Figura 1. Esquema de la piedra V efectiva, también llamada burden o valor de mínima resistencia
En un artículo anterior, presentamos el método de Langefors y Kihlström para voladuras en banco de pequeño diámetro. En él se incluía una fórmula para calcular el valor de la piedra, también conocido como valor de mínima resistencia o burden. Sin embargo, existen otros métodos para calcular este valor.
El problema que se presenta a continuación incluye cinco métodos y dos nomogramas originales para su cálculo. Al comparar los resultados, es evidente que son bastante similares. No obstante, es posible que la piedra calculada tenga un margen de error que puede corregirse en las siguientes voladuras.
Agradezco sinceramente la colaboración de los profesores Pedro Martínez Pagán y Trevor Blight en la elaboración de los nomogramas. A continuación, comparto estos nomogramas junto con la solución correspondiente del problema. Espero que esta información sea de utilidad e interés para mis lectores.
LANGEFORS, U.; KIHLSTRÖM, B. (1963). Técnica moderna de voladuras de rocas. Editorial URMO, Bilbao, 425 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
Las voladuras en banco de pequeño calibre son aquellas cuyo diámetro de barreno se encuentra entre 65 y 165 mm. Las cargas son cilíndricas alargadas, con una relación de longitud de carga mayor a 100 veces el diámetro. Suelen disponer de un tipo de explosivo en fondo y otro en columna y sus consumos específicos son relativamente bajos, con inclinaciones de barrenos de 1:2 a 1:3. Para este tipo de voladuras, se suele aplicar la técnica sueca de diseño y cálculo de voladuras, o teoría de Langefors y Kihlström (1963).
Según estos autores, la disposición de los barrenos, la cantidad de carga y la secuencia de rotura constituyen los principales problemas que deben determinarse en una voladura. Cuando la altura del banco supera dos veces el valor de la piedra (línea de mínima resistencia, también llamada burden), se usan cargas selectivas. En el fondo del barreno se requiere una cantidad de energía por unidad de longitud superior a unas 2,5 veces la energía necesaria para la rotura de la columna.
Figura 2. Voladura en banco. https://eadic.com/blog/entrada/voladuras-parametros-de-diseno/
La teoría de la escuela sueca se ha desarrollado para tipos de roca más o menos homogéneos, es decir, rocas duras y compactas. Además, trabaja con alturas de banco relativamente altas, típicas de la explotación de canteras, grandes excavaciones de obras públicas y minería a cielo abierto de pequeña escala. La teoría se desarrolló principalmente para rocas duras y diámetros pequeños.
La formulación que calcula la piedra se basa, en una primera aproximación, en que la piedra máxima es igual a 30 veces el diámetro del barreno, afectado por un coeficiente de corrección. Este coeficiente depende de la densidad y potencia relativa en peso del explosivo, de la relación entre el espaciamiento y la piedra, de la inclinación de los barrenos y de un factor de roca. El factor de roca sería la cantidad de explosivos, en kg, necesaria para arrancar un metro cúbico de roca. El factor de roca c = 0,4, se corresponde a un granito; en el caso de una caliza estará algo sobredimensionado, pero del lado de la seguridad. En cualquier caso, la piedra calculada tendrá un error de un 10%, por arriba o por abajo, que puede subsanarse en las siguientes voladuras.
Para aclarar cómo se realiza el diseño aplicando la técnica sueca, os dejo un problema resuelto que, espero, os sea de interés. También os dejo un nomograma original para el cálculo de la piedra teórica de una voladura según la formulación de Langefors y Kihlström (1963), elaborado en colaboración con el profesor Pedro Martínez Pagán.
LANGEFORS, U.; KIHLSTRÖM, B. (1963). Técnica moderna de voladuras de rocas. Editorial URMO, Bilbao, 425 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
