O que é a velocidade de detonação (V.O.D.)?
Definição, física, valores típicos e por que razão a V.O.D. é a métrica de desempenho mais citada para um alto-explosivo.
Definition
A velocidade de detonação, abreviada como V.O.D., é a velocidade com que a frente de onda de detonação se propaga através de um explosivo em detonação. Trata-se de uma propriedade de regime permanente de uma detonação auto-sustentada, distinta da velocidade de queima de uma deflagração.
Para um determinado explosivo, a velocidade de detonação (V.O.D.) depende da sua formulação, densidade, granulometria, diâmetro da carga e grau de confinamento. Os fatores ambientais, como as infiltrações de água e as pressões estática e dinâmica, também influenciam o valor obtido no campo.
Unidades e ordens de grandeza
A V.O.D. é expressa em metros por segundo, quilómetros por segundo ou pés por segundo. Os explosivos industriais a granel detonam tipicamente a velocidades entre aproximadamente 3.000 e 6.500 m/s.
Os explosivos militares de alta potência, como as composições à base de TNT, RDX ou HMX, podem ultrapassar os 8.000 m/s. As velocidades de detonação dos cordéis detonantes situam-se, aproximadamente, entre os 6.000 e os 7.500 m/s, dependendo da carga do núcleo.
Porquê medir a V.O.D.?
A V.O.D. (velocidade de detonação) controla a forma como a energia é libertada pelo explosivo, combinando a energia de choque e a energia de deslocamento (ou *heave*). Este equilíbrio afeta diretamente a fragmentação da rocha, o perfil da pilha de material detonado, o lançamento do material e os custos de extração na exploração mineira e nas pedreiras. No fabrico, a V.O.D. é um indicador de controlo de qualidade relacionado com a formulação, a sensibilização e o envelhecimento do produto.
Os valores de V.O.D. publicados descrevem condições ideais. Nos furos de desmonte reais, a V.O.D. eficaz pode apresentar desvios significativos devido ao diâmetro, confinamento, teor de água, temperatura ou iniciação inadequada. A única forma de verificar o desempenho é medir a V.O.D. em condições operacionais.
Como o V.O.D. é medido?
Um registador de V.O.D. mede o tempo de propagação da onda de detonação entre dois ou mais pontos de medição posicionados ao longo da coluna de explosivo a distâncias conhecidas. A divisão da distância pelo tempo de percurso fornece ao V.O.D. média em cada intervalo.
Duas famílias de sensores são comummente utilizadas. As sondas resistivas contínuas fornecem uma curva de resistência em função do tempo, a partir da qual se obtém a velocidade de detonação (VOD). As sondas de fibra ótica do tipo ponto a ponto detetam o flash de luz emitido pela detonação à medida que esta atinge a extremidade de cada fibra, sendo insensíveis a interferências eletromagnéticas.
Kontinitro instruments
Os registos de V.O.D. Kontinitro utilizam medição por fibra ótica ponto a ponto. A série Explomet 2 é o instrumento de referência laboratorial, contando com seis entradas de fibra, cinco contadores e uma precisão de temporização de 0,01 microssegundos. O Explomet 3 foi concebido para utilização no terreno — em pedreiras, minas e locais de testes operacionais — e opera com o sistema EasyProbe e o sistema de cabos duplex DCS.
Para campanhas de medição de grande dimensão, os sistemas de alta capacidade expandem a plataforma Explomet 2 para 20, 24 ou 30 canais.
FAQ
Perguntas frequentes
O que é a velocidade de detonação em termos simples?
Refere-se à velocidade com que a detonação se propaga pelo próprio explosivo, e não à velocidade com que a onda de choque se desloca pela rocha. É o indicador mais utilizado para altos explosivos. Uma carga que detona a 5000 m/s consome um metro da coluna de explosivo em 200 microssegundos.
Quais são os valores típicos de V.O.D.?
A velocidade de detonação dos explosivos industriais a granel situa-se entre cerca de 3.000 e 6.500 m/s. As composições militares podem ultrapassar os 8.000 m/s, e os cordéis detonantes situam-se, aproximadamente, entre os 6.000 e os 7.500 m/s. Os valores reais dependem sempre da densidade, do diâmetro, do confinamento e da iniciação.
Por que razão o V.O.D. precisa de ser medido?
Os valores de V.O.D. publicados descrevem o comportamento de um explosivo em condições ideais. Os valores de catálogo pressupõem o diâmetro, o confinamento e as condições de secura ideais. A presença de água, um diâmetro de furo insuficiente ou uma iniciação fraca reduzem a velocidade efectivamente atingida, sendo que apenas uma medição efectuada nas condições de funcionamento permite determiná-la.
Qual o instrumento que mede a V.O.D.?
Utilizam-se equipamentos dedicados para a medição da velocidade de detonação (VOD). Medem a passagem da onda de detonação entre dois ou mais pontos de deteção ao longo da coluna de explosivo e depois calculam a velocidade. Os instrumentos Kontinitro Explomet registam o pulso de luz emitido pela detonação através de fibras óticas plásticas e reproduzem a VOD com uma precisão temporal de ±0,01 microssegundos.