Tronadura en la minería: Avances en explosivos

Gentileza Codelco
Gentileza Codelco

El proceso de tronadura es uno de los más importantes dentro de la cadena operacional de la minería y construcción, dado que el resultado de este proceso permite no solo tener un buen resultado en la extracción del mineral, sino que también en los tiempos de avance de obra y en la utilización del material.

Según proveedores del rubro, las novedades de estos productos se destacan principalmente en la optimización de los tiempos, en el uso de detonadores electrónicos, en la certeza del control de los tiros y en la seguridad de los trabajadores.

El Servicio Nacional de Geología y Minería, Sernageomin, tiene la facultad legal de fiscalizar el almacenamiento, uso, manejo y transporte de explosivos dentro de las faenas mineras.

Patricia Avaria R.
Periodista Construcción Minera

Un rol clave en la explotación minera es contar con los explosivos adecuados para abrirse paso en los distintos yacimientos, tanto a rajo abierto como subterráneos. La tronadura es uno de los procesos de mayor relevancia en la extracción minera y su misión específica es preacondicionar la roca, sea mineral o estéril, para su posterior tratamiento, de la forma más económica y sustentable para el negocio global.

Asimismo, Francisco Díaz, subgerente de marketing de Enaex explica que el proceso consiste primero en un estudio de optimización de la malla de tronadura, que se define en base a los resultados que se requiere obtener. “Para obras civiles y/o minería subterránea, no solo hay que considerar el tipo de explosivo y geo mecánica de la roca, sino que también su impacto en infraestructuras aledañas como lo es la vibración y energía del explosivo que puede afectar a su alrededor. Para ello existen tipos de explosivos y sistemas de iniciación que permiten hacer tronadura controlada y cumplir con los requerimientos del mandante”, indica el ejecutivo.

En cuanto a las recomendaciones técnicas, Diaz cuenta que se debe chequear que los diseños y las salidas de las mallas estén de acuerdo a la planificación minera y también, que las calibraciones de los explosivos a usar sean las correctas, así como, que los equipos estén en buenas condiciones de mantención y que las líneas de conexión del sistema de iniciación usado esté validado. Una vez realizada la tronadura se debe aprobar su efectividad con la medición de los resultados en comparación con la línea base estimada.

En tanto, desde la empresa Famesa cuentan que las principales recomendaciones técnicas son: verificar que los productos hayan sido almacenados en las condiciones establecidas por el fabricante, como por ejemplo, libre de agua y excesos de humedad. Además, que durante el carguío de explosivos en los pozos de perforación se lleve un constante registro de lo utilizado y cargado para que no falten ni sobren explosivos durante este proceso.

Para garantizar un buen resultado de la tronadura se deben utilizar productos específicos para cada función como, por ejemplo, los de contorno en minería subterránea para evitar daños al macizo rocoso circundante.

El Servicio Nacional de Geología y Minería, Sernageomin, tiene la facultad legal de fiscalizar el almacenamiento, uso, manejo y transporte de explosivos dentro de las faenas mineras. Esta fiscalización es realizada por los inspectores de Seguridad Minera que se desempeñan en las seis Direcciones Regionales del Servicio.

El transporte de explosivos en las faenas mineras, en tanto, es realizado por vehículos, previamente autorizados por el Servicio, los que son revisados minuciosamente por los inspectores, antes que el Director Regional extienda la resolución aprobatoria. En lo que respecta a la adquisición de explosivos esta se rige por la Ley sobre Control de Armas y Explosivos y sus reglamentos complementarios del Ministerio de Defensa.

Desde la empresa Famesa  explican que es importante capacitar de manera constante a las personas que, por uno u otro motivo, tendrán contacto con material explosivo, teniendo presente las condiciones recomendadas por el fabricante para su manipulación, transporte, almacenaje, entre otras. “Todas aquellas personas que trabajan con explosivos tienen que tener su carnet de manipulador de explosivos”, señalan desde la compañía.

En cuanto a las principales novedades, la empresa Geoblast destaca la optimización de los tiempos en las secuencias de iniciación, el uso de detonadores electrónicos,  los cuales además, permitirían tener mejores resultados en términos de fragmentación como también mayor certeza en el control de tiros quedados. El monitoreo de vibraciones post tronaduras, si bien no es una práctica nueva, se ha ido mejorando en términos tecnológicos, implementando el inalámbrico, lo cual permite reducir los riesgos de ingreso de trabajadores a la mina y a la vez, optimizar los tiempos en que se recibe la información.

Estimaciones de fragmentación
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FBlast es un software desarrollado por Geoblast que realiza estimaciones de la fragmentación que resultará del proceso de voladura considerando las diferentes condiciones de cada unidad geometalúrgica. Este programa sería es  calibrado a la realidad de cada mina integrando aspectos prácticos de los diseños de perforación y voladura como por ejemplo: mediciones, muestreos, conocimientos del macizo rocoso (caracterización geotécnica, geológica, análisis estadísticos, modelamiento, simulación, predicciones) y las adecuadas prácticas operativas para implementar la solución en cada unidad geotécnica. Este modelo permitiría entrega información directa, oportuna y de bajo costo para la optimización de procesos mineros y de la planta.

Monitoreo de vibraciones inducidas por voladura
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Los geófonos son sensores utilizados para medir vibraciones inducidas por voladura y entregar una medición de la velocidad de propagación de las ondas dentro del macizo rocoso que es el parámetro utilizado para evaluar la eficiencia de las cargas y el daño producido por la voladura.
El armado de las configuraciones se realiza de acuerdo a la necesidad del cliente, por ende, se consideraría el tipo y la estrategia de monitoreo a desarrollar, además del monitor del que se dispone. Estos sensores pueden ser utilizados en perforaciones de pequeño diámetro siendo de 2,5 pulgadas el diámetro mínimo requerido.
Esta configuración se prepara en un tubo de PVC de 32 mm de diámetro y se utiliza generalmente para mediciones en minas subterráneas. También, se fabrica en tubos de 50 mm de diámetro que son ocupados en minas a cielo abierto, en perforaciones con un diámetro mínimo de 5 pulgadas. También, se podrían utilizan como una herramienta temporal de monitoreo, adhiriéndolo a una superficie determinada con un pegamento que permite iría su remoción una vez acabado el trabajo.

Bolsa autoinflable
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KoolKap® es una bolsa autoinflable ensamblada por PR Polymers Pty Ltd. de Australia, que consiste en un accesorio que sirve para producir un espacio de aire (deck) en las perforaciones de una voladura durante la carga de explosivos. El rollo de entre 60 mm a 75 mm de diámetro, está conformado por una bolsa interior y exterior transparente para tamaños desde 4″ a 12 ¼ pulgadas.
El tiempo de inflado de la bolsa podría ser modificado de acuerdo a los requerimientos de la operación y condiciones del terreno. No se necesitaría compresor, eliminando la necesidad de recursos extras a la operación de voladura de rocas.
De acuerdo a la empresa y debido a sus características, el uso de las bolsas autoinflables permitiría generar un adecuado rendimiento del explosivo, fragmentación, menos golpes de aire, materiales particulados, reducción de vibración del terreno y emisión de dióxido de carbono.

Emulsión explosiva
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El Emulfan® (300 S Y 600 S) es un agente explosivo a base de emulsión explosiva que se encuentra dentro de una envoltura plástica conteniendo sustancias sensibilizadores y energizantes. Según Famesa, este producto estaría diseñado para trabajar en taladros de diámetros intermedios (diámetros superiores a 2 ½”y menores a 3 ½”) tanto como carga de fondo o como carga de columna con abundante agua que no es posible evacuar o donde no se puede cargar por medios mecanizados. Asimismo, se recomienda que si se presenta fuego y  este ha alcanzado el producto, no se debería intentar extinguirlo, sino que, se tendría que despejar el área y evacuar al personal a un lugar seguro. El material en combustión podría explotar y producir gases tóxicos.

Explosivo moldeable
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El Fameplast® es una masa explosiva moldeable elaborada a base de una emulsión del tipo agua en aceite, con componentes energizantes y agentes sensibilizantes que le permitirían obtener una adecuada velocidad y presión de detonación, generando una apropiada calidad de gases de voladura.
Asimismo, este sería usado en voladuras secundarias para fragmentar las rocas (bolones) al tamaño que requiere la operación minera. Por su consistencia plástica se lograría manipular, amoldar y fijar sobre la superficie de la roca, lo que permitiría una adecuada transferencia de energía.

Dinamita gelatina
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Es un explosivo fabricado a base de nitroglicerina y sensible al fulminante común N° 6, presenta un adecuado rompedor y resistencia al agua. De acuerdo a su fabricante esta dinamita se puede emplear en todo tipo de trabajos de voladura en minería superficial, subterránea y obras civiles y por su velocidad de detonación podría producir una buena fragmentación,  lo que representaría una ventaja en los trabajos de limpieza y acarreo del material volado.
Se recomienda usarla como carga explosiva en los taladros de arrastre con presencia de agua, en los arranques, en frentes de terrenos de alta dureza y/o como cartucho cebo para activar columnas explosivas de nitro-carbonitratos (Anfo) y en taladros pequeños a intermedios.

Explosivo para perforación de gran diámetro
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La empresa Enaex, destaca el explosivo a granel Hidrex LD de baja densidad para perforaciones de gran diámetro, fabricado en base a una mezcla de acuagel y nitrato de amonio, especialmente para voladura de contorno y control de taludes. Este producto se carga en forma mecanizada con equipos móviles (tipo camión fábrica) y es recomendado además para voladuras de morrenas y rocas sedimentarias, cuando el volumen de consumo así lo justifica. Es gasificado químicamente en el momento del carguío, lo que de acuerdo a la empresa, le conferiría adecuadas propiedades de detonación y permitiría variar su densidad, y por consiguiente el factor de carga, acorde a las necesidades de terreno.

Cuenta con una velocidad de detonación de entre los 2.500 a los 3.400 m/s, una presión que puede llegar hasta los 26,01 Kbar y un volumen de gases de 1.006 L/Kg (litros por kilogramo de explosivo).

Dinamita permisible
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Otro explosivo  que Enaex destaca es el Permicarb® que consiste en una dinamita permisible formulada especialmente para ser usada en la minería del carbón. Su característica fundamental es que al detonar produce una llama de corta duración y no desarrolla altas temperaturas, lo que permite que pueda ser usada en dichas faenas mineras, lugares en los que suelen producirse mezclas explosivas de gas grisú y aire. Estas dinamitas son controladas en una cámara de pruebas (túnel de pruebas) que reproduce las condiciones de máxima peligrosidad en minas de carbón subterráneas.  Cuentan con una presión de detonación de 17 Kbar, una resistencia al agua de u horas aproximadamente y un volumen de gas de 561 L/Kg. Asimismo, este producto puede soportar longitudinalmente desacoplamientos entrecartuchos dentro de una perforación de  dos pulgadas.

Para voladura controlada
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También, la empresa Enaex cuenta con el explosivo de bajo poder rompedor Softron, diseñado para trabajos de voladura controlada en tunelería, donde sería necesario obtener un perímetro parejo con un mínimo de sobre excavación. Asimismo, permitiría  minimizar fracturas en la roca, más allá de la línea de contorno. Por sus características, los cartuchos deberían ser acoplados adecuadamente entre sí, para generar el buen funcionamiento de ellos. De acuerdo a la empresa, estos tubos de polietileno cuentan con una velocidad de detonación de 3.324 Kbar, una energía de 4.480 KJ/Kg y un volumen de gases de hasta 968 L/Kg.

Emulsión encartuchada
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El Emulnor®  es una emulsión explosiva encartuchada en una envoltura plástica que posee propiedades de seguridad, potencia, resistencia al agua y adecuada calidad de los gases de voladura. De acuerdo a su proveedor, su uso está orientado a cualquier tipo de trabajo, en explotaciones y desarrollos mineros, en obras de ingeniería civil, en canteras, en taladros secos, húmedos e inundados, con una modalidad de aplicación similar a las dinamitas convencionales, pudiendo trabajar como columna explosiva o como “cebos” de iniciación de columnas de nitro-carbonitratos. Debido a la adecuada calidad de los gases residuales y al no contener nitroglicerina en su composición, permitiría que el personal reingrese a la labor en menor tiempo; obteniéndose mejoras en los ciclos de trabajo, sin desmedro de la seguridad.

Autor entrada: cmineracdt