columnas de explosivo Pero cuando esos barrenos se hallan próximos o las cargas dentro de

ellos se diseñan espaciadas, se puede producir la detonación por simpatía por medio de la

transmisión de la onda de tension a través de la roca, por la presencia de aguas subterráneas y

discontinuidades estructurales o por la propia presión del matenal inerte de tacos intermedios sobre

143


las cargas adyacentes. En todo estos casos los resultados de fragmentación y vibraciones se verán

perjudicados seriamente.

Uno de los métodos para medir la capacidad o aptitud de la propagación por simpatía, también

definido como "Coeficiente de Auto excitación", consiste en determinar la distancia mínima a la que

un cartucho cebado hace explotar a otro cartucho receptor sin cebar, estando ambos dispuestos en

linea según su eje y apoyados bien sobre una superficie de tierra o metálica, o incluso, dentro de

tubos fe diferentes materiales o al aire.

En la mayoría de los explosivos industriales las distancias máximas hasta las que se produce la

detonación por simpatía están entre 2 y 8 veces su diámetro, dependiendo del tipo de explosivo. Las

medidas de los Coeficientes de Autoexítacion pueden efectuarse de forma directa o inversa, aunque

este ultimo caso solo se transmite aproximadamente el 50% de la energía que da la directa.

•* cm . B cm ( 12 :m

- S H H ^ á r v ^ (W~^ 'CI3ZZ3

INVERSA níRECTA

Ensayo de transmisión por simpatía.

Los factores que modifican los resultados de estas pruebas son: el envejecimiento, el calibre de los

cartuchos y el sistema utilizado para hacer la prueba. En cuanto a la transmisión de la detonación

entre caigas cilindricas con barreras inertes, se ha investigado poco desde el punto de vista practico,

pues la mayor parte de las experiencias se han llevado a cabo interponiendo entre la carga cebado y

la receptora materiales homogéneos sólidos o líquidos, pero no materiales granulares como los que

se emplean en los tacos intermedios, grava de trituración , arena o dentrítus producto de la

perforación.

Desensibilización.

En muchos explosivos industriales, se ha observado que la sensibilidad disminuye al aumentar la

densidad por encima de un determinado valor. Este fenómeno es mas acusado en aquellas

composiciones o agentes explosivos que no contienen sustancias como el TNT la nitroglicerina, etc.

Para las emulsiones y las mezclas tipo ANFO la variación de sensibilidad con la densidad es mucho

mayor que para los explosivos gelatinosos.

144

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPIOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

En la siguiente figura se observa la influencia de la densidad del ANFO sobre la "VD". Por encima de

los valores de 1.1 g/cm3 la velocidad cae drásticamente, por lo que a las densidades y a las

presiones que producen esos niveles de confinamiento se las denominan como "Densidades y

Presiones de Muerte".

5400

í «eoo _fc g 4 200 <: z. o ÍT, 3 60C o

2 3 000

VALORES REA1FS - VALORES TEÓRICOS OUE í>r

OBTENDRÍAN EN LA PRACTICA CON CARGAS DE GRAN DIÁMETRO

REACCIÓN OEBIL RENDIMIENTO r PRESIONES BAJAS

¡NTERVALO DE DENSIDADES PARA RENDIMIENTO OPTIMO

DENSIDAD (gm/cm3)

Velocidad de detonación del ANFO en función de la densidad

La desensibilización puede estar producida por:

• Presiones hidrostáticas y

• Presiones dinámicas.

El primer caso solo se suele presentar en barrenos muy profundos y no es por esto muy frecuente

En la desensibllización dinámica pueden distinguirse a su vez tres situaciones:

• Desensibilización por cordón detonante

• Desensibilización por efecto canal.

Desensibilización por cordón detonante.

Los cordones detonantes de medio gramaje no inician correctamente a las emulsiones e incluso

pueden llegar a hacerlos insensibles a otros sistemas de cebado

La explicación para los diferentes tipos de explosivos no es siempre la misma:

• Para el ANFO, el cordón detonante, según su potencia, lo inicia parcialmente o no crea mas

que un régimen de detonación débil

145


• En las emulsiones, los cordones detonantes poco potentes pueden romper las estructuras de

composición prevista para aportar al explosivo se sensibilidad para un cebado postenor

Todos los fenómenos dependen en gran medida del diámetro de la carga

Desensibilización por efecto canal.

Si una columna de explosivo encartuchado se introduce en un barreno de mayor diámetro, la

detonación de la carga va acompañada por un flujo de gases que se expanden por el espacio anular

comprimiendo al aire El aire a alta presión ejerce una presión lateral sobre el explosivo por delante

del frente de detonación, resultando un aumento de la densidad y por consiguiente una

desensibilizacion del mismo que puede provocar una caída de la velocidad de detonación

Presión Ejercida por Cargas Adyacentes

La desensibilizacion originada por la detonación de cargas adyacentes puede ser debido al

• Paso a través de la carga de la onda de choque generada por otras adyacentes

• Deformación lateral del barreno y consiguiente estrechamiento de la carga debido al

movimiento de la roca o agua subterránea

• Compresión de la carga por empuje del material de taco intermedio

• Por infiltración de los gases de explosion a través de fisuras o fracturas abiertas en el

macizo

Resistencia a la Bajas temperaturas

Cuando la temperatura ambiente se encuentre por debajo de los 8°C, los explosivos que contienen

nitroglicerina tienden a congelarse, por lo que suele añadir una cierta cantidad de mtroglicol que hace

bajar el punto de congelación a unos -20oC

Humos.

La detonación de todo explosivo comercial produce vapor de agua, nitrógeno, dióxido de carbon, y

eventualmente, solidos y líquidos Entre los gases inocuos citados existen siempre cierto porcentaje

de gases tóxicos como el monoxido de carbon y todos esos productos resultantes se le designa por

"Humos"

De acuerdo con la proporción de los gases nocivos se ha establecido una escala de clasificación por

grado de toxicidad para la exposición de los operadores después de las voladuras

146


Explosivos Industriales

Los explosivos industriales se clasifican en dos grandes grupos según la velocidad de su onda de

choque

a) Explosivos rápidos y detonantes Con velocidades entre 2 000 y 7 000 mis, y

b) Explosivos lentos y deflagrantes. Con menos de 2 000 mis

Los deflagrantes comprende a las pólvoras como compuesto pirotécnico y compuestos propulsores

para artillería y cohetena, casi ninguna aplicación es la minería o las obras de ingeniería civil salvo

en el caso de rocas ornamentales

Los explosivos detonantes se dividen en Primarios y Secundarios según su aplicación Los primeros

por su alta energía y sensibilidad se emplea como iniciadores para detonar a los secundarios entre

ellos podemos mencionar a los compuestos usados en los detonadores y multiplicadores (fulminato

de mercurio, pentrrta, hexolita, etc) Los secundarios son los que se aplican al arranque de rocas u

aunque son menos sensibles que los pnmanos desarrollan mayor trabajo útil Estos compuestos son

mezclas de sustancias explosivas o no, cuya razón de ser estriba en el menor precio de fabrica en el

mejor balance de oxigeno obtenido, y en las características y propiedades que confiere los

ingredientes a las mezclas en lo relativo a sensibilidad densidad, potencia, resistencia al agua, etc

Los explosivos industriales de uso civil se dividen a su vez en dos grandes grupos, que en orden de

importancia por nivel de consumo y no de aparición en el mercado son

Agentes Explosivos.

Estas Mezclas no llevan, salvo algún caso, ingredientes intrínsecamente explosivos Los principales

son

• ANFO

• ALANFO

• HIDROLEGES

• EMULSIONES

• ANFO PESADO

Precisan para su fabricación de sustancias mtnnsicamente explosivas que actúan como

sensibilizadores de las mezclas Los mas conocidos son

• GELATINOSOS

147


• PULVERULENTOS

• DE SEGURIDAD

Agentes Explosivos Secos.

Este grupo engloba, como ya se ha indicado, todos aquellos explosivos que no son sensibles al

detonador y en cuya composición no entra el agua. El factor común de todos ellos el Nitrato de

Amonio, por lo que seguidamente se analizaran algunas de sus propiedades.

NITRATO AMÓNICO

COMBUSTIBLE (GAS-OIL)

AGENTE DENSIFICANTE

PRILLS PULVERIZADOS

AGENTE EXPLOSIVO

SECO-OENSIFICAOO

AGENTE EXPLOSIVO

SECO (ANFO)

AGENTE EXPLOSIVO

SECO-ALUMIWZADO (AÍ-ANFOJ

AGENTE EXPLOSIVO PARA BARRENOS

CON ALTA TEMPERATURA

Agentes exp/ositros secos con base Nitrato Amónico.

Nitrato de Amonio (NA).

POLIESTIRENO EXPANDIDO

AGENTE EXPLOSIVO OE MUY BA^A

DENSIDAD PARA VOLADURAS DE

CONTORNO jANFOPSi

El nitrato de Amonto (NH4NO3) es una sal orgánica de color blanco cuya temperatura de fusión es

IBO.eK;. Aisladamente, no es un explosivo, generalmente así es ocupado como fertilizante; pues solo

adquiere tal propiedad cuando se mezcla con una pequeña cantidad de un combustible

(generalmente diesel), y reacciona violentamente con el aportando oxigeno. Frente al aire que

contiene el 21% de oxigeno, el NA posee el 60%.

Aunque el NA puede encontrarse en diversas formas, en la fabrica de explosivos se emplea aquel

que se obtienen como partículas esféricas o prills porosos, ya que es el que posee mejores

características para absorber y retener a los combustibles líquidos y es fácilmente manipulable sin

que se produzca apelmazamientos y adherencias.

148


Granulos o prills de nitrato de amonio

La densidad del NA poroso o a granel es aproximadamente 0.8 gr/cm3, mientras que las densidades

de las partículas del NA no poroso se acerca a la de los cristales (1 72 g/cm3), pero con valores algo

inferiores (1.40 - 1.45 g/cm3) debido a la micro porosidad. El NA de mayor densidad no se emplea

debido a que absorbe peor el combustible y por lo tanto reacciona mas lentamente con el proceso de

detonación. Normalmente, el NA utilizado tiene una micro porosidad de 15% que sumada a la macro

porosidad se eleva al 54%.

En cuanto al tamaño de las partículas suele variar entre 1 y 3 mm.

El NA en estado sólido cuando se calienta por encima de 32 10C, cambiara de forma cristalina

(3 Ortorrómbico

+ 32.1°C

Y Ortorrómbico

Densidad del cristal = 1 72 g/cm3

Densidad del cristal = 1.66 g/cm3

Esta transición es acompañada de un aumento de volumen del 3.6%, produciéndose seguidamente

de la rotura de los cristales en otras más pequeños. Cuando los cristales y se enfrían y existe algo de

humedad tienden a aglomerarse formando grandes terrones. La solubilidad del NA en el agua es

grande y varia ampliamente con la temperatura'

A 10°C el 60.0% solubilidad



A 4000 el 73.9% solubilidad

149

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES

De ahí que el ANFO no se utilice

<H X T C 3RES CONDICIONESflTOLADURASTOELO ABIERTOEN MEXICO

B I B L I O T E C A Sn barrenos con aqua

La higroscopicidad es también muy elevada, pudiendo convertirse en liquido en presencia de aire con

humedad superior al 60% La adición de sustancias inertes hidrofilicas como el caolín o las arcillas en

polvo evitan que el NA absorba humedad, aunque también disminuyen su sensibilidad

La temperatura ambiente juega un papel muy importante en el proceso de absorción de la humedad

En ocasiones, los granos NA se protegen con sustancias hidrófugas que impide su humedecimiento

superficial

El NA es completamente estable a temperatura ambiente, pero si se calienta por encima de 200oC

es un recipiente cerado puede llegar a detonar La presencia de compuestos orgánicos acelera la

descomposición y baja la temperatura a la cual esta se produce Así con un 0 1 % de algodón el NA

empieza a descomponerse a los 160oC

TEMPERATURA

AMBIENTE

10oC 21 "C 32l'C

HUMEDAD A PARTIR DE LA CUAL

EMPIEZA LA ABSORCIÓN

76% 64% 59%

ANFO.

En 1947 tuvo lugar una desastrosa explosión de nitrato de amonio en Texas City ya que esa

sustancia se habla intentado proteger con parafinas, y solo un 1% de esta ya constituía un buen

combustible sensibilizante del NA

Aparte de la propia catástrofe, este hecho hizo centrar la atención de los fabricantes con explosivos

en el potencial energético del NA y de sus posibilidades como explosivo dado su bajo precio

Cualquier sustancia combustible puede usarse con el NA para producir un agente explosivo En

estados unidos a finales de los años 50 se empleaba polvo de carbón pero, posteriormente, fue

sustituido por combustibles líquidos ya que se conseguían mezclas mas intimas y homogéneas con el

NA El producto que más se utiliza es el gas-oil, que frente a otros líquidos como la gasolina, el

keroseno, etc, presenta la ventaja de no tener un punto de volatilidad tan bajo y, por consiguiente,

menor riesgo de explosiones de vapor

150


Los aceites usados se han aprovechado también como combustible, pero tiene los inconvenientes de

reducir la sensibilidad a la iniciación y propagación, la velocidad de detonación y el rendimiento

energético Debido a sus altas viscosidades tienden a permanecer en la superficie de los granulos de

NA ocupando los macro poros Actualmente no esta justificado desde el punto de vista económico la

sustitución total o parcial del gas-oil por aceites usados debido a los inconvenientes que entrañan

estos productos

El contenido de combustible juega un papel importantísimo sobre las diferentes propiedades del

ANFO La reacción de descomposición del sistema equilibrado en oxigeno es

3NH4NO3 + CH2 ** 3N2 + 7H2O + CO2

Produciendo unas 920 kcal/kg, que puede ser inferior en los productos comerciales según el

contenido en materias inertes, y en un volumen de gases de 970 I La mezcla estequiometnca

corresponde a un 95 3% de NA y un 5 7% de gas-oil, que equivalen a 3 7 litros de este ultimo por

cada 50kg de NA

La influencia que tiene el porcentaje de combustible sobre la energía desprendida y velocidad de

detonación quedan indicadas en la siguiente figura

PORCENTAiE DE GAS OIL

Variación de la Energía termodinámica y Velo cidad de detonación del ANFO con el contenido de gas-oil

Se ve pues que no interesan ni porcentajes inferiores ni superiores al indicado si se pretende obtener

el máximo rendimiento en las voladuras En ocasiones como por ejemplo épocas de verano, se suele

añadir mas gas-oil al ANFO, pues puede llegar a perderse por el calor hasta el 50% del combustible,

con una merma importante en la eficiencia El control de la calidad del ANFO es sencillo, pues

consiste en la extracción del gas-oil de una muestra por medio de éter, y medida del peso de la

misma antes y después del proceso

151

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIRO ABIERTO EN MEXICO

•3 — — — BOMBA DE VACIO

/ A / ÉTER Y GAS-OIL V

Procedimiento de laboratorio para medir el porcentaje de gas-oil

También el contenido de combustible afecta a la cantidad de gases nocivos desprendidos en la

explosión (CO + NO).

? ib GAS-OIL (%)

Humos producidos por diferentes porcentajes de gas-oit

Cuando en las voladuras los humos producidos tienen color naranja, ello es un indicativo de un

porcentaje insuficiente de gas-oil, o bien que el ANFO ha absorbido agua de los barrenos o no se ha

iniciado correctamente

La variación de sensibilidad con la cantidad de combustible también es acusada, pues con un 2% de

gas-oil la iniciación puede conseguirse con un detonador, aunque la energía disponible es muy baja,

y con una cantidad superior al 7% la sensibilidad inicial decrece notablemente.

152


Sf > a c o t ro 9n%AN, 6 % f 0

DENSIDAD 0,82 o/em3

PORCENTAJE DE GAS-OIL

Sensibilidad del ANFO a la iniciación

Tal como se ha indicado antenormente con el NA, el agua es el principal enemigo del ANFO, pues

absorbe una gran cantidad de calor para su vaporización y rebaja considerablemente la potencia del

explosivo. En cargas de 76 mm de diámetro una humedad superior al 10% produce la

insensibilización del agente explosivo En tales casos el único recurso de empleo consiste en

envolver al ANFO en recipientes o vainas impermeables al agua

DIÁMETRO DE LA C A R G A - 7 6 m m

< 2 400 ^J.-

PORCENTAJE DE AGUA

Influencia del contenido de agua sobre la velo cidad de detonación

Las características explosivas del ANFO varian también con la densidad Conforme esta aumenta la

velocidad de detonación se eleva, pero también es más difícil conseguir la iniciación Por encima de

una densidad de 1 2 g/cm3 el ANFO se vuelve inerte no pudiendo ser detonado o haciéndolo solo en

el área inmediata al iniciador

El tamaño de los granulos de NA influyen a su vez en la densidad del explosivo Asi, cuando el

ANFO se reduce a menos de 100 mallas su densidad a granel pasa a ser O 6 g/cm3, lo que significa

que si se quiere conseguir una densidad normal entre O 8 y O 85 g/cm3 para alcanzar unas buenas

características de detonación será preciso vibrarlo o compactarlo

153


Por otro lado, el diámetro de la carga es un parámetro de diseño que incide de forma decisiva en la

velocidad de detonación del ANFO.

DO 160 200 Z50 300

DIÁMETRO DEL BARRENO (mm)

Influencia del diámetro de la carga sobre Is velocidad de detonación

El diámetro critico de este explosivo esta influenciado por el confinamiento y la densidad de carga.

Usando dentro de barrenos en roca con una densidad a granel de 0.8 g/cm3 el diámetro critico es de

unos 25 mm, mientras que con 1.15 g/cm3 se eleva a 75 mm

g 3,0004 INICIADOR DE PENTOUTA

( 4 5 0 g )

- S I N CONFINAR CONFINADO-

Variación de la velocidad de detonación con el conlinatniento

La sensibilidad de iniciación del ANFO disminuye conforme aumenta el diámetro de los barrenos. En

la practica los multiplicadores de 150 g son efectivos en diámetros de carga inferiores a los 150 mm,

y por encima de ese calibre se recomiendan multiplicadores de 400 a 500 g.

Aunque el ANFO se emplea predominantemente como carga a granel, es importante saber que la

energía por metro lineal de columna disminuye con el desacoplamiento. Cuando el confinamiento de

la carga no es grande la "VD" y la presión máxima sobre las paredes de los barrenos disminuyen.

154


ALANFO

Como la densidad del ANFO es baja, la energía que resulta por unidad de longitud de columna es

pequeña. Para elevar esa energía, desde 1968 se viene añadiendo a ese agente explosivo producto

como el aluminio con unos buenos resultados técnicos y económicos, sobre todo cuando las rocas

son masivas y los costes de perforación altos.

Cuando el aluminio se mezcla con el nitrato de amonio y la cantidad es pequeña la reacción que tiene

lugar es:

2AI + 3NH4NO3 • 3N2 + 6H2O + AbO +1650 cal/g

Pero si el porcentaje de aluminio es mayor, la reacción que se produce es:

2AI + NH4NO3 * N2 + 2H2 + AI2O3 + 2300 cal/g

En la siguiente figura se indica la energía producida por el ALANFO con respecto al ANFO para

diferentes cantidades de metal añadidas.

S 10 (5 20 25 PORCENTAJE DE ALUMINIO EN EL ANFO

Efecto del Aluminio sobre la Energía desarrollada con respecto a una misma cantidad de ANFO.

El limite practico, por cuestiones de rendimiento y economía se encuentra entre el 13 y el 15 %

Porcentajes superiores al 25 % hacen disminuir la eficiencia energética.

Las especificaciones que deben cumplir el aluminio son: en cuanto al tamaño que se encuentre casi

el 100% entre las 20 y las 150 mallas y en cuanto a la pureza que sea superior al 94%.

155


En estos agentes explosivos, la pureza no es tan critica como en los cambios de pH Esto significa

que restos y desechos de aluminio de otros procesos pueden emplearse en la fabricación del

ALANFO

El limite inferior de tamaño es debido a que si el Al esta en forma de polvo pueden producirse

explosiones incontroladas

Hidrogeles. (Pnmeros Sustituto de la Dinamita)

Los hidrogeles son agentes explosivos constituidos por soluciones acuosas saturadas de NA, a

menudo con otros oxidantes como el nitrato de sodio y/o el de calcio, en las que se encuentran

dispersos los combustibles, sensibilizantes agentes espesantes y gelatmizantes que evitan la

segregación de los productos solidos

El desarrollo de estos explosivos tuvo lugar a finales de la decada de los 50 cuando Cook y Famam

consiguieron los primeros ensayos positivos con una mezcla del 65% de NA, 20% de Al y 15% de

agua

Tras esos primeros resultados, Cook empezó a utilizar como sensibilizante el TNT, y asi comenzó en

Canadá la fabricación comercial bajo patente, extendiéndose después a Estados Unidos

Postenormente, se realizaron las primeras experiencias con hidrogeles sensibilizados con aluminio

Este metal planteaba serios problemas de empleo, pues reaccionaba con el agua a temperatura

ambiente desprendiendo hidrogeno Para evitar ese fenómeno se paso a proteger las partículas de

aluminio con productos hidrófugos

Ya en 1969 la Dupont desarrollo unos nuevos hidrogeles que se caracterizaban por no contener los

compuestos explosivos tradicionales , ni metales particulados como sensibilizantes fundamentales,

sino que incorporaban como combustible sustancias orgánicas como las derivadas de las aminas,

parafinas, azucares, etc

En la siguiente figura se indican los principales tipos de explosivos acuosos obtenidos a partir del

Nitrato de Amonio, en dos grandes grupos que son los hidrogeles y las emulsiones con sus mezclas

Centrándonos en los hidrogeles que se emplean actualmente, el proceso de fabricación se basa en el

mezclado de una solución de oxidantes con otra de nitrato de monometilimma (NMMA) y la adición de

diversos productos solidos y liquides, tales como oxidantes, espesantes, gelatmizantes, etc

156


NITRATO AMÓNICO

(NITRATO INOnGANICO AGUA GOMAS ESPESANTES EMU LSI FICANTES COMBUSTIBLE (HIDROCARBONADO)

EXPLOSIVOS CONV iXPLOSIVOS CON NG

(1 • GENERACIÓN)

1

HIDR SENSIB

3GEL i l 7 A n n

PARA GRANDES DIÁMETROS

AGENTE

1

EXPLOSIVO HIOROGEl

ALUMIN!2ADO

AGENTE

ALUMINIO NITRATO AMINA MICROBALONES Y OTROS SENSIBILIZ ^ • G E N E R A C I Ó N )

ESTABILIZANTE

EXPLOSIVO HIDROGFL

PEQUEÑO DIÁMETRO

EXPLOSIVO HIOROGEL

SENSIBILIZADO CON AIRE

FMULSIFICANTES AGUA

MICROBALONES

EMULSIONES

ANFO

P 1

ANFO PESADO

Agentes explosivos acuosos producidos a partir del NA

La solución de oxidantes esta constituida por agua, nitrato de amonio y nitrato de sodio, a la que se

aporta tío-urea y parte de las gomas que permiten conseguir una viscosidad alta para retener las

burbujas de gas El nitrado de sodio tiene las ventajas de disponer de una gran cantidad de oxigeno y

de disminuir el punto de cristalización de las soluciones salinas

La solución de NMMA se prepara calentando los bidones en los cuales se transporta, ya que esta se

encuentra solidificada al tener un punto de cristalización entre los 33 y 39oC Este producto tiene

unas características como sensibilizante excelente, pues es muy buen combustible con un balance

de oxigeno muy negativo y alta densidad, y ademas es poco sensible a efectos subsónicos de

choque y roces Las proporciones de NMMA en los hidrogeles oscilan entre el 10 y el 35%

La mezcla de aditivos sólidos esta formada por aluminio, almidón, gomas y otras sustancias en

menor proporción

El aluminio aumenta proporcionalmente la sensibilidad de los hidrogeles y las gomas, y el almidón

sirve para espesar las mezclas En ocasiones se añaden compuestos capaces de formar enlaces

cruzados que producen la gelatinización de los hidrogeles

Por otra lado, como el porcentaje de agua utilizado no es suficiente para disolver todos los nitratos,

cierta cantidad de estos se añaden en estado solido formando parte de la fase dispersa

157


"«O 3o 6 0 Jo 3 o PORCENTAJE DE NA

Para modificar la densidad se puede proceder a la gasificación química, generalmente con nitrato de

sodio, o a la adición de productos de baja densidad, micro esferas de vidno, etc

La mezcla de todos esos componentes se realiza de forma continua o discontinua con mezcladoras

dotadas de agitación y que pueden estar instaladas en plantas fijas o sobre camiones

En cuanto a las características de los hidrogeles ya que en su composición no se utilizan

sensibilizantes intrínsecamente explosivos, poseen una segundad muy alta tanto en su fabncacion

como en su manipulación A pesar de esto, presentan una aptitud a la detonación muy buena que

hacen que algunos hidrogeles puedan emplearse en calibres muy pequeño e iniciarse con

detonadores convencionales

La resistencia al agua es excelente y la potencia, que es una característica fundamental de

aplicación, es equivalente o superior a la de los explosivos convencionales, pudiendo ajustarse en

función de la formulación del hidrogel Las energías desarrolladas oscilan en el rango de las 700 a las

1500cal/g

La densidad puede también modificarse, desde O 8 hasta 1 6 g/cm3, partiendo de un valor básico

comprendido entre 1 4 y 1 5 Mediante la adición de gasificantes químicos, como ya se ha indicado, o

de aditivos de baja densidad puede reducirse tal parámetro Esas disminuciones influyen sobre los

explosivos haciendo que la velocidad de detonación aumente en muchos casos, asi como su

sensibilidad

158


I

ufo t¿tt V» i S «a <£> ws"

I M Í W u e « ^ <te la Dens«)^$obre la Vetoctdad de Detonación > SensMdad.

Como es obvio, la variedad de productos que pueden obtenerse con distintas composiciones es muy

grande. Desde los hidrogeles encartuchados, semejantes a los explosivos gelatinosos

convencionales, hasta los vertibles que tienen unas caracteristicas reológicas que hacen que puedan

tratarse como fluidos. En este ultimo caso se pueden aprovechar beneficiosamente las ventajas

derivadas de una carga mecanizada así como del hecho de rellenar totalmente el hueco de los

barrenos perforados.

En lo referente a los humos de la voladura, los hidrogeles sensibilizados con aluminio presentan unas

calidades de humo mejores que las obtenidas con explosivos convencionales.

Emulsiones.

Este grupo de explosivos, que es el de mas reciente aparición en el mercado, mantiene las

propiedades de los hidrogeles ya citados, pero a su vez mejora dos características fundamentales

como son la potencia y la resistencia al agua.

El interés de esos productos surgió a comienzos de la década de los 60, cuando se investigaban las

necesidades básicas de un explosivo para que se produjera el proceso de detonación combinado

una sustancia oxidante con un aceite mineral. Estos constituyentes han permanecido químicamente

invariables durante muchos años (nitrato de amonio + gas-oil), pero, sin embargo, la forma física ha

cambiado drásticamente.

En la siguiente tabla se resumen, en el orden cronológico de aparición de los explosivos, los

oxidantes, combustibles y sensibilizadores empleados en la fabricación de cada uno de ellos.

159


TABLA

EXPLOSIVO

DINAMITAS

ANFOS

HIDROGELES

EMULSIONES

OXIDANTE

SOLIDO Nitratos

SOLIDO Nitratos

SOLIDO LIQUIDO Nitratos Soluciones salinas

LIQUIDO Soluciones salinas

COMBUSTIBLE

SOLIDO Materias absorbentes (sensibilizantes)

LIQUIDO Aceites

SOLIDO LIQUIDO Aluminio Sensibilizante

LIQUIDO Aceites Parafmas

SENSIBILIZANTE

LIQUIDO Nitroglicerina Gasificantes

Poros

SOLIDO/LIQUIDO TNT

NMMA MAN Aluminio en polvo Gasificantes

Gasificantes

Desde un punto de vista químico, una emulsion es un sistema bifásico en forma de una dispersion

estable de un liquido inmiscible en otro

Las emulsiones explosivas son del tipo denominado agua en aceite" en las que la fase acuosa esta

compuesta por sales inorgánicas oxidantes disueltas en agua y la fase aceitosa por un combustible

liquido inmiscible con el agua del tipo hidrocarbonado

El desarrollo de los explosivos ha llevado aparejado una reducción progresiva del tamaño de las

partículas pasando desde los solidos de las soluciones salinas con solidos y por ultimo a las

microgotas de una emulsion explosiva

TABLA D'MENSIONES DE LOS OXIDANTES EN LOS EXPLOSIVOS (Bampfield y Morrey 1984)

EXPLOSIVO

ANFO DINAMITA HIDROGEL EMULSION

TAMAÑO (mm)

2 02 02

0 001

ESTADO

Sólido Solido

Sólido/Liquido Líquido

VELOCIDAD DE DETONACIÓN (km/s)

32 40 33

50 60

Se comprende asi, que la dificultad de fabricación de las emulsiones se encuentra en la fase aceitosa

pues, por imperativo del balance final de oxigeno el 6% en peso de la emulsion, que el aceite debe

englobar al 94% restante que se encuentra en forma de microgotas

En la tabla antenor las velocidades de detonación de cada uno de los explosivos, que corresponden a

un diámetro dado, reflejan la fuerte dependencia de la eficiencia de la reacción con el tamaño de las

partículas

160


La estructura de las emulsiones se observa en las fotografías adjuntas, donde las microgotas de

solución saturada (oxidante) adoptan una forma poliédrica y no de esferas, con una fase continua de

aceite que las envuelve.

o x t 250

b x 10000

c x 50 000

Foto a, b y c Estructura de las emulsiones (Cortesía de Bampfield y Morrey, 1984).

El tamaño de las microgotas comparado con el de un prill de nitrato de amonio es 100 veces más

pequeño.

Para conseguir una sensibilización adecuada de los explosivos cuando estos no contienen

sensibilizantes químicos, sólidos o líquidos, se precisa un mecanismo físico como el de las burbujas

de gas, que al ser comprimidas adiabáticamente producen el fenómeno de "Puntos Calientes" que

favorecen tanto la iniciación como la propagación de la detonación.

Los agentes gasificantes que se utilizan están construidos por poliestireno expandido o mícroesferas

de vidrio.

161


En lo referente a los tipos de emulsión, bajo ese termino quedan englobados productos de diferentes

propiedades relacionadas con las características de la fase continua y su efecto sobre la viscosidad y

consistencia.

Según el tipo de combustible, gas-oil, parafinas, gomas etc., las características reológicas de las

emulsiones son distintas, así como sus aplicaciones y métodos de empleo. También el tipo de agente

emulsificante que se utilice para reducir la tensión superficial entre los dos líquidos inmiscibles y

permitir la formación de la emulsión, puede ayudar a evitar los problemas de coagulación en grandes

gotas de la solución de nitrato de amonio, así como el fenómeno de cristalización de las sales.

Otro aspecto a tener en cuenta es el enfriamiento del producto desde el momento de su fabricación,

que se realiza a unas temperaturas próximas a los 80oC, hasta el instante de empleo.

El esquema de preparación de las emulsiones, tanto encartuchadas como a granel, se representa en

la siguiente figura. A partir de los diferentes componentes: fase acuosa oxidante, fase combustible y

agente emulsificante - estabilizante, y previo calentamiento de estos, se procede a una intensa

agitación dinámica obteniendo una emulsión básica que posteriormente se refina para

homogeneizarla y estabilizarla en el tiempo.

tAS€ acuosA

ENCARTUCHAOO c

í \ IMICROtSrERAS,

V / t PRILLS

HOMOGF^e'ZaDOR

eNCARruowfflo

SWaOUeTA:»

V BOMBA-*-!

Esquema de producción de emulsiones.

A continuación, se mezcla con de los productos secos que se adicionan para ajusfar la densidad o la

potencia del explosivo. Esos productos sólidos pueden ser: aluminio en polvo, agentes gasificantes

reductores de densidad, granulos de nitrato de amonio, etc.

El polvo de aluminio aunque aumenta la energía desarrollada por el explosivo tiene un efecto

reductor de la velocidad de detonación.

162


Por otro lado, la sensibilidad de la emulsión disminuye conforme aumenta la densidad, siendo

necesario trabajar por encima del diámetro critico y utilizar iniciadores potentes.

La tendencia actual hacia el empleo de las emulsiones en las trabajos con explosivos estriba en las

numerosas ventajas que presentan:

• Excelente resistencia al agua.

• Posibilidad de conseguir productos con densidades entre 1 y 1.45 g/cm3.

• Elevadas velocidades de detonación, 4,000 a 5,000 mis, con poco efecto del diámetro de

encartuchado.

• Gran seguridad de fabricación y manipulación.

• Posibilidades de mecanizar la carga y preparar mezclas de ANFO.

Por el contrario, los inconvenientes que plantean son los derivados de unas condiciones de

preparación muy estrictas, la alterabilidad por las bajas temperaturas, la contaminación durante la

carga si se utiliza a granel, el tiempo de almacenamiento y los periodos prolongados de transporte.

ANFO Pesado.

En la tecnología actual de voladuras es incuestionable que el ANFO constituye el explosivo básico.

Diversos intentos se han dirigido hacia la obtención de una mayor energía de este explosivo, desde la

trituración de los prills de nitrato de amonio de alta densidad hasta el empleo de combustibles

líquidos de alta energía, como las nitroparafinas, el metanol y el nitroprapano, pero comercialmente

no han prosperado.

El ANFO pesado, que es una mezcla de emulsión base con ANFO, abre una nueva perspectiva en el

campo de los explosivos.

El ANFO presenta unos huecos intersticiales que pueden ser ocupados por un explosivo liquido como

la emulsión que actúa como una matriz energética.

MEZCLA ANFO-EMULSION

Estructura del ANFO Pesado

163


Aunque las propiedades de este explosivo dependen de los porcentajes de mezclas, las ventajas

principales que presenta son:

• Mayor energía.

• Mejores características de sensibilidad.

• Gran resistencia al agua.

• Posibilidad de efectuar cargas con variación de energía a lo largo del barreno.

La fabrica es realmente fácil, pues la matriz emulsión puede ser preparada en una planta fija y

transportada en un camión cisterna hasta un deposito de almacenamiento o ser bombeada a un

camión mezclador. Con estos camiones pueden prepararse in-situ las mezclas de emulsión con

nitrato de amonio y gas-oil en las proporciones adecuadas a las condiciones de trabajo.

100 SNQ 80 70 60 60 «O 30 20 10 O

0 10 20

1,10

9 NINGUNA

NO PUEDE SEB

3 0

1.24

% ANFO

40 60 60 70

% EMULSION

1.33 « 6 1.29

SO

1.29

DENSIDAD

, MARGINAL EXCELENTE

90 100

1,30

too

RESISTENCIA AL AGUA

BOMBEADO . DIFÍCIL .PUEDE SER FÁCILMENTE 90MB

BOMBEABILIDAD

, PUEDE CARGARSE EACILMENTE .GENERALMENTE NO PUEDE C.

700 mA

CARGA CON HELICOIDE

6 000 m

VELOCIDAD DE D E T O N A C I Ó N T E Ó R I C A

Características de carga y resistencia al agua de diferentes tipos de ANFO Pesado (Du Pont, 1986).

En la siguiente figura se muestra la variación de la Potencia Relativa en Volumen (ANFO = 100) en

un ANFO Pesado en función del porcentaje de emulsión.

Puede verse como el ANFO Pesado 70/30 (ANFO/Emulsion) es superior en potencia a un ALANFO

del 5% y una mezcla 60/40 (ANFO/Emulslon) es casi comparable a un ALANFO del 10%

curiosamente, cuando la matriz de emulsión aumenta por encima del 40% la potencia disminuye

debido a que la separación de las partículas de ANFO resulta elevada para que estas actúen

eficientemente como puntos calientes y propagadas de la onda de choque.

164


- 10% ñl ANFO

EMULSION EN LA MEZCLA <%]

Variación de la potencia y densidad de un ANFO Pesado según el porcentaie de emulsion (Bampñetd y

Morrey, 1904)

La densidad de la mezcla aumenta con el porcentaje de emulsión, alcanzándole la energía máxima

para un valor de esta de 1.3 g/cm3 aproximadamente.

En la siguiente figura se indica la variación de la sensibilidad del ANFO Pesado conforme aumenta el

porcentaje de emulsión. La sensibilidad disminuye al incrementarse la densidad, siendo necesario

cada vez un iniciador de mayor peso Para una densidad de 1.33 se necesita un multiplicador de

pentolita de 450 gr. como minimo

EMULSION EN LA MEZCLA (%)

Variación de la sensibilidad del ANFO Pesado con el porcentaie de emulsión de la mezcla (Bamplleld y

Morrey, 1984)

Con la reciente aceptación del ANFO Pesado en la industria, esos mismos explosivos pero

aluminizados hacen posible pensar en una mejora de la eficiencia de las operaciones y ahorro de

costos, al tratarse de productos de una alta potencia volumétrica y con un precio relativamente bajo.

El aluminio incrementa la energía total producida, la potencia relativa en volumen, la temperatura y la

presión de detonación. El efecto de la adición de aluminio a un ANFO Pesado 70/30

(ANFO/Emulsion), como se muestra en la siguiente figura.

165

PROPOSICIÓN CE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

SSONAOON

10 15 20 25 PORCENTAJE DE ALUMINIO

Efecto de la adición de aluminio a un ANFO Pesado 70/30 (ANFO/emulsión) sobre las

diferentes propiedades características

En la tabla siguiente se recogen las potencias del ANFO, las emulsiones y diversos ANFOS Pesados

preparados a partir del nitrato de amonio poroso de baja densidad, y distintos porcentajes de

aluminio.

TABLA - 1

EXPLOSIVO

ANFO

AI/ANFO (5% Al) i

AI/ANFO((0%AI) |

AI/ANFO (15% Al)

NCN EMULSION (0% Al) i

•KH EMULSION (5% Al)

NCN EMULSION (10% Al) .

NCH EMULSION (15% Al) '

A N F 0 + 1 0 % EMULSION |

(0% Al)

ANFO+ 20% EMULSIÓN

(0%AI) |

ANFO+30% EMULSION (0%AI) j

ANFO+40% EMULSION 1 (0%AI)

ANFO+ 50% EMULSION 1

(0%A[) 1 ANFO+30% EMULSION 1 (5% Al) |

ANFO+ 30% EMULSION

(10% Al)

ANFO + 30% EMULSION | (15% Al)

DENSIDAD

fetal")

0,85

0,88

0.91

0.94

1 15

1,21

1,27

1,30

093

1,01

1,11

1,20

1.29

1,14

1,16

1,19

POTENCIA RELATIVA EN

i EN PESO (ANFO =

) 100

112

123

134

78 1 91

103

117

98

t

96

93

91

' 89

1 105

' i 116 i

127

100)

POTENCIA RELATIVA EN

VOLUMEN RESPECTO AL

ANFO de 0,85 g/m* (ANFO =1,00)

1,00 1,16

132

I 1,48

1,06

| 1,30 | 1.54

179

1 1,07

1 14

1.21

1 1,28

1,35

' 1,41

1 58

1,78

166


La reacción del aluminio durante la detonación da lugar a la formación de óxidos sólidos y no

productos gaseosos. El volumen de gas que se genera por el explosivo es, por esto, reducido. El

calor de formación de los óxidos de aluminio es muy alta 16,260 kJ/kg, resultando una ganancia

considerable del calor de explosión que aumenta la temperatura de los gases. Este aumento de la

temperatura ayuda a reducir el volumen de los gases, desarrollando estos un mayor trabajo al estar

mas calientes. La adición de aluminio facilita el desarrollo de una mayor cantidad de trabajo para una

misma cantidad de explosivo, pidiéndose entonces aumentar le bordo y el espaciamiento de los

esquemas, mientras que se mejora la fragmentación resultante de las voladuras.

En la siguiente figura nos permite definir la composición optima de un explosivo para obtener una

potencia dada. Las potencias relativas en volumen con respecto al ANFO varia entre 1.0 y 1.9.

POTENCIA VOLUMÉTRICA (Relativa al ANFO de 0,85 g/cm3)

Potencias relativas obtenidas con diversos porcentajes de aluminio contenido en ANFOS Pesados.

167


Explosivos Gelatinosos.

Alfred Nobel en 1875 descubrió que una gran cantidad de nitroglicerina (NG) podía disolverse y

quedar retenida en nitrocelulosa (NC), obteniéndose un producto con consideración plástica de fácil

uso y manipulación en aquella época Esa gelatina explosiva formada por el 92% de NG y el 8% de

NC tema un balance de oxigeno nulo y desarrollaba una energía incluso superior que la NG pura

Postenormente, con intención de reducir la potencia de esa mezcla explosiva se añadieron

sustancias oxidantes y combustibles, en las proporciones adecuadas para mantener el balance de

oxigeno, de manera que además de reducir considerablemente el costos de fabricación se

conservaba la consistencia gelatinosa Asi, el porcentaje de NC - NG de las gelatinas explosivas

actuales oscilan entre el 30 y el 35%, y el resto corresponde a los oxidantes como el nitrato de

amonio, a los combustibles y a otros productos especiales que sirven para corregir la higroscopicidad

de los nitratos

Las ventajas principales de estos explosivos que se han utilizado con mucha profusión hasta épocas

recientes son

• Potencias elevadas

• Altas densidades, desde 1 2 hasta 1 5 g/cm3

• Elevadas velocidades al agua y estabilidad química

Los inconvenientes más importantes que presentan son

• Riesgo de accidentes en la fabricación y transporte

• Sensibles a estímulos subsónicos y por consiguiente elevado peligro si la maquinaria golpea

o impacta con restos de explosivos

• Produce dolores de cabeza, pues la NG dilata los vasos sanguíneos, sobre todo si no se deja

el tiempo suficiente para la disipación de los gases, antes de acercarse al lugar de la voladura,

para ver sus resultados

• Reducida flexibilidad para la utilización en condiciones ambientales extremas

• Elevados costos de fabricación

Las pnncipales aplicaciones de estos explosivos se centra en el arranque de rocas duras y muy

duras, como cargas de fondo, y en voladuras bajo presión de agua y en barrenos húmedos

168


Pólvoras.

Actualmente, la pólvora para uso minero o de obras de ingeniería tiene la siguiente composición:

Nitrato de potasio (75%), Azufre (10%) y Carbón (15%). Presentándose siempre granulada y

grafitada, con dimensiones que oscilan entre 0.1 mm y 4 mm y envasada generalmente en bolsas de

2.5 y 5kg, y en su presentación de mecha de seguridad; esta constituida principalmente de un núcleo

de pólvora, recubierto por varias capas textiles y un acabado en cera, que le dan protección y

aislamiento impermeable. Su función es de transmitir fuego a una velocidad estable a nivel del mar

de (145 mis) a un fulminante para iniciar la voladura.

169


SISTEMAS DE INICIACIÓN DE VOLADURAS.

Se define como sistema de iniciación de voladuras a una sene de productos y tecnologías utilizados

en trabajos de voladuras para iniciar una cierta cantidad de cargas explosivas remotas en un tempo

determinado Un sistema de iniciación tiene cuatro objetivos fundamentales

• Iniciar una voladura en forma segura y controlada

• Crear una red de transmisión de una señal que inicie o active cargas explosivas individuales

• Das una secuencia de iniciación a un grupo de cargas explosivas

• Iniciar adecuadamente explosivos sensibles a un detonador

Durante un trabajo de voladura, un sistema de iniciación debe permitir llevar un señal de activación,

desde una fuente de energía inicial, ubicada en un lugar seguro, fuera del area de segundad y sin

nesgos para personal equipos o edificios cercanos Debe ademas permitir tener el mayor control

posible del momento de la iniciación de la voladura en perfecta coordinación con otras áreas de

trabajo en tomo a la voladura Un sistema de iniciación debe transmitir una señal que active una red

de caigas explosivas individuales distribuidas en un matenal rocoso

Dar una secuencia de los tiempos de iniciación entra cargas explosivas, debe asegurar que la señal

de superficie no sera interrumpida en ningún punto y permitir que la voladura se complete en todas

sus fases

• Detonación del explosivo

• Propagación de las ondas de choque dentro de la masa de roca

• Expansion de los gases

• Movimiento del macizo rocoso

Respecto a iniciar cargas explosivas, en pnmer lugar se debe reconocer perfectamente el correcto

manejo de los iniciadores y también se debe reconocer perfectamente entre explosivos sensibles a

un detonador, de aquellos explosivos o agentes explosivos que NO se inician correctamente con un

detonador Postenormente se debe controlar el proceso de ensamblaje de los cebos y su postenor

uso en una voladura

Antecedente Histórico

De acuerdo a la evolución histonca de los sistemas de iniciación desde fines del siglo XIX hasta

nuestros días, en el año 1867 Alfred Nobel construye el primer sistema de iniciación en un concepto

170


como el que hoy utilizamos, al desarrollar un detonador consistente un en capsula que contenía una

pequeña cantidad de pólvora negra sensibilizada con fulminato de mercurio, iniciada por una mecha

también de pólvora negra, ya durante los años de 1830 al 1832 se introduce la tradicional mecha y

se desarrolla y patentan algunos sistemas de iniciación eléctrico

Afines de 1895 se introducen al mercado algunos sistemas eléctricos de iniciación con precision en

segundos Posteriormente en los años 1945 se introducen los primeros sistemas eléctricos de

iniciación con precision de mili segundos

Durante los años 1960 se introduce en el mercado los pnmeros cordones detonantes y comienza el

desarrollo de los sistemas no eléctricos de la voladura, en los años 1970 se introducen los sistemas

no eléctricos NONEL®con precisión en mili segundos y altos niveles de segundad Finalmente a partir

de los años 1990 se introduce la tecnología electrónica con precisión de micro segundos

Clasificación de los sistemas de iniciación

Hoy en día los sistemas de iniciación de voladuras podemos clasificarlos en función del tipo de señal

que transmite entre cargas explosivas

• Sistema a Fuego. "Mecha Plastificada, Mecha Normal" - Utiliza la combustion de la pólvora

tanto como señal entre cargas explosivas, como para producir la secuencia o tiempos de

retardo

• Sistema Eléctrico. "Estopines" (Casi en desuso) - Utiliza la energía eléctrica como señal

entre cargas explosivas y la combustion de mezclas pirotécnicas para generar la secuencia o

el retardo

• Sistema NO Eléctrico. "Tec Cord Normal, Tec Cord Reforzado, Fulminantes Noneles,

Ezdet, EzTL, y los Conectores CBS-CUS-HP" - Utiliza la detonación de explosivos o

mezclas explosivas en bajas cantidades para transmitir una señal entre cargas explosivas y

al igual que el sistema no eléctrico, utiliza mezclas pirotécnicas para producir la secuencia de

detonación

• Sistema Electrónico. "Sistema i-Kon (digital energy control), de la empresa Onca" - Utiliza

energía eléctrica y señales decodificadas entre cargas explosivas y un circuito electrónico

para dar la secuencia o el tiempo de retardo

171


A FUEGO.

SISTEMAS DE INICIACIÓN

ELÉCTRICO NO ELÉCTRICO ELECTRÓNICO

Mecha Plastificada

Mecha Normal

Estopines Fulminantes

Noneles

EzDet

EzTL

Conectares CBS-CUS HP

Cordon Detonante

Tec Cord Normal

Tec Con) Reforzado

i Kon (digital energy control)

Sistema a Fuego.

El sistema de iniciación a Fuego fue el primer sistema de iniciación que se uso a gran escala,

desarrollado fuertemente a partir del año 1830 y corresponde fundamentalmente a una sene de

productos cuyo pnncipio de propagación de la señal explosiva y la generación de un tempo de

retardo en la secuencia de iniciación, se basa fundamentalmente en la combustion de algún tipo de

pólvora (Mecha), es decir por medio de Fuego, ademas tiene una carga explosiva (Detonador

Fulminante), capaz de iniciar emulsiones y algunos otros explosivos

Los componentes pnncipales de este sistema de iniciación son los siguientes

• Mecha de Segundad Plastificada y Normal

• Fulmínate

Mecha de Seguridad Plastificada y Normal.

Es un cordón con características de poca resistencia a la humedad y flexibilidad, que tiene un

núcleo de pólvora, la cual reacciona con un tiempo de combustion conocido, El núcleo de pólvora

esta recubierta por una sene de fibras textiles, capas asfálticas y una cubierta extema plástica o

cera según sea el caso, estas sene de capas beben ser capaces de

172


• Confinar la pólvora.

• Protección contra chispas

• Hacer del cordón resistente a la abrasión.

• Protegerlo contra la absorción de humedad.

Su finalidad, es transmitir energía en forma de fuego, entre cargas explosivas y desde un punto de

iniciación seguro a una voladura, además debe ser capaz de iniciar correctamente un detonador de

fuerza de No. 8. La transmisión de esta energía en forma de calor se realiza a través de la

combustión del núcleo de pólvora y no presenta una llamada lateral externa durante su combustión

(Propagación Lateral).

Los retardos entre cargas explosivas se dan en función de la longitud del trozo de mecha, de acuerdo

a su velocidad de combustión medida en segundos por metro (s/m).

La velocidad de combustión normal de una mecha a nivel del mar es de aproximadamente +/- de 140

s/m, esta velocidad puede variar por los siguientes factores:

• Condiciones de fabricación.

• Altitud, (cid 100 mas de altitud la mecha será 1 segundos + lenta.)

• Confinamiento.

• Humedad ambiental.

Fibras Textiles

Algodón

"J Pólvora

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS MECHAS DE SEGURIDAD.

* Medidas a 500 metros sobre el nivel del Mar.

173


Oferentes Tipos de Mechas

Fulminante.

Es una cápsula metálica abierta en un extremo y con una carga explosiva de tres elementos en el

extremo cerrado, diseñado para ser ensamblado y encendido con algún tipo de mecha

Tiene una potencia explosiva de Fuerza No 8, por lo que también es conocido como Fulminante No

8 (Detonador)

MIXTO 06 IGKiaON.

CMGA SECUNDARIA

tm

ESQUEMA H till Fa iHANTE

174


ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Potenc.a (Fuerza) Longitud (mm) Diamptro extemo (mm) Insensibilidad al impacto Cargas Explosivas: - Primaria (PRIMTEC »>) (mg) - Secundaria (PETN) (mg* - Mixto de ignición (mg)

N-8 45

6,2 2 kg a 90 cm

115 600 65

Sistema Eléctrico. (Estopines).

El sistema de iniciación eléctrico es un sistema compuesto fundamentalmente por detonadores

eléctricos , mas cables de conexión, equipos de verificación (resistencia eléctrica, ohmetro), y una

fuente de energía eléctrica (Explosor) En este sistema la señal que se transmite entre cargas

explosivas remotas es una corriente eléctrica, la cual inicia un elemento eléctrico (Gota Pirotécnica),

dentro del detonador eléctrico. El retardo en la secuencia de iniciación es producido por la

combustión de algún tipo de mezcla o composición pirotécnica

En función de la cantidad necesaria para activar un detonador eléctrico o sensibilidad eléctrica, estos

se clasifican en tres tipos:

• Normales

• Insensibles

• Altamente Sensibles

175


Código de Colores

Los detonadores eléctrico tienen un sistema de clasificación visual para el manejo mas rápido para su

identificación fisica

Color Cable - Indica Sensibilidad y Tiempo de Retardo

111 \ffl- «, 7'' o*«W. \ Kf1

Í>:'" Estopines

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS

Enetgia mínima de inicio (mJ/ohm) Cofriente máxima de no detonadái (A) Comente mínima de detonación (A)

Comente de disparo recomendada i100detonaitor^?{A):.

SENSIBILIDAD NORMAL

MS 01 i 3

0,2515 trun) ^ 5

is

INSENSIBLE

0,30 0.02 20-60

0;fiS{5tnin)

•': 'yvMxmMmóí®msmx Resistencia a la presión (3.5 inswísi)jiiad4M!)â Caiga pmwja.l'RlpfC m

4 horas

750 «ng

l45nfftBa#Íî¡to^ R?smwtía.f<Wníia déccteíîWG)

ALTAVCNTE INSENSIBLE

9,053 0004 1*D-2J06 34 (2 «Ai)

tff

O.OSôhmtoi

Características Generales Estopines

CQDISGBE C0LORES OEftLAMBRBS CWDUCTORESPARA LA ipENTIRCAeiON M % DETONADORESaECTRlC!

upas • i'

'• ¿t&k. wî &$!!!&**&: ALTAMcÑTÉíMSFÑ

'»•••^••.^S^•i•^^.^ NeároíCcli

Código de Colores para su identificación visual

176


TABLA DE TIEMPOS

WMREtWDO

0 t 2 3 4 , 5 *

£<d» / ^ r ' s

A í t 5

10*

SERIE MS (Mllisegundos)

5

25 SO 75 100 •tm

m «s

* m 250

m

SERtE MEDIÓ SEGUNDO (Segundos)

0,005 0,5 1,0 15 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4S «¡O

WDEf tETARDO

11 12 13 14 IS I f 17

n « 20

SERÍE MS (Millssgundos)

380 400 450 500 600 700 8Q0 900 1000 1100

SERIE MEDIO SEGUNDO (Segundos)

6,0 7,0 8,0 9.0 100

Explosor Manual Explosor de Batería

Sistema No Eléctrico

En el proceso de transmisión de una señal de activación entre cargas explosivas remotas, el Sistema

No Eléctrico de Iniciación, utiliza una onda de choque, producto de la activación de un explosivo o

una mezcla explosiva, con o sin confinamiento inicial Esta onda de choque es transmitida a través de

un tubo de plástico (Detonador no eléctrico Nonel, EzDet, EzTL) o a través de Cordon Detonante

Los componentes de este sistema de iniciación son los siguientes

• Detonador No Electnco

• Cordon Detonante

• Conectores de Superficie

177


Detonador No Eléctrico.

Este tipo de detonador fue introducido al mercado por Dyno Nobel a partir del año 1970

aproximadamente y consiste en un tubo de plástico que transmite la señal en forma de onda de

choque, llamado tubo de choque o tubo no eléctrico, el cual lleva una pequeña cantidad de una

mezcla explosiva en su inferior y esta ensamblada herméticamente a un detonador que tiene en su

interior.

Las partes componentes del detonador no eléctrico son las siguientes:

• Tubo de choque o tubo No eléctrico

• Elemento amortiguador de onda

• Elemento de retardo

• Carga explosiva

• Conector Jota

• Etiquetas

^ B aaKMR} DE RETARDO CAR0AEXM.OSIVAO

CJUffiAeASE

178

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABB iTO EN MEXICO

Tubo de Choque o Tubo No Eléctrico.

Es un tubo plástico delgado, compuesto de 2 o 3 capas plásticas, es hueco en su interior y lleva

adherido a su pared interior una pequeña capa de un mezcla explosiva.

Capa Plastea Externa

Capa Plastea Interna

Estructura de un Tubo del Sistema

Electreo (None!, EzDet, EzTL)

Corte Transversal del Tubo de Choque

La capa plástica externa del tubo No eléctrico debe proveer al tubo de las siguientes características:

• Flexibilidad

• Resistencia a la Abrasión

• Resistencia a radiaciones ultra violeta

• Cierta resistencia al ataque de combustibles líquidos y aceites minerales

En tanto que la capa plástica interna debe dar al tubo las siguientes características:

• Resistencia a la tracción

• Cierta elongación

• Adherencia de la mezcla explosiva a las paredes internas del tubo plástico.

Los métodos apropiados de ignición deben producir una alta fuerza de onda de choque. La ignición

proveniente de una alta fuerza de choque, comienza la reacción dentro del tubo, de la siguiente

forma:

• Creando una dispersión localizada de la mezcla explosiva dentro del tubo.

• Aumento de temperatura y presión

179


• Deformación elástica del tubo

• Ignición de la mezcla explosiva por calor

• — o - , * ^ * HMX/AL í t S I J C Dispersion de la ^X Alta temperatur^J Propagación '*™" mezcla explosiva H p Alta presión l ü j r <)e l a s e " a l a

dentro del tubo ' 7 una velocidad ds 2000 mis

Prcce» d« AcSvKiotí de la Seto de m Detonaba « i wi Tijl» No Bedrlca

La presencia de humedad en el tubo evitara la ignición Las temperaturas extremadamente heladas y

la absorción de aceite reducirá la velocidad de reacción

El tubo de choque propaga una señal de onda de choque de baja velocidad y durante el proceso de

propagación de la señal a través del tubo, no existe ningún efecto de propagación lateral, solo una

pequeña deformación elástica del tubo en el punto donde va el frente de onda propagándose

IGNICIÓN

180


Una vez que la ignición ha sido establecida, una propagación mayor ocurre dentro del tubo La onda

de propagación consiste de una onda de choque seguida por un frente de reacción La onda de

choque despliega la mezcla desde las murallas del tubo y el proceso de reacción continua

La propagación continua y esta puede ser detenida de vanas formas

• La ruptura del tubo de choque puede detener la reacción debido a perdida de confinamiento

(presión y temperatura)

• Pinchaduras o nudos apretados

• Un sello o ensamblado al detonador excesivo ( suck out ), generado en el proceso de

fabncacion

• La humedad dentro del Tubo

Cuando es iniciado, el tubo de choque fallara si en el mtenor del tubo se humedece o si la presión de

detonación se sale a través del tubo Por esta razón, el tubo de choque es fabricado sin

perforaciones y es sellado en ambos extremos, en un extremo esta ensamblado al detonador y en el

otro lleva un sello al calor

La detonación explota dentro del tubo de choque genera luz y esta diseñada para no destruir el tubo

Básicamente una mezcla de aluminio cubre el explosivo (HMX, Aluminio en escamas, 17 gr/m), y se

adhiere a un plástico especial (Surlyn ®), el que forma la capa interior del tubo de choque Esta

mezcla es iniciada por un pulso de choque de alta energía (causado por detonadores o generadores

de chispas) o por un pulso de choque de energía con gases calientes y partículas (como en el

fulminante de una escopeta)

Sellador del Tubo No Eléctrico.

El tubo de choque debe estar sellado para proteger de que la mezcla explosiva se contamine con

polvo o humedad El tubo de choque tiene dos sellos

• Inserción del tubo No eléctrico en la capsula metálica- Esto se hace insertando del

detonador a través de una manguera de cierre de goma y se sujeta con una mordaza o

cnmper, los tubos de choques se fijan al detonador engargolando la capsula alrededor de la

manguera de cierre o cojinete el cual esta diseñado para no romper la capsula, sino para

apretar la manguera de cierre de goma y mantener el tubo en su lugar El engargolado debe

ser lo bastante fuerte para resistir tirones del tubo de 8 kg y resistir presiones de agua de 50

psi (340 Kpa) durante 8 horas, igual a presión de agua a 35 metros de profundidad La

181


manguera de cierre de cojinetes es el sello ambiental para mantener la exactitud y el

funcionamiento confiable de los componentes interiores. El material de goma suave de la

manguera de cierre llena el espacio entre el engargolado y la cápsula del detonador,

manteniéndolo libre de agua y suciedad. Además la manguera de cierre y el engargolado

• Fuñiendo una pequeña sección al final la punta del tubo que queda libre y es hecho por

medio de ultrasonido o por métodos de alta temperatura. Los sellos están diseñados para

tener resistencia a la humedad de 6m de profundidad en agua por 8 horas a 490C.

Mezcla Explosiva

La mezcla explosiva usada en el tubo de choque TECNEL® es una mezcla de HMX y aluminio en

escamas. El relación de mezcla de estos ingredientes es de aproximadamente 10:1

respectivamente. La carga típica de HMX en el tubo de choque es de 17gr/m . El tamaño de la

partícula y el área de superficie de los dos ingredientes junto con la relación de mezcla son

monitoreados cuidadosamente durante el proceso de fabricación, es una mezcla uniforme y segura.

Controles de fabricación:

• Velocidad uniforme de detonación.

• Suficiente concentración para un proceso continuo de ignición

• La mezcla uniforme previene el exceso de HMX en la mezcla lo que puede causar los

siguientes problemas:

182


o Ruptura del tubo, causado por un exceso HMX en el engargolado de la cápsula o en

el tubo de plástico.

o Empujar el tubo fuera del detonador, comúnmente referido como falla "suck out"

La ruptura del tubo es también causada por un engargolado demasiado profundo. Si el tubo se rompe

en el engargolado del detonador, esto producirá una ventilación y se perderá una cantidad

significativa de presión. Se debe tener cuidado de no mantener el tubo durante periodos extensos

frotándose sobre las paredes de barreno.

OUTPUT del Tubo de Choque

Una reacción de detonación de baja velocidad viaja a través del tubo a aproximadamente 2000 m/s y

se puede retardar con temperaturas sumamente frías ( -100 0 C ). La temperatura y humedad

podrían retardar el tiempo del tubo a 1800 m/s. La onda de choque que sale del tubo es mayor a

1000 psi o 700 Kpa y contiene gases sumamente calientes, partículas de mezcla y residuos de

ignición. Esta onda de choque es lo bastante energética como para iniciar las mezclas pirotécnicas

que están dentro del detonador.

La ignición del detonador puede fallar si la profundidad del engargolado o sello es demasiada

profunda o el tubo no se asienta apropiadamente en el tapón o manguera de cierre. El engargolado

se diseña para sostener el tubo en la posición apropiada pero el tubo puede arrancarse de esta

posición si se le aplica fuerza excesiva. En la practica evite tirar en exceso el tubo de choque.

Ha habido reportes de incidentes de iniciación accidental donde la fuerza excesiva ha roto el tubo y

esto ha causado que el tubo golpe un objeto duro. Este fenómeno es llamado "slap and shoot" o

"snap and shoot".

Después de una iniciación adecuada, el tubo de choque usado debería:

• Estar sin rupturas

• Contener solo cantidades menores de residuos de explosivos

• Estar levemente expandido

183

PERITO EN EXaoSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOUWRAS A CIELO ABIERTO I

Cápsula detonante

Largo Cápsula Diámetro externo Carga secundaria Carga pnmana Potencia Prueba placa de plomo

Prueba de Trauzl

Insensibilidad al impacto

50,60,70,80,85,95 mm 7,5 mm 860 mg (PETN) HSmgíPRIMTEC"")

: Fuerza #12

: 10 min (diámetro de perforación)

: Diferencia de volumen = 33 mm

: 2 kg a 90 cm (no detona)

Amortiguador de Onda.

Este elemento representa una mterfase entre la energía entregada por el tubo de choque dentro

del detonador y los elementos de retardo que son activados por esta energía, actúa como una

cámara de expansión de los gases acumulados durante la propagación de la señal a través del

tubo de choque y permite una mejor distribución de la energía al elemento de retardo,

garantizando una correcta iniciación de este.

Amortiguador de Onda.

El amortiguador de onda proporciona además protección contra la electricidad estática. En días de

invierno de viento seco, la estática se puede formar en la atmósfera y en las unidades detonantes

Este tapón también sella las partes restantes del detonador de elementos extemos hasta que la onda

de choque sale del tubo, quiebra el diafragma dentro del amortiguador de onda e inicia la mezcla

pirotécnica explosiva dentro del retardador

184


Elementos de Retardo.

El elemento de retardo se encuentra ubicado en contacto con el amortiguador de onda y consiste en

un tubo de plomo o aluminio que tiene en su núcleo una mezcla pirotécnica de una velocidad de

combustión conocido.

De acuerdo con el tiempo de retardo los detonadores No eléctricos se clasifican en dos tipos:

• Series LP de tiempos largos (Long Period), o medio segundo.

• Serie MS de tiempos cortos o mili segundos.

Ambas series tienen un código de color para su respectivo conectar (Jota), con el cual se puede

identificar el tiempo de retardo.

COLOR DEL CONECTOR "J"

INCOLORO AMARILLO BEIGE ROJO NARANJA BUNCO VERDE VIOLETA AZUL ROSADO CELESTE PLATA DORADO ROJO-ftUOf¡£SC£NTE NARANJA-FU/OflESC£W7E VERDE-RUORESCENTE MAGENTA-RU0fi£5C8V7E AMARILLO BEIGE ROJO NARANJA BLANCO VERDE VIOLETA AZUL ROSADO CFI FSTE PUTA DORADO ROJO-FLUORESCEWTE NARANJA-flUOfiESCENTE VERDE-FLUORESCENTE MAGENTA-RUORESCEW7E

¡¡¡i¡§¡|¡§¡ SERIE MILI-

SEGUNDO (MS) N-de

Retanto

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Tiempo Misegumlo

5 25 50 75

100 125 150 175 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900

1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.925 2.050 2.175 2.300 2.425

ü—• SERIE PERIODO

LARGO (LP) twtsrao

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16

M i & c

5 200 400 600

1.000 1.400 1.800 2.400 3.000 3.800 4.600 5.500 6.400 7.450 8.500 9.600

10.700

Tabla de Tiempos de Retardo LP y MS, y Código de Colores (Sistema de Iniciación Nonel)

185


La carga explosiva de los detonadores No eléctricos esta compuesta por dos tipos de explosivos uno

primario y otro secundario, los que conforman la carga base de un detonador No eléctrico. Este

explosivo se encuentra en la cápsula metálica o casquillo de aluminio de fondo plano y comprende

una altura desde la base del detonador hasta unos 20 mm de altura

Los detonadores No eléctricos tienen una carga base de PETN (Tetranitrato de Pentaerythritol), un

explosivo secundario de alta energía y baja sensibilidad también encontrado en el cordón detonante y

como un componente en la mayoría los booster de pentolita.

La carga de PETN es comprimida alrededor de 1400 psi. Esto compacta firmemente el PETN y

aumenta la fuerza total.

En cuanto a la carga de ignición es un explosivo primario llamado PRIMTEC® (Azida de Plomo) de

potencia media pero de alta sensibilidad

Capsula de

Aluminio

.Carg-ade

Iniciación

Carga Base

Fondo Plano

Carga Explosiva de un Detonador NO ELÉCTRICO

Conector Jota (J).

El conector J (sistema de iniciación "Nonel"), es una pieza plástica ensamblada al tubo de choque en

su extremo libre y esta diseñado para conectar el tubo de choque con cordones detonantes de 3,5,

10 y 20 gr/m. Tiene un código de colores que pemite verificar el tiempo de retardo del detonador no

eléctrico al cual esta ensamblado. El conector "J" se diseña para posicionar y conectar

apropiadamente el tubo de choque TecneKs) al cordón detonante.

186


La identificación visual se hace mediante código de colores y etiquetas.

Etiquetas - Cinta adhesiva de plástico ensamblada en el tubo de choque y que tiene impreso el

numero de retardo y el tiempo en mili segundos, también lleva impreso el lago del tubo (Nonel).

Sistema de Iniciación Nonel, ejemplo conector "J"

Cordón Detonante.

Los Cordones Detonantes contienen un núcleo de PETN cristalino o granulado cubierto por una serie

de capas de un tejido de fibra sintética y revestido externamente por una cubierta plástica (Cordones

Normales). Los tejidos de fibra internos confinan el explosivo y proporcionan fuerza de tracción

mientras que el forro exterior protege contra el agua y resiste la abrasión proporcionando

flexibilidad. Una capa adicional de una trama textil que se cubre con cera (Cordones Reforzados), se

agrega a menudo para proporcionar resistencia adicional a la abrasión y ayuda a mantener el nudo

de las conexiones entre los cordones. Las ceras y textil opuestos pueden ser de varias

combinaciones de colores para su rápida identificación.

Rollos de Cordón Detonante, Presentación de 700 mts por rollo

187


El proceso de fabricación del cordón detonante puede ser con PETN mojado o seco que forma el

núcleo explosivo central, generalmente se fabnca en seco El cordon es clasificado en dos categorías

según sus características físicas y su concentración lineal de PETN El cordon detonante tiene una

velocidad de detonación de 7,000 mis sin tener en cuenta el diámetro

Existen dos tipos de Cordon Detonante

• Cordón Detonante Normal - Núcleo de PETN rodeado por fibras sintéticas y de algodón,

con un revestimiento extenor plástico

• Cordón Detonante Reforzado - Núcleo Central de PETN rodeado por fibras sintéticas y de

algodón, con un revestimiento plástico y una cubierta extenor de una trama de algodón

bañada en cera

Esquema de Cordon Detonante Normal

Esquema de Cordon Detonante Reforzado

188


ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CORDON DETONANTE TEC CORO PLUS NORMAL

TECCOROI.S NORMAL PLUS :

TEC CORD 3 NORMAL PLUS J

TEC COROS NORMAL PLUS i

TEC CORD« NORMAL PLUS % 3

TEC CORD 10 NORMAL PLUS , . ' 1 1

TEC CORD 20 'NORMAL'ÁilS ¿ . ^ I j

TEC CORP « ' í'NÉJFp«¿l>UJ8; I-JfoJj

3 2 ± 0 ?

3 3 * B 3

4,í±?i3

X Í 2 4 R 3

80

90

95

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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CORDON DETONANTE TEC CORD PLUS REFORZADO

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T[ r CORD M I 1 H ^A- l i I •' ' i .

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J . ' . ' . -

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* • • •> • I . I • * r» #

C » h A i - I ^ f t ( ^ | ^ ^::mWi> TIPO COLOR DEL

REVESTIMIENTO DIÁMETRO

APROX (mm)

NÚCLEO PETN

(g/m) (grainloot)

RESISTENCIA TRACCIÓN

K g f H

VELOCIDAD PROMEDIO (m/S) + 500

Tec Cord 1 5 Tec Cord 3 Tec Cord 5 Tec Cord 8 Tec Cord 10 Tec Cord 20 Tec Cord 30 Tec Cord 40

Naranja Verdef) Rojo O

Rojo Celeste (*)

Verde Celeste

Rojo

3,2 3,6 4,2 4,5 5,3 6,2 7 0 8 2

1 5 3 2 5,3 8 5 10,6 20,0 30,0 40,0

7,5 15,0 25,0 40,0 50,0 100,0 150,0 200,0

80 90 90 90 100 100 100 100

6500 6500 6500 6500 6 500 6 500 6500 6 500

Sistema de Iniciación No Eléctrico EzDet

Este sistema utiliza el mismo principio de Tubo de Choque o Tubo No Eléctrico. Los iniciadores

con retardo EZDET fueron desarrollados para vanas aplicaciones, sea en minería a cielo abierto

subterráneas construcción, banco de material

Es especialmente apropiado para voladuras cercanas a zonas habitadas ya que permite un mejor

control del ruido y las vibraciones ocasionadas por las voladuras

Ideal para voladuras en donde se requiere una rápida y sencilla conexión y el disparo de un numero

ilimitado de barrenos con iniciación independiente

189


Este tipo de iniciadores es bi direccionales y por ello pueden usarse en donde mas de una ruta de

iniciación es requerida, tal como en voladuras de multiples filas

Todo esta gracias a que este sistema tiene dos tiempos de retardo un de superficie (25 ms), y otro de

fondo (350 ms, o 700 ms)

Eiemplo de Aplicación Sistema No Eléctrico

E|emplo de Sistema de Iniciación EzDet

190


Sistema de Iniciación Electrónico.

i-kon (Digital Energy Control).

De acuerdo a las necesidades en los sistemas de iniciación más controladas y con la finalidad de

reducir sobre costos, ha surgido la necesidad de contar con retardos muy precisos. La Tecnología

avanza cada día mas y mas y el mundo de los explosivos no esta ajenos a estos avances

tecnológicos. La compañía Orica lanza al mercado un nuevo sistema de iniciación electrónico el cual

cuenta con un chip, con la gran posibilidad de no contar como sucede con los otros sistemas de

iniciación con un retardo predeterminado, siendo lo usual 25 milisegundos, la gran ventaja de este

sistema es que se le puede designar un tiempo de retardo en el rango de 0 a 1,800 milisegundos,

pudiendo colocarle el tiempo que se dése ya sea de forma manual atravez de una computadora de

mano (logger), o la otra posibilidad que se tiene es atravez de un software que proporciona el

fabricante del sistema y una vez que el programa te solicita cierta información de acuerdo a los

requerimientos se designa el tiempo a cada uno de los iniciadores a utilizar. Este sistema fue

diseñado para tener mejores controlres de la fragmantacion y la vibración.

Componentes del Sistema i-kon ® (orica).

• Detonador electrónico completamente programable, capaz de retardar de 0 a 1,800

milisegundos, con incrementos de 1 milisegundo.

• Logger.- Cada retardo del detonador es programado usando i-kon logger. El logger maneja

hasta 200 detonadores, cada uno con un único retardo. El sistema completo tiene una

comunicación bidireccional para programar y verificar la funcionalidad del sistema antes de la

voladura.

• Blaster.- La voladura es iniciada usando el i-kon Blaster, el blaster 1600 puede controlar

hasta 8 logger dando al sistema una capacidad de hasta 1,600 detonadores. Por seguridad el

i-kon blaster requiere de una llave digital especial, para evitar que se inicie la voladura de

forma accidental.

• Los diseños de la voladuras para el sistema i-kon puede ser generados en la computadora,

usando el software SHOTPIus-ikon

Accesonos del sistema i-kon Logger, Blaste y SHOTPIus-ikon

191


The unparalleled accuracy, flexiblility and safety of the i-kon™ Digital Energy

Control System is making new levels of blast

performance possible.

The Hwgfrtm i

, delivers total control over your blasting program.

^ O R i O *

Sistema de Iniciación Electrónico i-kon (Digital Energy Control)

Principales Características del Sistema

• Sistema Electrónico de Voladuras 2a. generación, que utiliza el último diseño en tecnología de chips

y un proceso de fabricación totalmente automatizado • Sistema totalmente programable dentro del barreno desde 0 a 15000 milisegundos con incrementos mínimos hasta de 1 milisegundo. • Programación y Registro de seguridad intrínseca • Comunicación bidireccional entre el equipo de control y los detonadores. • Fácil de usar, fácil de programar y muy seguro. • Capacidad de tronar 1600 detonadores con un Blaster (1600s), e hasta 3200 detonadores en modo sincronizado • Oportunidad de diseñar fácilmente las voladuras de control digital mediante el programa de aplicación SHOTPIus*-i • Detonadores de un solo tamaño, adecuados y de ajuste perfecto para todos los iniciadores estándar de alta presión (Boosters). • Ingeniería aplicada a los componentes del sistema que representa resistencia a impactos y agua. Uso en todo tipo de climas • Cada detonador es una pieza única, totalmente rastreable, con un número de identificación fijado electrónicamente al chip e impreso en una etiqueta adherida al cable • Equipo y programas del sistema con capacidad total de autoprueba Tanto los detonadores, individualmente o como todo el sistema en su conjunto se pueden verificar y desplegar en pantalla en forma previa a la disposición final y disparo de la voladura. • Detonadores disponibles en longitudes comerciales, empacados según clasificación 1.4B.

192


, ; ."-«^ • v» •••4 •* *•*-•* - i a *

programa de aplicación SHOTPIus*-i.

Componentes Internos del Sistema de Iniciación i-kon

Aplicaciones Potenciales Control de Vibración. Cercanía a estructuras sensibles y restricciones ambientales. Voladuras complejas, difíciles de diseñar con detonadores y retardos pirotécnicos estándar. Requerimientos que exijan un control máximo de paredes y mínimo sobre-rompimiento. Mejorar la proyección y lanzamiento (fly rock). Mayor fragmentación y facilidad de excavación. Disminuye inventario y facilita su control.

Otra de las grandes ventajas del sistema i-kon de orica es que se le puede incoporar como una medida de seguridad al iniciar la voladura a control remote, para asi garantizar la seguridad del personal ya que tiene un alcance hasta de 5,000 km.

SURBS (Surface Remote Blasting System)

193


C) Trabajos Durante la Voladura.

Para llevar a cabo una voladura, primero debemos de entender que es lo que se quiere El objetivo de cualquier trabajo es hacerlo de una manera eficiente segura y económica Por ello, siguiendo el plan del proyecto y con estos objetivos en mente el Penfo en Explosivos debe saber que para efectuar este tipo de trabajo se requiere hacer la barrenacion de la plantilla corresponiSente

En primer lugar, para llevar acabo una barrenacion adecuada se debe contar con un equipo de perforación (compresor, track drill o perforadoras manuales, etc) en perfectas condiciones y que estén ubicadas en el lugar del trabajo Para que el equipo pueda empezar a trabajar ya se habrá despalmado el area, es decir, se habrá quitado la vegetación, la tierra y los matenalesque cubren la roca de tal forma que esta se pueda ver y casi tocar con los dedos, este es el momento adecuado para comenzar a ejecutar la perforación con el equipo y con el acero de barrenacion correspondiente

El perfonsta, supervisado por el Penfo en Explosivos, colocara el acero en poseion correcta respetando el ángulo de inclinación planeado, comenzara a introducir el acero dentro de la estructura de la piedra cuidando siempre que la barrena no vaya a atorarse debido a cambios geológicos en el terreno de barrenacion y produzca caída de detritos dentro del barreno, lo cual podría obstruir la entrada y salida de la barra con la velocidad y eficiencia brindados por el equipo

Por esta razón, el perfonsta deberá bajar y subir continuamente su varilla (su sarta), de tal forma que siempre corra hacia arriba y hacia abajo sin mayor esfuerzo Si el acero de barrenacion llega a atorarse o atascarse (problema grave en el trabajo) se retrasara el rendimiento, existía el peligro de perder el acero y provocara molestia entre el personal de operaciones

Si el acero esta atorado no deberá aplicarse aire, ni deberá tratar de sacarse la barrena hacia fuera, sino todo lo contrano, deberá golpearse con el martillo de la perforadora, el acero tratando de bajarlo un poco mas, de tal forma que la piedra, la tierra o el material que detiene la barra pase hacia abajo de la broca para liberarla junto con la barra y estas puedan ser retomadas hacia la salida del mismo Es muy importante evitar que la barrena se atore, por lo tanto, cuando el operador este perforando y se percate de esta situación en un terreno flojo o con peligro de caídas, deberá ademar las paredes del barreno (inyectar agua u otro elemento parecido) para darles fortaleza y evitar que el acero sea atrapado

Una vez ejecutados los barrenos al diámetro y al largo planeado se procederá al cargado de los mismos De todas maneras se hará una inspección final para checar que ninguno de ellos se encuentre taponeado, en este caso se deberá tratar de destapado o ejecutar uno nuevo si no se puede destapar

Si dejamos un barreno tapado (es muy importante saber esto) y cargamos tos demás en esas condiciones, la voladura se hará peligrosa debido a la piedra en vuelo y a las vibraciones, tendrá menos eficiencia por lo cual todos y cada uno de los barrenos de la plantilla deberán ser cargados y explotados según lo planeado

Una vez solucionada la plantilla de barrenacion con los barrenos listos para el cargado, se procederá a acercar el material explosivo llámese Alto Explosivo y/o Agente Explosivo e iniciadores Sera repartido y colocado junto al punto de entrada del barreno para que los pobladores ubiquen la cantidad exacta a cargar Asimismo el material del taco de preferencia sera también colocado anexo a la apertura del barreno con el objeto de que todo este listo y preparado para el momento del procedimiento de cargado

194


Se preparará el cebo de acuerdo con las técnicas indicadas por los fabricantes de explosivos y se comprobará que el iniciador ha quedado bien colocado y bien centrado dentro del cartucho

El cebo se bajará al fondo del barreno asegurándonos que el cable del iniciador o el cordón detonante quede tenso pero no tanto como para que se pueda romper. Para cebar utilizaremos un punzón adecuado (puede ser de madera o aluminio o cualquier material que no produzca chispa). No debemos cebar con mucha anticipación a cuando se vaya realizar la voladura pues no es conveniente mantener los cebos en la superficie durante mucho tiempo ya que se podría causar un accidente, debido a que éste ya está preparado para explotar.

Una vez colocado el cebo en el fondo del barreno, se cortará del carrete el trozo de cordón detonante que haya penetrado en el barreno o se deja la línea del iniciador en el extremo inicial del barreno, fijándolo a una piedra pesada para evitar su caída dentro del mismo.

Acto seguido se procederá al cargado del Agente Explosivo conocido como la carga de columna hasta la altura del barreno que se haya designado en el diseño. Para esto, el explosivo recibirá el confinamiento correspondiente a través de la utilización de un palo largo de madera o de un material que no produzca chispas (fainero), el cual sirve, como hemos visto, para confinar los mismos adecuadamente.

Las personas dedicadas al cargado no deberán exponer su cuerpo sobre el barreno con el que se está trabajando por seguridad.

Finalmente se colocará el taco, es decir que una vez teniendo el Alto Explosivo y el Agente Explosivo dentro del barreno, se procederá a arrojar dentro del barreno el material que formará el llamado taco Se procederá con el mismo fainero a retacar con material inerte, de preferencia gravilla, de tal forma que se forme un tapón fuerte, evitando al momento del disparo que el barreno se escupa. A esto se le llama que "se escopetee" y el explosivo salga (por la boca del barreno) evitando el trabajo del mismo

195


No se deben cargar los barrenos con explosivos justo después de terminar la perforación. Antes del cargado nos debemos cerciorar de que el barreno no esté todavía caliente por el trabajo de la perforación o que contenga pedazos de metal. Es recomendable por lo tanto que al terminar la barrenación se deje pasar por lo menos 20 minutos antes de iniciar el cargado y por supuesto revisar que no hayan quedado materiales extraños dentro de los barrenos.

Una vez que estén cargados los barrenos se realizarán las conexiones correspondientes entre todos y cada uno de ellos conforme al diseño técnico de la plantilla correspondiente; posteriormente se llevará la línea final del amarre hacia un lugar seguro desde donde se detonará ya sea con fulminante y mecha o estopín eléctrico para iniciar el cordón detonante o la línea de iniciación tipo ez-def.

Si estamos trabajando con estopines eléctricos, en el fondo de los barrenos se llevará la línea de cableado al explosor a una distancia lejana a la voladura en donde el operador del explosor se encuentre seguro. Antes de llevar a cabo la voladura, los pobladores y ayudantes deberán cerciorarse de que todos los explosivos excedentes se encuentren en un lugar lejano y las personas y equipos se localicen a una distancia segura debidamente resguardados; se deberá impedir el acceso al área de la voladura a toda persona ajena a la misma.

En el caso de estar utilizando estopines eléctricos se deberá realizar la comprobación de los circuitos para tener la seguridad de que todos los estopines están en buenas condiciones. Se deberá mantener la línea de disparo en corto circuito hasta el momento del mismo.

Si se va a utilizar fulminante y mecha se deberán prender con un encendedor apropiado. Se dejarán tramos libres de tal manera que el operador encargado del encendido tenga tiempo suficiente para alejarse a un punto seguro donde no corra ningún peligro.

Es muy importante en los trabajos durante la voladura que la señalización entre el personal sea perfectamente entendida y comprendida por los mismos, de esta manera se tendrá la completa y absoluta seguridad de que ninguna persona se encuentre cerca del área de la voladura o a una distancia donde esté en peligro antes del disparo.

Cuando la voladura se realiza cerca de instalaciones que corren peligro, antes de llevar acabo el disparo, el área que esta cargada con explosivos se cubrirá con redes de hute y acero o con protecciones tales que eviten el vuelo de piedra lo cual podría lastimar personas o dañar construcciones cercanas.

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Excavación con uso de explosivos en área urbana

196

PROPOSICIÓN DEUNPERITOEN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

El disparo no deberá causar vibraciones que puedan lastimar a las construcciones cercanas Esto lo veremos con mas detenimiento en el capitulo de mediciones

Se podría estar cargando el explosivo neumáticamente, esto quiere decir el cargado de los barrenos no se haría de manera manual sino a través de un camion mezclador, a través de una manguera antiestatica, que descarga el explosivo directamente del camion al barreno En este caso durante la descarga de explosivos solo podra permanecer en las inmediaciones del lugar el personal autorizado para tal efecto prohibiéndose cualquier otra actividad en un radio de 50 metros

Estos camiones mezcladores nunca deberán transportar conjuntamente con los explosivos matenales metálicos, combustibles o corrosivos No se deberá fumar en el vehículo, ni se permitirá la presencia en el de personas no autonzadas o ajenas a esta actividad No podran trasportar los accesorios de las voladuras, ni ningún otro objeto que no sea la manguera antiestatica para la descarga de los explosivos

Durante la voladura los trabajos de supervision son fundamentales El taco debe quedar de la longitud que se diseño, si se perdió un barreno deberá tomarse la decision de suspender la voladura hasta rehabilitarlo o hasta encontrar la manera de evitar que vaya a causar un problema de vibración o voladura de roca no contemplado

Por las razones anteriores, nunca se cargara de noche o cuando se haya ido la luz del sol Se deberá trabajar de las 7 de la mañana a las 5 de tarde Una voladura nocturna es lo mas peligroso que puede haber ya que no se puede revisar por ejemplo si el amarre de los iniciadores se hizo correctamente o si el taco fue bien colocado, lo cual podría provocar una voladura mal hecha, ademas del nesgo que se corre porque, durante la voladura, las piedras en vuelo no se ven

Los trabajos durante la voladura implican el contar con personal técnicamente calificado y facultado de un alto grado de responsabilidad y sentido común Se debe evitar que los involucrados en la voladura quieran lucirse a manera de espectáculo, pues en realidad serán los resultados técnicamente óptimos y seguros los que los llevaran a su lucimiento como expertos en explosivos

D) Inspección final.

En una inspección final se busca que los resultados obtenidos a través de la información de las operaciones realizadas nos permitan efectuar voladuras eficientes y económicas El inspector sera una persona con experiencia suficiente, con criterio respecto a cualquier situación extraña que se pueda presentar durante la voladura y sepa tomar decisiones acertadas

Para llevar a cabo una inspección final y realizar una voladura con éxito, el inspector o encargado de dicha supervision (Perito en Explosivos) deberá tener una condicionante sumamente importante conocer el proyecto y los planes previos de ejecución de tal forma que compare el trabajo final realizado contra lo planeado

Es necesario conjugar los conocimientos y aspectos de la obra en su totalidad (entorno geológico y topográfico, asi como el uso de los materiales que sean producto de la voladura), para saber que el trabajo esta enfocado hacia la correcta realización del proyecto Con estos conocimientos el inspector verificara, antes de la voladura que el equipo de carga de los explosivos asi como la maqumana y equipos utilizados en la barrenacion hayan sido retirados y colocados en lugares seguros, checara la bitácora en donde comparara si los trabajos de ejecución de barrenacion y cargado fueron hechos en

197


los tiempos previstos. También revisará los costos de operación para poder tener un control adecuado de los mismos.

Es muy importante que el inspector conozca el volumen a excavar en la voladura ya que se realizará una verificación previa del mismo y una cuantificación una vez realizada. El inspector físicamente checará y contará todos y cada uno de los barrenos que deberán estar debidamente taqueados y conectados en la secuencia conforme al diseño de la voladura.

El inspector deberá saber que el clima permite llevar a cabo la voladura a la hora programada y que el explosivo cargado es el indicado.

También, deberá checar que no exista ninguna persona en el área de la voladura ni cerca de ella y que los sismógrafos estén colocados en tos lugares correspondientes y con los técnicos asignados.

Si la voladura será cubierta deberá verificar que las redes estén colocadas, aseguradas y ancladas correctamente. Todas las cajas y sacos utilizados durante el cargado se deben quemar por indicaciones de la SEDEÑA.

El inspector contará con un radio de comunicación que le permitirá estar en contacto con la persona asignada para realizar la detonación, con los guardias de seguridad (que restringirán el acceso a toda persona ajena al área )y con el operador de la sirena (el cual tendrá la obligación de hacerla sonar antes de la voladura para informar de su proximidad).

Es importante que en caso de existir construcciones cercanas, el inspector avise a los habitantes acerca de las explosiones que se generarán para que no los sorprendan y tomen las medidas necesarias e inclusive desalojen las construcciones, alejándose a una distancia prudente. Esto en sí es una labor de información y relaciones públicas que se puede realizar con algunas instituciones como la Policía Federal de Caminos, Protección Civil o Policía Local y en un momento dado, dependiendo la situación, hasta con los bomberas y unidades de primeros auxilios.

Si se utiliza cordón detonante en la superficie del área de la voladura, es importante cubrirla con la mayor cantidad de tierra o arena posible para reducir el ruido producido ya que éste es muy intenso

Es importante señalar que la onda aérea producida en una voladura es la onda de presión que va asociada a la detonación, mientras que el ruido es la parte audible e infrasónica del espectro. Reducir en lo posible el ruido es muy importante pues muchas veces además de causar molestias en áreas cercanas, la voladura parece más aparatosa de lo que realmente es, causando problemas innecesarios que podrían ser utilizados como pretexto por los vecinos para inventar daños inexistentes.

198


En el caso de la onda aérea es muy difícil predecir como se comportará pues intervienen factores climatológicos, topográficos, etc., que en cada caso resultarán distintos.

Es importante inspeccionar antes de la voladura las estructuras o construcciones aledañas a la misma, inclusive hacer un levantamiento fotográfico de ellas pues muchas tienen grietas que se desconocen y son achacadas a las vibraciones de las voladuras y a la onda aérea, por lo tanto es conveniente que el inspector contemple estas estructuras para verificarlas después de la voladura independientemente de la información de los sismógrafos. Aún así, si hay estructuras aledañas que se deben proteger, el inspector verificará que estas acciones se hayan llevado a cabo.

Gracias a la información recabada y a la protección de las estructuras (previo a la voladura) se podrán evitar quejas por parte de los vecinos acerca de grietas y desperfectos de las mismas, las cuales generalmente son originadas por factores ajenos a las vibraciones de la voladura, por ejemplo: sismos anteriores y asentamientos del terreno, cambios estacionales, de temperatura, humedad, viento o en sí a la calidad de la construcción.

El costo de los levantamientos físicos se compensa con la disminución de las demandas y litigios de los vecinos cercanos a la voladura.

Con toda esta información en la mano y teniendo la seguridad de que todo está en orden, el inspector dará la señal convenida para que la sirena se active y después del tiempo convenido dará la orden del disparo.

Una vez efectuada la voladura se deberá evitar que se acerque cualquier persona al área por lo menos durante veinte minutos con el fin de dispersar los gases producidos durante la misma. El inspector deberá revisar, ayudado por sus operadores, que no hubo rocas o piedras causantes de daños a personas o construcciones. Pedirá la información de los sismógrafos, realizará la inspección física de las construcciones aledañas y dará fe de su situación. Anotará y asentará en bitácora los resultados de la voladura, así como cualquier información adicional que pueda servir como recomendación para la mejor ejecución de otras voladuras.

Material producto de una voladura

199

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA

" ; 1 1 c o M f c A R IAS MEJClfa CONDICIONES EMVOUDHWlM af^jatíRTOZUMEXlCO^^

E) MEDICIONES (LO QUE NO SE MIDE NO SE CONTROLA).

En México la legislación existente no contempla cuales deberán ser los parámetros o normas a seguir que permitan medir los efectos generados por una voladuras, además que no excite ninguna norma o investigación seria realizada en México, por lo cual se toma parámetros internacionales mas que probados durante años en nuestro país. Es muy raro encontrar alguna empresa salvo sus honrosas excepciones que utilizan sismógrafos para verificar los efectos generados por las voladuras realizadas. Lo cual lo único que refleja es que no existe ningún tipo de control antes y después de la voladura realizada.

Las ondas sísmicas son ondas que viajan a través de la tierra. Estas ondas representan la transmisión de la energía a través de la capa sólida de la tierra Otros tipos de transmisión de la energía son las ondas sonoras; las ondas de luz y las ondas de radio. Los terremotos generan ondas sísmicas. La ciencia que estudia los terremotos es la sismología el nombre se deriva de la palabra griega seísmos que significa agitar. Además de las ondas sísmicas generadas naturalmente, existen muchas fuentes de ondas sísmicas creadas por el hombre son sensibles, esto es que se pueden sentir, se les nombra "vibración".

Parámetros de las Ondas.

Las propiedades fundamentales que describen el movimiento de las ondas se denominan parámetros de las ondas. Estos se miden y cuantifican cuando se analiza el movimiento armónico como se ilustran en la siguiente figura y representado por la ecuación:

Y = Asen(wt).

Donde:

Y = Desplazamiento en cualquier tiempo t, medidos desde la línea cero o eje de tiempo.

t = Tiempo

A = Amplitud o valor máximo de Y

T = Periodo o tiempo para una oscilación completa o ciclo

f = frecuencia, el numero de vibraciones u oscilaciones que ocurre en un segundo, conocido

como Hertz, Hz.

LonsuüudfcOodaL

Lo«sto '

4J3 UraaCero

ÍC del Ijcmpo

Movimiento de las Ondas y sus Parámetros

200

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN E X f l O S \ 0 - - PARA GARANT 2 -R AS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

El periodo y la frecuencia son recíprocos por lo tanto

1 1

/ = — o T= "

T /

La longitud de la onda L es la distancia de cresta o de valle a valle, se mide en metros y es igual al

periodo de la onda multiplicado por la velocidad de propagación V

Parámetros de Vibración.

Ya se hemos visto los parámetros de las ondas Los parámetros de la vibración son las propiedades

fundamentales del movimiento que se utilizan para describir el carácter del movimiento del suelo

Estos son desplazamiento velocidad aceleración y frecuencia Al tiempo que una onda sísmica

pasa a través de la roca, las partículas de la roca vibran o se mueven de su punto de reposo Esto

es desplazamiento Cuando la partícula es desplazada y se mueve, tiene entonces una velocidad y

puede ejercer una fuerza, que es proporcional a la aceleración de la partícula Estos parámetros

fundamentales de la vibración se define a continuación

Desplazamiento: Es la distancia que una partícula del terreno se mueve desde su punto de reposo

Se mide en milímetros (Desplazamiento = V / 2nF)

Velocidad: La rapidez con la que una partícula se mueve cuando deja su punto de reposo Empieza

en cero, se eleva a un máximo y regresa a cero La velocidad de la partícula se mide en milímetros

por segundo

Aceleración: Es el rango al cual la velocidad de la partícula cambia La fuerza ejercida por la

partícula que vibra es proporcional a la "g" la aceleración de la fuerza de gravedad (g = 2nFV /

9810)

Frecuencia: El numero de vibración u oscilaciones que ocurren en un segundo designados como

Hertz (Hz)

Los sismógrafos para vibración normalmente miden la velocidad de partícula ya que las normas para

determinar daños se basan en la velocidad de partícula Existen, sin embargo, sismógrafos de

desplazamiento y sismógrafos de aceleración Los sismógrafos de velocidad pueden ser equipados

también para integrar o diferenciar electrónicamente las señales de velocidad y producir un registro

de desplazamiento o de aceleración

201


Instrumentos para la Vibración.

Sensor Sísmico.

La función de los instrumentos para la vibración es medir y registrar el movimiento de la tierra cuando

vibra En términos científicos básicos, un sismógrafo esta compuesto de un sensor y una grabadora

El sensor se compone de hecho de tres unidades independientes colocadas en ángulo recto entre

ellas Una unidad esta colocada en el plano vertical, mientras que las dos unidades restantes están

colocadas en el plano honzontal perpendicularmente una de la otra Cada sensor responderá al

movimiento a lo largo de su eje Se necesitan tres para determinar completamente el movimiento del

terreno Las tres unidades se encuentran colocadas en un contenedor como se muestra en la

siguiente figura

DifMclán del iriovlmknlo «jet

HreccUfldel 1 movtBilento dc4 'Mf IMt

Sensor del Sismógrafo

Sistemas de Sismógrafo.

Existen muchos sistemas de sismógrafos, o simplemente sismógrafos, disponibles hoy en día, cada

uno de los cuales ejecutan la función básica de medir el movimiento del terreno Las multiples

variaciones son una respuesta a la necesidades, restricciones y avance de la tecnología Una breve

descnpcion de los pnncipales tipos de sismógrafos sera de utilidad

Sismógrafo Análogo: Es un sistema de tres componentes que producen un registro del movimiento

del terreno Se le llama análogo porque el registro es la reproducción exacta del movimiento del

tereno cambiando solamente en el tamaño, amplificándolo o comprimiéndolo

Sismógrafo de Cinta: Es igual al sismógrafo análogo excepto que sus registros se hacen es una

cinta magnética en lugar de producir un registro gráfico El registro del movimiento del terreno se

obtiene al utilizar sistemas de reproducción y una grabadora de gráficas

Sismógrafo de suma de vectores: El sistema convencional consiste de tres componentes

perpendiculares entre ellos La resultante de movimiento del terreno puede ser determinada al

cambiar los componentes utilizando la relación

R= | V2 + L2 -P

202


Donde

R = Movimiento Resultante

V = Componente Vertical del Movimiento

L = Componente Longitudinal del Movimiento

T = Componente Transversal del Movimiento

Los sismógrafos de suma de vectores llevan a cabo este calculo matemático electrónicamente, esto

es, eleva al cuadrado

El valor de cada una de la componentes para cada instante en el tiempo las suma y saca la raíz

cuadrada de la suma Entonces produce un registro de la suma de vectores

Sismógrafo de Gráfica de Barras: Es un sistema de tres componentes que difiere en un sistema de

registro En lugar de registrar la forma de la onda del movimiento del terreno en cada instante de

tiempo, se registra solo el movimiento de terreno máximo de las tres componentes en un trazo

sencillo o barra cuya magnitud se puede leer de la gráfica del registro Este es un sistema de registro

de muy baja velocidad que puede ser colocado en el lugar de ínteres y debajo a que registre por

penodos de hasta treinta o sesenta días

Sismógrafo con disparador: Es un sismógrafo análogo o de cinta que empieza a registrar de

manera automática cuando el nivel de vibración del terreno alcanza un valor predeterminado de

operación, lo cual pone a funcionar el sistema

Sismógrafo Digital Controlado por Computadora: El sismógrafo digital (de mas uso en la

actualidad), comienza a registrar automáticamente cuando los niveles de vibración del terreno o los

niveles de sobre presión de aire (golpe de aire), alcanzan el valor predeterminado de operación La

información obtenida puede ser transferida a una computadora, o algunos imprimen en el lugar El

sismógrafo normalmente determinara electrónicamente la velocidad pico de la partícula en todos los

trazos, la frecuencia del pico y los niveles de sobre presión de aire Algunos sismógrafos también

generan el espectro de respuesta Fourier (FFT), hacen comparaciones con estándares conocidos,

despliegan los resultados en diferentes idiomas y funcionan ya sea con unidades del sistema metnco

o del sistema amencano

La mayoría de tos sismógrafos están equipados con medidores que registran o, con pantallas de

cristal liquido que guardan el valor máximo de los componentes de la vibración y los niveles de

sonido Otros sismógrafos están equipados para producir un reporte impreso que contiene gran

vanedad de información tales como los valores máximos para cada componente de la vibración, la

frecuencia de la vibración para el valor máximo, la suma de los vectores y el nivel del sonido

generado La información de la voladura como fecha, numero de la voladura, hora del evento,

ubicación del sismógrafo, el tipo de trabajo, distancia del sismógrafo al lugar de la voladura, numero

203

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A C f f i lO ABIERTO EN MEXICO

de barrenos, cantidad de explosivo y otra información pertinente puede añadirse también una tabla

comparativa de los resultados comparados con los estándares.

Registros de Vibración y su Interpretación.

Normalmente un registro de sismógrafo mostrara lo siguiente:

Cuatro líneas o trazos que corren paralelos a la longitud del registro. Tres de estos trazos son los

trazos de la vibración, mientras que el cuarto es el trazo acústico o trazo de sonido. (Puede tener o o

trazo acústico según cada modelo).

Cada uno de los cuatro trazos tendrá una señal de calibración para indicar que el instrumento esta

funcionando apropiadamente.

Las líneas del tiempo aparecerán como líneas verticales que cruzan el registro completo o pueden

aparecer solamente en la parte superior, la parte inferior o en ambas.

Un trazo de vibración o componente es vertical, los otros dos horizontales. Los componentes

usualmente se especifican como sigue:

Vertical Movimiento hacia arriba y hacia abajo se designa como V.

Longitudinal ó

Radial Movimiento a lo largo de una línea que une la fuente y el punto de registro,

se designa cómo L ó R.

Transversal Movimiento en ángulos rectos a una línea que une la fuente y el punto de

registro, se designa como T.

Normalmente, el sensor tiene una fecha inscrita en la parte superior. Al apuntar esta flecha hacia la

fuente de vibración, los trazos de la vibración siempre ocurrirán en la misma secuencia, con la flecha

indicando la componente (L ó R), también la dirección del movimiento será consistente de voladura a

voladura. El fabricante del instrumento indicara las secuencias apropiadas.

Varliccl

Voladura Shmóflfafo-

*

f YT7> /r i r/ »•• tengNudlnal

7 Componentes de la Vibraeton.

204


Cada trazo representa como se esta moviendo el terreno en esa componente Si el sismógrafo esta

midiendo velocidad, entonces cada trazo muestra como la velocidad de la partícula esta cambiando

de instante a instante en esa componente

De forma similar si el sismógrafo es un sistema de desplazamiento o un sistema de aceleración los

trazos mostraran el cambio de instante a instante en estos parámetros El trazo acústico muestra

como el nivel del sonido cambia con el tiempo

Procedimiento de Campo y Guia de Operación

La selección del lugar de medición es el primer punto del procedimiento Este se determina

usualmente para una area sensible o con muchas quejas y que necesita revisarse como una medida

de control de la empresa que realiza las voladuras Si no existe tal situación, entonces coloque el

sismógrafo a la estructura mas cercana la cual no sea propiedad o este conectada de alguna manera

con la operación La distancia al sismógrafo siempre deberá ser menor o cuando mucho igual a la

distancia de la estructura

Cuando se trata con residentes o personas en el area que se induce son afectadas con las

vibraciones generadas como producto de la voladura el pento deberá enfatizar que el propósito de la

medición con el sismógrafo es para proteger sus personas asi como sus propiedades de los daños

que pudieran haberse generado como producto de voladuras anteriores Por eso resulta de gran

importancia siempre monrtorear cada una de las voladuras con lo cual desde la pnmera voladura

poder corregir si existe algún error en el diseño de la voladura También resulta de gran importancia

involucrar a las autondades (municipales y/o estatales a trabes de sus departamentos de obras

publicas y protección civil), ya que eso genera un precedente y la gente se siente más tranquila que

existe personal especializado por parte de la autondad que vela por sus intereses Otra parte

importante es hacerles saber a la gente que se utilizan equipos calibrados con su respectivo

certificado de calibración que expide el fabricante del mismo y que por lo general tiene vigencia de un

año, aunque existe equipos que tiene programado un sistema de auto calibración lo cual lo único que

hace es avisar si la sensibilidad de los sensores ya requiere mantenimiento y esto dependerá del uso

que se le del al sismógrafo Y por ultimo explicarte a la gente los parámetros de control que se utilizan

para medir los efectos de las voladuras (Velocidad Pico de la Partícula (mm, pulg), Golpe de Aire dB

El pnmer paso es hacer es encontrar el mejor lugar para la colocación del sismógrafo, y procurar no

colocarlo en

Pasto, y/o hierba

Planchas de concreto sueltas o piedras sueltas

Cualquier material suave

205


Dentro de una estructura excepto en ei piso del sótano

El no observar estas precauciones puede tener como resultado lecturas distorsionadas que no son

representativas de la vibración del terreno verdadero

Nivele el sensor, los sensores tienen burbujas del nivel en la parte superior para este proposito Y no

olvidar colocar el sensor en dirección de la voladura para lo cual tiene impreso una flecha que indica

la dirección del sensor (L o R) Y asegúrese que el sensor esta sólidamente plantado En algunos

caso de gran movimiento del terreno puede ser necesario el cubrir el sensor con una bolsa de arena,

clavario al terreno (con patas de punta), de otra manera el sensor puede desacoplarse del terreno y,

por lo tanto el registro de vibración no representara la vibración del terreno verdadero Recuerde que

el desplazamiento del terreno es, usualmente solo unos cuantos centesimos de milímetro asi que no

espere ver el desacople de un sensor

Para la medición del sonido (dB) se hace con un micrófono, sin importar si el micrófono se usa en un

soporte (por lo general), o se sostiene con la mano evite colocar este frente a una pared Esto evitara

la reflexion del sonido en la pared

Factores que Afectan a la Vibración.

Existen dos factores principales que afectan el nivel de vibración resultante de una voladura Estos

son la distancia y el tamaño de la carga El sentido común nos indica que es mas seguro estar lejos

de una voladura que cerca de ella El sentido común también nos indica que una carga grande de

explosivo sera mas peligrosa que una pequeña

Relación Carga - Distancia.

Investigaciones extensivas han llevado a determinar la relación matemática entre el nivel de

vibración, el tamaño de la carga y la distancia El boletín de la Agencia de Minas de E U (escnto por

Nichols, Jonson y Duvall en 1971), expresa esta relación como sigue

V = H

LW* J Donde

V = Velocidad de Partícula Esperada (m/seg)

W = Carga Máxima de Explosivo por Retardo (lbs)

D = Distancia de la Voladura al sensor (sismógrafo), ejemplo para una distancia de 500 pies D = 5

H = Intersección de la Velocidad de Partícula

206


a = Exponente del peso de la carga

b = Exponente del factor de pendiente

Esta relación se conoce como Ley de Propagación ya que muestra como cambia la velocidad de la

partícula con la distancia y el peso de la carga de explosivos Los valores numéricos de H y de b son

ligeramente diferentes para cada una de las componentes Para las componentes longitudinal y

radial, la ley se expresa numéricamente como

D -163

Vr = 0.052

J/V0512^

Se pueden hacer las siguientes aproximaciones

a = 0512o05

b=163 o16

Expresar D en pies en lugar de cientos de pies produce una aproximación simplificada de esta

relación

V = 100

16

U W J

Donde

V = Velocidad de la Partícula en pulgadas / segundo

D = Distancia de la Voladura al sensor (pies)

W = Peso Máximo de la Carga de Explosivo por Retardo (lbs)

El manual para el uso de Explosivos Dupont (EI Dupont de Nemours & Co, 1977) da la siguiente

relación

r ~\

V=160

U W J

207


Si se utiliza unidades del sistema métrico (SI), la ecuación de la Agencia de Minas de E.U., se

expresa cómo sigue:

PV=1143

U W J

.1.6

Donde:

PV = Velocidad de la Partícula en milímetros / Segundo.

D = Distancia en Metros.

W = Peso de la Carga por Retardo en Kilogramos.

Estimando la Velocidad de Partícula.

Las Formulas permiten estimar la velocidad de partícula que probablemente resulte de la detonación

de un peso de la carga explosivo dado, a una distancia dada. De esto se desprende que, estás

formulas sirven únicamente como guías y no tienen la intención de dar números exactos.

Los valores de a, b y H tos determinan las condiciones de las áreas, el tipo de roca, la geología local,

el grosor del descapote y otros factores. Los valores de a = 0.5 y b = 1.6 son aceptablemente

cercanos. El Valor de H es altamente variable y esta influenciados por muchos factores.

Voladuras Retardadas.

Antes de discutir esta técnica, debemos de considerar voladuras con la utilización de retardos. Con el

desarrollo del iniciador de retardo, particularmente los retardos de milisegundos, se desarrollo un

método por el cual una carga grande de explosivo puede ser detonada en una serie de cargas

pequeñas, en lugar de una sola carga grande. Obviamente, la reducción en el tamaño de la carga se

puede obtener con el uso de retardos múltiples. Por ejemplo, el uso de diez retardos reduciría la

carga que genera la vibración a un décimo de la carga original. Consideremos lo siguiente:

Ejemplo.

Una voladura que consta de 40 barrenos, 120 kg de explosivo por barreno con una carga total de

4,800 kg y que se dispara instantáneamente. Se puede calcular el nivel de vibración probable a una

distancia de 300 Mts.

11111 11111 11111 11111

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

40 Barrenos disparados instantáneamente

208


V = 714.4

300

V 4,800 J

-16

: 68.47 mm/seg.

Existe una velocidad de partícula peligrosamente alta, se utilizaron dos retardos para reducir el nivel

de vibración Esto dividido la voladura en dos senes o partes de 20 barrenos cada una, con 2,400 kg

por retardo

MS2 22222 22222 22222 22222

MS1 11111 11111 11111 11111

20 Barrenos disparados por retardo

V = 714.4

300

.|2,400J

.16

: 39.33 mm/seg.

Si se utiliza dos retardos mas MS3 y MS4, reduciendo el numero de barrenos por retardo a 10 y la carga por retardo a 1,200 kg, se puede calcular la velocidad de la partícula probable como en los casos anteriores

MS3 33333 33333 44444 44444 MS4

MS1 11111 11111 22222 22222 MS2

10 Barrenos disparados por retardo

300

V= 714.4

.16

= 22.59 mm/seg.

1,200 J

De esta manera se puede lograr una reducción significativa en el nivel de vibración con el uso de retardos ¿ Porque las voladuras retardadas reducen la vibración? La respuesta es muy sencilla, pero para comprenderla se debe entender la diferencia entre velocidad de la partícula y velocidad de propagación

209


PREDICCIÓN VIBRACIONES SEGÚN (AS-2187-2-1993) SURFACE BLAST DESING AND OPTIMIZATION TERRA DINÁMICA, INC.

Bebemos de predecir los efectos que pudiera generar la voladura en materia de vibración

Consideraciones Generales.

Predicción General.

-1.6

V= K «0.5

Donde

• V = PPV, velocidad pico de la Partícula, (milímetro por segundo) • K = Constante de Confinamiento del Material en sitio esta entre 500 para un buen

confinamiento, (alivio), y 5000 para alivio inadecuado, (sin cara libre franca) • R = Distancia de la voladura al punto de ínteres • Q = Peso Máximo de carga por penodo de retardo de 8 milisegundos, (ms) Ó en su

caso el retardo a utilizar

El factor K varia con el confinamiento como sigue • Confinamiento Bajo K = 500 • Confinamiento Normal K = 1,140

• Confinamiento Alto K = 5,000 (usar en cortes en zanjas sin cara libre franca)

La constante B es relacionada con las propiedades del sitio y la roca Se usara una constante -1 6

De acuerdo a lo antenor podemos determinar cuales señan las vibraciones generadas por una

voladura

Ejemplo:

Consideraciones Generales.

• Tipo de Roca. Basalto • Densidad de la Roca. 2,800 00 kg/m3

• Diámetro de Barrenación a Utilizar. 1 Vz" / 3810 mm • Altura a Barrenar. 1 50 mts • Volumen a Excavar. 265 m3

Partiremos de la siguiente propuesta de calculo (Formulas empíricas)

BORDO = 30 veces el 0 de Barrenación ESPACIAMIENTO = BORDO ( 1 2 ) SUB - BARRENACIÓN = BORDO ( 0 3 ) TACO = BORDO (0 9)

210

Por lo tanto queda asi

Bordo = 30 (3 81 cm) Bordo = 114 3 cm/1.14 mts.

Espaciamiento = 114(1 2) Espaciamiento = 136 cm /1.36 mts.

Sub-Barrenacion = 114(0 3) Sub- Barrenacion = 34 cm / 0.34 mts

Taco = 114(09) Taco = 103 cm/1.03 mts Por consiguiente la plantilla quedara como sigue, en metros

Bordo Espaciamiento Taco Altura Barreno

1.14 1.36 1.84 1.00

Determinación del volumen generado por cada barreno

(1 14) x (1 36) x (1 50) = 2.33 rtf

Carga efectiva por barreno

Altura Barreno - Taco = Carga Efectiva por barreno

184-100 = 0.84 mts.

Determinación de la densidad de carga por barreno

SGeXD2eXTT

de= 4000

Donde

• de = Densidad de Carga kg/m • SGe = Densidad del Explosivo g/cm • De = Diámetro del barreno mm

0 85x38 102XTT

de= 4000

de = 0.97 kg/ml

Se beberá de adecuar la cantidad antenor para solo 84 cm de los barrenos a utilizar por lo cual de

sera de

de= 0.814 kg/ml

Ahora calculemos el factor de carga a utilizar en este caso en especial

Volumen por Barreno 2.33 m3

de 0.814 kg/ml

Por consiguiente el factor de carga es el siguiente

0 814 Fe:

2 33

Fe = 0.350 kg/m'

Una forma de asegurarnos que se tendrá un control sobre la voladura sera la utilización el sistema de iniciación No Eléctnco EZDET (25/350 Ms) y EZTL (40/42 Ms), ya que de esta forma se tendrá un control absoluto sobre los tiempos de iniciación de cada barreno

Total de Explosivo por retardo = 0.350 kg/m3 (2 33 m3), "volumen que genera cada barreno" = 0.8155 Kg

50 -16

V= 1150 0.8155 n5

V= 1150

V= 1150

50

0.90305

55.37

V= 1150(0.001624654)

V = 1.8683 mm/seg

212


Estimación de daños por Vibración.

Velocidad pico de Partícula Potencial de Daños

mm/s

13

19

70

pulg/seg

0 51

0 75

2 75

Limite bajo para potencial de daños, superficiales al recubrimiento final de las paredes

Limite de daños a estructuras compuestas de tabla roca

Limite de daños menores estructurales

Daños causados por vibración generadas por las voladuras

a) Daño Inicial - Fisuras cosméticas menores, posible alargamiento de alguna fisura existente, (vieja), 13-70 mm/seg o 0 5 - 2 75 pulg/seg

b) Daños Menores - Fisuras en el aplanado, micro fisuras en el cemento alrededor de los ladrillos, fisuras hasta de 3 milímetros

c) Daños Mayores - Posibles daños estructurales menores en construcciones con deficiente sistema constructivo

De acuerdo a lo antenor podemos determinar que existiría afectación de las estructuras aledañas al lugar de consumo, de todas formas se tendrá que colocar un sismógrafo para venficar cuales son los resultados reales obtenidos para de existir alguna anormalidad corregirla

Velocidad de Propagación & Velocidad de Partícula

La velocidad de propagación es mas conocida Es la velocidad a la cual viaja una onda sísmica a

través de la tierra desde la voladura al sensor y mas alia El rango general de los valores es de 300 a

7,000 m/s El valor es aproximadamente constante para un area dada

La velocidad de partícula es bastante diferente Una partícula de roca vibra en una órbita elíptica

alrededor de su punto de reposo Un ejemplo simple del movimiento de la partícula y su velocidad, es

el movimiento de un pescador en un bote Una lancha rápida que pasa genera una ola la cual pasa

por debajo del pescador, causando que su bote oscile hacia arriba y hacia abajo Este es el

movimiento de la partícula La rapidez a la cual oscila es la velocidad de la partícula La velocidad de

partícula se mide en milímetros por segundo mm/s ó pulg/s, y es el parámetro que mide el

sismógrafo

Las voladuras retardadas trabajan o reducen vibraciones del terreno porque la onda sísmica

generada por un retardo ya ha viajado una distancia considerable, debido a su velocidad de

propagación, antes de que detone el siguiente retardo La segunda onda sísmica viaja a la misma

213


velocidad de propagación que la primera y por lo tanto, nunca puede alcanzarla De esta manera las

ondas sísmicas o vibraciones se separan

lwr«no I ira 1

Bofreno 2 im i

loircne 3 ira 3

Ondas Sísmicas Generadas por una Voladura Retardada

Distancia Escalada

La distancia escalada es un desarrollo postenor de la Ley de Propagación de la Agencia de Minas de

los E U y es una manera practica y sencilla para controlar la vibración La distancia escalada se

define por la siguiente relación

Ds =

W

Donde

Ds = Distancia escalada

d = Distancia de la Voladura a la Estructura (m)

W = Peso máximo de la carga por retardo (kg)

La distancia escalada es similar a la distancia normal en que entre mas alto sea el valor, es mas

segura Los valores altos (Ds > 22.7), indican condiciones de vibración seguras con poca posibilidad

de daño, mientras que los valores bajos (Ds < 11), indican peligro mayor con altas posibilidades de

daño La agencia de Minas de los E U propuso una, distancia escalada de 22 7 como un limite

seguro para las vibraciones por voladura Este es un limite conservador pero muchas agencias

reguladoras están usando una distancia escalada de 27 5 para mayor segundad Utilizando la ley de

propagación modificada pueden calcularse las velocidades de partícula probables para estos valores

de distancias escaladas

214


Utilizando Vi = 714.4

d -1.6

Ds = 22.7 Vi = 714.4 (22.7) -16 = 4.83 mm/s

Ds = 27.5 Vi = 714.4 (27.5) -16 = 3.55 mm/s

La distancia escalada se calcula fácilmente a partir de la distancia y el peso de la carga. El operador

puede entonces comparar la Ds calculada con el valor de la norma reguladora y hacer un juicio

acerca de la seguridad relativa de la vibración. Se proporcionan ejemplos de esto en la siguiente

tabla.

DATOS DE VIBRACIÓN

¡Voladura Distancia (m)

1 60

2 170

3 440

Peso Máximo de la Carga por

Retardo (Kg)

12

50

100

Distancia Escalada

' lw

6 0 i?

1 7 0 tt. - S B » = 24

4 4 0 -44 Vi oó

Juicio

Precaución

Seguro

Seguro

Factores que tienen efecto sobre la Vibración.

Si las operaciones con voladuras se realizan con un 100% de eficiencia, sería de esperarse que si el

mismo tipo de voladuras se han hecho muchas veces, se obtendrá como resultado la misma

velocidad de partícula. Resulta obvio que existe una gran variación en los niveles de vibración aun

cuando haga la misma cosa cada vez. No es poco común que dos voladuras que teóricamente han

sido diseñadas idénticamente, tengan un desempeño bastante diferente en el campo. Esto resulta

especialmente confuso cuando dos voladuras se encuentran adyacentes en lo que aparentemente es

un macizo rocoso uniforme y las vibraciones se miden en una estructura en particular, a unos cuantos

cientos de metros de las voladuras. Pareciera que la vibración debería ser muy similar ya que la

215

PROPOSICIÓN 0 6 UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

energía ha recorrido casi el mismo camino a través de la tierra, desde el area de la voladura hasta el

lugar que se pretende medir los efectos (casa, edificio etc), entonces ¿ porque existe una diferencia

tan grande en la vibración de las voladuras? ¿ como cambian las frecuencias de la voladura a

voladura? Existen muchos factores que tienen efectos sobre la transmisión de la vibración Una lista

de estos efectos se da a continuación

Bordo

Espaciamiento

Sub-Barrenacion

Profundidad del Taco

Matenal de Taco

Altura del Banco

Numero de Tacos Intermedios

Longitud de la Columna de Explosivo

Tipo de Roca

Propiedades físicas de la Roca

Energía del Explosivo

Tipo de Explosivo

Factores Geológicos

Tipo de Sistema de Iniciación

Numero de Barrenos por Fila

Numero de Hileras

Retardo entre Hileras

Retardo por Barreno

Los cambios en cual quiera de los parámetros antes mencionados pueden cambiar la vibración

generada Lo factor importante es tener un control muy preciso en el campo ya que muchas

veces por descuidos o desconocimiento del personal encargado de la colocación del explosivo en

colocar explosivo de mas en algún o algunos barrenos puede ser también factor a considerar

Por lo cual resulta muy importante que existe personal calificado y supervisado por la figura

propuesta en esta tesis en perito en explosivos Los registros de vibración pueden comenzar a

parecerse unos a otro si se controla la vanabilidad en los parámetros de diseño

216


Normas Internacionales de Vibración para Voladuras.

Desarrollo de Normas

Las siguientes normas de vibración son el resultado de mas de 70 años de investigación y estudio

hecho por científicos reconocidos La primera investigación significativa la inicio la Agencia de Minas

de los E U (USBM, por sus siglas en ingles), en 1930 y culmino en 1942 con la publicación del

Boletín 442, Efectos Sísmicos de las Voladuras en Canteras Este y otros programas serán descritos

a continuación brevemente

ThoenenyWmdes Seismic Effects of Quarry Blasting, USBM Boletín 442 1942

índice de Aceleración

Zona Segura - menos de 01 g

Zona de Precaución - entre 01 y 1 0 g

Zona de Daño - mayor de 1 0 g

Crandell, F J Ground Vibration Due to Blasting and its Effect Upon Structures, Revista de la Sociedad

de Ingenieros Civiles de Boston, 1949

£R = Relación del índice de Energía

Donde

a = Aceleración (ft/s2)

/ = frecuencia (Hz)

Zona segura = ER menor a 3

Zona de segundad = ER entre 3 y 6

Zona de Daño = ER mayor a 6

La relación de energía tiene la dimension de velocidad u un ER igual a 1 es equivalente a una

velocidad de partícula de 48 3 mm/s

Langefors, Westerberg y Kihlstrom Group in Blasting, Partes I a III, Revista Fuerza del Agua, 1958

índice de Velocidad

Sin Daño - menos de 2 8 m/s o 7112 mm/s

Fisuras capilares - 4 3 mis o 109 22 mm/s

Agnetamiento - 6 3 m/s o 160 02 mm/s

Agnetamiento severo - 9 1 m/s o 23114 mm/s

217


Edwards y Northwood, Experimental Blasting Studies on Structures, Consejo Nacional de

Investigación, Ottawa, Canada, 1959

índice de Velocidad

Zona Segura - Menos de 2 0 m/s o 50 8 mm/s

Zona de Daño - 40a50in/so 101 6 a 127 mm/s

Nichols, Jonson y Duvall, Blasting Vibration and Their Effects on Structures, USBM, Boletín 656,

1971

Índice de Velocidad

Zona Segura - Menos de 2 0 mis o 50 8 mm/s

Zona de daño - Mayor que 2 0 mis o 50 8 mm/s

Ademas del propio trabajo de la USBM, el boletín 656 es también una síntesis del trabajo de otros

muchos investigadores La velocidad de la partícula se considera la mejor medida del potencial daño

El criterio de la vibración segura se especifico en el Boletín 656 de la siguiente manera

El cnteno de vibración segura se basa en la medición de componentes individuales, y si la velocidad

de partícula de cualquier componente excede 2 mis o 50 8 mm/s, es muy probable que ocurran

daños

Daño significa el desarrollo de fisuras capilares en el yeso, Muy pronto la velocidad de partícula de 2

mis ó 50 8 mm/s, se conoció como el limite seguro Muchas normas fueron y siguen siendo basadas

en este valor Los siguientes son niveles adicionales de vibración basadas en este valor Los

siguientes son niveles adicionales de vibración basadas en los resultados de otros estudios utilizados

en el boletín 656

Umbral de daño (4 mis o 101 6 mm/s)

• Gnetas

• Formación de gnetas nuevas

• Desalojamiento de objetos sueltos

Daño Menor (5 4 m/s o 13716 mm7s)

• Yeso caído

• Ventanas Rotas

• Fisuras capilares en mampostena

218


• Estructura sin debilitamiento

Daño mayor (7 6 m/s o 193 04 mm/s)

• Fisuras grandes en manipostería

• Falla de las paredes de soporte de la cimentación

• Debilitamiento severo de la estructura

La zona de daño severo se correlaciona razonablemente bien con el nivel de principio de daños de

los terremotos naturales

Criterio Reciente de Daños.

En 1980, la USBM reporto su investigación mas reciente sobre minería de superficie en el RI 8507

(Siskmd, et al), se encontró que la resonancia estructural en respuesta a la vibración de baja

frecuencia del terreno, que resultaba en un incremento en el desplazamiento y los esfuerzos, es un

seno problema

Esto volvió a introducir la dependencia del daño en la frecuencia Antes de esto, el limite seguro de la

velocidad de partícula era independiente de la frecuencia También, las mediciones se hacia dentro

de las estructuras en lugar de hac^r solo las mediciones del terreno Las mediciones en el interior

parecen bastante lógicas y razonables pero los datos de investigaciones previas en vibración

estructural produjeron resultados muy pobres, de aquí el énfasis de las mediciones del terreno

El umbral de daños utilizado en el Rl 8507 se especifico como el daño cosmético del tipo mas

superficial, el agrietamiento mtenor que se desarrolla en todas las casas, independientemente de las

voladuras

El nivel de vibración seguros como lo especifica el RI8507 se da en la siguiente tabla Estos criterios

se basan en un nivel de confianza de 95% o comunmente referido como 5% de probabilidad de daño

TIPO DE ESTRUCTURA < 40 Hz f > 40 Hz

Hogares modernos - Intenores de Tabla Roca 19 05 mm/s 50 8 mm/s

Hogares antiguos - Intenores de yeso sobre

Listones de madera 12 07 mm/s 50 8 mm/s

Estos niveles de vibración seguros representan un enfoque conservador del daño y han sido objeto

de una intensa critica por parte de la industria de las voladuras

219

PROPOSICIÓN OE UN PERITO 6N EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

2.25

2.00

£1.75 £ ~1.50 i | U .

0 1.00

1 0 75

i 0.50 >

0.25-

O

Todos ka «dnichirca • 2.0 Ipi

^(|««n»fll«íiM^O.HIp

Hoyan na vttju • OJO t

O 10 20 30 40 50 60 70 80 SO 100

Fr«eu«ne(a ( Hx)

NIVELES DE VIBRACIÓN SEGUROS (Rl 8507)

Criterio Alterno de Voladura

El Rl 8507 proponía también un criterio alterno de voladura utilizando una combinación de criterios de

desplazamiento y velocidad aplicado sobre varios rangos de frecuencia. Estos criterios se muestran

en la siguiente figura

10.0

GJ1.0

UJ

ü P a < a.

0.1

"T 1 1 I I I I I I 1 1 l i l i

USBM ALTERNATIVE BLASTING LEVEL CRITERIA (ADAPTED FROM Rl 8507,1980)

0008 a (0.2 mm)

0 75infeDRYWAa (19 mm/s)

0030 m. . (0.76 mm]/" 6 ioWirPUST ÉR

l(127inmfe)

• • • • • ' 10

FREQUENCY (HZ) 100

Source United States Bureau of Mines Report of Investigation 8507,' Structure Response and Damage Produced by Ground Vibration from Surface Mne Blasting'34ERFED

220


Este criterio que utiliza ambos, desplazamiento y velocidad, sobre los rangos de frecuencia respectivos no han sido aceptados en algunos casos aislados por los afectados La instrumentación requenra la capacidad de leer tanto el desplazamiento como la velocidad de modo que pueda cubrir todos los rangos El problema se asocia con el cocepto de que es lo que realmente constituye un daño por vibración El tipo de agrietamiento mas superficial defendido en el Rl 8507, aunque no ha de ser condonado, es apenas una guia realista para el control El limitar la vibración a un nivel con una probabilidad baja de producir el tipo mas superficial de agrietamiento le costara a la mdustna una cantidad inimaginable de dinero ¿ Cual es la alternativa? Los daños con esta descripción, si es que ocurre, se podrían manejar a través de pólizas de seguros Una consideración importante que hay que notar es que probablemente no hay un limite menor mas alia del cual no ocurrirá el daño, ya que siempre habrá estructuras cercanas al punto de fatiga debido a los esfuerzos ambientales normales No es misual leer cerca de una estructura que se colapsa sin razón aparente En el reporte Rl 8896, "Efectos de Voladuras Repetidas sobre una Casa con Marcos de Madera", USBM, se indica que las fisuras cosméticas ocumeron durante la construcción de una casa de prueba y también durante periodos cuando no se detonaron voladuras Después se noto que la actividad humana, la temperatura y los cambios de la humedad causaron esfuerzos equivalentes a una velocidad de partícula del suelo de 30 5 mm/s a 76 2 mm/s

Normas de la Oficina de Mmena de Superficie

La oficina de Mmena de Superficie (OSM, por sus siglas en ingles), cuando preparaba sus normas, modifico los cntenos propuestos por la USBM basados en contrapropuesta que recibieron y que contenían estándares menos ngonstas, similares al enterro alterno de voladuras de la USBM Reconociendo una dependencia de la frecuencia para la vibración asociada con la distancia, la Oficina de Minería de superficie presento su norma de la siguiente manera

Limites de Vibración Requeridos, Oficina de Minería de Superficie.

Distancia desde el Velocidad Pico de Partícula Factor de Distancia Escalada Sitio de las Voladuras (m). Máxima Permitida (mm/s) para Aplicarse sin Monltoreo Sísmico

0a91 318 227

91 a 154 25.4 25

más de 1524 19 0 29.5

Esta tabla combina los efectos de la distancia y la frecuencia En distancias cortas, predomina la vibración con altas frecuencias En distancias grandes, la vibración de alta frecuencia se ha atenuado o disipado y predomina la vibración de baja frecuencia, entrara en resonancia y puede resultar con daños Por lo tanto, para distancias grandes se ordena una velocidad pico de partícula más baja, 19 mm/s, y una distancia escalada mayor, Ds = 29 5 En distancias mas cortas se permite una velocidad pico de partícula más alta, 31 8 mm/s, y una distancia escalada menor, Ds = 22 7 Los valores del desplazamiento y la velocidad y los rangos de frecuencias sobre los cuales se aplica cada uno, tal y como se especifica la Oficina de Mmena de Superficie, se muestra en la siguiente figura

221

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

1M Hn

USBM R 18507 y AnállíU OSMRE VELOCIDAD PICO

i-i . 1 í i- i i i i -HV—• ¡ i > i i i i i l i 4 u is sí •« toa

frecuencia * Comparación entre los Estándares Británicos y de EUA.

Frecuencias de Vibración Característica.

La USBM en el Rl 8507 hacia uns distinción de las frecuencias asociadas con las voladuras en las minas de carbon, las voladuras de canteras y voladuras de construcción. Las voladuras de las minas de carbon producían las frecuencias más bajas, seguían las voladuras de las canteras y por ultimo las voladuras de construcción las cuales producían las frecuencias mas altas. Esto se en la siguiente figura:

222

Éstandor Mtóníco 7385 VELOCIDAD PICO

10O H • f 1 •* I • LMk-l » l 1.

I - I - , —, . , • , - 1 — - . . • I •< 18 15 «

Frecuencia


v . ^

•ih

Voladura de mina tj» carbón

nxu L

, i i ,i

8 2

Voladura de cantora

,LfU , Voladura de comlrucelón

Pn n, 1 O lO 20 »0 «O 40 tO TO 00 90 100 HO (10

FRECUENCIA, Hz

Frecuencias de Voladuras de un Mina de Carbon, Cantera y Construcción (Rl 8507).

Aunque a estas frecuencias se les llama de mina de carbon, de cantera y de construcción las diferencias se deben al tamaño de las voladuras, a la distancia y a las propiedades de la roca que son características de cada operación. La distancia es probablemente el factor mas importante ya que la vibración de baja frecuencia aparecerá en cualquier registro de una voladura, si la distancia es suficientemente grande. La vibración de alta frecuencia se atenúa rápidamente ya que requiere de mucha mas energía que la vibración de baja frecuencia, la energía requerida varia como ei cuadrado de la frecuencia. Debido a esto, la vibración de baja frecuencia se propaga a grandes distancias.

223


10.0

. USBM ALTERNATIVE BLASTING LEVEL CRITERIA (ADAPTED FROM Rl 8507,1980)

"T I I I 1 I I 11 T — I I I I I

10 FREQUENCY (HZ)

Análisis del Espectro

El análisis de espectro es un método para analizar el contenido de frecuencias de un regisfro de vibración. El registro del movimiento del terreno es referido como un registro con dominio del tiempo. Este registro con dominio del tiempo es dkjitalizado, normalmente a intervalos de un milisegundo, después de lo cual, los datos digitalizados de la voladura se somenten a un análisis de Fourier por medio de una computadora. Se dice que ahora los datos están en el dominio de la frecuencia. Este espectro muestra los niveles de vibración asociados con cada frecuencia. En la siguiente figura se muestra un registro de vibración en el dominio del tiempo y la gráfica del dominio de la frecuencia resultante después del análisis de Fourier. Esto tomando del Rl 8168, Siskind. et al, 1976.

Hé^vv^Hil 400

IKMrQvfWMif

I O «o 60 eo «¡o MÍfC«CHCtt.!tt

Análisis de Espectro (Rl 8169).

224


Vibración a Largo Plazo y Fatiga

La vibración por voladuras es un fenómeno de corto plazo La pregunta acerca de los efctos a largo plazo de la vibración por voladuras continuas, surge con frecuencia como un punto de preocupación Estos efectos se pueden incluir junto con los efectos causados por el hincado de pilotes y ciertas actividades industriales recurrentes Generalmente, los efectos son vibraciones de nivel relativamente bajo, los cuales individualmente caen por debajo de los niveles recomendados de vibración segura y no se consideran como potencialmente dañinos No existe mucha información disponible en este tema, el cual generalmente no se toma como un problema importante Obviamente, si este fuera un problema significativo, habna muchas demandas por daños y una alerta generalizada

Prueba de Walter

Una investigación hecha por Walter en 1967, utilizo vibración continua generada por impacto en una estructura por veinticuatro horas al día durante un penodo de trece meses aproximadamente La estructura era una habitación ordinaria de 8 x 8 pies y con muros de tablaroca El vibrador estaba montado en el techo, generando movimiento el cual era transmitido a toda la estructura y el area circundante La frecuencia natural de los paneles de la pared era de 12 5 Hz y el del panel del techo era de 60 Hz Las frecuencias de la vibración que se midieron en los paneles de las paredes estuvieron en el rango de 10 a 18 Hz Con una velocidad de partícula en el rango de 1 27 a 4 06 mm/s El tiempo total de vibración fue del orden de treinta millones de segundos No resultando efectos notónos debido a esta vibración extendida Se concluyo que la vibración de bají nivel aun cuando se encontrara en el rango de respuesta de frecuencia natural de la estructura, tiene un potencial para causar daños prácticamente nulo

Pruebas Cerl

El cuerpo de ingenieros del ejercito de E U a través del Laboratorio de Investigación de Ingeniería Civil (CERL), llevo a cabo una prueba de fatiga para la oficina de Minas de E U Utilizando una mesa vibratoria biaxial en la que se monto una habitación residencial típica de 8 x 8 pies La mesa vibratona se programo con una componente horizontal y la componente vertical de una voladura de cantera del boletín 656, donde las frecuencias predominates eran de 26 y 30 Hz respectivamente Los niveles de la prueba de vibración eran 2 54,12 7, 25,4 50 8 101 6, 203 2 y 406 4 mm/s Cada una de esta lecturas se como vanas veces empezando con 1 corrida, después de 5 comdas, 10,50, 100 y 500 comdas, inspeccionando la estructura después de cada sene Ningún daño ocurrió hasta la sexta corrida a 101 6 mm/s Esta sexta corrida fue procedida por 2669 corridas antenores sin ningún daño De hecho, hubo 666 comdas a 50 8 mm/s y 5 a 101 6 mm/s, sin daño alguno Es significativo notar que cuando ocurrió el daño este ocurno a una velocidad que excede los 50 8 mm/s

Pruebas de Koerner

Koemer probo bloques de paredes de mampostena a una escala 1/10 con frecuencias resonantes La falla del material se observo después de aproximadamente 10,000 ciclos con velocidades de partícula de 30 5 a 50 8 mm/s Pruebas posteriores en bloques de pared con escala de % mostraron agnetamientos después de 60,000 a 40,000 ciclos a una velocidad de partícula de 43 a 49 5 mm/s

225


Estos estudios muestran que los efectos de fatiga tales como el agrietamiento pueden ocurrir a niveles de vibración que son relativamente altos

Efectos de la Vibración.

Las gnetas producidas en las estructuras por terremotos naturales que son efectos de baja intensidad, tienen una forma caractenstica llamada la grieta en X o grieta de vibración Estas grietas resultan del hecho de que la parte superior de una estructura, debido a su inercia se queda rezagada La estructura se deforma de un rectángulo regular a un paralelogramo, con una de sus diagonales alargada y la otra comprimida Si el alargamiento excede la resistencia del material, este fallara produciendo una gneta por tension Al tempo que la vibración del terreno regresa, sucederá la misma deformación a la inversa, con las diagonales opuestas alargadas y comprimidas con el posible formación de otra gneta en forma de X, en la siguiente figura se muestra el proceso Si este ocurre, la gneta en X seguramente sera asociada a las voladuras

Terreno Terreno

Gneta en Forma de X debido a la Vibración.

Efectos Direccionales de la Vibración.

La energía que viaja hacia fuera de la fuente en una voladura, medida en términos de vibración del terreno y velocidad de partícula, se mueve en todas direcciones alejándose de la fuente Si la tierra transmitiera la vibración de la misma manera en todas direcciones y si todos los otros factores permanecieran constantes, entonces, teoncamente los niveles de vibración señan iguales a la misma distancia y en cualquier dirección desde una voladura Desgraciadamente en condiciones de trabajo reales, la transmisión de la vibración no es ideal debido a los cambios en la estructura de la tierra La vibración se transfiere en forma diferente en direcciones diferentes La estructura geológica, las juntas y fallas, cambiaran los niveles de vibración y la frecuencia en las diferentes direcciones desde la fuente Otros factores que tienen que ver con el diseño del patron de tiempos de la voladura contnbuyen también a estos efectos direcoonales de la vibración

En el pasado, era una practica común hacer el registro en un punto atrás de las voladuras en la estructura más cercana ya que se asumía que el nivel mas alto de la vibración sena en esta dirección Las recomendaciones para hacer los registros han cambiado y las investigaciones muestran que los niveles de vibración mas altos son, comunmente, no detras de las voladuras, sino a los lados En particular, los niveles de vibración comunmente son mas altos en la dirección en la cual están disparando los retardos Por ejemplo, si una voladura se dispara con el primer barreno del lado izquierdo de la plantilla y los retardos van disparado hacia el lado derecho, entonces en dirección hacia el lado derecho de la plantilla es donde sera mas factible encontrar los niveles de vibración mas altos

226


Para poder calibrar el terreno y determinar las características especificas de transmisión del sitio, se recomienda que se utilicen por lo menos dos sismógrafos cuando efectúen voladuras en las proximidades de estructuras. Un sismógrafo se coloca en un extremo de la voladura y otro en un ángulo de 90° con respecto al primero. Por ejemplo, en la parte de atrás de la voladura. Después de que se completen las voladuras de prueba y se conozcan las características de transmisión, el segundo sismógrafo puede ser innecesario ya que el terreno ha sido calibrado y los niveles de vibración en una dirección pueden ser relacionados con los niveles de vibración en la otra dirección.

Efectos "NO" Dañinos.

La vibración que produce daños ocurre esporádicamente, pero otros muchos efectos ocurren los cuales resultan desconcertantes y alarmantes para las personas que sostienen y oyen la vibración. Algunos de estos efectos son:

• Las paredes y pisos vibran y hacen ruido • Las tuberías y doctos pueden cascabelear • Los objetos sueltos, platos etc. Pueden cascabelear • Algunos objetos pueden deslizar en una mesa o estante y pueden caer. • Los candiles y los objetos que cuelgan puede mecerse • El agua puede formar olas y oscilar • El ruido dentro de una estructura se amplifica por encima del ruido exterior. • La vibración resulta muy molesta para los ocupantes.

Causas del Agrietamiento

El agrietamiento es un suceso normal que ocurre en las paredes y los techos de las estructuras, sus causas son múltiples, varían de una mala construcción a los esfuerzos ambientales normales tales como los esfuerzos por temperatura, viento etc. Ya en 1927 la revista The Small Home, publicada por Architects' Small House Service Bureau de los Estados Unidos, dio una lista de razones para el desarrollo de grietas, en dicha lista se incluían las siguientes causas.

• Construir una casa sobre una colina. • Omisión al no hacer las zapatas lo suficientemente anchas. • No hacer el ancho de las zapatas proporcional a las cargas que soportan • No proveer a los postes del sótano con zapatas aisladas • Utilizar una cantidad insuficiente de cemento en el concreto • Arena y grava sucia utilizada en el concreto • No prevenir que las vigas y umbrales de madera de puertas se pudran con la humedad. • No desalojar aguas pluviales de la cimentación • Omitir el relleno en los pisos • Malos materiales utilizados • Yeso aplicado demasiado delgado

227

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONOICICINES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Sensibilidad a la Vibración.

Los seres humanos son especialmente sensibles a la vibración. Si no fuera así, el problema de la vibración apenas existiría. La tecnología de explosivos actualmente asegura que la mayoría de las operaciones se conduzcan de manera segura. En relativamente pocos casos hay una probabilidad de daño significativo. Ya que la vibración se siente en prácticamente todos los casos, reacción de esta sensación es una curiosidad, preocupación y hasta miedo. Por esto, es importante comprender algo acerca de la respuesta humana a la vibración que depende de los niveles de vibración, frecuencia y duración. Además de estos factores físicos, es importante tener en cuenta que la respuesta humana a la vibración es un fenómeno altamente subjetivo. La respuesta humana ha sido estudiada por muchos investigadores. Una de las primeras investigaciones fue hecha por Reiher y Meister, en Berlin en 1931. Otras investigaciones fueron realizadas por Goldman, 1948, y Wiss y Parmelee en 1974. Una combinación de los resultados de estos investigadores se presento gráficamente en el Rl 8507 de la Oficina de Minas de E.U., 1980. esta combinación se representa en la siguiente figura.

laOOOr I I M i l

- ReHiery Mebtor . Galdmon Wta y Pomaloe

~1 I--Y-T •[TTÍT

FRECUENCIA, Hz poo

Respuesta Humana a la Vibración (Rl 8507).

228


Las curvas de respuesta humana son todas similares y altamente subjetivas en el sentido de que la respuesta es una mezcla de factores fisiológicos y psicológicos individuales a cada persona Basado en estas curvas, se puede diseñar un conjunto muy sencillo y practico de respuestas humanas, de la siguiente manera La vibración es un hecho de la vida diana que se experimenta con regularidad pero de la que rara vez se es consiente A este tipo de vibración se le ha designado como "vibración cultural" Generalmente no provoca ninguna reacción de la persona afectada Otra vibración que contrasta bruscamente, ya que no es parte de la vida diana sino inusual, se le ha designado como "vibración acultural" Sorprende a la persona, es molesta y causa una conciencia aguda

Respuesta

Notable

Molesta

Severa

Respuesta

Velocidad de la Partícula

0 508 mm/s

5 08 mm/s

17 8 mm/s

Humana

Desplazamiento A10 Hz.

0 008 mm

0 08 mm

0 28 mm

Desplazamiento A 40 Hz.

0 002 mm

0 02 mm

0 07 mm

Algunos ejemplos de vibración cultural y acultural se listan a continuación

Vibración Cultural Vibración Acultural

Automóvil Voladuras

Tren Ligero Hincado de Pilotes Casa Familiar Maqumana de Impacto Planta mdustnal u Oficina Martillo Hidráulico Aeroplanos Planta de Fundición

Denominador Común Denominador Común

No Hay Reacción Las personas reaccionan porque estas Vibraciones son desconocidas y perturbadoras

Las voladuras son definitivamente aculturales para el individuo promedio La sorpresa y el miedo asociadas con ellas comienzan a niveles mucho mas bajos que el nivel de daño para las estructuras

Control y Registro del Golpe de Aire

El golpe de Aire es una onda de presión atmosférica que se transmite desde la voladura al area circundante Esta onda de presión consiste de sonido audible (se puede oír) Si la presión de esta onda, en términos de sobre presión, es lo suficientemente grande, puede causar daños Generalmente, el golpe de aire es un problema de fastidio el cual no causa daños pero provoca una relación desagradable entre el personal que realiza las voladuras y las personas que habitan en las

229


cercanicas del lugar de la voladura. Con los avances en los sistemas de iniciación se pueden realizar voladuras con niveles de ruido muy bajo, pero existe en la practica muchas personas que utilizan cordón detonante como sistema de iniciación el cual resulta muy ruidoso además de ser un problema en el control de la voladura en si, pero es común utilizarlo por personas que no tienen los suficientes conocimientos técnicos y solo lo utilizan por ser mas barato aunque el resultado de la voladura se refleja en la utilización de cordón detonante, pero no se obtienen los resultados que se deberían tener y el supuesto ahorro se termina cuando la fragmentación nos es la requerida y el porcentaje de piedra útil es muy bajo, y existen sobre tamaños, los cuales para poder darles una utilidad hay que realizar una voladura secundaria (moneo para dejarlo del tamaño requerido lo cual implica un doble

El golpe de aire se genera por: los gases del explosivo que se escapan a la atmósfera, por la roca que se desgaja, por el taco que se escopetea, por un desplazamiento de la cara, por desplazamientos alrededor del barreno, por la vibración del terreno, y por el sistema de iniciación empleado. Varias combinaciones de estas causas se pueden dar en cualquier voladura.

Sobrepresión y Decibeles

La sobrepresión del golpe de aire se mide comúnmente en decibeles (dB). También se mide en kilo péscales (kpa). Un decibel se define en términos de sobrepresión por la ecuación:

dB = 20 log

Donde:

dB = Niveles de sonido en decibeles (dB) P = Sobrepresión en Kpa Po = Sobrepresión del sonido mas bajo que se puede

Oir, 2.1 x 10-8 KPa

Algunos niveles típicos de sonido con valores tanto en dB como en Kpa se dan en la siguiente figura.

128-t » -

100-

80-

6 0 -

« 0 -

ao-

0 -

MAX.DÍ Qim WB MPACTOS/DW

-0,48 MAXOtUWIMTOiOSHA -0.02 IMOOMrACTOS/DM

- J , l o" ' MttlWOHWMAlK»

- 2 « lO*1

-2 « 10"4 HWHOlUVOlHtUtMtA

-2 > lO"*

- i * 10"*

-2 ti to"* sMii»mi*Aii«eK»! NwetesdeSortdoT^k».

230


Los niveles de sonido se miden en diferentes canales designados como A,B,C y linear Estos difieren esencialmente en la habilidad para medir el sonido de baja frecuencia El canal A corresponde de manera muy cercana al oído humano y discrimina severamente en contra de las bajas frecuencias El canal B discnmma de forma moderada y el canal C solo ligeramente mientras que el canal linear mide todas las frecuencias

El sonido producido por una voladura contiene energía de baja frecuencia y los aparatos de medición de sonido, deben tener la capacidad de respuesta a las bajas frecuencias para poder representar los niveles de sonido Preferentemente deben utilizarse un canal linear a pico o un tipo C El análisis espectral de los sonidos de una voladura fue realizado por Siskmd y Summers en 1974, el cual mostraba claramente las frecuencias inaudibles muy bajas

Ruptura del Vidrio.

La oficina de Minas de E U llevo a cabo pruebas extensivas, reportadas en el boletín 656, para determinar los niveles de sonido que pudieran causar la ruptura del vidno y la reforma a la ley que aplicaría La ruptura del vidrio ocurre a niveles de sobrepresion mucho mas bajos que los del daño estructural, tales como el agrietamiento del yeso La ausencia de vidrios rotos excluye la posibilidad de daño estructural La normatividad del golpe de aire se basa en la ruptura del vidrio El boletín 656 proponía una sobrepresion de 345 Kpa (164 dB) como el limite seguro para la prevención de la ruptura del vidrio e indicaba que las voladuras que generaban una vibración del terreno de 50 8 mm/s automáticamente limitaban la sobrepresion de aire a niveles seguros, esto, es menos de 3 45 Kpa (164 dB)

Siskmd y Summers, Oficina de Minas TPS 78 (1974) propusieron niveles de sonido seguros para prevenir la ruptura del vidno Estos niveles servían también para reducir las molestias a la gente Estos valores se muestran en la siguiente tabla

Limite de Niveles de Sonido.

Pico Linear Pico C o C Rápido Pico A ó A Rápido dB Kpa dB dB

Seguro

Precaución

Limite

128

128

a

136

Recomendado

0 048

0 048

a

0124

120

120

a

130

95

95

a

115

No Recomendado

231


Distancia Escalada para el Golpe de Aire.

El golpe de aire se escala de acuerdo a la ruiz cubica del peso de la carga, esto es:

d

K= —

-^ W

Donde

d = Distancia

W = Peso Máximo de la carga por retardo (kg).

K = Valor de la distancia escalada para la sobrepresión del aire.

Recordemos que la vibración se escala de acuerdo a la raíz cuadrada de la carga.

Ds

W

Tomando la sobrepresión segura de 0.048 Kpa, sugerida por Siskind y Summers, e interpolando el

diagrama de la distancia escalada para el golpe de aire del Boletín 656 para este valor, da un valor

aproximado para K = 71.38, ó:

d

71.38= —

- ^ W

Esto es bastante conservador, ya que se basa en un valor de limite seguro muy conservador 0.048

Kpa. Se deriva de datos de voladuras de cantera y puede que no sea aplicable para otro tipo de

operaciones.

Regiones de Daño potencial por golpe de aire.

Existen dos regiones distintivas de daño potencial por golpe de aire, las cuales son bastantes diferentes. Se les conoce como el Campo Cercano y el Campo Lejano.

232


Campo Cercano.

Esta es la región que rodea a la voladura hacia la cual hay una transmisión directa del pulso de presión. El potencial de daños en el campo cercano es pequeño y fácilmente minimizado con un diseño apropiado. Esto requiere la atención en los detalles como el bordo, espaciamiento, taco, carga de explosivo, retantos, el tapado de las lineas de cordón detonate y el uso de cordones de carga explosiva mínima. La ejecución apropiada de estas tareas asegura una probabilidad muy baja de ruptura de vidrio.

Campo Lejano y enfoque del Golpe de aire.

Esta representa la región alejada de la voladura (por ejemplo, 6 a 32 kilómetros), donde la transmisión directa no puede ser responsable de los efectos producidos. Representa un enfoque o concentración de las ondas de sonido en una región estrecha. Estas ondas han viajado hacia arriba en la atmósfera y han sido refractadas de vuelta a la tierra, produciendo una sobrepresión intensa en una región focal angosta. La causa de que el golpe de aire se enfoque es la presencia de una inversión atmosférica. Entre más severa sea la inversión, más severo puede ser el enfoque. El viento puede ser también un factor significativo que se suma al factor de la inversión.

Inversión Atmosférica.

Una inversión atmosférica es un fenómeno anormal, pero bastante común. Normalmente la temperatura de la atmósfera desciende con la altura, enfriándose a razón de 6.4° C por cada 1,000 metros de altura. Por ejemplo, asumamos una temperatura del aire en la superficie de 210C, entonces bajo condiciones normales del rango de descenso la temperatura del aire a 1,200 metros seria:

21 - 1 .2 (6.4) = 13.3 "C

La velocidad del sonido en el aire esta en proporción directa a la temperatura, se incrementa a manera de que la temperatura sube y se calienta el aire o decrece a manera de que la temperatura baja y se enfría el aire. El cambio en la velocidad es de 0.5 m/s aproximadamente para una variación en la temperatura de rc. Bajo condiciones atmosféricas normales, la temperatura del aire decrece con la altura así que la velocidad del sonido también decrece, provocando que las ondas de sonido se curven hacia arriba alejándose de la tierra. El sonido se absorbe en la atmósfera. Este efecto se ilustra a continuación.

Gradiente \ normal de \ tempsrertura Ondas de sonido

Temperatvra Terreno

Condiciones Atmosféricas Normales.

233


En una inversión atmosférica, la temperatura del aire se incrementa con la altura, así que la velocidad del sonido se incrementa, causando que las ondas de sonido se curven para abajo hacia la tierra. Con esto, el sonido puede regresar a la tierra, pero a alguna distancia de su punto de origen. En la siguiente figura se ilustra las condiciones de inversión y la curvatura hacia debajo de las ondas de sonido en la atmósfera.

Gradiente Invenode temperatura Ondas de sonfdo

Temperatvra Terreno

Figura 12-3 Inversión Atmosférica

Cuando el sonido regresa a la tierra como se acaba de describir, puede, bajo las condiciones apropiadas concentrarse o enfocarse en una región estrecha y producir niveles de sonido mucho más altos que en las regiones adyacentes en cualquier lado de la voladura. Este efecto se muestra en la sig. Figura.

Reglón de concentración del sonido

Efecto de Enfoque del Sonido por Inversión.

Efecto del Viento.

El viento puede contribuir a causar el enfoque del golpe de aire. En el lado hacia donde sopla el viento, el viento se sumara al efecto de la velocidad producido por la inversión e incrementara la velocidad del sonido. En el lado en contra del viento, el viento se opondrá al efecto de la velocidad y decrecerá la velocidad del sonido. Si el viento es lo suficientemente fuerte, el sonido puede ser totalmente anulado en el lado en contra del viento, en la siguiente figura se muestra los efectos del viento.

Efecto «Viento.

234


La región focal mostrada previamente como una región circular con la fuente del sonido en el centro, puede ser reducida a la forma de una media luna por el efecto del viento, teniendo como resultado una intensidad de sonido más alta en la región focal. Esto se muestra en la siguiente figura.

— " ^ \ r- fteglón da \ \ / coneeníroclán \ / \ del tenido

f liento d«! \ \ unido \ \

O I I

Enfoque dd Golpe de Aire más el Efecto de) Vento.

El enfoque del golpe de aire se produce por una combinación de una inversión de la temperatura atmosférica y el viento. El efecto varia con la altura y debe ser evaluado en elevaciones sucesivas (aproximadamente a cada 300 mts). Esto requiere de datos meteorológicos y de un sofisticado programa de computadora para procesarlo. Esto no es accesible para la mayoría de las operaciones diarias. Un diagrama de un enfoque de golpe de aire intenso se muestra a continuación.

1130 1150 1170 1190 O 60 120 VELOCIDAD DEL SONIDO ( FT/SEG ) DSTANCIA EN MILES DE PIES

Enfoque del Golpe, de Aire

235

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MÉXICO

Ejemplo de Reporte de Monitoreo Sismográfico.

DUaniDM TnKi al 02 58 « January 11. 2005 TOOgar&Mín» Geo: 100imVs Ring* Geo :127 mm/s (fecorfTW» 1 0 see al 1024 SIK

Event Report

SMWNumlMr 3471 V181 MWIte» BtOMyLml 5 9 Vote Cj«biitton Junéis, 2004 by Datum Monrtonng PMNan» E471AGCO.LW0

USBM RUSOr And OSMRE

CKmt Usar Mane ConvnM: January 12,200517:18:33 (W.33)

PwlEwntNola» LocaGoñ. Office #93 MIC: 270110 Totat 377.S Iq Distance: 198.0 m

Wcnmliana UnearWeígMing PSPL <Z00pa.(L) at 0.002 sec ZCF^q N/A CturmelTaet Check(Freq = OOHzAnip = 37mv)

4

PPV ZCFraq Time «W.<e Trig)

Tran Vert Ijoog

2.79 2.10 171 mmft 18 18 47 He

0 588 0834 0 391 sec 00662 0.0530 0.0464 g 0.0148 0.0179 0.0116 mm

Passed Passed Passed

PoakVeoorSum 2 94 urna at 0568 sec

MM: NMAppfcabte

i [ - "T { «J-

Uáftj^li Ffequency(H4

Trait • Vtoit x Lonff 0

- -WW/ vA/W^^/W^f v1/Af^f^Mf^^VNA\

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236


Capítulo IV Implementación de Medidas de Seguridad y su Cumplimiento.

[La seguridad es una Actitud y una Responsabilidad Individual y de los Equipos de Trabajo.]

En Materia de Seguridad Con Explosivo Se Dan Soluciones NO Explicaciones.

A) Antes y Después de la Voladura La seguridad es lo más importante considerando cuando manipulamos, almacenamos, transportamos y usamos material explosivo. Sin embargo, el hecho es que los explosivos son diseñados y producidos con un solo propósito, producir una explosión. Todas aquellas personas que manipulan, transportan y usan productos explosivos deben actuar siempre con extremo cuidado y en plena conformidad con las recomendaciones y procedimientos de seguridad. El concepto "seguridad" en cualquier ámbito de nuestra vida, ya sea personal, social, profesional o económico, solo por citar algunos escenarios, es de vital importancia. En estos escenarios, encontramos que dicho concepto tiene un valor y una apreciación individual. La palabra seguridad, por lo tanto, no es un tema a tratar solamente una vez. Es un concepto clave que está presente en nuestra vida cotidiana y por lo mismo, en ocasiones, no nos percatamos concientemente de él, aún cuando estamos practicando medidas de seguridad en todo momento. Por ejemplo: colocamos el cinturón de seguridad al manejar un auto. En cualquier situación, cada individuo evalúa los riesgos de distinta forma, y las bases para su evaluación (aceptar o no los riesgos) dependen de su formación técnica y profesional así como de experiencias personales. Por ello la "aceptabilidad del riesgo" para alguien, es para otra persona con mayor información y conocimientos la "no aceptabilidad del riesgo" y viceversa. Sobre la base de lo anterior es necesario trabajar -ya sea en grupo o en forma individual- estableciendo procedimientos bien definidos, donde los peligros estén identificados y controlados, y los involucrados, no se expongan a una decisión errónea por falta o exceso de confianza, conocimiento y / o experiencia personal. Sobre el tema ya existe una bibliografía muy extensa y debido al avance tecnológico tan vertiginoso que se ha tenido desde la década pasada, siempre se presentarán nuevas maneras de hacer las cosas, las cuales siempre requerirán de nuevos y diferentes procedimientos de seguridad. La palabra seguridad cobra una importancia mayor en esta profesión, ya que además de llevar los riesgos cotidianos y las distintas percepciones que cada individuo tiene de los mismos, la materia prima de nuestro trabajo - los explosivos- es el riesgo en sí, y por lo tanto deben trabajarse con respeto y disciplina en equipo. Los riesgos más frecuentes en este medio se relacionan con voladuras no deseadas, vuelo de piedras o vibraciones de terreno, pero hay muchos más, los cuales se abordarán posteriormente, haciendo énfasis en las medidas de seguridad que deben tomarse en cuenta en el trabajo con explosivos.

Causas de Accidentes

En operaciones de voladuras a cielo abierto, están presentes una serie de riesgos que pueden causar un accidente, definiremos al fenómeno de Flyrock como la causa de accidentes más común, y definiéremos otras causas comunes de accidentes. Pero antes debemos tener en claro otros conceptos básicos de una voladura.

237


Área de una Voladura.

Es el área en la cual la onda de choque, material volado, o gases de una explosión pueden causar una lesión a las personas Para determinar el area de voladura, se deberán considerar los siguientes factores

• Geología o material a ser volado • Diseño de la Voladura • Bordo, profundidad, diámetro, y ángulo de los barrenos • Sistema de retardo, factor de carga, y explosivo por retardo • Tipo y cantidad de explosivo • Tipo y cantidad de taco

Sitio de la Voladura.

Es el área donde el material explosivo manejado durante la carga, incluyendo el perímetro formado por los barrenos cargados, y 15 metros en todas direcciones, desde los barrenos cargados

Flyrock. (Proyección de Material No Deseado).

Flyrock es él mas seno nesgo de segundad presente en trabajos de voladuras Mucha mas gente ha muerto por causa de Flyrocks que por cualquier otra causa El resultado de una voladura es siempre movimiento y proyección de material rocoso en algún grado Durante el proceso de fragmentación y movimiento en la voladura, las rocas Irán por el aire y se define como Flyrock cuando el material lanzado deja el área de voladura, sin control De acuerdo a las técnica modernas existentes y la tecnología en matena de explosivo que hoy en día hay en el mercado, y contando con personal capacitado, como lo debe ser el pento en explosivos propuesto, el Flyrock es prevenible casi al 100 %, y en muchos caso el Flyrock es provocado por el personal ya que coloca explosivo de mas, y por desgracia una practica común, escuchar la frase échale mas, no pasa nada

Los incidentes de Flyrock pueden ser minimizados asegurándose que la voladura ha sido diseñada apropiadamente y que un área adecuada es despejada antes de la voladura Existen trabajos de voladuras en zonas urbanas que simplemente el Flyrock no debe existir, por la condiciones de segundad Por segundad nunca se debe ver una voladura de frente, por mas bien calculado que este todo y empleando los matenales adecuados, es una norma de segundad que nunca se debe violar

Causas mas Comunes de Flyrock.

• Bordo insuficiente en la fila de enfrente • Barrenos extremadamente sobrecargados • Tiempos de retardos mapropiados resultado de un bordo insuficiente, ó disparos de barrenos

fuera de secuencia • Sobrecargado de barrenos debido a errores de calculo • Fallas geológicas o estructuras débiles en la cara libre • Perforación inadecuada (ángulo erróneo o desviación del barreno causado por estructura

geológica) Aunque hay muchas vanables en voladuras que pueden causar Flyrock, las siguientes son consideradas las mas comunes bajo condiciones normales

238


Barrenos Sobrecargados.- Los barrenos sobre cargados son especialmente peligrosos y no se pueden tolerar de ninguna manera ni bajo ninguna circunstancia. Incrementar arbitrariamente la cantidad de explosivo por barreno es una invitación abierta para producir Flyrock. Cada barreno debería ser analizado detalladamente. Se debe considerar el bordo real, las condiciones de la roca, formación de la roca, tipo de roca, diámetro de perforación, profundidad etc.

Falta de bordo.- Si la distancia efectiva desde un tiro a una cara libre es insuficiente, pueden ocurrir severos movimientos de roca multidireccional, creando Flyrock. La distancia mínima de bordo de la fila de enfrente debería ser cuidadosamente monitoreadas en el campo.

Retardos Inadecuados.- El retardo inadecuado de los barrenos puede hacer de una voladura algo muy peligroso y puede crear variables incontrolables. Las secuencias apropiadas son esenciales para una correcta fragmentación de la roca y movimientos de ella. Una secuencia de retardo inapropiada puede causar que la roca se dispare ampliamente o que sea propulsada a grandes distancias debido a distorsiones del bordo.

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Dwresiadc Bordo

Demssldo Tiempo de Poca Atora di BotdoMuy RRatartio ¡ j g ^ Pequefto

Causa de Flyrock

Anomalías Geológicas.

Las anomalías geológicas pueden afectar considerablemente el resultado de una voladura. Se consideran anormalidades las cavidades, grietas y rellenos de arcilla o barro. Normalmente estas anormalidades se encuentran escondidas. Cavidades y grietas pueden significar una sobrecarga de explosivo y alto riesgo de Flyrock. También las grietas y los rellenos afectan la perforación, desviando esta y cambiando considerablemente la ubicación de los barrenos.

239


Calculo del Rango de Flyrock.

Varios métodos han sido desarrollados para determinar el rango de la distancia que existe un potencial peligro Flyrock. La oficina de minas de USA ha hecho pruebas para determinar esto. A continuación se muestra un monograma (para granito), que detalla el diámetro de perforación en pulgadas, el bordo en pies y el tipo de roca al máximo de rango de Flyrock (pies).

Por supuesto hay otras variables que afectan el potencial de Flyrock incluyendo fracturas en el suelo y material suelto en la cara y superficie cerca del cuello del tiro. Tal cuadro puede ser utilizado para determinar rangos aproximados de Flyrock para granito. Existen otros cuadros para determinar diferentes tipos de roca y pueden ser encontrados en el manual" Open Pit Blasting Technical Training Module".

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MINIMUM BURDEN TO FREE FACE

Rango Máximo del Flyrock

240

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABERTO EN MEXICO

Control de Flyrock.

Lo más importante es designar un supervisor a cargo en este caso el perito en explosivos, para realizar una inspección pre cargado, y durante el cargado

Supervisor de Voladura.- Un supervisor (perito en explosivo), de Voladura deberá ser designado para cada voladura Será su responsabilidad ver que todos los procedimientos se sigan y que hay precaución para controlar el Flyrock El perito nunca debe permitir que la falta de tiempo o exigencias de productividad afecten su buen JUICIO con relación a la carga y al disparo adecuado de la voladura

Inspección pre cargado.- La inspección pre cargado es un paso critico en la voladura segura y debe ser conducido inmediatamente previo a la carga del material explosivo Las condiciones del banco y cara libre pueden cambiar completamente en el periodo de tiempo comprendido entre el trazado de la plantilla de Barrenación, la perforación en sí, y la carga del explosivo El pento debe inspeccionar la cara libre desde diferentes posiciones, lo cual le debe permitir inspeccionar visualmente el bordo real, condiciones de la cara libre, y anomalías geológicas de la extension completa de cada perforación a lo largo de la cara libre

Diseño de la Voladura.- Antes de cualquier cosa se debe llegar a un acuerdo de las partes involucradas sobre el diseño de la voladura, perfectamente calculada y por escnto, incluyendo las precauciones de segundad entre el cargado, y el personal involucrado en la misma y los operadores

Distancia.- Las personas y los equipos deben retirarse de la voladura a una distancia segura determinada por el perito en explosivos, después de considerar todos los factores que pudieran generar un accidente, Flyrock etc

Protección.- Además del equipo de protección personal, cada persona deberá colocarse en un área segura designada por el perito en explosivos, para así garantizar su segundad

Otras Causas de Accidentes en Voladuras.

Además del Flyrock, hay otras causas de accidentes en voladuras

Algunos de los más comunes están listados a continuación

• Uso de equipo no autorizado para checar los circuitos de la voladura (iniciadores eléctricos) • Detonación accidental de explosivos como resultado de impacto de metales ó herramientas • Transporte de explosivos no forma no adecuada ni autonzada • Falla al mantener el explosivo y los iniciadores por separado durante su manipulación,

transporte • Descuidos • Seguir procedimientos inadecuados • Poca limpieza del área de voladura, antes de esta • No estar alerta a posibles fuentes de electricidad estática • Fumar cerca del material explosivo

241


• Personal sin capacitación y/o experiencia en el manejo de material explosivo

Aproximación de Tormentas Eléctricas.

Siempre se debe detener todo trabajo de cargado de una voladura y evacuar el área de voladura cuando se aproxima una tormenta eléctrica Esta regla se aplica independientemente del sistema de iniciación utilizado

Inspección Previa al Cargado.

Para asegurar que la voladura producirá los resultados que usted espera, un examen previo al cargado Este examen debe estar por escrito Es adecuado registrar la información de su examen, en un informe final de la voladura El área de la voladura se debe examinar para determinar peligros, limites del área de trabajo, y considerar la salida del material producto de la voladura Esta supervisión debe también asegurarse de que el acceso para los vehículos necesarios sea seguro, y se necesita una mejora de accesos, se hace antes del dia de la voladura. El plan de carga también se debe repasar para determinar él numero apropiado de personal calificado necesario para asegurar la carga segura y eficiente No olvidar considerar siempre lo siguiente

• Equipo y personal • Plantilla de Barrenación • Tipo y Cantidades de Explosivo • Geología Local • Transporte y Manipulación • Supervisión de Autoridades involucradas

Equipo y Personal.

El área de la voladura debe ser inspeccionada para determinar el equipo a utilizar para cargar los barrenos existentes, de forma segura y conforme a la planeado. La lista de equipo debe incluir todos los vehículos y elementos de la voladura que se puedan necesitar al momento de cargar la voladura Además se debe verificar que los accesorios y personal están en buenas condiciones Se debe determinar el personal necesario para el objetivo del trabajo planeado

Plantilla de Barrenación.

El diseño de la voladura debe ser controlado antes de comenzar cualquier trabajo en el sitio de la misma. Si no esta disponible, un gráfico, un diagrama escalado se debe hacer preferiblemente del modelo real de las perforaciones. El diagrama debe incluir todas las localizaciones de la perforación, cargas, el espaciamiento, alturas de la carga en los intervalos, profundidades de los barrenos y las anomalías descubiertas sobre la barrenación

Una parte muy importante es hacer notar con anticipación la existencia de agua en los barrenos con el objeto de prever que tipo y cantidades de explosivo a utilizarse en estos casos

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Seguridad en el Sitio de la Voladura.

Cuando el material explosivo o los sistemas de iniciación son traídos al sitio de la voladura, el lugar deberá ser delimitado fijando señales de peligro, tales como 'peligro" 'Zona Restringida", "Material Explosivo en el area", "Manténgase Alejado", "No Fumar", ademas de colocar personal de segundad en el area, el cual tendrá la función de venficar y comunicar de los trabajos que se están realizándose con el fin de evitar, la presencia de personas ajenas de dicha actividad

Llegada al sitio de la Voladura.

Antes de comenzar a cargar una voladura, el perito en explosivos debe instruir a todo el personal implicado directamente en el proceso de la voladura para repasar el plan de segundad del sitio de la voladura Los asuntos que se deben incluir (pero no limitar), son los siguientes

• Se establecen las areas de la voladura y se extienden los limites en todas direcciones • Se designa a la persona que iniciara el disparo y el lugar desde donde la hará • Determinar la dirección aproximada del movimiento del material volado • Definir claramente los procedimientos de evacuación del personal • Establecer exactamente los limites del area de la voladura y de la zona de segundad • Identificar areas que deben protegerse • Comunicar de las actividades a la comunidad cercana al lugar de la voladura • Establecer un procedimiento para interrumpir la señal de disparo • Establecer un procedimiento de aviso general, previo a la voladura

En el area de trabap, los requisitos serán

Antes: 1 Despejar el area de trabajo (no permitir el acceso al area de la voladura a ninguna persona

hasta que ésta se haya efectuado) 2 Cargado del material solamente por el personal autorizado 3 Llevar a cabo la voladura a la hora programada 4 Colocar sismógrafos 5 Dar aviso de la voladura a través de sirenas o altoparlantes 6 Colocar mallas o redes de protección sobre el terreno cargado con explosivos en el caso

particular 7 No debe permitirse a nadie quedar directamente frente al area de la voladura ya que puede

haber algún fallo como voladura de rocas La posición mas segura es atrás de la voladura De no ser posible, a un lado y como mínimo 90°

8 Se puede proporcionar un refugio de protección al personal, ya sea esta una estructura de metal o una barricada de madera gruesa Estos refugios deben localizarse a un lado o detras de la voladura

9 Delimitar el area de la voladura con cinta de segundad

Después: 1 Dejar pasar 20 minutos como mínimo antes de acercarse al area, con el fin de dejar que se

dispersen los gases generados por la voladura y entonces verificar que todos los barrenos

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hayan detonado. 2 Caminar cuidadosamente dentro del área ya que puede haber huecos y se pueden provocar

derrumbes. 3. Dar lectura a los resultados arrojados por los sismógrafos.

Se deben tener en obra:

1. Extintores 2. Banderolas 3. Cintas de seguridad 4. Sirenas 5. Altoparlantes 6. Botiquín de primeros auxilios 7. Radiotransmisores 8. Señalizaciones de "NO FUMAR" y "PELIGRO", etc.

Equipo de Protección Personal, Herramientas y Materiales.

El perito en explosivos debe asegurar que todo el personal en su equipo tenga y utilice el equipo protector personal. Se requiere de un mínimo que todo el personal en el sitio de la voladura tenga y use casco, las gafas de seguridad y zapatos de seguridad, siempre. El personal debe también usar ropa protectora especial, protección auditiva, protección respiratoria y protección en las manos donde se requiera. Las regulaciones siguientes se citan para su referencia. El perito en explosivos debe checar que las herramientas que sean requeridas estén en buen estado y tener las herramientas necesarias y materiales entregados en el sitio de la voladura.

El personal deberá traer consigo:

1. Cascos de seguridad 2. Lentes de seguridad 3. Botas con casco metálico 4. Guantes de carnaza 5. Ropa holgada, de preferencia de algodón y no de materiales sintéticos (producen chispas)

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Para contar con las mejores medidas de seguridad debemos considerar lo siguiente:

• El área de trabajo debe estar limpia, sin rocas sueltas, maleza, metales o cualquier tipo de material ajeno al terreno, objeto de la voladura.

• El diseño de patrón de barrenación (diseño de la plantilla), debe ser bien calculado y realizado ya que un diseño deficiente provocará que la voladura sea peligrosa, pues habrá piedra en vuelo y vibraciones fuertes, lo cual como hemos señalado a lo largo de este trabajo, es de alta peligrosidad.

• Examinar cada barreno antes de cargarlo para conocer su longitud y estado, para lo cual se utilizará el mencionado fainero de madera, o una cinta métrica con un plomo en la punta.

• En el caso de que la barrenación haya estado mal ejecutada (que los barrenos no tengan la misma altura entre sí), puede generar descontrol ya que habrá barrenos más cortos con un taco menor y esto provocará que en la voladura no se obtengan buenos resultados y haya voladura de piedra.

• Si el cargado, o sea el introducir los explosivos dentro del barreno, no se hace adecuadamente (p. ej. el taco se hace menor al indicado, o se deja un barreno sin cargar), la voladura se vuelve peligrosa.

• Siempre se deberá atacar el explosivo para confinarlo sin violencia, con el objeto de no dañar los accesorios de iniciación ni provocar nudos o dobleces en el hilo conectar de iniciador.

• Si el cebo, o sea la introducción del iniciador en el explosivo, no se hace adecuadamente simplemente el explosivo no va a detonar y se tendrá un barreno perdido y cargado, lo cual hace la rezaga altamente peligrosa. Es más, no se debe rezagar ese material hasta no resolver el problema del barreno cargado, punto que veremos más adelante,

• No se deben dejar caer los cartuchos cebados dentro de los barrenos, sino que se deberán bajar lentamente apoyados en el cordón correspondiente. Es muy importante que el fainero sea de madera o de un material que no sea metálico y que no produzca chispas.

• Se debe evitar la introducción de piedras o material extraño en el barreno al estarlo cargando pues se lleva el riesgo de perderlo.

• En el caso de estar haciendo voladuras con estopines eléctricos, éstos se deben mantener en corto circuito y nunca conectar uno a otro hasta que este lista la voladura para el disparo. Es necesario revisar los estopines eléctricos, uno por uno, con un galvanómetro especialmente diseñado para comprobar que la resistencia de los mismos esta en buenas condiciones y entonces se procederá a introducirlos en el explosivo para su cebado correspondiente.

Una vez realizada la conexión de la voladura se leerá nuevamente para comprobar que todo el circuito funciona.

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Esta labor de la conexión se hará lo mas rápidamente posible y siempre protegeremos las terminales de los cables dejándolas aisladas sin contacto con el terreno y en corto circuito hasta que se vaya a conectar al explosor, que será minutos antes de la voladura

No se deben utilizar estopines eléctricos si se está cerca de la línea de alta tensión o de otro tipo que conduzca energía eléctrica Así mismo se evitará el contacto con elementos metálicos

No se deben disparar estopines en un número superior a la capacidad del explosor Una vez realizada la voladura con estopines, se revisarán aquellos que no detonaron Esto se puede hacer con el galvanómetro En el caso de que no haya detonado alguno se conectará nuevamente con el explosor y se volverá a detonar

Las personas dedicadas a la operación de carga nunca expondrán su cuerpo sobre el barreno que estén cargando (después de revisarlo), en el caso de una detonación inesperada esto podría salvar su vida

Medidas de seguridad con Barrenos Fallidos ó Quedados.

Después de la voladura, se deben localizar los barrenos quedados para dispararlos o tronarlos nuevamente en el caso de que se pueda hacer Si es con estopín eléctrico se hará como indicó anteriormente, en el caso de utilizar cordón detonante se procederá a retirar el material del taco y se colocará un cartucho nuevo y cebado junto al explosivo para detonarlo, (de preferencia una vez con el cebo nuevo adentro se tratará de hacer un taco nuevo) Si el barreno no esta accesible para destaparlo, se puede hacer uno nuevo a una distancia de 10 veces el diámetro del barreno, se cargará el nuevo barreno y se detonará con el barreno de junto

Al cebar con nonel o ez-def y que el tubo conductor de iniciador asome a la superficie, se podra volver a disparar con cordon en el caso de los noneles y con fulminante o estopín, en el caso de los ez-def

En caso de no poder detonar el material se vaciará el taco y el anfo con aire comprimido, introduciendo una manguera que provenga del compresor, después se tomarán los cartuchos de alto explosivo y el cebo con anzuelos de material duro que no produzca chispas y que sirva para enterrarlo dentro del cartucho y llevarlo a la superficie Esta labor de pesca deberá hacerla personal calificado y responsable

Evitando Percances.

Los accidentes más usuales en México se producen cuando se utilizan mecha y fulminante para la iniciación de los explosivos Por eso es importante reducir al máximo las voladuras con mecha, pero cuando esto no es posible, el personal especializado debe tomar las siguientes medidas de segundad

1 Manejar siempre mecha con cuidado, para no dañar la cubierta exterior 2 Prender la mecha con un encendedor adecuado para este fin 3 Utilizar siempre tramos de preferencia superior al metro o metro y medio (considerando esta

distancia como tramo final del total de la conexión), conociendo siempre el tiempo que la mecha tarda en arder de forma tal que se asegure de contar con el tiempo suficiente para buscar un lugar seguro después de encenderla

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4. Cortar la mecha inmediatamente antes de insertarla en el fulminante. Es importante asegurarse que el extremo a introducirse este seco. El corte de la mecha se hace a escuadra con un cuchillo o navaja afilada o de preferencia con la navaja de las pinzas para engargolar.

5. La mecha se introducirá hasta el fondo del fulminante y se procederá a apretar el extremo contrario del fulminante (donde no está la carga del mismo) evitando hacerlo con los dientes (costumbre popular en México, pero muy peligrosa). El apriete debe hacerse con pinzas para engargolar y siempre lejos de la cara.

6. El fulminante no se debe apretar demasiado a la mecha, pues esto disminuirá el paso de la pólvora a la carga del fulminante, por lo tanto este no va a tronar; tampoco se dejará demasiado flojo, pues el fulminante se sale de la mecha, le podrá entrar agua o algo que provoque que no truene.

7. Una vez encendida la mecha se debe revisar que está humeando lo cual es señal de que ya esta ardiendo. Al estarse realizando la voladura, se contarán los tronidos para confirmar que el número de éstos coincida con la cantidad de mechas prendidas, de forma tal que se tenga la seguridad de que son iguales. Si no es así, se sabrá que uno o más barrenos no tronaron. Por ello, es recomendable no encender más de 10 mechas, pues se perderá el control del conteo.

El personal podrá acceder al área de voladura hasta después de 20 minutos que se realizó la misma como lo hemos dicho, con el fin de que se dispersen los gases tóxicos generados y para cerciorarse de que no quedó algún barreno sin tronar el cual representa peligro.

Es muy importante utilizar un detector de estática del medio ambiente. Esto no es común en nuestro país pero sí en los Estado Unidos. Existen detectores que pueden señalar la presencia de rayos; cuando se acercan éstos, los detectores prenden un foco rojo y activan una sirena que indica la proximidad de electricidad y de rayos.

Los rayos hacen altamente peligrosa una voladura, pues activan los explosivos y los hacen detonar antes de lo planeado. Por ello es importante considerar el uso de estos aparatos.

Los Explosivos y la Seguridad

La Secretaría de la Defensa Nacional (SEDEÑA), a través de la Dirección General de Armas de Fuego y Control de Explosivos (DGAFCE) juega un papel de vital importancia en la reglamentación y cumplimiento de las medidas de seguridad en el uso y manejo de explosivos. Únicamente a través de ellos es posible trabajar legalmente y su reglamentación debe cumplirse cabalmente, ya sea en el transporte, almacenaje, compra-venta o uso de explosivos.

Por ejemplo, en el caso de que una empresa o persona use explosivos sin la previa revisión y Permiso correspondiente de la SEDEÑA, será acreedor a severas penas que pueden inclusive llevarle a prisión.

Además de la reglamentación legal a que debe sujetarse cualquier persona o empresa que use explosivos es necesario que tengan el conocimiento de los mismos y su comportamiento en campo. Hay muchas "reglas no escritas" las cuales debe conocer el personal que trabaje con explosivos, independientemente de que la SEDEÑA les haya otorgado su Permiso.

Los explosivos poseen una gran energía que se desarrolla en forma instantánea. Solamente es necesario proporcionarle un determinado estímulo, según el caso, para que se produzca la liberación de energía.

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Normalmente el estímulo necesario se provoca intencionalmente y de forma controlada, pero puede ocurrir que por falta de seguridad y adiestramiento dicho estímulo se provoque fortuitamente y dé lugar a un accidente.

Los explosivos actuales son altamente confiables y muy seguros en su manejo, ya que con los nuevos procedimientos de fabricación y los severos controles de calidad a que son sometidos, la posibilidad de fallos por la carencia o disminución de las características específicas de seguridad son muy remotas.

Son seguros porque se tiende a producir fórmulas de comportamiento selectivo. Por ejemplo, los hidrogeles y las emulsiones de reciente creación solamente son sensibles a estímulos supersónicos y no al choque, rozamiento, calor u otro tipo de estímulos los cuales sí podrían producir una iniciación accidental con uso de explosivos de generaciones anteriores.

El uso de materiales explosivos involucra una serie de consideraciones lógicas y de sentido común a fin de prevenir accidentes. Cualquier persona que esté en contacto directo con explosivos debe tener conocimiento sobre las normas de seguridad y las prácticas de "los siempres y los nuncas", y su aplicación.

El aspecto más importante dentro de las medidas de seguridad es saber cual es el tipo de capacitación que han recibido los operadores de explosivos y que tan confiables son para manejarlos de forma segura, ya que ellos deben estar conscientes de que su vida y la de sus compañeros depende de cada uno de sus actos.

Los explosivos son elementos que, por si solos, no provocan accidentes; sólo se causan por actos o actitudes inseguras realizadas por el personal. Para evitar esto, se debe seleccionar gente perceptiva a la capacitación y adiestramiento. El personal debe entender que cosa es segura y que no lo es.

Antes de contratar a cualquier trabajador para el manejo y uso de explosivos se debe hacer de su conocimiento todas las medidas de seguridad. Todo entrenamiento debe realizarlo personal capacitado y con experiencia, quienes deberán exponer las reglas de seguridad ante todos tos involucrados, dando a conocer el porqué de cada una de ellas. Nunca se debe permitir que usuarios ocasionales de explosivos manejen una operación ya sea sencilla o compleja.

Debido a que en ocasiones es difícil encontrar en una zona geográfica determinada a trabajadores capacitados para este tipo de actividades, la capacitación se debe realizar directamente en campo y es muy recomendable seguir los siguientes procedimientos a fin de mejorar las prácticas de seguridad:

Repetición de Actividades: Toda persona, al repetir sus actividades y al conocer las funciones de cada elemento de trabajo, incrementa de manera instintiva sus medidas de defensa hacia ello, sobre todo si se trata de un material peligroso.

Relaciones con el Personal: Siendo el Perito en Explosivos el que tiene mayor contacto con el personal que maneja explosivos, es quien debe poner en práctica cada uno de los planes de seguridad que previamente ha desarrollado.

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Las juntas sobre seguridad entre el departamento de seguridad (ó personal operativo y ejecutivo) y el Perito en Explosivos, permiten transmitir conocimientos y experiencias entre ellos, retro-alimentando al grupo de trabajo involucrado con el manejo de estos materiales.

La seguridad diaria se debe promover mediante anuncios alusivos a un tema en específico y expuestos, sobre todo, en lugares donde estas medidas deban tomarse con extrema precaución.

Especificaciones en el Uso de Explosivos.

Ahondando más en el tema de la seguridad en el uso de explosivos, se puede decir que esta es una responsabilidad que deben ejercer todos los usuarios y gente conexa, para evitar cualquier tipo de riesgos, y se insiste en que los explosivos por si solos no causan accidentes, estos son causados por la falta de cuidado o de actos sin pensar de la gente. También pueden ser provocados a propósito, en un acto de sabotaje, aspecto que no se tratará en este trabajo.

Dentro de los objetivos del Perito en Explosivos está el prevenir todo tipo de accidentes o riesgos.

Su cometido en cuanto a seguridad es:

• Cubrir el área de trabajo y zonas aledañas

• Prevenir y proteger al personal de cualquier eventualidad o accidente.

• Fomentar la conciencia de actuar con seguridad y responsabilidad para garantizar confianza en los usuarios, clientes, vecinos, Autoridades, y otros para beneficio de los trabajos que se estén realizando.

Normatividad.

La normatividad aplicable es la Ley Federal de Armas de Fuego y Explosivos y su Reglamento, así como de las que hablaremos a continuación.

Hasta hace unos años existía la Norma Oficial Mexicana (NOM) NOM-008-STPS-1993, generada y dependiente de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social, que describía las condiciones de seguridad e higiene para la producción, almacenamiento y manejo de explosivos. Esta norma era muy general y ambigua en muchos de sus conceptos, sin embargo aunque simplemente se basaba en los requisitos de la Ley Federal del Trabajo y Previsión Social sobre conceptos de seguridad, si señalaba condiciones que podían servir o ayudar a dar una pauta para las medidas de seguridad en el manejo de explosivos. Actualmente esta norma ya no existe y se cuenta con las siguientes:

NOM-001-STPS-1999, NOM-004-STPS-1999, NOM-005-STPS-1998, NOM-006-STPS-2000, NOM-009-STPS-1999, NOM-0011-STPS-2001, NOM-009-SCT2-1994

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O I I c PROPOSiaON DEUNPERITOEN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJQRES COMDICIONEa EN VOLApuRAS A.QIF|n ARIFRyl EN »4ü|C0 ^

P i B L l u T E C A Todas estas normas hacen referencia a la seguridad en diferentes condiciones de trabajo. Sin embargo, ninguna aborda directamente el concepto de explosivos, excepto la NOM-009-SCT2-1994, que menciona la compatibilidad para el almacenamiento y transporte de sustancias, materiales y residuos peligrosos de la clase 1 de explosivos.

Dicha NOM es la única que contempla la palabra explosivos como tal, pero no especifica el ámbito que compete a este trabajo, que son los explosivos industriales, utilizados básicamente en construcción y minería.

Esta NOM describe en general las sustancias y materiales peligrosos e incluye en su lista: municiones, explosivos militares, materias primas peligrosas e iniciadores de todo tipo. De esta NOM se podría derivar la creación de una o varias normas especificas para la fabricación, almacenamiento, transporte y uso de explosivos, materia de este trabajo.

Por lo anterior se concluye que la Normatividad Oficial en México no aborda a la fecha información que sirva para normar y regular los explosivos industriales, razón por la cual se espera que los conceptos vertidos en este trabajo, sirvan de consulta y apoyo a las Autoridades correspondientes para formar una normatividad especifica sobre estos materiales.

Destrucción de Material Explosivo.

Resulta algo común que en el caso de contar con permisos otorgados por la SEDEÑA de Compra y Consumo sin Almacenamiento, lo cual resulta que el día que se solicita al proveedor el material explosivo se debe consumir en su totalidad el material explosivo solicitado al proveedor, por lo general se llega a pedir un poco de material de mas por cualquier eventualidad que se pueda presentar en el momento del cargado. Debemos evitar en la medida de lo posible no solicitar material excedente para evitar la destrucción de material explosivo, por seguridad de todos.

La destrucción de los explosivos industriales y sus accesorios, entendiéndose por tal su descomposición de forma que no pueda producirse su regeneración. Es una operación que exige la adopción de una serie de precauciones especificas y, particularmente, cuando se trata de cantidades de cierta consideración, la presencia de personal altamente calificado resulta de vital importancia ya que de hacerse un mal procedimiento puede causar accidentes o hasta la perdida de la vida. Por lo cual la gran importación de que en todo momento se cuente con la presencia del Perito en Explosivos, que dirija los trabajos y establezca las medidas de seguridad necesarias en cada caso.

Sistemas de Destrucción.

Para la destrucción de los explosivos y los accesorios pueden utilizarse diversos métodos que cabe clasificaren:

• Destrucción por Combustión • Destrucción por Explosión • Destrucción Química por Disolución.

En la tabla siguiente se indican las distancias mínimas recomendables que deben existir entre el lugar de destrucción y las casas o lugares habitados y vías de comunicación

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Distancias Mínimas a Lugares Habitados y Vias de Comunicación.

Cantidad de Explosivo a Destruir

Hasta 1 Kg De 1 a 2 Kg De 2 a 5 Kg De 5 a 10 Kg De 10 a 25 Kg De 25 a 50 Kg De 50 a 100 Kg

Distancia Mínima Aconsejable

150 metros 200 metros 250 metros 325 metros 450 metros 550 metros 700 metros

Destrucción por Combustión.

La mayoría de las sustancias explosivas utilizadas en la industria de la construcción, en condiciones adecuadas, pueden quemarse, y esta descomposición destruye sus primitivas cualidades explosivas. Sin embargo, debe tenerse en cuenta siempre la posibilidad de que la combustión se transforme en una deflagración enérgica o en una detonación, con repercusión tanto sobre el personal encargado de la destrucción y de las edificaciones del entorno.

No debe olvidarse que, aunque los explosivos están formados por materiales químicamente estables, son capaces de explotar, es decir, transformarse con producción de energía y gases, bajo la acción de pequeñas cantidades de energía

Destrucción de Explosivo por Combustón Destrucción de Explosivo por Combustión

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Destrucción por Detonación.

Este método es el mas adecuado para destruir material explosivo, por su simplicidad y rapidez y ser una técnica de trabajo perfectamente conocida por los usuarios de explosivos o por lo menos debe ser asi por tal motivo el perito en explosivos debe supervisar en todo momento estas operaciones de destrucción Sin embargo, insistimos en que a veces no es aplicable por la proximidad de zonas habitadas que pueden resultar afectadas dado que las explosiones suelen realizarse al aire Con respecto al campo de aplicación del procedimiento puede decirse que abarca todos los explosivos y accesorios aunque no sea el mas idóneo para todos ellos

Explosion al Aire.

Es el procedimiento mas simple La elección del lugar donde se efectuara la destrucción debe hacerse con cuidado, teniendo en cuenta la distancia de segundad Debe tenerse siempre presente que en los efectos de la onda aerea influyen de forma notable la dirección y velocidad del viento, la nubosidad, la temperatura ambiente, etc, por tanto, resulta aconsejable en la practica superar en lo posible las distancias mínimas El terreno donde se efectué la destrucción debe estar limpio de maleza y ramajes, para evitar el posible peligro de incendio, y de piedras, con lo que se eliminaran peligrosas proyecciones La cantidad de explosivo a destruir cada vez depende fundamentalmente de la mayor o menor proximidad a lugares habitados o de paso, de la cantidad total de explosivo a destruir y de la mayor o menor facilidad de su transporte al lugar de destrucción Fundamentalmente, el explosivo se manipula de la misma manera que en una voladura normal colocación del cebo e iniciación del mismo por cualquier sistema de iniciación

Explosión Confinada en un Barreno

Este método consiste en la perforación de uno o vanos barrenos, calculando la platilla de manera que no se produzca en la voladura proyecciones peligrosas, introduciendo en dichos barrenos el explosivo a destruir Este sistema de destrucción resulta costoso y su preparación requiere demasiado tiempo No resulta practico y solo es aconsejable cuando se trata de grandes cantidades de explosivo, pero implica mayor cantidad de barrenos y por lo tanto se incrementa los costos y los tiempos, por tal motivo no resulta un sistema practico ni mucho menos factible

Explosión Bajo Arena.

Cuando se desea destruir por explosion pequeñas cantidades de explosivo, cuya detonación al aire no es posible por razones de segundad, es factible utilizar el procedimiento bajo arena Este método consiste en enterrar la carga a destruir bajo un monto de arena, la cantidad de arena dependerá de la cantidad de explosivo la finalidad es cubrir por completo el material a destruir, con una o vanos camiones de arena Este sistema presenta dos inconvenientes por una parte, la nube de polvo que se origina y por otra resulta difícil, en caso de fallo, recuperar el explosivo no destruido

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Cantidades de Explosivo a Destruir.

En principio, las cantidades de explosivo a destruir en cada operación pudieran ser cualesquiera, siempre que se adopten las distancias de seguridad correspondientes. No obstante, en general, no deben sobrepasar los 12.5 Kg., (como medida de seguridad, pero no es una regla general), por operación, especialmente cuando la destrucción se efectúa por combustión. Si como consecuencia de la cantidad total a destruir, fuera necesario fraccionar el explosivo en diversas partidas, debe situarse con una separación entre si, tal que la explosión eventual o provocada de una partida no origine la de otras adyacentes.

Tabla de Distancias entre partidas de explosivo a destruir.

Cantidad de Explosivo a Destruir Distancia Mínima Aconsejable

Hasta 1 kg De 1 a 2 Kg De 2 a 5 kg De 5 a 10 kg De 10 a 25 Kg De 25 a 50 Kg De 50 a 100 kg

2 metros 3 metros 5 metros 7 metros 10 metros 15 metros 20 metros

Desírucción por Disolución.

Este método solo es aconsejable para aquellos productos que, siendo pulverulentos, se disuelvan en algún liquido barato (como el agua), y no dejen restos contaminantes. Prácticamente este procedimiento de destrucción al ANFO, que deben realizarse garantizando la no-contaminación de manantiales y acuíferos del entorno.

Destrucción de Sistemas de Iniciación.

Los diferentes accesorios exigen procedimientos específicos de destrucción. Esta puede ser particularmente delicada y difícil, como en el caso de los detonadores.

Mecha Lenta. El mejor sistema de destruir la mecha lenta (de seguridad), es proceder a quemarla. Se colocara en la lumbre los rollos de la mecha completos o la cantidad de mecha a destruir. En estas condiciones el riesgo es mínimo, por lo que es necesario guardar las precauciones de seguridad y precaución.

Cordón Detonante. El cordón detonante arde bien y el recubrimiento ayuda a la combustión. Por esto, la mejor forma para destruir el cordón detonate es extenderlo longitudinalmente. Nunca debe quemarse en los carretes, pues el confinamiento unido a la elevación de la temperatura, podría provocar la detonación.

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B) Medidas de Seguridad en los Polvorines.

Todo material explosivo, agentes de voladura, detonadores, cordones detonantes, deben almacenarse en polvorines construidos y ubicados de acuerdo con las leyes y regulaciones del país Las instalaciones de almacenamiento de explosivos deben estar diseñadas y señalizadas para prevenir el acceso a personas no autonzadas, deben ser, además, inspeccionados regularmente

1 Los polvorines deberán construirse con un material ligero, de preferencia muros de block y piso de cemento

2 Las puertas de acceso deben ser de acero, forradas de madera, con protectores de candados y el techo se debe hacer de lámina ligera

3 Deberá ser alto, por lo menos de 3 5 a 4 metros de altura para que sea fresca 4 Las áreas ventiladas (con aire natural) se protegerán con tela metálica para evitar que entren

roedores u otro tipo de animales 5 Deberán contar con pararrayos instalados por técnicos expertos 6 No habrá electricidad o luz artificial en el area de los polvorines 7 Contarán con un extmguidor, un tambo de arena, uno de agua, una pala, un hacha y una cubeta,

a la entrada de polvorín 8 Deberá haber un gancho para que la persona que entre se descargue de la posible electricidad

extenor 9 Los polvorines deberán estar cercados con malla ciclónica alrededor de la bodega con 5 metros

de distancia de la construcción 10 No debe haber follaje ni plantas a 25 metros de los polvonnes 11 Se contará con una caseta de vigilancia que deberá tener vista directa a las bodegas (la

SEDEÑA) pide dos veladores por turno actualmente) 12 No se deberá fumar 13 Se contará con letreros alusivos para prohibir el paso de personas ajenas 14 Es recomendable que los veladores no tengan las llaves de acceso a los polvonnes 15 Los explosivos se almacenarán en dos polvorines por separado

a Altos explosivos, agentes explosivos, mecha (conductores) y cordón detonante b Fulminantes, noneles, estopines eléctricos o ez-det

16 Todas las bodegas tienen los mismos requisitos, pero la de los iniciadores es más pequeña 17 La regla común en México es que se pueden almacenar hasta 625 Kg de explosivo por metro

cuadrado 18 No se permitirá el uso de armas de fuego cerca de los polvorines 19 Se utilizarán tarimas de madera para evitar se humedezcan los explosivos 20 Se llevará un control de entradas y salidas, estricto y exacto (libros autorizados por la SEDEÑA) 21 Se colocará un pizarrón con la existencia del polvorín al día 22 Se indicará quien o quienes son los responsables del matenal almacenado

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Almacenes (Polvorines), Autonzados

C) Transporte de Explosivos.

Cualquier vehículo que lleva explosivo necesita estar en condiciones de funcionamiento seguras. Y estos vehículos deben estar en conformidad con todas las regulaciones referentes al transporte de explosivo. Para la entrada sobre un sitio de voladura, el vehículo debe tener su dispositivo de escape dirigido hacia arriba, y la unidad se debe equipar de alarma de advertencia

Los vehículos deben llevar carteles para mostrar la clasificación apropiada de la O.N U de los productos que son llevados. Asegure por favor que usted entiende los grupos de compatibilidad de la O N U, antes de transportar productos al sitio de la voladura. Esos carteles se deben visualizar en las cuatro caras del vehículo. La seguridad en el transporte se aplica al camino así como en el sitio de la voladura.

El transporte de explosivos requiere de una sene de consideraciones que no se debe pasar por alto Dos son los primeros asuntos a tomar en cuenta:

1. Que las unidades estén autorizadas por la Secretaria de la Defensa Nacional. (SEDEÑA) 2. Que la carga se lleve del destino de origen al destino de entrega autorizado por la SEDEÑA

Asimismo existen otros aspectos que se deben tomar en cuenta para llevar a cabo el transporte de explosivos. Estos se señalan a continuación:

• Deben contar con la autorización de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes

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• Las unidades designadas para transportar explosivos no deberán tener una antigüedad mayor de 10 años.

• Se deberá evitar la estática, por lo que se recomienda el uso de cajas de aluminio forradas en su interior de madera y con la tortillería oculta.

• Se tendrán que utilizar los letreros y signos indicativos del material peligroso que se transporta y se deberá contar con extinguidores, banderolas y botiquín de primeros auxilios. Es de vital importancia que las unidades estén en óptimas condiciones de operación.

• Independientemente del Permiso de la SEDEÑA requerido para cada unidad, es obligación del transportista llevar consigo la autorización de compra o entrega del material explosivo expedida con 72 horas de anticipación, por la zona militar correspondiente. El usuario de explosivos debe conocer esta condición para que programe su plan de trabajo, incluyendo la hora de la misma voladura.

• Es también obligación del transportista, informar a la SEDEÑA, dentro de los diez primeros días de cada mes, acerca de todos los fletes que se hayan llevado a cabo el mes inmediato anterior.

• Cada año debe renovarse la licencia de uso de unidad ante la SEDEÑA. • Los explosivos siempre se deben transportar por separado de los iniciadores, o sea que

deben ser unidades diferentes para cada cual. • No se autoriza el tránsito de explosivos por la noche así como los fines de semana y días

festivos, en especial cuando se presentan los "puentes vacadonales". • En el caso de que los usuarios no cuenten con polvorines para almacenamiento de material

explosivo, el transporte llevará únicamente las cantidades que se van a consumir el mismo día de la entrega y no una cantidad mayor. Para ello, es importante hacer un cálculo exacto con el fin de que no vaya a faltar o sobrar material en la voladura. Si hay excedente, la unidad de transporte deberá esperar hasta que se haya cargado todo el explosivo para que regrese el sobrante al lugar de origen (lo cual es lo más indicado). De lo contrario, el remanente se tendrá que destruir, lo cual encarece el costo de las voladuras.

A manera de conclusión.

Siempre

• Deberán almacenarse los explosivos de acuerdo con las disposiciones de la SEDEÑA. • Los polvorines se ubicarán en lugares aislados y estratégicos, respetando las cantidades y las

distancias del Reglamento de la SEDEÑA. • Se acatarán las Leyes y Reglamentos Federales, Estatales y Municipales para el

almacenamiento de los explosivos. • Los explosivos se guardarán en lugares limpios, secos, frescos, bien ventilados, con

cerraduras adecuadas y debidamente ubicados. Estos lugares, llamados polvorines, como se ha señalado, deben ser de sólida construcción y resistentes a balas y fuego.

• Se asignará vigilancia las 24 horas del día en la zona de polvorines. • Se designará un responsable de voladura. • Habrá guardias en los accesos a los caminos para evitar el ingreso la zona de voladuras. • Se indicará con el código de señales visuales y auditivas el momento previo a la iniciación de

la voladura.

256


Se deberá esperar a que los gases de la voladura se hayan dispersado en su totalidad, antes de acceder al área para su inspección Se deberá asegurar que la persona que realizo el disparo dispone de un medio adecuado para retirarse Se contará con un programa de actualización en el uso de explosivos Es necesano consultar con el fabricante sobre cualquier duda en el uso y destrucción de explosivos Se verificará que el empaque de los explosivos sea destruido y que no se use "anfo" con presencia de agua, en los barrenos Se deberá despalmar el lugar de trabajo antes de empezar a barrenar Se utilizará el sistema de cebado que indica el fabricante Se venficara que el sistema o las condiciones de ventilación sean adecuadas Se abnrán y cerraran las cajas de fulminantes y estopines eléctricos cuidadosamente

Nunca

Se almacenarán fulminantes comunes o eléctricos o cebos con otros explosivos en la misma caja, receptáculo o polvorín El cordon detonante nunca deberá ser almacenado con los fulminantes o las cápsulas eléctncas Se almacenarán explosivos, mechas o encendedores de mecha en lugares húmedos o mojados, ni cerca de aceites, gasolina o fluidos para limpiar calentadores, tubería de vapor, estufas u otra fuente de calor Se almacenará en un polvorín ningún metal que produzca chispa, ni herramientas hechas de tales metales Se deberá fumar ni llevar fósforos, luces descubiertas u otra forma de fuego o llama dentro de un polvorín ni cerca de el Se permitirá la acumulación de hojas, hierbas, matorrales o basura en un radio de 25 metros alrededor del polvorín Se dispararán armas de fuego hacia los polvonnes o explosivos ni tampoco en las cercanías de éstos Se colocarán los explosivos en lugares donde estén expuestos a llamas, calor excesivo, a las chispas o a los golpes Se insertarán en el extremo abierto de los fulminantes otra cosa que no sea mecha Se tratará de alterar, sacar o examinar el contenido de los fulminantes comunes o eléctricos, ni se tratará de arrancar los alambres de los estopines eléctricos Se permitirá la presencia de niños o personas no autorizadas en el área donde se manejen explosivos Se intentará aprovechar o utilizar mecha, fulminantes comunes o eléctricos, ni ningún otro explosivo que se haya mojado, aún después de secarse En este caso se debe consultar al fabricante Se usarán tramos de mecha cortos Se debe conocer la velocidad de la mecha y asegurarse de tener el tiempo necesario para llegar a un lugar seguro Se fijará el fulminante con otra cosa que no sea la herramienta especialmente diseñada para ese propósito Se debe asegurar que el fulminante este firmemente sujeto Se retendrá el explosivo en la mano al estar encendiendo la mecha

257


• Se utilizarán ganchos de fardo metálico para manejar las cajas de accesorios.

Todo accidente con explosivos puede ser prevenido. Para ello es indispensable contar con personal responsable y capacitado que garantice la seguridad en el uso de estos materiales.

Transporte Especializado y Supervisión Desembarque

Este siempre Alerta.

Las siguientes son algunas recomendaciones finales para evitar accidentes y promover una operación de voladuras más segura, rentable y eficaz:

• Desarrolle un plan para eliminar Flyrock • Siempre este preparado para lo inesperado • Siempre piense y planee por adelantado • Sea un buen comunicador • Informe al personal involucrado de sus planes • Siga las reglas de seguridad y procedimientos • Sea un ejemplo de hábitos de trabajo seguros • Reporte todos los accidentes e incidentes • Mantenga reuniones de segundad constantemente • Siempre alerta a situaciones inusuales y/o cambiantes • Haga notar condiciones no seguras o violaciones de seguridad inmediatemante.

258

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEWCO

Capítulo V

Métodos de Evaluación de los trabajadores y su Certificación

Generalmente las empresas buscan diversas alternativas para el reclutamiento y selección de

trabajadores y en el medio de los explosivos no es la excepción Esta búsqueda puede ser a ser a

través de bolsas de trabajo institucionales, privadas, por la vía tradicional de sus oficinas centrales, ó

bien en oficinas temporales y/o campamentos localizados según la ubicación y plazo de cada obra de

trabajo El objetivo es integrar una plantilla de trabajadores calificados, que serán contratados en

calidad de fijos o de eventuales pero con actividades específicas tales como perfonstas, pobladores,

mecánicos, y ayudantes generales Lógicamente el tamaño de la plantilla de personal, dependerá de

la magnitud y tiempo de ejecución de los proyectos

Cada empresa determinará el proceso de contratación y desarrollo de personal de acuerdo a sus

necesidades, normas y políticas, enseguida se mencionan las etapas que normalmente se cubren

para la contratación, y en la última que se refiere a la evaludaon se hará énfasis por lo que a este

capítulo corresponde

PROCESO DE CONTRATACIÓN Y DESARROLLO DE PERSONAL

RECLUTAMIENTO, SELECCIÓN Y CONTRATACIÓN

a) Anuncio en periódico, bolsas de trabajo de la industria de la construcción, invitación en el

gremio conocido, etc

b) Escolaridad, requisitos y características

c) Solicitudes de trabajo

d) Selección y entrevistas previas

e) Prueba teórica - práctica

f) Entrevista con el responsable del área de trabajo para aprobar su contratación

g) Contratación eventual

h) Evaluación y aprobación en el campo de trabajo para confirmar su tipo de contratación

259


A manera de ejemplo a continuación se muestra el cuadro de requisitos para la contratación de

trabajadores en el campo de los explosivos.

REQUISITOS PARA LA RECLUTACION Y SELECCIÓN DE TRABAJADORES EN EL CAMPO DE

LAS VOLADURAS CON USO DE EXPLOSIVOS.

| CATEGORÍA

POBLADORES:

PERFORISTAS:

MECÁNICOS

AYUDANTES:

E S C O L A R I D A D

Nivel de Preparatoria

Nivel de Secundaria

Nivel de Preparatoria

Nivel primaria.

SEXO

Y EDAD

Sexo masculino

Mayor de edad

Sexo masculino

Mayor de edad

Sexo masculino

Mavor de edad

Sexo masculino

Mayor de edad

Tres años.

Un año.

Dos años.

Ninguna.

Para todas las categorías se requiere disposición de residencia temporal y tolerancia para adaptarse

al medio ambiente de clima y situación geográfica.

Una vez cubierta la etapa de selección y contratación, los trabajadores están sujetos a la evaluación

correspondiente, a fin de confirmar su contratación ya sea como perforista, poblador o mecánico.

Cada empresa establecerá el método apropiado de evaluación, de acuerdo a sus sistemas y

necesidades de trabajo, de tal forma que este proceso de evaluación permita contar con el nivel de la

plantilla de personal que se requiere, su potencial a desarrollar y consecuentemente el nivel

competitivo de los trabajadores y de la empresa.

La evaluación consistirá en darle un valor ó categoría a los resultados que se obtengan de la prueba

ó examen teórico-práctico aplicado a los trabajadores: el perforista, el poblador y/o el mecánico. Esto

significa que el Perito en Exp/os/vos -interno o extemo- observará y calificara el desempeño de las

actividades que ya en campo realicen y que van desde la orden recibida del jefe inmediato

260


(especialista en explosivos), hasta terminar cada etapa y ya en su conjunto lograr una voladura

exitosa

La capacidad y liderazgo del Perito en Explosivos juega un papel importante para integrar su equipo

de trabajo y que este desarrolle exitosamente el proceso de barrenacion y voladura En el contenido

de su orden o instrucción radica el resultado deseado y de esta manera se evaluara por una parte si

los trabajadores están desarrollando su capacidad y habilidad y por la otra si los equipos, técnicas y

materiales son los apropiados

Como ejemplo se citan brevemente las etapas significativas del proceso de una voladura con la

finalidad de determinar los conceptos de evaluación

- Identificar conjuntamente la zona y secciones según la plantilla de barrenacion

- Integrar el equipo y materiales para barrenacion observando sus particulandades para

su uso y rendimiento

- Barrenar las secciones indicadas y alcanzar la cantidad de barrenos por jornada que se

haya planeado

- Supervisar la barrenacion obtenida y en su caso hacer los ajustes necesarios para la

voladura

- Seleccionar el tipo de material explosivo a utilizarse

- Programar la fecha del evento y el abastecimiento de los explosivos

- Supervisar las medidas necesarias de segundad para todo el equipo de trabajo, asi como

para toda el area circundante

- Precisar la carga (relleno) de los barrenos con el tipo y cantidad de explosivo

- Supervisar la(s) conexiones de todos los barrenos para su detonación o explosion

- Supervisar la zona liberada para confirmar que se haya realizado la detonación en su

totalidad

- Cuantrficacion y evaluación los resultados obtenidos

- Comparación de resultados contra el plan determinado

El Perto en Explosivos observara y calificara la participación tanto del perfonsta como del poblador y

el apoyo del mecánico, asi como la información que deben proporcionar para que en su caso se

hagan los ajustes o cambios necesarios

261

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJOf^S CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

Tareas principales del Perforista para su evaluación:

1°.- Comprensión en la orden recibida.

2°.- Comprensión de la plantilla de barrenación e identificación de la zona.

3°.- Integración del equipo de barrenación y sus componentes: acero y componentes, manguera y

conexiones, lubricantes y combustible.

4°.- Estimación suficiente de la cantidad de combustible que consumirá de acuerdo al número

de barrenos por jomada.

5°.- Nivel y calidad de producción alcanzada por jornada (cantidad de barrenos en las medidas y

distribución requeridas)

6°.- Disposición para desempeñar sus tareas y para resolver las dificultades ó problemas que surjan

durante su jomada.

7°.- Responsabilidad y cumplimiento.

8°.- Reporte de trabajo intermedio ó por jomada, que deberá incluir:

a). El detalle preciso de las fallas ó inconvenientes que se presenten en la sección asignada,

b). El comportamiento del equipo, el consumo del combustible y si necesitó del apoyo del

mecánico o supervisor del trabajo,

c).- La facilidad o dificultad para introducir el acero, ó si está defectuoso y que provoque

interrupciones ó desviaciones en la forma de barrenar,

d).- Tiempos muertos - por qué.

262


Tareas principales del Poblador para su evaluación:

Antes de señalar estas tareas mencionamos que el poblador previamente tendrá conocimiento por

parte del Perito en Explosivos acerca de cómo fue realizada la primera etapa de barrenación para

saber si las condiciones en que están los barrenos son las adecuadas, ó si se deberá considerar

detalles en algunos barrenos, tales como: menor o mayor profundidad, dirección no deseada por

estructura del terreno, que estén tapados ó perdidos y haya que localizarlos.

1°.- Comprensión en la orden recibida.

2°.- Identificación de la plantilla de barrenación ejecutada.

3°.- Comprensión del diseño de la voladura.

4°.- Identificación del equipo necesario para realizar la voladura.

5°.- Identificación y selección del tipo de explosivo a utilizarse.

6°.- La forma de cargar el barreno en las cantidades precisas y su compactación.

7°.- El tiempo estimado para cargar cada barreno y el total de la sección asignada.

8°.- Disposición en el desempeño de sus tareas y para resolver las dificultades ó problemas que

surjan durante su jomada.

9°.- La disciplina a todas las medidas de seguridad antes y después de la voladura.

10° - Cumplimiento y responsabilidad.

11°.- Calidad de su trabaje Si detonaron todos los explosivos y que la explosión haya seguido el

curso planeado.

Poblador y ayudante

263


El mecánico es una figura de apoyo muy importante en todos los procesos de una obra,

particularmente en la etapa de barrenacion El Perrfo en Explosivos observara su desempeño para

determinar si es un elemento útil y confiable que resuelve problemas de manera eficiente Pero, al

ubicar al mecánico como personal de apoyo, no sera tarea del Perrfo otorgarle una certificación

El Perito en Explosivos integrara la información al terminar cada jomada de barrenacion, y dará

también el resultado de la actividad por jornada es decir si se logro terminar el numero de barrenos

asignados, las condiciones y calidad de los mismos el reporte del trabajador y su propia observación

como supervisor, de la misma manera integrara los informes de todas las jornadas de un proceso

completo de barrenacion para obtener un resultado global a fin de compararlo con los estándares

establecidos por la misma empresa, utilizando entre otros los métodos evaluación como la "Esca/a

de Valores" y la "Escala de calificación por puntos"

Se buscara evaluar y calificar la actividad del perfonsta y el poblador con el objeto de determinar si

son aptos para continuar en el puesto asignado y si cuentan con los recursos necesarios para

desarrollar su potencial Estos resultados también serán de utilidad para detectar la necesidad de

capacitación y actualización a fin de promover la especializacion de esta mano de obra

A continuación se muestra a manera de ejemplo una tabla de 'Escala de Valores" usada para la

evaluación de los trabajadores, y que asigna un nivel de alcance al final de todo el proceso de

evaluación El contenido y valores se establecen a cnteno de cada empresa

G R Á F I C A DE VALORES

R A N G O VALOR CATEGORÍA CATEGORÍA

100

84

69

54

39

24

85

70

55

40

25

0

B

R

S

I

s/v

s/v

P e r f o n s t a

PERFORISTA "A"

PERFORISTA "B"

PERFORISTA "C"

AYUDANTE

AYUDANTE

AYUDANTE

P o b l a d o r

POBLADOR "A"

POBLADOR "B"

POBLADOR "C"

AYUDANTE

AYUDANTE

AYUDANTE

264


B=

R=

S=

1=

SN=

Buena

Regular

Suficiente (elemental)

Insuficiente

Sin Valor

El siguiente cuadro muestra la escala de calificación por puntos para los conceptos generales en que

se han resumido las actividades del perfonsta y del poblador

1 ESCALA DE CALIFICACIÓN POR PUNTOS P E R F O R I S T A

C O N C E P T O S

Comprensión de la plantilla de barrenación

Integración y manejo de equipos y materiales

Nivel y calidad de producción alcanzada

Disposición para sus tareas y solución de problemas

Responsabilidad y cumplimiento

Reporte de trabajo

TOTAL DE PUNTOS 1» ^ ^ mm * ^ B m^ ^m i « ^ • v I ^ ^ ^rmmtmmmt • • • • • • • • * • * • * • • • • * • * • • • • * • • • • • • • • • • • • • • • •

P O B L A D O R

C O N C E P T O S

Comprensión de la plantilla de barrenación y voladura

Integración y manejo de equipos y materiales explosivos

Nivel y calidad de producción alcanzada

Disposición para sus tareas y solución de problemas

Responsabilidad y cumplimiento

Reporte de trabajo

TOTAL DE PUNTOS

1 PUNTOS ASIGNADOS

30

20

30

10

5

5

100

PUNTOS ASIGNADOS

30

20

30

10

5

5

100

265


GRÁFICA ESCALATORIA DE CALIFICACIÓN

Aplicable a Perforista (ejemplo con datos ficticios)

IPERFORISTA

PUNTOS

C O N C E P T O S ASIGNADOS PEDRO LUIS JOSÉ MATEO TOMAS

[Comprensión de la plantilla de barrenación.

integración y manejo de equipos y materiales.

Nivel y calidad de producción alcanzada.

pisposición para sus tareas y solución de

problemas.

¡Responsabilidad y cumplimiento.

ffteporte de trabajo.

TOTAL DE

PUNTOS

WALOR

CATEGORÍA

CERTIFICACIÓN DE PERFORISTA TÉCNICO

30

20

30

10

5

5

100

30

20

30

10

5

5

100

B

A

SI

27

17

27

8

3

3

85

B

A

SI

25

15

24

8

5

1

78

R

B

SI

25

14

19

4

3

1

66

S

C

NO

20 I

14

14

3

3

0

54

I

AYUDANTE

NO

Mediante esta gráfica se compara la escala de valores previamente determinada contra los

resultados de la evaluación realizada en el campo de trabajo.

El total de puntos alcanzados por cada trabajador, permitirá identificarlo según la "Gráfica de

Valores", y de esta manera emitir el resultado

1. Los trabajadores que alcanzaron un puntaje dentro de los rangos establecidos, se hacen

acreedores a la categoría "A" y "B" y son los candidatos a la CERTIFICACIÓN TÉCNICA.

2. En el caso del trabajador que logró la categoría "C", nótese que en la mayoría de los

conceptos obtuvo baja puntuación, principalmente en producción y en manejo de equipo,

razón por la que no se considera candidato a la certificación, pero puede continuar como

aspirante mejorando todos los conceptos.

266


3 Los trabajadores que calificaron en la categoría de "Ayudantes , y el de la categoría C" se

les daría una segunda oportunidad para mejorar sus actividades y de ser necesario

incorporarlos a un programa de capacitación, para motivar su desempeño y progreso

4 Aquellos trabajadores que después de haber estado en el programa de capacitación y no

logren calificar como técnicos perfonstas, se les considerara como no aptos para este tipo de

trabajo

GRÁFICA ESCALATORIA DE CALIFICACIÓN

Aplicable a Poblador (ejemplo con datos ficticios)

IPOBLADOR

C O N C E P T O S

Comprensión del diseño de la voladura

Comprensión e identificación de la barrenacion realizada ISeleccion del equipo y materiales explosivos bistribucion y carga precisa del explosivo en Itodos Y cada uno de los barrenos Nivel y calidad de producción

iResponsabilidad y cumplimiento de medidas pe segundad iReporte de trabajo

TOTAL DE

PUNTOS

VALOR

CATEGORÍA

CERTIFICACIÓN DE fPOBLADOR TÉCNICO"

PUNTOS

ASIGNADOS

15

15

12

20

18

15

5

100

PABLO

15

15

12

20

18

15

5

100

B

A

SI

HECTOR

14

14

11

19

17

13

4

92

B

A

SI

ADÁN

13

13

11

15

15

12

3

82

R

B

SI

ANDRES

10

13

10

10

10

12

1

66

S

C

NO

MARCOS

g

g

8

g

7

12

0

54

I

AYDANTE

NO

Mediante esta gráfica se compara la escala de valores previamente determinada contra los resultados de la

evaluación realizada en el campo de trabajo

El total de puntos alcanzados por cada trabajador, permitirá identificarlo según la "Gráfica de

Valores", y de esta manera emitir el resultado

267


1. Los trabajadores que alcanzaron un puntaje dentro de los rangos establecidos se hacen

acreedores a la categoría "A" y "B" y son los candidatos a la CERTIFICACIÓN TÉCNICA.

2 En el caso del trabajador que logro la categoría "C" nótese que en la mayoría de los

conceptos obtuvo baja puntuación, razón por la que no se considera candidato a la certificación,

pero puede continuar como aspirante mejorando todos los conceptos

3 Los trabajadores que calificaron en la categoría de "Ayudantes", y el de la categoría "C" se

les daría una segunda oportunidad para mejorar sus actividades y de ser necesario

incorporarlos a un programa de capacitación, para motivar su desempeño y progreso

4 Aquellos trabajadores que después de haber estado en el programa de capacitación y no logren

calificar como técnicos pobladores se les considerara como no aptos para este tipo de trabajo

La aprobación como técnico calificado la emitirá por escrito la empresa soportada con toda la

documentación del proceso de evaluación y solicitando al organismo o institución correspondiente

para que otorgue al trabajador la constancia que lo acredite en la especialidad de Tecnico-Perfonsta

o Técnico-Poblador

La expedición del Certificado, Diploma o Titulo, estaría a cargo de alguna Institución Publica o

Privada

a) - Instituto de Capacitación de la Industria de la Construcción "CMIC, Instituto Tecnológico

de la Construcción A C

b) - Asociación de Explosivos

c) - Secretaria del Trabajo y Prevision Social

Actualmente no existe un organismo certificador para este tipo de técnicos, por lo que se requiere de

su formación

Desarrollo de las actividades principales en los trabajos de barrenacion y voladura con el uso

de los explosivos.

La barrenacion tiene como objetivo hacer agujeros de determinado diámetro y profundidad,

distnbuidos de acuerdo al tipo de trabajo que se quiera realizar y específicamente de acuerdo a una

plantilla de barrenacion debidamente diseñada En estos espacios es donde se introducirá el

material explosivo para realizar una voladura

268


Perforisfa

El perfonsta calificado, desarrollara las técnicas de barrenacion haciendo uso del equipo

perforadoras manuales o montadas sobre orugas como los trackdnlls, equipos con motores de

rotación donde el martillo de perforación va en el fondo del barreno y otros

El perfonsta catalogado ya como Técnico, deberá manejar los equipos con precision, oportunidad y

eficiencia tal como se maneja un vehículo en el cual el conductor desde el momento del encendido

afina sus sentidos Esta identificación con el vehículo es semejante a los equipos neumáticos y

mientras mas se conozca su funcionamiento, también se obtendrá el mejor o máximo rendimiento

Deberá también prever los nesgos a fin de evitarlos, tal es el caso de observar y decidir como y hacia

donde se desplazara con las maquinas (perforadoras y compresores) para ejecutar su trabajo con

segundad y sin interrupciones o tropiezos como son las indeseables e irreparables volcaduras La

agudeza para detectar y prevenir accidentes humanos y materiales, dependerá de los conocimientos

y experiencia acumulados en el campo de trabajo, pero también a través de programas de

capacitación.

Otro aspecto importante es el mantenimiento oportuno de sus equipos, ya que si el objetivo es

rendimiento y producción eficiente se deberá programar el tiempo necesario para sus servicios, tales

como cambio de filtros aceites vigilar el mínimo y máximo de combustibles estimar y cuantificar el

rendimiento de piezas o partes claves y esenciales para su correspondiente sustitución Esta función

que en si corresponde al mecánico, deberá preverla el perfonsta para contar oportunamente con el

servicio

Como perfonsta se toma en cuenta su participación para elegir el acero de barrenacion de acuerdo a

la información proporcionada por el Penfo en Explosivos referente a las características y

particularidades del terreno, asi como del equipo que haya destinado para realizar el trabajo De la

misma forma, el acero requiere del manejo preciso y su correspondiente mantenimiento, ya que de

esto depende el rendimiento del mismo y el funcionamiento adecuado en los equipos Por ejemplo,

cuando el perfonsta empieza a integrar su equipo, al insertar el acero de extension y sus accesorios o

partes correspondientes en la perforadora es imprescindible que use grasas y aceites ya que estaran

en constante movimiento y rotación y de esta manera se protege y se alarga su tiempo de vida Otra

forma para el mantenimiento del acero como en el caso de las brocas, es afilarlas cuando aun no

269


llegan al 100% de su uso con el fin de prolongar el servicio de las mismas (Sus pastillas de corte

generalmente son de carburo de tungsteno aunque también existen las de diamante)

Las mangueras de alta presión y sus conexiones especiales para el uso rudo en este campo, forman

parte del equipo del perfonsta A través de estas se lleva el aire de los compresores a las

perforadoras, por lo que dará la atención necesaria en su manejo y conservación para evitar fugas o

perdidas en la presión que afecten el rendimiento de la perforadora

Ya en la esencia de su tarea, barrenar, pueden surgir obstáculos con determinado grado de dificultad,

como pueden ser las propiedades estructurales de los macizos rocosos, sus planos de estratificación

las juntas, las diaclasas y las fallas mismas del terreno, lo que afectara a la alineación deseada de la

barrenacion asi como a los rendimientos de la misma y a la estabilidad de las paredes de los

barrenos El conocimiento y experiencia del perfonsta le permitirá recumr a alternativas de solución

para realizar la barrenacion con resultados aceptables para la etapa siguiente en la que intervendrá el

poblador

Es responsabilidad tanto del perfonsta como del poblador el interpretar con precision la plantilla de

barrenacion y por ende el diseño de la voladura

Pob/ador:

De la actuación del poblador, se espera que demuestre el manejo adecuado de los explosivos por el

nesgo implícito asi como su habilidad y destreza en la técnica del cebado y disparo indicado, por lo

tanto debe de

• Distnbuir con precision el explosivo en todos y cada uno de los barrenos de la sección

determinada para el tamaño de voladura y volumen deseado

• Realizar la carga de fondo mediante el cebado del explosivo (colocación del iniciador en el

cartucho del alto explosivo)

• Colocar la carga de columna, es decir dosificar la cantidad de agente explosivo (anfo) en

base a la dimension del barreno y del calculo establecido

• Confinar el explosivo mediante el denominado "taco"

• Conectar entre sí la(s) linea(s) de barrenos a detonarse

• Detonar el explosivo

270


Previo a todas y cada una de estas tareas, deberá coordinarse con su inmediato superior, a fin de

que estén cubiertos con todos los medios y medidas de segundad para ejecutar la voladura con un

alto porcentaje de segundad

Desarrollo de Personal

Como parte del proceso de Contratación y Desarrollo de Personal, y en cumplimiento al contenido de

la Ley Federal del Trabajo en su Titulo Cuarto, Cap - lll-bis es conveniente y recomendable para

ambas partes "empresa - trabajador" su desarrollo y progreso, y el medio para lograrlo es la

capacitación

Capacitación.- Consiste en proporcionar al trabajador los conocimientos y preparación necesanos

con el fin de que logre desempeñar con éxito sus aptitudes, habilidades y destrezas en los trabajos

asignados y para los que fue contratado

En base a esto, la empresa estara en condiciones de alcanzar sus objetivos como entidad

productiva, y el trabajador reportara niveles de producción aceptables y en ambientes de segundad,

ademas de que tendrá la oportunidad de aspirar a puestos bien remunerados y consecuentemente a

un nivel de vida decoroso

Como toda empresa formal el proceso de contratación se realiza dentro de los términos y condiciones

generales y en apego a la Legislación Laboral, en el punto de desarrollo de personal que también

esta tipificado por la Ley, cada empresa desarrollara sus propios programas de capacitación en

función de sus necesidades y recursos Por lo tanto y de acuerdo a las funciones y actividades

propias de cada area se buscara la aplicación de programas en base a los cambios o actualizaciones

que surjan para el manejo de sistemas y equipos asi como a las innovaciones en el campo que

para este caso interesa, las voladuras mediante el uso de explosivos

En la capacitación se consideran básicamente dos etapas

Capacitación teórica.- Consiste en desarrollar programas de capacitación y adiestramiento, siendo

recomendable que sean impartidos por personal especializado de la misma empresa ingenieros o

técnicos especializados en el area de explosivos, ya que ellos seleccionaran e integraran la mano de

271


obra requerida y especializada También se puede recurrir a organismos o instituciones externos que

garanticen y certifiquen la preparación solicitada para los trabajadores

El(los) programa(s) de capacitación se realizaran periódicamente de acuerdo a la dinámica y

cambios que realice la empresa tanto en sus equipos como en sus procedimientos y técnicas de

producción Estos programas se diseñaran de manera sencilla y concisa de tal suerte que se

equipare a las actividades que se dan en el campo de trabajo de los explosivos, proceso que en su

conjunto se divide básicamente en dos partes barrenaaon y voladura

Capacitación práctica.- Igualmente la impartirá personal de la misma empresa y lógicamente se

mostrara y comprobara la teoría recibida en el mismo campo de trabajo buscando que las actividades

que se realicen se hagan con precision y eficiencia, y desde luego evitando los posibles nesgos Es

aquí donde el trabajador deberá asimilar que es parte de un equipo de trabajo, y que por lo tanto su

participación es valiosa para no romper la coordinación, comunicación y disciplina de trabajo Esto

significa que "empresa-trabajador" darán como resultado mano de obra calificada.

Programas de capacitación.- El diseño y aplicación de estos están dirigidos a los perfonstas

pobladores y mecánicos ¿Porque considerar a estos tres oficios o especialidades en un solo

programa de capacitación'? Es conveniente puesto que es un trabajo coordinado y durante su

ejecución se presentan todas y cada una de las actividades el equipo del perfonsta necesita del

apoyo, supervision y mantenimiento del mecánico y el trabajo obtenido es continuado por el poblador

que a su vez es supervisado por el Perrfo en Explosivos

Objetivos de la Capacitación

1 - Que la empresa se actualice en las innovaciones e implementaciones de equipos, herramientas y

matenales explosivos, para optimizar el proceso de las voladuras en excavaciones, demoliciones, etc

2 - Que el trabajador se desarrolle y especialice en este campo de los explosivos, para su propio

progreso y consecuentemente para el crecimiento y progreso de la empresa

El contenido de la capacitación se enfocaría básicamente al manejo de equipos de barrenación, y al

tipo de materiales y combustibles recomendables para el mejor funcionamiento y rendimiento de los

mismos, y por supuesto a los explosivos

272


a) Equipo de barrenacion

Compresores,

Track-dnlls, hidra Tracks (perforadoras montadas sobre orugas)

Perforadoras con martillo de fondo

Perforadoras rotanas

Perforadoras y rompedoras manuales

b) - Acero de Barrenacion

c) - Mantenimiento preventivo y correctivo

d) - Equipo para voladuras

Explosores

Multimetros

Sismógrafos

e) - Materiales Explosivos

El programa de capacitación se realizara en dos etapas

Primera Etapa Referida a la barrenacion

1 - Antecedentes y desarrollo de las herramientas de trabajo

2 - La necesidad de su uso y beneficios

3 - Antecedentes e identificación de las areas o zonas de trabajo

4 - Conocimiento y ejecución de una plantilla de barrenacion

5 - La elección de las herramientas y equipos necesarios e idóneos

6 - El manejo y conservación de las herramientas, equipos y componentes

7 - El mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos y componentes

8 - Los implementos y accesonos de segundad

9 - Panorama general del tipo de trabajo

10 - Reconocimiento de habilidades, destrezas y disposición para el trabajo

Segunda Etapa Referida a la voladura "manejo de explosivos"

1 - Antecedentes y desarrollo de los materiales explosivos

2 - La necesidad de su uso y beneficios

273


3 - Antecedentes e identificación de las areas o zonas de trabajo

4 - Características, composición y efectos de los diferentes tipos de explosivo

5 - Antecedentes y uso de los equipos de medición como medios de segundad

6 - Los implementos y accesorios de segundad

7 - La conservación y guarda de explosivos en apego a la reglamentación de la SDN

8 - La aplicación de medidas de segundad

9 - Generalidades de la Ley de Armas de Fuego y Explosivos

10 - Panorama General del tipo de trabajo

11 - Reconocimiento de habilidades, destrezas y disposición para el trabajo

Mecánicos.

En este caso dentro de los requisitos para su contratación se pide que cuenten con conocimientos de

mecánica general y de ser posible en "motores diesel" y "equipos neumáticos" Dependiendo de su

expenencia y habilidad, son contratados contemplando su necesaria capacitación, para lo cual se

preven dos alternativas 1)Si la empresa cuenta con un amplio taller mecánico para su maquinaria y

equipos, la instrucción se realizara dentro de la misma y en su caso se complementara con cursos

adicionales que ofrecen las compañías de maqumanas u otros institutos y 2) Si la empresa no cuenta

con su taller, tendrá que proporcionar la instrucción a través de institutos correspondientes o por las

compañías o escuelas técnicas especializadas

Como parte final en este proceso de la capacitación y desarrollo como un compromiso mutuo aparte

de su obligatonedad, es de gran importancia concluirlo mediante la evaluación correspondiente ya

que de esta forma la empresa conocerá el nivel de su plantilla de personal y consecuentemente su

nwel competitivo en el campo de explosivos Por otra parte al trabajador le reportara beneficios tanto

en el desempeño de sus actividades para obtener estándares de producción significativas y por ende

mejorar su factor económico y social

274


Conclusiones

Mexico es un país que teñe alto grado de dependencia tecnológica con el extranjero y en

matena de explosivos no es la excepción Con la figura del Penfo en Explosivos se podra no solo

tener un mayor y eficaz control en las voladuras sino que, al contar con especialista(s) en la

matena, se podra desarrollar tecnología propia para el futuro del país

En la propuesta de este documento se han expuesto los conocimientos mínimos necesarios en

materia técnica administrativa y legal que debe saber el Perrfo en Explosivos y sera compromiso

de este desarrollar y mejorar la técnica a través de las correspondientes herramientas de

capacitación profesional y practicas de campo

Contar con el Penfo en Explosivos coadyuvara a eficientar las voladuras, siendo significativos los

beneficios tales como la reducción de costos, incremento en la productividad, reducir al máximo

los índices de nesgo y estar dentro del marco legal Ademas marcará el inicio de una nueva

mentalidad en los que ejercen este oficio, logrando un mayor grado de compromiso y

responsabilidad en las tareas Esto denvara en alcanzar el nivel de competencia y progreso que

demanda nuestro país y el escenario internacional

En el aspecto legal, el apoyo del Perrfo en Explosivos sera de gran importancia, ya que de el

cumplimiento de las Leyes y Reglamentos que rigen este medio, dependerá la oportunidad de la

empresa para concretar y formalizar sus proyectos de trabajo

Pero no solamente se trata del cumplimiento de Reglamentos o procedimientos, sino que también

se demostrara a las Autondades correspondientes, que los usuarios de explosivos están

interesados y comprometidos en mejorar constantemente sus técnicas de trabajo, de tal suerte

que cada vez ofrezcan mayor calidad y segundad Esto provocara que los Permisos necesanos

para todos los trabajos que requieran el uso de explosivos, les sean otorgados de manera ágil y

oportuna, lo que redundara en ahorro de recursos

Con el apoyo de expertos como el Penfo en Explosivos, se pretende que los cambios sean

manifiestos, tanto para las empresas en cuestión como para que los trabajadores se desarrollen

como técnicos y con plena conciencia de que su actividad esta bien supervisada y apoyada

275


La relación empresa-Autoridades, reflejará un compromiso mutuo de derechos y obligaciones,

promoviéndose también que se incorporen a la legalidad aquellos usuarios que trabajan

aisladamente provocando riesgos y el abaratamiento de este digno trabajo.

Las empresas que busquen mantenerse en el medio de los explosivos, contemplarán la

necesidad de contar con la asesoría y servicios especializados que respalden técnica,

administrativa y legalmente la realización de sus trabajos; de esta manera se evitarán pérdidas y

riesgos. Los resultados demostrarán la conveniencia de invertir en mano de obra especializada

que permita alcanzar niveles competitivos y bien remunerados.

Si el Perito en Explosivos como tal reúne los conocimientos y requisitos necesarios para

desempeñarse en este campo de los explosivos, lógicamente demandará que su equipo de

trabajo también cuente con los conocimientos necesarios, por lo que se espera de él que

promueva la tan necesaria capacitación y actualización que va de la mano con la modernización

de la propia empresa.

Integrar y coordinar un equipo de trabajo, reflejará la capacidad y liderazgo para dirigir y obtener

buenos resultados, siendo un factor relevante la comunicación como medio para entrar en

contacto e interrelacionarse con todos los participantes, logrando:

• Que la empresa que represente se mantenga y progrese sabiendo vender sus servicios

de calidad y confianza

• Establecer una relación cordial y de beneficio mutuo con las Autoridades

correspondientes

• El promover entre el gremio de los explosivos la integración como especialistas capaces

y competitivos para desarrollar tecnología propia.

• El ser fuente de trabajo que coadyuve al progreso del país.

• El promover la capacitación, desarrollo y especialización de los trabajadores.

276


Este es el reto para el Pento en Explosivos lograr que todos los involucrados (gobiernos

federales, estatales, municipales y organismos privados), sepan y tengan toda la confianza de

que los trabajos que requieren el uso de explosivos, se pueden realizar con eficiencia y

seguridad, en comparación con otros métodos tradicionales en los que están implícitos los

elevados costos, el tiempo excesivo de ejecución de los trabajos y un alto grado de nesgo

Con la existencia del Pento en Explosivos reflejara confianza, segundad, calidad y eficiencia

277

PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR U S MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO AHERTO EN MEXICO

BIBLIOGRAFÍA.

• LEY FEDERAL DE ARMAS DE FUEGO Y EXPLOSIVOS Y SU REGUMENTO

• MANUAL PARA EL USO DE EXPLOSIVOS DE DUPONT

• MANUAL DE EXPLOSIVOS DE ICI, USO DE EXPLOSIVOS EN MEXICO.

• MANUAL PARA EL USO DE EXPLOSIVOS Y DEMOLICIONES DE LA SECRETARIA DE LA DEFENSA NACIONAL

• BLASTER'S HANDBOOK DE LA INTERNATIONAL SOCIETY OF EXPLOSIVES ENGINEERS

• VIBRATIONS FROM BLASTING DE LA INTERNATIONAL SOCIETY OF EXPLOSIVES ENGINEERS

• DEMOLITION SAFETY MANUAL DE LA ASSOCIATION OF DEMOLITIONS CONSTRUCTORS

• MANUAL DE EXPLOSIVOS DE ASA TOMO IY II

• COMPORTAMIENTO ORGANIZACIONAL, STEPHEN P. ROBBINS

• GUIA DE ROCAS Y MINERALES, ANNIBALE MOTTANA, RODOLFO CRESPI, GIUSEPPE LIBRERÍA .GRIJALBO

• PRINCIPLES OF ENGINEERING GEOLOGY AND GEOTECHNICS, DIMITRI P. KRYNINE

• MANUAL DE EMPLEO DE EXPLOSIVOS, DE LA UNION ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS

• USO DE EXPLOSIVOS EN OBRAS DE INGENIERÍA CIVIL, FUNDACIÓN ICA

• CIENCIAS DE LA TIERRA UNA INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA FISISCA

• DISEÑO DE VOLADURAS, DR. CALVIN J. KONYA

• INTERNATIONAL SOCIETY OF EXPLOSIVES ENGINEERS (ISEE) CERTIFICATE PROGRAM LEVEL IY I I

• MANUAL DE PERFORACIÓN Y VOLADURAS DE ROCAS, DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO GEOMINERO DE ESPAÑA, SERIE TECNOLOGÍA Y SEGURIDAD MINERA.

• TECNOLOGÍA DE CANTERAS Y GRAVERAS, FUEYO EDITORES

278


ANEXO FOTOGRÁFICO

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ANEXO FOTOGRÁFICO

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ANEXO FOTOGRÁFICO

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ANEXO FOTOGRÁFICO

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ANEXO FOTOGRÁFICO

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ANEXO FOTOGRÁFICO

284

PROPOSICIÓN 0 € UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR U S MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A CIELO ABIERTO EN MEXICO

ANEXO FOTOGRÁFICO

285


ANEXO FOTOGRÁFICO

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ANEXO FOTOGRÁFICO

287

T I I C )SIVOS PARA GARANTIZAR IAS MEJORES CONDICIONES EN VOIADURAS A C IEUMBIERTOaUlEXICO ^

i i t í L l ü T E Ü A PROPOSICIÓN DE UN PERITO EN EXPLOSIVOS PARA GARANTIZAR LAS MEJORES CONDICIONES EN VOLADURAS A C IELÜiBIERTOBUIEXICO

ANEXO FOTOGRÁFICO

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