Este documento describe las técnicas de voladura utilizadas en la excavación de rocas, incluidos los cortes quemados y las explosiones secuenciales con retardos. Explica que la mala voladura causa daños innecesarios y mayores costos, pero que existen herramientas para minimizar el daño si se aplican correctamente. Sin embargo, estas técnicas no se usan ampliamente debido a la falta de comunicación entre los especialistas en voladura y los que toman las decisiones. Se necesita mejorar la comunicación y fomentar la

1. Daños explosivos en las rocas.
Figura 1: La comparación entre los resultados obtenidos por pre ruptura con explocivos (lado
izquierdo) y explocion en masas normales para una superficie de la excavacion en rocas foliadas
metamorficas conformada por paneles.
En la perforación y voladura subterranea de hoy en la que se utilizan máquinas de perforación de
múltiples aguilones (brazos), el método más conveniente para crear el vacío inicial es el corte
quemadura. Esto implica la perforación de un patrón de agujeros paralelos cuidadosamente
espaciados que son cargados con poderosos explosivos los cuales son detonados secuencialmente
con milisegundos de retraso. Una detallada discusión en el diseño de los cortes quemadura esta
dado por Hagan (1980).
Una vez que el vacío se ha creado para toda la longitud de la profundidad por la explosión o
'empujon', el siguiente paso es romper la roca progresivamente en este vacío. Esto es
generalmente alcanzado por la detonación secuencial en agujeros paralelos cuidadosamente
espaciados, con retardo de medio segundo. El propósito de utilizar tales retrasos largos es para
asegurar que la roca roto por cada barreno (hueco en donde se ponen los explosivos) explotado
tiene tiempo suficiente para desprenderse de la roca circundante y para ser expulsado en el túnel,
dejando el vacío necesario en el cual romperá la próxima explosión.
Un paso final es el uso de una explosión suave en la que orificios del perímetro ligeramente
cargados se detonaron simultáneamente con el fin de quitar del medio hasta un metro de roca
restante, dejando limpia la superficie de la excavación.
Los detalles de tales explosiones en el túnel se indican en la Figura 2. El desarrollo del corte
quemadura se ilustra en la Figura 3 y la secuencia de la detonación y la fractura del resto de la
explosión se muestra en la Figura 4. Los resultados obtenidos se ilustran en una fotografía
reproducida en la Figura 5. En este proyecto en particular, una reducción significativa en la
cantidad de apoyo instalado en el túnel se logró como resultado de la aplicación del diseño de
voladura que se muestra en la Figura 2.

2. Figura 2: barreno patrón y la carga de datos utilizados por Balfour Beatty - Nuttall en el proyecto
hidroeléctrico Victoria en Sri Lanka. Los números romanos se refieren a la secuencia de detonación
de los retrasos de milisegundos en el corte quemadura, mientras que números arábigos se
refieren a los retrasos de medio segundo en el resto de la explosión.

3. Figura 3 Desarrollo de un corte quemadura con retrasos de milisegundos

4. Figura 4: El uso de medio segundo de retraso en la explosión principal y explosiones suaves en el
perímetro de un túnel.

5. Figura 5: Resultados obtenidos mediante voladura bien diseñado y cuidadosamente controlado en
un túnel de 19 metros de diámetro en la roca metamórfica de paneles en el proyecto
hidroeléctrico Victoria en Sri Lanka. Tenga en cuenta que no se requiere ningún apoyo en este
túnel como resultado del daño mínimo infligido a la roca. Fotografía reproducida con la
autorización de la Administración de Desarrollo de Ultramar británicos y de Balfour Beatty -
Nuttall.
Un punto final sobre la voladura en excavaciones subterráneas es que rara vez es práctico usar pre
ruptura con explocivos, salvo en el caso de una operación de escalonado. En la pre ruptura con
explocivos, los agujeros paralelos estrechamente espaciados (similares a los números 9, 10 y 11 en
la Figura 2) son detonados antes de la explosión principal en lugar de después, como en el caso de
una explosión suave. Dado que una ráfaga de precorte llevado a cabo en estas circunstancias tiene
que tener lugar en roca casi completamente intacto que también puede ser sometido a tensiones
inducidas relativamente altas, las posibilidades de crear una línea de ruptura no son muy buenos.
Las grietas, que deben limpiarse en el trasscurso de un agujero a otro, con frecuencia se desviará
en la dirección de alguna debilidad preexistente como foliación. Por estas razones, se prefiere la
voladura perimetral a la voladura de pre-corte para las operaciones de construcción de túneles.
En el caso de pendientes rocosas como las de minas a cielo abierto, la tendencia hoy en día es el
uso de barrenos de gran diámetro en una separación relativamente grande. Estos agujeros son
generalmente detonadas con retrasos de milisegundos que han sido diseñados para volarse fila
por fila. Por desgracia, la dispersión de los tiempos de retardo de los sistemas de limpieza a cielo
abierto más utilizados, a veces puede hacer que los barrenos exploten fuera de secuencia, y esto
puede producir pobres fragmentaciones, así como graves daños a la roca que son resultado de
formar pistas estables.

6. Estan disponibles sistemas de retardo de fondo de pozo los cuales pueden reducir los problemas
asociados con la detonación de las cargas en barrenos de gran diámetro, pero los ingenieros de
voladuras a cielo abierto son reacios a utilizarlos debido a las complicaciones agregadas de trazar
el patrón de voladura, y también por el temor de cortes debido a fallas de la tierra causado por las
voladuras de barrenos anteriores. Existe una clara necesidad de un mayor desarrollo de la
tecnología y la aplicación práctica de retrasar la detonación del banco de voladura, en particular
para las grandes explosiones que se requieren en las operaciones de minería a cielo abierto.
Diseño y control de voladuras
Si bien hay espacio para la mejora en las técnicas actuales utilizadas en la limpieza, muchas de las
técnicas existentes, si se aplica correctamente, se podría utilizar para reducir el daño de explosión
en superficie y excavación en roca subterráneo. Como se señaló anteriormente, las malas
comunicaciones y la renuencia a participar por parte de la mayoría de los ingenieros, significa que
las buenas prácticas de voladura no se utilizan generalmente en proyectos de ingeniería civil y
minería.
¿Qué puede hacerse para mejorar la situación? En opinión del autor, la necesidad más crítica es
una importante mejora en las comunicaciones. La información actualmente disponible sobre el
control de daños de voladura o es claramente insuficiente, como en el caso de manuales de
voladura publicados por los fabricantes de explosivos, o que se oculta en revistas técnicas o textos
que no son leídos por los ingenieros en ejecución de voladura. idealmente, lo que se requiere es
un libro claro y conciso, que establezca los principios de diseño de voladuras y control en un
lenguaje ni ambiguo, ni matemático. En caso contrario, una serie de artículos, en un lenguaje
similar llano, publicado en revistas especializadas, sería de gran ayuda.
Además de la mejora gradual en la comprensión de las causas y de control de daños explosión que
se consigue mediante la mejora de las comunicaciones, también hay una necesidad de una acción
más urgente por parte de los ingenieros involucrados en proyectos de excavación de roca. Estos
ingenieros, que deben ser conscientes de los daños infligidos por la mala voladura, al menos,
deben tener una línea mucho más fuerte con los propietarios, gerentes, contratistas y capataces
en el ámbito de la voladura. Mientras que estos ingenieros pueden no sentirse a sí mismos como
competentes para rediseñar las explosiones, pueden ser capaces de convencer a los otros partidos
a buscar el consejo especialista en voladura. Fabricantes de explosivos por lo general pueden
suministrar esos servicios especializados, o pueden recomendar personas que van a ayudar a
mejorar el diseño explosión. Dicho sea de paso, además de reducir el daño de voladura, una
explosión bien diseñado es generalmente más eficiente y puede proporcionar una mejor mejores
condiciones de pilas de escombros fragmentación y al mismo costo.

7. Conclusión
El daño no necesario está siendo causado a ambos túneles y excavaciones superficiales por la mala
voladura. Este daño resulta en una disminución en la estabilidad que, a su vez, se suma a los
costos del proyecto por la exigencia de mayores volúmenes de excavación o un mayor apoyo de
rocas. Estan disponibles las herramientas y técnicas para minimizar este daño, pero éstas no se
aplican ampliamente, ya sea en la minería y las industrias de ingeniería civil debido a la falta de
conciencia de los beneficios que se pueden obtener, y el temor de los costos involucrados en la
aplicación de tecnicas de la voladura controlada. Hay una necesidad urgente de mejorar las
comunicaciones entre los especialistas en explosivos que son competentes para diseñar sistemas
óptimos de voladura y los propietarios, gerentes y capataces de voladura que se encargan de la
ejecución de estos diseños.
Las organizaciones de investigación que participan en el trabajo de voladura también deben
reconocer la actual falta de comunicación efectiva , y además de su trabajo en la mejora de las
técnicas de voladura, deberían estar más dispuestos a participar en los programas de campo
orientados a la cooperación con la industria. No sólo las organizaciones adquirieren conocimientos
prácticos invaluable, pero si estan trabajando lado a lado con otros ingenieros, que van a hacer
mucho para mejorar el conocimiento general de lo que puede lograrse mediante buenas prácticas
de voladura.