Escuela de Ingenieros MilitaresEscuela de Ingenieros Militares
Educación Superior
ESPECIALIZACIÓN EN DISEÑO Y
CONSTRUCCIÓN DE VÍAS Y AEROPISTAS
Diseño de voladuras y empleo de explosivos en construcción de vías
CONSTRUCCIÓN DE VÍAS Y AEROPISTAS
ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES
PONENTE: Teniente Coronel Ing. JAVIER CASTAÑEDA TORRESEspecialista en Técnicas de VoladurasEspecialista en Gerencia de ObrasDirector Departamento de Vías y Aeropistas
11 Empleo de los explosivos en obras viales 11 obras viales
AGENDA
1 Introducción
2 Tipos de explosivos empleados
3 Excavación de carreteras y autopistas
4 Diámetros de perforación
5 Excavaciones de taludes (o media ladera)
6 Excavación en trazado de vías6 Excavación en trazado de vías
7 Excavación de zanjas
8 Excavación de túneles viales
9 Voladura de estructuras
10 Voladuras de sobretamaños
�1927 -1941 Gutzon Borglum –400 trabajadores�1 bustos de 18 metros de alto�Washington, Jefferson, Roosevelt y Lincoln�Tallada en granito �450.000 toneladas de roca�Empleo de explosivos con precisión matemática para esculpir las caras
Minería
•A cielo abierto•Subterránea
DRUMMOND
CERREJON
ACERIAS PAZ DEL RIO
MILPA S.A.
Hidrocarburos
•Petróleos
SÍSMICA
APAGADO DE POZOS
CAÑONEO
APERTURA DE BRECHAS
RECUPERACION
DE TUBERIA
HIDROSOGAMOSO
LA LÍNEA
Obras civiles
•Túneles viales –hidroeléctricas•Vías•Canales •Muelles•Demoliciones•Derrumbes
DEMOLICIONES
CANAL DE PANAMA
APERTURA DE BRECHAS ROCASROCASROCASROCAS
ZANJASZANJASZANJASZANJASVÍASVÍASVÍASVÍAS
INTRODUCCIÓN
Obras de gran longitud y condiciones cambiantes
Geometría y propiedades de los materiales a remover
Que imponen el trazado y el perfil del terreno
22 Explosivos empleados en voladuras en vía 22 voladuras en vía
POLVORA NEGRA : chinos, hindúes y árabes – 1242 Fraile inglés ROGER BACON fórmula pólvora
NITROGLICERINA : 1846 Italiano ASCANIO SOBRERO, derivado de la glicerina mediante el empleo de ácido sulfúrico y nítrico
DINAMITA : 1875 Sueco ALFRED NOBEL , mezcla de nitroglicerina con material estabilizante (diatomita -tierra de diatomeas)
TRINITOTOLUENO (TNT): 1900 Alemán JOSEPH WILBRAND, tolueno nitrado con ácido sulfúrico y nítrico
NITRAMON : 1935 Empresa Du Pont (francés Eleuthére IrenéeDu Pont, agente de voladura, nitrato de amonio mezclado con DNT como sensibilizador
ANFO: 1953 (Ammonium Nitrate – Fuel Oil), 90-97% NA – 3-10% combustible
SLURRY (Hidrogel): 1957 Norteamericano MELVIN A. COOK, NA, agua, goma (gelificante) y aluminio
EMULSION: 1960 -90, fase continua 6% (aceitosa) y una fase discontinua 94% (oxidante), sensibilizada física o químicamente
DETONADOR INELECTRICO: Casquillo metálico con unacarga explosiva en el extremo cerrado y en el otro elacceso a la mecha de seguridad
DETONADOR ELECTRICO: Capsula metálica de cobre oaluminio cerrada en un extremo con un explosivoiniciador, un inflamador y un explosivo primario
DETONADOR NO ELECTRICO O TUBO DE IMPACTO: Tubohueco de plástico forrado con un capa delgada de HMX enlas paredes interiores del tubo aun detonador no eléctrico
DETONADOR ELECTRONICO: Similar a capsula del sistemaeléctrico posee un condensador y un chip mediante elcual se programa
�Detonador Electrónico�Equipo programador (LOGGER)�Equipo detonador (BLASTER)
1. Se comunica bidireccionalmente2. Cada detonador tiene un ID3. Programable de 0 a 15000 milisegundos
con incrementos de 1 milisegundo4. No permite el ingreso de corrientes
vagabundas5. No responde a corrientes
electromagnéticas
33 Perforación en trabajos conExplosivos en vía 33 Explosivos en vía
PERFORACIÓN
Rotopercutiva con martillo en cabeza o en fondo
Pequeños diámetros:1. Mejor adaptación de los esquemas a los perfiles irregulares
del terreno2. Buena fragmentación – mejor distribuido el explosivo3. Menor nivel de vibraciones y onda aérea4. Menores daños en el macizo rocoso - menos costos de
saneo y sostenimiento
Diámetros entre 60 y 125 mm1. Destroza 89 y 125 mm2. Contorno 65 y 75 mm
44 Excavación en carreteras y autopistas44 autopistas
VOLADURAS EN VÍA
Excavaciones y taludes
Roca en taludes finales –voladuras de contorno
VOLADURAS EN VÍA
Seguridad en la voladura
Limitaciones de perturbaciones, onda aérea y vibraciones
Velocidad de avance
Dimensiones de los equipos de carga
55 Excavación en vía con explosivos Trinchera 55 Trinchera
66 Excavación en vía con explosivosTaludes66 Taludes
77 Excavación en vía con explosivosZanja77 Zanja
88 Excavación de túneles víales88 Excavación de túneles víales
COMPARACIONES TÉCNICAS TÚNELES VIALES
TUNELADORAS PERFORACIÓN Y VOLADURA
Sección transversal circular Amplio rango de secciones
COMPARACIONES TÉCNICAS TÚNELES VIALES
TUNELADORAS PERFORACIÓN Y VOLADURA
Pendiente del túnel – back up y sistema de transporte
Galerías de retorno
No de pueden adelantar infraestructura de seguridad
Nichos de seguridad , de contraincendios, abrigos, apartaderos, galerías de retorno y de evacuación
COMPARACIONES TÉCNICAS TÚNELES VIALES
TUNELADORAS PERFORACIÓN Y VOLADURA
Avance depende mas del macizo rocoso
1. Fracturación macizo rocoso2. Tipo, orientación y espaciamiento
discontinuidades3. Abrasividad y porosidad4. Perforabilidad de la roca sana
No depende tanto de la configuración rocosa1. Perforación jumbos
4. Perforabilidad de la roca sana
Fabricación a la medida, se demora entre seis meses y un año, además del montaje del back – up,
Tiempos de montaje muy reducidos, jumbos con alta disponibilidad y fácil reparación
Sostenimiento de rocas, están equipadas con bulonadoras y concreto lanzado, lo hacen durante la excavación
No es posible hacerlo durante la excavación, se emplea mismo jumbo
Costos de mano de obra bajos Costos de mano de obra altos
Costos de inversión altos Costos de inversión bajos
COMPARACIONES TÉCNICAS TÚNELES VIALES
TUNELADORAS PERFORACIÓN Y VOLADURA
Zona de roca triturada por las zapatas de los codales
Alteración mucho menos del contorno por explosivos
Enmascarar diaclasas o discontinuidades que conforman bloques
Con explosivos estos se desprenden en mejor forma
Ambiente de trabajo bueno Ambiente de trabajo malo
Área de trabajo segura Área de trabajo peligrosaÁrea de trabajo segura Área de trabajo peligrosa
Flexibilidad limitada en trabajo y forma Alta adaptabilidad a la forma del túnel
Periodo de tiempo largo para adaptación
Periodo de tiempo corto para adaptación
Altamente mecanizado Intenso trabajo de mano de obra
99 Voladura de estructuras 99 Voladura de estructuras
CAIDA HACIA UN COSTADO CAIDA HACIA DENTRO
1010 Voladura de sobretamaños1010 Voladura de sobretamaños
Perforación y voladura a distancia de la roca circundante Creating the Crazy Horse Memorial en BLACK HILLS, SOUTH DAKOTA
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