Técnicas de voladura o tronadura
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Técnicas de voladura o tronadura, son los métodos empleados para fracturar o fragmentar la roca, el suelo duro, el hormigón o de desprender algún elemento metálico, mediante el empleo de explosivos. Las mismas se realizan para lograr un objetivo predeterminado, pueden ser controladas, o no, y pueden ser a cielo abierto, en galerías, túneles o bajo el agua.
Sumario
Los explosivos utilizados en las voladuras
La pólvora es un polvo explosivo utilizado en balística, en particular pólvora negra. Es una mezcla compuesta de un 75% de nitrato potásico, un 15% de carbón y un 10% de azufre aproximadamente. Fue el primer explosivo conocido y su fórmula aparece ya en el siglo XII, en los escritos del monje inglés Roger Bacón, aunque algunos autores atribuyen su descubrimiento a los chinos, que la utilizaron con anterioridad en la fabricación de fuegos artificiales.
Es probable que la pólvora se introdujera en Europa procedente del Oriente Próximo. Lo cierto es que la pólvora se fabricaba en Inglaterra en 1334 y que en 1340, Alemania contaba con instalaciones para su fabricación. El primer intento de utilización de la pólvora para minar los muros de las fortificaciones se llevó a cabo durante el sitio de Pisaen 1403. En la segunda mitad del siglo XVI, la fabricación de pólvora en la mayoría de los países era un monopolio del Estado, que reglamentó su uso a comienzos del siglo XVII. Fue el único explosivo conocido hasta el descubrimiento del denominado oro fulminante, un poderoso explosivo utilizado por primera vez en 1628 durante las contiendas bélicas que se desarrollaron en el continente europeo y en minería para el arranque de rocas utilizado en Suecia en el año 1632.
Ya en el siglo XIX, Alfred Nobel descubre en 1864 el aceite explosivo en llamado Nitroglicerina, conquistando el mercado mundial. En 1872 logra adsorber la Nitroglicerina en un residuo silicio llamado Diatomeas, surgiendo así la Dinamita, que se utiliza por primera vez en la construcción de los túneles de los Alpes Suizos.
Alfred Nobel hace el descubrimiento casi perfecto del detonador de micro retardo que permite controlar importantes factores, como son fragmentación, proyección y vibraciones al realizar grandes voladuras en 1887.
Ya para mediados del siglo XX los EE.UU. y Canadá desarrollan explosivos más baratos a base de amoniaco y fuel-oíl llamados ANFO; también surgen los hidrogeles (slurries), los que por su potencia, sensibilidad y velocidad de detonación, llegan a dominar el mercado mundial en lo que respecta a la minería a cielo abierto y subterránea.
EE.UU. lleva al mercado en 1973 los detonadores no eléctricos, los que por su seguridad, flexibilidad y potencia, se convierten en el tercer sistema de iniciación a nivel mundial detrás de los eléctricos y pirotécnicos.
Los sistemas de iniciación llegaron a finales del siglo XX con un desarrollo casi perfecto con la llegada del Sistema Electrónico de iniciación.
Técnicas de voladura aplicadas a la construcción
La voladura en las canteras proporciona todo el árido necesario para el desarrollo de las construcciones, por tanto al hacer un uso racional de los materiales explosivos, controlando las variables geométricas de la red de perforación y números de retardo adecuados, se pueden controlar las vibraciones, las cuales inciden negativamente en los desarrollos de canteras, acortando los tiempos de explotación de las mismas, el aprovechamiento óptimo de las reservas de material cuantificadas en el estudio ingeniero del yacimiento, manteniendo la estabilidad de los taludes al evitar los deslizamientos de terrenos producto del agrietamiento del macizo provocado por el uso inadecuado de los explosivos, por tanto, ayuda disminuir el impacto ambiental que se provoca al medio ambiente en las labores mineras.
Todos estos tipos de operaciones con explosivos en áreas edificadas, ha traído como consecuencia las quejas por vibraciones, ondas de choque, proyecciones, ruido y polvo producidas por las voladuras en zona urbana.
Empleo
La técnica de voladura tiene gran incidencia en labores mineras para la obtención de materiales para la industria de la construcción, ejemplo: la industria cementera, extracción de rocas ornamentales (mármol y granito); para la obtención del árido fino y grueso para hormigones, el desarrollo de la infraestructura urbana, redes técnicas, arterias de comunicación subterráneas, cables telefónicos, etc. Es el método más rentable por los grandes volúmenes que se ejecutan, los bajos costos asociados a la actividad y el acortamiento de los plazos de ejecución.
Técnicas de voladuras más utilizadas
- Voladuras en banco: Dentro de los tipos de voladuras, las ejecutadas en bancos pueden considerarse como las más usuales y se pueden definir las voladuras realizadas con barrenos normalmente verticales en una o en varias hileras, con salida hacia una cara libre.
- Voladuras de recorte. El recorte es un método especial de voladura que tiene como objeto proteger la superficie de roca remanente alrededor de la voladura; se trata no solamente de obtener una superficie lisa, sino también proteger la roca del agrietamiento, pues la eliminación de las fisuras lleva consigo muchas ventajas.
Han de distinguirse dos tipos de recorte; él recorte convencional y el precorte. En trabajos subterráneos, el recorte convencional es más frecuente que el precorte. El objetivo del precorte es conseguir el mismo objetivo que el recorte, pero, a diferencia de este, en el precorte se hacen detonar primero los barrenos de contorno, antes de encender la voladura principal o de producción, este produce una grieta entre los barrenos de contorno; en al subsiguiente voladura en banco, la roca se desprende a lo largo de esa grieta.
La evaluación de los resultados en las voladuras de precorte y recorte se realiza por el método de las cañas visibles, el cual consiste en medir las trazas de los barrenos y dividirlos por el total de barrenos dándonos el promedio de eficiencia del pre corte o recorte.
- Voladuras controladas: El término de voladura con precaución o voladuras controladas, se refiere especialmente a las que se efectúan en zonas edificadas, instalaciones, y servicios circundantes. En los últimos años se incrementado los trabajos de voladuras controladas en zonas edificadas, en la construcción de ferrocarriles subterráneos, trafico automovilístico, drenajes, y medios de comunicación como cables telefónicos y de energía eléctrica. Cuando se procede a derruir antiguas zonas residenciales, y luego utilizar el subsuelo mediante el empleo de explosivos, ya que el valor del espacio en las ciudades es cada día más alto.
El estudio de la influencia de las vibraciones del terreno sobre los edificios constituye por sí solo una ciencia, en la cual interviene tanto la técnica de voladuras como los conocimientos de construcción.
En el caso de voladuras controladas en el interior de zonas edificadas, debe prestarse debida atención a las edificaciones próximas, así como los servicios, instalaciones, y, claro está, personas de los alrededores.
Las voladuras deben proyectarse de modo que no causen daños en los edificios por vibraciones del terreno o proyección de rocas. Las ondas de choque aéreas pueden suponer así mismo un riesgo. Las piedras lanzadas al aire son evidentemente peligrosas como posibles causantes de daños.
Las voladuras controladas en bancos, zanjas, subterráneas y demoliciones de edificaciones antiguas; presentan costos más elevados que las voladuras convencionales, en la que no se impone ninguna limitación.
- Voladuras subterráneas o de interior: Son todas aquellas que se realizan para el arranque de rocas en explotaciones, en obras públicas o cualquier trabajo subterráneo, aquí nos referimos únicamente a aquellas voladuras para cuya ejecución se requieren trabajos específicos, tanto de perforación y voladura, para avances en galerías de mina o en túneles de obras públicas. La rotura de la roca ha de conseguirse creando primera una cara libre o cuele, seguida de voladuras principal, los equipos de perforación, carga y transporte deben adaptarse a espacios, casi siempre, muy reducidos. Otra particularidad, a considerar entre el conjunto de labores de interior con respecto a cielo abierto es la toxicidad de los gases de la voladura, que, en interior, adquieren gran importancia y en definitiva selecciona el explosivo a utilizar.
Fuente
- Urquiaga González, J. Folleto de técnicas en voladuras aplicadas a la Construcción. Universidad de Ciencias Pedagógicas para la educación Técnica y Profesional. La Habana. 2012.
