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VOLADURAS Y MANEJO DE EXPLOSIVOS

Manuel Romana RuizUniversidad Politécnica

de ValenciaSTMR

[email protected]

IV CURSO SOBRE SEGURIDAD Y SALUD EN LA CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES

Manuel Romana Ruiz VOLADURAS Y MANEJO DE EXPLOSIVOS 3

ESQUEMA DE LA PRESENTACIÓN

• Introducción• Tipos de explosivos y detonadores• Perforación de la pega• Manipulación de explosivos• Carga de la pega• Explosión• Después de la explosión


INTRODUCCIÓN

• Los explosivos son un elemento intrínsecamente peligroso y de utilización muy regulada

• El personal que manipule los explosivos debe estar debidamente autorizado

• Afortunadamente ya no son la causa principal de accidentes en la construcción de túneles

• Pero un accidente con explosivos causa gran alarma social y suele ser motivo de una intervención administrativa y judicial más profunda


OBJETIVO DE ESTA CONFERENCIA

• Repasar la problemática de la excavación de túneles con explosivos, que sea pertinente para la seguridad durante la obra

• No es posible en una hora un tratamiento completo del problema

• Se recomienda el estudio de las disposiciones legales vigentes y del “Manual de empleo de explosivos” editado por Unión Española de Explosivos (UEE) (utilizado ampliamente en esta presentación)


REGLAMENTACIÓN ESPAÑOLA DE EXPLOSIVOS

• Nuevo Reglamento de explosivos (RD 11 marzo 2005)• Reglamento de explosivos (RD 12 marzo 1998)

– Sigue la Directiva 93/15/CEE• Capítulo X “Explosivos” del Reglamento General de Normas

Básicas de Seguridad Minera (2/4/1985) desarrollado mediante siete ITC (10._.__Explosivos)– ITC 10.0.01 Normas generales– ITC 10.0.02 Transportes interiores– ITC 10.1.01 Almacenamiento– ITC 10.2.01 Utilización– ITC 10.2.02 Minas de carbón y/o con riesgo de explosión– ITC 10.3.01 Voladuras especiales– ITC 10.4.01 Trabajo con gases/polvos inflamables/explosivos

• ADR Acuerdo europeo para transporte de merc. peligrosas por carretera


CONTENIDO DE LA ITC 10.1.01 EXPLOSIVOS. ALMACENAMIENTO

1. Depósitos y polvorines2. Clasificación de los depósitos

1. De consumo, al servicio exclusivo de un consumidor

2. Auxiliares de distribución con capacidad máxima de 50 Kg.

3. De ubicación temporal con capacidad máxima de 5.000 Kg.

4. Móviles (sobre vehículo) con capacidad máxima de 1,000 Kg.

5. En plataformas marinas con capacidad máxima de 25 Kg.

Mini polvorines (máximo de 50 Kg. o de 500 detonadores)


CONTENIDO DE LA ITC 10.2.01 EXPLOSIVOS. UTILIZACIÓN

1. Personal autorizado2. Carga de barrenos3. Cartucho-cebo4. Retacado5. Disparo de barrenos6. Precauciones en el

caso de pega eléctrica

7. Precauciones en el caso de pega con mecha

8. Otros sistemas de iniciación

9. Barrenos fallidos10.Troceo de piedras

gruesas11.Otras medidas de

seguridad


¿QUÉ ES UN EXPLOSIVO?

• Una sustancia que se oxida casi instantáneamente, liberando una gran cantidad de energía

• Casi todos los explosivos contienen compuestos de nitrógeno

• El poder calorífico de los explosivos es inferior al del carbón, y muchos de ellos arden sin riesgos

• Los explosivos industriales no explosionan por sí mismos sino que requieren iniciadores / detonadores

• Los explosivos se definen por la potencia (relativa a la de la goma 2, en %), densidad, velocidad de detonación (en m/s), calor de explosión, humos....


¿CÓMO ACTUA UNA EXPLOSIÓN?

• Inicialmente se produce una detonación, que origina en el entorno del explosivo una onda longitudinal que avanza por el medio a gran velocidad (3.000-5.000 m/s)

• Esta onda produce grandes tensiones de compresión, que trituran la roca en 2-4 diámetros, y si se refleja en una discontinuidad produce tracciones que fracturan la roca.

• Después se produce una expansión de gases, a altas temperaturas y miles de atmósferas de presión, que empuja y arroja por el aire los fragmentos del medio.

• En el entorno se perciben vibraciones y/o ruido.


ZONAS DE VOLADURA EN TÚNELES(1/2)

• A Cuele• B Contracuele• C Destroza• D Recorte• E Zapateras


ZONAS DE VOLADURA EN TÚNELES(2/2)

• Pega perforada

• A Cuele

• B/C Contracuele y destroza

• D/E Recorte/zapateras


AVANCE DESPUÉS DE LA PEGA

• Normalmente el avance del pase es menor que la longitud de perforación y debe ser regular

• Hay riesgo de que quede explosivo en los fondos de los barrenos

• Con terreno muy irregular el avance del pase puede ser irregular


• Gelatinosos (Nitroglicerina + Nitrocelulosa)– Dinamita goma 1 –ED >90% 6.000 m/s agua/fondo– Dinamita goma 2 ECO >90% 5.400 m/s agua/fondo

• Pulverulentos (Nitroglicerina + otros (trilita))– Amonita 2I >70% 3.000 m/s– Ligamita 1 >77% 3.500 m/S

• Anfos (Nitrato amónico + fuel oil)– Nagolita >70% >2.000 m/s exterior

• Hidrogeles (Anfo + sensibilizante + agua)– Riogel 2, Riogel EP >72% 4.500 m/s agua– Riogur R >72% 3.000 m/s agua/contorno

EXPLOSIVOS DEUEE USADOS EN TÚNELES


USO DE LA NAGOLITA

Preferentemente en exterior

Requiere iniciadores


DETONADORES DE UEE

• Detonadores eléctricos RIODET– Según su sensibilidad– Según su tiempo de retardo

• Detonadores no eléctricos PRIMADET– De tiempo (variable)– De superficie (de tiempo constante)

• Primadet EZ TLTM

• Primadet EZ Det• Primadet NTD

• Detonadores electrónicos• Cordón detonante RIOCORD


• Según su sensibilidad– Riodet sensibles (B) rojo sin corrientes– Riodet insensibles (I) rosa– Riodet altamente insensibles (AI) verde con corrientes?

• Según su tiempo de retardo– Riodet instantáneo blanco – Riodet de retardo de 500 ms. azul 12 números– Riodet de microrretardo de 30 ms. amarillo 18 números– Riodet de microrretardo de 20 ms. repetido 15 números

DETONADORES ELÉCTRICOS RIODETDE UEE


DETONADORES NO ELÉCTRICOS DE UEE USADOS EN TÚNELES

• Primadet MS (naranja)– Retardos de 25/50 ms– 20 números (desde 25 a

750 ms)

• Primadet LP (amarillo)– Retardos de

100/200/500/1.000 ms– 28 números (desde 100

a 9.000 ms)

Portarretardo

PentritaNitruro de plomo

Tapón de goma


DETONADORES NO ELÉCTRICOS PRIMADET DE UEE


JUMBO


JUMBO PERFORANDO


PLAN DE TIRO

• Proyecto previo• Documentado• Ajustado

experimentalmente al comienzo de obra

• Modificado cuando cambian las condiciones

• No reperforar en fondos de barrenos


TIPOS DE CUELE

• El cuele debe realizar un hueco en el centro

• Tipos de cuele– De cuatro

secciones– Sueco

• Normal• Cremallera

– En cuña


CUELES SUECOS


CUELE EN CUÑA

• El cuele en cuña parece más “natural”

• Es más difícil de replantear y está en desuso

• Arroja más proyecciones al interior del túnel

• Puede volver a usarse si se mejora drásticamente el replanteo de los taladros


PERFORACIÓN DE LA PEGA

• Antes de perforar examinar el frente– Lavándolo con agua– Purgándolo con barra para asegurarse de que no quedan restos

de dinamita en los fondos de barrenos de la pega anterior

• Replanteo de los taladros en el frente– Eje de replanteo, con láser– Materialmente, con pintura– Informáticamente, en jumbos mecanizados

• Perforación de la pega con jumbo– No hay riesgos específicos


MANIPULACIÓN Y TRANSPORTE DE EXPLOSIVOS EN OBRA

• Transporte– En la cantidad de la pega– En vehículos apropiados– Por persona autorizada– Con control de seguridad– Por separado detonadores

y explosivos

• Cuidado con electricidad estática Pica para que el

artillero descargue la electricidad estática


PREPARACIÓN DE CARGAS CONFORMADAS (1/2)

• En zonas acotadas• Con limitación de

acceso de personal• Sobre mesa

adecuada• Con buen

pavimento


PREPARACIÓN DE CARGAS CONFORMADAS (2/2)

• Inmediatamente antes de la pega• Normalmente cerca de la boca del túnel


CARGA DE LA PEGA

• No se empezará hasta que se haya terminado la perforación

• Se retiraran todas las personas ajenas a la carga

• Se prohibirán las visitas• La realizara solo el artificiero• Se limpiaran los barrenos• Se comprobará el uso de todo el

material explosivo previsto (y de los sobrantes)


TIPOS DE CARGA EN CADA BARRENO

• Carga con cartuchos– Carga de fondo con cartucho-cebo– Detonador– Carga de columna– Retacado de la carga– (2º detonador de superficie)

• Carga conformada (incluye detonador)– Preparada a pie de tajo

• Cordón detonante (para voladuras de contorno)


CONEXIÓN DE DETONADORES ELÉCTRICOS

• Usar detonadores AI• Mantenidos en

cortocircuito• Comprobar con un

ohmetro– La línea de tiro– El circuito completo

• Línea de fuego fija, en un lateral del túnel


RIESGOS DE EXPLOSIÓN ACCIDENTAL DE DETONADORES ELÉCTRICOS

Detector de tormentasTormentas

Prohibir utilización¿Teléfonos móviles?

Estudiar distancia en cada casoEmisoras de radio/televisión

Silenciar en varios kilómetrosEmisoras de obra

Distancia requerida a estudiarLíneas de alta tensión

Calzado y ropa antiestáticaElectricidad estática

Puesta a tierraCorrientes erráticas

Cortocircuito de puntasConexión indebidaREMEDIOCAUSA


RIESGOS DE FALLOS DE LA PEGA

• Conexiones incorrectas• Funcionamiento incorrecto del explosor• Pérdidas de corriente por derivación• Mezcla de detonadores de diferente

sensibilidad• Rotura de cables del detonador• Línea de tiro demasiado larga• Demasiados detonadores• Disparo por corriente alterna o baterías


CONEXIÓN DE DETONADORES NO ELÉCTRICOS ( SEGÚN UEE)


CONEXIÓN DE DETONADORES NO ELÉCTRICOS

Sodra Lanken (Estocolmo)

Pega con NONEL en granito (Atlas Copco)


RIESGOS DE GASES (1/4)

• El grisú (metano) es explosivo según su concentración

• Comprobar existencia• En cualquier caso ventilar• Riesgos

– En carbonífero– En otros terrenos primarios– Con vapores de hidrocarburos

• Usar explosivo de seguridad• Usar detonadores de cobre


• Clasificación de labores subterráneas– De 1ª categoría sin grisú– De 2ª categoría cantidad reducida de grisú– De 3ª categoría cantidad abundante de grisú– De 4ª categoría desprendimiento súbito de grisú

• Explosivos de seguridad– Clase II (para 2ª categoría)

• Explosivo de seguridad nº 9 (gelatinoso)• Permigel (hidrogel)

– Clase III (para 3ª categoría)• Explosivo de seguridad nº 20 SR (pulverulento)

– Clase IV (para 4ª categoría)• Explosivo de seguridad nº 30 SR (pulverulento)




Control en el frente (ADIF)

(Córdoba-Málaga)



Detector y avisador con corte automático de energía (ADIF)


EXPLOSIÓN

• Antes de la detonación– Retirada de todos excepto

artificieros– Aviso (con sirenas)– Control de terceras personas

• Mejor a horas fijas• Riesgos

– Proyecciones del frente– Caídas del techo


DESPUÉS DE LA EXPLOSIÓN

• Ventilación intensa• Control del efecto de la pega por el artificiero

en el frente• Si hay un tiro quedado debe perforarse un

barreno paralelo y detonarse (muy peligroso)• Si toda la pega está fallada deben revisarse las

conexiones eléctricas y repetir la explosión• Saneo y desescombro (con riego del escombro)


EXPLOSIVOS SOBRANTES

• La dinamita sobrante se quemará (arde bastante bien)

• Vigilando que no se mezcle con detonadores

• Con cama combustible (paja, leña seca...)


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

El uso de explosivos requiere profesionalidad y prudencia, pero no es una operación que produzca actualmente muchos accidentes

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