Universalmente se entiende la presión (esfuerzo) como una fuerza aplicada sobre un área; en explosivos se debe entender como la acción que realizan los gases en expansión a altas temperaturas por el efecto de una detonación en el área directa. Y es uno de los parámetros termodinámicos para tener en cuenta en el proceso de reacción del explosivo.

Es así como la presión de detonación está definida detrás del frente de detonación a medida que se propaga la onda y se consume el explosivo. Muchos de los autores lo definen como un pico máximo de energía que se libera en un punto muy específico y en un tiempo extremadamente corto. Es de aclarar que lo tiempos en explosivos se miden en milisegundos (1 segundo = 1000 ms).

Esa presión repentina, cuando el explosivo detona, presenta una liberación colosal de forma instantánea en formato de onda de choque en un instante muy infinitesimal y, el producto generado es la destrucción de los objetos circundantes en vez de desplazarlos, esto es conocido como “potencia rompedora”.

Las pruebas físicas para su determinación son realizadas bajo el agua teniendo en cuenta la teoría hidrodinámica; en la cual los productos de expansión (W) solo alcanzan el 25% de la VOD del explosivo.

La presión de detonación es función de la densidad y VOD del explosivo en cuestión, (no de la masa):

Donde:

PD           = Presión de detonación [kbar]
ρ_e            = Densidad del explosivo [gr/cm³]
VOD        = Velocidad de detonación [m/s]
W            = Velocidad de partícula (productos) [m/s]
10^-5        = Factor de conversión

Al ser organizada y con los reemplazos adecuados en la ecuación anterior podemos llegar a la expresión en Sistema Internacional (SI) en Megapascales [Mpa]. Para los explosivos comerciales estos valores se sitúan entre 500 y 1500 MPa.

Donde:

PD           = Presión de detonación [MPa]
ρ_e            = Densidad del explosivo [gr/cm³]
VOD        = Velocidad de detonación [m/s]
10^-3        = Factor de conversión

La utilidad de la presión de detonación es variada, aquí se presentan unos cuantos datos para tener en cuenta:

1. El nivel de estrés del material a fracturar; en materiales blandos porosos se recomienda la utilización de explosivos con una presión de detonación baja y, por el contrario, si el material a romper o cortar es duro, se necesitará un explosivo que genere una presión detonación alta y onda de choque de gran amplitud.
2. Otro aspecto en el cual puede inferir directamente la presión de detonación es la selección de la carga inicial que garantice una iniciación acertada y fiable de explosivos no ideales (ANFO), es así como, la presión de detonación de la carga inicial deberá superar la presión de detonación de la carga explosiva principal, esto puede ser significativo cuando se trabaja con Agentes de Voladura (AV) y su régimen de VOD a lo largo de la columna.
3. En Voladuras Especiales se debe tener relativo cuidado al escoger el explosivo para sus faenas, aquí el poder rompedor (brisancia) del explosivo debe ser comparado de forma indirecta con la resistencia de los diferentes materiales (ejemplo la resistencia a la compresión simple) a volar, fragmentar, romper o cortar; estos deben ser muy inferiores al ofrecido por el explosivo en el momento de la detonación.

Por Henry Mauricio Cabrera Morales – Ingeniero Civil – Especialista en Gerencia Integral de Obra – Especialista en Técnicas de Voladura de Obras de Ingeniería Civil y Militar – Especialista en Administración Financiera.

Gerente Voladuras Controladas de Colombia SAS