¿Cuáles son los principales tipos de explosivos en obra civil? ¿De qué depende su elección? La ejecución de una obra lineal como es el caso de una carretera requiere habitualmente de importantes excavaciones en el terreno natural, especialmente cuando la orografía del terreno es accidentada. En función de los volúmenes a excavar y las características del material puede ser necesario recurrir al empleo de explosivos. Además, para la formación de terraplenes es necesario recurrir a material excavado, ya sea en la propia traza o en cantera. Por ello, desde el Blog de Aulacarreteras queremos mostrarte de un modo sencillo cuales son los principales tipos de explosivos en obra civil, así como los principales factores a tener en cuenta en su elección.
Definición de explosivo
De manera muy resumida podríamos decir que los explosivos están constituidos por una mezcla de sustancias, unas combustibles y otras oxidantes, que debidamente iniciadas dan lugar a una reacción química muy rápida. Esta reacción genera gases a alta presión y temperatura.
Elección del explosivo
A la hora de elegir el tipo de explosivo más adecuado para una determinada obra civil debemos tener en cuenta una serie de condicionantes. De entre todos estos condicionantes, los más importantes son:
A) Tipo, lugar y trabajo a efectuar
Las propias características del trabajo a efectuar pueden ser determinantes a la hora de seleccionar entre los distintos tipos de explosivos en obra civil. Por ejemplo, en voladuras a cielo abierto, con perforaciones en grandes diámetros, se hace necesario el empleo de explosivos a granel, los cuales suelen ser bombeados en los barrenos por camiones cargadores de explosivos.
Las condiciones atmosféricas también determinan el tipo de explosivo a emplear en cada caso.
B) Diámetro de los barrenos
La mayoría de explosivos pueden pueden ser empleados en cualquier tipo de barreno (seleccionando el tipo de encartuchado más adecuado en cada caso). No obstante, existen limitaciones debidas a que algunos explosivos pueden no iniciarse bien con un simple detonador, siendo necesario en estos casos el empleo de multiplicadores. Esta limitación se conoce como “diámetro crítico”.
C) Presencia de agua en los barrenos
La posible presencia de agua en el interior de los barrenos que se van a disparar es un factor determinante a la hora de seleccionar los tipos de explosivos en obra civil. Por ejemplo, las dinamitas gomas tienen muy buena resistencia al agua (pudiendo soportar determinadas variedades columnas de agua de hasta 100 metros), motivo por el que son muy empleadas en voladuras submarinas. Por el contrario, las dinamitas pulverulentas tienen una resistencia al agua mala, por lo que su empleo en estas condiciones no es recomendable.
D) Tipo de roca a volar
El tipo de roca a volar es otro de los aspectos fundamentales a la hora de seleccionar los tipos de explosivos en obra civil. De manera general, rocas duras y poco fisuradas requieren de explosivos de alta potencia de detonación, mientras que rocas blandas y plásticas requieren de explosivos que produzcan gran cantidad de gases y con velocidad de detonación baja (los cuales harán un efecto de empuje en la roca).
E) Toxicidad de los gases de la explosión
La detonación de cualquier tipo de explosivo siempre genera una determinada emisión de gases tóxicos para el organismo humano. Este hecho hace que determinados explosivos no sean adecuados para su empleo en obras subterráneas, quedando relegado su empleo a las obras a cielo abierto.
F) Seguridad del explosivo
No todos los explosivos pueden ser manipulados de igual modo. Esto es debido a la mayor o menor sensibilidad de dicho explosivo antes choques o rozamientos. En cualquier caso, la selección del explosivo a emplear debe ir acompañada de una manipulación segura, acorde a las características y sensibilidad del mismo.
Tipos de explosivos en obra civil
A continuación se describen los tipos de explosivos más empleados en obra civil:
Dinamitas gomas
Este tipo de explosivo se caracteriza por su consistencia gelatinosa, y es el resultado de mezclar nitroglicerina con nitrocelulosa. Dentro de su composición predomina el nitrato amónico, lo que hace que sea una mezcla aún más energética que la propia nitroglicerina. Cuenta con una elevada densidad y una buena resistencia al agua. Su velocidad de detonación normal es de 5.000-6.000 m/s.
Estas características básicas, junto con su alta potencia y velocidad de detonación, las hacen ideales para la voladura de rocas de dureza media/alta, para la carga de fondo de los barrenos, y para la ejecución de voladuras submarinas.
Dinamitas pulverulentas
Las dinamitas pulverulentas son productos que llevan en su composición un elemento desencadenante de la reacción explosiva (generalmente nitroglicerina, como en el caso de las gomas, pudiendo contener igualmente cierta cantidad de trilita).
El hecho de que se trate de un explosivo en polvo implica que si no se utiliza algún tipo de impermeabilizante, no sea adecuado para su empleo en presencia de agua. Su aplicación principal es la voladura de rocas semiduras y blandas, y la velocidad de detonación es aproximadamente de 3.000 m/s.
Anfos
Al igual que en el caso anterior, se trata también de explosivos de tipo pulverulento, aunque los anfos están compuestos por una mezcla de nitrato amónico y un combustible líquido. Para su correcto funcionamiento requieren de una buena iniciación de la detonación, lo que puede conseguirse con el empleo de cordones detonantes, cebos de dinamita gelatinosa (goma), o incluso multiplicadores.
Debido a su consistencia pulverulenta no son adecuados para el empleo en presencia de agua. Por contra, dicha consistencia lo hace ideal para la carga mecanizada. Se comercializa habitualmente a granel, ya sea en sacos o en camiones tolva, aunque también está disponible encartuchado.
Se empleo es adecuado para la carga de columnas en voladuras a cielo abierto, principalmente con rocas de dureza media. Cuentan con una velocidad de detonación variable (según el tipo) de 2.000-4.000 m/s.
Hidrogeles
La principal característica de los hidrogeles es que en su composición no llevan ningún producto que sea de por si explosivo. Estos productos reaccionan de forma explosiva en el momento que se inician con el detonador, cordón detonante o multiplicador.
El hidrogel es una dispersión de sólidos en una solución espesada, y están constituidos por uno o varios oxidantes como el nitrato amónico, agua y sensibilizantes. Además es necesaria la inclusión de agentes espesantes en su composición. Se trata de un explosivo de gran potencia, con una elevada resistencia al agua, y gran seguridad en el manejo y transporte.
Su principal aplicación es como carga de fondo de los barrenos en voladuras a cielo abierto, y cuenta con una velocidad de detonación variable (según tipo) de 3.000-7.000 m/s.
Emulsiones explosivas
La emulsiones explosivas son dispersiones de un líquido inmiscible en otro. Se componen de dos fases bien diferenciadas: una primera fase (mayoritaria) oxidante compuesta por una solución de nitratos, y una segunda fase oleosa combustible compuesta generalmente por aceites y ceras.
Este tipo de emulsiones requiere de la presencia de un agente emulsionante, cuya misión principal es rebajar la tensión superficial. Además incluyen aditivos para aumentar su sensibilidad.
Existen distintos tipos de formulaciones en el caso de las emulsiones explosivas. Desde las encartuchadas en pequeño calibre sensibles al detonador, hasta aquellas que precisan un potente multiplicador para su iniciación y que pueden ser bombeadas desde camiones cargadores de barrenos en gran calibre. La velocidad de detonación en este tipo de explosivo es aproximadamente de 5.000 m/s.
Heavy anfo
Otro de los tipos de explosivos en obra civil más empleados son los denominados “heavy anfo”. Se trata de una mezcla de emulsión con anfo, obteniéndose distintos productos en función de la composición concreta. Aquellas composiciones ricas en emulsión se pueden bombear desde camión, y cuentan con una elevada velocidad de detonación. Las densidades disminuyen con el contenido de anfo, dando lugar a valores que varían entre 1,10 y 1,25 g/cm3.
Y hasta aquí este completo post sobre los tipos de explosivos en obra civil. Si quieres seguir aprendiendo sobre el diseño y la construcción de carreteras no te pierdas nuestro popular Blog. Y recuerda que en nuestra academia online dispones de gran cantidad de cursos relacionados con la Ingeniería de Carreteras. ¡No te lo pierdas!
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