Por: Carlos Clever, Lead Technical Services, y Juan Prado, Manager Technical Services, Orica Perú.

Resumen

Históricamente la detonación de taladros en muchas de las labores subterráneas se ha realizado con dinamitas, producto inventado en 1867 por Alfred Nobel.

Las dinamitas son explosivos fabricados en base a productos nitroglicerados, envueltos en papel parafinado. Dada su naturaleza los artículos con nitroglicerina generan un mayor riesgo para las personas debido a su gran sensibilidad, lo que incrementa los peligros y probabilidades de accidentes durante su transporte, almacenamiento y manipulación. Además, se conoce que pueden generar náuseas y dolores de cabeza, entre otras complicaciones, al personal que este en contacto con el producto. 

Por otro lado, las dinamitas también pueden generar riesgos durante y después del proceso de voladura, como la generación de gran cantidad de humos y gases, cuya disipación toma tiempo e impacta los ciclos operativos de producción. En resumen, las aplicaciones de voladuras con este tipo de explosivos exponen a mayores riesgos a las personas tanto por detonaciones no planeadas como a potenciales condiciones de gaseamiento al reingreso a la labor.

En pleno siglo XXI, la aplicación de las dinamitas sigue siendo común, sobre todo en minas convencionales, debido a las bondades que estas ofrecen. Bondades como su simpatía y sensibilidad, haciendo que aun teniendo deficiencias en la perforación se adapte fácilmente a las condiciones operativas que enfrenta el personal de disparo. 

En 2021 se pone en marcha, para el Perú, la fabricación de una emulsión envuelta en papel parafinado, buscando así ser lo más parecida al comportamiento de las dinamitas, pero con el gran valor de ser libre de nitroglicerina. El producto fue desarrollado por Orica bajo el nombre comercial de Senatel™ Powerex™. 

Una de las propiedades más importantes de este producto es que ha sido formulado para entregar la misma energía que las dinamitas y sus presentaciones han sido diseñadas para conservar las dimensiones y así poder trabajar en condiciones similares a las de las dinamitas. Esto permite que el personal a cargo de los disparos pueda, fácilmente, dar soluciones a potenciales desviaciones operativas.

Este artículo presenta los resultados de las pruebas obtenidas al comparar el uso del producto con la dinamita convencionalmente utilizada en la mina Coriwayra (La Libertad).

Introducción

A partir de la desafiante situación operativa actual en la minería subterránea y los retos de productividad que se han obtenido históricamente con el uso de la dinamita, Orica propone realizar una campaña de voladuras con productos Senatel™ Powerex™ a la mina Coriwayra, con el objetivo de poder demostrar los beneficios en términos de seguridad y eficiencia en comparación con el uso de dinamita convencional.

Coriwayra es una compañía minera que cuenta con operaciones situadas a alturas geográficas en torno a 3,530 m.s.n.m. en el distrito de Tayabamba, departamento de la Libertad.

Es propietaria de una mina aurífera de vetas manteadas con buzamiento de 30° y potencia de 0.2 m hasta 1.0 m. El método de explotación es el de cámaras y pilares.

Una de las características principales de Coriwayra es que cuenta con tres tipos de clasificación de roca. El 80% de sus labores poseen macizos rocosos de mala calidad con RMR <30, un 10% con RMR de 31 a 50 y el restante 10% de labores con RMR>51.

Según el programa de minado, sus avances mensuales de perforación y voladura son de 300 m/mes y una producción de 1,200 t/mes, con ley de 30 g/t. Luego del minado, el material extraído es vendido a la planta de Consorcio Minero Horizonte. 

Emulsión explosiva

Senatel™ Powerex™ es una emulsión explosiva envuelta en papel parafinado, destacando entre sus propiedades, la estabilidad del producto y seguridad durante su manipuleo en obras mineras y civiles. Posee un alto nivel de desempeño, en términos de energía de fragmentación, equivalente a las dinamitas más usadas en el mercado. Sin embargo, una sustancial diferencia es en la reducción de los humos generados posteriores a la voladura, lo cual reduce considerablemente los tiempos de reingreso a la labor y ofrece mejores condiciones para el operador. 

El uso de este producto permite la reducción de riesgos asociados a la seguridad y salud del personal en comparación con la utilización de un explosivo nitroglicerinado.

En el proceso de pruebas que se realizó en Coriwayra, se pudo elaborar una comparación entre las dinamitas convencionales utilizadas y el nuevo producto empacado.

La Tabla 1 muestra los diferentes productos utilizados en mina y su correspondiente homologación en nuevos explosivos.

Además del producto, las pruebas también contaron con la activa asistencia del equipo técnico de Orica Blast Engineering, con el objetivo de asegurar una correcta implementación y seguimiento de los resultados durante el proceso. El correcto asesoramiento técnico es clave para el éxito en la transición de un explosivo a otro. Sobre todo, tratándose de un producto con alto riesgo utilizado en la voladura.

El equipo apoyó a los responsables de Coriwayra en la ejecución y seguimiento de las siguientes mediciones:

ν Velocidad de detonación.

ν Vibraciones.

ν Diseño de carga de cada taladro.

ν Longitud de perforación.

ν Fragmentación.

ν Avance. 

ν Perfil final de labor.

La implementación, ejecución y seguimiento completo de todo el proceso se realizó a las siguientes labores: CX9010 Nv3490, TJ8873 Cámara 1 Nv3525, TJ8873 Cámara 2 Nv3525, CX8962 Nv3525 y CX9030 Nv3538.

Uno de los resultados más relevantes de la prueba fue que los cartuchos Senatel™ Powerex™, al no tener la grampa de sujeción lateral, permitieron el alcance de una simpatía de ¾ de diámetro del cartucho, brindando así una buena confiabilidad en voladuras de terreno fracturado.

La continuidad entre cartuchos con separación de 15 mm (3/4 de diámetro), se aprecia en la Figura 4.

Otro resultado a destacar fue que al tener el nuevo producto, una masa pastosa, permitió que el proceso de “cebado” sea mucho más fácil y eficiente, disminuyendo los tiempos en la preparación de la voladura (ver Figura 5).

Respecto a los datos procesados durante la prueba, en conjunto con el cliente, la Tabla 2 muestra un resumen comparativo de los principales factores analizados y los correspondientes valores obtenidos.

Otro factor importante que fue evaluado es la fragmentación. Los resultados mostraron una disminución del P80 en 0.6 pulgadas comparado con el estado base obtenido con el producto convencional utilizado (ver Figuras 6 a la 8).

En el aspecto de monitoreo de gases, también se pudo evidenciar la necesidad de un menor tiempo de ventilación posterior a la voladura cuando se utilizó Senatel™ Powerex™ comparado con la dinamita anterior. Los datos registrados fueron medidos a la misma distancia y tiempo, y se muestran en la Figura 9.

Conclusiones

1. En las pruebas realizadas en la mina Coriwayra se pudo demostrar que la emulsión Senatel™ Powerex™ posee muy buenas propiedades de potencia y seguridad que sobrepasan a las de las dinamitas convencionales. Factores que se pudieron resaltar con la calidad de gases posteriores a la voladura.

2. La emulsión al ser más estable permite un mejor manejo del producto y un menor riesgo durante el transporte, almacenamiento y manipulación de este.

3. Se adapta fácilmente a los diversos procesos de carguío y voladura en las operaciones subterráneas y es una buena opción de reemplazo de las dinamitas convencionales.

4. El producto permite que el proceso de “cebado” sea fácil alcanzando eficiencias en los procesos de instalación similares a los obtenidos con las dinamitas convencionales.

5. Posibilita el aumento en un 2% en los avances de minado en comparación a los obtenidos con las dinamitas convencionales.

6. Los cartuchos alcanzaron una simpatía de ¾ de diámetro, lo cual permite brindar una buena confiabilidad en voladuras de terreno fracturados.

7. Requiere menor tiempo de ventilación después de las voladuras en comparación a las dinamitas convencionales, como se resume en la Tabla 3. 

8. En las entrevistas realizadas al personal operativo, este no percibió ninguna cefalea o síntoma que afectara su salud durante las aplicaciones con Senatel™ Powerex™ vs los síntomas habituales que presentan en la manipulación de nitroglicerinados.

Bibliografía

Manual Práctico de Voladura-Exsa S.A. (5a ed.), pág. 19-20.

Manual Práctico de Voladura-Exsa S.A. (4a ed.), pág. 22.

The Journal of Explosives Engineering. 2022. Volumen 39, pág. 34-35.