Guía Completa de Extracción de Piedra en Canteras: Herramientas, Materiales, Proceso y Seguridad en Voladura

En este artículo discutiremos sobre: 1. Herramientas para Voladura 2. Materiales para Voladura 3. Proceso de Voladura 4. Precauciones.

Herramientas para Voladura:

Se requieren las siguientes herramientas en el proceso de voladura:

(1) Barreno / Taladro de mano:

Se muestra en la fig. 2-5 y se usa para perforar un orificio a la profundidad requerida.

(2) Barra de salto / Jumper:

Se muestra en la fig. 2-6 y se usa para hacer agujeros de voladura. Es más efectivo en perforar un agujero casi vertical.

(3) Aguja de Cebado:

Se muestra en la fig. 2-7 y se usa para mantener el orificio cuando se está apisonando. Tiene la forma de una varilla delgada de cobre puntiaguda en un extremo y provista de un lazo en el otro extremo para manejo. Después de llenar el orificio con explosivo, el orificio se llena con tierra apisonada y esta aguja se mantiene en el centro para que su remoción o retirada desarrolle un paso para la inserción de mecha para causar explosión.

(4) Cuchara Raspadora:

Se muestra en la fig. 2-8 y se usa para raspar o remover polvo de piedra triturada de los agujeros de voladura. Tiene la forma de una varilla de hierro con una placa circular unida a un extremo y provista de un lazo en el otro extremo para facilitar su manejo.

(5) Barra de Apisonado:

Se muestra en la fig. 2-9 y se usa para apisonar o compactar el material mientras se rellenan los agujeros de voladura. Tiene la forma de una varilla pesada de latón de 10 mm a 15 mm de diámetro y se estrecha un poco en los extremos.

Materiales para Voladura:

Se requieren los siguientes materiales en el proceso de voladura:

(1) Detonadores:

Un detonador es un artificio cuya explosión inicia la de otro. Tiene la forma de un cilindro de cobre con diámetro y longitud de 6 mm y 25 mm respectivamente. Está cerrado en un extremo con mecha saliente en el otro extremo. Está parcialmente lleno con 6 a 9 granos de fulminato de mercurio. Se usa cuando se adopta dinamita como explosivo. Los detonadores se disparan ya sea por mecha o chispa eléctrica.

(2) Explosivos:

La pólvora de voladura y la dinamita son comúnmente usados como explosivos. La pólvora de voladura también se conoce como pólvora negra y es una mezcla mecánica de carbón, salitre (KNO3) y azufre. Las proporciones de carbón, salitre y azufre por peso son 15, 75 y 10 respectivamente. A veces el salitre es sustituido por salitre de Chile (NaNO3) en la composición de la pólvora de voladura. Pero como el salitre de Chile absorbe humedad, es difícil mantener tal pólvora por mucho tiempo. Como guía aproximada, la cantidad de pólvora de voladura puede obtenerse por la siguiente regla empírica –

Pólvora de voladura en N = (Línea de Menor Resistencia en m)2 x 1.50.

Así, la cantidad de pólvora de voladura requerida para rocas con L.M.R. = 1 m sería aproximadamente 1.50 N.

La dinamita consiste en 25 por ciento de tierra arenosa saturada con 75 por ciento de nitroglicerina y esta composición porcentual varía con la naturaleza del trabajo. Está en forma de pasta espesa y se vende ordinariamente en cartuchos. Es muy venenosa en naturaleza y desarrolla dolores de cabeza violentos por contacto con la piel.

Otros explosivos que se usan en voladura se dan en la tabla 2.3 –

Puede mencionarse aquí que Alfred Nobel (1833-96), el genio barbudo de Suecia quien a finales del siglo XIX voló su camino a la fama y fortuna mundial desarrollando dinamita, lamentó su potencial destructivo y dejó su vasta fortuna de ella para financiar los premios Nobel que son premios internacionales anuales dados por la Fundación Nobel por distinción en física, química, medicina y literatura, y para la promoción de la paz.

Nobel era soltero y tenía más de 350 patentes sobre todo desde seda artificial hasta película de cine. También incursionó en medicina y tuvo también pasión por la causa de la paz. También escribió poemas y ensayos en momentos libres.

(3) Mechas:

Estas se requieren para encender los explosivos. Están en forma de una cuerda pequeña de algodón recubierta con alquitrán y con un núcleo de hilo continuo de pólvora fina. La tasa de combustión de una buena mecha es de aproximadamente 10 mm por segundo y también a veces se le llama mecha de combustión lenta porque la tasa de su combustión permite a la persona que la enciende moverse a un lugar seguro antes de que tenga lugar la explosión. Para disparo eléctrico, se usan mechas eléctricas patentadas.

Proceso de Voladura:

La voladura se lleva a cabo por perforación manual de la siguiente manera:

(i) Los agujeros de voladura de profundidades y diámetros requeridos se hacen con jumpers, dippers y cucharas raspadoras. Se agrega una pequeña cantidad de agua a intervalos para ablandar la roca y convertir el polvo en pasta. Tal pasta es fácilmente removida por cucharas raspadoras.

(ii) Los agujeros de voladura se limpian. Se secan rotando una varilla pequeña de hierro con un trapo o un pedazo de tela seca atado en su extremo. Después de unas rotaciones, la varilla se saca.

(iii) La carga de pólvora o dinamita se coloca en el fondo del orificio. Una aguja de cebado que es una varilla delgada de cobre se coloca en posición. Debe ser recubierta con grasa para hacer su retirada fácil.

(iv) La porción restante del agujero de voladura se llena en capas con arcilla arenosa seca, mortero o tierra de hormiguero. Cada capa debe ser apisonada o compactada fuertemente. El apisonado se hace con una barra de apisonado de latón. Cuando se está apisonando, la aguja de cebado se gira frecuentemente para que pueda ser removida fácilmente cuando el orificio está completamente lleno.

(v) Cuando la operación de apisonado termina, la aguja de cebado se saca lentamente girando frecuentemente, dejando un orificio largo y estrecho y se llena con pólvora o dinamita como se muestra en la fig. 2-10.

(vi) Una mecha se inserta en el orificio y se mantiene proyectando fuera del orificio a una longitud de aproximadamente 600 mm a 900 mm. Así se forma un enlace entre la mecha en la parte superior y la carga de explosivo en el fondo. Los detonadores se usan cuando el explosivo es dinamita. Para este propósito, la longitud requerida de la mecha de seguridad se corta recta de las bobinas de mecha de seguridad con la ayuda de un cuchillo afilado o cortador de mecha. Luego, el extremo recién cortado de la mecha se inserta suavemente en el detonador hasta que toca la carga en el tubo del detonador.

El extremo abierto de la cápsula del detonador es luego comprimido suavemente con alicates para agarrar la mecha firmemente en posición. El cartucho de dinamita se abre en un extremo y se hace un orificio en la carga con la ayuda de una aguja de latón. El detonador se inserta en el orificio en el cartucho de dinamita.

El papel del cartucho se cierra y se asegura firmemente alrededor de la mecha inmediatamente encima del detonador con la ayuda de alambre o cordel i.e. cuerda fuerte o cordón formado por dos o más hilos de cáñamo, algodón o similares retorcidos juntos. Esto se conoce como el cartucho cebador y se inserta suavemente en el agujero de voladura para que el extremo libre de la mecha esté fuera del orificio.

(vii) El extremo libre de la mecha se enciende. Esto puede hacerse ya sea con un fósforo o con electricidad.

El disparo por electricidad tiene las siguientes ventajas:

(a) Asegura seguridad porque la operación de disparo puede hacerse desde una gran distancia del sitio.

(b) Resulta en ahorro de tiempo y mano de obra.

(c) El disparo es simultáneo y por tanto, la eficiencia de los explosivos aumenta grandemente, haciendo la operación económica.

(d) Es útil para disparar mecha bajo agua o en lugares húmedos.

(e) Es posible arreglar señalización adecuada para evitar la ocurrencia de accidentes.

(f) No hay peligro de fallo de disparo.

(viii) La explosión tiene lugar y la roca se desintegra en bloques pequeños. Una buena voladura produce un sonido sordo. Tales bloques se recogen y llevan para tratamiento adicional.

Precauciones a Tomar durante la Voladura:

Las siguientes precauciones deben tomarse en el proceso de voladura para evitar la ocurrencia de accidentes graves:

(1) Fallo de Explosión:

A veces una carga falla en explotar por cualquier razón. En tal caso, se hace un nuevo agujero de voladura cerca del orificio que ha fallado y el proceso de voladura se repite. El nuevo agujero de voladura no debe estar demasiado cerca del orificio fallado. En muchos casos, la explosión del nuevo agujero de voladura también explotará la carga del agujero fallado y en tal caso, puede resultar en un accidente grave.

(2) Línea de Menor Resistencia:

Las rocas contienen fisuras, grietas, fallas o planos de estratificación. Cuando ocurre la explosión, se forman gases. Si el agujero de voladura está apisonado lo suficientemente duro, no será posible para los gases salir a través del agujero de voladura. En tal caso, los gases seguirán la línea de camino que ofrezca la menor resistencia.

Tal línea se conoce como la Línea de Menor Resistencia o L.M.R. En la práctica, la L.M.R. se toma como la distancia más corta entre el centro de la carga y la superficie de roca más cercana, como se muestra en la fig. 2-10. La longitud de L.M.R. juega un papel importante en determinar la cantidad de explosivo requerido en el proceso de voladura y por tanto debe decidirse cuidadosamente.

(3) Aguja y Apisonador:

Estos deben ser de cobre, latón o bronce y no de acero. Se forma una chispa cuando el acero golpea la roca. Por tanto, si son de acero, la explosión prematura tendrá lugar y puede resultar en un accidente grave.

(4) Aviso de Voladura:

Nadie debe permitir entrar al área donde se está haciendo la voladura. Los avisos y señales visibles como banderas rojas deben colocarse en lugares adecuados a lo largo de la periferia de tal área. Es deseable evitar las operaciones de voladura tarde en las tardes o temprano en las mañanas. Las horas fijas de operaciones de voladura deben darse a conocer al público.

(5) Retroceder a una Distancia:

La mecha adoptada debe ser tal que un trabajador pueda retroceder a una distancia segura después de encenderla. Para trabajo a gran escala, los silbatos o sirenas pueden usarse para advertir a los trabajadores para ir a un lugar seguro antes de que la explosión tenga lugar.

(6) Filtración de Agua:

Si el agua está entrando en el agujero de voladura, la carga de explosivo debe colocarse en lámina delgada de hierro o en papel impermeable.

(7) Supervisión Calificada:

El trabajo de voladura debe confiarse solo a personas entrenadas y experimentadas. La persona responsable debe cerciorarse del hecho de que las cargas explotadas son iguales a las cargas disparadas con el número de explosiones escuchadas.

(8) Almacenamiento:

Los explosivos deben almacenarse muy cuidadosamente. Deben colocarse en un edificio especialmente construido conocido como el polvorín o almacén.

Las precauciones a tomar para el almacenamiento de explosivos pueden enumerarse como sigue:

(i) En caso de fallo de energía eléctrica, solo antorchas deben usarse para iluminación, si se requiere y en ningún caso, la linterna de llama debe usarse.

(ii) No se debe permitir a extraños entrar al campus del polvorín y las personas autorizadas deben usar zapatos de polvorín o zapatos sin clavos.

(iii) Los detonadores deben mantenerse completamente alejados de otros explosivos.

(iv) Los diferentes explosivos deben colocarse en cajas separadas.

(v) El cableado eléctrico debe ser oculto para propósito de iluminación y debe ser revisado frecuentemente por personas competentes. Un cableado abierto y suelto de cualquier naturaleza temporal no debe permitirse.

(vi) Los explosivos deben manipularse suavemente y no deben ser; lanzados o caídos en ningún caso.

(vii) El Disparo o fumar debe estar estrictamente prohibido dentro de un radio de 50 metros del polvorín.

(viii) El polvorín debe ubicarse lejos de edificios residenciales, estructuras importantes, lugares públicos y lugares de almacenamiento de combustible.

(ix) El polvorín debe ser protegido por una cerca alta de alambre de púas en su límite con carteles de precaución y un vigilante debe custodiarlo las 24 horas.

(x) El polvorín debe ser protegido del rayo y conductores de rayos completamente eficientes deben proveerse, uno en cada extremo del polvorín.

(xi) El almacén debe estar siempre cerrado y la llave debe mantenerse en custodia segura de la persona responsable.

(xii) Bajo ninguna circunstancia, el polvorín debe ser construido dentro de una distancia de 0.50 km de cualquier horno o horno de trabajo.

(xiii) Bajo ninguna circunstancia, el polvorín debe ser abierto durante o en la aproximación de una tormenta eléctrica y ninguna persona debe permanecer en las cercanías del polvorín durante tal tormenta.