PLAN DE ESTUDIOS 1996
Contents
1. 7 7 Conocer las magnitudes caracter sticas de las ondas explosivas en el aire y los efectos de stas sobre personas y estructuras en funci n de su presi n m xima 7 8 Conocer las causas que influyen en la producci n de onda a rea en las voladuras 7 9 Conocer las t cnicas de dise o y ejecuci n de voladuras tendentes a limitar la producci n de onda a rea 7 10 Conocer las causas que provocan el lanzamiento incontrolado de roca en las voladuras 7 11 Conocer las t cnicas de dise o de voladuras tendentes a limitar las proyecciones 7 12 Conocer las medidas de seguridad durante el disparo para evitar da os por proyecciones 7 13 Conocer los aspectos m s importantes de la reglamentaci n en vigor que se aplica a los explosivos en sus fases de fabricaci n almacenamiento comercializaci n transporte y utilizaci n CONTENIDOS 7 1 VIBRACIONES Tipos de ondas s smicas Medici n de vibraciones Sism grafos Leyes de propagaci n Predicci n de los niveles de vibraci n Criterios de prevenci n de da os Aplicaci n de la norma espa ola de vibraciones Normas pr cticas para reducir las vibraciones Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 8 de 9 7 2 ONDA A REA Caracter sticas de la onda explosiva a rea Valores l mite de sobrepresi n Factores que influencian la emisi n de onda a rea en voladuras 7 3 PROYECCIONES Origen de las pr2. Riesgos y precauciones en las voladuras el ctricas corrientes errantes l neas de transporte de energ a el ctrica electricidad est tica tormentas energ a de radiofrecuencia Ejemplos de voladuras con iniciaci n el ctrica 5 3 DETONADORES NO EL CTRICOS Y OTROS SISTEMAS DE INICIACI N SECUENCIAL Detonadores no el ctricos Constituci n y funcionamiento Tipos de detonadores y sistemas de conexi n y retardo Ejemplos de voladuras iniciadas con detonadores no el ctricos Cord n detonante Constituci n caracter sticas y tipos Sistemas de conexi n y retardo Ejemplos de voladuras iniciadas con cord n detonante Otros sistemas de iniciaci n secuencial Sistema magnadet Sistema hercudet Detonadores electr nicos Multiplicadores Concepto y constituci n Criterios de utilizaci n Multiplicadores temporizados Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 6 de 9 BLOQUE 6 Voladura de rocas e ingenier a de explosivos OBJETIVOS ESPEC FICOS 6 1 Comprender los mecanismos de interacci n del explosivo y la roca 6 2 Calcular la piedra te rica o recubrimiento de roca m ximo que un barreno es capaz de arrancar 6 3 Aplicar los factores que deben utilizarse para la determinaci n de la piedra pr ctica 6 4 Calcular las magnitudes principales de dise o de las voladuras en banco 6 5 Aplicar esquemas de secuenciaci n de voladuras en banco 6 6 Conocer los distintos t
3. 1 2 CONCEPTOS FUNDAMENTALES Combusti n deflagraci n detonaci n Explosiones Materiales energ ticos Explosivos Obtenci n de la reacci n explosiva Factores que influyen en los reg menes de descomposici n 1 3 TEOR A DE LA DETONACI N Ecuaciones de conservaci n La detonaci n ideal Ecuaciones del choque unidimensional Choque con reacci n qu mica Hugoniot Detonaci n CJ Otras detonaciones Detonaci n no ideal Zona de reacci n Teor a ZND C lculo de estados de detonaci n Planteamiento general 1 4 INICIACI N DE LA DETONACI N Iniciaci n homog nea por explosi n t rmica Iniciaci n heterog nea por puntos calientes Iniciaci n de explosivos heterog neos Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 2 de 9 Iniciaci n por est mulos de baja velocidad Transici n de deflagraci n a detonaci n 1 5 LA ENERG A DE LOS EXPLOSIVOS Calor de explosi n y potencia de los explosivos Ciclo termodin mico de la detonaci n Trabajo til BLOQUE 2 Propiedades de los explosivos y m todos de ensayo OBJETIVOS ESPEC FICOS 2 1 Aplicar los m todos para la determinaci n de caracter sticas te ricas de los explosivos 2 2 Conocer las propiedades pr cticas relacionadas con la valoraci n energ tica de los explosivos su fiabilidad y su seguridad de uso y los m todos experimentales para su determinaci n CONTENIDOS
4. 2 1 C LCULO DE CARACTER STICAS DE LOS EXPLOSIVOS Planteamiento C lculo de la composici n de los productos C lculo del calor y temperatura de explosi n Datos termodin micos m todo iterativo de c lculo Caracter sticas de detonaci n Ecuaciones de Kamlet Jacobs Otras caracter sticas te ricas de los explosivos 2 2 CARACTER STICAS PR CTICAS DE LOS EXPLOSIVOS Caracter sticas energ ticas Potencia ensayos Poder rompedor ensayos Velocidad de detonaci n m todos de medida Caracter sticas de fiabilidad Sensibilidad a la iniciaci n Transmisi n de la detonaci n Resistencia al agua y a la presi n hidrost tica Caracter sticas de seguridad Sensibilidad al impacto y a la fricci n Estabilidad t rmica Resistencia al calor bajo confinamiento BLOQUE 3 Sustancias explosivas OBJETIVOS ESPEC FICOS 3 1 Conocer la clasificaci n convencional de las materias explosivas 3 2 Conocer las propiedades f sicas qu micas y explosivas las aplicaciones y los principios de fabricaci n de los explosivos primarios 3 3 Conocer los principios de la nitraci n y su ejecuci n industrial en la fabricaci n de sustancias explosivas 3 4 Conocer las propiedades generales de las m s importantes familias de explosivos secundarios Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 3 de 9 3 5 Conocer las propiedades f sicas qu micas y explosivas las aplicaciones y los princ
5. 5 4 Conocer los sistemas de energetizaci n para los detonadores el ctricos y los medios de comprobaci n de su conexionado 5 5 Conocer los riesgos existentes en la voladura el ctrica y las precauciones a adoptar 5 6 Aplicar esquemas de secuenciaci n de voladuras mediante iniciaci n el ctrica 5 7 Conocer los sistemas de conexi n y retardo de voladuras mediante tubo de choque 5 8 Aplicar esquemas de secuenciaci n de voladuras mediante iniciaci n por tubo de choque 5 9 Conocer la constituci n caracter sticas y aplicaciones del cord n detonante y de los sistemas de conexi n y retardo aplicados con l 5 10 Aplicar esquemas de secuenciaci n de voladuras mediante cord n detonante 5 11 Conocer de modo introductorio sistemas de iniciaci n de empleo minoritario 5 12 Conocer la constituci n y modo de empleo de los multiplicadores CONTENIDOS 5 1 DETONADORES ORDINARIOS Y MECHA LENTA Detonadores ordinarios Descripci n Funcionamiento Mechas de seguridad Mecha lenta Constituci n caracter sticas tipos aplicaciones Cord n de ignici n Constituci n caracter sticas aplicaciones Ejemplos de voladuras con detonador ordinario y mecha 5 2 DETONADORES EL CTRICOS Descripci n Caracter sticas el ctricas Tipos y clasificaci n Conexi n de los detonadores el ctricos Sistemas de energizaci n pilas explosores dinamoel ctricos explosores de condensador Aparatos de comprobaci n
6. a peque os ngulos de rotura Influencia de las desviaciones de la perforaci n Cueles con barrenos en ngulo Dise o de geometr a y carga Cueles con barrenos paralelos Dise o de geometr a y carga Esquemas de franqueo Destroza Zapateras Barrenos de contorno Ejemplos de secuenciaci n de voladuras en t nel Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 7 de 9 6 4 VOLADURAS DE CONTORNO Fundamentos te ricos Presi n en el barreno Precorte Recorte 6 5 VOLADURAS ESPECIALES Voladuras en carb n Voladuras en zanja Voladuras de apertura Profundizaci n de pozos Voladuras secundarias Voladuras submarinas Voladuras de hundimiento en abanico y m todo VCR Demoliciones BLOQUE 7 Efectos medioambientales de las voladuras reglamentaci n y seguridad OBJETIVOS ESPEC FICOS 7 1 Conocer los tipos de ondas s smicas producidas en las voladuras 7 2 Conocer el funcionamiento de los equipos de medida de vibraciones y su utilizaci n pr ctica 7 3 Comprender el concepto de carga cooperante 7 4 Aplicar las leyes de propagaci n de las vibraciones 7 5 Aplicar los criterios de prevenci n de da os seg n la estructura a proteger y la frecuencia de la vibraci n Aplicar la norma UNE sobre vibraciones 7 6 Conocer las t cnicas de dise o y ejecuci n de voladuras tendentes a limitar la producci n de vibraciones
7. de Esa Xy R os Rosas 21 28003 MADRID UNIVERSIDAD POLIT CNICA DE MADRID ESCUELA T CNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Curso Cuatrimestre Car cter DEPARTAMENTO DE INGENIER A QU MICA Y COMBUSTIBLES PROGRAMA DE LA ASIGNATURA TECNOLOG A DE EXPLOSIVOS 42 Cr ditos totales 12 Te ricos 3 7 Optativa Pr cticos 2 3 PLAN DE ESTUDIOS 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 1 de 9 TECNOLOG A DE EXPLOSIVOS PROGRAMA a OBJETIVOS Y CONTENIDOS BLOQUE 1 F sico qu mica de los explosivos OBJETIVOS ESPEC FICOS 1 1 Conocer la evoluci n de los explosivos a lo largo de la Historia como mejor medio para comprender su concepto y Su principio de aplicaci n civil 1 2 Conocer las propiedades espec ficas que dan lugar a que una materia sea explosiva 1 3 Comprender el concepto y las propiedades de la detonaci n como base del r gimen de reacci n de los explosivos 1 4 Calcular de forma elemental propiedades din micas de detonaci n 1 5 Comprender el concepto de puntos calientes 1 6 Comprender los mecanismos de iniciaci n y propagaci n de la detonaci n 1 7 Conocer los conceptos energ ticos aplicables a los explosivos CONTENIDOS 1 1 HISTORIA DE LOS EXPLOSIVOS La p lvora negra Los descubrimientos de Nobel Las dinamitas y los detonadores Anfos Explosivos con agua Evoluci n futura Esquema general de la asignatura Bibliograf a b sica
8. el gris y el polvo de carb n Factores que afectan a la inflamabilidad del gris Evoluci n y tipos de explosivos de seguridad Explosivos con el inhibidor en la composici n Explosivos de intercambio i nico Medidas de seguridad y control de los explosivos ante el gris y el polvo de carb n Causas m s frecuentes de formaci n de atm sferas peligrosas de gris y polvo de carb n Influencia del sistema de cebado y el calibre de los cartuchos Ensayos de clasificaci n Galer as de pruebas Condiciones de tiro Productos comerciales 4 5 P LVORA NEGRA Constituci n y tipos Fabricaci n Aplicaciones 4 6 CARGA DE LOS BARRENOS Carga de explosivos encartuchados manual neum tica Carga a granel Explosivos granulares Explosivos bombeables Mezclado in situ 4 7 ELECCI N DEL EXPLOSIVO Criterios de selecci n humedad de barrenos di metro y longitud de barrenos tipo de roca fragmentaci n forma de carga toxicidad de los gases naturaleza de la atm sfera precio Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 5 de 9 BLOQUE 5 Sistemas de iniciaci n OBJETIVOS ESPEC FICOS 5 1 Conocer la constituci n y comprender el funcionamiento de los detonadores ordinarios el ctricos y de tubo de choque 5 2 Conocer la constituci n caracter sticas y aplicaciones de la mecha lenta y el cord n de ignici n 5 3 Conocer los tipos y caracter sticas de los detonadores el ctricos
9. explosivo 4 7 Conocer la gama de productos comerciales de explosivos industriales existentes en el mercado 4 8 Conocer y valorar los par metros que deben tenerse en cuenta para seleccionar el explosivo para una determinada aplicaci n CONTENIDOS 4 1 EXPLOSIVOS CONVENCIONALES Explosivos gelatinosos Propiedades aplicaciones Explosivos pulverulentos Propiedades aplicaciones Fabricaci n de explosivos convencionales Productos comerciales Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 4 de 9 4 2 MEZCLAS NITRATO AM NICO COMBUSTIBLE El nitrato am nico Formas de presentaci n Propiedades f sicas Propiedades explosivas Sensibilizaci n del nitrato am nico por combustibles Propiedades de las mezclas anfo Contenido en aceite mineral Influencia del tama o de grano Efecto de la humedad Aplicaciones Productos comerciales 4 3 EXPLOSIVOS ACUOSOS El problema del agua y el nitrato am nico Hidrogeles Constituci n tipos y propiedades generales Sensibilizaci n Propiedades potencia densidad gases de detonaci n propiedades reol gicas Aplicaciones Fabricaci n Emulsiones Concepto Emulsiones agua en aceite Emulsiones con sales Propiedades potencia velocidad de detonaci n sensibilidad resistencia al agua Aplicaciones Fabricaci n Mezclas emulsi n anfo anfos densos Productos comerciales 4 4 EXPLOSIVOS DE SEGURIDAD Mecanismos de inflamaci n d
10. ipios de fabricaci n de los explosivos secundarios de aplicaci n en explosivos civiles CONTENIDOS 3 1 EXPLOSIVOS INICIADORES Propiedades generales Fulminato de mercurio Azida o nitruro de plomo Estifnato de plomo 3 2 EXPLOSIVOS SECUNDARIOS La nitraci n Mecanismo Nitraciones C O y N Nitraciones industriales Clasificaci n de los explosivos secundarios Nitroarom ticos Propiedades generales La trilita steres n tricos Propiedades generales La pentrita La nitroglicerina y el nitroglicol Las nitrocelulosas Nitraminas Propiedades generales El hex geno y el oct geno BLOQUE 4 Explosivos industriales OBJETIVOS ESPEC FICOS 4 1 Conocer de forma razonada la constituci n y las propiedades de las diferentes familias de explosivos industriales y su mbito de aplicaci n 4 2 Conocer de forma b sica los m todos de fabricaci n de las diferentes familias de explosivos industriales 4 3 Conocer los riesgos asociados al empleo de explosivos en ambientes potencialmente explosivos en particular en la miner a de carb n 4 4 Conocer la constituci n propiedades clasificaci n m todos espec ficos de ensayo y modo de empleo de los explosivos para uso en miner a de carb n 4 5 Conocer la constituci n propiedades principio de fabricaci n y aplicaciones de la p lvora negra 4 6 Conocer los sistemas de carga automatizada de barrenos y su aplicaci n seg n la constituci n del
11. ipos de cuele y aplicar los m todos para su dise o 6 7 Aplicar los m todos para el dise o de voladuras en t nel 6 8 Conocer el concepto de voladura de contorno como medio para reducir el da o a la roca remanente 6 9 Aplicar los principios de dise o de voladuras de contorno en sus modalidades de precorte y recorte 6 10 Conocer las particularidades de dise o de voladuras en carb n voladuras en zanja voladuras de apertura ejecuci n de pozos voladuras secundarias y voladuras submarinas 6 11 Conocer los fundamentos de dise o de voladuras en cr ter invertido 6 12 Conocer los fundamentos del dise o y ejecuci n de demoliciones CONTENIDOS 6 1 FRACTURACI N DE LAS ROCAS EN LA VOLADURA La resistencia de las rocas Acci n de la onda de choque sobre la roca Inmediaciones del barreno Interacci n con la cara libre Efecto de los gases de la explosi n Rotura y arranque de la roca Fragmentaci n 6 2 VOLADURAS EN BANCO C lculo de la carga teor a sueca Distribuci n de la carga Efecto del confinamiento en el fondo del barreno la resistencia de la roca la potencia del explosivo y la presencia de varios barrenos en fila Piedra m xima Correcci n por desviaciones en la perforaci n y esponjamiento en voladuras de varias filas Bancos de peque a altura Ejemplos de secuenciaci n de voladuras en banco 6 3 VOLADURAS EN T NEL Cueles C lculo de la carga par
12. oyecciones Velocidad y alcance de los fragmentos Factores de dise o de las voladuras que afectan a las proyecciones Medidas de seguridad frente a las proyecciones en el disparo 7 4 REGLAMENTACI N Y PRECAUCIONES DE USO Reglamento de explosivos Homologaci n de explosivos Directiva 93 15 CEE Almacenamiento de explosivos Reglamento nacional de transporte de mercanc as peligrosas por carretera Medidas de precauci n en el transporte de explosivos Reglamento general de normas b sicas de seguridad minera Medidas de precauci n en el uso de los explosivos b BIBLIOGRAF A B SICA ITGE Manual de perforaci n y voladura de rocas 2 ed Instituto Tecnol gico Geominero de Espa a Madrid 1994 PERSSON P A HOLMBERG R y LEE J Rock Blasting and Explosives Engineering CRC Press Boca Raton Florida 1994 SANCHIDRI N JA y MU IZ E Curso de Tecnolog a de Explosivos Fundaci n G mez Pardo Madrid 2000 Texto COMPLEMENTARIA ISFE Blasters Handbook International Society of Explosives Engineers Cleveland Ohio 1998 KONYA C J Blast Design Intercontinental Development Corporation Montville Ohio 1995 LANGEFORS U y KIHLSTR M B T cnica moderna de voladuras de rocas 2 edici n Urmo Bilbao 1987 Traducci n al espa ol de The Modern Technique of Rock Blasting Almqvist amp Wiksell Estocolmo 1963 QUINCHON J y cols Les poudre
13. s propergols et explosifs Tomo I Les explosifs 2 edici n Technique et Documentation Lavoisier Par s 1987 URBANSKI T Chemistry and Technology of Explosives Vols I IL IHI y IV Pergamon Press Nueva York 1983 1984 Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23 P g 9 de 9 c PR CTICAS EN GRUPOS REDUCIDOS No hay d PROCEDIMIENTO DE EVALUACI N La evaluaci n se basa en la demostraci n de la asimilaci n de conocimientos y de la capacidad de aplicar los conceptos y t cnicas de la asignatura en un examen final El examen consta de dos partes En la primera de ellas se plantean cuestiones relativas a la asignatura que el alumno deber contestar sin emplear material alguno de ayuda Las cuestiones podr n ser de tipo breve y conceptual o de desarrollo de una parte de un tema La segunda consiste en la realizaci n de problemas de aplicaci n similares a los llevados a cabo durante el curso La primera parte tiene un valor doble de la segunda en la calificaci n Tecnolog a de explosivos Plan 1996 Edici n 2 2002 09 23
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