Las investigaciones en voladuras de rocas por efectos de cargas explosivas, sobre modelos a escala, han dado origen a diversas teorías y han permitido notables avances en este campo. Sin embargo, no existe una teoría completamente satisfactoria que explique las respectivas acciones de las ondas de choque y de la presión del gas. El mecanismo de acción de las ondas de choque sobre la pared del barreno, la reflexión de éstas en las paredes del banco y la acción del gas producido en la detonación continúan siendo objeto de estudio por parte de los investigadores.

En tal sentido, el propósito de este trabajo es el de contribuir en la investigación de tales mecanismos, especialmente los relacionados con el fracturamiento que se produce en un barreno aislado luego de la acción de una carga explosiva detonada dentro de éste. Para ello se utilizó, como evidencia experimental, la morfología de superficies de fracturas obtenidas al romper, mediante ensayos estáticos y dinámicos, probetas y modelos reducidos de rocas y de plexiglas (PMMA).

Los resultados revelan, que las superficies de las fracturas producidas por efecto de cargas estáticas y dinámicas son bien definidas y que los eventos individuales, involucrados en la rotura del sólido, son esculpidos en la superficie de fractura. En ambos casos se aprecian marcas geométricas bien definidas que permiten establecer el origen, propagación y modo de producirse las fracturas.

El proceso de fracturamiento alrededor de un barreno aislado, en medio infinito, difiere en relación al grado de acoplamiento de la carga explosiva. Para cargas completamente acopladas, las fracturas no se inician en las paredes del barreno sino que comienzan, en una primera etapa, como un conjunto de grietas más o menos circulares, dispuestas en un anillo concéntrico, de espesor aproximadamente igual a dos veces el radio de la excavación.

Estas grietas, vistas en un plano normal a su propagación, forman, en el anillo, un sistema complejo de líneas curvas inclinadas aproximadamente 55 grados con la tangente; su trayectoria se ajusta a la ecuación de una espiral logarítmica. Al final de su crecimiento las grietas originan numerosas y pequeñas fracturas radiales que alcanzan longitudes aproximadamente iguales al radio de la excavación.

Desde el radio interno de este anillo surgen a su vez algunas grietas radiales que se dirigen hacia el barreno provocando fracturas abiertas. Si la carga no está acoplada, el anillo de grietas en espiral tiende progresivamente a desaparecer a medida que la relación de desacoplamiento aumenta. Las marcas de las fracturas en cada caso son diferentes e indican que en ningún caso hubo acción de "cuña" de los productos de la detonación, sino más bien una acción de esfuerzos tangenciales creados por empuje de las ondas de choque y por la presión del gas contra las paredes del barreno.

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¹ Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar, Escuela de Geología y Minas, Departamento de Minas, Noviembre 1990.