jueves, 12 de junio de 2008

Propiedades ambientales y detalles

Mucho han cambiado las circunstancias desde que se empezaron a utilizar los explosivos en minería principalmente y en otras áreas, como construcción demoliciones, etc. En aquellos tiempos todo era más fácil, sólo se contaba con un tipo de explosivos para resolver todos los problemas y los resultados eran espectaculares comparados con los que se conseguían con el fuego (pólvora). Hoy en día se dispone por lo menos de tres tipos diferentes, dinamitas, slurries y anfo, y muchas mezclas de explosivas encada una de ellos, obligando a los usuarios a tener que decidirse por alguno de ellos en cada ocasión, para lo cual es necesario conocer las propiedades que permitan establecer las diferencias que existan entre ellos.

Si bien es cierto son muchas las propiedades de los explosivos, solo se verán las que juegan un papel más importante en la selección, a saber:

- Diámetro Crítico
- Resistencia al Agua y a la presión acuosa
- Calidad de gases
- Inflamabilidad
- Resistencia a las temperaturas
- Sensibilidad a la iniciación y a la propagación
- Velocidad de reacción
- Presión detonante
- Densidad
- Fuerza
- Cohesión

En una primera aproximación, podrá parecer ventajoso que el explosivo a usar fuera el mejor en todas estas propiedades, pero normalmente resultaría un explosivo sobredimensionado y caro, que no mejoraría sustancialmente la calidad de la tronadura, pero si podría incrementar significativamente los costos, como podría ser el usar un explosivo altamente resistente al agua en un tiro seco, o el emplear uno de pequeño diámetro crítico en un tiro de gran tamaño.

Para obviar estas dificultades y poder tomar la mejor determinación posible, es necesario utilizar algún tipo de estrategia que permita establecer sistemáticamente , el grado de importancia que tendría bajo diferentes puntos de vista, cada una de las propiedades y luego evaluar los explosivos disponibles, de acuerdo,,por ejemplo a los siguientes criterios propuestos por Konya (1990).

- Capacidad para funcionar apropiadamente en el medio en que se va a efectuar la tronadura o propiedades ambientales.
- Propiedades de funcionamiento
- Costos.


Con el objeto de proporcionar algunos valores generales en relación a las propiedades que se van a ir describiendo, se optará por subdividir los cuatro tipos de explosivos usados en la actualidad:

Dinamitas:

· Dinamitas Granulares, de aspecto poroso y solo nitroglicerina como su elemento sensebilizante
· Dinamitas Gelatinas, de aspecto. Gelatinoso y con nitroglicerina y nitrocelulosa como sus elementos sensibilizantes

Slurries:

· Slurries encartuchados, como su nombre lo indica, se transportan en envasados en mangas de polietileno.
· Slurries a granel, son bombeados directamente desde camiones cargadores o camiones fábrica, directamente al interior de los tiros o perforaciones.

Anfo:

· Anfo cargado neumáticamente: el Anfo a granel es transportado al interior de las perforaciones, por aire comprimido, incrementando su densidad (confinamiento) por fractura de los prill. Se usa principalmente en minería subterránea
· Anfo vaciado o cargado a granel: El explosivo se deja caer en los tiros verticales o cercanos a la vertical de las minas a tajo abierto. El vaciado se efectúa directamente en los tiros.
· Anfo encartuchado: La mezcla explosiva se coloca en tubos de papel o de plástico, de una determinada longitud.
· Anfo pesado: Consiste en una mezcla variable de Anfo y emulsión de acuerdo a la energía y/o la resistencia al agua que se requiera.

Rompedores:

· A.P.D. Cónicos: Explosivos que tienen P.E.N.T (pentrita), como su compuesto sensibilizador y son denominados de Alto Poder Detonante o Alta Presión Detonante, son utilizados para reducción de bolones o también llamada tronadura secundaria.
· A.P.D. Cilindricos: Varían solo en su forma geométrica con los anteriores y su finalidad es servir de refuerzos o boosters en la tronadura de tiros o perforaciones largas.
· Cordón detonante: Es un cordón flexible, impermeable y resistente al roce que en su centro o alma llevan el mismo explosivo de los dos anteriores y se finalidad es transportar la onda de choque a lo largo de su extensión.


PROPIEDADES AMBIENTALES DE LOS EXPLOSIVOS.

1.- Sensibilidad a la propagación:

Es una propiedad que define la habilidad con que se propaga la detonación en forma estable a través de toda la longitud de la carga, y permite determinar el diámetro mínimo de la columna explosiva que sea capaz de detonar en forma segura, a esto se le denomina diámetro crítico; su dimensión varía desde algunas milésimas de pulgada en algunos explosivos, como la nitroglicerina, hasta varias pulgadas en algunas emulsiones o acuageles, también llamados hidrogeles. Para que un explosivo reaccione adecuadamente tiene que tener un diámetro crítico, por lo tanto el diámetro de perforación es una limitante importante en la selección de un explosivo, debido a que se constituye en el diámetro máximo que puede tener la columna de la carga..

2.- Resistencia al agua:

Es una medida de la capacidad que tiene un explosivo de detonar después de estar expuesto a la acción del agua, sin sufrir detrimento de su funcionamiento.

La resistencia al agua puede provenir de la composición del explosivo en si, y se denomina resistencia al agua interna, en contraposición de la proveniente del tipo de envase del explosivo, denominada externa.

Resistencia interna: El test para determinar la resistencia interna de las dinamitas, consiste en sumergir en tiempos crecientes una serie de cartuchos de 11/4” x 8” previamente perforado 16 veces con un punzón de ¼ de pulgada, para luego someterlos uno a uno a la acción de un detonador N° 6. De todas las muestras que detonan, la que ha sido a un mayor tiempo de acción del agua dará la resistencia al agua del explosivo.

La resistencia al agua de los explosivos, se acostumbra a expresarla mediante los siguientes términos:

· Excelente: Indica que el explosivo está en condiciones de ser usado bajo condiciones muy severas, representadas por la presencia de abundante agua subterránea en movimiento.

· Buena: Se clasifica así a todo explosivo capaz de soportar por largo tiempo la acción del agua detenida.

· Regular: define a un explosivo que está en condiciones de ser usado en presencia de agua detenida, siempre que la tronada se efectúe inmediatamente después de ser cargado

· Deficiente: Sólo usar en tiros secos


Resistencia Externa: Es una característica que depende totalmente del grado de impermeabilidad y sellado del envase, existiendo siempre la posibilidad de que en el proceso de carguío se produzca un deterioro, y el explosivo resulte insensibilizado parcialmente por la penetración de agua, con serios riesgos que se origine un tiro quedado. Es por esto que se recomiendo utilizar explosivo sin resistencia interna, envasado en trozas de manga de polietileno sellado en sus extremos, sólo en tiros húmedos, pero si por las significativas ventajas económicas que se obtienen con cierta frecuencia, se decide cargar tiros de gran diámetro con bombas de 10 a 20 kgs., se tendrá que efectuar un cebado o emprimado múltiple, es decir bomba por medio, para asegurar la continuidad de la detonación a lo largo de todo el tiro.

Tolerancia a la presión: Establece la capacidad de un explosivo de soportar las presiones de una columna de agua subterránea, o del peso de la parte superior de la carga explosiva, sin sufrir alteraciones en su confinamiento. Para cuantificar esta propiedad, se deben efectuar una serie de pruebas, con muestras que han sido sometidas previamente a la acción de crecientes presiones hidrostáticas, mediante la inmersión en agua a profundidades cada vez mayores, o sometiéndolas dentro de un tubo plástico de alta resistencia, previamente sumergida en una pequeña porción de agua existente en el fondo, a la acción compresiva de varios niveles de intensidades de presión neumática, para establecer la máxima presión a la cual se consigue que la muestra detone.
La acción compresiva provoca un incremento de la densidad, y una pérdida creciente de la sensitividad del explosivo, que puede terminar en una falla de la detonación. Esto se hace más crítico en un clima frío y/o la utilización de cebos pequeños en cuyas condiciones pueden llegarse a producir fuertes reducciones en la energía liberada, bajo la acción de moderadas presiones hidrostáticas, en tronaduras de banqueo a cielo abierto, especialmente cuando se emplean Anfo pesado o slurry.

Gases: Denomínese así al conjunto de productos resultante de una tronadura, que comprende los gases inocuos de vapor de agua, Nitrógeno, Dióxido de carbono; algunos productos sólidos y l’líquidos y los gases tóxicos como el Monóxido de carbono y los Oxidos de Nitrógeno. Bajo la designación de clase, se pretende clasificarlos según su contenido de gases tóxicos, compuestos principalmente por monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno (NO y NO2). La emisión de gases nocivos, aun por parte de los explosivos bien balanceados, se debe a muchos factores entre los cuales se tiene un deficiente cebado, una inadecuada resistencia al agua, un diámetro de columna de carga demasiado pequeño o una prematura pérdida del confinamiento.
Su clasificación se efectúa mediante la medición de los gases nocivos que generan 200 grs. de explosivos en la bomba Bichel, considerando la siguiente pauta:

Clase 1: Menos de 0,16 pie3 de gases tóxicos/200grs. de explosivo
Clase 2: 0,16 a 0,33 pie3 de gases tóxicos/200 grs. de explosivo
Clase 3: 0,33 a 067 pie3 de gases tóxicos/200 grs. de explosivo.

Si bien es cierto que el dióxido de carbono estrictamente hablando no es un gas tóxico, en gran cantidad provoca la detención de los músculos involuntarios, paralizando el corazón y los pulmones y provocando la muerte. También puede producirse