Manejo de Explosivos Sernageomin 2008

MANEJO DE EXPLOSIVOS EN LAS OPERACIONES MINERAS & OBRAS CIVILES

LEONEL CATALDO MORALES Ingeniero Civil en Minas

1

Temario: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Curso sobre manejo de explosivos en operaciones mineras y obras civiles

Conceptos (explosivo, explosión, detonación y deflagración) Historia de los explosivos industriales Propiedades de los explosivos industriales Clasificación y tipos explosivos industriales Iniciación de explosivos Elección del explosivo Manejo de explosivos en minas a cielo abierto y subterráneas Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos Legislación Chilena sobre Explosivos Vibraciones terrestres Onda área Manejo de Explosivos en Obras Civiles 2

Introducción

3

EXPLOSIVOS

MECÁNICOS

QUÍMICOS

DETONANTES

NUCLEARES

DEFLAGRANTES

4

Capítulo 1:

Conceptos (explosivo, explosión, deflagración y detonación)

5

9 Explosivo químico: mezcla de sustancias, unas combustibles y otras oxidantes, que, iniciada debidamente da lugar a una reacción química exotérmica muy rápida que genera una serie de productos gaseosos a alta temperatura y presión. Cada explosivo tiene una composición específica con características propias, y en consecuencia, para cada aplicación se puede elegir el explosivo más adecuado. 9 Explosivos ideales: poseen las mismas características cualquiera sea su diámetro, forma o condiciones ambientales (TNT, PETN). 9 Explosivos no ideales: depende del diámetro, temperatura, confinamiento, etc. (ANFO, ANFOs pesados, emulsiones, acuageles).

6

9 Explosión: liberación en forma violenta de energía mecánica, química o nuclear, normalmente acompañada de altas temperaturas y la liberación de gases. 9 Una explosión causa ondas expansivas en los alrededores donde se produce. 9 Las explosiones se pueden categorizar como deflagraciones si las ondas son subsónicas y detonaciones si son supersónicas (ondas de choque).

7

Los explosivos químicos no ideales, según su propia naturaleza, forma de iniciación y condiciones externas a que estén sometidos, pueden presentar un comportamiento distinto del propio carácter del explosivo: 9 Combustión: reacción química capaz de desprender calor, pudiendo ser o no percibido por nuestros sentidos. 9 Deflagración: reacción química basada en la conductividad térmica (velocidad por debajo 1000 m/s). 9 Detonación: reacción química que se mueve a través del explosivo a una alta velocidad transformando a éste en nuevas especies de sustancias químicas.

8

Detonación de un explosivo

9 Cuando se detona una carga explosiva su masa se transforma en gases a alta presión y temperatura que adquieren una gran fuerza expansiva. 9 El efecto dinámico de la explosión genera una onda de choque (y no el hecho que se generen grandes presiones). 9 La onda viaja a través del entorno, con forma cilíndrica al principio y esférica después.

ONDA DE CHOQUE O STRESS GASES EN EXPANSION ZONA DE REACCION PRIMARIA

PLANO C -J

EXPLOSIVO NO DETONADO

FRENTE DE CHOQUE EN EL EXPLOSIVO

C-J: Chapmant - Jouguet

9

Capítulo 2: Historia de los explosivos industriales

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Historia de los explosivos industriales

9 1242: El fraile inglés Roger Bacon publica una (mezcla de nitrato de sodio o potasio, azufre y carbón) 9 1627: Primera prueba documentada de uso de pólvora negra para tronadura de roca, se realizó en minas de Hungría (minas reales de Schemnitz ).

Almacén de Pólvora, Valparaíso 1806.

11

Historia de los explosivos industriales

9

9

1846: El químico italiano Ascanio Sobrero, inventa la trinitroglicerina dando a conocer su potencia explosiva.

1875: Alfred Nobel disuelve nitrocelulosa en nitroglicerina, formando una masa gelatinosa, que es la antecesora de las dinamitas gelatinas.

12

Ruinas de Chañarcillo (Mineral de Plata)

13

Historia de los explosivos industriales

9

1947: Se comienzan a fabricar los Anfos (NH4NO3)

14

Historia de los explosivos industriales 9

1950's: En U.S.A. comienza a declinar el uso de las dinamitas debido a la aparición del ANFO y los acuageles.

9

1970: A finales de la década de los 60 aparecen las emulsiones explosivas y sus mezclas con Anfo, denominadas Anfos Pesados.

9

1980's: Comienza la introducción en el mercado de las emulsiones gelatinosas.

15

Capítulo 3:

Propiedades de los explosivos industriales

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2. 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

Propiedades de los explosivos Densidad Resistencia al agua Sensibilidad Estabilidad química Balance de Oxígeno Gases Impedancia Velocidad de detonación Presión de detonación Energía Potencia

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3.1

Densidad

9 Peso del explosivo por unidad de volumen (varía entre 0.3 y 1.6 gr/cc); dependiendo del tipo de componentes empleados en su fabricación. 9 Controla la concentración de energía: cuanto mayor es la densidad mayor es el efecto rompedor. 9 Cuando los hoyos son de gran longitud se presentan variaciones de densidad a lo largo de la columna.

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3.2 Estabilidad Química

9 Aptitud que posee un explosivo para mantenerse inalterado, químicamente o en sus propiedades físicas, con el paso del tiempo. 9 Un método de probar la estabilidad es el calentamiento de una muestra durante un tiempo determinado y a una Ta específica (p.e. la NG a 80°C tarda 20´ en descomponerse).

Las emulsiones y ANFOS pesados algunas veces experimentan cristalización en la fase emulsión resultando un endurecimiento del producto y menor energía. Los acuageles pueden experimentar un debilitamiento en la estructura gelatinosa resultando en una pérdida del aire atrapado (microburbujas), segregación y cristalización de los nitratos disueltos.

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3.3 Resistencia al agua 9 Capacidad para resistir una prolongada exposición al agua sin perder sus características. 9 Medida de cuanto es influenciada la detonación del explosivo por el agua en la perforación. 9 Los Hidrogeles y Emulsiones son muy resistentes al agua. 9 Escala de clasificación: Nula, Limitada, Buena, Muy Buena y Excelente.

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3.4 Sensibilidad 9 Es una Medida de la facilidad con la que un explosivo puede ser detonado por calor, fricción, impacto o choque (acción no controlada). Varía según el tipo de producto. 9 Sensibilidad al detonador al detonador N°8 (acción controlada). 9 Para la mayoría de los explosivos gelatinosos se emplean detonadores, mientras que los agentes explosivos requieren en general de un cartucho cebo de mayor presión y velocidad de detonación. 9 Sensibilidad al diámetro crítico (δc); las cargas explosivas tienen un δc por debajo del cual la onda de detonación no se propaga o si lo hace es con una velocidad muy por debajo de la régimen.

El detonador N° 8 tiene un carga de 2 gr. de mezcla de fulminato de mercurio (80%) y clorato potásico (20%); o una carga de PETN prensada equivalente.

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3.5 Balance de oxígeno 9 Un explosivo es considerado que tiene balance de oxígeno cero cuando contiene el oxígeno justo para oxidar completamente el combustible presente. 9 Exceso de oxígeno reaccionará el N2 para formar NO2 y un déficit de oxígeno producirá CO. 9 La mayoría de los explosivos son deficientes en oxígeno. 3.6 Gases 9 Se expresan como volumen de gas por unidad de masa de explosivo (lts /kg, moles/gr). 9 Los gases primarios de un explosivo con oxígeno balanceado deberían ser : H2O, NO2, N2, y eventualmente sólidos y líquidos. 22

3.7 Impedancia 9 Es la propiedad que sirve para medir la transmisión de la energía del explosivo a la roca. 9 La transferencia de la energía del explosivo a la roca se maximiza si la razón (R) entre la impedancia del explosivo y la impedancia de la roca se acerca a 1. Ie = Vd x ρe : impedancia del explosivo. Ir = Vp x; ρr : impedancia de la roca. Vd = ρe = Vp = ρr =

velocidad de detonación del explosivo. densidad del explosivo. velocidad de onda p. densidad de la roca.

9 Con los valores de r inferiores o superiores a 1 habrá pérdida de transferencia de energía del explosivo.

23

3.8 Velocidad de Detonación (Vd) 9

Es la velocidad a la que la reacción de detonación se extiende a través de la columna explosiva, ya sea en el cartucho o en la perforación.

9

Está influenciada por : ¾ Densidad del explosivo. ¾ El diámetro de la carga. ¾ Grado de confinamiento. ¾ El envejecimiento del explosivo.

9

Es el parámetro que define el ritmo de liberación de energía.

9

Existen diversos métodos para medir la Vd. (discretos y continuos)

24

Medición de Velocidad de Detonación (VOD Discreto)

25

Medición de Velocidad de Detonación (VOD Continuo)

26

3.9

Presión de Detonación (Pd)

9 Es la presión en el frente de detonación, medido en el plano ChapmantJouguet. La presión repentina creada, fragmentará en lugar de desplazar materiales y es aquella que da a un explosivo el poder fragmentador (refleja la energía de choque). 9 La magnitud de la presión de detonación está en función de la densidad y de la velocidad de detonación del explosivo.

Pd = 0.25 ρe(Vd)2 donde: Pd = Vd = ρe =

Presión de detonación en Pa. Velocidad de detonación en m/s. Densidad del explosivo en Kg./m3.

27

3.10 Presión de hoyo •

Presión ejercida sobre la pared de la perforación por los gases de la detonación.

•

La presión de hoyo es algunas veces expresada como un porcentaje de la presión de detonación.

•

Esta puede variar desde 30% a un 70% de la presión de detonación.

•

La magnitud de la presión y el tiempo sobre el cual se ha ejercido es una medida de la energía del gas del explosivo.

•

Esta energía del gas está en función del confinamiento de la carga como también de la cantidad y temperatura del gas. El gas se mete en las grietas y las extiende a una alta velocidad (30-40% velocidad de la onda longitudinal)

28

3.11 Energía Disponible 9 Valor calculado sobre las leyes de la termodinámica. 9 Se asume como ideal el comportamiento en la reacción de una detonación (100 % eficiencia). 9 Los explosivos industriales no son ideales, excepto los usados para la iniciación, tales como PETN, TNT, etc. 9 Los rangos de eficiencia de los explosivos fluctúan entre el 30% y 90% 9 Es usualmente expresada sobre la base del peso (Mj/kg.); aunque también se expresa en base al volumen. 3.12 Potencia Potencia Absoluta en Peso Es una medida de la cantidad absoluta de energía (en calorías), utilizable en cada gramo de explosivo. Ejemplo : ANFO = 912 Cal/gr; Emulsión explosiva B950 = 958 Cal/ Gr. 29

Potencia Relativa en Peso y Potencia Relativa en Volumen 9 La potencia (Strength) de un explosivo se expresa en PRP o PRV. 9 Existen varios métodos prácticos para medir la potencia, tales como: Traulz, Mortero balístico, Potencia sísmica, Cráter, Hess, Placa y Bajo del agua. 9 Fórmulas empíricas: Sueca y Paddock Potencia Relativa en Peso (Relative Weight Strength, RWS)

Potencia Relativa en Volumen

5 Qe 1 Vg PRP = × + × 6 Q0 6 Vg 0

PRV = PRP ×

(Relative Bulk Strength, RBS)

ρ e:

Densidad explosivo (g/cc);

ρe ρA

ρA:

Qo: calor de explosión explosivo a emplear (Kcal/Kg) Qe : Calor de explosión del explosivo LFB (Kcal/Kg) Vgo: volumen de gases del explosivo LFB (L/Kg) Vg : Volumen de gases del explosivo a emplear (L/Kg)

Densidad del Anfo (g/cc)

30

Capítulo 4:

Clasificación y tipos de explosivos industriales

31

Clasificación de los explosivos industriales Los explosivos químicos industriales se clasifican en dos grandes grupos según su velocidad de onda de choque. 9

9

Explosivos detonantes Con velocidades entre los 2000 y 7000 m/s y altas presiones de detonación (Primarios y Secundarios) Primarios: se usan como iniciadores para detonar a los secundarios (fulminato de mercurio, pentrita, pentolita, etc.) Secundarios: se emplean en el arranque de rocas (explosivos convencionales y agentes explosivos)

Pentolita

Explosivos deflagrantes Con velocidades por debajo los 2000 m/s Ej.: pólvoras, compuestos pirotécnicos y compuestos propulsores de artillería y cohetería; con poca aplicación en minería, salvo en rocas ornamentales.

Anfo

32

Los explosivos industriales se clasifican según su composición y tecnología de mezcla en dos grupos: I.

Explosivos Precisan para su detonación de sustancias intrínsecamente explosivas que actúan como sensibilizadores de las mezclas:

9 9

Convencionales (gelatinas, pulverulentos, de seguridad) Iniciadores (pentrita, pentolita)

II.

Agentes explosivos Estas mezclas no llevan ingredientes intrínsicamente explosivos (anfo, alanfo, hidrogeles, emulsiones y anfos pesados) 33

I. Explosivos Dinamitas: mezclas explosivas cuyo sensibilizador es la nitroglicerina. 9 Gelatinas (amongelatina), 9 Semigelatinas (tronex) 9 Granuladas (permicarb, samsonita) Usos principales: 9

Excavaciones subterráneas y de superficie, tanto en faenas mineras como en obras civiles.

34

I. Explosivos 9 Iniciadores y rompedores: productos a base de Pentrita (PETN) y TNT, mezcla que se denomina Pentolita (Iniciadores cilíndricos regulares, Rompedores cónicos) 9 Propiedades principales: ¾ Alta Velocidad de Detonación (sobre 7000 m/s). ¾ Mayor resistencia al fuego, impacto y fricción ¾ Efecto direccional, en el caso de los rompedores. 9 Usos principales: iniciadores de explosivos en perforaciones de gran diámetro, reducción de bolones en labores abiertas y subterráneas.

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II. Agentes explosivos 9 Anfos: mezclas elaboradas a base de Nitrato de Amonio prill y combustibles adecuados (Anfos, Anfos aluminizados, Anfos AST)

Trabajos relacionados con excavaciones subterráneas y de superficie, en sectores secos.

100 90 % ENERGIA POR KILO

Usos principales:

VARIACION DE LA ENERGIA POR KILO DE ANFO CON INCREMENTO DE COMBUSTIBLE

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

% COMBUSTIBLE

36

Nitrato de Amonio ¾ Principal componente de explosivos. industriales. ¾ Usualmente es producido en forma de prills: ¾ d = 0.78 a 0.85 gr/cc. ¾ Porosidad 10 a 15 %, revestido con un agente anti-aglomerante (evita acolpe). 9 Propiedades físicas nitrato de amonio ¾ ¾ ¾ ¾

1 a 2 mm de diámetro. Fluye libre cuando está seco. Hidroscópico. Macro-poros hechos por sobre un volumen del 35%. ¾ Usado en soluciones con agua para hacer acuagel y explosivos de emulsión. 37

II. Agentes explosivos

V A R IA C IO N D E L A EN ER G IA P O R K IL O D E A N F O A L U M I N I ZA D O 135

ENERGIA POR KILO

130 125 120 115 110 105 100 0

4

8

12

16

20

% A L U M IN IO EN 9 4 % N .A . / 6 % F .O .

38

II. Agentes explosivos Hidrogeles Agentes explosivos constituidos por soluciones acuosas saturadas de N.A., a menudo con otros oxidantes como el nitrato de sodio y/o Calcio, en las que se encuentran dispersos los combustibles, sensibilizantes, agentes espesantes y gelatinizantes. Que evitan la segregación del producto. (primeros ensayos con una mezcla de 65% N.A., 20 % de Al y 15 % agua) Nuevos desarrollos permiten fabricar geles para uso a granel, con un rango de densidades muy amplio (0,4 a 1,3 g/cc).

39

II. Agentes explosivos Emulsiones Agentes explosivos que contienen dos fases líquidas naturalmente inmiscibles entre sí, del tipo agua en aceite, una de las cuales es dispersa como pequeñas gotas dentro de la otra; la fase acuosa está compuesta por sales inorgánicas oxidantes disueltas en agua y la fase aceitosa por un combustible líquido inmiscible con el agua del tipo hidrocarbonado (Pequeño Diámetro, Diámetro Intermedio y Emulsiones Gran Diámetro) Propiedades principales ¾ Son altamente seguras a la fricción, impacto y fuego. ¾ Son muy resistentes al agua. ¾ Dependiendo de la consistencia pueden ser bombeadas.

40

Capítulo 5: Sistemas Iniciación de Explosivos

41

Iniciación de explosivos 9 Iniciar un explosivo significa provocar la detonación del mismo. 9 Si el explosivo es sensible al detonador la iniciación puede ser efectuada por un detonador o por un cordón detonante. 9 Para provocar la detonación de un explosivo insensible al detonador se emplearán multiplicadores (explosivos de alta energía de iniciación). Sistemas de iniciación 9 9 9 9

Iniciación a fuego Iniciación eléctrica Iniciación no eléctrica Iniciación electrónica

42

Iniciación a fuego

Detonador de mecha

Mecha de seguridad

Detonador - mecha

43

Aspectos importantes de un detonador a mecha

Iniciación a fuego 9

Proporcionar una ventilación adecuada

9

Evitar la humedad

9

Evitar el calor excesivo

9

Evitar derrames de aceites o disolventes

9

Usar primero las existencias más antiguas

9

Formas del corte

9

Realizar buen crimpeado

9

Velocidad de Combustión 44

Iniciación eléctrica 9

Detonador eléctrico normal

9

Detonador eléctrico insensible

9

Detonador altamente insensible

9

Detonador sísmico

45

Detonador eléctrico Consta de cuatro partes fundamentales: 9 Una cápsula de aluminio o cobre. 9 Una carga explosiva compuesta por un explosivo primario y uno secundario. 9 Un elemento de retardo con un tiempo de combustión específico. 9 Un elemento inflamador eléctricopirotécnico.

Recubrimiento antiestático Alambres de alimentación Tapón de cierre Cubierta de Al o Cu Protección antiestática Inflamador Porta retardo Tren de retardos

Carga Primaria Carga Base

46

Detonadores eléctricos Dyno

CARACTERÍSTICAS ELECTRICAS Resistencia del filamento (ohm) Energía mínima de inicio (mJ/ohm) Corriente máxima de no-detonación (A) Corriente mínima de detonación (A) Corriente de disparo recomendada para serie de hasta 25 detonadores (A)

SENSIBILIDAD NORMAL 1,15 +/- 0,1 1-3

INSENSIBLE ALTAMENTE INSENSIBLE 0,30 +/- 0,05 0,045 +/0,003 20 - 50 1300 - 2500

0,25 (5 min)

0,85 (5 min)

4 (2 min)

0,5

1,5

10

2

3

25

47

CONEXIONES SERIE

PARALELO

R T = RL + n * R D

RT = RT +

RD n

V=R*I

48

Aspectos importantes en el uso detonadores eléctricos 9Condiciones climáticas 9 Radio frecuencias 9 Corrientes vagabundas 9 Estática 9 Fuente de poder adecuada 9 Diseño predeterminado. 9 Cálculos de resistencia circuito total 9 Operación de terreno lento.

49

Iniciación no eléctrica 9 Sistema de iniciación tradicional (detonadores no eléctricos, cordones detonantes y retardadores)

9 Sistema silencioso (detonador no eléctrico, tubos de choque y retardadores para tubos de choque)

50

Detonador no eléctrico 9 9 9 9 9

El extremo explosivo contiene una carga base de PETN y una carga primaria de Azida de plomo. El Cushion Disk, otorga una gran resistencia al impacto y a la detonación por simpatía. El tren de retardo, formado por uno, dos o tres elementos pirotécnicos. El DIB (Delay Ignition Buffer m.r.), que permite una mayor precisión y evita el problema de la reversión de la onda de choque. El sello antiestático, elemento para eliminar el riesgo de iniciación por descargas estáticas accidentales.

Tubo de choque

DIB Sello antiestático Tren de retardos

Cushion Disk Azida de plomo

PETN

51

Iniciación no eléctrica tradicional

52

Iniciación no eléctrica tradicional

53

Cordón detonante •

Cordón formado por un núcleo central de explosivo (PETN) recubierto por una serie de fibras sintéticas y una cubierta exterior de plástico, que conforman en conjunto un cordón flexible, resistente a la tracción e impermeable.

•

Su función es transmitir una onda de choque desde un punto a otro.

•

Debido a su potencia es capaz de iniciar los explosivos encartuchados tales como dinamitas, pentolitas y emulsiones.

•

Según la concentración lineal de PETN en Chile se comercializan cordones de 1.5, 3, 5, 8, 10, 40 gr/m, y otros.

54

Sistema Iniciación No Eléctrico Tradicional

RETARDO SUPERFICIE

CORDÓN DETONANTE

CONECTOR

TUBOS DE CHOQUE

J HOOK

BOOSTER (APD 450-2N)

CÁPSULA RETARDO

55

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso Está constituido básicamente por los siguientes elementos: 9

Un tubo de señal, con largo de acuerdo a la geometría del disparo.

9

Un detonador de alta potencia con un tiempo de retardo adecuado a la aplicación y destinado a iniciar la carga de fondo del tiro .

9

Un detonador de baja potencia y alojado en un conector plástico.

9

Las líneas troncales usadas para crear puentes entre corridas y para cerrar circuitos en superficie.

56

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

68 668

34 634

51 651

110 710

152 752

93 693

135 735

17 617

0 600

59 659

76 676

118 718

101 701

42 642

84 684

SISTEMA DE INICIACIÓN EZDET® EZDET 17/600 MS LTEZ 42 MS LIP O MS

57

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso 85

68

51

34

17 0

668

651

634

617

600

58

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso 9

etiqueta de retardo

Detonador no eléctrico de retardo

tubo no eléctrico Cápsula del detonador

9

Conector de retardo de superficie

Conector Americano

Tubo no eléctrico

Etiqueta de retardo

59

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

60

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

61

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

Cola del Conector Unidireccional del pozo siguiente

Cola del TECNEL dentro del pozo

62

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

63

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

64

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

Salida

65

Sistema Iniciación No Eléctrico Silencioso

66

Explosores para tubos de choque

67

BLASTPED Iniciador remota de tubos de choque

68

BLASTPED Iniciador remoto de tubos de choque Controlador

Repetidor 3 Repetidor 2 Iniciador Remoto 2

Iniciador Remoto 1

69

Sistema Iniciación Electrónico Los sistemas de detonadores electrónicos (SDE) se clasifican de acuerdo a: 9 Su programación, y 9 Su forma de iniciación

Cables

De acuerdo a su programación, los SDE se clasifican en: 9 Pre-programables. 9 Auto-programables. 9 Programables.

Circuito electrónico Fuse Head

De acuerdo a su forma de iniciación, los SDE se clasifican en: 9 Local 9 Remoto (alámbrico e inalámbrico)

Elemento de iniciación Carga base 70

Sistema Iniciación Electrónico

B

Superficie

Algunas marcas: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

HotShot+, SmartShot, I-kon, Unitronic, Daveytronic I & II, Daveytronic III, Electrostar, Deltadet II, SDI electronic detonator.

71

Sistema Iniciación Electrónico Algunas marcas: Subterránea

B

¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

QuickShot, HotShot+, SmartShot, Unitronic, I-kon, Daveytronic I & II, Daveytronic III, Electrostar, Deltadet II, SDI electronic detonator.

72

HotShot

Unitronic

SmartShot

Deltadet II

QuickShot

73

74

75

Detonador Electrónico

CARGA BASE

PROTECCIÓN

CONEXIÓN DEL CABLE CONDENSADORES

CARGA PRIMARIA

TAPÓN

CÁPSULA

CONECTOR HEMBRA INFLAMADOR

CHIP

CONECTOR MACHO

PLACA CIRCUITO IMPRESO

RESISTENCIA DE DESCARGA

CABLE DESCENDENTE

76

Iniciación electrónica

77

Capítulo 6: Elección del explosivo

78

Criterios de elección de explosivos 9 Características de la roca – Rocas masivas fisuradas – Rocas muy fisuradas – Rocas conformadas en bloques – Rocas porosas 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9

Humos Condiciones atmosféricas Problemas de entorno Atmósferas explosivas Precio del explosivo Problemas de suministro

Diámetro de carga Volumen de roca a tronar Condiciones de seguridad Presencia de agua

79

Calidad de la roca Homogénea / competente

Alta Alta

Alta Medio

Poco Competente/ Fracturada

Velocidad de detonación Densidad Presión de detonación Volumen de gases

Baja Baja

Baja Alta 80

Capítulo 7:

Manejo de explosivos en las minas a cielo abierto y subterráneas

81

Tronadura en cielo abierto

Diseñode de Diseño Tronadura lalaTronadura Preparación Preparación del Banco del Banco

Refinamiento Refinamiento delDiseño Diseño del

Distribución Distribución delPatrón Patrón del

Cuantificación Cuantificación delResultado Resultado del

Excavación Excavación

Perforación Perforación Tronadura Tronadura

82

Tronadura en cielo abierto (diseño)

83

Tronadura en cielo abierto (diseño)

84

Tronadura en cielo abierto (diseño)

85

Tronadura en cielo abierto

Tronadura controlada con línea de perforación en roca aluvial débil

86

Tronadura en cielo abierto

87

Perforación del banco

88

Perforación del banco Esquemas cuadrados / Rectangulares

Esquemas trabados

89

Disposición de cargas iniciadoras

90

Distribución de la Energía Explosiva

91

Perforación del banco/secuencia de salida

92

Carguío de Explosivos

93

Recarga de camiones fábricas

94

Carguío de Explosivos (Camión Fábrica Quadra)

Brazo alimentador (Gusano) Brazo guía Manguera

TK MATRI Z

TK NITRATO

Carrete Manguera

TK PRODUCTO TK PRODUCTO

Petróleo

95

Tapado de pozos

96

Tronadura

97

Tronadura

CARA LIBRE

EL EXPLOSIVO DETONA PRODUCIENDO ONDAS DE TENSION

SE PRODUCEN GRIETAS DE TENSION EN LA MASA DE LA ROCA

LA PRESION DEL GAS EXPANDE LAS GRIETAS

EL MOVIMIENTO COMIENZA HACIA LA CARA LIBRE

98

Objetivos de la Tronadura 9 Fragmentación

99

9Control de Daño

Pasado

Presente

100

Forma de la pila

101

El factor energía

ón i c u rib t s Di

de

ía g er n e

Co nf in

Resultado óptimo de la Tronadura

am

ie nt o

de

En er

gí a

Nivel de Energía

102

Labores Subterráneas

103

Regiones de tronadura en túneles

104

Tronadura en túneles

105

Diseño de rainuras Debido a que los tiros se perforan en un espacio reducido, pueden presentarse los siguientes problemas: 9 Congelamiento de la roca fragmentada por alta concentración de energía (factor de carga muy grande). 9 Detonación por simpatía. 9 Insensibilización del explosivo por presión dinámica.

106

Diseño de Rainuras Suecas

107

Diseño de Rainuras en Cuña

108

Rainuras Usadas en Terreno

Duro o frágil

Semiduro

Frágil o plástico Semiduro

Suave plástico

Frágil

Plástico

Muy frágil o muy Plástico

109

Rainuras Usadas en Terreno

Frágil

Muy frágil o muy Plástico

Frágil

110

Rainuras Usadas en Terreno

Frágil o plástico

Frágil o plástico

111

Rainuras Usadas en Terreno

Frágil o plástico

Frágil O plástico

112

Gradas Horizontales

113

Gradas Verticales

114

Corrida de Pique

115

Capítulo 8:

Medidas de Seguridad en el Manejo de Explosivos

116

Causas comunes en accidentes con explosivos 1.

Impacto o Fricción

• • •

Golpear sobre restos de explosivos. Taquear iniciadores. Rozar o friccionar explosivo.

2.

Fuentes Eléctricas

• • •

Alambre de detonadores en contacto con corrientes extrañas. Cargar explosivos con tormenta eléctrica. Cables eléctricos en malas condiciones cuando se está trabajando con explosivos (cielo abierto o subterráneo). 117

Causas comunes en accidentes con explosivos 3. Calor o Llama •

Las materias explosivas sometidas durante un período de temperaturas elevadas pueden llegar a explosionar.

4.

Proyecciones de Roca

• • •

Vigilancia inadecuada de los lugares de trabajo. Sistemas de señales inapropiadas. Deficiencia al despejar el área de trabajadores.

118

Principales de Causas Proyecciones de Rocas La proyección de roca es el lanzamiento involuntario de una roca de un disparo y es una de las causas principales de muerte y daño a equipos producido por tronaduras. Principales causas: 9 9

Distancia demasiado pequeña del burden, Distancia excesiva del burden, Geología débil (veta de barro). Perforación incorrecta, Iniciación instantánea. Hueco en la geología. Alcance de Proyecciones Modelo Sueco (Lunborg y Persson) Lmáx.= 260 x D 2/3 (m) con D en Pulgadas Lmáx.= 40 D 2/3 (para tronaduras bien diseñadas) 119

Flyrock Flyrock

Taco

Taco

Explosivo Explosivo Burden

Burden

Burden

Causa: burden primera fila muy pequeño Reducción: aumentar burden

Causa: burden muy grande Reducción: disminuir burden y usar bit más pequeño

120

Taco Flyrock

Taco

Flyrock Material de relleno

Explosivo

Explosivo

Causa: Geología Débil Reducción: el perforista debe informar y se debe colocar taco intermedio en dicho sector

Causa: perforación inadecuada Reducción: implementar una perforación más exacta

121

Flyrock

Flyrock Taco

Taco Explosivo Explosivo

Causa: iniciación instantánea Reducción: usar retardos para iniciar cada pozo individualmente

Causa: cavidad en la geología Reducción: medir para determinar subida

122

5. Misceláneas • • • •

Ingresar a ambientes con altas concentraciones de gases de disparos. Fallas de productos. Ejemplo: chispeo lateral. Quemar cargas por error. Incendios de polvorines y camiones de transporte

123

Principales gases • • • • •

Monóxido de Carbono Humos Nitrosos Anhídrido Sulfuroso Hidrógeno Sulfurado Nitrógeno

124

Monóxido de carbono

Fórmula : CO P.E. : 0.967 Límite Explosivo: 12.5% a 74.2% Límite Permisible: 40 ppm Gas incoloro e inodoro

¿Cómo se genera? • Por el uso de explosivos. • En toda combustión que haya deficiencia de Oxígeno.

Concentración ppm

Efectos Fisiológicos del Monóxido de Carbono

40 200 400 – 500

• • •

1.500 – 2.000 4.000

• •

Concentración máxima permisible para 8 hrs. de exposición. Jaqueca después de ½ hra. de exposición (leve intoxicación). Desde ¾ hora, jaqueca, náuseas. Pérdida del conocimiento entre 1.5 a 2.0 hrs. Peligroso para la vida después de 2 hrs. Fatal después de 1 hra. de exposición. Fatal si se inhala durante un corto período. 125

Humos nitrosos

Fórmula : NO2 / N2O4 P.E. : 1.59 Límite Permisible: 2.4 ppm Gases de color rojizo a Ta > a 23°C, picante y algo dulce. Puede ser inflamable en presencia de O2 puro.

¿Cómo se generan? • Al detonar explosivos nitrados o dinamita.

Concentración ppm 2.4 60 100 150 200 – 700

Efectos Fisiológicos de los Humos Nitrosos • • • • •

Concentración máxima permisible para 8 hrs. de exposición. Irritación a la garganta. Cantidad mínima que produce tos. Peligroso, incluso para exposiciones cortas. Muerte instantánea, aún en exposiciones cortas. 126

Fórmula : SO2 P.E. : 2.2 Límite Permisible: 1.6 ppm Gas incoloro, picante, irritante, sabor ácido y acentuado. Olor azufre quemado.

Anhídrido sulfuroso

¿Cómo se genera? • Disparos en menas sulfuradas. • Por la combustión del azufre (Piritas). • Por la combustión de carbón rico en azufre. Concentración ppm 1.6 3a5 50 - 100 150 400 – 500 1.000

Efectos Fisiológicos del Anhidrido Sulfuroso • • • • • •

Concentración máxima perm isible para 8 hrs. de exposición. Olor detectable. M áxim a concentración para ½ a 1 hora de exposición. M uy desagradable, pero puede soportarse algunos m inutos. Peligroso, incluso para una exposición corta. M uerte en pocos segundos.

127

Hidrógeno sulfurado

Fórmula : H2S P.E. : 1.19 Límite de Explosividad: 4.3 % a 45 % Límite Permisible : 8 PPM. Gas incoloro, inflamable, olor a huevos podridos. Paralización el sentido del olfato sobre los 100 ppm.

¿Cómo se genera? • Por disparos en minerales que contienen azufre. • Por descomposición de la Pirita (FeS).

Concentración ppm

Efectos Fisiológicos del H idrógeno Sulfurado

8 20 200 – 300

• • •

400 700

• •

1.000

•

Concentración máxima perm isible para 8 hrs. de exposición. Posible efecto inofensivo para 8 hrs. de exposición. Intoxicación subaguda. Fuerte conjuntivitis e irritación del conducto respiratorio después de 1 hra. Extremadamente peligroso después de 30 m inutos. Posible intoxicación aguda. Pérdida del conocimiento, paro respiratorio y m uerte. Intoxicación aguda. Pérdida del conocim iento, paro respiratorio y m uerte. 128

Nitrógeno

Fórmula : N P.E. : 0.971 Gas incoloro, inodoro, físicamente inerte. Forma parte del aire.

¿Cómo se genera? 9 Constituyente del aire. 9 Por los disparos. 9 Se encuentra también en el aire en forma de amoniaco. Efectos fisiológicos 9 Una proporción de 84% en el aire, es peligroso para la vida.

129

Medidas de Seguridad en los Trabajos con Explosivos

130

1.

Al almacenar explosivos

9 Almacenar siempre los explosivos en polvorines que se ajusten a la normativa vigente. 9 Ubicar los polvorines en áreas aisladas y estratégicas, respetando la ley. 9 Guardar los explosivos en polvorines limpios, bien ventilados, frescos, sólidamente construidos y resistentes al fuego. 9 Siempre utilizar o despachar los productos de mayor antigüedad. 9 Almacenar los productos del mismo tipo y clase de tal manera que sea fácil identificarlos. 9 Los envases defectuosos o rotos deben ser colocados por separado dentro del polvorín.

131

1.

Al almacenar explosivos

•

No almacenar en el polvorín ningún metal que pueda producir chispa.

•

No almacenar con los explosivos gasolina o disolventes.

•

No fumar o llevar fósforos o encendedores dentro del polvorín.

•

No permitir la acumulación de hojas, hierbas, matorrales o basura dentro de un radio de 25 metros alrededor del polvorín.

•

Señalizar adecuadamente las instalaciones y los vehículos destinados al almacenamiento y transporte de explosivos.

aceites,

132

1. Al almacenar Explosivos

9 Consultar al fabricante cuando una sustancia líquida de los explosivos deteriorados haya escurrido al piso. Eventualmente limpiar con soluciones apropiadas. 9 No abrir o re-envasar cajas de explosivos dentro del polvorín. 9 No dejar explosivos sueltos o cajas de explosivos abiertas en el polvorín.

133

1. Al transportar explosivos 9 Acatar rigurosamente las disposiciones establecidas por los reglamentos y normativas vigentes. 9 Asegurarse que todo vehículo que transporte explosivos reúna las condiciones exigidas por el SERNAGEOMIN. 9 Verificar el buen funcionamiento del vehículo. Impedir que la carga sobresalga (máximo 80% capacidad). 9 Llevar en los vehículos extintores de incendios, en lugares apropiados y de fácil acceso, debiendo conocer obligatoriamente el Chofer su uso.

134

2.

Al Transportar Explosivos dentro de las Faenas Mineras

•

•

Nunca transportar conjuntamente con explosivos materiales metálicos, combustibles o corrosivos. Tener apagado el motor del vehículo durante las operaciones de carga y descarga de explosivos. Efectuar las operaciones de carga y descarga de explosivos durante las horas del día y nunca cuando haya tormentas eléctricas, de arena o nieve. 135

2. Al Transportar Explosivos dentro de las Faenas Mineras 9 No permitir fumar en el vehículo ni la presencia en él de personas no autorizadas e innecesarias. 9 Prohibir abrir cajas que contienen explosivos sobre las plataformas del vehículo o en el área de la descarga, sin antes haber terminado ésta. 9 No transportar los accesorios conjuntamente con los explosivos. 9 Transportar los explosivos en sus envases de origen o en útiles preparados para ese fin. 9 Nombrar persona responsable del movimiento de explosivos y accesorios. 9 En la descarga no golpear los explosivos y accesorios.

136

2.

Al Transportar Explosivos dentro de las Faenas Mineras

9 Usar itinerarios de transporte con poco movimiento de personal y maquinaria. 9 Distribuir el explosivo a utilizar en la tronadura y evitar la creación de pilas con grandes cantidades de explosivos. 9 Colocar los detonadores en lugar alejado de la zona de carga. 9 Vigilar la zona de descarga de explosivos hasta su colocación en los hoyos y conexión del disparo.

137

2. Al Transportar Explosivos dentro de las Faenas Mineras ( Caso Minera) 9 Todo vehiculo que transporta explosivos y/o accesorios que debe ingresar a las instalaciones, deberá ser escoltado desde garita control acceso hasta las instalaciones de la planta de explosivos. Cumpliendo: – El vehículo escolta deberá ser un vehículo liviano autorizado para circular en el área mina (debiendo cumplir con las exigencias que establece la ley 17.798) – La escolta se realizará desde la garita de acceso hasta la planta de explosivos, llevando las luces de circulación e intermitentes encendidas ( ambos vehículos).

138

3. En el Área de la Tronadura 9 Delimitar con estacas o banderines de colores llamativos la zona a tronar e impedir el paso de maquinaria sobre la misma. 9 Toda área aislada cargada con explosivos deberá ser señalizada por conos de color amarillo-negro y letreros que indiquen el área. 9 Limpiar el área de la tronadura retirando las rocas sueltas, la maleza, los metales y otros materiales. 139

3. En el Área de la Tronadura 9 A la entrada del relevo anunciar al personal de operación de la realización de tronaduras ese día. 9 Impedir el acceso a la zona señalizada y proximidades al personal ajeno a las labores de manipulación de los explosivos. 9 Reducir al máximo el equipo de personal de carga, y nombrar a un responsable y supervisor. 9 Señalizar correctamente la ubicación de todos los hoyos. 140

4.

Al Preparar el Cebo

9 Preparar los cebos de acuerdo con los métodos recomendados por los fabricantes de explosivos y comprobar que el iniciador está bien colocado dentro del cartucho. 9 Asegurarse que durante la carga no se ejerce tensión en los cables del detonador o en le cordón detonante y puntos de unión. 9 Insertar los detonadores dentro de un orificio practicado en los cartuchos con un punzón adecuado para este propósito, que podrá ser de madera, cobre, bronce o alguna aleación metálica que no produzca chispas. 9 No preparar con mucha antelación ni en cantidad mayor a la que se va a utilizar de inmediato los cebos. Tampoco realizar dicha operación en el interior de polvorines o cerca de explosivos.

141

5. Durante la Carga de los Hoyos 9

9

9

9 9

Examinar cada hoyo cuidadosamente antes de cargarlo para conocer su longitud y estado, usando para ello un atacador de madera, una cucharilla extractora o incluso una cinta métrica. Prever siempre la posibilidad de peligro de electricidad estática cuando se efectúa la carga neumáticamente y tomar todas las medidas de precaución necesarias, como la de colocar una línea a tierra. Recordar que una baja humedad relativa en la atmósfera aumenta el riesgo de electricidad estática. Evitar que las personas dedicadas a la operación de carga, tengan expuesto parte de su cuerpo sobre el hoyo que está cargándose o estén colocadas en la dirección del mismo. Fijar el extremo del cordón detonante a una estaca de madera o roca para impedir su caída dentro de los barrenos. Impermeabilizar con cinta los extremos del cordón detonante en los hoyos con agua. 142

5. Medidas Durante la Carga de los Hoyos 9 Nunca recargar hoyos que hayan sido cargados y disparados anteriormente. 9 Comprobar la elevación de la carga de los explosivos a granel, y tomar las medidas pertinentes en caso de presencia de huecos o coqueras en los hoyos que han podido ser detectados durante la perforación o incluso durante la carga. 9 No dejar explosivos sobrantes dentro de la zona de trabajo durante y después de la carga de los hoyos. 9 No cargar los hoyos con explosivos justo después de terminar la perforación, sin antes cerciorarse de que está limpio y no contiene piezas de metal o restos de accesorios calientes. 9 No deformar, maltratar o dejar caer el cebo dentro de los barrenos. Tampoco dejar caer sobre ellos cargas pesadas. 143

144

6. Durante el tapado de pozos (retacado) 9 Confirmar los explosivos en los hoyos por medio de arena, tierra, barro u otro material incombustible apropiado. 9 No utilizar atacadores metálicos de ninguna clase. 9 Emplear herramientas de madera u otros materiales adecuados, sin partes de metal, salvo los conectores especiales de algún metal que no produzca chispas en los atacadores articulados.

145

Tapado de pozos

146

Tapado de pozos

147

6. Durante el tapado de pozos (retacado)

•

• •

Realizar el retacado sin violencia para no dañar a los accesorios de iniciación, cordón detonante, hilos de los detonadores, etc.; ni permitir que se formen ellos nudos o dobleces. No retacar directamente los cartuchos cebo. En hoyos con agua verificar si se ha producido un descenso de los retacadores antes de la conexión de los circuitos, y proceder a corregir éstos. 148

7. En el Amarre Manipulación de los detonadores No-Eléctricos 9 Manipularlo siempre como un explosivo. 9 No dañar el tubo. – No efectuar Cortes innecesarios al tubo – Doblar o estrangular el tubo – Pisar o sobrecargar con objetos el tubo. – Cuidado en el taqueo del tiro. – Utilizar siempre los conectores “J”. – Utilizar distancias y ángulos adecuadas para evitar cortes con el Cordón Detonante. – No exponerlo a temperaturas extremas. 9 No dañar el Detonador. – No doblar o aplastar el detonador. – No golpearlo. – No perforarlo. – No exponerlo a temperaturas extremas 149

Conexión de disparo

150

7. En el Amarre Manipulación del Cordón Detonante 9 9

Manipularlo siempre como un explosivo. No dañar el cordón detonante: – No efectuar Cortes innecesarios al cordón – Doblar o estrangular el cordón. – Pisar o sobrecargar con objetos al cordón. – No tensionar el cordón en el round de disparo. – Fijar muy bien el conector “j” al Cordón. – Utilizar distancias y ángulos adecuadas para evitar chicotazos. – Efectuar los nudos y amarres correctos entre cordones. – No exponerlo a temperaturas extremas. 151

Carguío de precorte

152

8. Condiciones Anexas al Área de Tronadura 9 Los cables de alta tensión sean de perforadoras o palas, deben estar a una distancia mínima de 20 metros, según lo establecido en el artículo 10 letra g del reglamento interno para tronaduras, con respecto a la última línea de pozos que limitan el área a cargar. 9 En cualquier circunstancia en que un equipo pesado este trabajando en la zona aledaña al área de carguío, se deberá mantener un radio de 20 metros, zona que deberá estar correctamente delimitada. 153

9. Al Hacer Tronaduras Eléctricas 9 Mantener en cortocircuito los hilos de los detonadores eléctricos o los de conducción, y nunca conectar un detonador a otro hasta que esté lista la tronadura para el disparo. 9 Comprobar todos los detonadores eléctricos, uno por uno o conectados en serie, utilizando sólo el galvanómetro especialmente diseñado para ese fin, en caso de hacerlo de forma individual colocarse en lugar seguro e introducir el detonador en un tubo protector. 9 No lanzar los hilos al aire para desenredar la madeja del detonador ni crear esfuerzos de tensión en los mismos. 9 No desenrollar los hilos ni hacer uso de los detonadores eléctricos durante las tormentas o cerca de fuentes de carga de electricidad estática o corrientes extrañas. 9 No hacer uso de detonadores eléctricos ni desenrollar los hilos de éstos en las cercanías de radiotransmisores, repetidores de televisión, líneas eléctricas, etc; excepto a una distancia segura y cumpliendo la normativa vigente. 9 No tener ni colocar cables o líneas eléctricas cerca de los detonadores u otros explosivos hasta el momento mismo del disparo y para este fin exclusivamente. 154

9. Al Hacer Tronaduras Eléctricas 9 Retirar todo el explosivo sobrante de la tronadura antes de proceder a la colocación o conexión de los detonadores por el personal autorizado. 9 Hincar una varilla de cobre en un lugar próximo a la tronadura para la descarga de la electricidad estática que pueda portar el personal manipulador de los detonadores, antes de comenzar la conexión. 9 Impedir el paso de maquinaria y tendido de cables de alimentación de ésta en las proximidades del área de disparo. 9 Asegurarse, antes de hacer una conexión eléctrica, de que los extremos de los hilos están absolutamente limpios. 9 Realizar la operación de conexión lo más rápidamente posible y de una vez, teniendo preparado con antelación todos los útiles necesarios. 9 Una vez hecha la conexión proteger los terminales de los cables dejándolos completamente aislados sin contacto con el terreno. 155

10. Al Disparar con Mecha 9 Reducir al máximo las tronaduras con mecha y el número de barrenos en cada disparo. 9 Manipular la mecha con cuidado y sin dañar la cubierta. 9 Prender la mecha con un encendedor apropiado para ese fin. 9 Utilizar tramos de mecha con longitudes superiores a 1.5 metros. Conocer siempre el tiempo que tarda en arder la mecha y asegurarse de tener el tiempo suficiente para llegar a un lugar seguro después de encenderla. Para tal fin puede emplearse una mecha testigo. 9 Cortar la mecha a escuadra usando un cuchillo afilado y limpio e insertarla hasta tocar suavemente la carga del detonador, y una vez colocada evitar torcerla. 9 Utilizar el alicate especial de detonador o máquina diseñada para tal efecto para fijar los detonadores a la mecha. 9 No encender la mecha sin antes cubrir el explosivo lo suficiente para impedir que las chispas puedan hacer contacto con el explosivo. 9 Nunca encender explosivos en la mano al encender la mecha. 9 No regresar al lugar del disparo hasta que hayan transcurrido 30 minutos. 156

11. Medidas Antes y Después del Disparo 9 Cerciorarse de que todos los explosivos excedentes se encuentran en u lugar seguro y que todas las personas y vehículos estén a una distancia segura o debidamente resguardados. 9 Impedir los accesos al área de las tronaduras disponiendo del personal y medios adecuados. 9 No disparar sin una señal de autorización de la persona encargada y sin haber dado el aviso adecuado. 9 Disparar desde lugares seguros, campanas de protección, cazos de excavadoras, etc. 9 No regresar al área de la tronadura hasta que se hayan disipado los humos y los gases. 9 No investigar un eventual fallo de las tronaduras demasiado pronto. Cumplir los reglamentos y disposiciones establecidas para este fin, o en su defecto esperar un tiempo prudencial. 9 En caso de fallo, no perforar o manejar una carga de explosivos sin la dirección de una persona competente y experimentada, que tenga autorización para ello. 9 Organizar los trabajos de manera que el horario de tronaduras coincida con el momento de menos personal presente, y procurar que se realice siempre a la misma hora. 157

Iniciación no eléctrica

158

11. Medidas con Tiros Quedados 9 Señalizar el lugar donde se encuentran los tiros. 9 Destinar a personal muy calificado a las labores de neutralización y eliminación de tiros quedados. 9 Eliminar los tiros quedados antes de reiniciar los trabajos de perforación en áreas próximas. 9 Si el disparo ha sido eléctrico y el circuito está visible, comprobar la continuidad del mismo desde un área segura y disparar si es correcto, tomando medidas suplementarias frente a las posibles proyecciones. 9 En el caso del primado con cordón, intentar retirar el material del taco y colocar un cartucho primado junto al explosivo para su destrucción. Taquear los tiros con arena o material granular fino. 159

12. Medidas al Tronar Bolones 9 Observar si existen grietas visibles o fracturas en la superficie del bolón. 9 Colocar los bolones en lugares donde exista un efecto pantalla de la onda aérea, por ejemplo al pie de un talud estable. 9 Emplear preferentemente el método de cargas dentro de hoyos, pues el sistema de parches de explosivo o cargas adosadas produce mayores niveles de ruido y onda aérea.

160

12. Medidas al Tronar Bolones

161

13. Medidas al Deshacerse de Explosivos 9 Siempre destruir o deshacerse de los explosivos de acuerdo con los métodos aprobados por el decreto N°72: por combustión o explosión, guardando las distancias de seguridad prescritas. 9 En la destrucción por explosión se recomienda que ésta se haga confinada en un hoyo, bajo arena fina o agua, pues de llevarse a cabo al aire libre la onda aérea y el ruido serán extremadamente elevados. 9 En la destrucción por combustión la cantidad de explosivo de cada montón no debe exceder de los 5 Kg. Nunca deben quemarse los explosivos en sus cajas o bolsas de embalaje. Una vez extendidos sobre la superficie, si fuera necesario se rociarán con combustible para favorecer la combustión. 162

13. Medidas al Deshacerse de Explosivos 9 Los detonadores se destruirán, si se encuentran en un número elevado, en condiciones de confinamiento en una cavidad u hoyo en el terreno con ayuda de alguna cantidad de explosivo o rodeando al manojo con cordón detonante. 9 Para deshacerse del cordón detonante el mejor procedimiento consiste en extenderlo en trozos rectilíneos en un lecho de leña seca o paja, impregnándolo en gasolina, como con los explosivos convencionales. Nunca se debe quemar en carretes. 9 Las cajas y embalajes deberán quemarse por combustión, en un sitio aprobado y al aire libre, y al quemarse situarse por lo menos a 30 metros de distancia del punto de combustión.

163

15. Medidas Tormentas Eléctricas en Sectores de Carguío de Explosivos 9

En conformidad al Decreto N°72, si se aproximan tormentas eléctricas, deberá ser detenido el uso de explosivos y cualquier manejo de ellos; además, todo el personal que esté en el área deberá refugiarse inmediatamente en un sitio seguro, el cual debe estar previamente indicado.

9

Disposiciones Generales: Ejemplo Minera XX: 1. Se establece que ante situaciones climáticas contempladas en el Plan de Invierno bajo ALERTA 1, deberá reunirse en forma inmediata una comisión integrada por: • Coordinador General de Emergencia en la Mina. • Superintendente de Desarrollo Mina. • Líder Grupo Tronadura. • Líder Grupo de Producción. • Asesor de Protección de Recursos operaciones Mina. • Administrador Planta de Explosivos. 2. Se establece que ante situaciones climáticas contempladas en el Plan de Invierno bajo ALERTA 2, se procederá de la siguiente manera: ƒ Se evacuará todo el personal de la planta de explosivos. 164

Capítulo 9: Legislación Chilena sobre Explosivos

165

Disposiciones y Organismos Reglamentarios Normativa

Año

Materias

Ley Orgánica Constitucional N° 17.798

1973

Control de Armas y Explosivos.

Decreto N° 83 del MINDEF

2008

Reglamento Complementario de la Ley 17.798 de Control de Armas y Explosivos.

Decreto N° 72 del MINMIN

1985

Seguridad Minera.

Decreto N° 73 del MINDEF

1992

Reglamento especial de explosivos para las faenas mineras.

Decreto N° 298 MINTT; modif. por DS 198/2000

1994

Transporte de cargas peligrosas por calles y caminos.

Decreto N° 30 MINSGP; modif. por el Decreto N° 95/ 2001.

1997

Reglamento de Impacto Ambiental.

Decreto N° 594 del MINSAL, modificado por DS 201/2001

2000

Condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo.

Normas Chilenas Aplicables

1955 a la fecha

Transporte, señalización, etiquetado,, etc. 166

Disposiciones y Organismos Reglamentarios

Organismos Oficiales • • •

•

El Ministerio de Defensa Nacional Dirección General de Movilización Nacional. Autoridades Fiscalizadoras Regionales y Locales (Comandancias de Guarnición de las Fuerzas Armadas, Autoridades de Carabineros de Chile, de mayor jerarquía en el área jurisdiccional) Autoridades Asesoras (Instituto de Investigaciones y Control del Ejército, en su calidad de Banco de Pruebas de Chile; Otros servicios especializados de las Fuerzas Armadas o a organismos y personal

dependiente de los mismos.)

167

Disposiciones y Organismos Reglamentarios Funciones de las Autoridades Fiscalizadoras Locales • Otorgar Guías de Libre Tránsito de los elementos sometidos a control. • Tramitar toda la documentación de aquellas actuaciones que requieran resolución de la Dirección General. • Autorizar las operaciones de comercio interior de elementos sujetos a control. • Disponer y realizar controles en terreno dentro de su área jurisdiccional. • Otorgar licencias para Programadores Calculistas, Manipuladores de Explosivos, Productos Químicos y Artificios Pirotécnicos. • Denegar, suspender, condicionar o limitar las solicitudes, autorizaciones y permisos que haya dictado en virtud de la Ley y el Reglamento, mediante una Resolución fundada. Todo lo obrado será comunicado a la Dirección General, adjuntando los antecedentes y causas que la motivaron. • Efectuar en su zona jurisdiccional cuando proceda, la destrucción de explosivos y artificios pirotécnicos en mal estado, dejando constancia en acta y remitiendo una copia de ésta a la Dirección General.

168

Disposiciones y Organismos Reglamentarios Funciones de las Autoridades Fiscalizadoras Locales • • •

Autorizar y fiscalizar trabajos con explosivos. Autorizar la venta y consumo de explosivos, productos químicos y artificios pirotécnicos controlados por la Ley. Informar a la Dirección General de toda materia relevante relacionada con el cumplimiento de la Ley, dentro del ámbito de su jurisdicción.

169

Disposiciones y Organismos Reglamentarios Funciones del Banco de Prueba de Chile • Determinación de la peligrosidad, estabilidad y calidad de las armas y elementos sometidos a control. • Efectuar análisis de laboratorio de los productos sometidos a control, cuya autorización para internar, fabricar, reparar o modificar fuese solicitada a la Dirección General. • Verificar la estabilidad química de los productos sometidos a control, almacenados en las instalaciones autorizadas existentes en el país, debiendo proponer a la Autoridad Fiscalizadora la correspondiente destrucción de aquellos explosivos u otros productos, cuyo avanzado grado de descomposición los haga peligrosos. • Propondrá a la Dirección General para su aprobación la nómina de fuegos artificiales, artículos pirotécnicos y productos químicos sujetos a control. • Elaborar y mantener actualizada la nómina de explosivos y accesorios para la tronadura de fabricación nacional, con la asignación de un código nacional de control (Nº de identificación) y proponerla a la Dirección General para su aprobación y vigencia. • Otras asesorías técnicas especializadas que requiera la Dirección General para dar cumplimiento a la supervigilancia y control, dispuestas tanto en la Ley, como en el presente reglamento. 170

Disposiciones y Organismos Reglamentarios 3. Consumidores de Explosivos Las personas naturales o jurídicas que por naturaleza de sus actividades deban utilizar explosivos, para los efectos de este reglamento, serán consideradas "Consumidores de Explosivos". Atendiendo a la naturaleza y duración de las faenas, los consumidores de explosivos se clasifican como: a. Consumidores habituales: Los que normalmente ejecutan trabajos que requieren el empleo de explosivos, como son las Empresas de Minería, Obras Públicas y Agricultura. También se incluye como consumidores habituales de explosivos a los "Pirquineros", que son quienes ejecutan en forma individual labores de búsqueda y extracción de minerales. Será requisito indispensable para adquirir explosivos, el que los consumidores habituales estén inscritos como tales ante la Autoridad Fiscalizadora del lugar de la faena.

171

Disposiciones y Organismos Reglamentarios b. Consumidores Ocasionales: Los que no necesitan emplear explosivos en su actividad normal, pero deben usarlos por circunstancias imprevistas. No precisan de inscripción como "Consumidores Habituales de Explosivos", pero para su utilización deberán obtener permiso de la Autoridad Fiscalizadora del lugar de la faena, y será esta Autoridad la que determine en el terreno la necesidad de su uso, fije la cantidad, autorice su adquisición y transporte, y controle la seguridad de su empleo.

172

Disposiciones y Organismos Reglamentarios

• • • •

• • • • •

Requisitos que deben Cumplir los Consumidores Habituales de Explosivos: Solicitud de inscripción entregada por la Autoridad Fiscalizadora. Documento que avale su actividad: Pirquineros, Materialeros, Pequeño Minero y canteros. Original de certificado de dominio vigente de la pertenencia minera o fotocopia autenticada ante Notario Público. En caso que este documento se encuentre en trámite podrán presentar la manifestación minera o acta de mensura. Contrato de comodato o arriendo, en caso que no sea propietario del lugar de la faena. Mediana y Gran Minería. Antecedentes legales de la sociedad. Patente minera al día. Certificado de Antecedentes para Fines Especiales del representante legal. 173

Disposiciones y Organismos Reglamentarios

•

• • • • • • •

Requisitos que deben Cumplir los Consumidores Habituales de Explosivos: Original del certificado de dominio vigente o fotocopia autenticada ante Notario Público. En caso que este documento se encuentre en trámite, podrán presentar la manifestación minera o acta de mensura. Contrato de comodato o arriendo en caso que no sea propietario del lugar de la faena Empresas y Personas Naturales Contratistas. Antecedentes legales de la sociedad o empresa. Iniciación de actividades relacionado con el permiso que se solicita. Patente Municipal al día. Antecedentes sobre el almacén de explosivos legalizado a su nombre, en que se guardarán los explosivos. Relación de los Manipuladores de Explosivos con sus respectivos números de registro o licencia. 174

Disposiciones y Organismos Reglamentarios 4. Licencia para el Manejo de Explosivos Programador Calculista Las licencias tendrán una vigencia de tres años contados desde la fecha que fue otorgada y serán válidas para todo el país. La Autoridad Fiscalizadora las otorgará cuando el interesado cumpla con los siguientes requisitos: 1) Título de Ingeniero Civil en Minas, Ingeniero de Ejecución en Minas o Ingeniero Politécnico Militar con especialidad de Armamento o Química. 2) Certificado de Antecedentes para Fines Especiales. 3) Dos fotos tamaño carné con nombre y Run. Manipuladores de Explosivos Esta licencia tendrá una vigencia de dos años contados desde la fecha en que fue otorgada y será valida para todo el territorio nacional. Para otorgar esta licencia las Autoridades Fiscalizadoras exigirán al solicitante un certificado del experto en Prevención de Riesgos de la empresa para la cual trabaja, acreditando que el solicitante posee los conocimientos técnicos necesarios para desempeñarse como Manipulador de Explosivos. 175

Almacenamiento y Transporte 1.

Almacenamiento de Explosivos

1.1 Polvorines a. De superficie: Son los constituidos sobre el nivel del terreno. b. Subterráneos: Son aquellos que se construyen en galerías o túneles en el interior de una mina, tienen comunicación con otras galerías de la misma mina y se les destina por lo general, para el almacenamiento temporal de explosivos. c. Enterrados: Son los instalados en socavones o galerías sin comunicación a otras labores subterráneas en actividad. Pueden también estar constituidos por una bóveda recubierta de tierra suelta, con una techumbre adecuadamente resistente para soportarla. d. Móviles: Son los instalados sobre equipos de transporte, que se desplazan conforme al avance de las faenas. Su construcción debe ser totalmente cerrada e incombustible recubierta interiormente con material no ferroso, con puertas de acceso metálicas. Pueden también ser cajas de transporte manual en faenas menores. 176

Almacenamiento y Transporte 1.2

Requisitos necesarios para la construcción de polvorines

•

Plano de ubicación del (o los) Almacenes de explosivos con indicación de las coordenadas UTM. o Geográficas, y planos de planta y elevación de cada uno. Si son almacenes de superficie, se deberá acompañar un plano de detalle. Para los almacenes de explosivos permanentes, se deberá presentar un certificado municipal, indicando que los terrenos no cuentan con prohibición para la instalación de Almacenes de Explosivos. Hoja de cálculo, determinando las distancias de seguridad de acuerdo a los artículos 240 y 241 de este Reglamento. Reglamento interno de la empresa o normas de seguridad específicas que se aplicarán, aparte de las contempladas en el presente reglamento. Informe emitido por la Autoridad Fiscalizadora, referente a ubicación, identificación, especificaciones, distancias reales, características y estado de la construcción y condiciones de seguridad de los almacenes de Explosivos por autorizar. Si se solicita legalizar un Almacén de Explosivos que está construido, se dará cumplimiento de igual forma con lo señalado precedentemente. Relación de manipuladores de explosivos vigentes. Contrato de comodato o arriendo, u otro en caso de no ser propietario del lugar de la faena.

• • • • • • •

177

Almacenamiento y Transporte 9 La distancia de seguridad “S” expresada en metros entre polvorines con y sin parapeto y edificios habitados, caminos públicos o ferrocarriles, y otros polvorines, se determina por las siguientes fórmulas en las que “W” es la cantidad en Kgs. de Dinamita 60% (Arts. 240, 241 *). a.

b.

c.

Distancia a edificios habitados: S= 10 3 6 w (Con parapetos) S= 20 3 6 w (Sin parapetos) Distancia a ferrocarriles y caminos: S= 3 3 6 w (Con parapetos) S= 6 3 6 w (Sin parapetos) Distancia a otros polvorines: S= K 3 w donde:

K=5.5 polvorines de superficie y móviles. K=2.5 polvorines de superficie con parapeto. K=1.5 polvorines subterráneos y enterrados. 178

Almacenamiento y Transporte Distancias de Seguridad

179

Almacenamiento y Transporte

9

9

La DGMN establecerá y mantendrá actualizado el Listado Nacional de Explosivos y Productos Químicos. También establecerá y actualizará cuando sea necesario la equivalencia de explosivos en relación con la Dinamita 60%. Equivalencia de Dinamita 60% respecto de otros explosivos (por ejemplo):

Dinamita 60%

Explosivo

1 Kg.

Emulsiones Encartuchadas

1 Kg.

Dinamitas Permisibles

1 Kg.

4 kg de Anfo

1 Kg.

50 kg de Nitrato de Amonio

1 Kg.

4 kg de Pólvora Negra

1 Kg.

1000 m. de Mecha o Guía Negra

1 Kg.

560 unid. Detonadores N°8

180

Almacenamiento y Transporte •

El espesor mínimo horizontal de tierra “X” expresado en metros, entre un almacén subterráneo o enterrado y la galería más próxima de trabajo, está dado por la expresión: X=

•

3

10.75W g

W= peso del explosivo en Din 60% g = densidad del terreno en ton/m3

El espesor mínimo de tierra vertical “Y” que recubre una galería o socavón de depósitos, expresado en metros, para un almacén subterráneo o enterrado que contiene “W” kilos de explosivos, y con una densidad “g” en ton/m3 , está dado por la fórmula: Y= 2

3

W g

-1

181

Almacenamiento y Transporte Modelo de Polvorín de Superficie

182

Almacenamiento y Transporte Modelo de polvorín de superficie con pararrayos

183

Almacenamiento y Transporte

Modelo de polvorín de enterrado

184

Almacenamiento y Transporte

Modelo de polvorín de subterráneo

POLVORIN

DINAMITA Y CORDON DETONANTE

ANFO

SECCION VERTICAL V-V DETONADORES GALERIA

MESON ENTREGA EXPLOSIVOS

POLVORIN

GALERIA GALERIA

185

Almacenamiento y Transporte 1.4 Construcción de polvorines: Los almacenes enterrados y subterráneos cumplirán con las siguientes exigencias de carácter general (art. 239 *): 9 9 9

9

La zona de labor subterránea destinada a almacén de explosivos y la galería de acceso, deberán presentar una completa garantía de derrumbes. Tendrán ductos de ventilación que permitan la normal circulación de aire u otro sistema adecuado de renovación ambiental. La iluminación se proyectará desde el exterior, colocándose los interruptores en postes separados del almacén. Se puede aceptar que la iluminación sea la que proporcione la lámpara de seguridad, así como también instalaciones blindadas o linternas especiales. Junto a la entrada del almacén, y por el exterior, se colocará en el suelo una plancha metálica conectada a tierra para descarga de electricidad estática que acumula el cuerpo. Alternativamente, se podrá colocar una barra metálica que al tocarla cumpla iguales funciones. 186

Almacenamiento y Transporte 1.4 Construcción de polvorines: 1.4.1 •

•

Almacenes enterrados y subterráneos

El almacenamiento de explosivos se hará en un acodamiento o excavación practicada en ángulo recto respecto a la galería de acceso, y a una distancia de la entrada o boca del socavón, o de otros almacenes en el mismo, determinadas por la aplicación de las fórmulas señaladas en los arts. 240 y 241 (*). Si la cantidad almacenada es superior a 100 kgs. de Din. 60%, o su equivalente si es otro explosivo, se hará una excavación frente al acodamiento, que servirá como cámara de expansión de los gases para casos de explosión. Esta tendrá el mismo ancho y altura del almacén, y 3 metros de largo como mínimo. Si en los polvorines enterrados la cantidad de explosivos almacenados es superior a 200 kgs. equivalentes a Din. 60%, se construirá un parapeto de protección de tierra frente a la entrada, con el fin de reducir los efectos de una eventual explosión. 187

Almacenamiento y Transporte 1.4 Construcción de polvorines: 1.4.2Almacenes de superficie (Art. 238): Artículo 238.- Los Almacenes de Explosivos de superficie deberán cumplir con las siguientes exigencias de carácter general: Construcciones de un piso, con muros laterales sólidos (cemento, hormigón, ladrillo, etc.) que opongan resistencia a los efectos de una eventual explosión, y techos livianos pero de buena estructura, para que la fuerza de la onda se expanda en sentido vertical. Los clavos deben estar cubiertos por material aislante y en lo posible de material no ferroso. Todo elemento metálico dentro del Almacén de Explosivos debe estar conectado a tierra, sus puertas serán metálicas y forradas en madera en su parte interior. Las paredes interiores y los pisos deben ser lisos, para evitar la acumulación de tierra o de residuos de explosivos. Sobre el piso deben instalarse tarimas de madera de una altura no inferior a 20 cm. para aislar los explosivos de la humedad. Se deberá contar con un sistema de alarma que permita detectar y anunciar cualquier situación de peligro, y con elementos apropiados que permitan controlar un principio de incendio. 188

Almacenamiento y Transporte La instalación de alumbrado debe ir por el exterior del Almacén, proyectándose la luz desde afuera hacia el interior; los interruptores se ubicarán fuera del Almacén. Se podrán excluir de esta exigencia si se utilizan lámparas de seguridad contra llamas, o una instalación blindada. Junto a la entrada, y por la parte exterior, se colocará en el suelo una plancha metálica conectada a tierra, debiendo toda persona que entra al Almacén de Explosivos pisarla, para descargar la electricidad estática que pueda tener acumulada en su cuerpo. Alternativamente se podrá instalar una barra metálica, que cumpla la misma función al tocarla. Deberán instalarse pararrayos, a una distancia prudencial de los Almacenes de Explosivos. Deberán contar con ventanillas o ductos de ventilación ubicados en paredes opuestas y a distintos niveles. La boca de las ventanillas se protegerá con una rejilla o plancha metálica perforada.

189

Almacenamiento y Transporte Si debido a la cantidad de explosivos almacenados, el polvorín debe tener parapeto, para limitar los efectos de una eventual explosión, éstos se ubicarán a una distancia mínima de 3 metros y máxima de 10 mts. del muro exterior del Almacén. Estos parapetos deben ser de tierra o arena apisonada de una altura mínima igual a la de los muros del Almacén. El parapeto puede ser reemplazado por encajonamiento del polvorín en el terreno circundante, teniéndose en cuenta las distancias antes señaladas. La Autoridad Fiscalizadora comunicará a la Autoridad Aérea más próxima cuando en su zona jurisdiccional se autorice almacenes de superficie que contengan más de 10 toneladas de explosivos, a fin que sea fijada la altura mínima de vuelo, sobre el área en que está ubicado el almacén.

190

Almacenamiento y Transporte Pararrayos

191

Almacenamiento y Transporte 1.6

Medidas de seguridad respecto a los polvorines

•

Todo almacén o recinto destinado al almacenamiento de explosivos debe permanecer cerrado y vigilado por personal idóneo.

•

Aparte, sólo podrán entrar a estos almacenes las personas que tengan un permiso especial para hacerlo, otorgado por la Administración de la faena.

•

El polvorín estará a cargo de una persona responsable (Polvorinero), que cumpla con lo referido en el art. 254 ( *). Dicha persona llevará un "Libro de Existencia", registrado en la Autoridad Fiscalizadora correspondiente, donde anotará la recepción, entrega y devolución de explosivos para las faenas. Los Almacenes de Explosivos deberán estar cercados en un radio de 25 metros por una malla o cerco de alambre con una altura mínima de 2,40 mts., con puerta y candado; la llave se mantendrá en poder del personal de vigilancia o de seguridad. Por ningún motivo se tratará de combatir un incendio ya declarado en el interior del almacén, en cuyo caso, sólo cabe dar la alarma, para que toda persona que se encuentre en los alrededores se alee hasta un lugar protegido.

•

•

192

Almacenamiento y Transporte •

En el caso de combustión del Nitrato de Amonio, se tendrá presente que éste se apaga por enfriamiento, y para ello se utilizarán extintores de polvos químicos, espuma, anhídrido carbónico o agua, sólo para controlar amagos de fuego clase A, B y C, según corresponda.

•

En el interior del almacén, los envases conteniendo explosivos se colocarán en pilas que no excedan de 10 cajas de altura, teniendo en cuenta en todo caso, que no se produzca deformaciones de las cajas ubicadas en la parte inferior de la pila si ellas son de cartón.

•

Se dejará un espacio de 1 metro de separación entre pilas para permitir el fácil desplazamiento, ya sea para colocar nuevas cajas, o retirar las que se necesiten para el uso de explosivos.

•

Se deberá considerar además, una separación de 0,8 m. a 2 m. de las paredes adyacentes del almacén, incluida la que contiene la puerta y a 0.20 m. de las otras dos. 193

Almacenamiento y Transporte •

Los almacenes deben estar circundados en un radio de 25 m. por una malla o cerco de alambre de 1,8 m. de altura, como mínimo, con puerta y candado.

•

Los almacenes que se encuentren aislados, sean de superficie, enterrados o subterráneos, deberán tener a una distancia y ubicación convenientes, un servicio de vigilancia.

•

Al polvorín se ingresará siempre acompañado, sin embargo, no podrán permanecer en éste más de cinco personas conjuntamente.

•

Se deberá contar con un sistema de alarma que permita anunciar cualquier situación de peligro, y con elementos que permitan eliminar un principio de incendio.

194

Almacenamiento y Transporte 1.7

Prohibiciones

1. Ingresar a los almacenes con fósforos, encendedores u otros artefactos capaces de producir llamas. 2. Usar calefactores en el interior del polvorín 3. Fumar en el interior del polvorín. 4. Ingresar con herramientas, excepto aquellas que se utilicen en trabajos propios del polvorín, las que deben ser de metales no ferrosos (latón, bronce, cobre, etc.). 5. Guardar ropa, útiles de trabajo, o cualquier otro elemento extraño en el interior del polvorín. 6. Ingresar con zapatos y ropas que no sean las correspondientes al calzado y vestuario de seguridad. 7. Abrir en el interior los cajones que contienen explosivos. 8. Utilizar lámparas que no sean de seguridad 9. Transportar explosivos sueltos en los bolsillos o en las manos. En forma especial debe considerarse esta prohibición cuando se trata de detonadores. 195

Almacenamiento y Transporte 10. Vender o regalar los envases de explosivos, cajas , de los polvorines. 11. Almacenar en un mismo local detonadores conjuntamente con explosivos. 12. Mantener almacenados explosivos cuyos envases presenten manchas aceitosas o escurrimientos de líquidos, u otros signos evidentes de descomposición. 13. Preparar en el interior del almacén los tiros que se utilizarán en las faenas. 14. Mantener o emplear tubos de oxígeno, hidrógeno, acetileno, gas licuado o cualquier otro elemento capaz de producir explosión a una distancia inferior a 50 metros de cada Almacén de Explosivos.

196

Almacenamiento y Transporte 2. •

•

Destrucción de Explosivos Los explosivos que por congelación, exudación, descomposición por pérdida de sensibilizantes, o que por cualquier otro motivo aumenten peligrosamente su sensibilidad, deben ser destruidos, previa autorización de la Autoridad Fiscalizadora respectiva, y posterior constancia en Acta visada por la misma autoridad. La destrucción de explosivos, según su naturaleza, se efectuará por los siguientes procedimientos: Por combustión Por explosión o detonación provocada y controlada.

2.1 -

Destrucción por fuego: Retirar embalajes y envolturas Elegir distintos lugares para varias combustiones. Mantener en el lugar elementos para combatir el fuego.

197

Almacenamiento y Transporte 2.2 -

Destrucción por detonación: Considerar distancia mínima según Art. 240 y siguientes (*) La iniciación se hará por detonadores eléctricos o a mecha. En ambos casos se considerarán las medidas de protección personal, tomando en cuenta la extensión y velocidad del elemento iniciador. Producida la detonación, se comprobará la destrucción total del explosivo. Destrucción de fulminantes, estopines o detonadores, por ser muy sensibles a los golpes, fricciones y chispas de cualquier origen, se debe efectuar recubriéndola con arena u otro material similar, e iniciándolos con un detonador eléctrico o a mecha.

198

Almacenamiento y Transporte 3. Adquisición y Control de Explosivos • •

La Adquisición de explosivos quedará sujeta a lo dispuesto por la Ley sobre control de Armas y Explosivos y sus reglamentos complementarios, del Ministerio de Defensa Nacional. El control del transporte, uso y manejo de los explosivos en el interior de las faenas fiscalizadas por el Sernageomin, es de competencia exclusiva de este organismo.

199

Almacenamiento y Transporte 4.

Transporte de explosivos

Artículo 266.- Para el transporte de Explosivos y elementos peligrosos controlados por la Ley, deberá considerarse las medidas de seguridad contra riesgos de accidentes y las Normas Chilenas NCh. 385 Of. 55 “medidas de seguridad en el tránsito de material inflamable y explosivos” y la Norma Chilena NCh. 391. Of. 60 “ medidas adicionales de seguridad en el transporte en camiones explosivos y de material inflamable”, teniendo presente los siguientes factores: • Cantidad de explosivos. • Características y condiciones de embalaje. • Acondicionamiento de la carga. • Naturaleza y características de la carga • Medio en que se efectuará el transporte. • Vigilancia y protección en el transporte. • Situación vial y climática.

200

Almacenamiento y Transporte •

Artículo 267.- Todo transporte o embarque debe contar con una Guía de Libre Tránsito, la cual tendrá una vigencia de 20 días corridos y será otorgada por la Autoridad Fiscalizadora del lugar donde se utilizará el explosivo o del lugar de iniciación del transporte. En ambos casos, el solicitante deberá presentar su certificado de inscripción anual vigente correspondiente al lugar donde se trasladarán los explosivos.

•

Artículo 269.- La Autoridad Fiscalizadora deberá exigir además, antes de otorgar la Guía de Libre Tránsito, fotocopia del seguro de responsabilidad civil, que cubra daños a terceros y a la propiedad pública y privada. La Guía de Libre Tránsito, deberá individualizar al conductor y a quienes deben acompañarlo, señalar las características del vehículo, indicar el tipo de explosivos que transporta y su peso. Las personas que entreguen estos productos a los encargados del transporte, lo harán sólo después de comprobar que se cuenta con la Guía de Libre Tránsito, y verificar que los datos consignados en ella, corresponden a lo que efectivamente se transportará. Cualquier modificación debe ser autorizada con una constancia escrita, por la Autoridad Fiscalizadora en que se originó la Guía de Libre Tránsito.

• •

•

201

Almacenamiento y Transporte Artículo 270.- La Guía de Libre Tránsito debe ser firmada y timbrada, en los controles dispuestos por Carabineros de Chile que se encuentren en la ruta, indicándose la fecha y hora en que se efectúo el control. • Finalizado el transporte, el conductor del vehículo tendrá la obligación de entregar la Guía de Libre Tránsito a la Autoridad Fiscalizadora del lugar del destino final del explosivo. • Esta autoridad verificará que se hayan efectuado todos los controles de carretera; informará a la Autoridad Fiscalizadora que originó la Guía de Libre Tránsito, y archivará este documento. • Si estos controles no se efectuaron, la Autoridad Fiscalizadora deberá remitir todos los antecedentes con un informe a la Dirección General.

202

Almacenamiento y Transporte Artículo 271.- Cualquiera que sea el medio que se utilice para transportar el explosivo deberán observarse las siguientes normas generales: • 1) La NCh. 385 Of. 55 ”medidas de seguridad en el transporte de materiales inflamables y explosivos.” • 2) El Explosivo que se transporte debe encontrarse en buenas condiciones de estabilidad, convenientemente embalado, en cajas de madera o cartón resistente a la deformación, indicando en su parte exterior el tipo de explosivo y su peso neto. (NCh. 2190. Of. 1993 “sustancias peligrosas – marcas para información de riesgos”). • Todo el personal que participe en la operación de carga y descarga, deberá usar vestimenta adecuada y equipo de protección personal, conforme con las normas e instrucciones que indican los reglamentos respectivos, así como también todos deben contar con licencia de Manipuladores de Explosivos. • Los productos Explosivos no deben ser transportados junto con aquellos que tengan el carácter de iniciadores, como estopines y fulminantes o cualquier otro producto inflamable o de fácil combustión. • En casos excepcionales, con la autorización y control de la Autoridad Fiscalizadora, podrán trasportarse en el mismo vehículo explosivos y detonadores. Para tal efecto, estos últimos deben ir en una caja metálica sólida forrada interiormente con goma, fieltro o material similar, separada del resto del explosivo por un elemento amortiguador.

203

Almacenamiento y Transporte • • • • • •

Antes de la descarga de los explosivos en el lugar de destino, deberá asegurarse que el local en que se almacenarán cumpla con las condiciones señaladas en este reglamento para tales fines. Salvo casos especiales, las operaciones de carga y descarga deben efectuarse con luz natural. Si ellas se realizan durante la noche, se usarán para alumbrado linternas de seguridad o lámparas eléctricas proyectando la luz desde el exterior. Se prohibirá fumar a las personas que participen en el transporte, o tener en su poder o en el vehículo fósforos, encendedores, velas para alumbrarse, teléfonos celulares encendidos y en general, cualquier elemento capaz de producir chispas o llamas. El conductor viajará acompañado sólo de personas que hayan sido autorizadas por la Autoridad Fiscalizadora que extendió la Guía de Libre Tránsito. Antes de la carga de explosivos, e inmediatamente después de su descarga en el lugar de destino, los equipos, vagones o bodegas deben ser cuidadosamente aseados. 11) Durante la carga y descarga y aseo, los equipos y vagones deben estar frenados y acuñados, y conectados a tierra directamente por un cable conductor de cobre.

204

Almacenamiento y Transporte •

Transporte Terrestre en Vehículos Motorizados Artículo 273.- Los vehículos motorizados que se utilicen en el transporte de Explosivos y sustancias químicas sometidas a control, deberán dar cumplimiento a las disposiciones de seguridad y administrativas del presente Reglamento y a toda norma nacional (Normas Chilenas) relacionadas con el transporte de sustancias peligrosas y las contempladas en las “Recomendaciones de Naciones Unidas”.

Artículo 274.- Los vehículos motorizados que sean utilizados para el transporte de explosivos, sustancias químicas y artificios pirotécnicos sometidos a control deberán cumplir con lo siguiente: • Tener una antigüedad máxima de 15 años. • Señalización de acuerdo a la NCh. 2190 Of. 93. • En la parte trasera y central deberá instalarse una luz estroboscópica de color amarillo. • En circunstancias especiales, la Dirección General y Autoridades Fiscalizadoras podrán reemplazar las señales antes indicadas por otras medidas de seguridad que estimen apropiadas según sea la situación. 205

Almacenamiento y Transporte 9 La carga máxima admisible para el transporte de explosivos en camión será la de 30 toneladas. Cualquiera sea su cantidad dentro de este límite, ella deberá estar firmemente asegurada en el vehículo, de modo que se eviten choques y fricciones entre los envases de los explosivos. Además deberá estar cubierta con una lona gruesa incombustible que la proteja del sol, humedad o chispas que puedan afectarla. 9 El camión que transporte explosivos, deberá ser provisto de combustible con anterioridad al carguío de explosivo. 9 En caso de necesidad de reabastecimiento de combustible durante el viaje, se deberá conectar el camión a tierra y despejar la zona en un radio de 10 metros. 9 En casos de tempestad eléctrica el camión deberá detenerse en un lugar despoblado, retirándose las personas que lo tienen a su cargo a un sitio a cubierto de los riesgos de una posible explosión.

206

Almacenamiento y Transporte •

•

•

La alimentación del personal a cargo del vehículo, será llevada, en lo posible, por cada persona. Las detenciones para alimentación o descanso, se harán en lugares donde no exista peligro para personas, edificios o instalaciones, y en ningún momento se podrá dejar sin vigilancia el vehículo y su carga. Se evitará el tránsito de camiones con explosivos a través de las ciudades. Si no fuera posible evitarlo, se efectuará por las partes menos pobladas y en las horas de menor movimiento. La velocidad máxima de desplazamiento deberá ser la estrictamente fijada por la Autoridad para cada tramo del camino, con un máximo de 80 Kms/ hora.

Artículo 279.- La seguridad del transporte debe ser efectuada por Vigilantes Privados pertenecientes a una empresa de esta área, empresa de transporte, usuario o fabricante del elemento. • Cuando por circunstancias especiales no se cuente con esta protección, podrá solicitarse a Carabineros de Chile con conocimiento de la Autoridad Fiscalizadora respectiva. En tal caso, los gastos de alimentación, alojamiento del personal uniformado, el peaje y combustible de sus vehículos, serán de cargo de la empresa cuyo transporte se protege. 207

Almacenamiento y Transporte •

•

La selección de los Vigilantes Privados y de los conductores de vehículos que transportan explosivos y sus relevos, será efectuada por la empresa fabricante, usuaria o transportista, según el caso y sólo podrán cumplir estas funciones aquellas personas autorizadas y establecidas en la Guía de Libre Tránsito, otorgada por la Autoridad Fiscalizadora. Los Vigilantes Privados encargados de proteger el transporte, deberán portar en forma permanente, su credencial de la empresa, de Vigilante Privado y porte de arma, documentos que deberán ser exhibidos para identificarse ante cualquier requerimiento por parte de Carabineros de Chile.

208

Almacenamiento y Transporte •

A los vigilantes Privados encargados de proteger el transporte, se les entregará una credencial que certifique la misión que cumplen, y con ella deberán identificarse cualquier requerimiento que se les haga en los controles de Carabineros en la carretera, mostrando, además, el correspondiente permiso para portar armas.

•

No se exigirá protección del transporte cuando el peso neto del explosivo sea inferior a 500 Kgs., equivalente a dinamita 60%. En tales casos, al extender la Guía de Libre Tránsito la Autoridad Fiscalizadora, junto con dejar constancia en ella de esta exención, establecerá la equivalencia del explosivo que se transporta.

209

Empleo de Explosivos en obras civiles Artículo 248.- Para el empleo de explosivos en la ejecución de obras civiles en zonas urbanas y suburbanas de uso público, se deberá cumplir con los siguientes requisitos: • Carta indicando la empresa o persona que realizará las tronaduras, responsable técnico, personal de manipuladores, lugar, fecha y hora de éstas. • Contrato de trabajo con la empresa o persona que realizará las tronaduras. • Permiso de la Dirección de Obras de la Municipalidad respectiva. • Fotocopia de seguro de responsabilidad civil que cubra daños a terceros y a la propiedad pública y privada. • Croquis del sector donde se efectuarán las tronaduras señalando distancias hacia las edificaciones, caminos públicos, torres de alta tensión y un centro que pueda otorgar atención médica. • Fotocopia de la licencia vigente del Programador Calculista y de Manipuladores de explosivos. 210

Empleo de Explosivos en obras civiles • • • •

En caso de terrenos particulares, documento en que certifique que el dueño de la propiedad autoriza efectuar las tronaduras. Relación de los Explosivos que se utilizarán. Medidas de seguridad que se adoptarán en las tronaduras, firmada por el Programador Calculista. Fotocopia del certificado de Consumidor Habitual de Explosivos y del Almacén Móvil donde se almacenarán los explosivos. Estos antecedentes deberán ser entregados en la Autoridad Fiscalizadora a lo menos 10 días antes de la fecha que se requiere efectuar los trabajos.

Artículo 249.- Con estos documentos, la Autoridad Fiscalizadora coordinará con la empresa o persona encargada de los trabajos una visita al lugar donde se realizarán las tronaduras, verificando en el terreno los antecedentes entregados.

211

Artículo 250.- Previo cumplimiento de los requisitos establecidos en los artículos anteriores la Autoridad Fiscalizadora, emitirá una Resolución autorizando las tronaduras y dejando establecido: • Fechas en que se autoriza efectuar las tronaduras. • Días y horarios en que se podrán realizar las tronaduras. • Medidas de seguridad que se deberán adoptar. • Señalización adecuada que advierta el uso de explosivos. • La empresa o persona que realizará las tronaduras deberá entregar una copia de la Resolución a: Carabineros de Chile, Cuerpo de Bomberos con jurisdicción del sector y Municipalidad correspondiente. • Esta Resolución tendrá una validez de 30 días. En caso que los trabajos de tronaduras requieran de mayor cantidad de tiempo, se deberá solicitar una ampliación a la Autoridad Fiscalizadora. • Una copia de la Resolución de autorización, debe ser remitida a la Dirección General después de haber sido emitida. Artículo 251.- Para el transporte de los explosivos al lugar de la faena, se deberá contar con la respectiva Guía de Libre Tránsito y dar cumplimiento al artículo 271 del presente Reglamento. Artículo 252.- La Autoridad Fiscalizadora con personal técnico deberá concurrir a controlar el cumplimiento de las medidas de seguridad, a lo menos en la primera tronadura que se efectúe en el lugar. 212

Capítulo 10: Vibraciones Terrestres

213

Concepto de vibración terrestre 9 Oscilación de partículas en torno a su posición de equilibrio. 9 Representan un estado de esfuerzos inducido en el macizo rocoso producido por la detonación de explosivo de los pozos de tronadura, resultando en la fragmentación de la roca pero también en daño al macizo rocoso adyacente, incluyendo las paredes del rajo. 9 El efecto de una adecuada fragmentación y daño no deseado es una relación directamente proporcional al nivel de la velocidad de vibración.

214

9 Comportamiento de la vibración en el terreno

400

PPV at 15m - 20m

300 200 100 0 -100 -200 -300 -400 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

Tim e (seconds)

Distancia monitoreo 15 a 20 m.

20

300

15

200

10

100

5

0

0

-100

-5

Distancia monitoreo 80 a 90 m.

-200

-10

-300

-15

-400

-20 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

Time (seconds)

215

P P V at 85m (m m /s)

P P V at 15m - 20m (m m /s)

400

9 Vibraciones de una Tronadura Completa

216

¿Qué es Daño Inducido por Vibraciones de Tronaduras? Es un cambio en la textura del macizo rocoso: 9 Intenso Fracturamiento 9 Creación Nuevas Fracturas 9 Extensión Fracturas Existentes

Ï 4 PPV máx. Ï PPV máx. Ï ¼ PPV máx.

En la actualidad, existen variados criterios que permiten establecer una relación entre velocidad de partículas y daño en los taludes: 9 Un criterio ampliamente aceptado es relacionar la velocidad de partícula máxima con la deformación mediante la Ley de Hooke. PPv MAX = σT*Vp / E

217

9 Algunos Niveles Críticos para Rocas Comunes Granito: Andesita: Arenisca: Concreto:

850 mm/s 600 mm/s 450 mm/s 250 mm/s

9 Instrumentación que se utiliza para medir las vibraciones – Transductores: geófonos o acelerómetros que se instalan en forma solidaria a la roca. – Un Sistema de Cables: encargados de llevar la señal captada por los transductores al equipo de monitoreo. – Un Equipo de Adquisición: el cual recibe la señal y la guarda en memoria. – Un Computador: el cual tiene incorporado el software requerido para el traspaso de la información desde el equipo monitor, y su posterior análisis.

218

9 Transductores ¾ Acelerómetros ¾ Geófonos

219

9 Equipos de registro (sismógrafos)

220

9 Instalación de geófonos

221

Registros de Vibraciones Factores a Considerar 9 Peso de la Carga Explosiva. 9 Distancia. 9 Atenuación para cada Tipo de Roca. Factores No Considerados 9 Tamaño de la Tronadura. 9 Retardos y Secuencia de la Iniciación. 9 Grado de Confinamiento. 9 Tiempo Crítico de Acoplamiento.

222

Modelamiento de Vibraciones Campo Lejano V= K Wtβ Dist.α

Modelo General :

Ecuación de Devine & Duvall : V = K*[ d / W½]α

PARTICULA ( mm/s )

VELOCIDAD DE

1200

MODELAMIENTO DE VIBRACIONES PARA CAMPO LEJANO

1000

K = 100 n = - 1.40 a = 0.5

800 600 400 200 0 0

20

40 60 DISTANCIA ( Mts )

80

100

223

Vibraciones Campo Lejano

D

PPV = K Wtα X-β Para D > > H

H

224

Vibraciones Campo Cercano

PPV ≠ K Wtα X-β Para D < H α

⎡H

dx

PPV = K γ ⎢ ∫ ⎢⎣ 0 D 2 + ( DTan φ − x ) 2 dx

H x

[

]

β / 2α

⎤ ⎥ ⎥⎦

α

D

φ 225

MODELAMIENTO DE VIBRACIONES EN CAMPO LEJANO Y CAMPO CERCANO

VELOCIDAD DE PARTICULA (mm/s)

1200 1000 800

MODELO LEJANO

MODELO CERCANO

600 400 200 0 0

20

40

60

80

100

DISTANCIA (Mts)

226

Criterios de Prevención de daños de Edificios Respuesta de las estructuras edificadas Los daños Inducido en una estructura están determinadas por los siguientes factores: -

Tipo y Características de las vibraciones, duración, frecuencia, energía transmitida, etc. Clase de terreno sobre el que se asienta la estructura. El Tipo de Explosivos Características vibratorias del conjunto estructural y no estructural del edificio y factores modificadores de las mismas. 227

Efecto de la propagación de la onda “P”

228

Efecto de las ondas “P” y “S” sobre las estructuras

229

Efectos amplificadores cuando la frecuencia natural del edificio coincide con la frecuencia dominante del terreno

230

Las frecuencias naturales de las edificaciones o estructuras pueden calcularse analíticamente con expresiones como: -

-

Edificios con estructura entramada de hormigón armado: Ts = 0,09 * Hv Lp Edificios de estructura metálica: Ts = 0,10 * Hv Lp

231

9 Los valores típicos de frecuencias se encuentran entre 5 y 15 Hz, siendo menores conforme aumenta el numero de plantas de los edificios. 9 Los techos y las paredes vibran independientemente de la superestructura y suelen tener frecuencias naturales entre 12 y 20 Hz.

232

9 Una vez conocida la ley que gobierna la propagación de las ondas sísmicas en el medio rocoso, es necesario estimar el grado de vibración máximo que pueden tolerar los diferentes tipos de estructuras, próximas al área de excavación, para que no sufran daños. 9 Para esto existen Criterios de Prevención Recomendados, los cuáles son los siguientes: • Norma Española • Norma Sueca • Norma O.S.M. de los Estados Unidos 233

Norma Española En la normativa española se distinguen los siguientes tipos de estructuras: 9 GRUPO I. Edificios y naves Industriales ligeras con estructuras de hornigón armado o metálicas. 9 GRUPO II. Edificios de viviendas, oficinas, centros comerciales y de recreo, cumpliendo la normativa legal vigente. Edificios y estructuras de valor arqueológico, arquitectónico o histórico que por su fortaleza no presenten especial sensibilidad a las vibraciones. 9 GRUPO III. Estructuras de valor arqueológico, arquitectónico o histórico que presenten especial sensibilidad a las vibraciones por ellas mismas o por elementos que pudieran contener.

234

9 La Norma española entrega los umbrales de perturbación en base a la frecuencia principal de vibración y tipo de estructura a proteger, utilizando como medida la velocidad de partícula. Frecuencias Principales Tipo de Estructura

2 a 15

15 a 75

>75

Velocidad (mm/s)

Desplazamient o (mm)

Velocidad (mm/s)

I

20

0,212

100

II

9

0,095

45

III

4

0,042

20

V=

2π f d 235

9 En la referente al tipo de estudio a realizar, se deben considerar las características del macizo rocoso sobre la cuál esta cimentada la estructura a proteger. Esta caracterización se efectúa por medio de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas.

CLASE DE FORMACION Dura Media Blanda

VELOCIDAD SISMICA (m/s) > 4.000 2.000 - 4.000 < 2.000

236

Norma Sueca 9 Los valores que se recomiendan están basados sobre un amplio conjunto de datos que correlacionan la componente vertical de la velocidad de partícula y los daños inducidos a estructuras cimentadas en diferentes tipos de terrenos. 9 Los valores de velocidad máxima de párticula vertical que suelen utilizarse se detallan a continuación : TIPO DE TERRENO Gravas, arenas, arcillas, morrena suelta Caliza blanda, pizarra blanda, morrena firme Granito, gneis, caliza dura,arenisca,cuarcita, diabasa

V0 ( mm/s) 18 35 70 237

Podemos agregar a esto el Factor de duración del proyecto, el cual depende del período de tiempo a lo largo del cual se van a realizar las voladuras. TIPO DE ACTIVIDAD Trabajos de construcción, tales como Túneles, cámaras, trincheras para carreteras, zanjas y nivelaciones. Trabajos estacionarios, tales como los de canteras y minas.

Ft 1,0 0,75 -1,0

238

9 Norma Estados Unidos (OSM) Reconociendo la dependencia que existe entre la frecuencia dominante de las vibraciones y las distancias del área de las voladuras, se publicaron las siguientes recomendaciones para proteger las edificaciones próximas a las mismas.

DISTANCIA AL AREA DE LA VOLADURA

VELOCIDAD MAXIMA DE PARTICULA ( mm/s )

0 a 90 m 90 a 1500 m > 1500 m

32 25 19

DISTANCIA REDUCIDA QUE SE ACONSEJA CUANDO NO SE DISPONE DE INSTRUMENTACIÓN ( m/kg 1/2 ) 22,30 24,50 29,00

239

Capítulo 11: Vibración de Onda Aérea

240

Vibración de onda aérea

241

Causas que producen Onda Aérea 9 La onda aérea es una onda similar a la onda tensión “P” del suelo. 9 Puede ser producto de la detonación o de explosivos no detonados. 9 El movimiento rápido de las caras libres durante la tronadura también puede producir la onda aérea. 9 La onda aérea se mide en decibeles (db) y se traduce a presión (psi). 9 Un Taco insuficiente, un burden inadecuado o vetas de barro, también pueden producir onda aérea.

242

Dirección de la Onda Aérea: 9 Bajo ciertas condiciones la onda aérea puede ser dirigida en determinadas direcciones. 9 Los efectos de la onda aérea son más intensos a favor del viento. 9 Si la velocidad del viento aumenta con la altura, las ondas de sonido también pueden ser dirigidas hacia la superficie. 9 Si la temperatura del aire aumenta a medida que aumenta la distancia del suelo, la onda aérea puede rebotar hacia el suelo.

243

Monitoreo de la Onda Aérea: 9 Instrumentos que sólo registran el peak máximo. 9 Instrumentos que registran la forma de la onda completa. Límites del Nivel de Sonido: Seguro < 128 db / < 0,007 psi Precaución 128 - 138 db / 0,007 -0,018 psi Límite 138 db / 0,018 psi

244

Reducción de la Onda Aérea 9 9 9 9 9 9 9

Confinar los explosivos en forma adecuada. Evitar el uso de cordón detonante. Cargar perforaciones de acuerdo a geología existente. Orientar la salida en dirección contraria al lugar a proteger. Evitar iniciación de barrenos desde los collares. Evitar tronaduras en horas de inversión de temperaturas. Utilizar períodos de retardos más largos entre filas y entre pozos de filas. 9 Evitar las tronaduras cuando los vientos están dirigidos hacia el lugar a proteger. 245

Efecto de las vibraciones de onda aérea sobre las personas

•

Uno de los factores con el que es preciso contar en la ejecución de voladuras es el efecto fisiológico de las mismas, ya que con niveles inferiores a los máximos admisibles para no producir daños en las estructuras se puede obtener un índice de percepción que puede hacer pensar a las personas en probables daños potenciales.

•

Así es frecuente que en muchos proyectos los umbrales de vibración se adopten más sobre la probabilidad de daños

246

Efecto de las vibraciones de onda aérea sobre las personas

247

Capítulo 12: Demolición de edificios y estructuras

248

Demolición de edificios y estructuras 9 Es una técnica que se desarrolló en Europa durante la reconstrucción de ciudades destruidas durante la II Guerra Mundial. 9 En general, consiste en detonar pequeñas cargas explosivas en puntos estratégicos de las estructuras y provocar su desequilibrio y fragmentación durante la caída en una dirección prefijada. Principios Básicos 9 Considerar la rotura de los elementos constructivos y seccionado de partes rígidas para que una vez desequilibrada la estructura sea su propio peso quien realice la mayor parte del trabajo. 9 Repartir las cargas para lograr una rotura completa, manteniendo un control sobre las proyecciones y vibraciones. 9 Elegir y aplicar una adecuada secuencia de encendido para lograr la caída de la estructura en la dirección deseada.

249

Medidas de seguridad en los trabajos 9 Para evitar proyecciones, las cargas explosivas deben ser cubiertas con protecciones adecuadas. 9 Para reducir la formación de polvo, la estructura a demoler debe regarse con agua antes y durante la tronadura. 9 Antes del disparo, el área circundante debe ser inspeccionada y evacuada. 9 Si en los alrededores existen edificios, es recomendable realizar un estudio de vibraciones. 9 Si se utilizan cargas adosadas, lo que no es común, se deben controlar los efectos de ondas aéreas y proyecciones.

250

9

La utilización de explosivos en los trabajos de demolición de estructuras civiles, constituye un sistema económico y a veces complementario de los convencionales llevados a cabo de forma manual o con medios mecánicos.

9

Estos trabajos con explosivos consisten en la colocación de pequeñas cargas en puntos estratégicos de las estructuras para provocar su desequilibrio y fragmentación durante la caída que se realiza en una dirección prefijada.. Hay que tener en cuenta los siguientes principios 9 La rotura de los elementos constructivos mediante la eliminación de uniones y seccionado de partes rígidas para que una vez desequilibrada la estructura, su propio peso realice la mayor parte del trabajo de destrucción. 9 División y reparto de las cargas para conseguir una rotura completa, manteniendo un control máximo sobre las proyecciones y vibraciones generadas. 9 Elección y aplicación adecuada de la secuencia de encendido para lograr la caída de la estructura en la dirección deseada.

251

Las ventajas de las demoliciones con explosivos sobre los sistemas clásicos se resumen en: 9 Menor costo global. 9 Mayor rapidez de ejecución.

9 9 9 9

Gran seguridad. Perturbaciones ambientales en un período de tiempo muy limitado. Elevado control de los trabajos. Posibilidad de emplear procedimientos de carga convencionales.

Por el contrario, las desventajas son: 9 9 9 9

Se necesita un proyecto y estudio completo de la tronadura. Tiempo dedicado a la obtención de permisos y trámites legales. Imposibilidad de recuperar algunos elementos constructivos de valor. Necesidad de interrumpir el tráfico rodante en las proximidades durante la ejecución de la tronadura. 9 En ocasiones, no se dispone de planos de las estructuras y se desconocen las características de los materiales de que están compuestas. 252

En las demoliciones con explosivos se utilizan cargas individuales muy pequeñas, generalmente inferiores a 50 grs; y los barrenos donde se alojan se encuentran en puntos de difícil acceso. Por ello, las perforadoras más utilizadas son con un diámetro de 38 mm; con estos equipos se pueden llegar a perforar tiros de hasta 3,60 Mts. Sólo en el caso de grandes cimentaciones y estructuras al aire libre, donde además no existe el riesgo de proyecciones es posible emplear equipos con una gama de diámetros entre 50 y 65 mm. En lo referente a los explosivos, debido a que la mayoría de los elementos a fragmentar están constituidos por hormigón, por ladrillos y, muy raras veces por piedra, las sustancias explosivas adecuadas son aquellas que poseen una elevada energía de detonación, junto con un grado de sensibilidad y seguridad de utilización grandes. Los explosivos encartuchados gelatinosos en diámetros de 22 y 26 mm son generalmente los más empleados. Otros explosivos altamente usados en este tipo de trabajos son los hidrogeles y los cordones detonantes de alto gramaje.

253

En el diseño de las tronaduras se hace una división entre elementos estructurales aislados y las estructuras o construcciones completas. Dentro del primer grupo se considera: – – – – –

•

•

Cimentaciones. Muros de mampostería y hormigón. Pilares. Losas. Cubiertas y Vigas.

CIMENTACIONES : Las cimentaciones se perforan con barrenos verticales con unas longitudes que dependen de las dimensiones de las mismas y según un esquema cuadrado (B=S), con un burden - espaciamiento en función de la densidad de carga calculada.. En la siguiente tabla se muestran los consumos específicos y esquemas recomendados por Gustafsson en función del material que constituye la cimentación. Para lograr una buena fragmentación se recomienda usar secuencia MS (milisegundo).

Hormigón Hormigón Hormigón Hormigón Hormigón

MATERIAL en masa de mala calidad. en masa de buena calidad y resistencia. armado en superficie. armado con alta densidad de armaduras. especial armado de tipo militar

3

CONSUMO ESPECIFICO ( Kg/m ) 0,25 - 0,30 0,30 - 0,40 0,60 - 0,75 0,80 - 1,00 1,50 - 2,00

ESQUEMA DE PERFORACION B = S (Mts). 070 - 0,80 0,60 - 0,70 0,50 - 0,60 0,50 - 0,55 0,40 - 0,50

254

MUROS Muros de ladrillo •

Según la calidad del material, consistencia y riesgo de proyecciones el consumo específico varía entre 0.5 y 1.0 Kg/m3.

•

Las longitudes de perforaciones dependen del espesor del muro “Hm”. En condiciones normales los barrenos se perforan con L= 2/3 Hm, dejando un taco T= 1/3 Hm, y una zona de carga Hc de igual dimensión.

•

La disposición de los hoyos puede hacerse en un esquema cuadrado, para una mejor distribución del explosivo.

Diseños recomendados para muros de ladrillos Espesor del muro H m (cm) 35 45 60 70 100

Diseño: B xS (cm) 30 x 30 35 x 35 45 x 45 55 x 55 55 x 55

N° de filas 2 2 2 3 3

255

MUROS Muros de hormigón •

En el caso de hormigón armado los consumos específicos varían entre 0.9 y 1.5 Kg/m3.

•

Las longitudes de perforaciones dependen del espesor del muro “Hm”. En condiciones normales los barrenos se perforan con L= 2/3 Hm, dejando un taco T= 1/3 Hm, y una zona de carga Hc de igual dimensión.

•

La disposición de los hoyos puede hacerse en un esquema cuadrado.

Diseños recomendados para muros de hormigón empotrados Tipo de muro Hormigón en masa

Espesor del muro Hm (cm) 35

Diseño: B xS (cm) 25 x 25

N° de filas

45

30 x 30

2

60

45 x 45

3

70

50 x 50

3

2

256

RETACADO

CARGA

257

MUROS Muros de hormigón empotrados en su base •

En los casos que los muros sean altos, angostos y empotrados en la base, los hoyos se hacen verticales. Se recomienda que los hoyos tengan longitudes inferiores a los 1.5 mts.

•

La iniciación debe hacerse con detonadores de microrretardo (ms) y las superficies del muro a tronar cubrirse con protecciones.

•

En este tipo de tronaduras se recomienda realizar pequeñas pruebas experimentales en un tramo del muro para determinar los diseños y las cargas idóneas.

Diseños recomendados para muros de hormigón empotrados Tipo de muro Hormigón armado

Espesor muro Espaciamiento, Hm (cm) S (cm) 20 30

N° de filas 1

Consumo CE (Kg/M3) 0.3-05

30

30

1

0.3-0.5

40

30

1

0.3-0.5

50

40

2

0.3-0.5

258

259

PILARES

•

Los pilares suelen ser generalmente de hormigón armado con secciones cuadradas, rectangulares o circulares.

•

La perforación de los hoyos se realiza en la dirección de la cara del pilar de mayor dimensión. En pilares con anchura menor a 40 cms. los hoyos se perforan en una sola fila con espaciamiento igual a la dimensión. En pilares mayores se hacen dos filas trabadas.

•

La longitud de perforación debe ser 2/3 de la dimensión de la cara mayor LP, ocupando la carga y el taco longitudes iguales a 1/3 LP.

•

El consumo específico de explosivo varía en función del material y condiciones del entorno entre 0.7 y 1.5 kg/m3.

260

261

262

EL EXPLOSIVO DEBE ROMPER Y EXPULSAR EL CONCRETO

263

LOSAS •

Las tronaduras de las losas se realizan mediante dos procedimientos : –

Carga para fracturación total.

–

Carga para apertura de hendiduras.

El primer caso se aplica indistintamente a losas de hormigón en masa u hormigón armado, mientras que el segundo método es más frecuente en el hormigón armado donde una vez abierta la hendidura se procede al corte con soplete de los redondos de acero.

VIGAS •

La perforación se realiza verticalmente, siendo suficiente en cada punto de corte con dos hoyos espaciados a 30 cms.

•

La longitud de perforación se toma como 0.70 veces el canto de la viga.

•

El consumo específico de explosivo varía entre 0.6 y 0.8 kg/m3. 264

265

266

9 En la actualidad, la demolición de grandes estructuras con explosivos es uno de los sistemas más rápido, eficiente y seguro que puede emplearse, pero se requiere de un proyecto completo de tronadura. 9 Si no se dispone de toda la información que se requiera, se debe realizar un trabajo previo de reconocimiento, análisis y estudio de la estructura a demoler. 9 El procedimiento requerido para llevar a cabo estos trabajos varía, dependiendo de la estructura, el tipo de soporte estructural y las condiciones circunvecinas. 9 Existen dos tipos de soporte estructural a considerar: – Soporte de acero (diferentes espesores y diseños de vigas) – Soporte de concreto (varía la calidad del concreto y el esfuerzo)

267

SOPORTES DE ESTRUCTURA DE ACERO

•

La práctica histórica para demoliciones de estructuras de acero (inicialmente puentes) era con el uso de dinamita, la cual más tarde evolucionó a explosivos plásticos (C3 y C4)

•

Años de investigación han culminado en la disponibilidad comercial de explosivos lineales (cargas dirigidas) para cortar acero.

•

Las cargas dirigidas consisten de explosivos como el RDX o PETN confinados dentro de una cubierta metálica configurada de tal forma que concentra la energía en un punto, formando un chorro de energía en una línea determinada.

•

La dirección del movimiento de detonación es tal, que se desarrolla como un cuchillo corta-acero.

268

ESTRUCTURAS DE SOPORTE DE CONCRETO •

La demolición de estructuras de concreto está basada en dos procedimientos: destrucción completa y formador de momento.

DESTRUCCIÓN COMPLETA • •

Esta operación consiste en romper el soporte de la estructura y permitir su caída libre. Como un sistema de minado, las variables a considerar son: –

Diámetro de perforación, usualmente de 1 ½” y la profundidad, 75% del espesor de la columna de sección cuadrada o rectangulares y de 85% en columnas de sección circular.

–

Estructuras de Soporte de Concreto.

–

Paralelismo en la perforación.

–

Energía distribuida simétricamente.

–

Altos factores de carga, 4 - 6,5 Kg/m3.

–

Unicamente el 55% al 65% del hoyo es cargado con explosivos.

–

Los tacos de arena son preparados en cartuchos de cartón.

–

Es necesario realizar pruebas para confirmar diseño adecuado. 269

FORMADOR DE MOMENTO

9 Una situación en donde el soporte completo de la estructura no debe ser removido, es cuando la resistencia de la columna se usa para crear un momento dirigiendo la dirección de la estructura a la caída. Las características de cargado son modificadas un poco. 9 Por ejemplo, sólo dos barrenos son perforados en la columna en estudio, uno en el techo y otro a nivel de piso. Esto provee una separación de la columna en dos áreas de conexión, sin embargo, el peso del edificio ayudará en el trabajo de destrucción de tales columnas. 9 Este procedimiento es opuesto a la destrucción completa, que causaría un efecto en la dirección de la caída.

270

CHIMENEAS Las chimeneas industriales son estructuras que suelen encontrarse anexas a otras instalaciones, con secciones en planta circulares, cuadradas o poligonales y construidas generalmente de mampostería o de hormigón armado. Debido a su gran esbeltez constituyen el tipo de estructuras idóneo para demoler con explosivos. La caída de las chimeneas se consigue al eliminar con las tronaduras una parte de la base de sustentación, de forma que la vertical del centro de gravedad pase a encontrarse fuera de la base residual, produciéndose seguidamente el desequilibrio de la construcción y el giro de la misma en una dirección determinada. Las técnicas de derribo de chimeneas pueden clasificarse en: – – –

Tronadura direccional con caída completa. Tronadura direccional con caída reducida. Tronadura de desplome.

271

272

CHIMENEAS. TRONADURA DIRECCIONAL CON CAIDA COMPLETA. • • • • •

•

Es el método de demolición más seguro, y por ello debe estudiarse con prioridad sobre otros métodos. Necesita una menor cantidad de explosivo y menor número de barrenos. Si está construida de ladrillos, la zona a descalzar con explosivo debe ocupar la mitad de la planta horizontal en la dirección de caída deseada. El número de filas de barrenos que se necesita generalmente es de 3, a lo largo de 1/4 del perímetro. En chimeneas de hormigón armado, la zona a volar ocupará 2/3 de toda la planta, coincidiendo la dirección de caída con la bisectriz del ángulo central de la base residual que es de 120°. El número de filas en la parte alta de la cuña esta limitado por una altura equivalente a 1/3 del diámetro de la chimenea, terminando en los laterales del área tronada que ocupa 2/3 del perímetro en una altura equivalente a 3 filas.

273

274

CHIMENEAS. TRONADURA DIRECCIONAL CON CAIDA REDUCIDA 9 9 9

En este tipo de demolición, una vez que la chimenea se ha inclinado ligeramente, se vuela la base residual provocándose un desplome de la misma. Lo anterior se consigue mediante el disparo de una fila de barrenos en el lado opuesto al de caída, con un retardo de tiempo de 0,25 seg, con respecto a la tronadura principal. Este método es sólo aplicable a las chimeneas construidas de ladrillos.

TRONADURA DE DESPLOME 9 9 9 9

Al igual que en el caso anterior, las tronaduras de desplome sólo pueden emplearse en chimeneas de mampostería. El trabajo consiste en el disparo instantáneo de un conjunto de cargas alojadas de forma homogénea en toda la base. Este procedimiento es el más arriesgado, y sólo debe plantearse como alternativas a los anteriores sólo en casos extremos. El estudio de la tronadura debe incluir una inspección minuciosa del estado de la estructura para evitar las caídas en cualquier dirección radial no deseada. 275

276

277

278

TORRES. Se consideran como torres aquellas construcciones cuyas alturas son superiores a los 10 Mts; y las bases tienen dimensiones inferiores a 1/3 de “Ht”. Para la demolición de estas estructuras se siguen los mismos criterios que con las chimeneas. En las tronaduras direccionales con caída completa, la altura de la cuña de corte dependerá del procedimiento y empleando una secuencia de encendido con detonadores de microrretardo. PUENTES. Los tipos de puentes que son objeto de demolición con explosivos más frecuentes son: – Puentes de mampostería. – Puentes metálicos sobre estribos de mampostería. – Puentes de hormigón. En general, estos trabajos se caracterizan porque el desescombro debe llevarse a cabo en un tiempo muy pequeño. 279

280

281

PUENTES DE MAMPOSTERIA 9

9 9 9 9 9 9

Es el tipo de construcción más antiguo y suelen presentar pilares, apoyos y arcos de mampostería, de dimensiones apreciables, junto con materiales como hormigón en masa inyectado con grava. Debido a la robustez de los elementos portantes el número de barrenos necesarios es muy elevado. Siempre que las condiciones del entorno lo permitan, la perforación se intentará realizar con equipos mecánicos, mejor que manualmente, utilizando barrenos de diámetros de 50 mm. Las zonas críticas de demolición son los estribos y las bóvedas. Los estribos se tratarán en cuanto a esquemas de perforación y cargas, como muros de ladrillo. Las bóvedas se tratarán según la luz de las mismas. La tronadura puede ser global o por partes.

282

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PUENTES METALICOS SOBRE ESTRIBOS Y PILARES DE MAMPOSTERIA 9

Este tipo de puentes es muy habitual en los trazados de ferrocarril, e implica todo el desmantelamiento de la estructura metálica por métodos convencionales o por tronaduras con cargas adosadas, siempre que las proyecciones no constituyan un riesgo.

PUENTES DE HORMIGON 9

La demolición se llevará a cabo en dos fases diferenciadas: – –

Primero: tronando las vigas, de acuerdo a lo indicado y en tres zonas de las mismas. Segundo: los pilares, ayudándose de cables de acero si fuera preciso para conseguir el vuelco de los mismos y perforando las tronaduras al menos con 2 filas de barrenos y una carga específica próxima a los 1,50 Kg./m3.

284

285

286

En la demolición de edificios con explosivos sólo pueden dictarse unos principios básicos, ya que cada caso precisa la realización de un proyecto completo de tronadura con la adecuación de los criterios generales y aplicación de criterios específicos. Los tipos de estructuras que suelen demolerse con explosivos son básicamente de ladrillo, hormigón y mixtos. El desarrollo de los trabajos debe comenzar por un estudio detallado de los planos de construcción, si se dispone de ellos, para determinar: – –

La existencia de juntas de dilatación. Zonas que pueden afectar a los resultados de la demolición, tales como huecos de escaleras y ascensores, tuberías, sótanos, etc.

Esta fase debe complementarse con un reconocimiento de los materiales. Los casos más frecuentes en demolición son: – Edificios de Mampostería. – Edificios de Hormigón Armado. – Edificios Mixtos.

287

EDIFICIOS DE MAMPOSTERIA 9

9 9

En estas construcciones las primeras labores consisten en la eliminación de cercos de puertas y ventanas y otros elementos que pudieran interferir en la demolición, así como la destrucción parcial de algunos tabiques interiores. Los barrenos se realizan sobre los muros de carga siguiendo los esquemas recomendados anteriormente. La zona a tronar se situará a la altura de las ventanas, con el fin de facilitar la perforación manual de los barrenos.

EDIFICIOS DE HORMIGON ARMADO 9

9

9

Al igual que el caso anterior la demolición debe estar precedida de los trabajos preparatorios consistentes en la eliminación de parcial de tabiques interiores y descubrimiento de los pilares a volar. Cuando la estructura a demoler es compleja y se encuentra junto a otros edificios, es necesario realizar un cuidadoso estudio de la estática de la construcción y diseño de las tronaduras. Los dos tipos de demolición más empleados son: – Tronadura en una dirección. 288 – Tronadura con desplome.

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290

291

292

9

9 9

La demolición de estructuras metálicas con explosivos no es tan sencilla como las de hormigón o mampostería, ya que las cargas no suelen estar confinadas, por lo general, y no existe un fenómeno tan intenso de autodestrucción durante la caída de las construcciones. Especial cuidado debe ponerse en las alteraciones producidas por las proyecciones y la onda aérea. Las fórmulas que se dan a continuación, están referidas a un explosivo gelatinoso y configurando cargas adosadas, pero no con una geometría especial: –

Secciones de Construcción de Aceros : Vigas de doble “T”, Vigas “H”, canales, largueros metálicos compuestos, columnas, planchas:

Q = 34 x Avg Donde: Q = Carga de explosivos (gr). Avg = Area de la sección transversal (cm2).

293

–

Otras Secciones de Acero : Aceros ricos en carbono, cadenas, cables, barras de refuerzo, elementos de alta resistencia, etc : Q = 88 x Avg Siendo: Q = Carga de explosivo (gr). Avg = Area de la sección transversal (cm2).

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ARMADURA EXPLOSIVO PREFORMADO CARGA PRINCIPAL

PLACA DIRECTRIZ

EFECTO DE CORTE DE UNA CARGA DIRIGIDA

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Protecciones 9 Se denominan protecciones a todos aquellos elementos que se utilizan para cubrir las tronaduras con el fin de evitar las proyecciones de rocas. 9 Los sistemas deben cumplir: ¾ Peso reducido y alta resistencia. ¾ Facilidad de unión o entramado de elementos. ¾ Permeabilidad a los gases. ¾ Facilidad de colocación y retirada. ¾ Económicas y recuperables para otros trabajos. ¾ Capacidad para cubrir grandes superficies.

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Bibliografía 9 9 9 9

Manual de Perforación y Tronadura, Carlos López Jimeno Manual de Tronadura, José Arriagada Vargas, Enaex S.A. Información Técnica de Cintex, Enaex S.A. Catálogos de Productos Dyno Nobel

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