Cos'è la velocità di detonazione (V.O.D.)?
Definizione, fisica, valori tipici e motivi per cui la V.O.D. è la metrica prestazionale più citata per un alto esplosivo.
Definition
La velocità di detonazione (abbreviata in V.O.D.) è la velocità con cui il fronte d'onda di detonazione si propaga attraverso un esplosivo detonante. Si tratta di una proprietà di regime stazionario di una detonazione autosostenuta, distinta dalla velocità di combustione di una deflagrazione.
Per un determinato esplosivo, la velocità di detonazione (V.O.D.) dipende dalla sua formulazione, dalla densità, dalla granulometria, dal diametro della carica e dal grado di confinamento. Anche fattori ambientali, quali le infiltrazioni d'acqua e le pressioni statica e dinamica, influiscono sul valore effettivamente raggiunto in campo.
Unità e ordini di grandezza
La V.O.D. si esprime in metri al secondo, chilometri al secondo o piedi al secondo. Gli esplosivi industriali sfusi detonano tipicamente a velocità comprese tra circa 3.000 e 6.500 m/s.
Gli esplosivi militari ad alto potenziale, come le miscele a base di TNT, RDX o HMX, possono superare gli 8.000 m/s. I cordoni detonanti si collocano in un intervallo compreso approssimativamente tra i 6.000 e i 7.500 m/s, a seconda del carico del nucleo.
Perché misurare la V.O.D. ?
La V.O.D. (velocità di detonazione) determina le modalità di rilascio dell'energia da parte dell'esplosivo, sotto forma di una combinazione di energia d'urto ed energia di spostamento (o di sollevamento). Tale equilibrio influisce direttamente sulla frammentazione della roccia, sul profilo del cumulo di materiale abbattuto, sulla proiezione del materiale e sui costi di estrazione nelle attività minerarie e di cava. Nel settore manifatturiero, la V.O.D. costituisce un indicatore di controllo qualità correlato alla formulazione, alla sensibilizzazione e all'invecchiamento del prodotto.
I valori di V.O.D. pubblicati descrivono condizioni ideali. Nei fori di mina reali, la V.O.D. effettiva può discostarsi in modo significativo a causa del diametro, del confinamento, del contenuto d'acqua, della temperatura o di un'iniziazione non ottimale. L'unico modo per verificare le prestazioni è misurare la V.O.D. in condizioni operative.
Come si misura il V.O.D.?
Un registratore della velocità di detonazione (V.O.D.) misura il tempo di transito dell'onda di detonazione tra due o più punti di rilevamento disposti lungo la colonna di esplosivo a distanze note. Dividendo la distanza per il tempo di percorrenza si ottiene la velocità di detonazione media relativa a ciascun intervallo.
Si utilizzano comunemente due famiglie di sensori. Le sonde resistive a lettura continua forniscono una curva di resistenza in funzione del tempo, dalla quale si ricava la velocità di detonazione (V.O.D.). Le sonde a fibra ottica di tipo puntuale rilevano il lampo luminoso emesso dalla detonazione al momento in cui questa raggiunge l'estremità di ciascuna fibra e sono immuni alle interferenze elettromagnetiche.
Kontinitro instruments
I registratori V.O.D Kontinitro utilizzano la misurazione punto per punto in fibra ottica. La serie Explomet 2 è lo strumento di riferimento del laboratorio, con sei ingressi in fibra, cinque contatori e una precisione di temporizzazione di 0,01 microsecondi. Explomet 3 è progettato per l'impiego sul campo in cave, miniere e siti di test operativi e funziona con il sistema EasyProbe e il sistema di cavi DCS Duplex.
Per campagne di misura di grandi dimensioni, i sistemi ad alta capacità estendono la piattaforma Explomet 2 a 20, 24 o 30 canali.
FAQ
Domande frequenti
Cos'è la velocità di detonazione, in termini semplici ?
Si tratta della velocità con cui la detonazione si propaga attraverso l'esplosivo stesso, non della velocità con cui l'onda d'urto attraversa la roccia. È l'indicatore più comunemente utilizzato per gli esplosivi ad alto potenziale. Una carica che detona a 5.000 m/s consuma un metro di colonna di esplosivo in 200 microsecondi.
Quali sono i valori tipici di V.O.D.?
La velocità di detonazione degli esplosivi industriali sfusi è compresa tra circa 3.000 e 6.500 m/s. Le composizioni militari possono superare gli 8.000 m/s, mentre i cordoni detonanti si collocano approssimativamente tra i 6.000 e i 7.500 m/s. I valori effettivi dipendono sempre da densità, diametro, confinamento e innesco.
Perché è necessario misurare la V.O.D.?
I valori di velocità di detonazione (V.O.D.) pubblicati descrivono il comportamento dell'esplosivo in condizioni ideali. Tali valori di catalogo presuppongono diametro, confinamento e grado di umidità ottimali. La presenza di acqua, un diametro del foro insufficiente o un innesco debole riducono la velocità effettiva, che può essere determinata solo tramite una misurazione in condizioni operative.
Quale strumento misura la V.O.D.?
Vengono utilizzati registratori VOD dedicati. Questi misurano il passaggio dell'onda di detonazione tra due o più punti di rilevamento lungo la colonna di esplosivo, calcolandone quindi la velocità. Gli strumenti Kontinitro Explomet registrano l'impulso luminoso emesso dalla detonazione tramite fibre ottiche in plastica e ricostruiscono il profilo della VOD con una precisione temporale di ±0,01 microsecondi.