ACCESORIOS DE VOLADURA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAACCESORIOS DE VOLADURA

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2010UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAIngeniera GeolgicaCORREA SALDAA, DAVIDLOPEZ ORTIZ, JOSE MACHAYMANTILLA QUISPE, JOSE MEGO RENGIFO, WilsonROMERO SALAZAR, WILMERRODRIGUEZ ROJAS, LORENZOZAMBRANO GONZALES, EDUARDO

[ACCESORIOS DE VOLADURA]Son los dispositivos o productos empleados para cebar cargas explosivas, suministrar o transmitir una llama que inicie la explosin

INTRUCCION

El empleo de sistemas pirotcnicos convencionales presentan, en las pegas en tneles, una cierta limitacin en la secuencia de encendido de la lnea de recorte. El empleo lgico de los nmeros de retardo ms altos en la corona final de recorte, implica que nos alejemos ms de las condiciones ideales, que sobre la concepcin de las voladuras de contorno, nos aporta la simultaneidad de detonaciones.

Es precisamente en este punto, en donde la precisin electrnica nos puede trasladar a las condiciones ideales de cooperacin simultnea de cargas. Y es precisamente en ese entorno ideal de arranque, en donde obtenemos los mejores resultados en el acabado del recorte del tnel. Por tanto el sistema mixto representa una solucin ptima entre el compromiso de la acotacin de costes en la partida de accesorios de voladura y el rendimiento final en la ejecucin del tnel.

La Innovacion y Desarrollo de nuevos productos que permiten afrontar nuevos disenos de voladuras no deben considerarse como avances tecnologicos consolidados hasta que no se hayan visto integrados como una solucion mas en el uso cotidiano de las tecnicas actuales de voladuras.

OBJETIVOS

Tener la mayor cantidad de conocimientos acerca de los accesorios de voladura as como de los sistemas no elctricos y elctricos de inicio en voladura.

Saber cual fuente de energa usar en el proceso de voladura y los accesorios necesarios para la misma.

Multiplicadores temporizadosEste grupo de accesorios consta normalmente de un multiplicador convencional con una funda de plstico que dispone de un orificio lateral,a modo de generatriz por donde pasa el cordn detonante de bajo gramaje de 3 a 6 g/m. El elemento de tiempo va inserto en el multiplicador y est provisto de una cpsula iniciadora o sensor prximo al cordn detonante, un elemento de transmisin y un detonador temporizado.Este tipo de multiplicador se utiliza bsicamente en aquellas voladuras donde las columnas de explosivo se seccionan e inician en tiempos distintos con el fin de reducir las cargas operantes. los tiempos nominales de secuenciacin dependen de las diferentes casas fabricantes, entre las que destacamos:

Deckmaster de Atlas Powder Co. de 25 ms y 50 ms de intervalos de tiempo con un retardo mximo de la serie de 400 ms. Austin ADP de 25, 50 Y 75 ms de intervalos de retardo. Slider de la Cll, Inc. El nmero de intervalos puede ampliarse significativamente combinando este sistema con el clsico de cebado en cabeza

Rels de microrretardo en superficie y en barrenoEl rel de microrretardo en superficie es un accesorio que intercalado en una lnea de cordn detonante introduce un desfase de tiempo en la transmisin de la onda de detonacin.Estn constituidos por un elemento de microrretardo con dos pequeas cargas explosivas adosadas a sus lados y alojadas en una vaina metlica.En los de diseo antiguo, el cordn se engarza al casquillo metlico mediante el empleo de unas tenacillas y en los ms modernos, que son de plstico, se dispone en los extremos de unos huecos especiales que permiten con un pasador en forma de cua fijar correctamente el cordn detonante.

Los tiempos de retardo son siempre de milisegundos y suelen oscilar entre 10 y 100 ms, dependiendo de la casa fabricante. En Espaa se comercializan de 15 y 25 ms.

La utilizacin de estos elementos permite conseguir secuencias con un nmero ilimitado de intervalos de tiempo, pues incluso pueden colocarse ms de uno en serie dentro del mismo ramal de cordn entre cada dos barrenos.Los otros rels, denominados de microrretardo en barrenos, son en esencia semejantes a los anteriores, pues estn formados por un pequeo cilindro de aluminio con un extremo abierto donde se inserta el cordn detonante que inicia la carga del barreno y en el otro extremo una pequea anilla por donde se enhebra el cordn de menor gramaje que constituye la lnea maestra. Los tiempos de microrretardo varan desde los 25 ms hasta los 1.000 ms y se necesita uno por cada barreno.Con el fin de eliminar el riesgo de fallos es aconsejable disponer en las voladuras de un circuito doble de iniciacin.

Detonadores ordinarios y mecha lentaLos detonadores ordinarios estn formados por un casquillo de aluminio que contiene dos cargas: una carga base de un explosivo de alta velocidad de detonacin en el fondo del tubo y una carga primaria de un explosivo ms sensible.Se inician por medio de un ramal de mecha lenta que se engarza al detonador con una tenacillas o mordaza especial.

Esa mecha lenta est fabricada por un ncleo de plvora rodeada de varias capas dehilados y materiales impermeabilizantes, resistentes a.la abrasin, a la humedad y a los esfuerzos mecnicos

El corte de !a mecha lenta para que se produzca un buen contacto con la mezcla de ignicin del tonadordebe ser normal al eje del ncleo de la misma.

El tiempo de combustin es normalmente de 2 minutos por metro, con una tolerancia del :i: 10%.Las aplicaciones de estos accesorios se han ido reduciendo a lo largo del tiempo, siendo en estos momentos muy espordica su utilizacin.Un sistema muy til para encender simultneamente un gran nmero de mechas, en condiciones de seguridad y rapidez, lo constituye el formado por los cordones de ignicin, que pueden llegar a tener velocidades de propagacin de hasta 3 mis, y los conectado res de mecha. El encendido del cordn de ignicin puede llevarse a cabo por tres mtodos: llama de un mechero, resistencia elctrica o con una mecha lenta.

Cordones detonantesEstos cordones disponen de un ncleo de pentrita en cantidad variable (3, 6,12,40 Y 100 g/m) rodeado por varias capas de hilados y fibras textiles, con un recubrimiento exterior de cloruro de polivinilo que permite que tengan unas caracteristicas adecuadas de flexibilidad, impermeabilidad, resistencia a la traccin ya la humedad.

La velocidad de detonacin es de unos 7.000 mis.En el cordn de 3 glm deben eliminarse tales uniones,a no ser que se efecten con cordones de gramaje superior.

Si bien la aplicacin bsica de estos accesorios es la de transmitir la detonacin iniciada por un detonador a una carga de explosivo, se emplean en otros usos como los que se indican en la Tabla .

5. OTROS ACCESORIOS 5.1. Conectadores:Los conectadores pueden ser de dos tipos, segn se utilicen para conexiones de detonadores elctricos o de cordn detonante. Los primeros estn formados por un pequeo tubito cerrado por un lado en el que se introducen los extremos unidos de los hilos. Una vez hecho esto, se dobla para garantizar su retencin constituyendo as un elemento eficaz de aislamiento.

Los conectadores para el cordn detonante son pequeos tubos de plstico que disponen de una hendidura en Ven uno de los extremos que termina en un taladro dispuesto diametralmente. Permiten la conexin rpida y segura de las lneas de cordn / detonante de igual o diferente gramaje.

Otro tipo de conectador es el que sirve para poner en contacto los detonadores elctricos con el cordn detonante, Consisten en pequeos tubos de plstico con seccin irregular, alojndose el cordn detonante en la parte ms estrecha y, posteriormente, la cpsula del detonador en la ms ancha ejerciendo una ligera presin.

5.2. Tubos omega y enchufables:Para espaciar la carga a lo largo de los barrenos en las voladuras de contorno se utilizan tubos de plstico abiertos longitudinalmente en los que se introduce un cordn detonante y cartuchos separados entre s a la distancia prevista. En las voladuras de contorno el explosivo puede estar preparado en cartuchos especiales en cuyos extremos disponen de unos elementos de unin que permiten preparar con rapidez y seguridad las columnas de longitud deseada.

5.3. Elementos centralizadores y de retencin:En las voladuras de contorno de pequeo dimetro donde las cargas estn desacopladas, se utilizan piezas de plstico en forma de margarita que insertadas en los tubos o cartuchos rgidos sirven para centrar stos dentro de los barrenos, dejando un anillo coaxial de aire que acta como amortiguador.

En barrenos ascendentes de excavaciones subterrneas, para conseguir la sujecin en los cartuchos se utilizan piezas semejantes a la anterior fabricadas en un plstico semirrgido.

5.4. Tapones para el retacado de barrenos:

Resultados de los estudios de ms de diez aos de la Universidad de Missouri-Rolla son los tapones de barrenos llamados "StemTite Blast Control Plugs".Se fabrican con poliestireno moldeado por inyeccin, para dimetros de barrenos entre 76 y 165 mm con tamaos cada 12 mm.El efecto de retencin de los gases producidos tras la detonacin de los explosivos se traduce en un menor consumo de stos, pudindose cerrar los esquemas dePerforacin, o alcanzar una mejor fragmentacin de la roca.

5.5. Tapones de sealizacin de barrenos:Para el replanteo de las voladuras a cielo abierto y para evitar la cada de piedras u otros objetos en los barrenos perforados se emplean tapones troncocnicos de plstico o de madera.

El color de los tapones, que debe contrastar con el de la roca, puede ser el mismo en toda la voladura o combinacin de varios para visual izar la pega, no slo en su geometra sino incluso en la secuencia de disparo prevista.

ACCESORIOS DE VOLADURASon los dispositivos o productos empleados para cebar cargas explosivas, suministrar o transmitir una llama que inicie la explosin, llevar una onda detonadora de un punto a otro o de una carga explosiva a otra y los necesarios para probar las conexiones y disparar los explosivos para que pueda llevarse a cabo una voladura. Mtodos de encendidoPara obtener los mejores resultados en las voladuras, se debe seleccionar los accesorios tan cuidadosamente como los explosivos. INICIADORES. Los iniciadores son productos que dan principio o inician una explosin. Los iniciadores son: la mecha de seguridad, el ignitacord y el cordn detonante. Mecha de seguridad. La mecha de seguridad es el medio a travs del cual es transmitida la flama a una velocidad continua y uniforme, para hacer estallar al fulminante o a una carga explosiva. Est formada por un ncleo de plvora negra, cubierto por varias capas de materiales textiles, asflticos, plsticos e impermeabilizantes, los cuales le proporcionan proteccin contra la abrasin, el maltrato y la contaminacin por humedad. Es obvio que cualquier manejo que destruya o dae el recubrimiento de proteccin o que permita que el agua u otras sustancias lleguen a la plvora, ocasionar que la mecha no cumpla con su objetivo y tenga un funcionamiento defectuoso. Cuando se inicia la mecha, emerge de ella un flamazo inicial, el cual comprueba al usuario que el ncleo de plvora ha sido encendido y que la mecha est ardiendo. El no reconocer el flamazo inicial puede provocar incertidumbre respecto a la ignicin de la plvora y ocasionar accidentes al tratar de encender una mecha que ya fue encendida.

Fig. 1: Mecha de seguridad mostrando el flamazo inicial que es un chorro de fuego que lanza la mecha al encenderse el ncleo de plvora.La velocidad de combustin de una mecha generalmente es de 128 a 135 segundos por metro, sin embargo se fabrican mechas de diferentes velocidades de combustin. Los fabricantes sealan que dichas velocidades podrn tener una variacin permisible del 10% en ms o menos que la determinada en la fbrica y que despus de salir de ella no garantizan que se cumplan a causa de las diversas condiciones y circunstancias en las que se puede encontrar la mecha. Ante esta situacin es conveniente medir con exactitud el tiempo de combustin de una muestra de cada rollo de mecha antes de usarla.La mecha usada en Mxico se denomina Clover y puede conseguirse en carretes de 1000 metros o en rollos de 50 metros. IGNITACORD. El ignitacord es un cordn incendiario que arde a una velocidad uniforme con una vigorosa flama exterior. Tiene un dimetro muy pequeo, 1.5 milmetros, y consiste de un ncleo de termita en polvo (mezcla que produce elevadas temperaturas) recubierto de entorchados textiles. Este producto permite encender una serie de mechas de seguridad en un orden determinado, proporcionando a la persona que inicie el encendido el mismo tiempo para colocarse en un lugar seguro que tendra si estuviera encendiendo una sola mecha. Para unir las mechas con el ignitacord se usan conectores especiales.

Fig. 2: Corte longitudinal de una mecha y un conector

Fig. 3:Unin de la mecha con el ignitacord por medio del conector.Existen en el mercado tres tipos de ignitacord de acuerdo a su velocidad de combustin nominal e identificable por su color. El ignitacord se puede adquirir en carretes de 30 metros (aproximadamente 100 pies) y en rollos de 10.15 metros (33 1/3 pies). TipoVelocidad de combustinColor

AIntermedia.- (8 segundos por pie)Verde

BLenta.- (18 segundos por pie)Rojo

CRpida.- (4 segundos por pie)Negro

Tabla.- Velocidad de combustin y color de los diferentes tipos de ignitacord.

Cordn detonante. El cordn detonante se puede describir como una cuerda flexible, formada por varias capas protectoras y un ncleo del explosivo conocido como pentrita, que es muy difcil de encender pero tiene la sensibilidad suficiente para iniciar la explosin con detonadores (fulminantes o estopines), o por medio de la energa detonadora de algn explosivo de alta potencia.

Su velocidad de detonacin es de 6,700 metros por segundo. La fuerza con que estalla es suficiente para hacer detonar explosivos violentos continuos dentro de un barreno, de modo que, si se coloca en el barreno, acta como agente iniciador a lo largo de la carga explosiva como lo muestra la figura 4. El cordn detonante se usa para disparar mltiples barrenos grandes en la superficie ya sea vertical u horizontal, siendo ilimitado el nmero de barrenos que pueden dispararse de esta forma.

Fig. 4: Cordn detonante colocado en el barreno, su funcin es iniciar la columna de explosivos.En algunos paises de latinoamrica los cordones detonantes ms usados son el Primacord y el E-cord, sus principales diferencias son los gramos de pentrita y su grado de proteccin. El primacord se usa dentro del barreno para asegurar la detonacin del explosivo, y el E-cord en la superficie para hacer detonar los tramos de Primacord de los barrenos. Esto se hace por ser ms barato el E-cord.

Fig. 5: E-cord

Fig. 6: Primacord Cordn detonanteNcleoGramos por metro (Nominales)Dimetro Exterior mmResistencia en Tensin, Promedio.Peso de Embarque. 500 mts

PrimacordPentrita10.65.15 + 0.4090 Kgs11.5 Kgs

E-cordPentrita5.34.0 + 0.2063 Kgs7.8 Kgs

Tabla No. 7.- Caractersticas de los cordones detonantes.

Tanto el Primacord como el E-cord se pueden adquirir en rollos de 500 metros.

DISPOSITIVOS DE INICIACINNo elctricos, elctricos. Detonadores.Los detonadores son dispositivos que sirven para disparar una carga explosiva. Pueden ser elctricos y no elctricos (estopines y fulminantes respectivamente)

CLASIFICACIN DE DETONADORES

SISTEMAS NO ELECTRICOS DE INICIO

Fulminantes.

Los fulminantes o cpsulas detonadoras son casquillos metlicos cerrados en un extremo en el cual contienen una carga explosiva de gran sensibilidad, por ejemplo fulminato de mercurio. Estn hechos para detonar con las chispas del tren de fuego de la mecha de seguridad. En la figura 7 se muestra una mecha ensamblada a un fulminante.

Los fulminantes que se fabrican son del nmero 6 ya que estos son los suficientemente potentes, pero si se requieren de otra potencia se conseguirn en un pedido especial.

Los fulminantes los surten por ciento o por millar. Su empleo en construccin generalmente est limitado a pequeas voladuras y moneo (volver a tronar rocas que es la primera voladura resultaron de tamao mayor que el especificado). El moneo es antieconmico por lo que debe de evitarse tratando de obtener toda la roca al tamao especificado desde la primera voladura.

Fig. 7: Estructura de un fulminanteSISTEMAS ELECTRICOS DE INICIO Estopines elctricos.

Los estopines elctricos son fulminantes elaborados de tal manera que pueden hacerse detonar con corriente elctrica. Con ellos pueden iniciarse al mismo tiempo varias cargas de explosivos de gran potencia, y se puede controlar con precisin el momento de la explosin, lo que no sucede con los fulminantes por la variacin de la velocidad de combustin de la mecha.

Fig. 8: Estopines elctricosUn estopn elctrico est formado por un casco metlico cilndrico que contiene varias cargas de explosivos. La energa elctrica es llevada hacia el estopn mediante alambres de metal con aislamiento de plstico, los cuales se introducen al estopn a travs de un tapn de hule o plstico. El tapn colocado en el extremo abierto del casco del estopn forma un cierre hermtico resistente al agua. Los extremos de los alambres son unidos dentro del fulminante por un alambre de corta longitud y dimetro muy pequeo llamado filamento, el cual queda en contacto con la carga de ignicin del estopn. Cuando se aplica corriente elctrica se pone incandescente el filamento y el estopn detona. Los estopines que tiene ms alta potencia son los que tienen mayor cantidad de carga detonante. Generalmente los estopines usados son del No. 6, y raramente del No. 8.

Estopines elctricos instantneos. Los estopines elctricos instantneos tienen una carga de ignicin, una carga primaria y una carga detonante. Su casquillo es de aluminio y tienen dos alambres de cobre calibre 20 22, generalmente uno rojo y el otro amarillo. Estos dos colores distintos son de gran ayuda al hacer las conexiones. Los estopines instantneos se pueden conseguir suelto o en cajas cuyo contenido es el siguiente: 50 piezas para alambre de 2 a 6 metros. 40 piezas para alambre de 7 metros y 30 piezas para alambre de 9 y 10 metros

Fig. 9: Estructura de un estopn instantneo

Estopines elctricos de retardo. Los estopines elctricos de retardo, tambin llamados de tiempo son similares a los instantneos, con la diferencia que tienen colocados entre el filamento y la carga de detonacin un elemento de retardo el cual contienen plvora lenta.

Fig. 10: Estructura de un estopn de tiempo

Estos estopines tienen una etiqueta de color que muestra el nmero de perodo de retardo y que sirve para su identificacin. El disparo con estopines de retardo tiene por objeto mejorar la fragmentacin y el desplazamiento de la roca, as como proporcionar mayor control de vibraciones, ruido y proyecciones. Si se usan adecuadamente pueden reducir los costos.

Los estopines de retado tienen alambre de cobre calibre 24 forrado cada uno de distinto color, generalmente uno azul y amarillo el otro.

En la tabla No. 8 se presenta la resistencia elctrica para diversas longitudes de alambre, tanto para los estopines elctricos instantneos (normales) como para los de retardo. LONGITUD DE LAS PATAS ALAMBRERESISTENCIA, (OHMS POR CPSULA)CALIBRE ALAMBRES

PIESMETROS

2 4 60.61 1.22 1.831.17 1.23 1.3022

8 10 122.44 3.05 3.661.37 1.43 1.5022

16 20 244.88 6.10 7.321.63 1.77 1.9022

30 40 509.14 12.19 15.241.73 1.94 2.1520

60 80 10018.29 24.38 30.482.36 2.78 3.2020

150 200 250 30045.72 60.96 76.20 91.504.25 5.30 6.35 7.4020

Tabla No. 8.- Resistencia recomendable para el clculo de conexiones de cpsulas detonantes elctricas, normales y de retardo, con alambres de cobre.Los estopines elctricos tienen una corriente mnima y otra de diseo, la primera es aquella a partir de la cual puede ser suficiente para detonar el estopn, y la segunda la corriente con la que se asegura la detonacin del mismo. ESTOPINESMNIMAPARA DISEO

INSTANTNEOS0.3 A2.0 A

DE TIEMPO:0.4 A2.0 A

Tabla No. 9 .- Corriente de disparo mnima y de diseoLos estopines de retardo pueden ser de milisegundos "MS" o los llamados Mark V.

Fig. 11: Cebado de un cartucho de dinamita con estopn Estopines de retardo "MS". Los estopines de retardo "MS" son los ms ampliamente usados en canteras, trabajos a cielo abierto y proyectos de construccin. Se pueden obtener en diez perodos, cuyos nmeros indican el tiempo en milsimas de segundo que tarda en producirse un disparo, a continuacin se mencionan: MS-25, MS-50, MS-75, MS-100, MS-125, MS-150, MS-175, MS-200, MS-250, y MS-300.

Estopines de retardo Mark V. Los estopines de retardo Mark V se utilizan principalmente en trabajos subterrneos como tneles, galeras, pozos, etc. Se fabrican en diez perodos regulares de retardo: 0-25MS, 1-500MS, 2-1000MS, 3-1500MS, 4-2000MS, 5-3000MS, 6-3800MS, 7-4600MS, 8-5500MS Y 9-6400MS.

Fig. 12: Indica los tiempos de disparo y los de movimiento de la roca entre perodos consecutivos.En la figura 12 se seala que todos los estopines de un mismo perodo de retardo disparan dentro de los lmites de tiempo representados por las reas negras correspondientes a ese perodo. Por ejemplo todos los estopines del 8. Perodo disparan en el tiempo representado entre las lneas A y B. Antes de cualquier estopn del 9. Perodo se dispare, deber transcurrir el tiempo indicado entre las lneas B y C. Este intervalo es el tiempo que queda libre entre los perodos 8 y 9. Para el movimiento de la roca. Esto no quiere decir que todos los estopines 8 disparen simultneamente, estallarn unos despus de otros, pero todos en el intervalo A-B.

Corrugadoras para fulminantes. Hay dos tipos de corrugadoras: las pinzas corrugadoras y las mquinas corrugadoras. Con ambas, se pueden hacer hendiduras a los casquillos del fulminante cerca del extremo abierto de ste, logrando una unin firme e impermeable entre la mecha y el fulminante.

En la figura 13 se muestra a la izquierda, la corrugadora manual para una hendidura y a la derecha una mquina cortadora y corrugadora de hendidura doble. Tambin con la corrugadora manual se pueden hacer dos hendiduras.

Fig. 13: Corrugadora manual y mquina corrugadora.La compra de la mquina corrugadora slo se justifica para operaciones donde diariamente se fijan una gran cantidad de fulminantes o donde hay puestos centrales para hacer este trabajo.

FUENTES DE ENERGIADISEO DE CIRCUITOS DE VOLADURA. Mquinas Explosoras. Las mquinas explosoras suministran la corriente necesaria para disparar los estopines elctricos. Estas son de dos tipos bsicos: de "generador" y de "descarga de condensador". Ambos tipos son de una construccin robusta y soportan servicio duro por perodos prolongados.

De "generador" Estas explosoras han sido las convencionales durante muchos aos. Se basan en un generador modificado que suministra una corriente directa pulsativa. Son de dos tipos: de "giro o vuelta" y de "cremallera". Estn diseadas de tal manera que no producen corriente alguna hasta que el giro o el desplazamiento hacia abajo de la cremallera lleguen al final de su recorrido; instante en que la corriente es liberada hacia las lneas de disparo en magnitud muy cercana a su mximo amperaje y voltaje.

Fig. 14: En el caso "a" se muestra la mquina explosora de cremallera y en el "b" la de giro o vuelta. Las flechas sealas el movimiento de la manivela.

De "descarga de condensador" Estas mquinas explosoras utilizan pilas secas para cargar un banco de condensadores que alimenta una corriente directa y de duracin corta a los dispositivos de disparo elctrico. Para operarlas se conectan sus terminales a las lneas conductoras provenientes del circuito de la voladura y despus se oprime el interruptor de "carga", cuando el foco piloto (rojo) enciende se oprime el interruptor de "disparo" manteniendo siempre oprimido el interruptor de "carga".

Fig. 15: La explosora de descarga de condensador no dispara a menos que ambos botones el de "carga" y el de "disparo" ("charge" y "fire" respectivamente) sean accionados conjuntamente.Estas explosoras se consideran como las mquinas ms eficientes y confiables para el encendido en voladuras. Sus principales caractersticas son: Poseen una capacidad de detonacin de estopines extremadamente alta. Proporcionan gran seguridad ya que no disparan hasta alcanzar su voltaje de diseo, el cual es sealado por la luz del foco piloto. Los botones de carga y disparo as como los condensadores quedan en "corto circuito" hasta que se necesiten. La ausencia de partes dotadas de movimiento y la eliminacin del factor humano que interviene en las explosoras mecnicas.

Existen tambin mquinas explosoras de descarga de condensador capaces de dar energa a mltiples circuitos de voladura en una secuencia de tiempo programada, comnmente a estas mquinas se les denomina "explosoras secuenciales". La distribucin de tiempo proporciona un mayor nmero de retardos de los que se pueden tener como estopines de tiempo disparados con mquinas explosoras convencionales. Otra caracterstica de la explosoras secuenciales es que permiten aumentar el tamao total del disparo sin incrementar los efectos de ruidos y vibraciones, as como mejorar la fragmentacin y el control de proyecciones de roca.

SISTEMAS DE COMPROBACIN Y DE DISPARO.Instrumentos de prueba. Son instrumentos diseados para medir las caractersticas elctricas de los circuitos de voladura, as como del rea circundante para asegurar que la operacin sea eficiente y segura. Estos aparatos, adems de ahorrar tiempo permiten incrementar grandemente la seguridad de cualquier operacin de voladura, reduciendo la posibilidad de disparos quedados o de detonacin accidental.

Galvanmetro. Este aparato tiene una pila que proporciona la corriente necesaria para mover una manecilla en una escala graduada. Las pilas y las partes mecnicas estn encerradas en una caja metlica, la cual est provista en su parte superior de dos bornes de contacto. Sirve para probar cada uno de los estopines elctricos y tambin para determinar si un circuito de voladura est cerrado o no y si est en condiciones para el disparo; adems sirve para localizar alambres rotos, conexiones defectuosas y cortos circuitos, as como para medir la resistencia aproximada del circuito. Si se requiere mayor exactitud que la que proporciona un galvanmetro, se puede usar un hmetro. Estos dos aparatos son similares slo que el hmetro posee dos escalas de resistencia, una baja (de 0 a 100 ohms) y otra alta (de 0 a 1000 ohms), con lo cual se ampla el alcance de medicin de resistencias.

Fig. 16: Ohmetro para voladuras.

Multmetro. El multmetro es un aparato diseado para medir resistencias, voltajes y corrientes en operaciones de voladuras elctricas. Su sensibilidad es muy alta, por lo que tiene un amplio alcance en sus mediciones.

Sus principales usos son: a. Examinar los sitios de voladura para localizar corrientes extraas.b. Analizar las resistencias de los circuitos.c. Ejecutar pruebas de resistencia en la determinacin de riesgos por electricidad esttica.d. Probar lneas de conduccin.e. Probar la continuidad y la resistencia de estopines y circuitos elctricos.f. Medir voltajesg. Como galvanmetro.

Fig. 17: Multmetro para voladuras.

Restato. Este instrumento se utiliza para probar la eficiencia de una mquina explosora de tipo generador. Est formado por una serie de bobinas de resistencia variable. Cada resistencia tiene una placa que indica su valor en ohms y su nmero equivalente de estopines elctricos.

Fig. 18: Restato para prueba de mquinas explosoras.Para usar el restato, primeramente se conectan dos o cuatro estopines en serie con las resistencias del condensador de manera que la resistencia total se ajuste a la que tendra el nmero total de estopines para los que la mquina fue diseada para disparar, en seguida se conecta el circuito a la mquina explosora y se dispara, si detonan los estopines puede concluirse que la explosora est en condiciones adecuadas para la operacin de voladuras. Al hacer la prueba debemos protegernos de la explosin de los estopines.

La ventaja del uso del restato es que puede probarse la explosora detonando nicamente unos pocos estopines en cada prueba.

Fig. 19: Uso del restato.

Mallas o redes. Las mallas pueden ser de alambre o alambrn y se utilizan para cubrir la voladura antes de efectuar el disparo, para captar los fragmentos de roca procedente de la voladura e impedir que vuelen al aire con grandes proyecciones. Debe tenerse cuidado al colocar las mallas, porque pueden hacerse cortos circuitos si hay conexiones descubiertas del circuito de disparo que estn en contacto con la malla. Conexiones de los estopines. Como ya habamos visto los estopines ya sean instantneos o de tiempo, se activan elctricamente, para ello se requiere una cantidad mnima de corriente que generalmente es de 2 amperios para asegurar el disparoPara conocer esa corriente mnima debemos calcular con la Ley de Ohm, cuya frmula es: INTENSIDAD (amperios) = VOLTAJE (de la fuente de corriente elctrica). RESISTENCIA (del sistema de estopines y alambres)

El voltaje (V) de la fuente de energa elctrica generalmente es conocido, puede ser corriente monofsica, cuyo voltaje es 110 voltios, o corriente trifsica (de fase a fase) con voltaje de 220 o 440 volts (en caso de duda calcule con 220 volts), que se usa mucho en excavaciones subterrneas; tambin puede ser un explosor en cuyo caso el voltaje oscila entre 80 y 300 voltios (si hay duda use 80). Por lo tanto nuestro nico problema es calcular la resistencia del sistema y esto depende de las resistencias de cada estopn (Tabla 8) y de los alambres de conexin (Tabla 10).

Distribucin tpica de conexiones en un banco. La corriente debe producirse (en un explosor) o conectarse (a una instalacin elctrica) desde una distancia prudente; en un banco debe ser alrededor de 60 m si no estamos en la direccin de las proyecciones y an 40 m si nos protegemos con alguna saliente del terreno; en una demolicin generalmente las distancias son mayores como se muestra en la . La corriente se conduce al banco por medio de dos alambres que reciben el nombre de gua principal, generalmente alambre forrado calibre 12, (Fig. 20), y luego se distribuye entre los estopines por medio de guas secundarias, en donde el calibre 20 es muy recomendable. Calibre A W G Nm.Resistencia, ohms Por 1,000 m.

8 10 12 14 16 18 20 22 242.10 3.34 5.31 8.43 13.45 21.36 34.45 54.79 87.14

Tabla 10 .- Resistencia de alambre de cobre.

Kg DE EXPLOSIVOSDISTANCIA SEGURA MNIMA EN DEMOLICIONES A CAMPO ABIERTO (EN METROS)

0.5 a 10250 m

20320 m

30370 m

50440 m

100530 m

200700 m

Tabla 11.- Distancia segura mnima en demoliciones a campo abierto.

Fig. 20: Distribucin tpica de conexiones.

TIPOS DE CONEXIONES: SERIE SIMPLE.

Fig. 20-A: Estopines conectados en serieDonde: RT=Resistencia total N1= Nmero de estopines por serie RE= Resistencia de cada estopn. Si varios estopines se conectan extremos con extremos uno a continuacin de otro, como se muestra en la Figura 20-A, se dice que los estopines estn conectados en serie, la corriente que pasa por todos ellos es la misma y la resistencia total del sistema es la suma de las resistencias de cada estopn.

Conexiones en paralelo. Cuando los estopines se conectan lado a lado, la corriente se divide pues cada estopn provee un camino diferente para el flujo de corriente, pasando una parte de la corriente total por cada uno de los estopines, como se muestra en la Fig. 20-B.

Fig. 20-B:Estopines conectados en paralelo. Conexiones en serie paralelo. Cuando varias series de estopines se conectan lado a lado la corriente se divide, pues cada serie provee una camino diferente para el flujo de corriente pasando una parte de la corriente total por cada una de las series, como se muestra en la figura 20-C.

Si no se cumple con est condicin, entonces la frmula no es aplicable.

Fig. 20-C: Estopines conectados en serie-paralelo.

OTROS ACCESORIOS DE VOLADURA.

DETONADOR EXEL CONECTADET.

Corresponde a un detonador compuesto por una cpsula de baja potencia (Fuerza 1) ensamblada en un conector de superficie, cuya finalidad es conectar filas de un mismo disparo en voladuras donde los pozos han sido primados con Exel Handidet o Exel MS. Otra modalidad que presenta Exel onectadet es enrollado en carretes (formato de metraje largo), destinado a iniciar voladuras desde la zona de seguridad.

Los detonadores no elctricos Exel Connectadet estn compuestos principalmente por 4 elementos:

- Cpsula de baja potencia (Fuerza 1), ensamblada al interior de un conector de superficie.-Tubo de choque de color amarillo, componente que transmite la seal a la cpsula de retardo. En el momento que el tubo es iniciado, transmite interiormente una onda de choque de baja energa la cual inicia los retardos al interior de la cpsula.-Etiqueta, elemento que indica el tiempo de retardo y el largo del detonador.

EXPLOSIVO PERIMETRAL.

ProfilerTM es un sistema basado en un cordn detonante usado principalmente para el control de contornos en labores de desarrollo en minera subterrnea y obras civiles. Este producto consiste en un cordn, el cual se presenta en formato de diferentes largos y que va acoplado a un bloque plstico en uno de sus extremos. El sistema fue diseado para ser iniciado por un detonador Fuerza #8.

ELECTRONIC TUNNELING SYSTEM

eDevTM es un Sistema de Iniciacin Electrnico diseado especialmente para tronaduras de desarrollo de tneles de obras civiles y minera subterrnea, entregando precisin y flexibilidad a la secuencia electrnica, con una operacin fcil, rpida y segura en la frente del tnel.

El Sistema de Iniciacin eDevTM cuenta con un sofisticado software para el diseo de disparo de tneles, llamado ShotPlus-T, que complementa el Sistema.

El Sistema eDevTM, consiste en detonadores electrnicos programables y equipos para identificar, probar, programar y quemar los detonadores, a travs de:

-Scanner- Network Tester- Blast Box

El detonador eDevTM, puede ser programado entre 0 y 10.000 milisegundos, con un incremento mnimo de 1 milisegundo.

Este detonador cuenta con distintas barreras de proteccin frente a corrientes vagabundas, sobrevoltaje y electricidad esttica, que lo hacen seguro para operar en ambientes adversos, propios de labores subterrneas.

SCANNER EDEVTM.

Equipo inherentemente seguro que permite reconocer las IDs de los detonadores mediante la lectura de un nico cdigo de barra adjunto y asignarles tiempos de retardo, sin necesidad de introducir corriente en el detonador.

Cuenta con una pantalla grande que permite desplegar los tiempos de retardo asignados a cada detonador. Dispone de sistema bluetooth para transferir en forma inalmbrica la informacin desde la memoria del Scanner al Blast Box.

NETWORK TESTER EDEVTM.

Equipo manual que permite comprobar la integridad del cableado y fuga elctrica del circuito de tronadura. Su funcionamiento es inherentemente seguro, ya que no genera el voltaje suficiente para quemar el detonador, an bajo condiciones de falla.

BLAST BOX EDEVTM.

Su funcin es programar los detonadores con los tiempos de retardo asignados en el Scannery proporcionarles la energa para la detonacin.Es el nico componente del sistema que puede generar el voltaje suficiente para quemar los detonadores.

SHOTPLUS-T EDEVTM.

Es un sofisticado software de diseo de tronaduras para el desarrollo de tneles, el cual, permite disear las tronaduras desde la oficina, donde finalmente, se descargar la informacin al Scanner. ShotPlus-T permite una fcil y rpida operacin en la frente, adems de entregar variada informacin de la tronadura, tales como: factores de carga, informacin de perforacin, relacin de vaco, etc.

CORDTEX

Cordn detonante resistente y flexible, compuesto por un ncleo de PETN recubierto por un tejido de fibra, que a su vez est envuelto por otro recubrimiento plstico (Cordtex P) ode cera (Cordtex W). El cordn detonante Cordtex satisface la mayora de los requerimientos tanto en minera, canteras como en obras civiles.

Este producto puede ser usado en minera a cielo abierto, minera subterrnea, canteras y obras civiles, sus funciones principalmente estn referidas a conectar voladuras como lneas troncales, iniciar detonadores no elctricos y ser utilizado en lneas descendentes.

EXEL HANDIDET.

Corresponde a un detonador compuesto por dos cpsulas y un tubo no elctrico. Una de las cpsulas se utiliza en superficie para iniciar tubos no elctricos, mientras que la otra se usa en el interior de los pozos tanto para para iniciar boosters como explosivos encartuchados.

Los detonadores no elctricos Exel Handidet estn compuestos principalmente por 4 elementos:

Cpsula de baja potencia (Fuerza 1), ensamblada al interior de un conector de superficie, diseado para iniciar hasta seis tubos no elctricos.

Cpsula potencia 12, cuya funcin es iniciar la carga explosiva que va al interior del barreno. Tubo de choque de color naranja, componente que transmite la seal a la cpsula de retardo.

Etiqueta de retardo, elemento que indica el tiempo de retardo nominal de ambas cpsulas y el largo del detonador.

El detonador Exel Handidet se utiliza en voladuras a cielo abierto. Este producto est diseado para ser utilizado en conjunto con el Exel Conectadet, entre sus beneficios se cuenta con:

Mayor seguridad en la operacin gracias a la gran resistencia que tiene el tubo no elctrico.

Mayor control de la voladura a travs de una baja dispersin.

Producto seguro y fcil de conectar.

Fcil y rpida verificacin de conexin.

Reduce inventarios en polvorines.

Apto para utilizarse en voladuras cercanas a sitios poblados gracias al bajo nivel de ruido que genera.

Exel LP.

Corresponde a una serie de detonadores no elctricos de alta potencia con intervalos de retardo de largo perodo entre tiempos de disparos sucesivos.Los detonadores no elctricos Exel LP estn compuestos principalmente por 4 elementos:

Cpsula de aluminio, compuesta por una carga primaria de explosivos, una carga secundaria y un tren de retardo.

Tubo de choque de color amarillo, componente que transmite la seal a la cpsula de retardo. En el momento que el tubo es iniciado, transmite interiormente una onda de choque de baja energa la cual inicia los mixtos de retardo. Esta seal es capaz de desplazarse a travs del interior del tubo, sin afectar a ningn agente explosivo u otro accesorio con el cual est en contacto directo.

Etiqueta de retardo, elemento que indica el nmero de serie LP y el rango de tiempo nominal correspondiente a cada detonador.

Conector J, dispositivo que une el tubo no elctrico a la lnea troncal de cordn detonante.

El detonador Exel LP provee una serie de tiempos aplicables a voladuras de desarrollo subterrneo, principalmente tneles, entre otros, dado el alto rango de tiempos que caracteriza a esta serie. Este producto inicia directamente tanto boosters como explosivos encartuchados, contndose entre sus beneficios:

Mayor control de la voladura a travs de una baja dispersin.

Producto seguro y fcil de utilizar.

No estirar, retorcer o aplicar una tensin indebida al tubo no elctrico ya que esto podra originar un mal funcionamiento.

Se recomienda no cortar el tubo debido a que la humedad podra penetrar impidiendo la iniciacin.

Usar el producto ms antiguo almacenado en los polvorines.

Este producto puede ser utilizado en ambientes de alta humedad y abrasin.

Exel MS Connector.

Es un detonador bidireccional compuesto por un tubo no elctrico de color naranja, que lleva en ambos extremos un detonador fuerza 8 de igual tiempo de retardo, ensamblado en un conector plstico que permite fijarlos en forma rpida y sencilla a la lnea de cordn detonante Cordtex. Los detonadores no elctricos Exel MS Connector estn compuestos principalmente por 3 elementos:

- Cpsulas de fuerza 8, ensambladas al interior de un dispositivo diseado para conectar e iniciar en forma rpida y segura un cordn detonante.

- Tubo de choque de color naranja, que transmite una onda de choque de baja energa a las cpsulas de retardo.

- Etiqueta, elemento que indica el tiempo de retardo.

El detonador Exel MS Connector se utiliza principalmente para retardar lneas troncales de cordn detonante, tanto en voladuras de minera a cielo abierto como en canteras y obras civiles, contndose entre sus beneficios:

Mayor control de la voladura a travs de una baja dispersin.

Producto seguro y fcil de conectar.

Fcil y rpida verificacin de conexin.

Exel TD.

Es un detonador compuesto por una cpsula fuerza 10, que va ensamblada en un conector cuya finalidad es retardar e iniciar lneas de cordn detonante. Este producto tambin se utiliza para iniciar voladuras desde la zona de seguridad, por lo que se encuentra disponible en carretes.

Los detonadores no elctricos Exel TD estn compuestos principalmente por 4 elementos:

Cpsula de fuerza 10, ensamblada al interior de un conector diseado para iniciar cordn detonante.

Tubo de choque de color amarillo, componente que transmite la seal a la cpsula de retardo. En el momento que el tubo es iniciado, transmite interiormente una onda de choque de baja energa la cual inicia los retardos al interior de la cpsula.

Etiqueta, elemento que indica el tiempo de retardo y el largo del detonador. Conector J, dispositivo que permite conectar el cordn detonante al tubo no elctrico.

AplicacinEl detonador Exel TD se utiliza principalmente en voladuras a cielo abierto y en operaciones donde se requiera iniciar cordn detonante, contndose entre sus beneficios:

Mayor control de la voladura a travs de una baja dispersin. Producto seguro y fcil de conectar. Fcil y rpida verificacin de conexin.

PENTEX

Es un moderno explosivo que provee un alto poder de iniciacin en un amplio rango de aplicaciones de explosivos.Ha sido desarrollado en base a PETN y TNT como materias primas, lo que le confiere la capacidad de ser un explosivo estable y excelente iniciador de cargas poco sensibles o insensibles, de ah que tiene como caracterstica principal desarrollar una alta presin de detonacin.Se encuentran disponibles dos tipos de booster, Pentex CD (booster cilndrico), disponible en 150 grs., 250 grs., 450 grs. y 900 grs.; as como Pentex CO (booster cnico),disponible en 450 grs., 900 grs. y 1.350 grs.

CONCLUSIONES

La realizacin de excavaciones mediante perforacin y voladura se presenta, en la gran mayora de los casos, como la forma optima para acometer estas obras por ser la manera ms verstil y econmica de realizar los trabajos de una manera segura.

La correcta ejecucin de la voladura tiene un papel determinante en el ciclo. Siempre en base a una perforacin de calidad, la voladura debe asegurar el mejor arranque y fragmentacin posible para que los equipos de desescombro trabajen de manera eficaz.

El coste total en iniciadores se ve incrementado solo por el empleo de los detonadores en un nmero reducido de barrenos del total de la pega. Este pequeo aumento de coste en detonadores se ve sobradamente compensado por los ahorros que obtenemos al reducir drsticamente las sobre excavaciones ya sea en una galera y su de sostenimiento; as como por la reduccin del tiempo necesario para la colocacin del mismo .

Las condiciones de seguridad en las que se trabajan son tambin mayores, al reducir el riesgo de cada de bloques tras la pega. El empleo conjunto de ambos sistemas de iniciacin, como se ha visto, no supone una complicacin operativa a la hora de efectuar las conexiones. Por todo ello, esta tcnica es hoy una solucin idnea para la obtencin de la mejor calidad en el contorno de la excavacin, con todas las ventajas econmicas que ello conlleva.

BIBLIOGRAFIA

Javier Muoz Garca y Jorge Lpez Rodrguez .MAXAM EUROPE

Manual de EXSA.

Manual de MAXAL

LINKOGRAFIA

comunicacion@maxam-corp.com

www.explotec.net/explosivos_iniciacion.html

http://www.sergeomin.gov.bo/Documentos/Escuela%20de%20Mineria/MANUAL%20DE%20ENTRENAMIENTO%20MINERO%20-%20IV%20-%20VOLADURA%20EN%20LABORES%20MI.pdf

http://quimica.laguia2000.com/general/cordon-detonante

http://www.wordreference.com/definicion/fulminante

26 de julio de 20104. FUENTES DE ENERGIALas fuentes de energa para la iniciacin de los detonadores elctricos son: Explosores, Bateras y Red de Energa Elctrica.

Tanto las bateras como las lneas elctricas son fuentes de energa poco adecuadas para el disparo de voladuras y slo en casos especiales y con una autorizacin expresa podrn emplearse.

4.1. Explosores convencionales

Dentro del grupo de explosores los ms utilizados son los de condensador. Mediante una magneto de manivela o una pila se carga progresivamente el condensador, cerrndose el circuito de forma automtica o controlada cuando la tensin alcanzada en el mismo es la adecuada y se produce la descarga de corriente en un tiempo muy breve.

Esquema elctrico de explosor de condensadores.

Para comprobar que el modelo de explosor que se posee en un trabajo determinado es el correcto, o para el dimensionamiento del mismo, conviene efectuar los siguientes clculos:1. Energa Total Disponible Eo en el explosor

Siendo C la capacidad en faradios del explosor y V la tensin en voltios que alcanza el condensador en el momento del disparo.

2. Energa Suministrada al Circuito Ed durante un corto perodo de tiempo que normalmente es de unos 5 ms.

3. Intensidad Efectiva IEF que ser suministrada al circuito.

4. Impulso de encendido. Si"

Ejemplo:

Se desea disparar una voladura de 10 barrenos con detonadores Al con una longitud de madeja de 3 m y una lnea de tiro que tiene una resistencia de 5 . Se dispone de un explosor con C = 200 F y V = 1.100 V con un tiempo de descarga de 5 ms. Se quiere comprobar si ese explosor es suficiente para energetizar los detonadores de la voladura.

4.2. Iniciacin por corriente alterna

La energetizacin de las voladuras utilizando corriente alterna de una lnea industrial o procedente de un grupo generador no es aconsejable, pues como los valores de la tensin varan con el tiempo con un duracin del ciclo de 20 ms, nunca se sabe con qu intensidad se energetiza la voladura, pudiendo en consecuencia dar lugar a fallos.Este mtodo slo suele emplearse en trabajos subterrneos.4.3. Explosores secuenciales

En operaciones donde el dimetro de perforacin obliga a subdividir la columna de explosivo para reducir las cargas operantes, se utilizan detonadores elctricos de distinto nmero dentro de cada barreno.

Tambin cuando las voladuras se disparan con un conjunto grande de barrenos la serie normal de detonadores elctricos puede llegar a suponer una limitacin tcnica. Para obviar este problema se han desarrollado, desde hace relativamente poco tiempo, los explosores secuenciales. Bsicamente, estn constituidos por un sistema de descarga por condensadores y un equipo electrnico con temporizador para energetizar varios circuitos en intervalos de tiempo distintos. El nmero de circuitos ms comn es de 10 y cada uno de ellos puede programarse en los modelos ms completos con incrementos de 1 ms entre 5 y 999 ms.

Explosor secuencial.

El equipo est constituido por los siguientes elementos: unidad explosora, cable maestro con diez circuitos independientes, comprobador de explosor y comprobador de circuitos.El cable maestro de longitud variable est formado por un alma de 12 hilos y 10 pares terminales a los que se conectan los extremos de los circuitos de la pega.El comprobador de explosor mide el porcentaje de energa que el explosor es capaz de suministrar en la descarga, y con el comprobador de circuitos se verifica si la resistencia de los diferentes circuitos es admisible segn la capacidad del explosor.En la Fig. 13.21 se representa una voladura mltiple donde con una serie de detonadores de 12 nmeros se consiguen 72 instantes de salida diferentes con 6 circuitos.Algunos modelos permiten el control remoto, el acoplamiento a equipos satlites, etc., lo cual es muy til sobre todo en trabajos subterrneos.