Explosivos Industriales
Explosivos Industriales
Explosivos Industriales
Luego de muchas décadas de investigación, se logró establecer el razonamiento lógico por el cual
un explosivo fractura una roca mejor que otro. Este razonamiento tiene su base en las
propiedades del explosivo, que dependen de su composición química y densidad. Pero, mientras
la energía específica del explosivo es un factor controlable, la efectividad del mismo depende de
muchos factores. Por ejemplo, una mezcla granular de TNT y nitrato de amonio con una densidad
de 1,00 gr/cc y una energía específica de 870 Kcal/kg, desarrolla una presión de detonación de
32K-bar. La misma mezcla con agua tiene una densidad de 1,41 gr/cc y una energía específica de
900 Kcal/kg y desarrolla una presión de detonación de 50 K-bar
Mientras la experimentación es necesaria para encontrar el mejor explosivo para cada tipo de roca,
puede ser determinado también si las propiedades físicas de la masa rocosa se conocen. A
continuación se mencionan algunas de las diferentes aplicaciones que en la industria se da a los
explosivos:
Prospección
Exploración
Desarrollo
Producción
Se consume una gran cantidad de explosivos para las voladuras de material y su fragmentación, lo
cual permite una mejor manipulación y transporte.
Moldeo de metales: Se han desarrollado algunos métodos para moldear metales por medio del
uso de explosivos, empleando métodos adecuados y teniendo una regular experiencia, se ha
logrado, por medio de la detonación de cargas explosivas, producir diseños de moldeo en placas
metálicas previamente proyectado.
En la actualidad, la fabricación de explosivos de uso industrial presenta tres grandes grupos, los
cuales abarcan toda la gama de explosivos que se utilizan en la misma: ANFO, Acuageles y
Dinamitas.
Estos explosivos, denominados como “industriales” debido a que son los de uso común en la
industria minera y de la construcción, tienen un comportamiento variable en sus propiedades, de
acuerdo al incremento o disminución de algunos de los ingredientes que los componen.
ANFO
El ANFO, explosivo cuyo nombre es el producto de la unión de las siglas en inglés de sus
componentes: Amonium Nitrate + Fuel Oil, es una mezcla oxigeno - balanceada, de libre
escurrimiento a granel, con una composición de 94% de nitrato de amonio en forma de prill, y 6%
de fuel oil (gasoil). Este producto representa, aproximadamente, el 80% del mercado de
explosivos comerciales a escala mundial, debido a su bajo costo y seguridad en su utilización y
manejo.
Desde su introducción, a mediados de los años 50, el ANFO ha encontrado un extenso uso en una
gran variedad de trabajos de voladuras, tales como: minería de superficie, canteras y construcción.
Sus limitaciones, tales como su baja densidad y poca resistencia a la humedad, deben ser
consideradas antes de ser utilizado en cualquier trabajo de voladuras. Otros productos ANFO,
utilizados en mucha menor cuantía y solo para trabajos muy específicos, lo constituyen variaciones
de la fórmula original, como por ejemplo:
Nitrato de amonio para voladuras: La producción de nitrato de amonio en forma de prill (o pella),
es un proceso de múltiples etapas que comienza con una mezcla de gas natural y aire, finalizando
con el rociado de una solución de nitrato de amonio concentrado desde la parte superior de una
torre de peletización. En el transcurso de la caída de unos 30 a 60 metros, las gotas de nitrato de
amonio se solidifican en partículas de forma esférica; estas partículas o prills son enfriadas,
secadas y cubiertas con un agente protector, que le confiere mayor resistencia a la rotura, antes de
ser empacado.
Velocidad de detonación: La velocidad de detonación del ANFO a granel depende del diámetro
del barreno y el grado de confinamiento. La velocidad de detonación del ANFO se incrementa, en
la medida que se incrementa el diámetro del barreno.
Densidad: La densidad a granel depende del tamaño y densidad del prill utilizado en la mezcla,
estando, generalmente, entre 0,78 y 0,85 gr/cc. La carga neumática puede incrementar esta
densidad hasta 1,10 gr/cc por la rotura de los prills y lo apretado de la carga en el hueco por efecto
de la presión neumática del equipo; para densidades mayores a 1,20 gr/cc, el ANFO puede no
detonar o hacerlo de manera ineficiente.
Iniciado: Para la iniciación del ANFO se requiere un explosivo de alta energía, la presión de
detonación del iniciador o "booster" debe ser más elevada que la del ANFO. La eficiencia del
iniciador se incrementa en la medida que su diámetro se aproxime al diámetro del barreno.
Algunas teorías proponen que para lograr una velocidad superior a la velocidad hidrodinámica del
ANFO, aprovechando la energía suministrada por el iniciador (sobre todo en barrenos de gran
diámetro), éstos deben colocarse, dentro del barreno, a una distancia entre ellos, aproximada a 3
veces el diámetro del barreno.
Por otro lado, para su uso en minería subterránea, debe haber un estricto control de este
porcentaje, debido a que con proporciones menores al 6% se incrementa la cantidad de óxidos de
nitrógeno y mayores al 6% incrementan la cantidad de monóxido de carbono.
Resistencia al agua: El nitrato de amonio, como toda sal, es fácilmente disuelto por el agua, por
tal motivo no debe ser utilizado a granel en barrenos húmedos o con presencia de agua, en tales
casos se recomienda el uso de los acuageles o el ANFO empacado en envases herméticos.
DINAMITAS
Las dinamitas granulares amoniacales son productos en el cual la fuente primaria de energía es
derivada de la reacción de nitrato de amonio y nitrato de sodio con varios combustibles. La
nitroglicerina contribuye a la energía del explosivo de una manera compartida mediante la reacción
completa de la mezcla de nitratos y combustibles.
Dinamitas gelatinas: Estos productos tienen una base resistente al agua, compuesta por una
mezcla gelatinizada de nitroglicerina y nitrocelulosa. Este gel es insoluble en agua y tiende a
proteger a los otros ingredientes participantes de la mezcla, formando una pasta cohesiva y con
textura parecida al plástico, reaccionando con una velocidad de detonación en confinamiento de
alrededor de 4.000 m/s.
La gelatina regular (sin nitrato de amonio) tiene alta resistencia al agua y alta densidad, tiene
consistencia plástica, y muy buenas condiciones para el almacenamiento. Las gelatinas presentan
una gama de productos que van desde velocidades de reacción de 4.000 a 7.000 m/s, su
utilización se restringe a voladuras de rocas muy duras o resistentes.
Las gelatinas amoniacales difieren de la dinamita gelatina regular en que una porción de la energía
es obtenida del nitrato de amonio. Las gelatinas amoniacales son menos costosas que las
regulares pero tienen una menor resistencia al agua, una muy baja proporción de emisión de gases
tóxicos y sus características de almacenamiento son pobres. La dinamita más común es la
designada como 40% y es utilizada en voladuras de rocas blandas y medianamente duras.
Las de mayor utilización en todas las operaciones mineras son las del tipo Venagel 60%.
ACUAGELES (SLURRIES)
El éxito de los slurries en las voladuras como sustituto del ANFO, llevó a desarrollar una serie de
programas de investigación (que muchos fabricantes hicieron por separado) orientados a la
utilización de los mismos en voladuras de menor diámetro, con el propósito de sustituir a la
dinamita con un producto de menor costo, mas seguro y con un mejor comportamiento.
A continuación, veamos algunas de las características más importantes de los slurries:
Seguridad: Productos menos sensibles que la dinamita a una iniciación accidental producto
de un choque o fuego, aunque en muchas de las mezclas sean sensibles a la detonación de un
detonador corriente.
Excelente fragmentación