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Detonadores electrnicos. Anlise comparativa de sistemas de
iniciao
(CONFERNCIA: TECNOLOGIAS INOVADORAS DE DESMONTE E ESCAVAO DE
ROCHA,
Regio Sul da Ordem dos Engenheiros, 10/04/2014)
Pedro Bernardo ([email protected])
Eng. de Minas, MSc, PhD
(Prof. Aux. do IST e Director Tcnico e Comercial da ORICA MINING
SERVICES PORTUGAL, SA)
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Pirotcnicos
Sistemas de iniciao (detonadores)
Elctricos
No-elctricos
Electrnicos
(pe
dro
.be
rna
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oric
a.c
om
)
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Detonadores para que servem?
DIAGRAMA DE FOGO materializao de todos os trabalhos a
realizar,
nas frentes de desmonte, com o intuito de proceder escavao
de
uma rocha dura (aquela que no permite, em tempo til e
a custo aceitvel, o desmonte mecnico).
Tambm designados
por pegas de fogo,
compreendem o
conjunto de furos
carregados com
explosivo com uma
determinada
sequncia de disparo.
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)
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Detonadores para que servem?
servem para verificar os atrasos entre detonaes das cargas
necessrios, do ponto de vista ambiental e do desempenho
dessas
cargas explosivas aplicadas:
ambiental desempenho
(pe
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Detonadores para que servem?
controlo de volumes de
influncia de/em cada furo :
desempenho
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)
1
(1: pr-corte, 2: desmonte)
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Comparao tcnica
evoluo
1831 Rastilho (mecha lenta)
1863 1 Detonador (pirotcnico) - NOBEL
1895 Detonador elctrico
1907 (cordo detonante)
1950s Detonador elctrico microretardado
1970s Detonador no-elctrico
2000 Detonator electrnico
2010 O primeiro sistema wireless (electrnico)
para disparos a cu-aberto
(pe
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Comparao tcnica
custo relativo directo e imputao a nvel dos desmontes
(dados indicativos para 1 desmonte tpico de pedreira, bancada de
12 m)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
pirotecnicos electricos no electricos electronicos
Custo
de f
ura
o e
desm
onte
(EU
R/t
)
Rocha Dura Rocha Branda
0,7%
2,0%
3,7%
9,3% 9,2%
4,0%
2,0%
0,7%
0,0%
2,0%
4,0%
6,0%
8,0%
10,0%
pirotecnicos electricos no electricos electronicosIm
puta
o d
o c
usto
dos d
eto
nadore
s
(% d
o c
usto
tota
l de d
esm
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)
Rocha Dura Rocha Branda
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Comparao tcnica
comparao e ajustamento (via diagrama de fogo) de custos
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Comparao tcnica
comparao e ajustamento (via diagrama de fogo) de custos
TRABALHOS RECENTES DA ORICA PORTUGAL (casos reais)
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Comparao tcnica
funcionamento (accionamento)
Detonadores Pirotcnicos Elctricos No elctricos Electrnicos
Caractersticas
Trmico atravs de
rastilho, cortado e
apenso cpsula
muito pouco fiveis,
ainda menos seguros
e tecnicamente
indesejveis, a nvel
de retardos
Trmico via
inflamao de um
filamento percorrido por
correntes elctricas de
baixa (hoje banidos), de
mdia (os mais usados)
ou de alta intensidade
(usados apenas em
trabalhos subterrneos)
Mecnico por intermdio
de um impacto, provocado
pela propagao de uma
onda de choque, que
conduzida num tubo
impregnado de uma nfima
(2 mg/m) quantidade de
explosivo (HMX) e de
sensibilizante (alumnio)
Trmico, protegido por um
sistema electrnico, pois a
inflamao do filamento
percorrido por uma corrente
elctrica, s acontece
quando um CHIP contido no
detonador d informao
que aquela pea com um
cdigo nico pode disparar
v =1 cm 1 s
ms erro (5/10%?)
= ms (sem erro)
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Comparao tcnica
funcionamento (desempenho no elctrico???)
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17 ms
25
ms
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Comparao tcnica
funcionamento (desempenho)
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Comparao tcnica
funcionamento (desempenho)
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segurana ocupacional (relacionada com o trabalhador)
Detonadores Pirotcnicos Elctricos No elctricos Electrnicos
Caractersticas
Muito baixa, devido
ao atraso do
rastilho que tem de
ser iniciado
presencialmente
(por uma pessoa) e
nem sempre
apresenta a
mesma velocidade
de combusto
Melhora
relativamente ao
anterior, mas so
sensveis a
correntes esprias
(errticas) que
podem iniciar de
forma extempornea
o desmonte,
provocando
acidentes
Melhora muito em
relao ao anterior,
mais robusto (tudo no
elctrico mais resistente
que o fio elctrico) mas
no permite a
verificao prvia e
inequvoca do estado
de funcionamento das
ligaes e
detonadores
Melhora totalmente e intrisecamente
seguro, pois so insensveis a
correntes esprias e o sistema
defendido por um chip que s pode ser
accionado por uma determinada
BLAST BOX, que recebe informao
de um determinado LOGGER. Alm
disso permite disparos remotos (
distncia), at 2 km, defendendo o
homem que procede ao disparo de
projeces
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Comparao tcnica (segurana)
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segurana ocupacional (relacionada com o trabalhador)
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Comparao tcnica (segurana)
FOGO
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segurana ocupacional (relacionada com o trabalhador)
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Comparao tcnica (segurana)
1) Programao
2) Disparo (remoto)
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segurana ocupacional (relacionada com o trabalhador)
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Comparao tcnica (segurana)
?
US Blasting
accidents
1978-2008
(Lobb & Verakis, MSHA)
82%
Positive contribution to safety
?
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segurana ambiental (efeitos nas imediaes vib. e projeces)
Detonadores Pirotcnicos Elctricos No elctricos Electrnicos
Caractersticas
Ineficaz no
permite
verificar
atrasos entre
furos, de forma
previsvel
(muito menos
nos intervalos
de tempo
necessrios,
na ordem dos
milisegundos)
Constituiu um avano
relativamente ao
ltimo pois permite
trabalhar com atrasos
a nvel de
milisegundos embora
com erros associados
ao elemento
retardador pirotcnico
e limitao do nmero
de atrasos por
desmonte (20)
Constituiu um avano
relativamente aos
ltimos pois tambm
permite trabalhar com
atrasos a nvel de
milisegundos embora
com erros associados
ao elemento retardador
pirotcnico e sem
limitao do nmero de
atrasos por desmonte
(infinitos atrasos)
Resolve o problema dos erros associados
ao elemento retardador, que deixa de
ser pirotcnico e passa a ser controlado
(o atraso) por um CHIP, sem limitao do
nmero de atrasos por desmonte (infinitos
atrasos) e sem o utilizador ficar preso a
atrasos standard (25 ms nos elctricos ou
17, 25, 42 ou 67 ms nos no elctricos). O
utilizador pode escolher qualquer atraso
(em intervalos de 1 ms) para evitar
quaisqer problemas com a frequncia das
vibraes e reduzindo as amplitudes
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Comparao tcnica (segurana)
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segurana ambiental (efeitos nas imediaes vibraes)
v
f vantagens: Amplitude (v - reduco)
Frequncia (f - controlo)
Modelao (melhora as regresses)
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Comparao tcnica (segurana)
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segurana ambiental (efeitos nas imediaes vibraes)
Modelao (melhora as regresses)
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Comparao tcnica (segurana)
A aplicao de um mtodo numrico de regresso linear lei de propagao
das
vibraes nos terrenos, obriga a aplicar logaritmos a ambos os
termos da equao,
de forma a transformar os expoentes em coeficientes.
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segurana ambiental (efeitos nas imediaes vibraes)
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Comparao tcnica (segurana)
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segurana pblica (SECURITY)
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Comparao tcnica (segurana)
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segurana pblica (SECURITY)
Detonadores Pirotcnicos Elctricos No elctricos Electrnicos
Caractersticas
Podem ser
usados por
qualquer
pessoa que
tenha uma fonte
de calor (por
exemplo 1
cigarro aceso)
Podem ser usados
por qualquer pessoa
que tenha uma
bateria ajustada ao
tipo de detonador
(por exemplo 1 pilha
de 9 V, para os mais
sensveis)
Podem ser usados
por qualquer pessoa
que tenha acesso a
um dos detonadores
anteriores, sem os
quais se torna muito
difcil iniciar este
sistema
S pode ser usado por quem possua um
LOGGER para programao do
detonador e uma BLAST BOX (com uma
chave digital nica, para cada BLAST
BOX) para o disparo, ambos especficos
da srie de detonadores que se pretende
iniciar (i-kon, UNITRONIC ou eDev)
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Comparao tcnica (segurana)
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segurana pblica (SECURITY)
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Comparao tcnica (segurana)
SHOCK
TUBE ELECTRIC
ELECTRONIC
Energy Energy Energy + Information
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Resumo (concluses)
princpios fundamentais da indstria
Os princpios fundamentais da indstria so:
Segurana (SAFETY FIRST - pessoas e bens),
Economia (viabilizando as actividades),
Bom aproveitamento dos jazigos (no recuperveis)
Proteco ambiental (preservar o meio para as geraes
seguintes).
Os princpios actuam em sentido inverso, j que uma actividade
industrial muito segura
pode ser cara e de mau aproveitamento, ou que uma muito econmica
pode ser
perigosa e ambientalmente opressiva.
A perfeio conseguida atravs do grau de equilbrio conseguido
entre os princpios
fundamentais.
(pe
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Resumo (concluses)
regras fundamentais da indstria
Equilbrio entre os princpios fundamentais,
Boa aplicao dos projectos,
Economia global,
Minimizao de custo de operaes diferentes,
Aperfeioamento permanente (tecnologia) e
Aproveitamento racional das condies naturais.
Torna-se fundamental a correcta aplicao dos mtodos, sendo
prefervel
um mtodo regular, bem aplicado e com continuidade, do que um
mtodo
"ptimo", mas que mal compreendido, imperfeitamente aplicado
ou
deficientemente gerido.
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Resumo (concluses)
A maioria dos casos
de optimizao econmica
(e ambiental) de diagramas
de fogo comea por corrigir
os erros cometidos no dia-a-
dia (desrespeito ao projecto),
nomeadamente:
Desvios na furao
(inclinao e posicionamento
dos furos na frente),
Erros nas cargas (tipo e
quantidade),
Erros na atribuio dos
tempos de retardo.
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Concluso da comparao efectuada
aplicaes preferenciais:
Pirotcnicos
Elctricos
No-elctricos
Electrnicos
eventualmente:
taqueio (1 bloco) ou
iniciao de dets.
no elctricos
Grandes pegas, mas:
sem requisitos
especiais de
fragmentao ou
sem problemas de
vibraes na
envolvente
eventualmente:
pequenas pegas e
sem problemas de
vibraes na envolvente
Grandes pegas, designadamente as:
com requisitos especiais de fragmentao
e/ou
com problemas de vibraes
na envolvente
(pe
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obrigado!...
(pe
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