Arranque de roca

Por: João Paulo Amorim

Detonadores electrónicos optimizan la operación

La reducción de costos e impacto medioambiental figura entre los motivos para el creciente uso de detonadores electrónicos

La calidad del arranque de rocas influye directamente en la productividad de los procesos subsecuentes, como la carga, el transporte y el tratamiento del material arrancado. Debido a la naturaleza de la operación, que incluye el uso de explosivos rompedores, el trabajo requiere mucho cuidado en todo lo que se refiere a la seguridad y los impactos medioambientales. En las zonas urbanas, el control de las voladuras es aún más riguroso pues hay límites para el nivel de vibración, la propagación de ruidos, la distancia de lanzamiento de piedras y la sobrepresión atmosférica, entre otros requisitos.

En el caso del estado de São Paulo, por ejemplo, una voladura en una cantera de grava o una explosión en cualquier otra situación que así lo exija no puede generar un nivel de presión acústica superior a los 128 dB. Además, la velocidad de la partícula resultante de pico (VR) no puede exceder los 4,2 mm/s. En este contexto, las empresas del sector usan, cada vez más, detonadores electrónicos para maximizar la producción, a fin de obtener un proceso de mejor calidad.

«Aunque en muchas explotaciones mineras se continúa usando el sistema no eléctrico, también llamado de pirotécnico, actualmente existe una tendencia a la aplicación de nuevas tecnologías orientadas a disminuir el costo final del material arrancado y de la trituración», afirma Ricardo Daniel da Silva, gerente de asesoría técnica de Britanite, empresa del grupo CR Almeida.

André Zecchini, gerente técnico de Orica, es de la misma opinión, no obstante, destaca que el consumo de detonadores electrónicos, también conocidos como espoletas electrónicas, todavía es relativamente bajo comparado con los sistemas convencionales. «Aún hay que conquistar mercado y después podrá repetirse con los detonadores electrónicos el mismo fenómeno que ocurrió en la época que se lanzaron los detonadores pirotécnicos, que sustituyeron al cordel detonante», afirma.

Ahorro de costos
A fin de aportar una mayor excelencia al arranque, Britanite basa su estrategia en el perfeccionamiento de los procesos adoptados, a través del uso del sistema de iniciación electrónico HotShot Plus. Según Silva, la empresa Pedreira Basaldo, que forma parte del grupo Estrutural, ubicada en el Gran São Paulo, ha implementado el concepto con éxito, lo que ha permitido reducir los costos de las operaciones.

«Para que pudiéramos lograr los objetivos, la asistencia técnica de la empresa monitoreó e hizo el relevamiento de algunas áreas de la cantera, tal como el perfil del banco, y usó un equipo Boretrak para evaluar la calidad de los barrenos y los posibles desvíos», explica Silva. Entre otras iniciativas, también filmó los barrenos, la proyección de rocas y la pila resultante, además de hacer registros sismográficos y análisis granulométricos por medio de fotoanálisis.

Aunque las conexiones del sistema electrónico son similares a las del sistema pirotécnico, Silva explicó que la nueva tecnología aumenta la productividad. «La precisión y la amplitud del tiempo de retardo nos permiten adaptar mejor el plan de fuego de acuerdo a las características del material a detonar.» También cita un estudio que confirma los avances logrados. «Hemos comprobado que con el aumento de las líneas detonadas con un mismo disparo y la malla de barrenos más abierta se reduce en un 13% el costo de perforación y voladura, y el tiempo de inactividad de los servicios.»

Menos vibraciones
Con respecto a las molestias causadas por las explosiones en las comunidades circundantes, las mejoras se debieron a los cambios en el tiempo de detonación entre barrenos y líneas. Usando el sistema electrónico, disminuyó a 12 milésimas de segundo (ms) entre barrenos —era de 17 ms con el sistema pirotécnico— y a 38 de 53 ms entre líneas, de modo que aumentó la frecuencia y se redujo la velocidad pico de las partículas (VR). «De este modo se disminuyó el impacto de las vibraciones producidas por las voladuras sobre las estructuras cercanas, atenuando la percepción del entorno», dice Silva.

Por su parte, la empresa Orica, apuesta por los sistemas electrónicos de iniciación de las líneas i-Kon, Unitronic, e-Dev y Oseis, desarrollados, según información de la compañía, en sus centros de investigación distribuidos por el mundo. «Cada detonador lleva un código de identificación (ID) único de fábrica y contiene un chip que almacena el tiempo de retardo asignado y un condensador. A la orden de fuego, el condensador se descarga en el tiempo asignado e inicia la detonación», dice Zecchini. Cada sistema opera con condensadores diferentes y pueden iniciar hasta 4800 detonadores en un solo evento.

Zecchini hace hincapié en que la precisión también contribuye a la competitividad del uso de sistemas electrónicos. A modo de ejemplo, explica que un detonador iniciado en 1427 ms tiene una dispersión de menos de una milésima de segundo, lo que reduce la posibilidad de que dos o más barrenos estallen simultáneamente, lo que generaría el doble de vibraciones. En el caso del sistema pirotécnico, la dispersión llega a los 5 ms, lo que tiene como resultado un menor control sobre la detonación de varias cargas explosivas.

«Por otra parte, se pueden asignar a los detonadores tiempos de retardo de 0 a 15 000 ms, en incrementos de 1 ms, lo que garantiza una variedad casi ilimitada de diseños y planes de fuego que permiten definir los que mejor se adaptan a las condiciones de cada operación», afirma el experto.

Aumento de la producción
Otra ventaja obtenida es el aumento de la productividad, en virtud de una mejor fragmentación de rocas. Debido a la flexibilidad del tiempo asignado a los detonadores, el resultado de la operación es una distribución granulométrica más pareja que ejerce un impacto directo sobre las operaciones posteriores, tanto en la mina como en la planta de procesamiento. «Se puede aumentar el factor de colmado de los cucharones y acortar el ciclo de carga y transporte», dice Zecchini.

A modo de ejemplo, cita una mina subterránea de oro, cuya producción de roca subió de 14 a 26 toneladas por barreno al usar el sistema Unitronic, y una mina de cobre a cielo abierto en la que el sistema i-Kon permitió aumentar la producción de 2300 a 2500 toneladas por hora. Menciona también el ahorro de energía y de material de desgaste en las operaciones de trituración y molienda, en la medida en que se reduce el tiempo necesario para obtener partículas del tamaño determinado, lo que también se traduce en aumento de la producción.

En operaciones en rocas más blandas o cuya fragmentación no constituye un punto crítico, una buena alternativa son las mallas más abiertas, a fin de mantener pareja la distribución de tamaños de partículas con un menor costo de perforación y voladura. Además, la exactitud de los retardos permite planificar mejor la voladura, con el fin de evitar la superposición de las ondas resultantes de la detonación simultánea de dos o más barrenos, para reducir las vibraciones producidas durante la operación. «Cuando se trabaja con una onda primaria, se pueden determinar los tiempos de retardo necesarios para aumentar la frecuencia de las ondas», explica Zecchini.

Seguridad de la operación
Zecchini también destaca que el sistema electrónico puede reducir hasta en un 50 % las vibraciones, sin ningún cambio de la carga, en virtud de la disminución del retardo y el aumento de la frecuencia. «En algunos casos, logramos un aumento significativo de la frecuencia, de 12 Hz con un sistema pirotécnico a 60 Hz con el detonador electrónico», dice. Según su opinión, las frecuencias por debajo de 15 Hz causan las molestias que siente la población circundante durante las voladuras.

Con respecto a la presión sonora, los sistemas electrónicos no requieren accesorios ni explosivos expuestos en la superficie, es decir, todos los explosivos están en barrenos tapados. Por consiguiente, la presión sonora solo es producida por el desplazamiento de aire resultante del movimiento en la fragmentación de la roca, que, por lo general, no llega al límite establecido por la normativa.

La seguridad también es una ventaja en la comparación entre el sistema electrónico y el pirotécnico, cuya comercialización se aprueba después de sometido a pruebas parciales de lotes. Cabe señalar que estas pruebas son destructivas, lo que significa que los detonadores a disposición en el mercado nunca fueron, o serán, sometidos a prueba. En otras palabras, una posible falla del sistema solo se detecta después de la detonación y, en la mayor parte de los casos, es imposible definir el origen del problema.

«Podemos probar los detonadores electrónicos antes y durante su uso. Las pruebas se llevan a cabo después del aislamiento de la zona y antes de la detonación. Si hubiera algún problema, podemos corregirlo y, en el peor de los casos, si hubiera un error insalvable, sabremos exactamente dónde ocurrirá la falla y podremos tomar medidas preventivas para evitar accidentes», explica el gerente técnico de Orica. Otro punto importante es la eliminación del riesgo de reducción o interrupción de la voladura, ya que, con el sistema electrónico, todos los detonadores se inician al mismo tiempo.

Aplicaciones
Según Zecchini, el sistema i-Kon se recomienda en operaciones complejas o sensibles, a cielo abierto o bajo tierra, que exigen un alto grado de seguridad y rendimiento. Por su parte, el detonador Unitronic fue diseñado para satisfacer las necesidades de canteras y minas a cielo abierto de menor tamaño y puede ser usado por otros ramos de actividad.

«Además, ofrecemos el e-Dev, un producto adecuado para la apertura de galerías y túneles en minas subterráneas y obras civiles, y Oseis, que es el detonador electrónico más usado en la exploración de minerales mediante análisis sísmicos», dice. Según su opinión, la creciente demanda del mercado debe reflejarse en las ventas de la compañía. «Estimamos vender unas 120 000 unidades este año y, en 2011, esperamos aumentar las ventas un 30%.»

En el 2011, en respuesta a las nuevas exigencias del sector, Orica pondrá a disposición del mercado el primer sistema electrónico de detonación con tecnología inalámbrica, para iniciación sin cables ni tubos de choque.

FUENTES:

Britanite: www.britanite.com.br

Orica: www.orica.com