EXPLOSIVOS (1)

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E X P L O S I V O S 
• DEFINIÇÃO
• Explosivos são substâncias ou misturas, em 
qualquer estado físico, que quando submetidos a 
uma causa térmica ou mecânica, suficientemente 
enérgica (calor, atrito, impacto etc., se transformam, 
total ou parcialmente, em gases, em um intervalo de 
tempo muito curto, desprendendo considerável 
quantidade de calor.
ENERGIA LIBERADA POR UM EXPLOSIVO
• Exemplo: Um cartucho de TNT (Trinitrotolueno: C7H5N3O6) de 2” x 8”, com 
peso específico de 1,6 g/cm3 e 925 kcal/kg de calor de combustão, nos dá:
(π x φ2 x L x E x ρ) : 4000 = [3,14 x (5)2 x 20 x 925 x 1,6] : 4000 = 581,2 kcal 
• t = d / v = 0,2 m : 6900 m/s ⇒ t = 28,9 x 10-6
• A Potência (P) será:
• P = Trabalho / tempo = 581,2 kcal / 28,9 x 10-6 s
ENERGIA LIBERADA POR UM EXPLOSIVO
• A Potência (P) será:
• P = Trabalho / tempo = 581,2 kcal / 28,9 x 10-6 s
• sendo 1 KW = 0,2389215 kcal/s ⇒ 1 s = 0,2390215 
kcal/KW
• P = (581,2 kcal) : (28,9 x 10-6 x 0,2390215 kcal/KW)
• P = 84.172.947 KW
• Isto é, mais de 6 vezes a energia que foi 
prevista para ITAIPU.
CLASSIFICAÇÃO DOS EXPLOSIVOS
Classificação dos Explosivos
 Mecânicos Químicos Nucleares
 Altos Explosivos Baixos Explosivos Agentes Detonantes
 Primário Secundário
 Permissíveis Não permissíveis
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
• (a) Explosivo básico (ou explosivo base) é um sólido ou
líquido que, submetido a uma aplicação suficiente de
calor ou choque, desenvolve uma reação exotérmica
extremamente rápida e transforma-se em gases a altas
temperaturas e pressões. Exemplo típico de explosivos
básico é a nitroglicerina C3H5O9N3, descoberta em 1846
pelo químico italiano Ascanio Sobrera.
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
Os combustíveis e oxidantes são
adicionados ao explosivo básico para
favorecer o balanço de oxigênio na
reação química de detonação.
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
O combustível (óleo diesel, serragem ,
carvão em pó, parafina, sabugo de
milho, palha de arroz etc) combina com
o excesso de oxigênio da mistura
explosiva, de forma que previne a
formação de NO e NO2.
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
O agente oxidante (nitrato de amônio,
nitrato de cálcio, nitrato de potássio,
nitrato de sódio etc.) assegura a
completa oxidação do carbono,
prevenindo a formação de CO.
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
OS ANTIÁCIDOS geralmente são
adicionados para incrementar a
estabilidade do produto à estocagem,
exemplo: carbonato de cálcio, óxido
de zinco.
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
OS DEPRESSORES DE CHAMA
(cloreto de sódio) normalmente são
utilizados para minimizar as
possibilidades de fogo na atmosfera
da mina, principalmente nas minas
onde ocorre a presença do gás
metano (grisu).
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
 OS AGENTES CONTROLADORES de
densidade e sensibilidade dividem-
se em: químicos (nitrito de sódio,
ácido nítrico) e mecânicos (micro
esferas de vidro). No controle do pH
do explosivo utilizam-se a cal e o
ácido nítrico.
INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
 OS AGENTES CRUZADORES (cross
linking) são utilizados juntamente
com a goma guar para dar uma
forma de gel nas lamas e evitar a
migração dos agentes controladores
da densidade. Exemplo: dicromato
de sódio.
SENSIBILIDADE DE UM EXPLOSIVO
• Dependendo do tipo de ação, a sensibilidade pode 
ter vários significados:
• Ação Controlada: a sensibilidade equivalente a 
aptidão à iniciação por intermédio de um detonador.
• Ação Incontrolada: a sensibilidade é uma medida da 
facilidade com que um explosivo pode ser detonado. 
Exemplo: Choque, Fricção, Calor e Detonação por 
Simpatia.
SENSIBILIDADE AO CALOR
• Os explosivos, ao serem 
esquentados de forma 
gradual, chegam a uma 
temperatura em que se 
decompõem 
repentinamente com 
despredimentos de 
gases.
• A essa temperatura, dá-
se o nome de “ Ponto de 
Ignição”.
SENSIBILIDADE AO CHOQUE
• No ensaio de resistência 
ao choque emprega-se o 
“carneiro mecânico”, onde 
uma massa de 0,1 g de 
explosivo é submetida ao 
choque de um martelo 
com massa usual de 20 
kg, que cai de uma altura 
variável, conforme a figura 
ao lado.
SENSIBILIDADE À FRICÇÃO
• O “pêndulo de atrito”
consiste num pêndulo 
com uma sapata que se 
atrita em cada 
movimento com o 
explosivo, conforme a 
figura ao lado.
• Quanto menor o ∆h, 
maior a sensibilidade do 
explosivo.
SENSIBILIDADE À INICIAÇÃO
• OS EXPLOSIVOS DEVEM SER SUFICIENTEMENTE 
SENSÍVEIS PARA SEREM DETONADOS POR UM 
INICIADOR ADEQUADO.
• EXEMPLOS:
 pólvora sensível ao estopim de segurança;
 a maioria dos encartuchados sensíveis a espoleta nº 
8.
SENSIBILIDADE À PROPAGAÇÃO
• Tem por finalidade verificar 
a capacidade da onda 
explosiva de cartucho para 
cartucho.
• Um dos testes é realizado 
com 7 cartuchos de 1” x 
8”, à uma temperatura de 
25 ºC, dispostos em série, 
como iniciador uma 
espoleta nº 6. 
PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
• DENSIDADE é a relação entre a massa e o volume 
dessa massa. A unidade de medida é “g/cm3 ”.
• Para os explosivos industriais existem três 
densidades cujo significado devemos conhecer:
• DENSIDADE CRÍTICA é o limite superior e inferior de 
densidade. Um explosivo que esteja com densidade 
fora dessa faixa perde suas características no 
momento da detonação.
FORMAÇÃO DA CABEÇA DE DETONAÇÃO NUMA CARGA CILÍNDRICA 
DESCONFINADA, INICIADA NA EXTREMIDADE
Expansão residual
dos gases DDD
DDesenvolvimento da
Cabeça da Onda
Frente de
Detonação
Onda Lateral
Expansão da
onda traseira
A cabeça permanece
constante. Aprox. φ
Região de formação da cabeça.
Aproximadamente 3-1/2 φ
Cabeça de detonação numa carga desconfinada para 
diferentes diâmetros
Esquema retratando a onda de choque
PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
• DENSIDADE DE MASSA. É aproximadamente igual à 
do cartucho, serve para determinar se um explosivo 
está dentro do padrão (controle de qualidade). É a 
densidade escrita nos catálogos.
• Importante:
 densidade do explosivo > 1 g/cm3 ⇒ o explosivo irá 
afundar na água;
 densidade do explosivo < 1 g/cm3 ⇒ o explosivo irá 
flutuar na água;
PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
• DENSIDADE DE CARREGAMENTO OU EFETIVA. É a 
relação entre a massa de explosivo dentro do furo e 
o volume do furo e o volume do furo ocupado por 
essa massa. É definida pela fórmula a seguir:
• Onde:
dc = densidade de carregamento (g/cm );
M = massa do explosivo no furo (kg);
D = diâmetro do furo (polegadas);
L = comprimento da carga (m). 
LxD
xMdc 2
97,1
=
EFEITO DA PRESSÃO DE COLUNA DE
EXPLOSIVO SOBRE A DENSIDADE
• À medida que se 
aproxima do fundo do 
furo, o explosivo sofre o 
efeito de uma pressão 
crescente proveniente 
da porção de explosivo 
acima, o que faz com 
que o volume de ar no 
explosivo se reduza e 
provoque um acréscimo 
gradativo de densidade. 
CLASSIFICAÇÃO DOS GASES
• Os gases gerados 
durante a detonação são 
classificados como: 1, 2 
e 3.
• Uma descrição dos 
efeitos fisiológicos dos 
gases nocivos se mostra 
na figura ao lado.
CLASSIFICAÇÃO DOS GASES TÓXICOS
 CLASSE
(NÍVEL DE TOXIDADE)
GASES (l / kg)
 1 Menor que 22,65
 2 De 22,65 a menos de 46,7
 3 De 46,7 a menos de 94,8
CLASSIFICAÇÃO DOS GASES
• Uma descrição dos 
efeitos fisiológicos dos 
gases nocivos se mostra 
na figura abaixo.
CLASSIFICAÇÃO DOS GASES TÓXICOS
• IMPORTANTE:
•Os explosivos iniciados com deficiência, ou ainda, 
quando úmidos, e/ou contaminados por agentes 
estranhos, geram grandes volumes de gases 
tóxicos;
• O cartucho que contém o explosivo, por ser 
constituído de substância combustível, como 
plástico, papel, altera o “Balanço de Oxigênio do 
Explosivo”;
• Deve-se evitar nas operações subterrâneas à prática 
de tamponamento dos furos com materiais 
combustíveis.
VOLUME GASOSO
• É A RELAÇÃO ENTRE O VOLUME DE GASES 
GERADOS, PELA EXPLOSÃO, E A MASSA 
EXPLOSIVA, GERADORA DESSES GASES. 
UNIDADE DE MEDIDA: litros / kg.
• OBS.: a água como produto da reação, faz parte do 
volume gasoso, é considerada como água em 
estado gasoso.
RESISTÊNCIA À AGUA
• MEDE O DESEMPENHO DO EXPLOSIVO QUANDO 
SUBMERSO EM ÁGUA DURANTE UM 
DETERMINADO TEMPO, SEJA CAPAZ DE SER 
INICIADO COM EFICIÊNCIA E DETONE 
COMPLETAMENTE ATRAVÉS DE UMA ESPOLETA N°
6.
UNIDADE DE MEDIDA: HORAS
CLASSIFICAÇÃO DA RESISTÊNCIA 
À AGUA DE UM EXPLOSIVO
CLASSE HORAS
1 indefinida
2 32 a 71
3 16 a 31
4 8 a 15
5 4 a 7
6 1 a 3
7 não resistente à água (ANFO)
VELOCIDADE DE DETONAÇÃO DE UM EXPLOSIVO 
(VOD)
• É medida em determinado ponto da coluna explosiva 
onde a velocidade de detonação encontra-se 
estabilizada.
• A VOD depende do diâmetro da carga explosiva, seu 
confinamento e suas características físico-químicas, 
como: densidade, superfície específica, temperatura 
e composição química, e ainda do tipo de iniciação e 
o tipo de confinamento.
SAÍDA DOS DADOS DO SOFT TIGERWIN
EQUIPAMENTO PARA A MEDIÇÃO DA VOD UTILIZANDO 
FIBRA ÓTICA
EQUIPAMENTO PARA A MEDIDA DA VELOCIDADE DE 
DETONAÇÃO DOS EXPLOSIVOS E ACESSÓRIOS DE 
DETONAÇÃO
DETALHE DO SOFT PARA O CÁLCULO DA 
VELOCIDADE DE DETONAÇÃO DOS EXPLOSIVOS
O EFEITO DO TAMANHO DO OXIDANTE NA VOD DE 
VÁRIOS AGENTES DETONANTES
Tipo de
Explosivo
Tamanho do
Oxidante
- Nitrato de
Amônio (mm) Forma
 Velocidade
 Real de
 Detonação
 φ = 6” (m/s)
Velocidade
Teórica de
Detonação
 (m/s)
ANFO
LAMA
EMULSÃO
 2,0
 0,2
 0,001
 SÓLIDA
 SÓL. / LÍQ.
 LÍQUIDA
 3200
 3300
 5600
 5000
 5600
 5600
PRESSÃO DE DETONAÇÃO DE UM EXPLOSIVO
• Esta pressão refere-se à pressão da detonação da 
superfície de “Chapmam-Jouguet”, zona de reação 
primária da frente 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.
POTÊNCIA DISPONÍVEL DA CARGA EXPLOSIVA
• POTÊNCIA DO EXPLOSIVO NO FURO (W)
• É a capacidade teórica, de um explosivo com 100% 
de eficiência, de realizar trabalho de desmonte de 
rocha, na unidade de tempo. Unidade de medida: 
kcal/s.
• Sendo:
De = diâmetro do explosivo (polegadas);
 ρ = densidade do explosivo (g/cm3);
E = energia termoquímica do explosivo (Kcal/kg);
VOD = velocidade de detonação do explosivo (m/s).
VODxExxDxW e ρ
25067,0=
PRESSÃO DE DETONAÇÃO DE UM EXPLOSIVO 
• Uma maneira de avaliar o desempenho de um 
explosivo é pela comparação da pressão produzida 
no furo durante a detonação.
PF x x
VOD
x
=
+
−228 10
1 0 8
6
2
ρ
ρ( , )
ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
• A FINALIDADE DA APLICAÇÃO DE UM EXPLOSIVO 
EM UM DESMONTE É GERAR TRABALHO ÚTIL. 
• O TRABALHO PODE SER FRAGMENTAÇÃO DA 
ROCHA, CORTE DE METAIS, DEMOLIÇÃO DE 
CONCRETO ETC.
• A ENERGIA DO EXPLOSIVO INICIALMENTE É 
ARMAZENADA COMO ENERGIA QUÍMICA É 
LIBERADA E UTILIZADA.
ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
• A ENERGIA LIBERADA PELO EXPLOSIVO EM UM 
FURO É UTILIZADA DA SEGUINTE FORMA:
 PULVERIZAÇÃO DA ROCHA NAS PAREDES DOS 
FUROS
 FORMAÇÃO DAS FISSURAS
 ROMPIMENTO DA ROCHA
 MOVIMENTO DA ROCHA
 VIBRAÇÃO DO TERRENO
 SOPRO DE AR
ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
• AWS (ABSOLUTE WEIGHT STRENGTH). É a energia 
gerada, em calorias, por cada grama de explosivo. 
• Exemplo: Energia do ANFO: 900 cal/g
ENTALPIA DE FORMAÇÃO
Composto Hf (kcal/mol)
N2H4O3 (nitrato de amônio) -87,30
H20 -57,80
CO2 -94,10
CH2 (óleo diesel) - 7,00
CO -26,40
N 0
NO + 21,60
NO2 + 8,10
Al2O3 -399,00
Dados:
Pesos atômicos: Al = 27; C = 12; O = 16; H = 1; N = 14.
Energia de explosão do ANFO = 900 cal/g. Densidade do ANFO =
0,85 g/cm3.
ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
- RWS - Relative Weight Strength
(Energia relativa por massa): é a energia
disponível por massa de explosivo x
comparada com a energia disponível por
igual massa de um explosivo tomado como
padrão. Normalmente o ANFO é tomado
como o explosivo padrão. O cálculo do RWS
é feito através da seguinte expressão:
RWS
ETx
ETp
=
onde: ETx e ETp são as energias termoquímicas do
explosivo x e padrão, respectivamente.
ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
- RBS - Relative Bulk Strength (Energia
relativa por volume): é a energia
disponível por volume de um explosivo x
comparada com a energia disponível por
igual volume de um explosivo tomado como
padrão. Isto é:
RBS
ETx
ETp
x
x
p
RWS x
x
p
= =
ρ
ρ
ρ
ρ
onde: ρx e ρp são as densidade do explosivo x e p,
respectivamente.
POTÊNCIA RELATIVA DE UM EXPLOSIVO (WRE)
• É uma medida comparativa, em termos percentuais, 
das capacidades teóricas, de dois explosivos, “A” e 
“B”, em realizar um determinado trabalho na 
unidade de tempo, com diâmetros iguais de suas 
cargas de coluna, e para um mesmo maciço 
rochoso.
%100/ xVODxEx
VODxExWRE
BBB
AAA
BA ρ
ρ
=
300
600
900
Percentagem de Óleo Combustível
Energia (cal/g)
ENERGIA VERSUS % DE ÓLEO ADICIONADO
AO NITRATO DE AMÔNIO
EFEITO NA ENERGIA QUANDO ALUMÍNO É 
ADICIONADO AO ANFO
% de Alumínio adicionado ao ANFO
RWS do ALANFO
PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
ACESSÓRIOS DE INICIAÇÃO
• ESTOPIM DE SEGURANÇA
• ESPOLETA SIMPLES
• ESPOLETA ELÉTRICA
• CORDEL DETONANTE
• LINHA SILENCIOSA (Nonel e similares)
• DETONADOR ELETRÔNICO
• REFORÇADOR (BOOSTER)
Perda da energia do explosivo devido devido ao efeito do 
cordel detonante
Diâmetro da carga (polegadas)
5 g
4 g
25 g
Comparação do distúrbio associado com o Nonel e o 
cordel detonante
Frente de Detonação
Linha Silenciosa
Cordel Detonante
DETONADOR ELETRÔNICO
	E X P L O S I V O S 
	ENERGIA LIBERADA POR UM EXPLOSIVO
	ENERGIA LIBERADA POR UM EXPLOSIVO
	CLASSIFICAÇÃO DOS EXPLOSIVOS
	Número do slide 5
	Número do slide 6
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	INGREDIENTES DE UM EXPLOSIVO
	SENSIBILIDADE DE UM EXPLOSIVO
	SENSIBILIDADE AO CALOR
	SENSIBILIDADE AO CHOQUE
	SENSIBILIDADEÀ FRICÇÃO
	SENSIBILIDADE À INICIAÇÃO
	SENSIBILIDADE À PROPAGAÇÃO
	PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
	FORMAÇÃO DA CABEÇA DE DETONAÇÃO NUMA CARGA CILÍNDRICA DESCONFINADA, INICIADA NA EXTREMIDADE
	Cabeça de detonação numa carga desconfinada para diferentes diâmetros
	Esquema retratando a onda de choque
	PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
	PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
	EFEITO DA PRESSÃO DE COLUNA DE� EXPLOSIVO SOBRE A DENSIDADE
	CLASSIFICAÇÃO DOS GASES
	CLASSIFICAÇÃO DOS GASES TÓXICOS
	CLASSIFICAÇÃO DOS GASES
	CLASSIFICAÇÃO DOS GASES TÓXICOS
	VOLUME GASOSO
	RESISTÊNCIA À AGUA
	CLASSIFICAÇÃO DA RESISTÊNCIA � À AGUA DE UM EXPLOSIVO
	VELOCIDADE DE DETONAÇÃO DE UM EXPLOSIVO (VOD)
	SAÍDA DOS DADOS DO SOFT TIGERWIN
	EQUIPAMENTO PARA A MEDIÇÃO DA VOD UTILIZANDO FIBRA ÓTICA
	EQUIPAMENTO PARA A MEDIDA DA VELOCIDADE DE DETONAÇÃO DOS EXPLOSIVOS E ACESSÓRIOS DE DETONAÇÃO
	DETALHE DO SOFT PARA O CÁLCULO DA VELOCIDADE DE DETONAÇÃO DOS EXPLOSIVOS��
	O EFEITO DO TAMANHO DO OXIDANTE NA VOD DE VÁRIOS AGENTES DETONANTES
	PRESSÃO DE DETONAÇÃO DE UM EXPLOSIVO
	POTÊNCIA DISPONÍVEL DA CARGA EXPLOSIVA
	PRESSÃO DE DETONAÇÃO DE UM EXPLOSIVO 
	ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
	ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
	ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
	Número do slide 47
	ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
	ENERGIA DE UM EXPLOSIVO
	POTÊNCIA RELATIVA DE UM EXPLOSIVO (WRE)
	Número do slide 51
	EFEITO NA ENERGIA QUANDO ALUMÍNO É �ADICIONADO AO ANFO 
	PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS
	ACESSÓRIOS DE INICIAÇÃO
	Perda da energia do explosivo devido devido ao efeito do cordel detonante
	Comparação do distúrbio associado com o Nonel e o cordel detonante
	DETONADOR ELETRÔNICO