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Voladuras

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Las proyecciones de roca suponen uno delos efectos ambientales derivados del em-

pleo de voladuras para el arranque de roca.Los sistemas modernos de diseño y monitori-zación de voladuras, junto con la experienciaprofesional de ingenieros de explosivos, permi-ten un control profundo de este fenómeno, mi-nimizando las probabilidades de que ocurran.

A continuación se exponen las diferentestecnologías disponibles, así como el caso prác-tico de la cantera de Buena Vista, en Granada,

perteneciente a la empresa Afercan.

Factores influyentes en lageneración de proyecciones

Se puede definir proyección como la salidaincontrolada de fragmentos de roca a distan-

cias muy superiores al resto de la voladura, endirección y alcance distintos a los proyecta-dos. Hay diferentes parámetros que influyenclaramente en la generación de proyecciones.

A continuación se describen algunos de ellos:

- Emplazamiento de las cargas: si la car-ga explosiva está situada inadecuada-mente con respecto a la cara libre de vo-ladura, aunque sea en porciones puntua-les, puede darse que muy poca cantidadde roca sea afectada por una cantidad

suficiente de explosivo como para frag-mentarla enérgicamente e imprimirle unavelocidad de salida considerablementemás elevada que al resto de la voladura.Es lo que se conoce como defecto de

piedra.

- Longitud de retacado: el retacado es eltapón de roca (detritus de perforación,

gravilla u otro material) que completa elbarreno hasta la superficie, de forma quecontiene la energía del explosivo hacia lasuperficie del banco de voladura y la diri-ge hacia el frente, en la dirección deseadade arranque de la roca. Si la longitud deretacado no es suficiente en relación conel diámetro de barreno, el explosivo tien-de a romper la roca hacia arriba, de formaque expulsa por la boca y sus alrededoresfragmentos en dirección no deseada.

- Fisuración de la roca. Cuevas y coqueras: la presencia de cuevas y coquerasdelante de un barreno es un espacio va-cío o relleno de arcilla que no presenta re-sistencia alguna para el explosivo. En estecaso, una cantidad de explosivo superiora la proyectada afecta a una porción deroca de la cara libre del banco. Por ende,la carga de dentro de una de estas cue-vas de manera no controlada, puede darlugar a una concentración excesiva de ex-plosivo que puede dar lugar a proyeccio-nes.

- Secuenciación de disparo: como factorde importancia secundaria respecto a losanteriores (ocurre en menor proporción ycon menores efectos normalmente), perotambién a considerar, se encuentra la se-cuenciación inadecuada de los barrenosde voladura en banco. Esto es, la asigna-ción inadecuada de tiempos de detona-ción, por causa de la cual, la roca no tie-ne tiempo de desplazarse una vez fisura-da antes de que detonen los barrenos ad-

juntos. El esponjamiento de la roca no en-cuentra lugar de salida de manera frontaly parte o todo se realiza de manera verti-cal, con la consiguiente incertidumbre enla trayectoria y alcance de los fragmentosde roca. Este fenómeno se da aunque losparámetros anteriores sean correctos.

[Figura 1] Ejemplo de proyección producida en la parte trasera de una voladura, bien por defecto de retacado y/o secuenciación inadecuada.

El arranque de rocas mediante voladura en explotaciones mineras u obras

civiles genera efectos ambientales como son las proyecciones de fragmentos

de roca. El control de las mismas es pues inevitable como forma de reducir

el impacto ambiental, sobre todo en cercanías de nucleos poblados.

Actualmente, las tecnologías disponibles y el adecuado diseño de las

voladuras permiten controlar sin problemas este fenómeno ambiental. En

este artículo, tras describir los factores que influyen en la generación de las

proyecciones, se expone un caso práctico en la cantera granadina de

Afercan que ha disminuido de forma drástica las proyecciones tras un nuevo

diseño de la voladura.

Palabra clave: CARGA, CONTROL, DISEÑO,FISURACIÓN, MONITORIZACIÓN,PROYECCIÓN, VOLADURA

Benjamín CEBRIAN ROMO,Responsable Filiales EuropeasUEE Servicio Plus

Iván CARRASCO MARTIAÑEZ,UEE Europa – Delegación Sur

Últimas tecnologías parael control de proyecciones



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En una gran mayoría de los casos, las pro-yecciones se producen por defectos de reta-cado, carga no dosificada en cuevas o coque-ras que atraviesa el barreno y defectos de pie-dra. En menor medida, puede ocurrir cuandouno de estos huecos, vacíos o rellenos de ar-cilla, están situados delante de uno de los ba-rrenos de la primera fila de voladura, sin que

hayan sido atravesados por la perforación,quedando de esta manera ocultos en las labo-res de monitorización. Este último es un casomuy anecdótico y poco frecuente, quedandoa los caprichos de la naturaleza.

Ejemplo práctico de máximocontrol: Cantera Buena Vista –

Afercan

La empresa Afercan, S.A. es concesionaria

y explotadora de la concesión de calizas de-nominada Buena Vista, situada en las cercaní-as de la barriada Sierra Elvira perteneciente almunicipio de Atarfe, en la provincia de Grana-da. Actualmente, las viviendas más próximasde la barriada distan 450 m de los frentes de lacantera más cercanos a la población.

Geológicamente, la concesión está situadadentro del Trías Alpujárride, consistiendo en unpaquete de calizas con estratificación marca-da (estratos de potencia variable entre 30 y 60cm), que a cotas inferiores a los 590 m (unos80 m de profundidad) se van transformandoen un macizo de dolomía compacta.

La explotación del macizo calizo se realizapor banqueo, oscilando la altura de banco de5 a 25 m. Dentro de la política adoptada por lanueva dirección técnica de Afercan, se estánefectuando las labores precisas para replante-ar la altura de banco de producción y regulari-zar todos los frentes de la cantera, definiendo

un tren de bancos de 20 m de altura máximay bermas de 6 m, con taludes de 1:4 de incli-nación. Se ha definido un nuevo fondo de ex-plotación en la cota 600 y a partir de esa cotase ha proyectado un tren de bancos hasta la

cota 700 donde se encuentra el banco prime-ro. El acceso a cada uno de los niveles seefectúa por rampas de anchura suficientepara garantizar la maniobrabilidad de la ma-quinaria de producción. Todos estos trabajosse efectuarán en un plazo estimado de 2 a 3años.

La perforación actualmente está subcontra-tada a la empresa de voladuras especiales Vo-

larid, S.L., efectuándose voladuras con barre-nos de 89 mm en malla 3,5 m x 4 m al tresbo-lillo. Como explosivos se emplean Goma 2ECO y Nagolita. El retacado máximo es de 3,5m utilizándose gravilla procedente de la propiaplanta de clasificación de la cantera. Como

sistema de iniciación se utilizan detonadoreseléctricos y no eléctricos, indistintamente.

Una vez efectuada la voladura, se separa elmaterial apartando los estériles que represen-tan como media un 10% del material volado.Para labores de fragmentación secundaria debolos, se dispone de dos martillos hidráulicosKrupp de 1.100 kg montados sobre dos re-troexcavadoras de cadenas Akerman H14. Elmaterial arrancado es cargado mediante palasCaterpillar 988 y Volvo L180 a cuatro volque-tes articulados Volvo de 25 t que lo transpor-tan a la tolva de recepción del todo - uno de la

planta de trituración y clasificación.El todo - uno de cantera pasa por una ma-chacadora de mandíbulas Roher , de 1.250 x1.000 mm y 180 CV. El material quebrantadoa 125 mm pasa un precribado y el rechazogrueso alimenta a un molino de impactos Ro-

her de 270 CV. El material molido pasa a doscribas vibratorias de 3 paños, donde es clasi-ficado en las distintas fracciones comerciales.La fracción gruesa de la primera criba sufreuna segunda molienda en un molino centrífu-go Roher de 100 CV. El producto de estemolino se reincorpora al circuito de clasifica-ción.

Las fracciones comerciales de ambas cri-bas son acopiadas en 6 tolvas situadas deba-

jo de ellas. Estas tienen una salida inferior (ex-cepto la tolva de la arena), que pueden des-cargar sobre una cinta horizontal llevando elmaterial a dos molinos Roher de 150 CV mon-tados en paralelo para molienda de los exce-

[Figura 4] Perforación de primera fila según diseño tras mediciones iniciales.

[Figura 3] Medición de posición real de los barrenos de primera fila.

[Figura 2] El técnico de UEE realizando perfilometría láser 2D en el banco inferior de la cantera Buena Vista. Este sistema permite diseñar o evaluar en tiempo real la seguridad de los barrenos de primera fila.



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dentes a tamaños inferiores de mayor deman-da. El material procedente de ambos molinoses llevado mediante una cinta de retorno a lacinta general de los clasificadores, quedandoasí cerrado el circuito.

La capacidad de producción de la plantaviene limitada por la capacidad de la macha-cadora primaria, que es del orden de las 250t/h para una apertura de descarga de 125

mm, lo que representa una capacidad de pro-ducción real diaria de la planta de 2.500 t/día,en jornada de 10 horas. El circuito produce unrechazo estéril del 20%.

Diseño de la voladura

En el año 2005 está previsto realizar labo-res de desmonte en los bancos superiores,con un movimiento de tierras que alcanzaráaproximadamente un volumen de 13.000 t. Seprevé obtener una producción de áridos ensus diferentes granulometrías en torno a las400.000 t, es decir, unos 160.000 m3.

La cantera Buena Vista, situada en la pro-vincia de Granada, solicitó la asistencia delServicio Plus de UEE para realizar diseños devoladura de máxima seguridad. Debido a unagran irregularidad geométrica de la cara libredel banco de voladura, con numerosos en-trantes y salientes, el correcto emplazamientoy ángulo de voladura requería una precisiónque los sistemas tradicionales no pueden brin-dar. Estos sistemas tradicionales se basan enrepetir alturas de retacado y ángulo en todoslos barrenos, posicionando el emboquille demanera aproximada.

Durante los meses de marzo y abril de2005, se realizaron mediciones de dos diferen-tes bancos de voladura, cada uno en empla-zamientos diferentes de la explotación.

Dichas mediciones consistieron en la tomade datos para un diseño inicial teórico con lá-ser 2D (según el perfil de cada barreno), paraluego re-evaluar este mismo diseño medianteperfilometría 3D. Esta última es una herramien-ta mucho más potente, que detecta las condi-ciones de la roca no sólo según el perfil delbarreno sino alrededor del mismo. Por último,la supervisión de la voladura se complementó

con la sonda de desviación de barrenos Bore-trak . De esta manera se comprobó que tantobarrenos teóricos como reales se ajustabanestrictamente dentro de parámetros de segu-ridad muy amplios.

Tras las mediciones de evaluación, se pro-cede al diseño de la voladura, teniendo encuenta que las irregularidades del banco re-quieren posicionar barrenos en lugares no in-tuitivos, variar su retacado según el grado dedescabezamiento del banco, y complementarcon barrenos a diferentes ángulos aquellas zo-nas que la malla normal de voladura no podríafragmentar adecuadamente.

Seguidamente, se procede a la perforaciónsegún el diseño, para después re-evaluar lascondiciones de seguridad de la voladura yaperforada, poniendo especial énfasis en la si-tuación real de los barrenos.

En conclusión: seguridad total

Tras exhaustivas campañas de trabajo dediseño y evaluación, los parámetros determi-nantes en la generación de proyecciones en lacantera Buena Vista han sido sometidos a las

más estrictas medidas de seguridad. Éstas sehan conseguido mediante las últimas tecnolo-gías de control y supervisión empleadas deacuerdo a la legislación británica, referencia

mundial de la seguridad en explotaciones mi-neras.

Tanto la posición de las cargas dentro delmacizo, como los niveles de retacado, presen-cia de grietas y coqueras y la secuenciaciónhan sido examinados y tenidos en cuenta paraun diseño completo de cara a la seguridad.

Las medidas tomadas en Buena Vista sesituan a la cabeza de las iniciativas de control

de proyecciones en el mercado nacional.

Agradecimentos

A Francisco Hidalgo y Manuel Hidalgo, de Afercan, por su colaboración y confianza a lahora de realizar este estudio.

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Información:

UEE Servicio Plus Avda. Partenón, 16. Campo de las Naciones

28042 Madrid

Tel.: 91 722 02 18Fax: 91 722 01 85

E-mail: [email protected]

Pág. Web: www.uee.es

[Figura 5] Vista lateral del conjunto de barrenos en abanico para lateral irregular del banco de voladura superior.

[Figura 6] Mapa de piedras del banco superior. La piedra nominal es 4 m para 3,5”, con margen de seguridad incrementado.

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