Escuela de Ingenieros MilitaresEscuela de Ingenieros Militares

Educacin Superior

ESPECIALIZACIN EN DISEO Y

CONSTRUCCIN DE VAS Y AEROPISTAS

Diseo de voladuras y empleo de explosivos en construccin de vas

CONSTRUCCIN DE VAS Y AEROPISTAS

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES

PONENTE: Teniente Coronel Ing. JAVIER CASTAEDA TORRESEspecialista en Tcnicas de VoladurasEspecialista en Gerencia de ObrasDirector Departamento de Vas y Aeropistas

11 Empleo de los explosivos en obras viales 11 obras viales

AGENDA

1 Introduccin

2 Tipos de explosivos empleados

3 Excavacin de carreteras y autopistas

4 Dimetros de perforacin

5 Excavaciones de taludes (o media ladera)

6 Excavacin en trazado de vas6 Excavacin en trazado de vas

7 Excavacin de zanjas

8 Excavacin de tneles viales

9 Voladura de estructuras

10 Voladuras de sobretamaos

1927 -1941 Gutzon Borglum 400 trabajadores1 bustos de 18 metros de altoWashington, Jefferson, Roosevelt y LincolnTallada en granito 450.000 toneladas de rocaEmpleo de explosivos con precisin matemtica para esculpir las caras

Minera

A cielo abiertoSubterrnea

DRUMMOND

CERREJON

ACERIAS PAZ DEL RIO

MILPA S.A.

Hidrocarburos

Petrleos

SSMICA

APAGADO DE POZOS

CAONEO

APERTURA DE BRECHAS

RECUPERACION

DE TUBERIA

HIDROSOGAMOSO

LA LNEA

Obras civiles

Tneles viales hidroelctricasVasCanales MuellesDemolicionesDerrumbes

DEMOLICIONES

CANAL DE PANAMA

APERTURA DE BRECHAS ROCASROCASROCASROCAS

ZANJASZANJASZANJASZANJASVASVASVASVAS

INTRODUCCIN

Obras de gran longitud y condiciones cambiantes

Geometra y propiedades de los materiales a remover

Que imponen el trazado y el perfil del terreno

22 Explosivos empleados en voladuras en va 22 voladuras en va

POLVORA NEGRA : chinos, hindes y rabes 1242 Fraile ingls ROGER BACON frmula plvora

NITROGLICERINA : 1846 Italiano ASCANIO SOBRERO, derivado de la glicerina mediante el empleo de cido sulfrico y ntrico

DINAMITA : 1875 Sueco ALFRED NOBEL , mezcla de nitroglicerina con material estabilizante (diatomita -tierra de diatomeas)

TRINITOTOLUENO (TNT): 1900 Alemn JOSEPH WILBRAND, tolueno nitrado con cido sulfrico y ntrico

NITRAMON : 1935 Empresa Du Pont (francs Eleuthre IreneDu Pont, agente de voladura, nitrato de amonio mezclado con DNT como sensibilizador

ANFO: 1953 (Ammonium Nitrate Fuel Oil), 90-97% NA 3-10% combustible

SLURRY (Hidrogel): 1957 Norteamericano MELVIN A. COOK, NA, agua, goma (gelificante) y aluminio

EMULSION: 1960 -90, fase continua 6% (aceitosa) y una fase discontinua 94% (oxidante), sensibilizada fsica o qumicamente

DETONADOR INELECTRICO: Casquillo metlico con unacarga explosiva en el extremo cerrado y en el otro elacceso a la mecha de seguridad

DETONADOR ELECTRICO: Capsula metlica de cobre oaluminio cerrada en un extremo con un explosivoiniciador, un inflamador y un explosivo primario

DETONADOR NO ELECTRICO O TUBO DE IMPACTO: Tubohueco de plstico forrado con un capa delgada de HMX enlas paredes interiores del tubo aun detonador no elctrico

DETONADOR ELECTRONICO: Similar a capsula del sistemaelctrico posee un condensador y un chip mediante elcual se programa

Detonador ElectrnicoEquipo programador (LOGGER)Equipo detonador (BLASTER)

1. Se comunica bidireccionalmente2. Cada detonador tiene un ID3. Programable de 0 a 15000 milisegundos

con incrementos de 1 milisegundo4. No permite el ingreso de corrientes

vagabundas5. No responde a corrientes

electromagnticas

33 Perforacin en trabajos conExplosivos en va 33 Explosivos en va

PERFORACIN

Rotopercutiva con martillo en cabeza o en fondo

Pequeos dimetros:1. Mejor adaptacin de los esquemas a los perfiles irregulares

del terreno2. Buena fragmentacin mejor distribuido el explosivo3. Menor nivel de vibraciones y onda area4. Menores daos en el macizo rocoso - menos costos de

saneo y sostenimiento

Dimetros entre 60 y 125 mm1. Destroza 89 y 125 mm2. Contorno 65 y 75 mm

44 Excavacin en carreteras y autopistas44 autopistas

VOLADURAS EN VA

Excavaciones y taludes

Roca en taludes finales voladuras de contorno

VOLADURAS EN VA

Seguridad en la voladura

Limitaciones de perturbaciones, onda area y vibraciones

Velocidad de avance

Dimensiones de los equipos de carga

55 Excavacin en va con explosivos Trinchera 55 Trinchera

66 Excavacin en va con explosivosTaludes66 Taludes

77 Excavacin en va con explosivosZanja77 Zanja

88 Excavacin de tneles vales88 Excavacin de tneles vales

COMPARACIONES TCNICAS TNELES VIALES

TUNELADORAS PERFORACIN Y VOLADURA

Seccin transversal circular Amplio rango de secciones

COMPARACIONES TCNICAS TNELES VIALES

TUNELADORAS PERFORACIN Y VOLADURA

Pendiente del tnel back up y sistema de transporte

Galeras de retorno

No de pueden adelantar infraestructura de seguridad

Nichos de seguridad , de contraincendios, abrigos, apartaderos, galeras de retorno y de evacuacin

COMPARACIONES TCNICAS TNELES VIALES

TUNELADORAS PERFORACIN Y VOLADURA

Avance depende mas del macizo rocoso

1. Fracturacin macizo rocoso2. Tipo, orientacin y espaciamiento

discontinuidades3. Abrasividad y porosidad4. Perforabilidad de la roca sana

No depende tanto de la configuracin rocosa1. Perforacin jumbos

4. Perforabilidad de la roca sana

Fabricacin a la medida, se demora entre seis meses y un ao, adems del montaje del back up,

Tiempos de montaje muy reducidos, jumbos con alta disponibilidad y fcil reparacin

Sostenimiento de rocas, estn equipadas con bulonadoras y concreto lanzado, lo hacen durante la excavacin

No es posible hacerlo durante la excavacin, se emplea mismo jumbo

Costos de mano de obra bajos Costos de mano de obra altos

Costos de inversin altos Costos de inversin bajos

COMPARACIONES TCNICAS TNELES VIALES

TUNELADORAS PERFORACIN Y VOLADURA

Zona de roca triturada por las zapatas de los codales

Alteracin mucho menos del contorno por explosivos

Enmascarar diaclasas o discontinuidades que conforman bloques

Con explosivos estos se desprenden en mejor forma

Ambiente de trabajo bueno Ambiente de trabajo malo

rea de trabajo segura rea de trabajo peligrosarea de trabajo segura rea de trabajo peligrosa

Flexibilidad limitada en trabajo y forma Alta adaptabilidad a la forma del tnel

Periodo de tiempo largo para adaptacin

Periodo de tiempo corto para adaptacin

Altamente mecanizado Intenso trabajo de mano de obra

99 Voladura de estructuras 99 Voladura de estructuras

CAIDA HACIA UN COSTADO CAIDA HACIA DENTRO

1010 Voladura de sobretamaos1010 Voladura de sobretamaos

Perforacin y voladura a distancia de la roca circundante Creating the Crazy Horse Memorial en BLACK HILLS, SOUTH DAKOTA