PLAN DE LECCIÓN EXPLOSIVOS Autores ÁNGELA MARÍA MORENO MARÍN CARLOS ANDRÉS CAMACHO ELIANA USMA VILLA PLAN DE LECCIÓN Programa: Explosivos Curso: Salud Ocupacional Lección 1: Concepto de explosivo Clasificación Medidas de prevención de riesgos Marco legal Duración Sugerida: 30 minutos Materiales: Documentos informativos, ambientes de aprendizaje y equipos de cómputo. Propósito: Capacitar y Lograr que los compañeros del grupo, tecnólogos (en formación) de gestión logística, identifiquen los riesgos y las consecuencias que puede traer un accidente con explosivos; de igual manera que aprendan a identificarlos y manipularlos. EXPLOSIVO Concepto: Composición o mezcla de dos sustancias, una explosiva y otra no-explosiva. Son dos sustancias, una oxidante, y otra reductora. Son productos químicos que encierran un enorme potencial de energía, que bajo la acción de un fulminante u otro estímulo externo reaccionan instantáneamente con gran violencia. Se fabrican con diferentes potencias, dimensiones y resistencia al agua, según se requiera. Pictogramas Historia: En tiempos de paz los explosivos se utilizan principalmente para voladuras en minería y en cantería, aunque también se utilizan también en fuegos artificiales, en aparatos de señalización y para hacer remaches y moldear metales. Los explosivos se utilizan también como propulsores para proyectiles y cohetes, como cargas explosivas para la demolición, y para hacer proyectiles, bombas y minas. El primer explosivo conocido fue la pólvora, llamada también polvo negro. Empezó a utilizarse hacia el siglo XIII y fue el único explosivo conocido durante siglos. Los nitratos de celulosa y la nitroglicerina, ambos descubiertos en 1846, fueron los primeros explosivos modernos. Desde entonces, nitratos, compuestos de nitrógeno, fulminatos y azidas han sido los principales compuestos explosivos utilizados por separado o mezclados con combustibles y otros agentes. El trióxido de xenón, que fue el primer óxido explosivo, se desarrolló en 1962. Un explosivo genera: 1. Un fuerte efecto de impacto. 2. Un gran volumen de gases que se expanden con gran energía. Características generales. Las características básicas de un explosivo son las siguientes: Estabilidad química. Sensibilidad. Velocidad de detonación. Potencia explosiva. Densidad de encartuchado. Resistencia al agua. Humos. 1. Estabilidad química: Es la aptitud que el explosivo posee para mantenerse químicamente inalterado durante un cierto periodo de tiempo. Esta estabilidad con la que el explosivo parte de fábrica se mantendrá sin alteraciones mientras las condiciones de almacenamiento sean adecuadas. Las pérdidas de estabilidad en los explosivos se producen bien por un almacenamiento excesivamente prolongado o bien porque las condiciones del lugar no sean las adecuadas. Los explosivos con nitroglicerina si pierden su estabilidad química puede significar que la nitroglicerina se ha descompuesto. El cartucho suda o se observan manchas verdes en la envoltura. En este caso el peligro es inminente y es imprescindible la destrucción de este explosivo. 2. Sensibilidad: Se define la sensibilidad de un explosivo como la mayor o menor facilidad que tiene un explosivo para ser detonado. Se dice por lo tanto que un explosivo es muy sensible cuando detona sin dificultades al detonador y a la onda explosiva que se produzca en sus cercanías. Un explosivo insensible es todo lo contrario. Existe otro concepto de sensibilidad debido a experimentos realizados en los laboratorios, donde se realizan la sensibilidad al detonador, sensibilidad a la onda explosiva, sensibilidad al choque y sensibilidad al rozamiento. De estas las dos primeras son deseadas, mientras que las dos últimas son sensibilidades indeseadas. Sensibilidad al detonador. Todos los explosivos industriales precisan para su iniciación como norma general de la detonación de otro explosivo de mayor potencia. Este explosivo puede ir colocado dentro de un detonador, de un cordón detonante o de un multiplicador, según el procedimiento que sigamos para la iniciación de la explosión. Si algún explosivo no fuera sensible al detonador, entonces los multiplicadores salvarían esta pega, aunque el 99% de los explosivos que actualmente se fabrican son sensibles al detonador. Sensibilidad a la onda explosiva. Se basa en determinar la máxima distancia a que un cartucho cebado trasmite la detonación a otro cartucho receptor. Colocamos cartuchos en línea y ambos a continuación del otro, separados una determinada distancia d. Pero lo que sucede en realidad es que al cargar los barrenos entre cartucho y cartucho pueden haber materias inertes que siempre dificultan la propagación y a veces llegan a anularla. Por esta razón la norma indica que “la carga cuando se trate de explosivos encartuchados estará constituida por una fila de cartuchos en perfecto contacto unos con otros.” Cartucho cebado: Cartucho con detonador. (Es el cartucho madre). Sensibilidad al choque. Los diferentes tipos de explosivos industriales pueden ser o no sensibles al choque, lo cual no quiere decir otra cosa que en algunos explosivos se puede producir su iniciación por un fuerte impacto. La forma de determinar la sensibilidad al choque se hace mediante una maza que se coloca a una determinada altura con una masa definida, se mide la altura hasta que el explosivo explota. Sensibilidad al roce. Al igual que con la sensibilidad al choque existen algunos explosivos que son sensibles al rozamiento. Es por esto que existe un ensayo normalizado que nos indica si un explosivo es sensible o no al rozamiento, y en caso de serlo en qué grado lo es. Este ensayo se realiza con una máquina provista de un objeto cuyo coeficiente de rozamiento conocemos. La sensibilidad se conoce pasándolo por la longitud de todo el explosivo cada vez con mayor intensidad hasta que el explosivo explote. 3. Velocidad de detonación. V = velocidad buscada. v = Velocidad de mecha. (Conocida). t = BC + CE = BE (1) Vvv BC = BE - CE V = BC. V (2) V v BC - CE La velocidad de detonación es la característica más importante del explosivo. Grande sea la velocidad de detonación del explosivo, tanto mayor es su potencia. Se entiende por detonación de un explosivo a la transformación casi instantánea de la materia sólida que lo compone en gases. Esta transformación se hace a elevadísimas temperaturas con un gran desprendimiento de gases, casi 10.000 veces su volumen. 4. Potencia explosiva: La potencia puede definirse como la capacidad del explosivo para realizar su función. Depende por un lado de la composición del explosivo, pese a que siempre es posible mejorar la potencia con una adecuada técnica de voladura. Para la medida de la potencia de un explosivo existen en el laboratorio diferentes técnicas de las cuales es la más empleada la del péndulo balístico. Por este procedimiento se mide la potencia de un explosivo en porcentaje en relación con la goma pura, a la que se le asigna por convenio la potencia del 100 %. 5. Densidad de encartuchado: Es también una característica importante de los explosivos, que depende en gran parte de la granulometría de los componentes sólidos, y tipo de materias primas empleadas en su fabricación. 6. Resistencia al agua: Se pueden diferenciar tres conceptos: Resistencia al contacto con el agua. Resistencia a la humedad. Resistencia al agua bajo presión de la misma. Se entiende por resistencia al agua o resistencia al contacto con el agua a aquella característica por la cual un explosivo sin necesidad de envuelta especial mantiene sus propiedades de uso inalterables un tiempo mayor o menor, lo cual permite que sea utilizado en barrenos con agua. 7. Humos: Se designa como humos al conjunto de los productos resultantes de una explosión, entre los que se encuentran gases, vapor de agua, polvo en suspensión, etc. Estos humos contienen gases nocivos como el óxido de carbono, vapores nitrosos, etc. Para los trabajos subterráneos la composición del explosivo debe tener una proporción suficiente de O2 capaz de asegurar la combustión completa. CLASIFICACIÓN DE LOS EXPLOSIVOS Los explosivos pueden clasificarse según diferentes criterios: Según su naturaleza química los explosivos pueden clasificarse como orgánicos, inorgánicos u organometálicos. Dentro de los primeros se pueden clasificar también como nitro-hidrocarburos, nitro-aminas o ésteres nítricos. Según su velocidad de reacción se pueden clasificar como iniciadores o detonadores, multiplicadores, rompedores y propulsores. Clasificación según su naturaleza química: Orgánicos: Son compuestos que se obtienen mediante nitración de sustancias orgánicas. Su manipulación es segura y se activan mediante un iniciador o cebo. Inorgánicos: Son componentes de las pólvoras y son directamente explosivos. Ejemplos de estos son el clorato de potasio KClO3, el nitrato de potasio KNO3 o el nitrato amónico NH4NO3. Organometálicos: Se usan como cebos o iniciadores de otros explosivos. En general son de estructura muy inestable y por ello su descomposición explosiva es endotérmica o poco exotérmica. Tienen carácter de detonantes y basta el choque para su descomposición. Entre ellos tenemos el fulminato de mercurio ONC-Hg-CNO, o la azida de plomo (N3)2Pb. Clasificación según la velocidad de la reacción de explosión: Iniciadores o detonadores: Son muy sensibles a acciones externas. Detonan y el fenómeno se propaga a alta velocidad (superior a 10.000 m/s). Suelen ser organometálicos. Multiplicadores: Explosionan y se usan como amplificadores del iniciador. Entre estos tenemos la tetralita, el exógeno y la pentrita, que son nitroaminas. Rompedores: Explosionan pero se usan directamente para provocar efectos mecánicos de rotura. Como ejemplo citaremos el TNT, la nitroglicerina, y el ácido pícrico, que son nitrohidorcarburos. Propulsores (explosivos balísticos o pólvoras): El fenómeno se propaga con una velocidad de explosión lenta. Deflagran con velocidad inferior a 100 m/s. Entre los de naturaleza inorgánica encontramos la pólvora negra (nitrato de potasio, carbono y azufre), o la pólvora sin humo (nitrocelulosa). EXPLOSIVOS MÁS PELIGROSOS Pólvora negra: Probablemente sea el único explosivo que puede adquirirse fácil y legalmente en cantidades apreciables. Esta pólvora debe comprimirse lo máximo posible, ya que en caso contrario arderá. Se puede detonar mediante calor o llama. Daño: 1. Pólvora explosiva: Una fórmula refinada de la anterior, empleada en la minería comercial. Daño: 2. Nitroglicerina: La nitroglicerina es un líquido claro y oleoso. Es bastante potente, pero también muy inestable. De hecho, es fácil que explote espontáneamente si se la somete a sacudidas tales como la de un personaje corriendo con ella en el bolsillo. También detonará si se la expone al calor o a la llama. Daño: 3. Dinamita: También conocida como Trinitrotolueno (TNT); se trata de nitroglicerina estabilizada en un compuesto absorbente y elaborada en cartuchos. La dinamita sujeta a cambios de temperatura durante un período extenso "suda" nitroglicerina pura e inestable. La que se produce industrialmente hoy en día sólo puede detonar con un compuesto especial, y puede prenderse con seguridad como una bengala de emergencia. Daño: 3 por cartucho. Explosivo plástico: Explosivo plástico es un término genérico que se emplea para describir compuestos similares, como el C-4 estadounidense o el Semtex checo, estables y flexibles. Estos explosivos arden sin detonar. Sólo es posible hacerlos estallar con una carga secundaria, como una cápsula explosiva o un cable impregnado. Estos explosivos se pueden moldear como la arcilla y son los preferidos en aplicaciones militares. Daño: de 1 a 20, dependiendo de cada compuesto. Cable impregnado: También conocido como mecha instantánea. Se trata de un compuesto explosivo especializado fabricado en carretes similares a las cuerdas; se emplea para detonar cargas separadas de forma simultánea. También puede usarse como carga principal en algunas situaciones, como la ala de un árbol, si se tiene la experiencia (Demoliciones 3 o más). El cable impregnado puede hacerse estallar con una carga de preparación o una llama. Daño: 1 cada dos metros. Cápsulas explosivas: Se trata de pequeñas cargas detonadas mediante una llama o una corriente eléctrica. A veces pueden estallar en presencia de fuertes campos magnéticos (a elección del Narrador). Daño: 4 si el personaje la sostiene en el momento de la explosión, aunque a unos 30 cm. no hay efecto alguno. Napalm: El Napalm es gasolina espesada para hacerla pegajosa. Puede apagarse mediante la inmersión total o la privación de oxígeno, pero en cualquier otro caso arde indefinidamente. (En términos de juego; entre 5 y 10 minutos son irrelevantes después de los primeros 20 niveles de daño agravado). Es posible encenderlo con cualquier cosa que prenda la gasolina normal. La bomba atómica: es un dispositivo que obtiene una enorme energía de las reacciones nucleares. Su funcionamiento se basa en provocar una reacción nuclear en cadena no controlada. Se encuentra entre las denominadas armas de destrucción masiva y su explosión produce una distinguida nube en forma de hongo. La bomba atómica fue desarrollada por Estados Unidos durante la II Guerra Mundial, y es el único estado que ha hecho uso de ella contra población civil (en 1945, contra las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki). MEDIDAS DE PREVENCIÓN DE RIESGOS Almacenamiento de explosivos Nunca Permita ingresar personal al polvorín con cerillas, cualquier fuente de ignición o teléfonos celulares. Trate de hacer reparaciones en el polvorín con material explosivo en su interior. Permita almacenar combustibles cerca del polvorín Almacene fulminantes ni detonadores junto a material explosivo. Cambie las condiciones de temperatura de almacenamiento del material explosivo (tenga en cuenta la ficha de seguridad del producto a almacenar) Siempre coloque señales visibles y claras que informe que el polvorín contiene explosivos y debe mantenerse alejado. mantenga un sistema de rotación de material, los materiales más antiguos deben usarse primero guarde los explosivos y accesorios en el polvorín. mantenga el polvorín limpio, seco, ordenado y bien ventilado Transporte de explosivos Nunca Estacione vehículos que transportan materiales explosivos cerca de áreas con personal. deje solo el vehículo que contiene material explosivo. haga reparaciones al vehículo que contiene material explosivo, sin antes descargarlo Siempre Mantenga por lo menos 30 metros de distancia mínima entre vehículos cargados de explosivos. Cumpla las leyes y regulaciones de transporte de materiales explosivos. NTC 1692. Cargue y descargue los vehículos que contienen explosivos con mucho cuidado Manipulación de explosivos Nunca Maneje materiales explosivos durante una tormenta eléctrica. Use materiales explosivos si no conoce las normas de seguridad y uso, consulte al supervisor calificado. Trate de extinguir incendio nitrato de amonio. Incendio donde estén involucrados materiales explosivos. Desaloje a todo el personal del área y ubíquelo en un lugar seguro Utilice instrumentos metálicos para abrir los empaques de material explosivo. Saque material explosivo de su empaque si no se va a usar. Introduzca explosivos en sus bolsillos. Mezcle explosivos diferentes en un mismo empaque Investigue el interior de un fulminante o detonador. Golpee materiales explosivos. Exponga los explosivos a un impacto a fricción. Dispare armas de fuego contra explosivos, polvorines, o vehículos que contienen explosivos Siempre Mantenga alejado los explosivos de niños, personal no autorizado y animales. Cierre los empaques de explosivos parcialmente usados. Almacene explosivos en su empaque original. Use los explosivos permitidos por la ley. MARCO LEGAL Obligaciones: Contar con las Autorizaciones para la utilización de explosivos y la Licencia de manipulador de explosivos que otorga la Dirección de Control de Servicios de Seguridad, Control de Armas, Municiones y Explosivos (DICSCAMEC), sin perjuicio de las autorizaciones que la Autoridad Sectorial disponga. Organismos Oficiales. El Ministerio de Defensa Nacional Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) (en caso de uso en las minas) Instituto Nacional de Normalización (I. N. N) Disposiciones Legales. Ley N° 17.798, de fecha 21 de Octubre de 1972, y sus reglamentos complementarios, que establece el control de armas y explosivos. Reglamento de seguridad minera. Decreto N°132, de fecha 7 de febrero del 2004. (en caso de uso en las minas) Normas oficiales de la República del Instituto Nacional de Normalización.