También denominada piedra, bordo o línea de menor resistencia a la cara libre.
Es la distancia desde el pie o eje del taladro a la cara libre perpendicular más cercana. También la distancia entre filas de taladros en una voladura.
Se considera el parámetro más determinante de la voladura. Depende básicamente del diámetro de perforación, de las propiedades de la roca, altura de banco y las especificaciones del explosivo a emplear.
Se determina en razón del grado de fragmentación y al desplazamiento del material volado que se quiere conseguir.
Si el burden es excesivo, la explosión del taladro encontrará mucha resistencia para romper adecuadamente al cuerpo de la roca, los gases generados tenderán a soplarse y a craterizar la boca del taladro.
Por el contrario, si es reducido, habrá exceso de energía, la misma que se traducirá en fuerte proyección de fragmentos de roca y vibraciones.
A) Formulas base
Con criterios más técnicos se han propuesto varias fórmulas para el cálculo del burden, que involucran parámetros de la perforación, de la roca y en algunas del explosivo a usar.
a.1 Fórmula de Andersen
Considera que el burden es una función del diámetro y longitud del taladro, describiéndola así:
Donde: B: burden.
Ø: diámetro del taladro, en pulgadas. L: longitud del taladro, en pies.
La relación longitud de taladro-burden o altura de banco, influye sobre el grado de fragmentación.
a.2 Fórmula de Langefors
Considera además la potencia relativa del explosivo, el grado de compactación, una constante de la roca y su grado de fracturamiento, mediante la siguiente fórmula:
Donde:
B: burden, en metros.
P: grado de compactación que puede estar entre 1,0 y 1,6 kg/dm3
S: potencia relativa del explosivo (por ejemplo de 1,3 para una Gelatina Especial).
c: constante para la roca, generalmente entre 0,45 y 1,0.
f: grado de fractura. Para taladro vertical el valor es de 1,0.
E: espaciamiento entre taladros. E/B: radio de espaciamiento a burden. db: diámetro de broca.
Languefors muestra una relación que determina el radio de “diámetro de broca a burden”.
a.3 Fórmula de C. Konya
Basada en las teorías del Dr. Ash. Determina el burden con base en la relación entre el diámetro de la carga explosiva y la densidad, tanto del explosivo como de la roca, según:
Donde:
B: burden, en pies.
Øe: diámetro del explosivo, en pulgadas : densidad del explosivo.
: densidad de la roca.
a.4 Fórmula de Ash
Considera una constante kb que depende de la clase de roca y tipo de explosivo empleado:
Donde: B: burden.
Ø: diámetro de taladro.
Cuadro Nº 2: Constante Kb por tipo de roca y explosivo para formula de Ash.
a.5 Espaciamiento (E)
Es la distancia entre taladros de una misma fila que se disparan con un mismo retardo o con retardos diferentes y mayores en la misma fila.
Se calcula en relación con la longitud del burden, a la secuencia de encendido y el tiempo de retardo entre taladros.
Al igual que con el burden, espaciamientos muy pequeños producen exceso de trituración y craterización en la boca del taladro, lomos al pie de la cara libre y bloques de gran tamaño en el tramo del burden. Por otro lado, espaciamientos excesivos producen fracturación inadecuada, lomos al pie del banco y una nueva cara libre frontal muy irregular.
En la práctica, normalmente es igual al burden para malla de perforación cuadrada E = B y de E = 1,3 a 1,5 B para malla rectangular o alterna.
B) Cálculo y distribución de la carga explosiva b.1 Columna explosiva
Es la parte activa del taladro de voladura, también denominada “longitud de carga” donde se produce la reacción explosiva y la presión inicial de los gases contra las paredes del taladro. Es importante la distribución de explosivo a lo largo del taladro, según las circunstancias o condiciones de la roca. Usualmente comprende de 1/2 a 2/3 de la longitud total y puede ser contínua o segmentada. Así pueden emplearse cargas sólo al fondo, cargas hasta media columna, cargas a columna completa o cargas segmentadas (espaciadas, alternadas o Deck charges) según los requerimientos incluso de cada taladro de una voladura.
La columna contínua normalmente empleada para rocas frágiles o poco competentes suele ser del mismo tipo de explosivo, mientras que para rocas duras, tenaces y competentes se divide en dos partes: La carga de fondo (CF) y la carga de columna (CC).
b.2 Carga de fondo (CF)
Es la carga explosiva de mayor densidad y potencia requerida al fondo del taladro para romper la parte más confinada y garantizar la rotura al piso, para, junto con la sobre-perforación, mantener la razante, evitando la formación de resaltos o lomos y también limitar la fragmentación gruesa con presencia de bolones.
Su longitud es normalmente equivalente a la del burden más la sobre-perforación: B + 0,3 B; luego:
Si se toma en consideración la resistencia de la roca y el diámetro de la carga, la longitud de la carga de fondo variar entre 30 Ø para roca fácil a 45 Ø para muy dura.
El cebo iniciador o booster debe colocarse en esta parte de la carga, preferentemente al nivel del piso del banco, para su mayor efectividad.
b.3 Carga de columna (CC)
Se ubica sobre la carga de fondo y puede ser de menos densidad, potencia o concentración ya que el confinamiento de la roca en este sector del taladro es menor, empleándose normalmente ANFO convencional, ANFO Pesado en relaciones de 10/90 a 20/80.La altura de la carga de columna se calcula por la diferencia entre la longitud del taladro y la suma la carga de fondo más el taco.
Actualmente, con la posibilidad de poder preparar mezclas de emulsión-ANFO de diferentes proporciones en los camiones mezcladores-cargadores (camiones fábricas), es común carga con ANFO Pesado en relaciones de 10/90 a 60/40, con una longitud de (10/15) Ø al fondo y completar la carga de columna con ANFO normal.
b.4 Cargas segmentadas o espaciadas
Normalmente se emplean cargas contínuas en taladros de pequeña o mediana longitud, pero en taladros largos o en aquellos que se requiera disminuir la energía pero
manteniéndola distribuida en toda su longitud, se emplean cargas espaciadas con tacos inertes intermedios y con un iniciador en cada una para garantizar su salida. Estas cargas pueden ser del mismo tipo de explosivo o emplearse uno de mayor densidad o potencia en la primera carga al fondo. Las salidas pueden ser simultáneas o con diferentes tiempos de salida para cada una, mediante retardos en orden ascendente o descendente, según el diseño de la voladura o los efectos que se quieran obtener.
b.5 Factor de Potencia
Es la cantidad de explosivo en kilogramos (Kg), necesaria para fragmentar una tonelada métrica (TM) de roca.