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La perforación y voladura es una técnica de arranque de rocas en macizos competentes. Consiste, básicamente, como su propio nombre indica, en la repetición de un ciclo básico consistente en la perforación de barrenos en el macizo rocoso, que posteriormente se rellenan de explosivos para su voladura. Tras el desescombro de la roca fragmentada y su transporte, se reinicia el ciclo.
Es una técnica que se utiliza tanto en minería como en obra civil, a cielo abierto y en obras subterráneas.
Ciclo[editar]
El ciclo básico en perforación y voladura es el siguiente:
- Perforación de los barrenos
- Carga del explosivo
- Voladura
- Desescombro
Perforación[editar]
La perforación suele realizarse mediante máquinas conocidas comos carros perforadores, aunque también se utiliza la perforación manual, mediante martillos barrenadores.
Dentro de la perforación, el método más utilizado es la rotopercursión, en la que se combina el impacto de la boca de perforación con la rotación de la misma entre cada golpe. Del mismo modo, este método se divide en dos, dependiendo de la posición del martillo que produce la percusión. En el método clásico del martillo en cabeza, este se sitúa en el exterior del barreno. Tanto la rotación como la percusión se transmiten al fondo del barreno mediante un varillaje. En el otro grupo, el martillo se sitúa en el fondo del barreno, que únicamente efectúa la percusión. La rotación es efectuada desde el exterior.
La disposición geométrica de los barrenos se denomina esquema, que se complementa con el orden en que son detonados, que recibe el nombre de esquema de disparo
Carga de explosivo[editar]
Los barrenos se cargan de explosivo en cartuchos o a granel. En grandes voladuras de exterior, la carga a granel se realiza directamente por gravedad desde depósitos en vehículos.
El barreno no se llena completamente de explosivo: la parte más cercana a la boca del barreno se llena de material inerte (usualmente detritus de perforación o arcilla) para un relativo confinamineto de los gases producidos por el explosivo en la voladura.
Cada barreno cargado de explosivo debe contener un dispositivo iniciador, que provoque la detonación del barreno.
- Cordón detonante
Multiplicador
Voladura[editar]
Cielo abierto[editar]
En las labores a cielo abierto, el método más utilizado es el banqueo: bancos en formas de grandes escalones, en que cada banco está limitado por una cara casi vertical (frente) y una superficie horizontal (piso). Los barrenos se perforan verticalmente desde el piso del banco alineados en varias filas paralelas al frente. La separación entre filas (y de la primera fila al frente) se denomina piedra, y la separación entre barrenos de la misma fila, espaciamiento. Es habitual que los barrenos se perforen siguiendo una malla rectangular, aunque también se utiliza un esquema al tresbolillo.
La secuenciación de la voladura empieza siempre por los barrenos situados en la primera fila: el frente del banco proporciona una cara libre que permite al explosivo de los barrenos de la primera fila trabajar en esa dirección para arrancar y fragmentar el macizo rocoso hasta el frente. A su vez, el arranque de este volumen genera una nueva cara libre para el explosivo de la segunda fila y así sucesivamente.
Subterráneas[editar]
En labores mineras y de obra civil subterráneas se utiliza la perforación y voladura de manera análoga a cielo abierto (banqueo) y, también, en avances.
Banqueo[editar]
Bajo tierra se puede utilizar de manera análoga al banqueo de cielo abierto, si se dispone de una cara libre paralela a los barrenos. Los barrenos se pueden perforar en vertical (ascendente y descendente) y horizontales.
Avances[editar]
En los avances de labores mineras y de obra civil no se dispone de una cara libre como en el caso del banqueo: los barrenos se perforan en la única cara libre disponible. Por ello, es necesario que los primeros barrenos que se detonen creen un hueco para que el resto de los barrenos trabajen hacia el mismo. Este conjunto de barrenos se conocen como cuele, que normalmente se sitúa en el centro, pero no es necesario.
Según la disposición de los barrenos en el esquema de perforación se denominan cuele, contracuele, destroza, contorno y zapateras.
Cuele[editar]
Debido a la disposición desfavorable de los barrenos con respecto a la cara libre, la densidad de explosivo por volumen de macizo rocoso es más elevada en el cuele. Esto se consigue con barrenos con menor distancia de separación.
En algunos casos
Los cueles se clasifican en cilíndricos y en inclinados. En los primeros los barrenos son paralelos al eje de avance y entre sí.
Contracuele[editar]
El contracuele está formado por los barrenos que rodean el cuele. En ocasiones se agrupan dentro del cuele.
Destroza[editar]
La destroza agrupa el mayor número de barrenos de la voladura
Contorno[editar]
El contorno incluye los barrenos perforados en la bóveda (techo) y hastiales (laterales). En caso de que sean un recorte (para dar la forma definitiva a la excavación) se disparan en último lugar.
Zapateras[editar]
Los barrenos inferiores , situados al nivel del suelo, se denominan zapateras. Su densidad de carga es superior a la que correspondería ala piedra que deben arrancar debido al peso de la roca ya volada.