Capítulo 10../

../

../PROPIEDADES DE LOS EXPLOSIVOS

../

../ 1. INTRODUCCION

Los explosivos convencionales y los agentes explo-sivos poseen propiedades diferenciadoras que los ca-racterizan y que se aprovechan para la correcta selec-

../ ción, atendiendo al tipo de voladura que se desea reali-zar y las condiciones en que se debe llevar a cabo.

Las propiedades de cada grupo de explosivos per-miten además predecir cuáles serán los resultados de

.../ fragmentación, desplazamiento y vibraciones másprobables.

Las características más importantes son: potencia yJ energíadesarrollada,velocidad de detonación, densi-

dad, presión de detonación, resistencia al agua y sen-sibilidad. Otras propiedades que afectan al empleo delos explosivos y que es preciso tener en cuenta son: los

../ humos, la resistencia a bajas y altas temperaturas, ladesensibilización por acciones externas, etc.

../

J

" 2. POTENCIA Y ENERGIA../

J

La potencia es, desde el punto de vista de aplicaciónindustrial, una de las propiedades más importantes,yaque define la energía disponible para producir efectosmecánicos.

Existen diferentes formas de expresar la potencia(Strength) de un explosivo. En las antiguas dinamitas(Straight dynamites) era el porcentaje de nitroglice-rina el parámetro de medida de la potencia. Boste-riormente, con la sustitución parcial de la nitroglice-rina por otras sustancias, y la realización de ensayoscomparativos de laboratorio, se pasó a hablar dePotencia Relativa por Peso (Relative WeightStrength) y Potencia Relativa por Volumen (RelativeBulk Strength). Así, es frecuente referir la potenciade un explosivo en tantos por ciento de otro que setoma como patrón, Goma pura, ANFO, etc., al cual sele asigna el valor 100.

Existen varios métodos prácticos para medir la po-tencia o la energía disponible de un explosivo, todosellos muy discutibles debido a las peculiaridades,quepresentan y a su repercusión en los resultados cuandose comparan con los rendimientos obtenidos en lasvoladuras.

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2.1. Método Traulz

Determina la capacidad de expansión que producela detonación de 10 g de explosivo en el interior de unbloque cilíndrico de plomo. Fig. 10.1. La diferenciaentre el volumen total obtenido y el volumen inicial de62 cm 3 da el valor Traulz real.

HUECO rNrCIAL62C

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I 1I II Il_J

I

MECHA

~DETONAooR

RETACAooDE ARENA

II I

EXPLOSIVO AENSAYAR, 10,.

EXPANSION ~HUECOINICIAL I "\ J,_~I

BLOQUE DE PLOMO DE20,20cm.

Figura 10.1. Ensayo Traulz.

Cuando se compara el volumen con el producidocon 7 g de ácido pícrico se obtiene el denominado«Indice Traulz». Si el explosivo de referencia es laGoma pura, la potencia se expresa en relación a lamisma como un porcentaje.

Como los explosivos más potentes tienden a dar unincremento de volumen mayor que el que correspondea su potencia real, el CERCHAR definió el Coeficientege Utilización Práctica «C.U.P.»que se basa en la com-paración de pesos de explosivos «C.x" que producenvolúmenes iguales al de una carga patrón de 10 ó 15g de ácido pícrico.

~

15C.U.P. = - x 100

C.x

2.2. Mortero Balístico

Consiste en comparar la propulsión de un morterode acero montado sobre un péndulo balística porefecto de los gases cuando se hace detonar una cargade 10g de explosivo. El ín~ice T.M.B. se calcula a partirde la ecuación: .

T.M.B. = 100 x 1 - cos a. 1 - cos ~

139

donde "CI"Y,,~» son los ángulos registrados en el retro-ceso del péndulo, correspondientes al explosivo a en-sayar y al explosivo patrón.

HilOS DELDETONADOR

I

CAMARA DE DETONACION

Figura 10.2. Mortero balística.

Los dos procedimientos descritos dan buenos re-sultados con los explosivos tipo dinamita, pero no sonaplicables a agentes explosivos, como el ANFO o loshidrogeles, debido a:

- El pequeño diámetro utilizado en el péndulo (20mm) y en el ensayo Traulz (25 mm), pues son infe-riores al diámetro crítico de e"sos explosivos.

- El retacado de 2 cm que se emplea en el ensayoTraulz es proyectado por los gases antes de queéstos efectúen un trabajo efectivo.

- En el mortero la carga se encuentra desacoplada.

"'"- y, sobre todo, esas pruebas sólo son1adecuadascuando los explosivos son sensibles a la iniciación'por detonadores y los tiempos de reacción sonpequeños.

2.3. Método de la Potencia Sísmica

Consiste en hacer detónar una carga de explosivo enun medio rocoso isótropo, y r.egistrar la perturbaciónsísmica producida a una distancia determinada.

Como explosivo patrón suele tomarse el ANFOy sesupone que la variación de las vibraciones es propor-cional a la energía del explosivo elevada a 2/3. Estemétodo se considera poco adecuado para medir laenergía disponible de un explosivo.

140

2.4. Método del Cráter

Se basa en la determinación de la Profundidad

Crítica y la Profundidad Optima, que son aquellas \

para las que una carga de explosivo rompe la roca ensuperficie y produce el cráter de mayor volumen res-pectivamente.

El principal inconveniente de este sistema se en-cuentra en la necesidad de realizar nu merosos ti ros y ladificultad de disponer de un banco de pruebas en rocahomogénea.

2.5. Método del Aplastamiento de un Cilindro

Define el Poder Rompedor de un explosivo, que estárelacionado con la capacidad de fragmentación de laroca, por medio del aplastamiento que produce unacarga sobre un molde cilíndrico de metal. Existen va-rios métodos, como son el de Kast y el de Hess, peroéste último es el más empleado.

DETONADOR ~ ~

EXPLOSIVOAENSAYAR~n100, U

~';~O,0¡OA,;~Rg ~Q

BLOQUE DE PLOMO A6Smm,40mmO ~U

JlII ,-~-, ::

- : :-~f'I 1 ~

100g 1 : I"~APLASTAMIENTO (~ml

".",., ,.",.., ».,.~~8

~~~~;P~:"s"~~~~ ~:~ESPESOR MINIMO

Figura 10.3. Ensayo Hess.

Este ensayo refleja bien la energía de la onda detensión que está ligada a la presión de detonación.

2.6. Método de la placa

Sobre una placa de acero o aluminio se detona unacarga cilíndrica de explosivo. La deformación que pro-duce da una medida cuantitativa de la energía de la

Foto 10.1. Ensayo sobre placa.

~

detonación. Los resultados de esta prueba están so-metidos a amplias variaciones si no se mantiene la

J geometría de la carga de explosivo, el punto y el sis-tema de iniciación, y además están sesgados favora-blemente hacia los explosivos con una mayor energíade la onda de choque.

J

2.7. Medida de energía bajo el agua~

Esta técnica de cuantificación de la energía desarro-llada por el explosivo fue sugerida por Cole hace más

J de 30 años, y se caracteriza por ser una de las máscompletas al permitir efectuar pruebas con unas geo-metrías de las cargas semejantes a las introducidas enlos barrenos y llegar a determinar por separado la

J energía vinculada a la onda de choque, que a partir deahora llamaremos Energía de Tensión-ET, y la ener-gía de los gases de detonación, también llamada

J Energía de Burbuja-EB, así como la posibilidad deevaluar la influencia del sistema de iniciación en laenergía desarrollada por un explosivo.

J

../

E,pIO"vo

,,'2'BU'bu)a:mr" ,, ,, ,, ,, 1, 1

1 1I 11 1, '1 1

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J

Pul,a delp,e"60 1

1,,1II1j

I

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'" Pul,a debU',buja

T'EMPO

J

TRIGGERCARGA DEEXPLOSIVO

./

CABLESOPORTE

\J NIVEL DE AGUA

./ ;'0[11811"'"1"I"""'"'~"'-

Figura 10.4. Voladuras subacuáticas para la determinaciónde la energía de un explosivo.../

./De acuerdo con Blanc (1984), si «Ph(t)" es la p~sión

de la onda de choque hidráulica y «te" el primer seudo-período de oscilación de la burbuja formada por losgases después de la detonación, se tiene:

../4 rcDS1

St1

ET =-x Ph(t) x dtPo x VH

ti1

EB = K x[ ::: r--xte3 (Fórmula de Willis)

../

../

donde:

../DS

Po= Distancia de la carga al captador de presión.- Masa volumétrica del agua.

../

VH = Celeridad de la onda de choque en el agua.t¡, t1 = Intervalo de integración.K = Constante.Ph = Presión total a la que se encuentra la

carga sumergida (Hidrostática + Atmosfé-rica).

Este método es muy útil para comparar los rendi-mientos de explosivos similares bajo las mismas con-diciones de ensayo. Actualmente, es el procedimientomás empleado para evaluar la energía de los explosi-vos, pues salvo la componente de Energía Térmica elresto quedan fielmente cuantificadas.

2.8. Fórmulas Empíricas

1. La fórmula sueca propuesta para determinar laPotencia Relativa en Peso "PRP" de un explosivoes:

5 O. 1 VGPRP = -x-+-x-6 00 6 VGo

donde:

00 - Calor de explosión de 1 kg de explosivoLFB (5 MJ/kg) en condiciones normales depresión y temperatura.

Calor de explosión de 1 kg del explosivo aemplear.

Volumen de los gases liberados por 1 kgde explosivo LFB (0,85 m3/kg).

VG - Volumen de los gases liberados por el ex-plosivo a emplear.

O.

VGo=

Como en algunas ocasiones la potencia se re-fiere al ANFO, primero puede calcularse la poten-cia con respecto al explosivo patrón LFB y el va-lor obtenido dividirse por 0,84 que es la potenciarelativa del ANFO con respecto a dicho explosivo.El ANFO tiene unos valores de «O." y "VG" de3,92 MJ/kg y 0,973 m3/kg respectivamente.

2. Paddock (1987) sugiere comparar los explosivosmediante el denominado Factor de Potencia, de-finido por

FP = PAPx x VD x P.donde:

PAPx = Potencia Absoluta en Peso del(x) (cal/g).

VD = Velocidad de detonación (m/s).

- Densidad de explosivo (g/cm3).

explosivo

P.

Si se toma el ANFO como explosivo patrón, secumplirá:

PAP ANFO= 890 cal/g

PAVANFO= PAP ANFO X P. = 890 x 0,82 = 730 cal/cm 3

141

PRPxPAPx

PAP ANFO

3. Otra expresión empleada para calcular la Poten-cia Relativa en Peso es

PRP = (Pe X VDz )1/3

Po x VD/ -

donde:

Pe = Densidad del explosivo (g/cm 3).

VD = Velocidad de detonación (mis):

Po Y VDo se refieren al explosivo patrón.

3. VELOCIDAD DE DETONACION

Es la velocidad a la que la onda de detonación sepropaga a través del explosivo y, por lo tanto, es elparámetro que define el ritmo de liberación de energía.

Los factores que afectan a la "VD" son: la densidadde la carga, el diámetro, el confinamiento, la iniciaciónyel envejecimiento del explosivo. Para los tres prime-ros, conforme aumentan dichos parámetros las "VD"resultantes crecen significativamente. Fig. 10.5.

7,5íii"E~

zQ 6U<1Zor-w04,5Woo<1oUo 3...1W>

PENTOLlTA

GELATINA 60%

SEMIGELATINA 40 %

HIDROGEL

ANFO

<1'

1,5 25 50-~IOO - 125--150 175 200 225 -250DIAMETRO DE CARGA(mm)

.ff/'Figura 10.5. Influencia del diámetro de la' carga sobre la"

velocidad de detonación (Ash, 1977).

En cuanto a la iniciación, si no es lo suficiente-

mente enérgica puede hacer que el régimen de deto-nación comience con una velocidad baja, y con res~pecto al envejecimiento, éste hace que la "VD" tam-bién disminuya al reducirse el número y volumen de lasburbujas de aire, sobre todo en los explosivos gelati-nosos, ya que son generadores de puntos calientes.

Existen diversos métodos de medida de la ,<VD",entre los que destacan:

- Método D'Autriche.- Kodewimetro.

- Cronógrafo.

142

"-3.1. Método D'Autriche

Se basa en comparar la "VD" del explosivo con lavelocidad ya conocida de un cordón detonante. Se "-coge un cordón con una longitud determinada y semarca el punto medio del mismo, que se hace coin-cidir con una señal efectuada sobre una plancha de "-plomo en la cual se apoya, y a continuación, se in-sertan los extremos del cordón dentro del explosivoa una distancia prefijada "d". La carga de explosivo, "-que puede estar alojada en un tubo metálico, se ini-cia en uno de los lados con un detonador. Como laonda de choque energ¡3tiza a su vez en instantes di-ferentes a los extremos del cordón, la colisión de las "-ondas 1 y 2 tiene lugar sobre la plancha a una dis-tancia "a" del punto medio del cordón. Así pues, la"VD.', del explosivo se determinará a partir de:

VD - VDc x de--2a "-

;- di DETONADOR

ITUBO DE LATaN CONEL EXPLOSIVO --

ONDA 2 -.f . '" ~ ONDA 1

PLANCHA DE PLOMO I IMARCA (PUNTO MEDIO DEL CaRDaN)

PUNTO DE ENCUENTRO

,- ~:",: ,:&-/ . 1

MARCA~

Figura 10.6. Método D'Autriche.

3.2. Kodewimetro

Se basa en la variación de la resistencia de un cablesonda que atraviesa axialmente una columna de ex-plosivo. Por medio de un equipo, denominado Kode-wimetro, conectado a un osciloscopio se mide la varia-ción de tensión que es proporcional a la resistencia, almantener en el circuito una intensidad de corrienteconstante. Alavanzar la onda de detonación a lo largodel explosivo, la resistencia eléctrica disminuye de-terminándose la "VD" a partir de la tensión a la cual esproporcional.

3.3. Cronógrafo

Con dos sensores introducidos en el explosivo ycolocados a una distancia determinada, puede calcu-larse la "VD»sin más que medirel tiempo de activaciónde cada sensor. En la actualidad, existen instrumentos

UNIDAD DE REGISTO

Y lECfURA

/

/I

ESCALA DE

MEDiDA

Foto 10.2. Medida de la velocidad de detonación con cronó-grafo (Kontinitro A.G.).

que son capaces de dar la "VD» directamente y conuna elevada precisión. Los sensores pueden ser eléc-tricos, o más modernamente de fibra óptica.

4. DENSIDAD

La densidad de la mayoría de los explosivos variaentre 0,8 y 1,6 g/cm3, y al igual que .con la velocidadde detonación cuanto mayor es, más intenso es elefecto rompedor que proporciona.

En los agentes explosivos la densidad puede ser unfactor crítico, pues si es muy baja se vuelven sensiblesal cordón detonante que los comienza a iniciar antesde la detonación del multiplicador o cebo, o de locontrario, si es muy alta, pueden hacerse insensibles yno detonar. Esa densidad límite es la denorrrrnadaDensidad de Muerte, que se definirá más adelante.

La densiqad de un explosivo es un factor importantepara el cálculo de la cantidad de carga necesaria parauna voladura. Por regla general, en el fondo de losbarrenps, que es donde se necesita mayor concentra-ción de energía para el arranque de la roca, se utilizanexplosivos más densos, como son los gelatinosos ehidrogeles, mientras que en las cargas de columna serequieren explosivos menos densos; como son los pul-verulentos y los de base ANFO.

La concentración lineal de carga «q¡» en un ba-rreno de diámetro "D» y una densidad "P.», se cal-cula a partir de:

q¡ (kg/m) = 7,854 x 10-4 X P. X D2

donde:

P. = Densidad del explosivo (g/cm 3).

D = Diámetro de carga (mm).

Cuando los barrenos tienen una gran longitud, unfenómeno que suele estar presente es la variación de ladensidad del explosivo a lo largo de la co]umna delmismo, como consecuencia de la presión hidrostática.En la Figura 10.7. se representan las curvas correspon-dientes a la densidad en el fondo del barreno y la den-sidad media de toda la columna, en función de su altu-ra, para una emulsión con una densidad de encartucha-do de 1,02 g/cm3y una densidad básica de 1,35 g/cm3,cargada en barrenos de 250 mm de diámetro.

~ 1,40'1'" ,E Ia,1,35:~ I

o« 1,30o1i5 ,

as 1,251o I

DENSIDAD EN ELFONDO DEL BARRENO -"" ------....-

".."",..

",,""././/

II

I

1,20

1,15

1,05

1,00o 5 10 15 20 25 30 35 40

LONGITUD DE COLUMNA (m)

Fig. 10.7. Curvas de densidad de una emulsión en función dela profundidad de los barrenos en condiciones secas.

5. PRESION DE DETONACION

La presión de detonación de un explosivo es funciónde la densidad y del cuadrado de la velocidad de deto-nación. Se mide en el plano C-J de la onda de detona-ción cuando se propaga a través de la columna deexplosivo, como ya se ha indicado.Aunque la presión de detonación de un explosivo

depende, además de la densidad y de la "VD», de losingredientes de que esté compuesto, una fórmula quepermite estimar dicho parámetro es: !

VD2PD = 432 x 10-6 X P. x

1 + 0,8 x P.

donde:

PD = Presión de detonación (Mpa).

P. = Densidad del explosivo (g/cm 3).

VD = Velocidad de detonación (m/s).

143

Los explosivos comerciales tienen una «PD» quevaría entre 500 y 1,500 MPa. Géneralmente, en rocasduras y competentes la fragmentación se efectúa másfácilmente con explosivos de alta presión de detona-ción, debido a la directa relación que existe entre estavariable y los mecanismos de rotura de la roca.

6. ESTABILIDAD

Los explosivos deben ser químicamente estables yno descomponerse en condiciones ambientales nor-males. Un método de probar la estabilidad es mediantela prueba Abel, que consiste en el calentamiento deuna muestra durante un tiempo determinado y a unatemperatura específica, observando el momento enque se inicia su descomposición. Por ejemplo, la nitro-glicerina a 80°C tarda 20 minutos en descomponerse.

La estabilidad de los explosivos es una de las pro-piedades que está relacionada con el tiempo máximode almacenamiento de dichas sustancias para que és-tas no se vean mermadas en los efectos desarrolladosen las voladuras.

7. RESISTENCIA AL AGUA

Es la capacidad para resistir una prolongada exposi-ción al ag ua si n perder sus características. Varía deacuerdo con la composición del explosivo y general-mente está vinculada a la proporción de nitroglicerinao aditivos especiales que contengan, así las gomas, loshidrogeles y las emulsiones son muy resistentes alagua. Las sales oxidantes, como el nitrato amónico enel ANFO, disminuyen intensamente la resistencia alagua pues son muy higroscópicas.

La escala de clasificación generalmente aceptada vadesde: Nula, Limitada, Buena, Muy Buena y Excelente.En la primera, el explosivo no tiene ninguna resistenciaal agua, mientras que la última, garantiza una exposi-ción superior a 12 horas.

Foto 10.3. Resistencia al agua.

144

8. SENSIBILIDAD

Esta característica engloba varios significados de-pendiendo del tipo de acción exterior que se produzcasobre el explosivo.

- Acción controlada. La sensibilidad aquí es equiva-lente a la aptitud a la detonación por un iniciador(e.g. un detonador).

- Acción incontrolada. La sensibilidad es una me-

dida de la facilidad con la que un explosivo puedeser detonado por calor, fricción, impacto o choque.

8.1. Sensibilidad a la iniciación

Los explosivos deben ser suficientemente sensiblespara ser detonados por un iniciador adecuado. Estacapacidad varía según el tipo de producto, así porejemplo, para la mayoría de los explosivos gelatinososse emplean detonadores, mientras que los agentes ex-plosivos requieren en general de un multiplicador ocartucho cebo de mayor presión y velocidad de deto-nación.

El ensayo de sensibilidad a la iniciaciónse realizasobre una placa de plomo en la que se deposita uncartucho de explosivo con unas dimensiones determi-nadas ycon diferentesdisparosse determina la poten-cia mínima del detonador que se precisa. Una clasifi-cación que se emplea es la siguiente: Explosivos sen-sibles al detonador n° 8 (Cap sensitives) y los no sensi-bles al detonador n° 8 (Non cap sensitives). El citadodetonador, que es el más utilizado, tiene una carga de2 g mezcla de fulminato de mercurio (80%) y cloratopotásico (20%) o una carga de pentrita prensada equi-valente.

8.2. Sensibilidad al choque y a la fricción

Algunos explosivos pueden detonar por efecto deestímulos subsónicos, tales como: choques o fricción.Por seguridad es importante conocer su grado de sen-sibilidad frente a estas acciones, especialmente du-rante su manipulación y transporte.

El ensayo de resistencia al choque suele realizarsecon un martillo de caída (Kast),que consiste en colocarsobre un yunque una muestra de explosivo, general-mente de 0,1 g, sobre la que se deja caer un peso deacero de 0,5 a 10 kg, desde diferentes alturas, paraobservar si explosiona o no.

A título de ejemplo, con un martillo de 2 kg, el fulmi-nato de mercurio detona con una altura de caída de 1 a2 cm, la nitroglicerina con 4 a 5 cm, la dinamita con 15 a30 cm, y los explosivos amoniacales con caídas de 40 a50 cm.

El ensayo de fricción más utilizado es el de JuliusPeter, en el cual se somete a un explosivo a un procesode rozamiento entre dos superficies de porcelana sinbarnizar sobre las que se ejercen diferentes presiones.Tras la prueba se puede apreciar si ha existido carbo-nización, deflagración o explosión. Los resultados seexpresan en kg, que corresponde a la presión con la

~que actúa el punzón de porcelana sobre la plaquita en

~. la que se deposita el explosivo.~

8.3. Sensibilidad al calorJ

Los explosivos al ser calentados de forma gradualllegan a una temperatura en que se descomponen re-

-./ pentinamente con desprendimientos de gases, au-mentando poco a poco hasta que al final se produce

- . una deflagración o bien una pequeña explosión. Aesa-" temperatura se la denomina «punto de ignición».

En la pólvora varía entre 3000y 350°CYen los explo-sivos industriales entre 180°y 230°C.

Esta característica es diferente de la sensibilidad al-J fuego, que indica su facilidad de inflamación. Así, la

pólvora a pesar de su buen grado de sensibilidad alcalor es muy inflamable, explosionando hasta con una

-../ chispa, lo mismo que la nitrocelulosa.

-./8.4. Diámetro crítico

Las cargas de explosivo con forma cilíndrica tienen--./ un diámetro por debajo del cual la onda de detonación

no se propaga o si lo hace es con una velocidad muypor debajo a la de régimen, a dicha dimensión se la

--./ denomina «Diámetro crítico».Los principales factores que influyen en el diámetro

crítico de un explosivo son: el tamaño de las partículas,-../ la reactividad de sus constituyentes, la densidad y el

confinamiento de los mismos.

,_/

9. TRANSMISION DE LA DETONACION--./

Latransmisión por «simpatía» es el fenómeno que seproduce cuando un cartucho al detonar induce en otro

/ próximo su explosión.Una buena transmisión dentro de los barrenos es la

garantía para conseguir la completa detonación de las--./ columnas de explosivo. Pero cuando esos barrenos se

hallan próximos o las cargas dentro de ellos se diseñanespaciadas, se puede producir la detonación por sim-

.J patía por medio de la transmisión de la onda de te'nsióna través de la roca, por la presencia de aguas subterrá-neas y discontinuidades estructurales o por la propia

--./

\ \

~crs \,om\:3 o:=s ~

\12 cm \

~ O=s=8=:=J--./

.J

JFigura 10.8. Ensayo de transmisión por simpatía,

-'

presión del material inerte de los retacados interme-dios sobre las cargas adyacentes. En todos estos casoslos resultados de frag mentación y vibraciones se veránperjudicados seriamente.

Uno de los métodos para medir la capacidad o apti-tud de la propagación por simpatía, también definidocomo «Coeficiente de Autoexcitación», consiste endeterminar la distancia máxima a la que un cartuchocebado hace explotar a otro cartucho receptor sincebar, estando ambos dispuestos en línea según sueje y apoyados bien sobre una superficie de tierra ometálica, o incluso, dentro de tubos de diferentesmateriales o al aire.

En la mayoría de los explosivos industriales las dis-tancias máximas hasta las que se produce la detona-ción por simpatía están entre 2 y 8 veces su diámetro,dependiendo del tipo de explosivo. Las medidas de losCoeficientes de Autoexcitación pueden efectuarse deforma Directa o Inversa, aunque en este último casosólo se transmite aproximadamente el 50% de la ener-gía que da la Directa.

Los factores que modifican los resultados de estaspruebas son: el envejecimiento, el calibre de los cartu-chos y el sistema utilizado para hacer la prueba,

En cuanto a la transmisión de la detonación entrecargas cilíndricas con barreras inertes, se ha investi-gado poco desde el punto de vista práctico, pues lamayor parte de las experiencias se han llevado a cabointerponiendo entre la carga cebo y la receptora mate-riales homogéneos sólidos o líquidos, pero no mate-riales granulares como los que se emplean en los reta-cados intermedios, grava de trituración, arena o detri-tus de perforación.

10. DESENSIBILlZACION

En muchos explosivos industriales, se ha observadoque la sensibilidad disminuye al aumentar la densidadpor encima de un determinado valor. Este fenómeno,es más acusado en aquellas composiciones o agentesexplosivos que no contienen sustancias como el TNT,la Nitroglicerina, etc,

Para los hidrogeles y las mezclas tipo ANFO la varia-ción de sensibilidad con la densidad es mucho mayorque para los explosivos gelatinosos,

Ej) la Fig. 10.9, se observa la influencia de la densi-dad del ANFO sobre la «VD». Por encima de valores de1,1 g/cm 3 lavelocidad cae drásticamente, por lo que alas densidades y a las presiones que producen esosniveles de confinamiento se las denominan como«Densidades y Presiones de Muerte»,

La desensibilización puede estar producida por:

- Presiones hidrostáticas y- Presiones dinámicas.

El primer caso sólo se suele presentar en barrenosmuy profundos y no es por esto muy frecuente.

En la desensibilización dinámica pueden distin-guirse a su vez tres situaciones:

145

2d . d \\ \

,0"\ \)0"\ \) ;--J "\) 0"\ ")

INVERSA DIRECTA

VALORES REALES-- VALORES TEORICOS QUE SE

6.000r OBTENDRIAN EN LA PRACTICACON CARGAS DE GRAN /DIAMETRO

~// REACCION DEBILRENDIMIENTO Y

~ PRESIONES BAJAS/

5.400

~.::: 4.800E2Q 4.200u«2Ot;j 3.600o

INTERVALO DE DEN-SIDADES PARA REN-DIMIENTO OPTIMO

woo 3.000«ouO 2.400-'w>

1.800

1.200

02 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 -1.4

DENSIDAD (gm ¡cm')

Figura 10.9. Velocidad de detonación del ANFO en funciónde la densidad.

10.1. Desensibilización por cordón detonante

Los cordones detonantes de medio gramaje no ini-cian correctamente a los hidrogeles y emulsiones eincluso pueden llegar a hacerlos insensibles a otrossistemas de cebado.

La explicación para los diferentes tipos de explosi-vos no es siempre la misma:

- Para el ANFO,el cordón detonante, según su po-tencia, lo inicia parcialmente o no crea más que unrégimen de detonación débil.

- En los hidrogeles, los cordones son insuficientespara crear una onda de detonación estable com-primiendo las burbujas generatrices de «puntoscalientes» haciéndolas insensibles a los efectos deun multiplicador o una onda de choque posterior.

- En las emulsiones, los cordones poco potentespueden romper las estructura de composición pre-.vista para aportar al explosivo su sensibilidad páraun cebado posterior.

ifTodos estos fenómenos dependen en gran medida"

del diámetro de la carga.

10.2. Desensibilización por efecto canal

Si una columna de explosivo encartuchado se intro-duce en un barreno de mayor diámetro, la detonaciónde la carga va acompañada por un flujo de gases que seexpanden por el espacio anular vacío comprimiendo alaire. El aire a alta presión ejerce una presión lateralsobre el explosivo, por delante del frente de detona-ción, resultando un aumento de la densidad y por con-siguiente una desensibilización del mismo que puedeprovocar una caída de la velocidad de detonación.

146

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Figura 10.10. Efecto canal producido sobre un cartucho de ex-plosivo dentro de un barreno de mayor diámetro. '-----

'-----10.3. Presión ejercida por cargas adyacentes

La desensibilización originada por la detonación decargas adyacentes puede ser debida al: '--

- Paso a través de la carga de la onda de choquegenerada por otras adyacentes.

- Deformación lateral del barreno y consiguiente es-trechamiento de la carga debido al movimiento dela roca o agua subterránea.

- Compresión de la carga por empuje del material deretacado intermedio y

Por infiltración de los gases de explosión a través ',--de fisuras o fracturas abiertas en el macizo.

'-----

',--

"'-

11. RESISTENCIAS A LAS BAJAS TEM-PERATURAS .---

Cuando la temperatura ambiente se encuentre pordebajo de los BOC,los explosivos que contienen nitro- '--glicerina tienden a congelarse, por lo que se sueleañadir una cierta cantidad de nitroglicol que hace bajarel punto de congelación a unos -20°C. '--

----12. HUMOS

La detonación de todo explosivo comercial produce ',,-

vapor de agua, nitrógeno, dióxido de carbono, yeven-tualmente, sólidos y líquidos. Entre los gases inocuoscitados existe siempre cierto porcentaje de gases tóxi- '--cos como el monóxido de carbono y los óxidos denitrógeno. Al conjunto de todos esos productos resul-tantes se le designa por «humos».

De acuerdo con la proporción de los gases nocivos,se ha establecido una escala de clasificación por gradode toxicidad para la exposiCión de los operadores des-pués de las voladuras. "-

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-/TABLA 10.1. CLASES DE HUMOS (INSTITUTE

OF MAKERS OF EXPLOSIVES. EE.UU.)

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J Estas cifras se refieren a los gases producidos por eldisparo de una carga de 200 g de explosivo, con su

- envoltura de papel, en la denominada «Bomba Bichel»..J

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-/ BIBLlOGRAFIA

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Según esa clasificación los explosivos de primera ca-tegoría pueden ser empleados en cualquier labor sub-terránea, los de segunda sólo en las que se garanticebuena ventilación y los de tercera SÓlO en superficie.

Los agentes explosivos como el ANFO son más tóxi-cos que las dinamitas, pues generan mayor proporciónde óxidos de nitrógeno. De acuerdo con algunas in-vestigaciones, la toxicidad del NOz puede llegar a serhasta 6,5 veces mayor que la del CO para una concen-tración molar dada.

En España, las concentraciones límites de gases enlabores subterráneas que son admisibles, en períodosde ocho horas o tiempos más cortos, están especifica-das en la Instrucción Técnica Complementaria:04.7.02.

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147

VOLUMEN DE GASES NOCIVOSCATEGORIA, (CO-NOz)-dm3

1.a O - 4,532.a 4,53 - 9,343.a 9,34 - 18,96