rock blasting 5

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Chapter V

Formulación de las MEC

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Balance de Oxigeno.

La mayoría de las MEC son formuladas para tener aproximadamente un balance de oxigeno OB ≈ 0, esto es que los elementos constituyentes principales tales como:

H, N, O y C en la MEC deben estar en la proporción de tal manera que en los gases resultantes de la detonación todo el O2 reacciona para formar H2O, el N combinado reacciona para formar nitrógeno molecular N2 y el carbón reacciona para formar CO2.

Si hubiera suficiente oxigeno O2 presente en la MEC para formar H2O y CO2, entonces se dice que la MEC esta balanceada en oxigeno. SI hubiera una deficiencia se dice que el OB es negativo y si hubiera un exceso se dice que el OB es positivo

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)1(02 220 OHCOOOB

Cuando una MEC balanceada no contiene otros elementos con afinidad por oxigeno el balance de oxigeno = 0 puede ser expresado matemáticamente como sigue:

En la ecuación anterior O0 es el numero de átomos gramos de estos elementos (normalmente 100g) de MEC, y el H2O y CO2 son moles producidos por unidad de peso de la MEC.

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)2(21

2 000 HCOOB

Se debe expresar que en una forma mas general para cualquier MEC conteniendo C, H, N y O, la ecuación (1) puede ser expresada de la siguiente manera:

Donde:

O0, C0 y H0 representan el numero de átomos gramos de estos elementos por peso unitario de la MEC.

O0 es corregido con la cantidad combinada con elementos para formar productos sólidos, tales como: CaO y Na2O, cuando tales elementos estan presentes.

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3NH4NO3 + CH2 → 3N2 + H2O +CO2 + Q3 KCal/Mole.

Por ejemplo: Considerar AN/FO con un balance = 0

1. Ecuación balanceada del AN/FO:

N2: 28H4: 4O3: 48

80

C: 12

H2: 2

14

3 x 80 = 240

6

FO: 14 x 100 % FO = 5.6 % FO 6% 254

AN: 240 x 100 % AN = 94.4 % AN 94% 254

Entonces la MEC es como sigue:

Entonces el AN/FO para ser usado en el campo debe estar en la proporción de: AN/FO = 94/6 por peso.

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)3(3 RP HHQ

La energía producida por la detonación del AN/FO puede ser calculada usando la siguiente expresión matemática:

Donde:

Q3 = Calor de explosión en Kcal/Kg.

HP = Calor de formación de los productos

HR = Calor de formación de los reactantes.

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AN = 98% / FO = 2%AN = 98% / FO = 2%OB = OO – 2CO – 1/2HO

NH4NO3

1 mol AN 4 atgr HHO = 98 gr. AN x x = 4.900000 80 gr. AN 1 mol AN

1 mol AN 2 atgr NNO = 98 gr. AN x x = 2.450000 80 gr. AN 1 mol AN

1 mol AN 3 atgr OOO = 98 gr. AN x x = 3.675000 80 gr. AN 1 mol AN

BALANCE DE OXIGENO EN EL AN/FOBALANCE DE OXIGENO EN EL AN/FO

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CH2

1 mol FO 1 atgr CCO = 2 gr. FO x x = 0.142857 14 gr. FO 1 mol FO

1 mol FO 2 atgr HHO = 2 gr. FO x x = 0.285714 14 gr. FO 1 mol FO

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Ingredientes PM % CO HO NO OO

AN NH4NO3

FO CH2

80.114.0

98.02.0

-0.142857

4.9000000.285714

2.450000-

3.675000-

At . gr / 100 gr.0.142857 5.185714 2.450000 3.675000

Σ x 10 Kg 1.428570 51.85714 24.50000 36.75000

OB = OO – 2CO – 1/2HO

OB = 36.75000– 2(1.428570) – ½(51.85714)

OB = 7.96429 at-gr/Kg.OB = 7.96429 at-gr/Kg.

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Calculo del calor de Explosión QCalculo del calor de Explosión Q33

9NH9NH44NONO

33 + CH + CH22 19 H 19 H

22O + O + CO2 + 6N2 +CO2 + 6N2 + 6NO+ Q Q33

QQ33 = H = HPP – H – H

rr

Datos:HP => H2O = 57.8 Kcal/mol

N2 = 0.00 Kcal/mol CO2 = 94.05 Kcal/mol

NO = 26.4 Kcal/mol Hr => AN = 87.2 Kcal/mol

FO = 7.0 Kcal/mol

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Q3 = [19(57.8)+ 94.05+6(26.4)+6(57.8)] – [ 9(87.2) + 1(7.0)]

Q3 = (1098.2+94.05+158.4+346.8)-(784.8+7)

Q3 =1697.45-791.8

QQ33 = 791.8 Kcal/Kg. = 791.8 Kcal/Kg.

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Se determina que a través del cálculo del balance de oxigeno, el agente de voladura AN/FO no cumple con los porcentajes adecuados, ya que lo calculado excede de los limites permisibles, y por lo tanto dicho agente de voladura no es el adecuado, ya que en el momento de detonación liberara gases nocivos, tales como el CO2 y NO2, etc.

En cuanto al Q3 (calor de explosión) se debe mencionar que tampoco es el adecuado, ya que el óptimo es 900 Kcal/Kg.

Discusión

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El deseo de merecer una opinión favorable de los demás hace que mucha gente nunca diga NO ante

nada ni nadie. Sin embargo, todos deberíamos desarrollar la habilidad de negarnos a realizar

actividades para las cuales no tengamos tiempo, ni disposición natural, ni interés, y que no nos

incumba. Si aprendemos a decir NO ante muchas cosas, entonces podremos decir SI ante las mas

importantes.

Dr. Carlos Agreda

Profesor