VENTILACIÓNDE MINAS NOMBRE: RODRIGO GARCÍA VERA CÓDIGO: 20100291A PROFESOR: ING. FIDEL HIDALGO MENDIETA LA PÓLVORA NEGRA [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 1 INDICE 1. OBJETIVO 2. DEFINICIÓN 3. TIPOS DE COMPOSICION 4. TAMAÑOS 5. DENSIDADES 6. COMBUSTIÓN 7. USOS 8. DESVENTAJAS 9. SUSTITUCIÓN 10. PÓLVORA NEGRA VS. PÓLVORA FLASH 11. PREPARACIÓN 12. CONCLUSIONES [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 2 1. OBJETIVO Conocer en términos más amplios el concepto de la pólvora negra, su composición en minería, y sobre todo la aplicación que tiene en la industria minera. 2. DEFINICIÓN La pólvora es una sustancia deflagrante utilizada principalmente como propulsor de proyectiles en las armas de fuego y con fines acústicos en los juegos pirotécnicos. La pólvora fabricada es la denominada pólvora negra, que está compuesta de determinadas proporciones de carbón, azufre y nitrato de potasio. La más popular tiene 75% de nitrato de potasio, 15% de carbono y 10% de azufre (porcentajes en masa/masa). Actualmente se utiliza en pirotecnia y como propelente de proyectiles en armas antiguas. Las modernas pólvoras (sin humo) están basadas en materiales energéticos, principalmente nitrocelulosa (monobásicas) y nitrocelulosa más nitroglicerina (bibásicas). Las ventajas de las pólvoras modernas son su bajo nivel de humo, bajo nivel de depósito de productos de combustión en el arma y su homogeneidad, lo que garantiza un resultado consistente, con lo que aumenta la precisión de los disparos. CARACTERÍSTICAS La pólvora negra (denominación de la pólvora antigua, para distinguirla de las pólvoras sin humo actuales) es producto de la mezcla mecánica de 75 % de nitrato potásico, 15 % de azufre y 10 % de carbón vegetal. Es poco potente, deja muchos residuos en el ánima y produce gran cantidad de humo cuando se quema. Se la considera como "explosivo" aunque de baja potencia, a diferencia de las pólvoras progresivas que se consideran "sustancias inflamables". [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 3 La pólvora negra es susceptible de quemarse con una simple chispa, electricidad estática o percusión. 3. TIPOS DE COMPOSICION Para uso militar (pólvora negra): Nitrato de potasio (KNO3) 74.00%-75.00% Carbón vegetal 15.00%-12.50% Azufre 10.40%-12.50% Una composición más económica para uso en minas: Nitrato de potasio (KNO3) 62.00% Carbón vegetal 18.00% Pólvora vegetal Azufre 20.00% Composición de la pólvora de caza: Nitrato de potasio (KNO3) 78.00% Máximo Carbón vegetal 12.50%-16.00% Para caza Azufre 12.00%-15.00% La función del carbón vegetal es de combustible (proporciona la energía), el salitre de comburente (proporciona el oxígeno) y el azufre que tiene las siguientes funciones: Cemento (da compacidad de la mezcla) La impermeabiliza Regulariza la combustión. La pólvora negra es el explosivo que se inflama con más facilidad por contacto con una llama. Para su destrucción lo mejor es sumergirla en agua por 8 horas, otro método es extenderla por el suelo en regueros que sigan la dirección del viento y que no sean muy anchas. 4. TAMAÑOS La empleada en cebos de 0.36 a 0.7 mm. La pólvora militar de 0.76 a 1.6 mm. La empleada en mechas de 0.2 a 0.6 mm. [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 4 5. DENSIDADES Densidad gravimétrica El peso de 1 litro debe ser: Para la pólvora propulsora (según el tipo) de 905 a 980 gr. Para la pólvora de cebos más de 850 gr. Para la pólvora de mechas no inferior de 900 gr. Densidad real La pólvora propulsora y para cebos por lo menos 1.755 La pólvora par amechas por lo menos de 1.68 La pólvora para minas no se prescriben límites. 6. COMBUSTIÓN En la pólvora negra la velocidad de combustión viene dada por el tamaño de los granos, cuanto más finos sean los granos más rápida será la combustión, de ahí que para los pequeños calibres se usen pólvoras más finas, así como que para los grandes se usan las de mayor granulación, con el fin de obtener la máxima velocidad del proyectil con la menor presión de recamara por su mayor progresividad de combustión. 7. USOS En espoletas de tiempo Granadas Cartuchos de salva Algunos tipo de estopines 8. DESVENTAJAS Carece de gran potencia debido a su rápida combustión. Genera gran cantidad de humo, lo que reduce las posibilidades de observación del campo de combate y delata las posiciones de los tiradores. [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 5 Deja muchos residuos en cañón y estos son muy higroscópicos (atraen la humedad). Altamente inestable y sensible a los golpes y cambios de temperatura, también muy peligrosa si se la maneja con descuido o negligencia. Por todo esto a finales del siglo XIX se hicieron innumerables ensayos con distintos tipos de propelentes hasta llegar a lo que conocemos hoy por pólvora sin humo y ya en la última década de ese siglo aparecieron los primeros cartuchos militares con este tipo de propelentes. En la Guerra Hispanoamericana, la artillería y la mayor parte de la fusilería estadounidense eran de pólvora negra. 9. SUSTITUCIÓN Aunque aún se pueda encontrar este tipo de pólvora para los fines descritos anteriormente, esta fue desplazada por la pólvora nitrocelulósica o sin humo en la última década del siglo XIX, sustituyéndola totalmente por las notables ventajas que tenía sobre la otra. La ventaja que influyó con mayor fuerza para cambiar de una pólvora a otra fue el nulo residuo que dejaban en el ánima del cañón las nuevas pólvoras sin humo. Esto fue una gran ventaja, ya que se podían disparar cientos de disparos sin tener que limpiar el cañón. 10. PÓLVORA NEGRA VS. PÓLVORA FLASH Mucha gente se pregunta cuál es más fuerte, si la pólvora negra o la flash. De hecho, no hay comparación. La pólvora flash es muy explosiva, un explosivo demoledor. Se convierte en un gas tan rápido, que objetos cercanos o el contenedor que la contiene no es capaz de soportarlo y son destrozados en pequeños fragmentos. La pólvora negra es poco explosiva, de “expansión”. Se convierte en gas mucho más lento que la pólvora flash y por ello “empuja” en sentido contrario a las cosas en lugar de fragmentarlas. Por poner un ejemplo: si metemos pólvora negra en un pequeño recipiente tan solo hará un pequeño “pop” y empujará todo hacia fuera (esto no quiere decir que no explote, sino que la explosión no es muy ruidosa). Sin embargo la pólvora [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 6 flash metida en el mismo recipiente lo romperá en fragmentos y hará una explosión más ruidosa. Poniendo la pólvora en un recipiente 11. PREPARACIÓN Para hacer pólvora negra necesitarás los 3 ingredientes comentados anteriormente. Vamos a poner un ejemplo con los gramos indicados anteriormente, con los que se obtiene 200 gramos de pólvora. Debes recordar que si usas productos químicos de mala calidad el resultado será una pólvora de mala calidad. Por ejemplo, El carbón vegetal no es puro, pero si no tienes posibilidad de encontrar un buen carbón, puedes usarlo. Eso sí, el resultado será peor. Abre el recipiente de tu ball mill e introduce las siguientes cantidades; nitrato potásico 150 gramos, carbón 30 gramos, azufre 20 gramos. (Si las bolas de plomo no están ya dentro del recipiente introdúcelas ahora también) ¡Recuerda que solo puedes usar las bolas de plomo o acero para hacer pólvora! Una vez completado el proceso de la ball mill (explicado previamente) obtendrás 200 gramos de pólvora negra. Si quieres hacer más cantidad tan solo tienes que usar más gramos de cada producto químico, pero siempre manteniendo las proporciones. Es recomendable usar una balanza de precisión para pesar los ingredientes. [LA PÓLVORA NEGRA] UNI FIGMM-UNI Página 7 Una vez introducido todo pon la “tapa” e introduce el contenedor en la ball mill. Enciende la ball mill y déjala rotar durante 2 a 4 horas. Al rotar las bolas de plomo golpearán los ingredientes y los reducirán a una pólvora súper fina. Cuanto más tiempo lo tengas más negra saldrá la pólvora y mejor será. Es recomendable que utilices la ball mill en un lugar seguro y externo. Después de unas horas apaga la ball mill. Extiende una hoja de papel (de periódico por ejemplo). Abre la tapa del recipiente y vierte todo al papel a través de un colador. El colador retendrá las bolas de plomo y agitándolo un poquito toda la pólvora se depositará sobre el papel. Ya tienes tu pólvora finalizada. Esta pólvora te servirá para usarla en otros proyectos. Añadiéndola un poco de agua y de dextrina puedes obtener mechas. 12. CONCLUSIONES Existe más de una composición para la fabricación de pólvora negra, la cual depende del uso y de la intensidad que le queremos dar. La pólvora negra es un explosivo que se usa para labores singulares, ya que existen actualmente explosivos con mejor eficacia y eficiencia. La pólvora negra es estable bajo las condiciones de almacenamiento y manipuleo recomendadas por sus fabricantes. FAMESA explosivos y EXSA, son los principales fabricantes de este material usado actualmente en minería.