Conceptos generales de explosivos y Tronadura Para supervisores Historia de los Explosivos 668 DC Pólvora, mezcla nafta, azufre, caliza 1225 Nitrato de Potasio, agregó calor 1544 Invento arma de fuego por Berthold Schwartz (Científico Francois Thybourel “Aquí yace BERTHOLD el NEGRO, el más abominable de los humanos, quién por su invento ha llevado a la miseria al resto del mundo”, Siglo XVI XVI.. Término “Black “Black Powder Powder”” Inicios 1600 En Europa comienza el uso de la pólvora en minería 1773 1802 1836 Comienza a usarse en EEUU EEUU.. Eleuthere I. duPont fabrica Pólvora para su comercialización Wilmington, Delaware Willian Bickford inventó un método seguro de ignición.. Primeros fulminantes ignición fulminantes.. .1800 Edward Howard.. 1867 Nobel.. Primer ingrediente de los detonadores 1846 Químicos Europeos..Dr Dr.. inventó la dinamita en cartuchos cartuchos. Detonó Nitrato de Amonio (NA) Años 50 Mezclas de NA diesel 1956 con carbón. Fulminante de percusión con fulminato de mercurio 1907 Uso de Azida en reemplado del fulminato 1918 PETN. Nitroglicerina Nitroglicerina. Melvin A. Cook por . luego reemplazado Acuagel . 1862 Alfred Nobel. fulminato de mercurio mercurio. como carga base de los fulminante 1947 Desastre Texas Texas. emulsiones 1980 Introducción de Anfo Pesado y emulsión encartuchada años 90 Comienza desarrollo de los detonadores electrónicos .años 60 retardos de ms en los detonadores 1965 Gasificación para control de densidad 1969 Emulsiones y mezclas anfo . Los productos de la reacción son predominantemente gases. al expandirse por altas temperaturas producidas.Explosivos Sustancia que tiene la capacidad de llegar a experimentar una reacción química muy rápida sin la participación de un agente externos. los que. pueden efectuar un trabajo. . .Explosivos Los explosivos son una mezcla de sustancias: Una combustible y otra oxidante oxidante. . los que ocuparan un volumen mucho mayor. que al ser iniciadas dan lugar a una reacción exotérmica altamente rápida generando productos gaseosos a alta temperatura. Clasificación de los Explosivos Primarios Secundarios . Azida de Plomo .Clasificación de los Explosivos Primarios • Detonadores • Pentolitas TNT (50%) + PETN (50%) • PETN (Cordón Detonante) • HMX. Clasificación de los Explosivos Primarios Detonadores Pentolitas . Puras y encartuchadas) .Clasificación Secundarios •Anfos •Anfos Pesados •Emulsiones (Mezclas. con 2% Al .Secundarios •Anfos Pesados Mezcla 50/50 Mezcla 50/50. • VOD < 1000 m/s • Puede ser causado por: • Explosivo no balanceado.Explosivos Deflagración • El explosivo no detona. grietas) . de mala calidad o insensibilizado • Ambiente desfavorable (Diámetro crítico. Agua. solo se quema. . detonación autosustentable • Gran fuerza expansiva.Explosivos Detonación • Gran velocidad de reacción. Propiedades de los Explosivos • Densidad Peso por unidad de volumen (g/cm3) • Volumen de gases Litros de gas por kilo de explosivo • Energía (kCal/kg) • Velocidad de Detonación VOD (m/s) •Presión de Detonación (Pd) (kbar) Pd = k x Densidad x (VOD)2 . Anfo Densidad (g/cm3) Mezcla 30/70 Mezcla 50/50 Mezcla 65/35 50/50 + 2% Al Mex 300 0.78 .1.5500 Presión Det.15 .29 Vol.1.0.1.32 1. de gas (lt/kg) 960 930 919 900 890 934 Energía (kCal/kg) 902 855 823 779 904 708 42 43 93 66 90 73 4300 4900 5300 4500 5300 4400 .1.32 1.13 1.1.33 .29 .29 .36 1. (kbar) VOD (m/s) .81 1.10 . V Gas Energía Propiedades 1000 900 800 700 600 500 400 Anfo 30/70 50/50 65/35 50/50 2%Al Mex 300 . Solución Energía (Qo) V. Calcular la energía y el volumen de gas que serán aportados por el tiro cuando éste detone.000 lt . Gas (Vo) : : 500 x 902 = 451.000 kCal 500 x 960 = 480.Ejemplo Se desea cargar un tiro con 500kg de Anfo. Gas (V) : : 500 x 823 = 411.Ejemplo Debido a que hay presencia de agua en el tiro. ¿ Cuanto explosivo debería cargar ? Solución Energía (Q) V.95) .500 kCal (0.000 lt (0. se decide cambiar la carga de Anfo por Anfo Pesado 50/50.91) 500 x 919 = 455. 92 1kg de AP 50/50 equivale a 0.92kg de Anfo (920g) Por lo tanto.Criterio de LANGEFORS Potencia relativa (PR) 1 V 5 Q PR = ´ + ´ 6 V0 6 Q0 Solución PR = 1/6 x 919/960 + 5/6 x 823/902 = 0. El tiro debe ser cargado con: 500/0.92 = 544kg de AP 50/50 . 30 g/cm3 Anfo AP 50/50 800kg Anfo L 1.80 g/cm3 : 1.300kg AP 50/50 .Densidad : 0. VOD (m/s) 4500 3000 1500 0 Anfo 30/70 50/50 65/35 50/50 2%Al Presión Det. (kbar) 100 80 60 40 20 0 Anfo 30/70 50/50 65/35 50/50 2%Al . VODReg=0.66m .Velocidad de detonación (VOD) Medición continua 14 12 m 10 8 6 4 2 0 0 2000 n n n n 4000 m/s 6000 8000 Mezcla 30/70 tiros de 121/4” VOD =5.280m/s Dist. Ahora. en el nuevo diámetro alcanza 4.400m/s.VOD .200m/s. Originalmente alcanzaba 4. ¿ Cuanto es la pérdida de Pd del explosivo ? .Presión de Detonación (Pd) Pd = k ´ r ´ (VOD ) 2 Ejemplo Un explosivo pierde VOD al ser cargado en un tiro de diámetro menor. 200/4.1% .5% .9% .400)2 = 91.5% Pérdida de Pd : (4.8.Presión de Detonación (Pd) Pd = k ´ r ´ (VOD ) 2 Solución Pérdida de VOD : 4.4.200)2/(4.VOD .400 x 100 = 95. Anfo Nitrato de Amonio NH4NO3 . 6% Genera los siguientes gases CO2 17% NOx Gases Nitroso N2 33% H 2O 50% CO Monóxidos de Carbono .Anfo Nitrato de Amonio + NH4NO3 + 94.4% Diesel CH2 5. Eficiencia Anfo Eficiencia (VOD. Energía) 100 80 60 NOx 40 CO 20 0 0 1 2 3 4 5 6 % Diesel 7 8 9 10 Eficiencia Anfo (Humedad) 100 Eficiencia 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 % de Agua 8 9 10 11 12 . VOD -Diámetro carga Confinado 50 00 VOD (m/s) 40 00 30 00 20 00 10 00 0 0 3 6 9 Diámetro (pulg) 12 15 . Diesel . surfactantes y Diesel 90% 10% 0..Emulsiones Nitratos en solución + Aceites.1 mm Gotas muy pequeñas de solución de Nitratos mezcladas en Aceites y Diesel. Emulsiones • Tienen alta densidad • Es posible fabricar Anfos Pesados • Es posible fabricar Emulsiones o mezclas bombeables • Permiten cargar mas explosivos por pozos 50/50 VOD Anfo 6000 VOD (m/s) 5000 4000 3000 2000 1000 0 2 1/2 4 6 1/2 7 7/8 9 7/8 Diám etro 10 5/8 12 1/4 13 3/4 . Potencia del explosivo Potencia Velocidad con que se libera la energía Para el caso de los explosivos la Potencia depende de Calor de reacción (Q0) Velocidad de detonación (VOD) Diámetro de la carga (d) . 238 kCal/s .r .300MCal/s = 740.8x(10.300m/s = 11/4.000kCal = 4.300 X 1. una columna de explosivos de 11m en un tiro de 105/8” diámetro Solución kg/m = 0.756Mwatt 1kW=0.Ejemplo Comparar la potencia entre los explosivos Anfo y Anfo Pesado 50/50. en ambos casos. para.56 = 176.625)2 = 500kg = 500 x 902 = 451.507.000 = 2.000/2.507x 0. d2 d: Diámetro (pulgadas) r: Densidad (g/cm3) Anfo Carga Energía VODAnfo Tiempo Potencia = 11 x 0.56ms 451. 160MCal/s =1.218Mwatt 1kW=0.507x 1.Solución Anfo Pesado 50/50 Carga = 11 x 0.366.625)2 = 820kg Energía = 820 x 823 = 674.08ms Potencia 674.31x(10.08 = 325.300m/s Tiempo = 11/5.300 X 1000 = 2.238 kCal/s .870 kCal VODAnfo = 5.870/2. 366.000 = 1.50 50% más energético = 1.84 84% más potente 1.756 .870/451.218/740.Por lo tanto En una columna de 11 metros de explosivos El Anfo Pesado 50/50 respecto al Anfo es: 674. ¿ Más consultas.? ...