Diferentes tipos de detonadores utilizados en la minería

Como se explicó en un artículo anterior, "Los fusibles encendidos se han usado por primera vez para retrasar el encendido y para que el desintegrador se mantenga a una distancia segura de la explosión. El tiempo de grabación introduce un retardo flexible que depende de la longitud del fusible que se quema. (…) La llama sirve como un detonador y la demora es la longitud del fusible. Incluso las tecnologías de iniciación más avanzadas siguen usando los mismos conceptos, aunque a veces en formas diferentes. "

Las tapas de voladura vienen en una variedad de formas. Las tapas de fusibles, los detonadores eléctricos, los detonadores no eléctricos y los detonadores electrónicos son los diferentes tipos de detonadores que puede encontrar en el mercado.

Fuse Caps

La invención de las sucesivas generaciones de tapas de fusibles tiene como objetivo responder a la ignición peligrosa del producto explosivo utilizado durante el período considerado. La seguridad de los mineros siempre ha sido uno de los principales objetivos en el desarrollo de accesorios de voladura.

Se dice que el polvo negro es una invención china, utilizada como fuegos artificiales, que data de los primeros siglos de nuestra era. A pesar del uso de "fuegos griegos" a base de polvo negro en batallas antiguas, 1380 es una fecha comúnmente reconocida para los primeros estudios sobre polvo negro. El monje franciscano alemán, Berthold Schwarts desarrolló la pólvora de la fórmula antigua. El primer uso registrado de polvo negro para voladura de roca data de 1627, en Hungría.

Sin embargo, la velocidad de combustión poco fiable hace que el polvo negro sea extremadamente peligroso y ocasione muchos accidentes.

Este encendido peligroso se superó en 1831 con la invención del "Fusible de seguridad Miners" de William Bickford, una cuerda con una hebra de hilo impregnada con polvo negro.

Ascanio Sobrero sintetizó nitroglicerina en 1846. La nitroglicerina es el primer explosivo descubierto que es más fuerte que el polvo negro.

Su uso en el campo sigue siendo especialmente peligroso, especialmente hasta 1863 cuando Alfred Nobel dio a conocer su "detonador práctico": un tapón de madera de polvo negro REPLACEado en una carga más grande de nitroglicerina líquida, encerrado en una carcasa de metal. En 1865, Nobel desarrolló un tapón explosivo de mercurio que representa una reducción sustancial en los costos de producción y, por lo tanto, contribuyó a su diseminación en toda la industria.

Al ser muy económicos, las tapas de fusibles todavía se usan ampliamente en la industria minera, especialmente en los países en desarrollo. Las tapas de fusibles también son, por diseño, insensibles a los campos electromagnéticos.

Detonadores eléctricos

Los primeros prototipos de detonadores que usaban electricidad como fuente de energía de señales de iniciación surgieron a fines de la década de 1880.

Las tapas de voladuras eléctricas son similares a las tapas de fusibles, pero con dos cables eléctricos aislados que sobresalen de un extremo, en lugar del fusible.

Los detonadores eléctricos instantáneos se desarrollaron primero. En 1868, H. Julius Smith patentó una tecnología más fácil y segura, que permite la ignición a través de una mezcla fulminante de mercurio, un cable de puente de platino de alta resistencia y un tapón de azufre.

La inclusión de un tren de polvo de retraso permitió la introducción de detonadores eléctricos preprogramados y retardados.

Esta tecnología permite una compensación entre dos cargas consecutivas y, por lo tanto, la creación de secuencias de iniciación, abriendo puertas a tomas más controladas pero limitadas a un número finito de combinaciones. Los detonadores de retardo de medio segundo aparecieron a principios de 1900, mientras que los detonadores de retraso de milisegundos llegaron al mercado en 1943.

Los detonadores eléctricos son sensibles al calor, los golpes, la electricidad estática, la energía de radiofrecuencia y la radiación electromagnética.

Detonadores no eléctricos

Total de sistemas de iniciación no eléctricos, donde la fuente de iniciación proviene de una onda de choque, fueron desarrollados en la década de 1960 por Dyno Nobel. Los detonadores no eléctricos llegaron al mercado en 1973, ofreciendo todas las ventajas de la iniciación eléctrica pero añadiendo beneficios de seguridad (insensibilidad a la electricidad, energía de radiofrecuencia y radiación electromagnética) y una amplia flexibilidad operativa (más fácil diseñar secuencias de iniciación más grandes, teóricamente con número ilimitado de retrasos).

Este sistema de iniciación se compone de tubos de choque conectados a detonadores de fondo y conectores de superficie. Aunque su recubrimiento de polvos reactivos y gracias a un motor de arranque, los tubos de choque transmiten ondas de choque a los detonadores no eléctricos. La conexión en el campo es "similar a una tubería", suponiendo que la onda de choque es como el agua, que circula en el tubo de un detonador a otro.

Los detonadores no eléctricos son ampliamente utilizados en todo el mundo. Estados Unidos siempre ha sido uno de los mercados más grandes para este tipo de detonadores.

Detonadores electrónicos

Los componentes electrónicos se introdujeron en el mundo de la iniciación eléctrica a fines de la década de 1960. Aumentar el tamaño de cada disparo se vuelve estratégico para el mercado de iniciadores, para que los detonadores eléctricos puedan competir con los nuevos detonadores no eléctricos.

Los desarrollos electrónicos hacen posible la creación de una máquina de voladura secuencial. La máquina de voladura secuencial distribuye ráfagas de energía temporizadas ajustables electrónicamente a una serie de cables conductores, aumentando drásticamente la cantidad máxima de detonadores eléctricos que los blásteres pueden conectar y, por lo tanto, aumenta el número de combinaciones posibles.

En la década de 1990, la creciente miniaturización de componentes electrónicos dio lugar a una nueva idea: el uso de un reloj electrónico embarcado para reemplazar el elemento de retardo pirotécnico (polvo) que crea inexactitudes para los detonadores eléctricos.

Entre 1990 y 2000, un gran número de actores condujeron un movimiento masivo de investigación y desarrollo para desarrollar detonadores electrónicos preprogramados o programables. Los detonadores electrónicos programables representan un paso adelante en la lógica, ofreciendo una flexibilidad asombrosa en la elección del tiempo de iniciación.Esta flexibilidad junto con la precisión controlada electrónicamente abre las puertas a las secuencias de iniciación complejas de retardos cortos que desde entonces han demostrado beneficios significativos (reducción de molestias, aumento de la productividad) para los interesados ​​en la minería. Se han desarrollado herramientas de software de simulación numérica para ayudar a los ingenieros de minas a manejar tantas posibilidades en el diseño de sus tomas.

A pesar de un precio de mercado más alto, los detonadores electrónicos se extendieron constantemente en el mercado durante la década de 2000. Una fuerte etapa de fusión y adquisición ha resultado en la desaparición de una gran parte de los fabricantes. Hoy en día, solo 5 o 6 fabricantes permanecen activos en este mercado.

Cada marca puede ser programada solo por su propia máquina de voladura específicamente diseñada. Debido principalmente a los diferentes protocolos de comunicación, ninguna de estas máquinas puede usarse para iniciar varias marcas de detonadores. En consecuencia, ninguna de estas marcas se puede mezclar de una sola vez.

La primera máquina de voladura inalámbrica apareció en el mercado en 2000, lo que permite iniciar tomas más grandes desde una distancia más segura. La iniciación inalámbrica se ha convertido en un estándar en el mercado.

Los detonadores electrónicos todavía se basan en el cableado eléctrico para conducir la fuente de energía de señal de iniciación. ORICA Mining Services, el inventor de un detonador electrónico inalámbrico presentado a principios de 2011, pretende ahora terminar con esta debilidad operativa (posibles fugas, cortocircuitos, corte, sensibilidad electromagnética) y, en consecuencia, aumenta la seguridad y la rentabilidad de la mina.

¡Continuará!