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Pedro LozadaIng. De Voladura
INTRODUCCIN AL USOINTRODUCCIN AL USODEDE EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS
TECNOLOGA DE LOS EXPLOSIVOSTECNOLOGA DE LOS EXPLOSIVOS
CHARLACHARLA DE CAPACITACINDE CAPACITACINFIMGMFIMGM UNASAMUNASAM
Huaraz,Huaraz, Setiembre 2011Setiembre 2011
CONDICIONES DE UN PRODUCTO QUMICO PARA QUESEA UNA SUSTANCIA EXPLOSIVA
SUSTANCIAS EXPLOSIVASSUSTANCIAS EXPLOSIVAS
FORMACIN DE GASES
GENERACIN DE CALOR
RAPIDEZ DE LA REACCIN
INICIACIN DE LA REACCIN
DEFINICIN: Mezcla de slidos (o de slidos y lquidos), queson capaces de una descomposicin rpida yviolenta, dando por resultado una conversin agrandes volmenes de gas.
SUSTANCIAS EXPLOSIVASSUSTANCIAS EXPLOSIVAS
LA INDUSTRIA ACTUAL DE EXPLOSIVOS COMERCIALES, TIENESUS RACES EN EL DESCUBRIMIENTO Y DESARROLLO DE LAPLVORA NEGRA.
FORMULACIN: Mezcla de Nitrato de Sodio (o Potasio), Azufrey Carbn
ORIGEN: Desconocido. Su primer uso se atribuye a los Chinos,Hindes y rabes.
BREVE RESEA HISTRICA
1242: El fraile Ingls Roger Bacon publica una frmula deplvora negra.
1627: Primera prueba documentada de uso de plvora negrapara voladura de roca, en Minas de Hungra (MinasReales de Schemnitz).
1846: Ascanio Sobrero descubre la Nitroglicerina
1857: Lammot du Pont reemplaza el Nitrato de potasio, porNitrato de Sodio.
1875: Alfred Nobel disuelve nitrocelulosa en nitroglicerina,formando una masa gelatinosa, que es la antecesora delas dinamitas gelatinas.
1917: Apogeo de la plvora negra, a causa de su gran consumodurante la Primera Guerra Mundial.
1950s: Apogeo de las dinamitas en USA. Comienza a declinar suutilizacin debido a la aparicin del Anfo y los Aquageles.
1980`s: Comienza la introduccin en el mercado de lasemulsiones explosivas.
CLASIFICACION DE EXPLOSIVOSSEGN LA FORMA DE PRODUCIR ENERGA
EXPLOSIVOS
MECNICOS QUMICOS NUCLEARES
ALTOSEXPLOSIVOS
AGENTES DEvoladura
PROCESO DE DETONACIN TPICAPROCESO DE DETONACIN TPICA
CCHC3.96
SENTIDO DE LA DETONACIN
ONDA DE CHOQUE O STRESS ENEL MEDIO CIRCUNDANTE.
EXPLOSIVO NODETONADO
FRENTE DE CHOQUEEN EL EXPLOSIVO
PLANO C -J
ZONA DE REACCINPRIMARIA
GASES EN EXPANSION
PRODUCTOSESTABLESPRINCIPALMENTEGASES
PROCESO DE DETONACIN TPICAPROCESO DE DETONACIN TPICAZONAS
D
CBA
FCCJ
P2 ,T2
P3 E
D: Producto sin detonarC: Zona de choqueB: Zona de reaccin qumicaE: Zona de detonacinA: Productos de detonacin
FC: Regin de la onda de choqueCJ: Plano Chapman-Jouget
P1 ,T1
Factores que afectan la VOD
? Tipo de Producto? Dimetro? Confinamiento? Densidad
VELOCIDAD DE DETONACIN
Medida de la rapidez a la cual se produce la reaccin de detonacin atravs de una columna de explosivo.
Mtodos de medicin? Dautriche? Estndar? Continuo
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
MEDICIN DE VELOCIDAD PORMTODO DAUTRICHE
Enaex S.A.Emulex
d1
d2
CORDNDETONANTE
MARCA SOBRE ELPUNTO MEDIO DELCORDN DETONANTE
MARCA SOBRE ELPUNTO DE COLISIN DELAS ONDAS DETONANTES
VODCD (m/s) x d1 (cm)VOD =
2 x d2 (cm)CCHC06.96
PLACA DEPLOMO
SENTIDO DE LA DETONACIN
CONTADOR DE TIEMPOVISTA TRASERA
CONTADOR DE TIEMPOVISTA FRONTAL
BATERA
EXPLOSIVO
TARGETS
TARGETS
CRUCETA
CCHC06.96.
CIRCUITO PARA DETERMINACIN DEVOD ESTNDAR.
EQUIPO PARA MEDIR VODEN FORMA CONTINUA
MICROTRAP
SENSIBILIDAD
INICIACIN: Medida de la Energa, Presin o Potencia mnimanecesaria para la detonacin de un explosivo.
Por accin controlada
Iniciador mnimo
Por accin incontrolada Inflamabilidad
Calor
Choque o impacto, transportabilidad
Friccin
PROPAGACIN: Capacidad de un explosivo para detonar en formaestable a travs de toda la longitud de su carga.
Simpata Dimetro Crtico
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Exceso o defecto de oxgeno de un explosivo, expresado como porcentaje.
BALANCE DE OXGENO - GASES
Formas de Clculo
Algebraicamente : B.O. = ???PMo2 / ???PMcompuesto (para combustin completa)Ejemplo: Nitrato de Amonio
2 NH4NO3 ===> 4 H2O + 2 N2 + O2Como PM NH4NO3 = 80 y PM O2 = 32
===> B.O. = 1 x 32 / 2 x 80 = 20 %
Mezclas: B.O. mezcla = ? B.O.i x Xi
Importancia
Indica tipos de gases nocivos generados en la detonacin (NOx, CO) Permite clasificar los explosivos en funcin de los gases nocivos
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
BALANCE DE OXGENO - GASES
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Productos de la detonacin segn el B.O.
a) Oxgeno balanceado (BO=0)CO2 (incoloro); H2O (gris claro); N2 (incoloro)
- Humo gris claro- Mxima energa generada
b) Oxgeno negativo (BO0)CO2 (incoloro); C (negro); H2O (gris claro); NO (gas amarillo-ocre); NO2(incoloro)
- Humos ocres o amarillos- Energa liberada inferior a la mxima
Capacidad que tiene un explosivo de detonar despus de estarsumergido en agua.
RESISTENCIA AL AGUA
INTERNA: Depende de la composicin del explosivo.
EXTERNA: Depende del grado de impermeabilidad y selladodel envase.
FORMAS DE EXPRESARLA
Cualitativas: Excelente Buena Regular Mala.
Cuantitativas: Tiempo (en horas)
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Densidad absoluta, real o de cristal
Gravedad especfica
Densidad gravimtrica
Densidad de carga o longitud de carga
Donde De: Densidad de Carga (Kg/m)SG: Densidad gravimtrica del explosivo (g/cc)DE: Dimetro del pozo (pulgadas)
Stick Count (1 x 8)
DENSIDAD
SGDE507,0De 2 ???
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
CALOR DE EXPLOSIN
Calor desarrollado durante el proceso de explosin
eMpgn5824,0kpQkvQ ???
).freactH.fprodH(kpQ ?????A presin constante :
A volumen constante :
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
VOLUMEN DE LA EXPLOSIN
Cantidad de gases generados por las reaccionesqumicas involucradas en la explosin.
eMen
100024,041pgn
???
?Vg
npg: g-mol de productos gaseosos
ne : Moles de explosivo
Me : Peso molecular del explosivo
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
Capacidad de un explosivo de fragmentar y mover materialeficientemente. Es la mxima energa disponible de un explosivo,para desplazar el medio confinante.
POTENCIA (FUERZA)
Mtodos prcticos de medir potencia:
00 VgVg
61
65Sp ????Potencia relativa en peso:
Traulz
Mortero Balstico
Aplastamiento del cilindro
Mtodo del crter, Energa bajo el agua (acuario)
Potencia relativa en volumen:
AeSpSv ?
???
PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
DINAMITAS
Mezcla explosiva en base a nitroglicerina, combustibles yoxidantes
Tipos: - Gelatinas (Amongelatina 60 %)
- Semigelatinas (Tronex Plus)
- Granuladas (Permicarb, Samsonita)
Fabricacin en proceso batch (por lotes) Uso en excavaciones subterrneas y de superficie, tanto en
faenas mineras como en obras civiles.
Caractersticas
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
DINAMITAS
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
EMULSIONES
Sistema que contiene dos fases lquidas naturalmenteinmiscibles entre s, una de las cuales es dispersa comopequeas gotas dentro de la otra.
Tipos :
Propiedades principales
- Emulsiones de Pequeo Dimetro
- Emulsiones Dimetro Intermedio
- Emulsiones Gran Dimetro
- Son altamente seguras a la friccin, impacto y fuego.
- Son muy resistentes al agua.
- Dependiendo de la consistencia pueden ser bombeadas
Usos principales:
Trabajos relacionados con excavaciones subterrneas y de superficie,en sectores que es necesario un explosivo de alta resistencia al agua.
EMULSIONES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
EMULSIN BASE (MATRIZ)
EXPLOSIVOS AGRANEL
EMULSIONESEXPLOSIVAS
ENCARTUCHADAS
EMULSIONES EXPLOSIVASCaractersticas matriz
? Producto Comburente? No es explosivo? Clase de riesgo: 5.1? Precursor de Altos explosivos y
Agentes de voladura
EMULSIONES EXPLOSIVASCaractersticas matriz
Microesferas huecas? Burbujas de vidrio? Microesferas de cermica? Resinas fenlicas
Qumica? Gasificacin
EMULSIONES EXPLOSIVASSensibilizacin
EMULSINMATRIZ
? Alto Explosivo? Agente de Voladura
Sensibilizar
EL-928
Tecnologa Dupont
Emulsin bsica (pH>7)
Con olor a amoniaco
No utilizable a bajas temperaturas
Se fabrica en Planta Prillex y Ro Loa
AE-57-6
Tecnologa Universal
Emulsin neutra
Emulsin para bajas temperaturas
Se fabrica en Planta La Chimba
EMULSIONES EXPLOSIVASMatrices Enaex
NBX-07
Basada en Tecnologa Dyno Nobel
Emulsin gasificable
Emulsin cida (pH7)
Se fabrica en Planta La Chimba
UH-100
Basada en Tecnologa AEL
Emulsin cida (pH>7)
Se fabrica en Planta La Chimba
EMULSIONES EXPLOSIVASMatrices Enaex
? BATCH (LOTES)
? Mejillones? Planta Ro Loa
? CONTINUO
? Planta La Chimba
EMULSIONES EXPLOSIVASProceso de fabricacin
Gran dimetro (D > 5 )
EMULSIONES EXPLOSIVASProductos Enaex
Matriz Anfo Normal
Anfospesados
SERIEBLENDEX
SERIEEMULTEX
GasificablesEMULTEX GBLENDEX G
Alta VelocidadEMULTEX SBLENDEX S
ALUMINIZADOSCOMSOL
EMULSIONES EXPLOSIVASProductos Enaex
Matriz Otros Ingredientes
EMULTEX EBLASTEX
EMULTEXPDBG
EMULEXENALINE
EMULTEXRS100D
Dimetro pequeo e Intermedio (D < 5 )
Mezclas hmedas en formas de suspensiones. Susaditivos les permiten presentar la forma de geles.
Tipos: Acuageles Gran Dimetro (DYNOLITE, DYNOGEL)
Caractersticas
Fabricacin en proceso batch (por lotes) Se pueden bombear Control de la densidad (0,4 a 1,3 g/cc)
ACUAGELES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
Aditivos L-2,DW-3
Aditivo N-17
Matriz
AnfoMezcla
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESACUAGELES: COMPONENTES DYNOLITE/DYNOGEL
ACUAGELES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
ACUAGELES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
CARACTERSTICAS TCNICAS DYNOLITE
Propiedad Valor
Densidad g/cc 0,4-1,20Velocidad de Detonacin m/s 3.000-4.000Presin de Detonacin Kbar 18,4(d=0,6 g/cc)Energa Kcal/Kg 671Resistencia al agua esttica RegularVolumen de Gases L/Kg 1.035Dimetro Mnimo Pulgada 4 1/2Potencia relativa al Anfo en peso 0,78
en volumen 0,6 (d=0,6 g/cc)Tiempo de crosslinking / gasificacin 30 min. @ 25C
NITROCARBONITRATOS
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
Mezclas elaboradas a base de Nitrato de Amonio prilly combustibles adecuados.
- ANFO
- ANFO ALUMINIZADO
- ANFO AST
Tipos :
Caractersticas
Fabricacin en proceso batch (por lotes) o continuo
No tienen resistencia al agua
NITROCARBONITRATOS
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
La Presin ejercida sobre el Anfo ejerce influencia directa sobre sudensidad y tamao de los prilles, de acuerdo a los siguientes efectos:
NITROCARBONITRATOS: ANFO
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
5.0
Densidad vs. Iniciacin
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
5
0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05
Densidad (g/cc)
Difi
culta
d re
lativ
a pa
ra in
icia
rA
nfo
(con
Ful
m. N
6)
NITROCARBONITRATOS: ANFO
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
VOD vs. % de Humedad
NO DETONA
3 no confinado,iniciado con Tronex
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
2 4 6 8 10
% de Humedad
Vod
(m/s
)
Productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que sedenomina Pentolita.
- INICIADORES CILNDRICOS REGULARES Y NONEL- ROMPEDORES CNICOS
Tipos:
Caractersticas
Fabricacin en proceso batch (por lotes) Alta VOD (sobre 7.000 m/s) Mayor resistencia (comparativa) a fuego, impacto y friccin Poseen efecto direccional (Rompedores)
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
INICIADORES Y ROMPEDORES
INICIADORES Y ROMPEDORES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
INICIADORES Y ROMPEDORES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALES
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
Nitrato de Amonio + Nitrito de Sodio(NH4NO3) (NaNO2)
Nitrgeno (N2)
BASE TERICA
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: DYNOLITE
MATRIZ BASE44 % (70%)
ANFO NORMAL (Especial)56% (30 %)
ADITIVOS GASIFICACIN(N -17 + L 2)
DYNOLITE (DYNOGEL)
ADITIVO CROSSLINK(DW-3)
NN--1717: Solucin acuosa cido actico al 50 % p/p.Regula la velocidad de formacin de burbujas de N2
L- 2: Solucin acuosa de Nitrito de Sodio al 33% p/pRegula la cantidad de burbujas de N2 en elproducto.
DW-3:Solucin acuosa de PiroAntimoniato de sodioRegula el nivel de Crosslinking, es decir, el nivel deenlazamiento entre cadenas de polmeros.
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: DYNOLITE
MATRIZ NBX-0770 %
ANFO NORMAL30 %
ADITIVOS GASIFICACIN(N -17 + L 4)
ANFO PESADO GASIFICADO QUMICAMENTE
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: EMULTEX G
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
APLICACIONES: EMULTEX G
NN--1717: Solucin acuosa cido actico al 50 % p/p.Regula la velocidad de formacin de burbujas de N2
LL-- 44: Solucin acuosa de Nitrito de Sodio al 20% p/pRegula la cantidad de burbujas de N2 en el producto
Regular la densidad del producto explosivo, con lo que selogra variar el factor de carga.
Sensibilizar el explosivo, lo necesario para su detonacin.
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
BENEFICIOS DE LA GASIFICACIN
No confinado, 6,APD 450
20002500300035004000
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2D (g/ml)
VOD (m/s)
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
BENEFICIOS DE LA GASIFICACIN: DYNOLITE
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
BENEFICIOS DE LA GASIFICACIN: EMULTEX G
4400
4600
4800
5000
5200
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3
Densidad (g/ml)
VO
D (m
/s)
No confinado, 6,APD 450
EXPLOSIVOS INDUSTRIALESGASIFICACIN QUMICA
OTRAS APLICACIONES
EMULSIONES ENCARTUCHADAS
EMULTEX PBDG
EMULTEX RS100D
BLENDEX G
Alguna Pregunta?Alguna Pregunta?GRACIAS POR SU TIEMPO Y ATENCION