Aula 5 - Propriedades fundamentais dos explosivos

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Minicurso de Desmonte de 
Rochas com Explosivos
Aula 5 - Propriedades fundamentais dos 
explosivos
Por Bruno Pimentel
Blasting Treinamentos
OBJETIVO
A aula tem o objetivo de
conhecermos as propriedades
fundamentais dos explosivos, sua
importância e aplicabilidade prática
dos conceitos teóricos.
Ainda estaremos atentos a
como essas propriedades vão guiar
nossas escolhas e definir as práticas
de uso de cada explosivo.
PROPRIEDADES 
DOS EXPLOSIVOS
PROPRIEDADE 
DOS EXPLOSIVOS
Define-se como propriedades dos explosivos as condições materiais que os
caracterizam, propriedades físicas ou químicas particular de cada um deles. As
propriedades dos explosivos são como as características de uma pessoa: altura, cor
da pele, olhos, cabelo, timbre de voz, etc.
• O conhecimento das propriedades dos explosivos é de fundamental importância
para a escolha do produto adequado, a ser aplicado nos diferentes tipos de rocha
e nas inúmeras circunstâncias que se apresentam os trabalhos de engenharia.
• As propriedades de cada grupo de explosivos permitem também prever/estimar
quais serão os resultados de fragmentação, deslocamento e vibrações mais
provável.
PROPRIEDADE 
DOS EXPLOSIVOS
➢ Características físicas
➢ Sensibilidade
➢ Dessensibilização 
➢ Densidade
➢ Velocidade de detonação
➢ Pressão de detonação
➢ Energia 
➢ Gases
➢ Diâmetro critico
➢ Resistencia a agua
➢ Vida útil
As principais propriedades dos explosivos são: 
CARACTERISTICAS FÍSICAS
CARACTERISTICAS FÍSICAS
As características físicas dos diferentes tipos explosivos diferem enormemente. Fatores como
viscosidade, textura, dureza e plasticidade podem influenciar no armazenamento, transporte e aplicação
do produto.
• ANFO = composições granulares soltas e de fluxo livre.
• Hidrogel = consistência emborrachada após "gelificação".
• Emulsão bombeada = são líquidos ou pastas com uma consistência semelhante à gordura leve.
• Emulsão encartuchada = geralmente parecem massa de vidraceiro firme.
1) As características físicas podem mudar significativamente com a idade, pois os produtos se deterioram e sua estrutura
original "se decompõe". Alterações em textura ou dureza são frequentemente sinais de deterioração (por exemplo,
"cristalização" de uma emulsão).
2) Algumas características físicas podem mudar com a temperatura (por exemplo, viscosidade).
3) As fórmulas de alguns produtos podem mudar alterando as características físicas, (por exemplo, é possível produzir uma
emulsão encartuchada mais rígida ou mais “mole" se forem incluídas ceras ou óleos, respectivamente, como fase de
combustível).
SENSIBILIDADE
SENSIBILIDADE
Sensibilidade é uma medida de quão facilmente um explosivo pode
ser detonado.
• Ela pode variar de acordo com a composição do explosivo,
diâmetro, temperatura, confinamento, condições de aplicação, etc.
• De forma pratica na detonação se classifica os explosivos principais
como sensíveis ao detonador/espoleta ou não sensíveis ao
detonador (necessitam de um reforçador para sua correta iniciação)
• A sensibilidade impacta diretamente no nível de segurança de um
explosivo, indicando a facilidade que ele poderia ser iniciado
acidentalmente por impacto, calor, atrito ou energia estática (FISH)
SENSIBILIDADE
Tipos de sensibilidade
• Sensibilidade a iniciação: Esta propriedade mede a capacidade de um explosivo ser iniciado por um detonador ou 
outro explosivo iniciador. 
• Sensibilidade à propagação: é a capacidade em provocar a detonação ou ser iniciado por outro explosivo de mesma 
características estando separados, um do outro, de uma certa distância. É a medida do poder de propagação do 
explosivo. Dita detonação por “simpatia”.
• Sensibilidade ao impacto e ao atrito: Alguns explosivos podem detonar por efeito de estímulos, tais como choque e 
fricção. Por segurança, é importante conhecer seu grau de sensibilidade frente a essas ações, especialmente durante 
sua manipulação e transporte. 
• Sensibilidade ao Calor: Os explosivos, ao serem esquentados de forma gradual, chegam a uma temperatura em que 
se decompõem-se repentinamente com desprendimento de gases. A essa temperatura dá-se o nome de “ponto de 
ignição”. 
• Obs: Outros dois pontos que precisamos estar atentos a elevação de temperatura são: “solos reativos” ou “terrenos quentes”.
DESSENSIBILIZAÇÃO 
DINÂMICA
DESSENSIBILIZAÇÃO 
DINÂMICA
Os explosivos podem ser danificados e falhar ao detonar devido à dessensibilização que ocorreu durante ou após o carregamento. A
dessensibilização física de explosivos deve-se principalmente a destruição dos pequenos vazios internos (ar em suspensão, bolhas
de gás ou micro balhas) necessários para criar "pontos quentes" para o início e a propagação da frente de detonação.
A causa mais comum de dessensibilização durante a detonação é a intensa pressão de cargas adjacentes detonando. Se os furos
estiverem próximos e forem iniciados com retardos diferentes, a pressão dinâmica gerada pela detonação do primeiro pode, em uma
condição desfavorável, dessensibilizar outras cargas. Isso é "dessensibilização dinâmica à pressão" (DPD).
As causas mais comuns de DPD são:
• A onda de choque de um furo passando por outra carga,
• Deformação de furos e retenção de cargas devido ao movimento do solo
• Gases de alta pressão que fluem através de fraturas na rocha.
Nota:
1) É mais provável que o DPD ocorra em rochas fracas, porosas e / ou saturadas com água.
2) Uma linha de cordel detonante dentro do furo para iniciar o booster pode dessensibilizar
o explosivo principal.
3) A maioria dos explosivos, incluindo o ANFO, pode ser "atingida" por dessensibilização.
Delay
No. 2
Delay
No. 1
DENSIDADE
DENSIDADE
Densidade é a relação entre a massa e o volume de um corpo, expresso em g/cm3 ou kg/m3.
• A densidade dos explosivos normalmente varia entre 0,8 a 1,7 g / cm3.
• Nos explosivos, tem uma influência determinante na velocidade de detonação e sensibilidade.
• Geralmente a energia do explosivo aumenta com a densidade de carregamento. Entretanto com
explosivos a base d’água, como emulsões, a densidade e a energia destes explosivos não estão
diretamente correlacionadas. Por exemplo, é possível ter duas emulsões com a mesma densidade
e com energias consideravelmente diferentes.
• Um explosivo de alta densidade permite maior concentração, isto
é, possibilita introduzir maior números de quilos por metro de
perfuração.
DENSIDADE
Para os explosivos industriais existem três medidas de densidades que devem ser controladas:
Densidade do produto: É a densidade normal do produto em condições normais, serve para determinar
se um explosivo está dentro do padrão (controle de qualidade). É a densidade apresentada nos catálogos.
Para os explosivos bombeados vai ser chamada de densidade de copo.
Densidade de Carregamento ou Efetiva: É a relação entre a massa de explosivo dentro do furo e o
volume do furo ocupado por essa massa. Essa é a que deve ser utilizada para os cálculos do plano de fogo
e controles de consumo de produto.
Densidade Crítica ou de morte: São os limites superior e inferior de densidade. Um explosivo que esteja
com densidade fora dessa faixa perde suas características no momento da detonação ou inclusive pode
não detonar.
DENSIDADE
ANFO vertido solto 0,80
ANFO carregado por sopro 0,95
Misturas ANFO/Emulsão 1,05 a 1,25
Emulsões resistentes à água 1,05 a 1,28
Encartuchados 1,15 a 1,60
Booster 1,70
Densidades de alguns explosivos em g/cm3:
VELOCIDADE DE 
DETONAÇÃO 
(VOD)
VELOCIDADE 
DE DETONAÇÃO
Velocidade de Detonação é a velocidade com que o explosivo detona, ou seja, velocidade em
que ocorre a propagação da onda de detonação ou da reação química.
• Geralmente conhecida como medida de VOD, que é a abreviatura do nome em inglês
Velocity Of Detonation (Velocidade de detonação).
• Na medição realizada nos furos, considerasse a medida em determinado ponto da coluna
explosiva onde a velocidade de detonação encontra-se estabilizada.VELOCIDADE 
DE DETONAÇÃO
• É um importante parâmetro na determinação do desempenho de um explosivo, principalmente porque
influencia como a energia é liberada.
• Velocidades típicas dos explosivos comerciais estão aproximadamente entre 2.000 e 8000 m/s.
• É de consenso geral que explosivos com altas velocidades devem ser utilizados em rochas duras e
explosivos com velocidades menores em rochas mais brandas, mas isso nem sempre é verdade, pois vai
depender dos objetivos finais do desmonte. O que realmente acontece é que com um VOD mais rápido isso
implica que a energia é liberada mais rapidamente, provocando uma maior impacto, enquanto uma VOD
mais baixa indica que a reação é mais lenta favorecendo a liberação dos gases (empurrão/lançamento)
MEDIÇÃO DE VOD
A medição de VOD dos explosivos em campo é feita através de equipamentos que fazem o 
registro da velocidade ao longo da detonação dos furos. 
RESULTADOS DE VOD
PRESSÃO DE 
DETONAÇÃO 
PRESSÃO DE DETONAÇÃO
A pressão de detonação é uma função dependente de duas variáveis: densidade e velocidade de detonação,
e por conseqüência do diâmetro da carga explosiva.
• A pressão de detonação é um indicador bastante significativo, da capacidade de um explosivo, fragmentar
a rocha.
• É a pressão da onda de detonação quando ela caminha ao longo da carga explosiva, refere-se à pressão
da detonação da superfície de “Chapmam-Jouguet”- zona de reação primária da frente de detonação. A
pressão de detonação seria a fonte geradora da onda de choque na rocha que circunda a carga explosiva.
PRESSÃO DE DETONAÇÃO
Essa pressão gerada repentinamente fragmentará a rocha em lugar de movimentá-la. Em outros termos seria
a habilidade do explosivo em fragmentar a rocha, chamada também de Brizance.
Esta pressão gera a onda de choque que fratura a rocha, sem que aconteça o movimento de deslocamento de
fragmentos.
A fórmula mais aceita para o cálculo da Pressão de Detonação é dada por (Bjarnholt, in Cameron & Hagan,
1996), Onde:
Pd = K x V² x D
Pd - Pressão de Detonação (Pa)
K - constante igual a 0,25
V - Velocidade de Detonação (m/s)
D - Densidade do explosivo 
PRESSÃO DE EXPLOSÃO
Pressão de Explosão ou “pressão de detonação no furo” é a pressão exercida na rocha. Pressão produzida
pela expansão dos gases gerados na detonação.
• Considera-se seu valor numérico correspondente aproximadamente a metade (50%) do valor da Pressão
de Detonação.
• A pressão no furo age sobre a rocha já fraturada produzindo outras fraturas e provocando o deslocamento
dela.
ENERGIA
ENERGIA
A energia é, do ponto de vista da aplicação industrial, uma das propriedades mais importantes,
pois define a força/potência disponível para produzir efeitos mecânicos.
• Existem diferentes maneiras de expressar a energia (força) de um explosivo. Nas antigas
dinamites, a porcentagem de nitroglicerina foi o parâmetro de medida de potência.
Posteriormente, com a substituição parcial da nitroglicerina para outras substâncias e a
realização de testes laboratoriais comparativos, passousse a considerar a energia relativa em
peso e em volume. Assim, é comum se referir à energia de um explosivo como uma
porcentagem de outra que é tomada como padrão (Ex.: o ANFO como padrão), à qual o valor
100 é atribuído.
• Existem vários métodos práticos para medir a potência ou a energia disponível de um
explosivo, todos eles altamente discutíveis devido às peculiaridades que apresentam e seu
impacto nos resultados quando comparados ao desempenho obtido na detonação.
ENERGIA
Esta energia é liberada para a rocha de duas formas diferentes: pressão de detonação (energia de choque) e
pressão do furo (energia gasosa) .
• A pressão de detonação ou de choque, exerce uma força de fragmentação na rocha. A pressão do furo
é devida à expansão gasosa e é de ação mais lenta. É responsável pela continuação da fragmentação
seguida do movimento da massa de fragmentos.
• A energia de choque é um pico de pressão que viaja através do explosivo durante a reação de detonação,
que é logo seguida pela energia gasosa a medida que os gases vão sendo gerados. A energia de choque
vai ser muito maior nos altos explosivos do que nos baixos explosivos. Ela é uma reação transitória que esta
presente apenas no momento da reação de detonação, deixando todo o resto do trabalho com a energia
gasosa.
ENERGIA
A finalidade da aplicação de um explosivo em um desmonte é gerar trabalho útil. A energia
liberada pelos explosivos em um furo é utilizada da seguinte forma:
- Fragmentação da rocha;
- Formação das fissuras;
- Lançamento;
- Calor e Luz;
- Vibração do Terreno;
- Sopro de Ar.
- Etc.
GERAÇÃO DE GASES
VOLUME DE GASES
Os explosivos industriais em função de suas características químicas desenvolvem maior ou menor quantidade
de gases na detonação. Podemos considerar de:
• Baixa expansão gasosa: todo aquele que desenvolver até 800 litros de gases por kg de explosivo
detonado
• Alta expansão gasosa: todo aquele que desenvolver mais de 800 litros de gases por kg de explosivo
detonado
• O volume de gás produzido em uma detonação é
dado pela relação entre o volume produzido e o
peso de explosivo que o gerou, usualmente
litros/kg.
• O Volume Gasoso de um explosivo é uma
propriedade importante para avaliar sua
capacidade em lançar os fragmentos da rocha
detonada.
GASES
Os principais gases resultantes da detonação de explosivos comerciais são nitrogênio, dióxido de
carbono e vapor, tecnicamente não tóxicos. Quantidades variáveis ​​de gases tóxicos ou venenosos
também são produzidas, incluindo monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio.
• O monóxido de carbono (CO) é um gás incolor, inodoro e insípido que pode causar dores de
cabeça, tontura e, finalmente, inconsciência ou morte se inalado.
• Os óxidos nitrosos (NOx) podem ter vários tons de laranja ou marrom avermelhado e têm um
efeito irritante e nauseante. Doses pequenas, mas fatais, podem ser inaladas se estiver
trabalhando onde houver vapores explosivos.
• Depois de uma detonação, é essencial permitir tempo suficiente para que limpe os gases
nocivos antes de inspecionar o resultado.
BALANÇO DE OXIGÊNIO
Balanço de Oxigênio é a relação entre a quantidade de oxigênio e a quantidade de combustível disponível para
a reação de detonação de um explosivo. É expresso em termos percentuais.
• O balanço é denominado positivo quando há excesso de oxigênio e negativo quando esta faltando oxigênio.
BALANÇO DE OXIGÊNIO
• O "balanço de oxigênio" da fórmula de explosivos afeta o tipo e a quantidade de gases nocivos produzidos. O 
excesso de oxigênio na fórmula tende a produzir óxidos de nitrogênio, mas a deficiência de oxigênio pode 
formar monóxido de carbono tóxico.
DIÂMETRO CRÍTICO
DIÂMETRO CRÍTICO
As carga explosivas com forma cilíndrica têm um diâmetro abaixo da qual a onda de detonação 
não se propaga ou propaga-se a velocidade muito abaixo das de regime. A esse diâmetro, dá-se 
o nome de diâmetro crítico. 
Os principais fatores que influenciam no diâmetro crítico são:
• Tamanho das partículas;
• Reatividade de seus ingredientes;
• Confinamento;
• Densidade.
Para garantir uma perfeita iniciação, em condições normais, 
os fabricantes indicam nos catálogos os “diâmetros mínimos
recomendados” os quais são maiores que o diâmetro critico.
DIÂMETROS RECOMENDADOS
ANFO vertido solto 76 mm - 3 in
ANFO carregado por sopro 25 mm - 1 in
ANFO pesado 102 mm - 4 in
Emulsão sensibilizada 76 mm - 3 in
Encartuchado 25 mm - 1 in
RESISTÊNCIA A AGUA
RESISTÊNCIA A AGUA
A resistência à água de explosivos refere-se à capacidade de detonar após ser exposta à água, 
ou seja, mede o intervalo de tempo que o explosivo pode ficar em contato com a água sem 
perder suas características.
• A resistência à água de diferentes tipos de explosivos varia muito.
• Após um período de tempo, alguns dos sais oxidantes dos explosivos são dissolvidos e a 
sensibilidade é reduzida. Uma pequena quantidadede explosivo danificado pela água perto do 
iniciador pode impedir a detonação de uma carga completa.
• Na água parada ("estática"), o efeito da água sobre os explosivos é mais lento do que se a 
água estivesse fluindo "dinamicamente" pelo solo ou pelo furo.
• A carga explosiva danificada pela água pode detonar com menor produção de energia, 
detonar apenas parcialmente ou a detonação pode desaparecer e parar completamente.
RESISTÊNCIA A AGUA
Quanto a resistência a água os explosivos industriais podem ser classificados da seguinte
forma:
• Nenhuma resistência;
• Boa - Não perdem sua sensibilidade mesmo quando submersos por um período de até 24 horas em
condição de pressão hidrostática de até 3 atmosferas.
• Ótima - Desenvolvem seu trabalho normal dentro de um intervalo de 72 horas ou superior de submersão
nas mesma s condições anteriores (3 atm.).
RESISTÊNCIA A AGUA
Classificação de resistência a agua de um explosivo:
VIDA ÚTIL 
VIDA ÚTIL 
A maioria dos explosivos é perecível e, portanto, deteriora-se com a idade. O clima e as condições específicas 
de armazenamento afetam quanto tempo podem permanecer armazenado com segurança.
• Temperaturas ambientes elevadas, variações severas de temperatura e alta umidade fazem com que a 
maioria dos explosivos se deteriore mais rapidamente do que se armazenados em local fresco e seco.
• "Prazo de validade" refere-se ao tempo de armazenamento aceitável em um depósito explosivo adequado, 
que deve estar a temperatura ambiente, seco e bem ventilado.
• "Tempo de latência" refere-se ao tempo em que um explosivo permanece carregado em furo.
• A estabilidade de alguns tipos de explosivos é bem diferente de outras (EX: a maioria dos boosters são 
física e quimicamente mais estáveis do que emulsões ou hidrogeis).
• Os explosivos sempre devem ser usados ​​dentro de suas vidas úteis recomendadas, e o estoque dos paióis 
deve ser usado na ordem de fabricação (ou seja, primeiro produtos mais antigos).
TEMPO DE LATÊNCIA 
(SLEEP TIME)
Período de tempo em que, em condições normais, espera-se que um produto explosivo
funcione normalmente uma vez aplicado.
Quando um produto está além da sua vida útil, alguns problemas são facilmente identificados:
o Cristalização e/ou Empedramento
o Dificuldades para aplicação
o Perda de água (Para o caso das emulsões).
Onde uma Menor % de Água Maior Risco
TEMPO DE LATÊNCIA
(SLEEP TIME)
ANFO Detonar assim que seja possível (pode permanecer latente 
por meses em condições secas)
ENCARTUCHADO Pacote intacto: 1 ano; pacote danificado: várias semanas
Emulsão/HANFO Latência de varias semanas (dependendo das condições)
Booster Vários meses
Tubo de Choque Influenciados por tipos de combustíveis, voláteis, 
penetração de tubos EXEL. Varia entre 1 semana e 
mais de 4 meses.
Obrigado!
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