domingo, 1 octubre 2023

Voladuras: cápsulas de cobre frente a cápsulas de aluminio

Al azar

Nonia González García »

Mucha gente ve los explosivos como algo malo, destructivo y que solo sirven para atentar o para volar grandes edificios en ruinas, pero para mí la realidad es otra, ya que gracias a su capacidad rompedora podemos conducir coches a través de montañas por largos túneles o cocinar sobre una encimera de granito en nuestras casas.

Pero quiero centrarme en los usos de los diferentes explosivos sino en su iniciación, en lo que hay que hacer para que los mismos exploten. Hay dos elementos químicos absolutamente protagonistas en este asunto: el cobre y el aluminio.

Un detonador es un pequeño dispositivo con el que se ceban los cartuchos o barrenos de explosivos con el fin de iniciarlos. Normalmente llevan una pequeña cantidad de un explosivo primario, de gran capacidad rompedora, obtenido por nitración de otros compuestos. Los más comunes son:

Pentrita (C5H8N4O12): que se obtiene mediante nitración del pentaeritritol.

Hexógeno (C3H6N6O6): producto de la nitración de la urotropina.

Con estos iniciadores podemos obtener una velocidad de detonación de hasta 8700 m/s.

Cápsulas

Pero lo que de verdad me llamó la atención durante mis estudios eran las diferentes capsulas en las que el sistema de detonación se introducía. Las más usadas son las capsulas de cobre y las de aluminio.

En la utilización se encuentra la división de pareceres. Está permitido el detonador de aluminio en todos los tipos de voladuras excepto en las que se pueden formar atmósferas explosivas ATEX, caso en el que es obligatorio el uso de capsulas de cobre… ¿Por qué?

La respuesta está en los puntos de fusión de ambos metales y en su distinto comportamiento a temperaturas similares.

En minería subterránea de carbón, cuando la concentración de gases como el metano (que en una combinación con aire de entre el 5 y el 14 % forma lo que conocemos como grisú) genera una atmósfera explosiva denominada ATEX.

La temperatura mínima de explosión del aire en estas condiciones es de 600 oC, lo que ya supone un riesgo para la vida de las personas que trabajen en ese lugar. Cualquier chispa podría desencadenar un desafortunado suceso, seguro fatal, si el aire que les rodea se incendia.

A dicha temperatura, el detonador con cápsula de aluminio, con un punto de fusión de 660 oC, se descompone violentamente produciendo esquirlas del metal incandescente que generarían una explosión indeseada. Consecuencia de esto pueden ser derrumbes en galerías adyacentes o en el peor de los casos que la bola de fuego que se puede formar se mueva en el sentido de la ventilación y llegue a un lugar indeseado, donde haya mineros trabajando.

El punto de fusión del cobre es muy superior, 1084 oC, lo que hace que a la peligrosa temperatura de 600 oC a la que el grisú se convierte en una bola de fuego, dicho metal no produce en su descomposición esquirlas incandescentes, ya que no ha alcanzado una temperatura próxima a su punto de fusión.

Una explosión y una voladura pueden parecer lo mismo; no son más que un proceso rompedor en el que se liberan grandes cantidades de energía en un pequeño espacio de tiempo. La diferencia está en que en una voladura el objetivo es hacerlo de forma controlada.

Desde que Alfred Nobel inventó la dinamita hasta hoy, el ser humano ha investigado cómo extraer minerales del subsuelo de forma segura; para ello hay que utilizar la chispa adecuada.


Fuentes

  • Fábrica Militar de Pólvoras y explosivos Villa María (Argentina)
  • United Nations Economic Comission for Europe.
  • “Utilización y manejo de explosivos”. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.
  • “Reglamento de Normas Básicas de Seguridad Minera”, RD 863/85.
  • “Manual de Empleo de Explosivos”. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.
  • Apuntes de la asignatura “Laboreo de Minas” Escuela Superior y Técnica de Ingenieros de Minas.
  • Apuntes de la asignatura “Fabricación de Explosivos”, Escuela Superior y Técnica de Ingenieros de Minas.
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