Desmonte de rocha por explosivos

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Desmonte de rocha por explosivos.
O explosivo é um composto químico que quando iniciado devidamente sofre transformações químicas rápidas liberando muita energia numa fração de segundo. Depois de reagido, pode atingir volumes de até 19.000 vezes o volume inicial. 
O carregamento e a detonação devem ser bem executados para se aproveitar o máximo da energia que é liberada em tão curto espaço de tempo. 
As fases do processo de detonação são: 
1) Com a explosão, a onda de choque percorra rocha com velocidade de até 5 km/seg. 
2) O diâmetro do furo é alargado atingindo cerca do dobro do diâmetro inicial, por deformação plástica. 
3) A onda de choque propaga-se na rocha e reflete-se em superfícies livres, produzindo tensões na rocha, fendilhando-a, ou seja, causando trincas pequenas. Até esta fase, somente 3% da energia foram utilizados. 
4) A rocha é fragmentada pela pressão dos gases, aproveitando os fendilhamentos já produzidos pelas tensões. 
Na terceira fase, a onda de choque, ao chegar à frente livre da bancada, arremessa fragmentos de rocha, por um efeito semelhante ao que acontece quando se bate emuma bola de bilhar colocada no início de uma fila, implicando no deslocamento apenas daúltima bola. Este fenômeno físico chamado conservação da quantidade de movimento, ou (força x tempo = massa x velocidade), pode resultar em lançamento à grande distância. 
Classificação dos explosivos quanto à velocidade de detonação 
Quanto à velocidade de detonação, os explosivos classificam-se em 3 categorias: explosivos iniciadores, altos explosivos e baixos explosivos. 
Os explosivos iniciadores são extremamente sensíveis e por isso usados pela sua onda de choque para iniciar os explosivos que causam o desmonte. Os explosivos iniciadoressão considerados “acessórios de detonação” e por isso chamadosde explosivos primários. 
Os altos explosivos detonam a velocidades entre 2.500 e 7.500 m/seg acompanhados de quantidades enormes de gases e a pressões muito altas (100.000 atm). Desmontam a rocha pela onda de choque e pela pressão de gases conforme já explicado. São também chamados explosivos secundários. 
Os baixos explosivos desmontam pela sua queima rápida sem produção de onda de choque de intensidade significativa. Dentre os baixos explosivos, o único que tem alguma importância é a pólvora negra, usada para o corte de rocha destinada à produção de blocos de granito, blocosde mármore, placas de revestimento ou outros materiais que não devem ser fragmentados no desmonte. Pode ainda ser usada para desagregar rocha pouco consolidada. 
Classificação dos explosivos quanto à composição 
Quanto à composição, os classificam-se em: simples, mistos e compostos. Os explosivos simples são aqueles formados por um único componente químico, como nitroglicerina, nitroglicol e nitrocelulose. 
Os explosivos mistos são formados por substâncias que não são explosivas isoladamente. É o caso da mistura de nitrato de amônio com óleo diesel. A mistura é explosiva, mas cada componente isoladamente não é explosivo. O uso principal do nitrato de amônio é como fertilizante, e o óleo diesel é um combustível. 
Os explosivos compostos possuem diversos componentes, que isoladamente podem ser explosivos ou não. O mercado dispõe de diversos tipos de explosivos compostos adequados para cada aplicação. 
Classificação dos explosivos quanto à apresentação 
Os explosivos podem ser encartuchados ou a granel. Os encartuchados são comercializados em cartuchos cilíndricos de polietileno, e os explosivos a granel são comercializados soltos, fora de cartuchos. 
Quando a granel, apresentam as seguintes vantagens:
• eliminação de embalagens 
• redução do custo de mão de obra 
• melhor preenchimento do furo 
• rapidez no carregamento dos furos 
• pode ser misturado no local ou em instalação fixa para posterior transporte em caminhões tanque 
Propriedades dos explosivos 
As principais propriedades dos explosivos são: força, velocidade, resistência à água, segurança no manuseio, densidade, sensibilidade à iniciação, sensibilidade à propagação, volume de gases, gases tóxicos e pressão de detonação. 
A força é a capacidade de o explosivo produzir trabalho de desmonte da rocha. 
A velocidade do explosivo é a velocidade da reação química de detonação. É chamada de velocidade de detonação do explosivo ou simplesmentede velocidade do explosivo. Nada tem a ver com a velocidade de propagação da onda de choque na rocha. Varia entre 1.500 e 7.500 m/seg, sendo que os de velocidade mais alta são feitos à base de nitroglicerina e os de velocidade mais baixa são à base de nitrato de amônio, ou extremamente baixas no caso da pólvora negra. 
A resistência à água é importante em função da possível presença de água nos furos. Quanto à resistência à água, o explosivo pode ser classificado de acordo com o quadro a seguir: 
A densidade dé a relação entre a massa e o volume ocupado pelo explosivo. Pode ser expressa em g/cm ou, no caso de explosivos encartuchados, a densidade pode ser expressa em número de cartuchos por caixa de 25 kg. O número de cartuchos de 1 ¼ x 8” por caixa de 25 kg = 140/d. Quanto maior a densidade, maior será a carga em kg que se poderá colocar num furo de determinado volume. 
A sensibilidade à iniciação é aquela que garante a iniciação por um determinado iniciador. 
A sensibilidade à propagação dá a máxima distância dentro da qual a explosãode um cartucho induz à detonação do cartucho vizinho. 
O volume de gases é referente à quantidade dos gases produzidos na detonação. 
Os gases tóxicos produzidos podem provocar dores de cabeça e náuseas. Quanto aos gases tóxicos, os explosivos são classificados em 3 classes: 
A pressão de detonação é a pressão gerada pela de detonação e é função da velocidade de detonação e da densidade do explosivo. 
Tipos de explosivos 
A pólvora negra é de baixa velocidade, é enquadrada na categoria dos baixos explosivos e por ser higroscópica não pode ser empregada na presença de água. A pólvora tipo A contém nitrato de potássio, enxofre e carvão vegetal, sendo usada para corte de paralelepípedos e congêneres. A pólvora tipo B contém nitrato de sódio, enxofre e carvão vegetal. É mais lenta e tem menor força que o tipo A, sendo utilizada no desmonte de argilas e folhelhos. 
O Departamento Logístico do Exército Brasileiro subordinado ao Ministério da Defesa emitiu em outubro de 2005 as normas administrativas relativas às atividades com explosivos e seus acessórios. Para compor esta apostila, extraímos partes dessas normas. 
Os explosivos e seus acessóriossão produtos de interesse militar cujas atividades de fabricação, utilização, armazenamento, importação, exportação, desembaraço alfandegário, tráfego e comércio estão sujeitas ao controle do Exército. 
Explosivos tipo ANFO: são misturas de nitrato de amônio e óleos combustíveis. O nitrato de amônio é um fertilizante que foi identificado como explosivo devido a dois grandes acidentes ocorridos em 1.923 e 1.947. 
Sua perfeita utilização se dá quando misturado com 5% a 6%de óleo diesel. Esta mistura é chamada de ANFO (amonium nitrate fuel oil) e pode ser preparada na hora do consumo ou previamente. O carregamento se dá por derramamento da mistura diretamente no furo ou por bombeamento a partir de um tanque. Não é resistente à água. É higroscópico e é comercializado em “prills” (pérolas). 
As vantagens do nitrato de amônio nas misturas explosivas são: 
• não é sensível ao impacto. 
• demanda menor tempo de carregamento 
• aceita melhor compactação no furo 
• proporciona melhor fragmentação 
• produz menos gases tóxicos 
• resulta em menor custo por t desmontada 
Explosivos granulados industriais: composições explosivas, que além de nitrato de amônio e óleo combustível, são constituídas de aditivos, tais como serragem, casca de arroz e alumínio em pó, para correção de densidade, balanço de oxigênio, sensibilidade e potencial energético; também são conhecidos comercialmente como granulados, pulverulentos, derramáveis ou nitrocarbonitratos; 
Explosivos tipo DINAMITE: são todos os quecontémnitroglicerina em sua composição, sendo os que exigem maior cuidado em seu manuseio e utilização, devido à sua elevada sensibilidade; 
Explosivos tipo EMULSÃO: são misturas de nitrato de amônio, diluído em água, e óleos combustíveis, obtidas por meio de um agente emulsificante; contém microbolhas dispersas no interior de sua massa, responsáveis por sua sensibilização; normalmente são sensíveis à espoleta comum, sendo eventualmente necessário o uso de um reforçador parasua iniciação; podem ser de dois tipos: 
a) explosivos tipo EMULSÃO BOMBEADA: são explosivos tipo Emulsão, a granel, bombeados e sensibilizados diretamente no local deemprego, por meio de unidades móveis, de fabricação ou bombeamento; 
b) explosivos tipo EMULSÃO ENCARTUCHADA: são explosivostipo Emulsão, embalados em cartuchos cilíndricos, normalmente de filme plástico. 
As emulsões, pela sua consistência, facilitam o carregamento de furos com as mais variadas inclinações e desníveis. Apresentam excelente resistência à água e devido à facilidade de acomodação ao furo, proporcionam ótimas densidades de carregamento. As emulsões a granel são facilmente bombeáveis, decorrendo 
desse fato uma grande rapidez no carregamento mecânico dos furos, particularmente nos de grande diâmetro. É recomendável o uso de “booster” para garantir a detonação. As emulsões podem ser utilizadas mesmo em perfurações com 100 % de água. Ao serem carregadas, expulsam a água do furo por terem densidade maior que da água. 
Emulsão base ou pré-emulsão: é a mistura base de explosivos tipo Emulsão Bombeada, ainda não sensibilizada; as unidades industriais móveis de transferência e de fabricação transportam apenas a Emulsão Base, que só é sensibilizada no momento de utilização; 
Explosivos tipo LAMA: são misturas de nitratos, diluídos em água, e agentes sensibilizantes, na forma de pastas; também conhecidos como “slurries” (ou, no singular, “slurry”); 
Gelatina explosiva: constitui-se numa mistura de nitrocelulose e nitroglicerina utilizada na fabricação de explosivos tipo Dinamite; em decorrência, algumas DINAMITES são denominadas gelatinosas ou semi-gelatinosas, conforme a quantidade de gelatina explosiva presente; 
Explosivos plásticos: são massas maleáveis, normalmente à base de ciclonite e óleos aglutinantes, que podem ser moldadas de acordo com a necessidade de emprego; por sua facilidade de iniciação (é sensível a espoleta comum), poder de destruição e praticidade, são os explosivos mais cobiçados para fins ilícitos; também são conhecidos como cargas moldáveis; 
Acessórios de detonação 
Carregamento de explosivos é a operação de colocação do explosivo no furo ou outro local adequado à detonação. Não confundir este termo com a operação de carregamento de minério. Antes de ser carregado, o furo deve estar limpo. O furo carregado é chamado também de mina. 
Escorvamento é a colocação de um iniciador numa carga explosiva a fim de torná-la apta à detonação. 
As condições de um bom escorvamento são:
• O iniciador deve estar mergulhado no explosivo. 
• No caso de explosivo encartuchado o explosivo deve estar amarrado ao iniciador. 
• Os fios e cordéis não devem estar sujeitos a esforços que possam danificá-los. 
• O iniciador deve ser a provad’água quando necessário. 
• O iniciador deve ter forma e posição adequada para perfeito carregamento. 
Os principais acessórios de detonação são: 
Espoleta comum: tubo de alumínio, contendo, em geral,uma carga de nitropenta, e um misto de azida e estifinato de chumbo, destinado à iniciação de explosivos; também é conhecida como espoleta simples, não elétrica ou pirotécnica. São sempre iniciadas por estopim comum que, introduzido na extremidade aberta da espoleta, é fixado por um alicate especial chamado de alicate de amolgar. Asespoletas simples são instantâneas, ou seja, detonam assim que são acionadas.
Estopins: são tubos flexíveis preenchidos com pólvora negra destinados a transmitir chama para iniciação de espoletas; quando comercializados em pedaços, acoplados a uma espoleta, são denominados “espoletados”; podem ser hidráulicosou comuns, conforme sejam capazes ou não, respectivamente, de transmitir chama dentro d’água. A chama colocada em uma extremidade leva cerca de 140 segundos para percorrer um metro no estopim. Por segurança, o tamanho mínimo utilizado deestopim é de 0,60 m para cargas isoladas e 1 metro para cargas múltiplas.
Cordel detonante: tubo flexível preenchido com nitropenta, destinado a transmitir a detonação do ponto de iniciação até à carga explosiva; seu tipo mais comum é o NP 10, ou seja, que possui 10 g de nitropenta por metro linear;
Sistema iniciador não elétrico: conjunto de espoleta de retardo e tubo flexível oco com revestimento interno de película de mistura explosiva ou pirotécnica, suficiente para transmitir a onda de choque ou de calor, sem danificar o tubo;
Sistema iniciador elétrico: conjunto de espoleta acoplada a um circuito elétrico com o mesmo efeito de uma espoleta comum, mas acionado por corrente elétrica As espoletas elétricasde tempo, ou retardo, detonam após determinado tempo da passagem da corrente elétrica. Estes tempos são definidos em milisegundos (ms) e oferecem esperas em geral de 25, 50, ou 100 ms. As espoletas elétricas são detonadas sob a ação de uma corrente elétrica proveniente de equipamentos próprios denominados máquinas detonadoras. Por segurança, não se usa acionar a espoleta elétrica por bateria ou rede de energia elétrica
Sistema iniciador eletrônico: conjunto de espoleta acoplada a um circuito eletrônico que permite a programação dos retardos e acionado por conjunto de equipamentos de programação e detonação específicos para esse fim;
Reforçadores ou “booster”: são acessórios explosivos destinados a amplificar a onda de choque, para permitir a iniciação de explosivos em geral não sensíveis à espoleta comum ou cordel detonante; normalmente são tipos específicos de cargas moldadas de TNT, nitropenta ou pentolite;
Retardos: são dispositivos semelhantes a espoletas comuns, normalmente com revestimento de corpo plástico, que proporcionam atraso controlado na propagação da onda dechoque; são empregados para a montagem de malhas em que se precisa de uma defasagem na iniciação do explosivo em diferentes pontos, ou mesmo para detonações isoladas, proporcionando maior segurança à operação. Os retardadores são elementos que intercalados na linha de cordel detonante, retarda a explosão seguinte em intervalos de tempo de milisegundos (ms), melhorando a fragmentação e reduzindo abalos. Produzem efeito semelhante às espoletas elétricas, porém são mais baratos. São vantagens dos retardadores: 
• Maior fragmentação da rocha 
• Diminuição de abalos no solo e no subsolo 
• Reduz o lançamento da rocha detonada 
• Permite detonação de séries extensas de furo e de grandes cargas 
• Melhora a uniformidade da fragmentação.