CURSO_DE_DESMONTE_DE_ROCHAS_POR_EXPLOSIV

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CURSO DE DESMONTE DE ROCHAS POR EXPLOSIVOS - FORMAÇÃO DE BLASTER 
Instrutor: Marcelo Lopes Mendes - Engenheiro de Minas 
CREA-MG 73.235/D 
 
 
 
CONSULTORIA E SERVIÇOS DE MINERAÇÃO E MEIO AMBIENTE 
www.riograndeminas.com.br 
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1. INTRODUÇÃO 
 
1.1. O Blaster 
 
O BLASTER, também chamado de “Cabo de Fogo” ou “Encarregado de Fogo” é o 
profissional habilitado para a atividade e operação com explosivos, sejam elas de 
mineração, de pesquisa, de construção civil, etc. 
 
Qualquer atividade de desmonte de rocha exige, obrigatoriamente, um plano de fogo, que 
deve ser elaborado por profissional técnico habilitado. Para a execução do plano de fogo 
também é obrigatório o acompanhamento técnico, que por sua vez fica a cargo do 
BLASTER, que é responsável pelo armazenamento dos explosivos, preparação das cargas, 
carregamento das minas, ordem de fogo, detonação e retirada dos explosivos não detonados 
e providências quanto ao destino adequado das sobras de explosivos. 
 
1.2. O Desmonte de Rochas por Explosivos 
 
O desmonte de rochas por explosivo é uma operação complexa que constitui em uma das 
principais responsáveis pelos custos de lavra de uma mina, e pelos custos globais de 
mineração. A detonação busca um material com características de granulometria e volume 
que melhor favorecerão as operações subseqüentes, incluindo a britagem. Além dessas 
características principais a detonação deverá produzir o mínimo de riscos e incômodos 
possíveis. Nas detonações próximas a áreas urbanizadas deverão ser tomadas precauções 
quanto a ruídos e nível de vibração do solo, além de ultra-lançamento e condições do 
maciço remanescente. 
 
Os explosivos também são utilizados em outras atividades, dentre elas o desmonte de 
edificações como prédios, casas e estruturas civis, como viadutos e pontes. O desmonte a 
explosivo para esses casos se torna muitas vezes a opção melhor, sendo mais econômica e 
mais rápida. 
 
Para aberturas de galerias, túneis e poços são utilizados os chamados fogos de pilão, 
quando não existem faces livres suficientes. Nesta técnica, as faces livres são criadas 
através de furos estrategicamente posicionados e não carregados. 
Foram desenvolvidas também técnicas de desmonte para deixar taludes bem acabados e 
seguros, onde o maciço remanescente é preservado. Tais técnicas são muito utilizadas nas 
obras civis, entretanto a mineração vem fazendo uso delas. Essas técnicas são chamadas de 
detonações controladas ou “Controlled Blasting”. 
 
Existem atualmente outros tipos especiais de detonação, que são apenas citados na presente 
apostila, que se aplicam para: gelo; árvores grandes; blocos de rochas ornamentais; blocos 
grandes; diques; trincheiras etc. 
 
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2. HISTÓRICO 
 
Desde a pré-história o homem vem trabalhando as rochas, seja para a confecção de armas 
de caça, utensílios, adornos, e em alguns casos, para a construção de abrigos. Essas rochas 
eram extraídas de forma rudimentar, valendo-se dos planos de estratificação, bem como do 
grau de fraturamento. Com o passar dos tempos, foi-se evoluindo, passando-se a utilizar 
cunhas e alavancas, além de choque térmico, que foi utilizado enormemente em todo o 
mundo, inclusive no Brasil. Desmontavam-se assim, rochas para suporte e ornamentação 
das casas, igrejas e monumentos da época. 
 
A pólvora foi, sem dúvida, o primeiro passo para o desenvolvimento de quase uma centena 
de produtos, hoje em dia, conhecidos como explosivos. Inicialmente utilizada pelos 
chineses como pirotécnico passou com algumas modificações a propelente de projéteis e 
armamentos em geral. 
 
No fim da Idade Média (por volta de 1354 d.C.), na Europa, o monge Shwartz obteve 
mistura explosiva, semelhante a dos chineses, que foi em seguida adotada e aplicada em 
suas diversas formas e variações, para fins bélicos. Os morteiros, bombardas, columbrinas e 
toda sorte de canhões bizarros, mas mortíferos, passaram com seu troar e efeitos a 
movimentar rapidamente as fronteiras políticas dos impérios, principados e feudos, 
decretando assim a ruína do castelo-fortaleza. 
 
A primeira notícia de seu emprego como explosivo para fins civis data do ano de 1627, 
com tais vantagens que essa nova modalidade de emprego rapidamente se generalizou. O 
mineiro tirolês Kaspar Wendl foi quem realizou as primeiras experiências em uma mina da 
Hungria. No mesmo ano, a pólvora negra foi empregada na extração de carvão. 
 
Em 1778, Berthollet obteve o fulminato de prata por evaporação de uma solução amoniacal 
de nitrato de prata. No mesmo ano, Hausmann descobriu o ácido pícrico, não tendo feito, 
naquela época, a mínima idéia de sua utilização futura como carga de arrebentamento de 
granadas. A essas descobertas veio juntar-se, pouco tempo depois, a do fulminato de 
mercúrio, devida ao inglês Howard que, misturando mercúrio, ácido nítrico e álcool, obteve 
um pó cristalino e pesado que verificou explodir por choque ou pela chama, com incrível 
poder de decomposição. 
 
Pouco tempo depois, de modo análogo, obteve Brugnatelli o fulminato de prata que 
superou, em sensibilidade e perigo, o de mercúrio. Esses compostos foram detalhadamente 
estudados e, já em 1815, o fulminato de mercúrio era empregado em cápsulas, o que 
indubitavelmente, constituiu-se em progresso considerável para o uso de explosivos. 
 
Em 1811, apareceu uma nova substância explosiva, cuja descoberta custou ao seu autor, 
Dulong, um olho e três dedos. Tratava-se de um líquido amarelado e pesado, que, 
posteriormente, foi reconhecido como cloreto de nitrogênio. 
 
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Entrementes, já em 1832, o químico francês Braconnot se ocupava com a ação do ácido 
nítrico sobre amido, açúcar, fibras de madeira e materiais semelhantes, obtendo produtos de 
fácil combustão, aos quais denominou xiloidinas. 
 
A nitratação foi, portanto, se generalizando e, ficando melhor conhecida, permitiu a 
Mitscherlich descobrir, em 1934, o nitrobenzeno e, em 1835, a nitronaftalina. 
 
A nitrocelulose foi obtida em 1838, por Pelouze, pela nitratação do papel. As propriedades 
desse explosivo foram descobertas em 1846, por Schonbein e Bottger, independentemente, 
passando-se a utilizá-lo como propelente e como explosivo. 
 
Em 1847, na cidade de Turim, ocorreu a descoberta da nitroglicerina pelo italiano Ascanio 
Sobrero. Foi uma verdadeira revolução, pois este preparado oferecia um poder de explosão 
muitas vezes maior que o da pólvora. No entanto esta descoberta tinha um inconveniente: a 
nitroglicerina era muito perigosa quando submetida a movimentos bruscos ou atrito, fato 
que limitava as condições de segurança em seu manuseio. 
 
A pólvora sem fumaça ou pólvora coloidal, à base de nitrocelulose e pólvora negra, foi 
obtida em 1864, por Schultze. 
 
Alguns anos mais tarde, em 1867, o sueco Alfred Nobel superou este inconveniente 
adicionando Kieselghur (diatomácea) a nitroglicerina, produzindo desta forma, a dinamite: 
explosivo potente que oferecia ao mesmo tempo boas condições de segurança. Durante 
muito tempo na paz e nas guerras, a dinamite de Nobel foi o grande e poderoso explosivo. 
O princípio do reforçador (“booster”) foi descoberto em 1868, por Brown, fazendo detonar 
algodão-pólvora (nitrocelulose) úmido com algodão-pólvoraseco (usado como reforçador). 
 
A produção do chamado “blasting” (mistura de nitrocelulose e nitroglicerina) foi 
conseguida, em 1875, por Nobel. Essa mistura é a base da fabricação das dinamites 
nitroglicerinadas. 
 
Em 1912, o trinitrotolueno (TNT) foi oficialmente utilizado como explosivo militar, como 
carga de ruptura de granadas. Durante a guerra de 1914-1918, foram fabricados 
industrialmente mais dois explosivos: o tetril e o hexil. Ambos foram empregados, 
particularmente o primeiro, mais poderoso dos dois, em iniciadores e, em mistura com 
trinitrotolueno, como carga de arrebentamento de granadas, bombas, torpedos e outros 
engenhos. 
 
Como exemplo de explosivos surgidos após a primeira guerra, podemos citar a pentrita e o 
hexogênio, explosivos que apresentam a característica muito importante de serem 
fabricados a partir de matérias-primas sintéticas, para cuja obtenção são necessários apenas 
o ar, água e carvão. São explosivos extremamente violentos. 
 
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A casualidade por outro lado, em 1923, na cidade alemã de Oppau, deu existência industrial 
a outro membro da família dos explosivos, quando ao tentar-se dinamitar um lote de nitrato 
de amônio que havia empedrado pela ação da umidade, provocou-se enorme explosão, 
destruindo parte da cidade. 
 
De outro acidente nasceu o AN/FO (ammonium nitrate and fuel oil) mistura de nitrato de 
amônio e óleo diesel, quando o choque entre dois navios, carregando esses respectivos 
produtos, resultou em um incêndio seguido de violenta explosão que arrasou o Porto de 
Texas City (EUA) em 1947. 
 
A partir desses acidentes e das experiências que os sucederam consolidou-se o uso de 
nitrato de amônio como material explosivo e, com tal intensidade que, atualmente tem sido 
o componente básico de todo explosivo industrial. 
 
Em 1955, foi desenvolvido comercialmente o AN/FO, pela Maumee Coal e Spencer 
Quemicals, tendo grande aceitação na indústria mineira norte-americana e posteriormente 
mundial, basicamente pelo baixo custo, facilidade de manuseio e segurança. 
 
Mais tarde surgiram vários explosivos à base de nitrato de amônio, como a lama explosiva 
(aquagel ou slurry), aglutinado com uma goma de amido e sensibilizado por alumínio e 
TNT. Esse explosivo reúne inúmeras vantagens de fabricação e manuseio, relativa 
insensibilidade à umidade e boa relação custo / volume desmontado. Na mina de Nob Lake, 
Canadá em 1956, foram feitas as primeiras experiências positivas com aquagel, 
desenvolvida pela Dupont, CIL e outras empresas norte-americanas. 
 
Em 1964 a Atlas Powder Company (ICI) lança um produto baseado no aquagel, chamado 
de emulsão explosiva, que vem sendo largamente empregado, inclusive misturado com 
AN/FO, gerando o “Heavy AN/FO”, ou blendado. 
 
As emulsões explosivas, foram desenvolvidas há aproximadamente 20 anos e consistem 
essencialmente de uma solução oxidante, óleo, e um emulsificador, introduzido como gás 
ou ar. Em outras palavras, a emulsão é uma íntima mistura de dois líquidos que não se 
dissolvem mutuamente. 
 
Algumas emulsões são produtos comuns e utilizados no dia-a-dia, como molhos de salada, 
filmes fotográficos, inseticidas e alguns cosméticos. As emulsões explosivas devido a 
enorme quantidade de energia útil desenvolvida, apresentam grande capacidade de trabalho 
na ruptura de rocha e materiais duros em geral. 
 
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3. ASPECTOS TEÓRICOS DAS DETONAÇÕES 
 
Explosivos são substâncias ou misturas de substâncias capazes de se transformar 
quimicamente em gases, com extraordinária rapidez e desenvolvimento de calor, 
produzindo elevadas pressões e considerável trabalho. 
 
A decomposição química é uma reação exotérmica, que é desenvolvida a alta velocidade, 
acompanhada pela liberação de grande quantidade de energia e gases a alta temperatura e 
elevadíssima pressão. Se a velocidade da reação é supersônica, o processo é denominado 
detonação e o agente é um alto explosivo. Se a velocidade da reação é subsônica é chamado 
deflagração e o agente é chamado de baixo explosivo. 
 
Todos os explosivos comerciais são basicamente uma mistura de carbono, hidrogênio, 
oxigênio e nitrogênio. A máxima energia liberada em uma detonação ocorre quando a 
mistura explosiva é formulada por oxigênio balanceado. Uma mistura balanceada de 
oxigênio é aquela em que não existe excesso ou deficiência deste elemento, os produtos 
gasosos são essencialmente H2O (vapor), CO2 e N2. Quando há a formação de gases 
nocivos como NO, CO, NH4, CH4 e carbono, a detonação é considerada não ideal e 
consequentemente a pressão e a energia desenvolvidas são menores do que as ideais. A 
tentativa das formulações de explosivos comerciais é a de atingir uma mistura balanceada 
de oxigênio. 
 
O trabalho feito pelo explosivo na fragmentação e deslocamento de rochas depende da 
energia da onda de choque, assim como da energia de expansão dos gases de detonação. 
 
3.1. Conceitos Básicos 
 
3.1.1. Combustão 
 
É uma reação de oxidação onde o oxigênio (agente oxidante) tem origem externa em 
relação ao combustível (agente redutor). É uma reação lenta que compreende fenômenos 
que vão desde a respiração, a ferrugem, até à queima de qualquer combustível comum. 
 
3.1.2. Deflagração 
 
A deflagração é uma reação de combustão de baixa velocidade (600 a 1500 m/s) que não 
gera onda de choque, apenas uma expansão gasosa. Ela ocorre nos explosivos conhecidos 
como “Baixos Explosivos”. Nesta reação há a participação não só do oxigênio do ar, mas 
também daquele intrínseco a substância. Esta situação ocorre quando da decomposição da 
pólvora, ou ainda de explosivos mais potentes quando submetidos a condições 
desfavoráveis de iniciação ou confinamento. 
 
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3.1.3. Detonação 
 
É uma reação de decomposição com a participação exclusiva do oxigênio intrínseco a 
substância explosiva. Os altos explosivos além de produzir rápida expansão gasosa, 
produzem também uma onda de choque. Durante a reação de detonação a onda de choque 
viaja através do explosivo antes da expansão de gás ocorrer. A reação química de um 
explosivo usa oxigênio como elemento oxidante e carbono como combustível ou elemento 
redutor, gerando uma onda de choque de alta velocidade (2.000 a 8.000 m/s), com liberação 
de calor (reação exotérmica em torno de 4.0000C) além de gás. 
 
3.1.4. Explosivos Industriais 
 
São Substâncias ou misturas de substâncias que, quando excitadas por algum agente 
externo, são capazes de decompor-se quimicamente gerando considerável volume de gases 
a altas temperaturas. A conceituação moderna de explosivos industriais sugere ainda que na 
sua fabricação sejam utilizados componentes que isoladamente não são substâncias 
explosivas. 
 
Os principais elementos químicos de um explosivo industrial são: Carbono (C), Hidrogênio 
(H), Oxigênio (O) e Nitrogênio (N). Outros elementos secundários aparecem na 
composição com um papel específico, seja para diminuir a temperatura de congelamento, 
para aumentar a temperatura de explosão,ou a quantidade de energia liberada, etc., são 
exemplos o Sódio (Na), Potássio (K), Cloro (Cl), Bário (Ba), Cálcio (Ca), Alumínio (Al). 
 
3.1.5. Energia de ativação 
 
Para detonar, todo explosivo precisa vencer uma pequena barreira chamada estabilidade. 
Então, a energia de ativação pode ser definida como a energia mínima necessária a partir da 
qual o explosivo alcança a sua velocidade estável de detonação. A estabilidade de um 
explosivo é a segurança contra uma detonação acidental. 
 
A condição necessária para que uma substância ou mistura seja considerada um explosivo 
industrial é : 
 
� A substância ou mistura tenha uma certa estabilidade que possa ser “quebrada” por 
uma quantidade de energia (energia de ativação) através de onda de choque, calor, 
atrito, entre outras; 
 
� A substância ou mistura quando iniciada, mantenha a reação de detonação, 
utilizando o restante da massa. 
 
 
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3.2. Propriedades dos Maciços Rochosos e o Desmonte por Explosivos 
 
3.2.1. Densidade 
 
Nas rochas com alta densidade, se o resultado do desmonte a explosivo não é satisfatório, 
deverão ser tomadas as seguintes medidas: 
 
� Aumentar o diâmetro de perfuração; 
� Melhorar a eficiência do tampão; 
� Utilizar explosivos com maior energia e densidade; 
� Modificar a seqüência de detonação. 
 
3.2.2. Porosidade 
 
Se a maioria das rochas que constituem o maciço forem porosas, três efeitos são 
provocados: 
 
� Atenuação da energia das ondas de choque; 
� Redução da resistência dinâmica a compressão e, consequentemente, 
� Incremento da fragmentação e da porcentagem de finos. 
 
Em rochas porosas os explosivos devem gerar grande quantidade de gases, para uma 
melhor fragmentação, pois a atenuação da energia das ondas de choque é bem acentuada. 
 
3.2.3. Fricção Interna 
 
As rochas não constituem um meio perfeitamente elástico sendo assim, parte da energia da 
onda de tensão que se propaga é convertida em calor por diversos mecanismos. Estes 
mecanismos são conhecidos por “fricção interna” ou “capacidade específica de 
amortização”, que medem a capacidade da rocha para atenuar a onda de tensão gerada pela 
detonação do explosivo. A capacidade específica de "amortização" varia consideravelmente 
com o tipo da rocha: desde valores de 0,02 a 0,06 para os granitos até 0,03 a 0,07 para os 
arenitos. Esta capacidade específica aumenta com a porosidade e a permeabilidade, assim 
como com o número de juntas. A intensidade do fraturamento devido a onda de choque 
aumenta conforme diminui a capacidade específica de amortização. Sendo assim, os 
explosivos de alta VoD (velocidade de detonação), como as emulsões, são mais efetivos em 
formações duras e cristalinas do que em materiais brandos e decompostos, nestes últimos o 
AN/FO é mais adequado, apesar de possuir menor energia da onda de choque. 
 
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3.2.4. Litologia 
 
Em áreas onde existem mudanças bruscas na litologia, por exemplo estéril e minério, com 
características litológicas bem distintas, e consequentemente com uma variação das 
propriedade de resistência das rochas, faz-se necessário uma reconsideração do plano de 
fogo, podendo-se seguir dois caminhos: 
 
� Esquemas iguais da malha de detonação para os dois tipos de rocha e variação das 
cargas unitárias; 
 
� Esquemas distintos porem com igual carga por furo. 
 
A litologia influencia bastante no desmonte por explosivos pois os mecanismos de 
fraturamento das rochas são distintos, variando para os vários tipos litológicos com relação 
ao seu explosivos mais adequados. 
 
3.2.5. Descontinuidades 
 
Todas as rochas apresentam algum tipo de descontinuidade, que consistem de microfissuras 
e macrofissuras, que influem de forma excessiva nas propriedades físicas e mecânicas das 
rochas e, consequentemente, nos resultados dos desmontes. 
 
As superfícies de descontinuidade podem ser de diferentes tipos: planos de estratificação; 
planos de laminação e foliação; planos de xistosidade; fraturas e juntas, que podem 
apresentar-se preenchidas, fechadas ou abertas. 
 
As descontinuidades podem ser fechadas, abertas ou preenchidos. Devido a estas variações 
no tipo das descontinuidades, existem diferentes graus de transmissão da energia do 
explosivo. As descontinuidades são superfícies sobre as quais as ondas de choque são 
refletidas, dispersando a energia desenvolvida. 
 
As fraturas e juntas podem afetar o plano de fogo uma vez que provocam o escape dos 
gases prematuramente, provocando fragmentação irregular e blocos grandes. 
 
3.2.6. Presença de Água 
 
As rochas porosas e os maciços intensamente fraturados quando se encontram saturados de 
água apresentam os seguintes inconvenientes: obrigam a seleção de explosivos não afetados 
pela água, produzem a perda de furos devido ao excesso de água e dificultam a perfuração 
inclinada. Por outro lado, os maciços saturados de água possuem as seguintes vantagens: 
aumento da velocidade de propagação das ondas; redução da resistência das rochas à 
compressão e tração por ser menor a fricção entre as partículas; intensificação da ruptura 
pela energia da onda de choque. 
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3.2.7. Resistência à Tração e à Compressão 
 
As rochas apresentam uma elevada resistência à compressão e baixa resistência à tração, 
por isso é esperado que as rochas se fraturem nos desmontes, principalmente pela ação de 
tensões de tração. As resistências estáticas à compressão e à tração são utilizadas como um 
parâmetro indicativo da aptidão da rocha à detonação. A relação entre a resistência à 
compressão e à tração pode ser definida como um índice de capacidade da rocha ao 
desmonte a explosivo. Quanto maior for o valor dessa relação mais fácil de fragmentar é o 
material. 
 
No processo de detonação deve-se considerar as resistências dinâmicas que podem alcançar 
valores de 5 a 13 vezes superiores às resistências estáticas. Quando a intensidade da onda 
de choque supera a resistência dinâmica à compressão, é produzida uma fraturamento da 
rocha circundante às paredes do furo por colapso da estrutura intercristalina. Porém, esse 
fraturamento contribui muito pouco para a fragmentação e provoca uma forte diminuição 
da energia da onda de choque. Deve-se então, selecionar explosivos que desenvolvam nas 
paredes dos furos tensões inferiores ou iguais a resistência à compressão dinâmica. 
 
Um explosivo que possui um excelente rendimento em rochas duras e homogêneas 
geralmente não é tão efetivo em rochas macias e com sistemas de fraturas e vazios. 
 
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4. CLASSIFICAÇÃO DOS EXPLOSIVOS 
 
Os Explosivos podem ser classificados quanto: 
 
4.1. Aplicação 
 
� Primário: São aqueles que pelo fato de oferecerem umamaior facilidade a 
decomposição, quando excitados por agentes externos. Tem o seu maior emprego como 
iniciadores de cargas maiores de explosivos secundários. Como por exemplo, podem 
ser citados as espoletas, cordel detonante, nitropenta, azida de chumbo, fulminato de 
mercúrio, etc.. 
 
� Secundário: São os explosivos propriamente ditos. Denominados também como 
explosivos de ruptura. Estes explosivos são tão potentes quantos os primários, porém 
por serem mais estáveis necessitam de uma maior quantidade de energia para iniciar o 
processo de detonação, energia esta geralmente fornecida pela ação direta da detonação 
de um explosivo primário. Como exemplo, podem ser citados as lamas, emulsões, 
AN/FOS, etc.. 
 
 4.2. Desempenho 
 
� Explosivos Iniciadores: São extremamente potentes e, por isso, adequados à 
detonação da massa de explosivo. Produzem um efeito de sopro intenso ou uma 
onda de choque capaz de iniciar a detonação da massa de explosivos. Não são, 
entretanto, suficientes para, por si só, executar o trabalho de demolição da rocha. 
 
� Explosivos Deflagrantes ou Baixos Explosivos : São aqueles que se decompõem 
através de uma reação de deflagração. A reação de detonação consiste numa 
queima rápida sem a produção de onda de choque de grande intensidade. Dentre os 
baixos explosivos, o único que tem alguma importância é a pólvora negra, usada 
para corte de rocha destinada à produção de paralalépipedos, placas de 
revestimento, blocos de mármore etc. 
 
� Explosivos Detonantes ou Altos Explosivos : Decompõem-se pela reação de 
detonação e apresentam grande capacidade de trabalho pelo que são também 
conhecidos como explosivos de ruptura. Detonam a velocidade entre 2.500 a 7.500 
m/s, acompanhados de quantidades enormes de gases a pressões muito altas (da 
ordem de 100.000 atm.). A detonação da origem à formação de uma onda de choque 
que percorre o maciço rochoso, causando fissuras na rocha. A onda de choque, 
aliada à alta pressão dos gases formados na explosão, quebra a rocha empurrando-a 
em direção à face livre. São empregados como explosivos secundários. 
 
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4.3. Composição 
 
� Explosivos Simples: São aqueles formados por um único componente químico. 
Entre eles nitroglicerina, nitroglicol, nitrocelulose, trotil e ciclonite. 
 
� Explosivos Mistos: Formados por substâncias que consomem e produzem 
oxigênio, mas que não são explosivas quando isoladas. Pertencem a esta categoria 
os nitratos inorgânicos, cloratos e percloratos. O mais importante é o nitrato de 
amônio que misturado com óleo diesel, é um explosivo de larga utilização. 
 
� Explosivos Compostos: São resultantes da mistura de explosivos simples com 
substâncias que são capazes de consumir e produzir oxigênio. A maior parte dos 
explosivos comerciais pertence a esta categoria, porque apresentam a vantagem de, 
variando-se a as proporções ou tipo dos componentes, serem obtidas determinadas 
qualidades desejáveis. Consegue-se dessa maneira, melhorar as propriedades do 
explosivo simples adicionando-o uma substância produtora de oxigênio. 
 
4.4. Consistência 
 
� Explosivos Plásticos : Adaptam-se à forma do furo, preenchendo maior volume. 
 
� Explosivos Sólidos : Sob a forma de cartuchos contendo o explosivo em pó. 
 
� Explosivo Líquidos : Apresentam grande facilidade de carregamento. 
 
4.5. Velocidade de Detonação - VoD (Velocity of Detonation) 
 
Os explosivos industriais podem ser classificados como de baixa velocidade ou de alta 
velocidade. Podemos considerar como explosivo de baixa velocidade todo aquele que 
detonar com até 3.000 m/s e de alta velocidade todo aquele que superar este valor. 
 
4.6. Expansão Gasosa 
 
Os explosivos industriais em função de suas características químicas desenvolvem maior ou 
menor quantidade de gases na detonação. Podemos considerar como de baixa expansão 
gasosa todo aquele que desenvolver até 800 litros de gases por quilo de explosivo na 
detonação e alta expansão gasosa aquele que superar esse valor. 
 
4.7. Toxidez 
 
Quanto aos gases tóxicos desenvolvidos na reação química os explosivos industriais são 
classificados em três categorias: 
 
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Categoria Concentração 
(l/kg) 
Classe Observações 
A até 22,6 1 Baixa quantidade de gases tóxicos 
B > 22,6 até 46,7 2 Média quantidade de gases tóxicos 
C > 46,7 até 94,8 3 Elevada quantidade de gases tóxicos 
 
Tabela 1 - Classificação dos explosivos quanto aos gases tóxicos gerados na detonação 
 
4.8. Sensibilidade 
 
4.8.1. Sensibilidade a Iniciação 
 
Os explosivos detonantes em função de sua estabilidade química podem ser mais ou menos 
sensíveis a iniciação do explosivo primário. Na prática dizemos ser ele sensível a um 
determinado tipo de iniciador ou seja: espoleta n.º 8, cordel detonante, boosters etc.. 
 
4.8.2. Sensibilidade a Propagação 
Também conhecida como “Air Gap”, essa classificação indica a maior distância 
longitudinal entre dois cartuchos em que ainda ocorre a propagação da detonação do 
primeiro para o segundo. 
 
4.8.3. Sensibilidade ao Choque 
 
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. 
 
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 2,0 Kg, que 
cai de uma altura variável. 
 
4.8.4. 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”. 
 
A pólvora varia entre 300 a 350ºC, enquanto que os explosivos industriais entre 180 e 
230ºC. 
 
Essa temperatura é diferente da temperatura de sensibilização ao fogo, que indica sua 
facilidade de inflamação. Assim, a pólvora, apesar do bom grau de sensibilidade ao calor, é 
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muito inflamável, bastando apenas uma chispa para iniciar toda reação, semelhante a 
nitrocelulose. 
 
4.9. Resistência à Água 
 
É outra propriedade importante, pois, em muitos casos, haverá concentração de água nas 
perfurações. Os furos, ao interceptarem as fraturas da rocha, funcionam como captores da 
água acumulada nessas fraturas. Se o explosivo utilizado tiver baixa resistência à água, 
ficará neutralizado e não detonará. É, por isso, necessário saber se há ou não água nas 
perfurações ao se adotar um determinado tipo de explosivo. 
 
Quanto a resistência a água os explosivos industriais podem ser classificados da seguinte 
forma: 
 
 
 Classe Resistência à água ( 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 resiste à água 
 
 
Tabela 2 - Classificação dos explosivos quanto à resistência à águaCURSO DE DESMONTE DE ROCHAS POR EXPLOSIVOS - FORMAÇÃO DE BLASTER 
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5. PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS 
 
Os diferentes tipos de explosivos apresentam características definidas que os recomendam 
para algumas aplicações e desaconselham para outras. Por isso, é necessário avaliar quais as 
propriedades desejadas para um determinado tipo de trabalho, procedendo-se a uma escolha 
criteriosa. As principais propriedades dos explosivos do ponto de vista da escavação são: 
 
5.1. 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. Esta pressão se refere à pressão de 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 brisância ou brizance. 
 
A pressão de detonação pode ser calculada teoricamente por meio da seguinte fórmula: 
 
Pd = 228 x 10-6 . δ δ δ δ . (VoD)² . (1 + 0,8 δ) δ) δ) δ) -1 
 
Onde : 
 
Pd = Pressão de detonação (MPa); 
δ = Densidade do Explosivo (g/cm³); 
VoD = Velocidade de Detonação do Explosivo (m/s); 
 
5.2. Pressão de Explosão 
 
É a princípio uma comparação de explosivos de uma mesma categoria, especialmente no 
que diz respeito à superfície específica e as características físicas (sólido, pasta, emulsão 
etc.). Esta pressão obtêm valores próximos de 50% do valor da pressão de detonação (Pd), 
não devendo ser confundida com a mesma. A pressão de explosão age sob a rocha 
cominuida, movimentando-a. 
 
A pressão de Explosão (Pe) pode ser calculada teoricamente por meio da seguinte fórmula: 
 
Pe = Pd / 2; Usualmente medida em MPa ou KBar. 
 
5.3. Pressão no furo (Borehole Pressure) 
 
É a máxima pressão exercida contra a parede do furo após completada a reação explosiva 
medida atrás do plano Chapman-Joguet. Como estas medidas não podem ser feitas de 
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forma direta, são feitas em testes subaquáticos, tais testes são feitos para a determinação da 
força e da energia. 
 
5.4. Razão Linear de Energia 
 
Representa a energia absoluta por metro linear de furo. 
 
É calculada através da seguinte fórmula : 
 
RLE = 0,5067 x D2 x δδδδ x AWS (kcal / m) 
 
sendo : 
 
D = diâmetro da carga explosiva em polegadas; 
δ = densidade do explosivo (derramado, não adensado) em g / cm3 
O fator 0,5067 resulta da conversão de unidades para o sistema métrico 
K = 0,5067 = ( π / 4 ) x ( 2,54 )2 x ( 0,1 ) 
 
5.5. Potência Disponível 
 
É a razão de energia liberada quando ocorre a detonação de um metro linear de carga 
explosiva, a uma determinada velocidade. 
 
Como essa detonação gasta um tempo t para percorrer 1 metro resulta : 
 
W = RLE / t 
 
Sendo µ a velocidade estabilizada do explosivo, temos : t = µ-1 , e portanto : 
 
W = RLE x µ ou W = 0,5067 x D2 x AWS x µ 
 
5.6. 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, neste caso geram-se gases tóxicos do 
tipo nitrosos. Quando há falta de oxigênio este balanço é denominado negativo. O principal 
gás tóxico gerado nesta situação é o monóxido de carbono (CO). 
 
5.7. Velocidade de Detonação - VoD (Velocity of Detonation) 
 
A velocidade de detonação é a velocidade com que a frente de onda se movimenta através 
de uma coluna de explosivo. Para altos explosivos como a dinamite quanto maior a 
velocidade de detonação maior é a força. Em agentes explosivos secos e explosivos a base 
de água, as condições de carregamento afetam enormemente a velocidade de detonação. 
Estas condições incluem diâmetro do furo, compactação, confinamento, umidade, 
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contaminação com material inerte, etc. A velocidade de detonação é importante quando a 
detonação se faz em rocha dura e competente onde o efeito da brisância é desejado para 
uma boa fragmentação. Para a maioria dos explosivos existe um diâmetro mínimo abaixo 
do qual a velocidade de detonação diminui. Acima do diâmetro mínimo o explosivo alcança 
o ponto de estabilidade, onde a velocidade de detonação é máxima. Para diâmetros menores 
do que o diâmetro mínimo a reação completa não ocorre, e a energia, pressão e velocidade 
ideal não acontecem. 
 
 
 
Figura 1 - Reação explosiva em um cartucho 
 
5.8. 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: 
 
� Pulverização da rocha nas paredes do furo; 
� Formação das fissuras; 
� Rompimento da rocha; 
� Calor e Luz; 
� Vibração do Terreno; 
� Sopro de Ar. 
 
Esta energia é liberada para a rocha de duas formas diferentes: pressão de detonação e 
pressão do furo. 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 
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responsável por alguma fragmentação, mas é a causa principal do movimento da massa de 
fragmentos. 
 
A energia ou força de um explosivo é calculada utilizando-se as técnicas baseadas nas leis 
da termodinâmica, seguindo estritamente os princípios da química e da matemática. Os 
valores obtidos representam o trabalho teórico disponível, assumindo 100% da eficiência, e 
é expressa em termos de peso ou volume de explosivo. Pode também ser expressa como 
um número absoluto ou relativo, como apresentado nos itens 4.7.1 e 4.7.2, a seguir: 
 
5.8.1. Energia Absoluta 
 
É a quantidade de energia liberada por uma certa quantidade de massa de explosivo. 
 
Considerando um explosivo padrão (AN/FO) teremos a seguinte equação química de 
detonação : 
 
NH4 NO3 + CH2 = N2 + CO2 + H2O + 912 kcal / kg. 
 
A energia absoluta liberada é de 912 kcal / kg ( teórica ). 
 
A energia assim expressa é dita WG (“Water Gas”) porque em sua conceituação considera-
se água formada na sua reação química estando no estado de vapor. A energia absoluta 
WG é um pouco menor que a energia absoluta considerando a água no estado líquido, já 
que para chegar ao estado de vapor ela consome um certa energia. 
 
A energia absoluta pode ser expressa de duas formas : 
 
� AWS ( Absolute Weight Strenght ) - por unidade de massa : kcal / kg 
 
� ABS ( Absolute Bulk Strenght ) - por unidade de volume : kcal / l 
 
e correlacionadas pela equação: 
 
AWS = δ x ABS; onde: δ = Densidadedo explosivo 
 
5.8.2. Energia Relativa 
 
Relaciona-se a energia absoluta de um determinado explosivo com a energia absoluta 
liberada pelo explosivo padrão (AN/FO), cujas as características são: 
 
AWS = 912 kcal/kg; 
 
ABS = 739 kcal/l; 
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δ = 0,81g/cm³; 
 
Energia Relativa (RWS ou Relative Weight Strenght %) = AWS/9,12 
 
Energia Relativa (RBS ou Relative Bulk Strenght %) = ABS/7,39 
 
5.9. Segurança no Manuseio 
 
O explosivo, desde sua produção até a detonação final nas perfurações é armazenado, 
transportado sofrendo uma série de trasbordos e choques. Por isso é imprescindível que 
apresente segurança no manuseio, isto é, que não detone com facilidade. 
 
5.10. Exsudação 
 
Corresponde à segregação dos ingredientes sólidos e líquidos do explosivo e que pode 
ocorrer devido as seguintes causas: 
 
� Longas estocagens; 
� Más condições de aeração durante a estocagem; 
� Elevada temperatura e grandes variações na pressão atmosférica. 
 
Como conseqüência, ocorre a deterioração do explosivo que nestas condições, torna-se 
perigoso devido ao aumento de sensibilidade e deve ser destruído, sob orientação de 
pessoal especializado. 
 
O reconhecimento da substância exsudada é feito através de três métodos práticos, são 
eles: 
 
� Teste da gota: deposita-se sobre uma folha de papel parafinado uma gota de 
líquido exsudado e observa-se seu comportamento, se o líquido for nitroglicerina, 
formar-se-á uma mancha escura sobre o papel parafinado e, em se tratando de 
nitratos ou água, formam-se gotículas sobre o papel. 
 
� Teste do copo d’água: em um copo transparente com água límpida deposita-se 
uma pequena parte do líquido exsudado e observa-se o comportamento do mesmo. 
Da observação pode-se chegar as seguintes conclusões: 
 
· Se o material exsudado for nitroglicerina, ficará depositado no fundo do copo; 
· Se o material exsudado for nitrato, a água do copo ficará turva; 
· Se o material exsudado for óleos ou parafinas, sobrenadará na água do copo. 
 
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� Teste da detonação: consiste em recolher uma pequena gota de líquido exsudado 
com auxílio da ponta de um alfinete, depositando em um pedaço de papel 
parafinado colocado sobre uma placa metálica. Bate-se com um martelo sobre a 
gota em referência que, se for nitroglicerina, provocará uma pequena detonação. 
 
5.11. Densidade 
 
Um explosivo de alta densidade permite maior concentração, isto é, possibilita introduzir 
maior número de quilos por metro de perfuração. Quando se deseja uma alta fragmentação 
da rocha é conveniente utilizar explosivo de alta densidade. Caso contrário, em que a 
fragmentação exagerada não é necessária, adota-se explosivo de menor densidade. Para os 
explosivos industriais existem três tipos de densidades com diferentes significados: 
 
5.11.1. Densidade Crítica 
 
São os limites superior e inferior de densidade. Um explosivo que esteja com densidade 
fora dessa faixa perde suas características no momento da detonação. 
 
5.11.2. 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 apresentada nos catálogos. É importante 
salientar que um explosivo que apresenta densidade de massa superior a 1 g/cm³, irá 
afundar na água (desde que na água não existam grandes quantidades de sólidos em 
suspensão ou sais dissolvidos). 
 
5.11.3. 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. 
 
É definida pela fórmula a seguir: 
 
Dc = (Q .1,97).(ϕϕϕϕ ². L)-1 ; 
 
Onde: 
 
Dc: densidade de carregamento (g/cm³); 
ϕϕϕϕ = Diâmetro do furo (pol.); 
Q: massa de explosivo por furo (kg); 
L: comprimento da carga (m). 
 
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Esta fórmula é muito empregada nas operações de carregamento, para o cálculo da massa 
de explosivo por furo, razão linear de carga, razão de carga etc., ou seja, é a densidade que 
se utiliza para o dimensionamento do plano de fogo. 
 
Nos dias de hoje, o número de explosivos sensibilizados por bolhas de ar é cada vez maior. 
A densidade depende do volume de ar misturado com os ingredientes sólidos e líquidos dos 
explosivos. Sabe-se que o ar é altamente compressível, portanto é fácil concluir que a 
medida que se aproxima do fundo do furo, o explosivo sofra 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. 
 
5.12. Diâmetro Crítico 
 
As cargas explosivas com forma cilíndrica têm um diâmetro abaixo do qual a onda de 
choque gerada na 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. 
 
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6. TIPOS DE EXPLOSIVOS 
 
A composição básica de quase todos os explosivos químicos industriais pode ser resumida 
nos elementos que formam a sigla CHON (carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio), 
também, o Cl contribui com os radicais cloratos (ClO3) e percloratos (ClO4) que são 
altamente explosivos. Outros radicais muito utilizados nos explosivos atuais são os nitratos 
(NO3) e as nitroaminas (NO2NH4). 
 
Os componentes dos explosivos são designados como: oxidantes, combustíveis, 
absorventes, espessantes e estabilizantes. Os oxidantes contribuem com o oxigênio para o 
balanço de oxigênio, e incluem os sais de nitrato como o nitrato de amônio, nitrato de sódio 
e nitrato de cálcio. Os combustíveis incluem os óleos combustíveis, carbono, alumínio, 
TNT, carvão, ou qualquer material carbonáceo que produza calor. 
 
6.1. Pólvora Negra 
 
A pólvora negra explosiva é produzida em dois tipos. O tipo A contém nitrato de potássio, 
enxofre e carvão vegetal. É utilizada nas escavações a céu aberto quase que exclusivamente 
para cortar pedras, na produção de paralelepípedos, lajotas para revestimento de pisos e 
paredes etc. Praticamente não é usada para o desmonte intensivo de rocha. 
 
A pólvora negra do tipo B contém nitrato de sódio, enxofre e carvão vegetal. É mais lenta 
que a do tipo A e também de menor força; utilizada na detonação de argilas e folhelhos. 
 
6.2. Explosivos Nitroglicerinados (Dinamites) 
 
Dinamite é o nome comercial introduzido por Alfred Nobel. Os três tipos básicos são: 
granulares, gelatinas e semi-gelatinas, os quais são considerados altos explosivos. As 
gelatinas e semi-gelatinas contêm nitrocelulose, a qual combina coma nitroglicerina para 
formar a estrutura de gel, já a dinamite amoniacal ou extra dinamite é uma mistura granular 
que contêm uma pequena quantidade de nitroglicerina misturada com nitrato de amônio e 
nitrato de sódio. Os altos explosivos derivam suas fontes de energia da nitroglicerina, a 
dinamite com 50% de nitroglicerina é o produto de uso mais comum. Estas dinamites são 
caracterizadas por alta velocidade e brisância, baixa temperatura de chama, boa resistência 
a água, elevada energia da onda de choque e uma pequena atuação dos gases. 
 
O futuro para as dinamites depende essencialmente da assimilação da segurança com o 
custo-benefício; enquanto que as dinamites têm um maior potencial de risco, sua 
confiabilidade de performance e rendimento de energia por unidade monetária são algumas 
vezes maiores que os das emulsões e dos explosivos tipo lama (aquagéis). 
 
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6.3. Lamas Explosivas ou Aquagéis 
 
Os explosivos do tipo aquagel ou lama explosiva (slurry) são produzidos primariamente 
para as indústrias de construção, de pedreiras e de mineração subterrânea de metais. Estes 
produtos contêm concentrações relativamente altas de ingredientes sensíveis que asseguram 
uma detonação confiável em furos de mina de diâmetros pequenos. Comparados com as 
dinamites, eles são mais difíceis de detonar através do atrito, impacto e/ou fogo. 
 
As lamas são baseadas em soluções aquosas saturadas de nitrato de amônio - NA 
(freqüentemente com nitrato de sódio e/ou nitrato de cálcio) em que combustíveis, 
sensibilizadores (e algumas vezes mais prills de NA) são dispersados. A fase líquida é 
espessada com resinas e transformado em gel com agentes ligantes para manter os sólidos 
em suspensão proporcionando um grau satisfatório de coesão e máxima resistência à água. 
Quando completamente em estado de gel, as lamas (aquagéis) tem uma consistência 
emborrachada semelhante a um mingau. 
 
A maioria dos aquagéis são sensibilizados, pelo menos parcialmente, por bolhas de ar e/ou 
gás. Alguns lamas são também sensibilizadas, por explosivos de baixa sensibilidade (como 
o nitrato de monometilamina, ou abreviando, MMAN). Os combustíveis incluem também 
pó de alumínio. Pela variação do tipo e quantidade de combustível (e especialmente pó de 
alumínio), os aquagéis podem ser feitos sob encomenda para exibir uma grande gama de 
força em peso e volume. 
 
Uma certa quantidade de água é necessária para proporcionar a consistência e textura 
requeridas de uma lama (aquagel). Se uma quantidade muito pequena de água for usada, a 
fase líquida é insuficiente e a alta viscosidade resultante impede o encartuchamento da 
lama. Para maximar a força em peso, no entanto, é importante minimizar o conteúdo de 
água. Se uma quantidade de água muito maior do que o necessário para a sua consistência 
for usada, a força em peso é afetada. Além da sua contribuição para a consistência, o 
conteúdo de água diminui o risco de sensibilidade associada com o fogo, atrito ou impacto 
(e especialmente o impacto de projéteis). 
 
A temperatura e a densidade têm efeitos pronunciados sobre a sensibilidade das lamas. 
Todas as lamas explosivas tornam-se menos sensíveis e menos fluídas em baixas 
temperaturas. Acima de certas densidades, as lamas não podem ser detonadas mesmo em 
furos de diâmetros maiores com reforçadores (primers ou boosters) potentes. A densidade 
pode ser reduzida: 
 
� Por aeração; 
 
� Pela injeção de uma quantidade muito pequena de solução “gaseificada” quando do 
seu encartuchamento; 
 
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� Pela adição de microesferas de vidro ou equivalentes na lama (aquagel). 
 
Em lamas que não contém microesferas, as bolhas de ar e/ou gás são comprimidas pelo 
peso próprio da coluna de lama e/ou água e, portanto, a densidade da carga aumenta na 
direção do fundo do furo. Nas lamas que contêm microesferas, as bolhas de ar ainda estão 
comprimidas pelo peso da coluna de lama/água acima delas, porém as microesferas 
mantém o seu tamanho original e, por isso, dão ao explosivo (lama) um nível de 
sensibilidade mínimo irreduzível sob pressões limitadas. Por causa da sua alta força em 
volume, alta resistência à água, boa sensibilidade e grande segurança no manuseio e uso, as 
lamas substituíram naturalmente das dinamites. Onde as condições do terreno são adversas 
e não permitem a pré-compressão lateral e “dead-pressing” das cargas em furos espaçados, 
boas lamas dão resultados de desmonte satisfatórios. 
 
As lamas explosivas, ou aquagéis, têm sido intensamente substituídas pelas emulsões 
devido à sua tecnologia ser mais antiga do que a das emulsões. 
 
6.4. AN/FO 
 
O AN/FO é o explosivo civil mais usado no mundo. Vale ressaltar que o mercado Norte-
americano de mineração consumiu em 1997, 2.700.000 toneladas de explosivos a base de 
nitrato de amônio, sendo que deste montante 2.100.000 eram AN/FO. 
 
O AN/FO consiste de uma mistura entre dois compostos principais, nitrato de amônio e 
óleo combustível. O nitrato de amônio funciona como oxidante, enquanto o óleo 
combustível é o redutor. O elemento oxidante, fornecido pelo nitrato de amônio é o 
oxigênio, e o nitrogênio participa secundariamente da reação formando apenas gás 
nitrogênio. Outros elementos podem ser adicionados, como por exemplo, alumínio para 
aumentar a temperatura de reação, óxido de zinco e microbolhas de ar. Um dos fatores mais 
importantes dessa mistura é o de que nem o nitrato de amônio, nem o óleo diesel são 
classificados como explosivos quando considerados isoladamente, entretanto quando 
misturados na proporção correta resultam em material explosivo. É um explosivo bastante 
estável , de baixo custo e fácil fabricação, porem é relativamente complexo para se 
controlar, pois muitos parâmetros afetam a sua performance. 
 
O AN/FO é conhecido há mais de 100 anos como um explosivo de baixo custo e alta 
segurança. Não é um explosivo que surgiu magicamente a partir de alguns acidentes 
registrados na história da indústria de explosivos, mas sim um produto que foi intensamente 
pesquisado. Somente no início dos anos 50, o AN/FO foi controlado e usado na indústria 
mineral, pois somente nessa época foi possível fabricar nitrato de amônio no formato de 
pequenas partículas esféricas, denominadas pérolas ou prill. 
 
A fórmula química do nitrato de amônio é NH4NO3, sendo composto de 60% de oxigênio 
em peso, 33% de nitrogênio e 7% de hidrogênio, aproximadamente. Por ser um sal é 
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facilmente dissolvido pela água de modo que se não for recoberto por uma fina camada de 
talco, ou outro material inerte de cobertura, absorve facilmente a umidade do ar, se 
dissolvendo e dessa forma não tendo condições de detonar eficientemente. 
 
O AN/FO não é somente um explosivo de baixo custo, e sim um explosivo que se usado 
corretamente oferece características iguais ou superiores aos antigos explosivos à base de 
nitroglicerina. 
 
A quantidade de combustível é um fator importantíssimo. A reação de decomposiçãodo 
sistema equilibrado em oxigênio é: 
 
3 NH4NO3 + CH2 →→→→ 3 N2 +7 H2O + CO2 
 
A reação produz cerca de 920 kCal/kg, a qual pode ser inferior nos produtos comerciais 
segundo o conteúdo dos materiais inertes. A relação estequiométrica da mistura 
corresponde a 94,3% de nitrato de amônio e 5,7% de óleo combustível. 
 
O conteúdo de combustível afeta também a quantidade de gases nocivos desprendidos na 
explosão (CO + NO). Quando os gases das detonações adquirirem uma coloração 
alaranjada significa que existe uma porcentagem insuficiente de combustível, ou que o 
AN/FO absorveu água ou não foi corretamente iniciado. A variação da sensibilidade é 
sensivelmente afetada pela quantidade de combustível, sendo assim com 2% de óleo diesel 
a iniciação pode ser conseguida com uma espoleta número 8, porém a energia disponível 
será baixa. 
 
Conforme descrito anteriormente para o nitrato de amônio, a água é muito prejudicial ao 
AN/FO. Em ambientes com mais de 10% de umidade o AN/FO torna-se insensível, nestes 
casos o único recurso é o de protege-lo em filmes ou embalagens impermeáveis. 
 
As características explosivas do AN/FO variam também com a densidade. À medida que a 
densidade aumenta a velocidade de detonação também aumenta, porém a iniciação torna-se 
difícil. Acima de 1,2 g/cm3 o AN/FO torna-se inerte, não podendo ser detonado 
satisfatoriamente. As densidades normais do AN/FO variam de 0,8 a 0,85. 
 
6.4.1. Principais Parâmetros que Afetam a Performance do AN/FO 
 
Existem alguns parâmetros e limitações que influenciam o funcionamento eficiente da 
mistura entre óleo combustível e nitrato de amônio. Os principais aspectos são: 
 
� Presença de água na mistura 
 
O prill de nitrato de amônio, além de não admitir o contato com água, deve ser fabricado 
com um teor de umidade nunca superior a 0,15%, pois quando grânulos de nitrato são 
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saturados com água, esses se dissolvem de modo que microporos e pequenos vazios que 
agem como centros reativos (Teoria dos pontos quentes ou hot-spots) desaparecem 
resultando em uma mistura insensível a detonação. Esse fenômeno é chamado de 
sobrepressão ou dead-pressing. A figura seguinte, mostra a influência da água na 
velocidade de detonação do AN/FO. A partir de 9% de água a mistura pode ter baixa 
eficiência, produzindo óxido nitroso (fumaça marrom-alaranjada) ou então falhar, 
simplesmente não detonando. Para evitar complicações maiores com a umidade, utilizam-se 
aditivos especiais. 
 
� Proporção de Óleo Combustível na Mistura 
 
Para se obter a maior liberação de energia possível, a proporção de óleo combustível deve 
se aproximar de 5,7%, pela estequeometria, de modo que se tenha um balanço de oxigênio 
correto para a reação. Entretanto estudos realizados comprovaram que as proporções de 
óleo variam conforme a fabricação, tipo de nitrato utilizado, formulações, e vários outros 
fatores, onde uma otimização, visando a melhor mistura depende de estudos embasados em 
medidas de VoD. 
 
A figura seguinte ilustra a produção de energia de AN/FO em diferentes proporções de óleo 
combustível. Nota-se que a relação com óleo diesel a 5,7% é a de melhor aproveitamento 
de energia. Porcentagens maiores de óleo teoricamente tendem a gerar melhores resultados 
de VoD. 
 
 
 
Figura 2 - Efeito da proporção de óleo no AN/FO 
 
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Uma regra prática para se confirmar a eficiência da mistura é observar as cores dos gases 
produzidos nas detonações. Gases marrom-alaranjados podem ser indicativos de reação rica 
em oxigênio e deficitária em combustível. Gases escuros podem indicar combustão rica em 
carbono e pobre em oxigênio. 
 
A adição de substâncias inertes hidrofílicas como o caulim ou as argilas “em pó” 
evitam que o nitrato de amônio absorva umidade, porém esta adição diminui a 
sensibilidade e seu poder de absorção de combustível. A figura seguinte ilustra o menor 
poder de absorção apresentado pelo prill denso. 
 
 
 
Figura 3 - AN/FO produzido com prill denso 
 
 
� Características do prill 
 
Existem algumas propriedades físicas inerentes ao prill de nitrato de amônio, de grande 
importância. O prill é uma partícula esférica preferencialmente entre 0,5 e 1,2 mm. prills de 
nitrato de amônio são usados na agricultura, normalmente com diâmetros maiores e 
distribuição granulométrica irregular. 
 
Pode-se observar muitas diferenças entre o prill poroso ideal para explosivo e o prill denso 
para fertilizante. O prill para explosivo tem porosidade muito maior que o normalmente 
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encontrado na composição dos fertilizantes, tendo densidade menor e distribuição melhor 
de óleo. Cabe lembrar que ambos detonam, porém a eficiência do prill poroso é 
consideravelmente superior. 
 
� Densidade 
 
O AN/FO normalmente possui uma densidade de 0,85 g/cm3, podendo aumentar para até 1 
g/cm3 se carregado pneumaticamente. Geralmente o AN/FO torna-se insensível quando sua 
densidade alcança 1,2 g/cm3, ocorrendo o fenômeno de sobrepressão de modo que não 
ocorra a detonação. Várias densidades e misturas a partir do AN/FO são utilizadas 
atualmente, como por exemplo, Heavy-AN/FO e o AN/FOs Leves. O primeiro consiste em 
uma mistura de AN/FO e emulsão, cuja densidade pode ser variada durante o 
carregamento. O segundo é uma mistura de AN/FO e serragem ou palha de arroz ou outro 
material que baixe a densidade final do explosivo. 
 
 
 
Figura 4 - Efeito da densidade em relação à VoD 
 
� Diâmetro crítico 
 
Outro parâmetro importante do AN/FO é o diâmetro crítico. A velocidade de detonação - 
VoD do AN/FO muda de acordo com o diâmetro de perfuração e grau de confinamento, 
podendo alcançar velocidades superiores a 4500 m/s em diâmetros maiores que 15”, como 
pode ser observado na figura seguinte. Diâmetros maiores apresentam pouco ou nenhum 
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aumento de velocidade de detonação. A VoD diminui com o diâmetro, sendo que para 
diâmetros menores que 25 mm a detonação não é um processo estável, podendo ocorrer 
deflagração. 
 
� Temperatura 
 
O prill de nitrato de amônio pode sofrer um fenômeno chamado “recristalização” (cycling), 
que é a propriedade do material de mudar sua forma de cristalização em função da 
mudanças de temperatura. A figura seguinte, mostra quais as formas cristalizadas que o 
nitrato de amônio pode apresentar de acordo com a temperatura. Esse fenômeno afeta 
seriamente o armazenamento e a performance do AN/FO, e explosivos que contém nitrato 
de amônio na sua composição. O ideal é conservar o AN/FO armazenado entre -18 oC e 
+32 oC na forma pseudotetragonal. O efeito de recristalização é a quebra dos grânulos em 
partículas menores. Essa constante quebra pode aumentara densidade do AN/FO de 0,85 
até 1,2 g/cm3, de modo que esse se torne insensível. 
 
� Confinamento 
 
O confinamento do explosivo é crucial para manter estável a VoD. Qualquer perda 
prematura de pressão no furo, por movimentação do maciço ou ainda presença de muitas 
descontinuidades não preenchidas, pode diminuir a velocidade de detonação - VoD. 
O AN/FO, quando usado a granel, preenche totalmente o furo, de modo que se obtém um 
perfeito confinamento. 
 
Estudos comprovam a importância de um tampão eficiente, fator que tem grande influência 
na VoD. 
 
� Iniciação 
 
Por ser pouco sensível, o AN/FO necessita ser inicializado por outro explosivo (iniciador 
ou primer) que gere alta velocidade de detonação e o leve a atingir a sua velocidade de 
detonação ótima no menor tempo possível. 
 
Caso inicialize o primer com cordel detonante, ou seja, iniciação não pontual, pode ocorrer 
que a massa de AN/FO que circunda o cordel seja deflagrada, perdendo então uma fração 
da massa de explosivo. O cordel tem energia suficiente apenas para deflagrar o AN/FO 
axialmente com uma velocidade próxima de 1.000 m/s, muito abaixo da velocidade linear 
(7.000m/s), de modo que o explosivo não alcance sua faixa de velocidade estável. 
 
Quando o explosivo é parcialmente comprimido ou danificado por pré-compressão, esse 
pode detonar ou queimar apenas uma fração da energia disponível. Para se evitar esse 
problema, convém utilizar iniciação pontual e caso não se disponha de um iniciador do tipo 
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tubo de choque, convém usar cordel da menor gramatura possível em furos de diâmetro 
grandes, para que se perca o mínimo possível de energia por sobrepressão. 
 
No caso de furos longos, convém reforçar o carregamento com outras cargas reforçadoras 
ao longo da coluna, pois os explosivos de baixa sensibilidade tendem a diminuir a sua VoD 
durante a detonação, consumindo assim parte de sua massa sem gerar toda a energia que 
poderia ser fornecida pelo explosivo. Utilizando-se cargas iniciadoras e reforçadores é 
assegurada uma detonação mais estável e eficiente ao longo de toda a coluna. Pode-se 
observar que cargas iniciadoras de pouca energia de detonação causam uma reação de 
queima do AN/FO, demorando um pouco mais para esse explosivo alcançar a sua 
velocidade ótima, ou “steady-state-velocity”. A figura seguinte mostra um gráfico de VoD 
medida continuamente ao longo do furo, onde pode ser observado que a carga iniciadora 
tem velocidade suficiente e diferenciada da carga de coluna. 
 
 
 
Figura 5 - Gráfico da velocidade de detonação 
 
� Diâmetro do iniciador 
 
O diâmetro da carga iniciadora, também, influencia enormemente a reação de detonação. 
Quanto mais próximo do diâmetro do furo, melhor é a eficiência da carga iniciadora ou 
primer ou booster. Essa situação foi comprovada em estudos realizados na CVRD/Minas 
de Itabira, onde cargas iniciadoras de tamanhos diferentes foram testadas, comprovando e 
otimizando o diâmetro do iniciador, o que acarretou ganhos significativos na VoD. 
 
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6.4.2. AN/FO Aluminizado (ALAN/FO) 
 
Como a densidade do AN/FO é baixa, a energia que resulta por unidade de comprimento é 
pequena. Para elevar essa energia, desde 1968 vem sendo adicionado a esse agente 
explosivo alguns produtos, como o alumínio, com bons resultados técnicos e econômicos, 
sobretudo quando as rochas são muito resistentes e maciças. 
 
O alumínio em pó pode ser adicionado ao AN/FO visando aumentar o rendimento da 
pressão de detonação, onde as quantidades variam de 5 a 15%, aumentando o calor da 
reação, a força e a sensibilidade da mistura. Mas pelas três razões abaixo listadas, das quais 
a primeira é a mais importante, o incremento de energia por unidade monetário é baixo. 
 
� O custo do pó de alumínio é elevado, ou seja, é uma matéria-prima cara; 
 
� A faixa granulométrica das partículas de alumínio precisa ser adequada ao diâmetro 
do furo; 
 
� Mesmo onde existam condições ideais, o Al2O3 e os gases da detonação falham em 
permanecer em equilíbrio térmico no momento em que a rocha é quebrada e 
deslocada. Como resultado, pelo menos um terço da energia térmica envolvida na 
reação das partículas de Al2O3 não é transferida para os gases e, portanto, é perdida. 
 
6.4.3. Misturas AN/FO/Poliestireno (AN/FOPS) 
 
Em operações na qual agentes detonantes do tipo AN/FO são usados, as vantagens de 
controle de ultraquebra (overbreak) podem ser obtidas pelas misturas a granel de AN/FO e 
diluentes no perímetro dos furos. As composições de AN/FOPS possuem alto potencial 
para esta operação, assim como para proporcionar detonação confiável em furos secos e de 
diâmetros pequenos que podem ser obtidas por misturas que contém em média 75% 
(volume base) de poliestireno (PS). Como esperado, tal agente detonante (blasting agents) 
exibe densidades e rendimentos de energia por metro de comprimento de carga que caem 
para aproximadamente 25% daqueles apresentados pelo AN/FO normal. As baixas 
intensidades de choque e volumes de gás correspondentes ajudam a diminuir o overbreak 
na rocha circundante. 
 
6.5. Lamas Explosivas ou Aquagéis 
 
São agentes explosivos constituídos por soluções aquosas saturadas de nitrato de amônio, 
contendo também em pequena quantidade outros oxidantes como o nitrato de sódio e 
cálcio. Contém também os combustíveis sensibilizantes, agentes espessantes e 
gelatinizantes, os quais evitam a segregação dos produtos sólidos. 
 
O desenvolvimento destes explosivos teve lugar no final da década de 50, quando COOK e 
FARMAN conseguiram os primeiros resultados positivos com uma mistura de 65% de 
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nitrato de amônio, 20% de alumínio e 15% de água. Após estes primeiros resultados, 
começaram a utilizar como sensibilizante o TNT, onde começou a fabricação comercial. 
Em 1969 a DUPONT desenvolveu novos aquagéis que se caracterizavam por não conter os 
compostos explosivos tradicionais, e nem metais particulados como sensibilizantes 
fundamentais, apenas incorporavam como combustíveis substâncias orgânicas como as 
derivadas das aminas, parafinas, açucares, etc. 
 
Como em suas composições os aquagéis não levam sensibilizantes intrinsecamente 
explosivos, possuem uma segurança muito alta tanto na fabricação quanto no manuseio. 
Apesar disto possuem uma sensibilidade grande para a detonação, os aquagéis podem ser 
iniciados pelos iniciadores tradicionais. 
 
A resistência a água é excelente e a potência que é uma característica fundamental, é 
equivalente ou superior à dos explosivos convencionais, podendo ajustar-se em função da 
formulação do aquagel. As energias desenvolvidas oscilam entre 700 e 1500 Cal/g. 
A densidade pode também modificar-se, desde 0,8 até 1,6 g/cm3, partindo-se de um valor 
básico compreendido entre 1,4 e 1,5. A variação da densidade influencia na velocidade de 
detonação e na sensibilidade. A velocidade de detonação dos aquagéis varia de 4.115 a 
6.096 m/s, de acordo com o diâmetro dos furos. A pressão de detonação variade 5 a 10 
GPa. 
 
A variedade de produtos que podem ser obtidos com as diferentes composições dos 
aquagéis é muito grande. Desde os aquagéis encartuchados semelhantes aos explosivos 
gelatinosos convencionais até os vertíveis, os quais possuem algumas características 
reológicas que fazem com que possam ser tratados como fluidos. Neste último caso pode-se 
aproveitar as vantagens de uma carga mecanizada e da facilidade de preencher totalmente 
os furos. 
 
6.6. Emulsões Explosivas 
 
São os explosivos mais recentes no mercado, que mantém as propriedades dos aquagéis, 
mas possuem melhor potência e resistência à água. 
 
A emulsão é um sistema bifásico em forma de uma dispersão de um líquido imiscível em 
outro. As emulsões explosivas são do tipo denominado “água em óleo” nas quais a fase 
aquosa é composta por sais inorgânicos oxidantes dissolvidos em água, e a fase oleosa por 
um combustível líquido imiscível em água do tipo hidrocarboneto. 
 
Explosivos do tipo “água em óleo” (water-in-oil type) consistem de microgotículas 
(microdroplets - fase dispersa) de solução oxidante, supersaturada dentro de uma matriz de 
óleo (oil matrix - fase contínua). Para maximizar o rendimento energético enquanto 
minimiza custos de produção e preço de venda, o oxidante dentro de microgotículas 
consiste principalmente de nitrato de amônia. Por causa do número de gotículas por 
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unidade de volume de emulsão ser excessivamente grande, microgotículas adjacentes são 
forçadas uma contra a outra, deformando suas formas esféricas originais. 
Consequentemente, a espessura média do óleo entre as microgotículas é muito pequena. 
Cada um dos ingredientes de um explosivo em emulsão é um ingrediente não-explosivo. 
Emulsões em cartuchos tem a consistência de uma massa compacta. Por serem uma mistura 
muito íntima, estes produtos são visualmente homogêneos. As viscosidades satisfatórias de 
emulsões são obtidas com o uso de resinas ligantes. 
 
Uma vez que as emulsões são do tipo “água-em-óleo”, eles oferecem excelente resistência a 
água. A água do furo “enxerga” apenas a matriz da emulsão (ou seja, o óleo); e ela é 
protegida do contato e, portanto, dissolve as microgotículas pela película (insolúvel) de 
óleo envolvente. A resistência à água da emulsão é maior quando comparada às lamas e 
dinamites. 
 
Enquanto que alguns graus de sensibilidade resultam do alto grau de interligação física dos 
componentes oxidantes e combustíveis, as bolhas de gás ou ar são os maiores 
sensibilizantes das emulsões. Onde as cargas podem ser comprimidas por pressões estáticas 
e/ou dinâmicas anteriormente à detonação, as bolhas devem apresentar a forma de 
microesferas, daí se conclui que cada bolha apresenta um alto grau de permanência 
dimensional, ou seja, manutenção da esfericidade. 
 
Ao contrário da maioria das lamas, as sensibilidades não decrescem significativamente com 
a queda de temperatura, visto que cada microgotícula da solução oxidante é isolada das 
microgotículas adjacentes por uma película matriz de óleo. Uma queda na temperatura não 
permite que mais sais se cristalizem dentro da cada microgotícula, nem permite que os 
cristais oxidantes cresçam ou se agrupem. 
 
No estágio atual do seu desenvolvimento, as emulsões apresentam sensibilidades à 
iniciação relativamente baixas para uma linha de cordel detonante de 10 g/m. Quando uma 
carga é composta por uma coluna de cartuchos, ela é iniciada mais eficientemente por uma 
espoleta colocada dentro da parte inferior do cartucho. Somente quando a continuidade da 
carga é impedida por irregularidades ou vazios nas paredes dos furo, a coluna de explosivo 
deve ser acompanhada com um cordel detonante de 10 g/m. Este aspecto de baixa 
sensibilidade pode representar apenas uma limitação temporária das emulsões explosivas 
encartuchadas. 
 
Embora sejam sensíveis a detonadores, os explosivos em emulsão são relativamente 
insensíveis à detonação por atrito, impacto e/ou fogo. 
 
O AN/FO consiste de nitrato de amônio e óleo diesel. Uma emulsão padrão não tem força 
em peso teórica (ou seja, rendimento energético teórico por unidade de peso) tão alta 
quanto a do AN/FO por consistir de oxidantes, combustível e água. Se a força em peso do 
AN/FO é tida como 100, a força em peso calculada de uma emulsão pode ser dita como 
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sendo 80. Mas isto não indica que a eficiência do desmonte da emulsão seja de apenas 80% 
da eficiência de um peso igual de AN/FO. Os rendimentos energéticos reais das emulsões 
são maiores do que o esperado (isto se deve ao alto grau de interligação combustível e 
oxidante das emulsões - excedido apenas por explosivos moleculares como a 
Nitroglicerina, o TNT e o PETN). Portanto, a força em peso relativa efetiva de uma 
emulsão padrão é apreciavelmente maior do que 80. Este efeito benéfico da idealidade de 
uma alta detonação está sendo observado principalmente em minerações subterrâneas de 
metais, pedreiras de rochas resistentes e operações de construções, onde emulsões 
encartuchadas em diâmetros pequenos estão competindo com dinamites e explosivos do 
tipo lama. Este autor não está apto a calcular o incremento resultante na força em peso 
relativa de uma detonação completa e eficiente de uma emulsão. No entanto, os resultados 
de desmonte indicam que este incremento é significativo e, portanto, que a força em peso 
efetiva relativa de uma emulsão é significativamente maior do que a força em peso teórica 
relativa. 
 
As densidades das emulsões normalmente estão na faixa de 1,1 a 1,2 g/cm³. Baseada em 
uma força em peso relativa calculada de 80, uma emulsão com uma densidade de 1,15 
g/cm³ tem uma força em peso relativa calculada de: 
 
80 x 1,15 / 0,84 = 110 
 
(onde 0,84 é a densidade média assumida de uma polpa de AN/FO). Mas em razão da força 
em peso efetiva relativa desta emulsão ser considerada como sendo maior do que 80 (veja o 
parágrafo precedente), a força em volume efetiva relativa é considerada como sendo 
significativamente maior que 110. A mesma força, em volume maiores podem ser obtidas 
quando um pó de alumínio misturado a um combustível é adicionado a uma emulsão. 
 
As emulsões são embaladas em cartuchos plásticos de espessura fina, porem e resistentes, 
apresentando características como : 
 
� Grau de rigidez satisfatório; 
 
� Resistência à ruptura durante o uso e manuseio normais; 
 
� Propriedade de se espalhar e moldar dentro do furo. 
 
Se uma concentração de energia máxima possível no fundo do furo for exigida, os 
cartuchos devem ser rasgados de ponta a ponta no momento em que são colocados no 
fundo do furo, a emulsão então se esparrama, desloca mais ar e água e preenche uma maior 
porcentagem do volume disponível para carga. Este preenchimento considerável pode ser 
uma vantagem nos furos da linha de frente da bancada que têm afastamento do pé 
excessivo. Quando há passagem de água através do furo, no entanto, os cartuchos não 
devem ser rasgados, mas simplesmente jogados, e o período entre o carregamento e a 
detonação deve ser o menor possível. Para carregar furos muito irregulares, as emulsões em 
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