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VOLMAXAM
ECUADOR
INTRODUCCIÓN A LOS EXPLOSIVOS
Y SISTEMAS DE INICIACIÓN
EXPLOSIVOS
SISTEMAS DE INICIACIÓN
REPASO PRODUCTOS
MAXAM ECUADOR
INTERNATIONAL
SEMINAR IN
TUNNELING AND
UNDERGROUND
BLASTING
214/06/2012
EXPLOSIVOS
INDUSTRIALES
13 GW
8,2 GW
0,3 GW
CONCEPTO DE POTENCIA
POTENCIA = ENERGÍA / TIEMPO
EXPLOSIVOS QUÍMICOS.
DEFINICIÓN
Los explosivos químicos industriales están constituidos por unamezcla de materiales combustibles y oxidantes que al ser iniciadosapropiadamente dan lugar a una reacción química muy rápida. En lareacción, el explosivo libera grandes volúmenes de gases y energíahacia la roca, causando fragmentación, fisuras y grietas.
Cada explosivo posee una composición química específica:
Explosivos Ideales: poseen las mismas características (velocidad,presión de detonación) cualquiera sea su diámetro, forma ocondiciones ambientales (TNT, PETN, NG).
Explosivos No Ideales: dependen del diámetro, temperatura,confinamiento, etc. (ANFO, el ANFO pesado), emulsiones,HIDROGELES,..
Hitos de los explosivos
“La pólvora negra fue el primer explosivo conocido por el hombre, y aunquesu primer uso se atribuye a los chinos, hindúes y árabes, no se sabe a ciencia ciertaen que época fue inventada. Lo cierto es que hasta mitad del siglo XVIII, en que sedescubrió la nitroglicerina, no existieron otros explosivos que no fuesen las pólvoras”.
Formulación: Mezcla de nitrato de sodio (o potasio), azufre y carbón.
1242: El fraile inglés Roger Bacon publica una fórmula de pólvora negra.
1627: Primera prueba documentada de uso de pólvora negra paratronadura de roca, se realizó en minas de Hungría ( minas reales de Schemnitz ).
1635: John Bate, acerca de la pólvora decía: “la sal pétrea es el alma, elazufre la vida y el carbón el cuerpo de ella”.
1846: El químico italiano Ascanio Sobrero, inventó la trinitroglicerinadando a conocer su potencia explosiva.
1857: Lammot du Pont reemplaza el nitrato de potasio, por nitrato de sodio chileno.
1875: Alfred Nobel disuelve nitrocelulosa en nitroglicerina, formando una masa
gelatinosa, que es la antecesora de las dinamitas gelatinas.
1917: Apogeo de la pólvora negra, a causa de su gran consumo durante la primera
guerra mundial.
1947: Se comienzan a fabricar los Anfos.
1950's: Apogeo de las dinamitas en U.S.A. comienza a declinar su uso debido a la
aparición del ANFO y los hidrogeles (acuageles).
1970: A finales de la década de los 60 aparecen las emulsiones explosivas y sus
mezclas con Anfo, denominadas Anfos Pesados.
1990's: Comienza la introducción en el mercado de los hidrogeles reticulados
(RIOFLEX .-primeras generaciones).
Hitos de los explosivos
EXPLOSIVOS
MECÁNICOS QUÍMICOS NUCLEARES
ALTOS EXPLOSIVOS AGENTES DE
VOLADURA
Explosivos PrimariosExplosivos Secundarios
TNT (TRILITA)
RDX (HEXÓGENO)
PETN
FULMINATO DE MERCURIO
ACIDA DE PLOMO
ANFO
ANFOS PESADOS
HIDROGELES
EMULSIONES
CLASIFICACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS.
VOD Densidad p
(m/s) (g/cm3) (GPa)
HMX 9110 1.89 39.2
RDX 8440 1.70 30.0
PETN 8300 1.56 26.9
RDX/TNT 60/40 7900 1.72 26.8
DATB 7520 1.79 25.3
Nitroglycol (EGDN) 8100 1.50 24.6
Nitroglycerin 7700 1.60 23.7
Tetryl (CE) 7160 1.50 19.2
TNT 6950 1.57 19.0
Lead azide 4500 3.8 19.2
Mercury fulminate 4500 3.3 16.7
Lead styphnate 4900 2.6 15.7
Emulsión 5500* 1.20 9.1
ANFO 4000* 0.80 3.2
Explosivos
Secundarios
Explosivos
Primarios
Agentes de
Tronadura
TIPOS DE EXPLOSIVOS QUÍMICOS.
DEFLAGRACIÓN
La deflagración es la descomposición a una velocidad mucho menor
que una detonación del material, propagando calor en la reacción.
Una deflagración puede transformarse en una detonación, por
ejemplo, el incidente de la ciudad de texas en 1947 en que 3180 ton
de nitrato de amonio detonaron luego de arder por varias horas.
TOP 10 – El desastre
de la ciudad de Texas• Un incendio a bordo del buque de carga SS
Grandcamp embarcado en la ciudad de Texas
explosionó en 1947 con 2300 Toneladas de nitrato
de amonio, un compuesto utilizado en fertilizantes
y hoy en día explosivos industriales. La explosión
desencadenó una reacción en cadena que detonó
cerca de las refinerías, así como un buque de
carga que estaba por los alrededores con 1000
toneladas de nitrato de amonio. La catástrofe
mató aproximadamente a 600 personas y heridas
a aproximadamente 3500. Este es uno de los
accidentes peores considerados en la Industria
estadounidense.
DEFLAGRACIÓN - DETONACIÓN
DETONACIÓN.
La detonación es un reacción química, en el cual, el material
explosivo es transformado rápidamente en gases y onda de choque,
en este proceso no intervienen agentes externo, ya que todos los
componentes necesarios para la detonación se encuentran en el
explosivo.
La detonación posee velocidades desde los 1800 a 9000 m/s
¡TRES VECES MÁS
OXÍGENO QUE EL
AIRE QUE
RESPIRAMOS (21%)
NITRATO AMÓNICO
NH4NO3
EL FENÓMENO DE LA DETONACIÓN
EL FENÓMENO DE LA DETONACIÓN
EL FENÓMENO DE LA DETONACIÓN
RESULTADO
ÓPTIMO DE
TRONADURA
EL CUADRADO DE LA TRONADURA PERFECTA
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Las propiedades básicas de un explosivo son:
• Densidad
• Resistencia al agua
• Sensibilidad
• Estabilidad química
• Balance de oxígeno
• Generación de gases
• Impedancia
Densidad
• Peso del explosivo por unidad de volumen.
• Controla la concentración de energía en una perforación.
• Un explosivo con una densidad menor a 1 gr/cc flotará en el agua.
Resistencia al agua
• Capacidad para resistir una prolongada exposición al agua sin perder sus
características.
• Medida de cuanto es influenciada la detonación del explosivo por el agua en
la perforación.
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Sensibilidad
• Representa una medida de la facilidad para la iniciación del explosivo.
• Da cuenta de las condiciones mínimas requeridas para la detonación.
• Si la sensibilidad es baja, la detonación en el hoyo podría ser interrumpidasi existiera un corte o algún obstáculo dentro de la columna explosiva.
• Un explosivo con mucha sensibilidad podría causar la propagación de ladetonación entre perforaciones adyacentes.
Puede ser descrita por:
• Peso mínimo del booster.
• Sensibilidad al espacio entre tiros.
• Test de impacto.
• Tolerancia a la presión
• Diámetro crítico.
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Estabilidad Química
• Intervalo de tiempo que un explosivo puede permanecer en la perforación sin un
cambio en su composición química o en sus propiedades físicas.
• Los hidrogeles pueden experimentar un debilitamiento en la estructura gelatinosa
resultando en una pérdida del aire atrapado (microburbujas), segregación y
cristalización de los nitratos disueltos.
• Las emulsiones y ANFOS pesados algunas veces experimentan cristalización en
la fase emulsión resultando un endurecimiento del producto y menor energía.
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Balance de oxígeno
• Un explosivo es considerado que tiene balance de oxígeno cero cuandocontiene el oxígeno justo para oxidar completamente el combustiblepresente.
• Exceso de oxígeno reaccionará el N2 para formar NO2 y un déficit de oxígenoproducirá CO.
• La mayoría de los explosivos son deficientes en oxígeno.
Generación de Gases
• Se expresa como volumen de gas por unidad de masa de explosivo ( Lts /kgs, moles/gr.).
• Los gases primarios de un explosivo con oxígeno balanceado deberían ser : H2O, NO2, N2, y eventualmente sólidos y líquidos.
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Impedancia
• Es la propiedad que sirve para medir la transmisión de la energía del
explosivo a la roca.
• La transferencia de la energía del explosivo a la roca se maximiza si la razón
(R) entre la impedancia del explosivo y la impedancia de la roca se acerca a
1.
Ie = VOD x Dexp; impedancia del explosivo.
Ir = Vp x Droca; impedancia de la roca.
Donde, VOD = velocidad de detonación del explosivo.
Dexp = densidad del explosivo.
Vp = velocidad de onda p.
Droca = densidad de la roca.
• Con los valores de r inferiores o superiores a 1 habrá perdida de
transferencia de energía del explosivo.
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Velocidad de Detonación
• Es la velocidad a la que la
reacción de detonación se
extiende a través de la columna
explosiva, ya sea cartucho o en
la perforación.
• Está influenciada por :
– El diámetro de la carga.
– Grado de confinamiento.
– Densidad del explosivo.
– Tamaño de las partículas del
explosivo.
Y = 5.0104 m
VOD = 4158.1 m/s
VOD = 4818.9 m/s
T = 1.0755 ms
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
-0.25 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00
Disparo 687 - Banco 70Febrero 11, 2011
Dis
tanc
ia [m
]Tiempo [ms]
Items Valor
Carga explosiva Tanfo
VOD 4818.9 m/s
Densidad 0.8 gr/cc
Presión de Detonación (Pd)
• Es la presión en el frente de detonación, medido en el plano Chapman-Jouget.La presión repentina creada, fragmentará en lugar de desplazar materiales yes aquella que da a un explosivo el poder fragmentador (refleja la energía dechoque).
• La magnitud de la presión de detonación está en función de la densidad y de lavelocidad de detonación del explosivo.
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Presión de hoyo
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Presión de hoyo
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Energía Disponible
• Valor calculado sobre las leyes de la termodinámica.
• Se asume como ideal el comportamiento en la reacción de una detonación(100 % eficiencia).
• Los explosivos industriales no son ideales, excepto los usados para lainiciación, tales como PETN, TNT, etc.
• Los rangos de eficiencia de los explosivos fluctúan entre el 30% y 90%
• Es usualmente expresada sobre la base del peso (Mj/kg.); aunque tambiénse expresa en base al volumen.
Potencia Absoluta en Peso
• Es una medida de la cantidad absoluta de energía (en calorías), utilizable encada gramo de explosivo:
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Potencia Absoluta en Volumen ( PAV )
• Es una medida de la cantidad absoluta de energía ( en calorías ), utilizable en
cada centímetro cúbico de explosivo.
• Se obtiene al multiplicar la PAP por la densidad del explosivo.
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Potencia Relativa en Peso (PRP)
• La medida de la energía utilizable por peso de explosivo es comparado con
igual peso de anfo. Se calcula dividiendo PAP del ANFO y multiplicado por
100.
• Para el ANFO se toma el valor de 100.
• Esto está basado sobre un valor calculado teóricamente que no es corregido
por la no idealización del explosivo.
Ejemplo:
Para una EMULSION “X” la PRP = 680 Cal/Gr x 100 = 75 %
912 Cal/Gr.
TÉRMINOS QUE DESCRIBEN EL RENDIMIENTO
Los explosivos industriales se clasifican según su composición y
tecnología de mezcla en:
1. Anfos
2. Dinamitas
3. Explosivos de Seguridad
4. Hidrogeles
5. Emulsiones
6. Iniciadores y Rompedores
TIPOS DE EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
MAXAM NUEVOS NOMBRES COMERCIALES
DINAMITAS GELATINOSAS
RIODIN HE (RIODIN)
RIODIN XE (RIODIN PLUS)
ANFOS
RIOXAM ST (NAGOLITA)
RIOXAM AL (ALNAFO)
RIOXAM LD
RIOXAM LD 40
RIOXAM LD 50
PULVERULENTOS
RIOMON NS (AMONITA 2l)
RIOMON NH (LIGAMITA 1)
HIDROGELES GRANEL
RIOFLEX T (GRADIOR)
INTERIOR
EMULSIONES GRANEL
RIOMEX B (RIOMEX V)
RIOMEX 7000 B (EMUNEX 7000)
RIOMEX 8000 B (EMUNEX 8000)
SUPERFICIE
HIDROGELES ENCARTUCHADOS
RIOGEL TRONER HE (EMEX RP AN)
RIOGEL TRONER XE (EMEX RP AN)
RIOMAX HE (RIOMAX)
RIOMAX XE (RIOMAX PLUS)
SUPERFICIE
INTERIOR
EXPLOSIVOS PARA
VOLADURAS DE CONTORNO
RIOSPLIT WR (RIOGUR R)
RIOSPLIT WF (RIOGUR F CD)
EXPLOSIVOS DE SEGURIDAD
RIOPER G (RIODIN 9)
RIOPER P (EXPLOSIVO DE SEGURIDAD Nº 20SR)
EXPLOSIVOS SÍSMICOS
RIOSEIS P (MULTIPLICADOR SÍSMICO)
RIOSEIS GX (RIOSEIS PLUS)
RIOSEIS GH (RIODIN)
RIOSEIS W (RIOGEL TRONER)
VARIOS (APLICACIONES ESPECIALES)
RIOCUT (CARGAS DE CORTE LINEAL)
RIOPIPE (CARGAS PARA CORTE DE TUBERÍAS)
RIOBAND (EXPLOSIVO EN BANDAS)
RIOMETAL (CARGAS PARA ENDURECIMIENTO DE RAÍLES)
RIOPOL (POLVORA DE MINA)
EXPLOSIVOS
DEPARTAMENTO DE OPERACIONES 3114/06/2012
PRODUCTOS DISPONIBLES EN MAXAM CHILE
3214/06/2012
SISTEMAS DE INICIACIÓN
SISTEMAS DE INICIACIÓN
DEFINICIÓN
SE DENOMINA SISTEMA DE
INICIACIÓN A LOS
ELEMENTOS QUE TIENEN
POR OBJETIVO INICIAR
ENÉRGICAMENTE LAS
SUSTANCIAS EXPLOSIVAS
SECUNDARIAS
(EXPLOSIVOS CON BASE
NG/N PRINCIPALMENTE) Y
LOS AGENTES
EXPLOSIVOS (ANFO,
EMULSIONES,
HIDROGELES,….).
INTRODUCCION
El microchip electrónico sustituye al retardo pirotécnico:
Retardo pirotécnico nominal: 200 ms
Retardo real: 197, 203,...ms
Detonador ordinario
Detonador eléctrico
Detonador no eléctrico
Riotronic (Electrónico)
Retardo Pirotécnico
Microchip
Secuenciación = MEJORA DE LA VOLADURA
Condensador Cerilla Carga primaria
Hilo electrico
Engarce Micro Chip Carga Base
Mecha lenta Polvorín Casquillo Carga primaria
Carga Base
Hilo eléctrico Tapón engarrzado Cerilla Carga primaria
Pasta de retardo Carga Base
Engarce Carga primaria
Tubo de choque
Tapón de goma Tapon de aislamiento Retardo------------------- Carga Base
Detonador ordinario
Detonador no eléctrico
Detonador electrónico
Detonador eléctrico
MAXAM NUEVOS NOMBRES COMERCIALES
SISTEMAS DE INICIACIÓN
SISTEMA DE INICIACIÓN NO ELECTRICO
RIONEL MS
RIONEL LP
RIONEL SCX
RIONEL DDX
RIONEL BC
RIONEL S
RIONEL LLX
SISTEMA DE INICIACIÓN ELECTRICO
RIODET SZ (RIODET S INSTANTÁNEO)
RIODET SM (RIODET S RETARDO CORTO)
RIODET SD (RIODET S RETARDO LARGO)
RIODET IZ (RIODET I INSTANTÁNEO)
RIODET IM (RIODET I RETARDO CORTO)
RIODET ID (RIODET I RETARDO LARGO)
RIODET HZ (RIODET AI INSTANTÁNEO)
RIODET HM (RIODET AI RETARDO CORTO)
RIODET HD (RIODET S RETARDO LARGO)
CORDONES DETONANTES
RIOCORD PV
RIOCORD PE
RIOCORD RF
RIOCORD PS
RIOCORD F+
MULTIPLICADORES
RIOBOOSTER D1
RIOBOOSTER D2
RIOBOOSTER C1
RIOBOOSTER C2
RIOPRIME D1
RIOPRIME D2
VARIOS
RIOCAP (DETONADOR DE MECHA)
RIOFUSE (MECHA LENTA)
RIOLINE (TUBO DE TRANSMISIÓN)
RIOWIRE (LINEA ELECTRICA DE TIRO)
SISTEMA DE INICIACIÓN ELECTRÓNICO
RIOTRONIC
