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Detonadores electrónicos. Análise comparativa de sistemas de iniciação(CONFERÊNCIA: TECNOLOGIAS INOVADORAS DE DESMONTE E ESCAVAÇÃO DE ROCHA, Região Sul da Ordem dos Engenheiros, 10/04/2014) Pedro Bernardo ([email protected]) Eng. de Minas, MSc, PhD (Prof. Aux. do IST e Director Técnico e Comercial da ORICA MINING SERVICES PORTUGAL, SA)

Detonadores electrónicos. - ordemengenheiros.pt · “Detonadores electrónicos. ... pirotecnicos electricos não electricos electronicos) Rocha Dura Rocha Branda) Comparação técnica

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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)

  • Pirotcnicos

    Sistemas de iniciao (detonadores)

    Elctricos

    No-elctricos

    Electrnicos

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    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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  • 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

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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)

  • 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

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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

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    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

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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

  • Comparao tcnica

    funcionamento (desempenho)

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  • Comparao tcnica

    funcionamento (desempenho)

  • 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)

  • segurana ocupacional (relacionada com o trabalhador)

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    Comparao tcnica (segurana)

    FOGO

  • segurana ocupacional (relacionada com o trabalhador)

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    Comparao tcnica (segurana)

    1) Programao

    2) Disparo (remoto)

  • 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

    ?

  • 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)

  • 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)

  • 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.

  • segurana ambiental (efeitos nas imediaes vibraes)

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    Comparao tcnica (segurana)

  • segurana pblica (SECURITY)

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    Comparao tcnica (segurana)

  • 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)

  • segurana pblica (SECURITY)

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    Comparao tcnica (segurana)

    SHOCK

    TUBE ELECTRIC

    ELECTRONIC

    Energy Energy Energy + Information

  • 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.

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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

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  • obrigado!...

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