Una de las condiciones que se busca al iniciar una voladura es, que cada una de las cargas realice su trabajo independiente y que contribuya en conjunto a una buena fragmentación, esponjamiento y un movimiento adecuado del material a beneficiar; para lograr ese resultado el explosivo debe obtener un régimen de detonación constante a lo largo de la columna.
Las solicitaciones anteriores dependen de las características propias del material explosivo, entre ellas la densidad, la VOD, el confinamiento, la reactividad de sus componentes y una muy importante que es el Diámetro Crítico; este es un factor geométrico de la carga como tal.
Entonces está definido como el diámetro transversal más pequeño al cual se propagará la detonación a lo largo de una columna cilíndrica de ese explosivo. El diámetro crítico de la carga confinada es por lo general más bajo que el diámetro crítico de un explosivo que no está confinado (ejemplo al aire).
El diámetro crítico se obtiene experimentalmente intentando iniciar la detonación en varias muestras de diámetro del producto, y midiendo las diferentes velocidades de consumo del explosivo a lo largo de la carga.
Otra forma de determinarlo es utilizar la ecuación (Sun, Ch. et al) que relaciona la velocidad de detonación con el diámetro de la carga de explosivo:
Donde:
VD = Velocidad de detonación
VDi = Velocidad de detonación ideal
b = Constante relacionada con las propiedades del explosivo
d = Diámetro de la carga de explosivo [d ≥ dcr]
dcr = Diámetro crítico de la carga de explosivo
Una característica esencial de las dinamitas (únicos explosivos) debido a su sensitividad y grado de transmisión de onda, es su capacidad de sostener la detonación completa de la columna explosiva en el barreno (taladro); el diámetro crítico de algunos de los Hidrogeles o Emulsiones sensibles (detonador fuerza 8) es aproximado de 26 mm (1 in); para la mayoría de gama de los Agentes de Voladura (AV) se sitúa superior a 75 mm (3 in). Los explosivos de menor diámetro crítico son los Cordones Detonantes, comúnmente varían entre 2 – 10 mm y, por lo general utilizan explosivo tetranitrato de pentaeritritol (PETN).
Un sinónimo muy utilizado en castellano para Diámetro Crítico es “Calibre Crítico”, que también hace referencia la distancia geométrica transversal de la carga explosiva; los fabricantes en sus presentaciones comerciales encartuchadas ofrecen diámetros iguales o superiores al crítico y, en explosivos a granel los diámetros de taladro o barreno deben ser escogidos teniendo también este criterio.
Dentro de las aplicaciones en Voladuras Especiales para cargas conformadas, cortes de cartuchos o fragmentos de estos para obtener cargas precisas en los barrenos no se deben realizar en forma longitudinal (solo transversal), porque podrían dar lugar a un calibre inferior al crítico y, producirse un fallo en la voladura.
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