U3 - Excavaciones Voladuras

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EXCAVACIONES, VOLADURAS Y MOVIMIENTOS 
DE TIERRAS 
EXCAVACIONES MEDIANTE VOLADURAS 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
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Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
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ÍNDICE 
ÍNDICE ........................................................................................................................................................................... 2 
1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE VOLADURAS ..................................................................................................... 4 
1.1 Empleo de voladuras ............................................................................................................................................. 4 
1.2 La operación de la voladura .................................................................................................................................. 5 
1.3 Planteamiento de la voladura ................................................................................................................................ 9 
1.4 Efecto de las voladuras en el entorno ................................................................................................................. 11 
2. PERFORACIÓN DE BARRENOS ........................................................................................................................... 14 
2.1 Datos previos y precisión de la perforación ......................................................................................................... 14 
2.2 Técnicas de perforación ...................................................................................................................................... 15 
2.3 Evacuación del detritus y sostenimiento de la pared del barreno ....................................................................... 19 
2.4 Equipo de perforación ......................................................................................................................................... 21 
3. EXPLOSIVOS .......................................................................................................................................................... 24 
3.1 Principales propiedades de los explosivos .......................................................................................................... 24 
3.2 Tipos de explosivos ............................................................................................................................................. 27 
3.3 Detonadores e iniciadores ................................................................................................................................... 30 
3.4 Selección del explosivo ....................................................................................................................................... 33 
3.5 Manejo de explosivos .......................................................................................................................................... 34 
4. MECANISMO DE LA ROTURA .............................................................................................................................. 36 
4.1 Rotura del terreno ................................................................................................................................................ 36 
4.2 Secuenciación y voladuras de contorno .............................................................................................................. 40 
4.3 Influencia del macizo rocoso y los explosivos ..................................................................................................... 43 
5. VIBRACIONES Y SU CONTROL ............................................................................................................................ 46 
5.1 Vibraciones en voladuras .................................................................................................................................... 46 
5.2 Normativa sobre el control de vibraciones .......................................................................................................... 49 
5.3 Medición de vibraciones ...................................................................................................................................... 54 
5.4 Técnicas de reducción de vibraciones ................................................................................................................ 55 
 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
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1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE VOLADURAS 
Las voladuras pueden realizarse en trincheras de obra civil, con desmontes a ambos lados o 
desmontes a media ladera, canteras u obras subterráneas (túneles, galerías, cavernas y minas). 
En cualquier caso, una voladura es una operación sofisticada que involucra cinco fases 
fundamentales: operaciones preliminares, perforación de los barrenos, carga de los explosivos, 
disparo y pega de los explosivos, y carga y transporte del material volado. Todo ello condicionado 
por la geología del macizo a excavar y los posibles efectos negativos sobre el medio ambiente y 
las estructuras cercanas. 
 
1.1 Empleo de voladuras 
1.1.1. Voladuras vs. excavación mecánica 
De forma general, la excavación del terreno mediante voladura se emplea cuando no es posible 
realizar la excavación por medios mecánicos alcanzando los términos económicos y de 
rendimiento planteados en una obra. Esto es así dado que existe una importante diferencia de 
coste entre la excavación por medios mecánicos y la excavación mediante voladura, siendo la 
segunda entre 2 y 3 veces más cara. 
En túneles y obras subterráneas, la voladura es un procedimiento alternativo al empleo de 
tuneladoras y rozadoras, presentado como ventajas la facilidad para excavar geometrías difíciles 
y secciones de geometrías variables, así como su mayor viabilidad económica en la excavación 
de túneles cortos. 
Por tanto, si bien las voladuras son el procedimiento estándar en canteras y yacimientos en 
rocas, en obra civil se debe plantear el uso de medios mecánicos siempre quesea posible, 
recurriéndose a la voladura únicamente cuando quede totalmente justificado por razones 
económicas y/o de plazo. 
 
1.1.2. Excepciones al empleo de voladuras 
Existen algunas situaciones en las que, si bien podrían emplearse voladuras, este procedimiento 
no es recomendable. Así, no suele emplearse voladuras en: 
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§ Excavaciones en rocas frágiles en macizos inestables, dado que el uso de voladura 
puede provocar grandes inestabilidades. 
§ Macizos rocosos con gran cantidad de fisuras abiertas, donde los gases resultantes de 
la detonación de los explosivos escapan fácilmente, lo que disminuye drásticamente el 
rendimiento de la voladura. 
§ Excavaciones en superficie en las que no puedan producirse ninguna clase de 
proyección. 
§ Excavaciones subterráneas en la proximidad de estructuras o de maquinaria pesada, 
dado que las vibraciones producidas por la voladura pueden dañarlas. 
§ Excavaciones subterráneas cercanas a la superficie, donde la excavación mecánica 
es relativamente más ventajosa, no altera el material y evita la formación de chimeneas 
y sobreexcavaciones importantes. 
§ Excavaciones subterráneas en rocas blandas cuando se cuenta con alimentación 
eléctrica de media y alta tensión en la obra (tuneladoras y rozadoras tienen un consumo 
eléctrico muy importante). 
§ Excavaciones para rocas ornamentales, en las que sea fundamental la obtención de 
piezas de gran tamaño (en estos casos, normalmente el bajo rendimiento y alto coste 
de la excavación mecánica está justificado). 
 
1.2 La operación de la voladura 
1.2.1. Operaciones preliminares 
El primer paso para la ejecución deuna voladura es proceder a la eliminación de la capa de suelo 
superficial que puede existir en la zona exterior del macizo rocoso (en caso de una voladura en 
exterior). A continuación, debe ejecutarse una superficie regular de forma que el equipo y los 
carros de perforación puedan desplazarse fácilmente, de cara a no perjudicar los rendimientos 
deseados. 
Es importante asegurarse de que se ha excavado por medios mecánicos todo lo posible antes 
de pasar a la siguiente fase. Para ello, la experiencia del personal técnico, y especialmente de 
los encargados y maquinistas, es fundamental. 
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 No obstante, esto debe estar en equilibrio con dejar plataformas razonablemente uniformes que 
permitan realizar correctamente las perforaciones posteriores. Así, por ejemplo, en voladuras en 
exterior eliminar todos los suelos, dado que sus espesores suelen ser variables, va a llevar en 
muchas ocasiones a un relieve muy irregular que dificulta, o directamente impide, que se ejecuten 
las perforaciones. 
 
1.2.2. Perforación de los barrenos 
Para lograr la voladura del terreno es necesario realizar una serie de taladros o perforaciones 
con un cierto espaciamiento. A estos taladros practicados en el terreno también se les denomina 
“barrenos” y tienen dos funciones básicas: (i) servir de punto de introducción de los explosivos 
en el macizo; y (ii) generar superficies libres que favorezcan la creación de ondas de tracción 
que faciliten la trituración y fisuración de los materiales rocosos. Así, la elección del diámetro de 
los barrenos depende de factores geológicos, técnicos y económicos, y suele condiciona el resto 
de las operaciones de la voladura. 
 
1.2.3. Carga de los explosivos 
Una explosión es una reacción química exotérmica muy rápida, que libera la energía térmica en 
un tiempo muy reducido. Así, los explosivos son sustancias químicas susceptibles de 
transformarse en gases, generando presión y calor en un tiempo muy breve. Los explosivos se 
introducen y alojan en los barrenos. 
Se diferencian dos zonas en el barreno (Figura 1): 
§ Carga en fondo: explosivo colocado en el fondo del barreno, que debe ser más potente 
que en el resto del barreno, dado que en esa zona la roca suele tener un confinamiento 
mayor y por tanto se requiere más energía para producir su arrancamiento. 
§ Carga en columna: explosivo colocado a lo largo del barreno, por encima de la carga 
en fondo. Si se usan explosivos a granel se rellena todo el talado, mientras que si se 
usan explosivos en geles se colocan cartuchos con un acoplamiento que debe ser 
estudiado previamente y probado en campo. 
 
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Los explosivos industriales presentan una susceptibilidad baja (es decir, no es fácil que 
explosionen) para que puedan manipularse con seguridad. Por ello, requieren de un detonador 
o iniciador, es decir, un explosivo adicional que genera una pequeña onda de choque, con la 
suficiente energía para provocar la detonación del explosivo. Así, se denomina “cartucho cebo” 
al que se utilizar para alojar en su interior el detonador. En general solo se emplea un cartucho 
cebo por barreno, salvo que se empleen cargas espaciadas (en tal caso, existe un cartucho cebo 
por cada carga). 
Finalmente, una vez relleno el barreno con explosivo se procede a su retacado, operación 
consistente en el cierre y obturación del barreno. La misión del retacado es asegurar el 
confinamiento del explosivo y es una operación fundamental para que la energía de la voladura 
se transmita al terreno y no se pierda por la parte superior del barreno. Es recomendable que 
como material de relleno se emplee bien el propio detritus de perforación, bien arcilla, sal o 
gravilla de tamaño granulométrico 6-20 mm o 12-20 mm. En cualquier caso, debe evitarse que 
existan tamaños gruesos que puedan provocar proyecciones. 
 
 
Figura 1: Carga de los explosivos con cebado en fondo (modificado de la “Guía de buenas prácticas en el diseño y 
ejecución de voladuras en banco”) 
Retacado
Carga de columna
Carga de fondo
Cartucho cebo
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1.2.4. Disparo y pega de los explosivos 
Una vez que los barrenos han sido perforados y los explosivos cargados, se procede a su 
detonación, lo cual se conoce como “disparo” (de forma que los explosivos “se disparan”). Por 
su parte, se denomina “pega” a cada uno de los niveles de la voladura en el que se produce una 
voladura independiente. En cada pega detonarán una serie de barrenos, los cuales habrán sido 
dispuestos con un cierto espaciamiento entre ellos en ambas direcciones. Asimismo, no todos 
los barrenos de una pega detonarán simultáneamente, sino que éstos lo harán siguiendo una 
serie de retardos y microretardos que conseguirán maximizar la eficiencia de la voladura y reducir 
las vibraciones ocasionadas por ésta (Figura 2). 
El responsable de la obra (normalmente el jefe de producción de movimiento de tierras) siempre 
debe estar presente al realizar una pega, ya que debe tener de primera mano una impresión 
inicial de cómo ha ido la voladura (por ejemplo, de que no existan bolos, haya salido toda la 
voladura o no se haya sobrepasado la línea de talud), así como confeccionar un parte diario de 
voladura. Dicho parte suele incluir un croquis con la planta de la traza, la localización de los 
barrenos y las características de éstos (piedra, espaciamiento, longitud y los consumos de los 
distintos explosivos empleados). Ello permite estimación el material volado y controlar el ritmo 
de la operación de voladura. 
 
 
Figura 2: Disparo de los explosivos mediante secuenciación en superficie empleando detonadores eléctricos. 
Nótese que la iniciación tiene lugar primero en superficie con detonador, el cual activa un cordón detonante que a su 
vez hace de iniciador del cartucho cebo en fondo (modificado de la “Guía de buenas prácticas en el diseño y 
ejecución de voladuras en banco”) 
Detonador eléctrico en superficie
Línea 
de tiro
Cordón detonante
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1.2.5. Carga y transporte del material volado 
El material resultante de la voladura consiste en roca fragmentada. El tamaño de estos 
fragmentos dependerá de la naturaleza y características del macizo, así como del propio diseño 
de la voladura. Como en cualquier otra excavación, este material debe retirarse de la obra y 
transportarse a su destino final. 
El equipo de carga del material fragmentado debe dimensionarse y elegirse en función del ritmo 
de excavación que se programe para la obra, de forma que no represente un cuello de botella 
en el rendimiento global de la excavación por voladura. Así, a partir de la capacidad del cazo o 
cuchara del equipo de carga, puede decidirse la altura de banco de diseño o viceversa. 
Decidido el equipo de carga, se debe seleccionar el equipo de transporte adecuado a éste y a 
sus tiempos de parada. 
 
1.3 Planteamiento de la voladura 
1.3.1. Datos previos 
El planteamiento de una voladura precisa recopilar una serie de datos previos que incluye: 
§ La situación geográfica. 
§ Los accesos a la obra desde el exterior. 
§ El volumen de roca que se debe excavar. 
§ La caracterización del macizo rocoso. 
§ La geometría final de la excavación. 
§ El plazo disponible. 
§ Las restricciones a la voladura, incluyendo cuestiones de horario (voladuras cercanas 
a infraestructuras como carreteras o ferrocarriles), ambientales (afección a la fauna y/o 
proyecciones), de transporte y almacenamiento de explosivos, y de afección a 
estructuras cercanas (vibraciones). 
 
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1.3.2. Parámetros para considerar 
Los principales parámetros que deben considerarse cuando se plantea una voladura son: 
§ El ritmo de obra y los rendimientos deseados. 
§ Los accesos y servicios disponibles en la obra. 
§ Los equipos de carga y transporte del material excavado que se van a emplear. 
§ La granulometría del material volado que se desea obtener, lo que se conoce como 
“fragmentación” (es decir, el tamaño de los bloques de roca resultantes de la voladura). 
§ El explosivo y los detonadores o iniciadores que se emplearán. 
§ La longitud de los barrenos y la separación entre dos barrenos consecutivos (Figura 
3). A esta separación se le denomina “tamaño de piedra” o “piedra” cuando hace 
referencia a la dirección perpendicular al talud, y “espaciamiento” a la dirección 
paralela. Adicionalmente, en voladuras en exterior, debe decidirse la altura de banco, 
siendo el “banco” cada uno de los niveles de la voladura en el que se produce una 
voladura independiente (es decir, el terreno que se excava en cada pega). 
 
Figura 3: Terminología de barrenos (modificado de la “Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de 
voladuras en banco”1) 
 
1 Ministerio para la transición ecológica y el reto demográfico, Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de 
voladuras en banco, Dirección General de Política Energética y Minas, Madrid (2017). 
 
Tamaño 
de piedra
Al
tu
ra
 d
e 
ba
nc
o
Espaciamiento
Inclinación
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En cualquier caso, es importante que la voladura esté perfectamente adecuada al terreno con el 
fin de conseguir una correcta terminación del talud. Así, si la voladura es insuficiente, puede que 
queden salientes y masa de roca no fragmentada en la parte baja del talud, lo que se conoce 
como repiés. Este material habrá que eliminarlo mediante medios mecánicos (por golpeo, cuñas, 
agua a presión o materiales expansivos) o mediante taqueo (pequeñas voladuras practicadas en 
bolos o masas de roca pequeña), lo cual supone un gasto adicional, retrasa los plazos y requiere 
parar toda la operación de voladura. Si por el contrario la voladura es excesiva, puede que el 
talud quede dañado y sea necesario disponer un sostenimiento posterior para asegurar su 
estabilidad (cuando en realidad esto no era necesario de antemano), lo que también encarece la 
obra. 
 
1.4 Efecto de las voladuras en el entorno 
Las voladuras producen efectos colaterales sobre el entorno que no son deseables y que debe 
ser conocidos para poder controlarlos en la medida de los posible mediante un buen diseño y/o 
empleando medidas correctoras. Estos efectos, de forma general, pueden clasificarse en efectos 
o modificaciones permanentes y efectos o modificaciones transitorias. 
Las modificaciones permanentes son las que perduran en el tiempo, y están fundamentalmente 
relacionadas con la afección al macizo rocoso en el que se ejecuta la voladura. Se tienen 
principalmente tres posibles efectos negativos: 
§ Degradación de la roca circundante a la zona en la que se realiza la voladura, lo que 
ocasionará fisuraciones y el debilitamiento de una parte del macizo rocoso no 
excavado. Esta zona de afección puede alcanzar hasta 2 metros con diámetros 
pequeños de barreno y hasta 20 metros con diámetros grandes. 
§ Desplazamiento de bloques ajenos a la zona volada, como resultado de la expansión 
de los gases producidos en la detonación, lo que da como resultado una 
sobreexcavación del macizo. Este fenómeno tiene lugar cuando existen bloques de 
roca aislados en el macizo o con un bajo grado de fijación a éste. 
§ Densificación del terreno tipo suelo próximo a la voladura, consecuencia de la onda de 
choque producida por la detonación. 
 
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Las modificaciones transitorias son las que únicamente duran un pequeño espacio de tiempo, 
pero no por ello son menos importantes. Los principales efectos negativos transitorios que 
producen las voladuras son: 
§ Vibraciones, que pueden afectar a estructuras, fauna y personas. Las vibraciones se 
producen como consecuencia de las ondas de choque generadas por la detonación de 
los explosivos, lo que ocasiona que las partículas del terreno oscilen brevemente 
alrededor de su posición de equilibrio. El daño producido por las vibraciones en 
estructuras puede abarcar desde pequeñas fisuras no estructurales sin más 
importancia que la estética, a afecciones graves que afecten a elementos estructurales 
como pilares, vigas y cimentaciones. 
§ Ruido, el cual se produce cuando la onda de choque generada por la detonación de 
los explosivos alcanza el aire de la atmósfera, teniéndose así un estruendo que puede 
ocasionar afecciones sobre la fauna y las personas. 
§ Onda aérea, que corresponde a la parte de bajas frecuencias, inaudibles, de la onda 
de choque en la atmósfera (es decir, del ruido). Esta onda de choque es la responsable 
de producir vibraciones de frecuencias bajas que puede ocasionar afecciones a la 
fauna y a las estructuras circundantes, tales como rotura de vidrios de ventanas o caída 
de objetos, generando una sensación de inseguridad y molestia en las personas. 
Normalmente, la onda aérea no produce ninguna afección seria en las estructuras. 
§ Proyecciones de fragmentos de roca, que pueden ocasionar graves daños dado su 
tamaño y velocidad de proyección (Figura 4). La mayoría de los fragmentos producidos 
en una voladura no se desplazan más allá de 40 o 50 m, pero en ocasiones pueden 
alcanzar 100 m o incluso 1 km. Para acotar el alcance de las proyecciones es 
recomendable cuidar la distancia al frente de los barrenos y la separación de éstos 
entre sí (piedra y espaciamiento), secuenciar adecuadamente el disparo y asegurarse 
de que el explosivo se haya repartido uniformemente a lo largo del barreno. En 
cualquier caso, cuando la voladura se realiza cerca de una zona de riesgo, pueden 
emplearse protecciones como tela metálica, lona resistente o neumáticos viejos. 
 
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Otros efectos ambientales que generan las voladuras son el polvo y la emisión de gases, los 
cuales son relativamente comunes a cualquier otro movimiento de tierras. 
 
 
Figura 4: Proyecciones en una voladura en banco (modificado de la “Guía de buenas prácticas en el diseño y 
ejecución de voladuras en banco”2) 
 
 
2 Ministerio para la transición ecológica y el reto demográfico, Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de 
voladuras en banco, Dirección General de Política Energética y Minas, Madrid (2017). 
 
Proyección
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2. PERFORACIÓN DE BARRENOS 
La perforación de los barrenos es quizá la fase más importante en la ejecución de voladuras, 
pues está demostrado que una mala perforación da como resultado una mala voladura. Además, 
es la fase que normalmente más tiempo consume. 
El método de perforación (rotación o rotopercusión) y el equipo de perforación dependerán del 
diámetro y longitud de los barrenos, de las características geomecánicas de la roca, y de diversos 
factores técnicos y económicos incluyendo la finalidad perseguida y el rendimiento esperado. 
 
2.1 Datos previos y precisión de la perforación 
2.1.1. Datos previos 
Para poder plantear una perforación es necesario conocer los siguientes datos: 
§ Profundidad a alcanzar (altura total) y si puede dividirse en varios bancos (altura de 
banco). El tamaño del equipo de perforación suele aumentar con la profundidad. 
Cuando la profundidad es grande o el espacio es reducido (obras subterráneas) es 
inevitableir acoplando barrenos a medida que avanza la perforación. 
§ Diámetro del barreno. Su valor debe considerar el esquema geométrico de los barrenos 
que consigan una fragmentación de la roca adecuada para los equipos de carga y 
transporte. En ocasiones, puede ser necesario perforar con varios diámetros, 
dependiendo de la profundidad que se debe alcanzar. 
§ La estabilidad de las paredes del barreno, que deberán permanecer sin derrumbes ni 
desprendimientos locales hasta la operación de carga del explosivo. 
§ La naturaleza y estado de los materiales que se perforarán. Si el material está 
compuesto de partículas sueltas o débilmente cementadas, la perforación será sencilla 
y rápida. En materiales compactos, la facilidad de perforarlos dependerá de su 
resistencia a compresión simple, dureza y tamaño del grano (rocas con granos 
gruesos, como el granito, son mucho más sencillas de perforar que las de grano fino, 
como las cuarcitas). 
§ La disponibilidad de suministro de agua en la proximidades de la perforación (en 
general, las perforaciones para voladuras suelen ser neumáticas, lo que evita esta 
necesidad) 
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2.1.2. Precisión de la perforación 
Si bien todas las perforaciones se desvían de la dirección prevista, para que una voladura sea 
exitosa es esencial que los barrenos estén rectos y alineados. Por ello, siempre debe buscarse 
conseguir una perforación lo más recta posible. 
En las perforaciones verticales, la diferente debilidad anisotrópica del material hace que la 
perforación se desvíe. En las perforaciones horizontales o inclinadas, además, existe el efecto 
de la gravedad. Por otro lado, la desviación depende de la flexibilidad del varillaje, el diámetro de 
la perforación y la profundidad. 
En voladuras, los posibles errores de alineación suelen compensarse con una mayor proximidad 
entre perforaciones contiguas, aunque hay que evitar que con frecuencia unos barrenos alcancen 
a otros previamente perforados, porque esto suele atrancar la perforación, dificultar la carga y 
empeorar la fragmentación. 
Adicionalmente, siempre es posible recurrir a dispositivos de control de alineación y de corrección 
de la dirección, aunque estos accesorios son caros, por lo que no suele emplearse a menos que 
sea necesario y esté económicamente justificado. 
 
2.2 Técnicas de perforación 
2.2.1. Perforación a rotación 
La perforación a rotación lleva a cabo la perforación del barreno mediante la fragmentación de la 
roca producida fundamentalmente por compresión, corte o la acción combinada de ambos. Así, 
se ejerce un empuje sobre el útil de corte de forma que se supere la resistencia a compresión de 
la roca y a continuación se introduce un par de giro que produce el corte por cizalladura del 
material. Las perforadoras rotativas están constituidas básicamente por una fuente de energía y 
una batería de barras o tubos (individuales o conectadas en serie) que transmiten el peso, la 
rotación y el aire de barrido al útil de corte o broca. 
La perforación a rotación puede realizarse empleando útiles de corte sencillos de carburo de 
tungsteno, convenientemente dispuestos en la herramienta de perforación en posiciones fijas 
(ejemplos de estos útiles son las trialetas, las brocas de tenedor o las brocas progresiva). La 
fragmentación de la roca se lleva a cabo en este caso principalmente por cizalladura, lográndose 
una alta velocidad de perforación. 
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Sin embargo, esta técnica está limitada por la dureza de la roca, siendo sólo útil para perforar 
rocas blandas que requieran empujes inferiores a 2500 lb/in2 (500 MPa) y con un contenido en 
sílice no mayor del 8%. 
Para formaciones duras, diámetros de perforación a partir de 150 mm y/o para alcanzar grandes 
profundidades, se emplean los triconos (Figura 5). La perforación con tricono es lenta, en 
especial en rocas duras, pero es eficaz. Estos útiles de corte están formados por tres piñas 
troncocónicas montadas sobre un juego de cojinetes que ruedan sobre el fondo del taladro, 
existiendo en todo momento un empuje contra el terreno. Los triconos pueden ser de dientes de 
acero o con insertos de carburo de tungsteno (widia), con una forma y perfil que varía en función 
de la dureza de la roca. Al atacar la roca, el tricono produce una serie de indentaciones en ésta, 
cuya profundidad y separación dependen de la dureza del terreno, la fuerza de empuje aplicada 
y la propia configuración del tricono. 
 
 
Figura 5: Ejemplos de triconos (IGME3) 
Como alternativa a los dos métodos anteriores (que son destructivos), la perforación a rotación 
puede hacerse también preservando el testigo de roca. Para tal fin se emplean coronas de widia 
(terrenos blandos) o con incrustaciones de diamante (terrenos duros). Estos útiles de corte son 
cilindros huecos de acero que permiten alojar el material excavado en su interior. 
 
 
3 IGME, Manual de perforación y voladura de rocas, Instituto Geológico y Minero de España, Madrid (1994). 
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 La muestra de terreno así obtenida se denomina “testigo” y permite conocer la estratigrafía de 
la zona así como las características mineralógicas, geológicas y mecánicas de los materiales. 
En estos casos la perforación está basada en la conminución de la roca por la acción combinada 
de compresión y abrasión. 
 
2.2.2. Perforación a percusión 
La perforación a percusión lleva a cabo la perforación del barreno mediante la fragmentación de 
la roca producida fundamentalmente por impacto y golpe de la misma mediante un útil de corte. 
Si bien la técnica más simple emplea el trépano, dicho procedimiento es rara vez empleado en 
la ejecución de barrenos. Normalmente en voladuras se emplea la rotopercusión, que combina 
tanto la perforación a percusión como a rotación. En estos casos el útil de corte es una cabeza 
o broca (Figura 6) que lleva incrustados varios botones o placas de gran dureza (carburo, 
carburo de tungsteno o diamante). Estos botones percuten la roca y pulverizan el material, al 
tiempo que inducen tracciones y cortantes que ayudan en la fragmentación de la roca. 
 
 
Figura 6: Ejemplos de brocas para rotopercusión (IGME4) 
En la rotopercusión la velocidad de perforación es proporcional a la potencia de percusión, siendo 
la rotación y el empuje acciones auxiliares. 
 
 
4 IGME, Manual de perforación y voladura de rocas, Instituto Geológico y Minero de España, Madrid (1994). 
 
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La percusión se consigue empleando martillos, elementos que ejecutan un movimiento 
alternativo de una pieza de choque, el pistón, que sucesivamente golpea sobre el utillaje de 
perforación (el cual que transmite la onda de choque hasta el útil de corte). 
Así, en la rotopercusión intervienen cuatro acciones repetitivas: (i) la percusión, ejercida por el 
martillo; (ii) la rotación, con la que se hace girar el útil de corte para cambiar la zona del impacto; 
(iii) el empuje, que mantiene el contacto del útil de corte con el terreno; y (iv) el barrido, es decir 
la evacuación del detritus del fondo del barreno. 
Los martillos pueden ser neumáticos o hidráulicos, y puede situarse “en cabeza”, es decir, fuera 
de la perforación, o “en fondo”, esto es, dentro de la propia perforación, impactando directamente 
sobre el útil de corte. Los martillos en cabeza trabajan a presiones menores, transmiten además 
el movimiento de rotación y tienen la capacidad de perforar eficazmente diámetros reducidos 
(menos de 80 mm). Los martillos en fondo trabajan a presiones mayores, únicamente golpean 
(la rotación y el empujese transmiten desde la superficie), funcionan bien con diámetros grandes, 
sufren menos pérdidas de rendimiento y energía, producen menos ruido y reducen la fatiga del 
varillaje (al no estar sometidos a impactos). Asimismo, los barrenos perforados con martillo en 
fondo no suelen mostrar desviaciones. 
En cualquier caso, es importante destacar que los útiles de perforación van a estar sometidos a 
una presión apreciable y sufrirán desgaste, lo que hace que su eficacia disminuya 
paulatinamente. Esto conlleva a que sea necesario ir incrementando la presión y el empuje para 
mantener el rendimiento de la operación. Sin embargo, llegará un punto en que sea necesario 
sustituir los útiles para evitar velocidades de perforación muy bajas. 
 
2.2.3. Elección del sistema de perforación 
La elección del sistema de perforación depende de diversos factores, pudiendo llegar a ser un 
aspecto complejo. No obstante, como una primera aproximación, la selección de la técnica de 
perforación debe tener en cuenta: 
§ Las características geomecánicas de la roca (dureza y resistencia principalmente). 
§ El diámetro y la longitud de la perforación. 
§ La necesidad o no de extraer testigos. 
§ La frecuencia de cambio de ubicación del equipo de perforación. 
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 19 © Structuralia 
 
Así, para voladuras a cielo abierto en obras civiles con barrenos de pequeño diámetro y no muy 
profundos, de no más de 10-15 m, suele emplearse la rotopercusión con martillo en cabeza, ya 
que es importante la maniobrabilidad del equipo de perforación (cada desmonte suele contemplar 
volúmenes diferentes y la maquinaria debe desplazarse de uno a otro). 
Para barrenos de mayor longitud/diámetro o en canteras (donde no es tan habitual mover los 
equipos), suele tenderse a la utilización de martillo en fondo. En túneles y galerías, la 
rotopercusión con martillo en cabeza es lo más habitual. 
En general, el empleo de triconos suele quedar relegado a la necesidad de perforar grandes 
diámetros (más de 200 mm) y para grandes profundidades. 
 
2.3 Evacuación del detritus y sostenimiento de la pared del barreno 
2.3.1. Evacuación del detritus 
Para que la perforación del barreno sea eficaz, los esfuerzos generados por la técnica de 
perforación empleada deben aplicarse sobre un fondo de excavación limpio y libre de detritus, 
evitándose que se pierda energía en “perforar” algo que ya ha sido arrancado. 
La evacuación de detritus del fondo de la excavación puede llevarse a cabo por medios 
mecánicos (por ejemplo, empleando una barrena helicoidal). Sin embargo, normalmente se 
emplea un fluido de barrido, que puede ser aire, agua, lodo o espuma, y que además actúa como 
agente refrigerante: 
§ El barrido por aire consiste en inyectar aire a presión en la perforación con una 
velocidad de entre 15 – 30 m/s. Es sencillo, económico siempre está disponible y no 
requiere la aportación de agua, pero crea mucho polvo y tiene una limitada capacidad 
refrigerante (por lo que es inadecuado en perforaciones con útiles de diamante). Suele 
ser empleado en perforaciones a cielo abierto y para reducir el polvo en la atmósfera 
puede añadirse un captador de polvo. 
§ En el barrido por agua se inyecta agua y aire a presión en la perforación con una 
velocidad de entre 0,5 – 1 m/s. Este procedimiento si bien forma barro, disminuye 
mucho la formación de polvo, por lo que es preferible en la perforación de túneles y 
obras subterráneas. 
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© Structuralia 20 
 
§ El barrido por lodos emplea emulsiones coloidales de arcilla o un polímero en agua 
(lodo). Para su uso se instala un circuito cerrado con una balsa de decantación donde 
se separa el detritus transportado hasta la superficie por el lodo. 
§ El barrido por espumas emplea dispersiones coloidales de aire en agua (espumas). 
Tienen un coste elevado y se emplean fundamentalmente en terrenos sueltos dada su 
gran capacidad de sustentación. 
En cualquier caso, un barrido insuficiente del fondo de la excavación puede no permitir la correcta 
evacuación del detritus, lo que supone disminuir el rendimiento de la perforación, aumentar la 
posibilidad de que los útiles de corte se atasquen y provocar un sobrecalentamiento y desgaste 
del útil de corte. Sin embargo, un barrido excesivo también es problemático, pues puede provocar 
la erosión de las paredes del barreno y del varillaje. 
 
2.3.2. Sostenimiento de la pared del barreno 
Además de la retirada del detritus, para mantener el rendimiento de la perforación es necesario 
que las paredes del barreno permanezcan estables. Con ello se evitan rozamientos elevados 
sobre el varillaje y se facilita el barrido de la excavación. 
En la perforación de barrenos la estabilidad de la excavación se suele conseguir con el propio 
fluido de barrido, así como con el detritus en suspensión. La capacidad de sustentación 
dependerá de la densidad y viscosidad del fluido, la forma, tamaño y densidad del detritus, y la 
velocidad relativa del fluido respecto al detritus en suspensión. El aire apenas aporta capacidad 
de sustentación, mientras que el agua mezclada con el detritus puede ser suficiente en la mayoría 
de terrenos. Los lodos (como las bentonitas) generan un revestimiento impermeable en la 
perforación que ayuda a mantener las paredes del mismo y las espumas tienen una alta 
capacidad de sustentación. Lodos y espumas son por tanto recomendables cuando se trabaja 
en terrenos blandos. 
La estabilidad de las paredes del barreno también puede conseguirse disponiendo un 
revestimiento metálico, que puede ser continuo, tras la cabeza de perforación, o discontinuo. 
 
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 21 © Structuralia 
 
2.4 Equipo de perforación 
2.4.1. Materiales 
Los materiales que se emplean en la excavación de los barrenos deben tener una elevada 
resistencia a la fatiga, ya que en todo momento se producen oscilaciones de presión y 
vibraciones como consecuencia de la acción del martillo y/o del movimiento rotativo. Además, 
los diferentes elementos deben poseer resistencia frente a esfuerzos elevados de flexión, 
compresión y torsión, así como a impactos y rozamientos. Por todo ello, se emplean aceros con 
alto contenido de carbono en el varillaje, mientras que se emplean aceros con bajo contenido de 
carbono en los útiles de corte, para disminuir la fragilidad del material. 
 
2.4.2. Varillaje 
El varillaje es el elemento del equipo de perforación que transmite el impulso mecánico hacia el 
útil de corte, y esencialmente se trata de barras de acero. La elección del tamaño de la barra 
depende del diámetro del barreno, del tipo de roca y de las características del equipo de 
perforación. Los equipos de perforación (Figura 7) van equipados con un sistema mecanizado 
de manejo del varillaje que permite manipular barras de diferentes diámetros, así como facilitar 
la extensión del varillaje a medida que avanza la perforación. 
Las barras se unen entre sí mediante unos accesorios denominados manguitos, que aseguran 
el contacto de los extremos de las barras y la eficaz transmisión de la energía. Por su parte, el 
varillaje queda unido al útil de corte mediante un adaptador de culata o espiga, elemento que 
poseen una elevada resistencia al desgaste y la fatiga, y la capacidad de soportar esfuerzos de 
flexión, lo que garantiza que se transmita adecuadamente la energía de la percusión y/o rotación 
del varillaje al útil de corte. 
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Figura 7: Equipo de perforación (modificado de la “Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de voladuras 
en banco”5) 
 
2.4.3. Montaje y accionamiento 
En la elección del equipo perforacióndeben tenerse en cuenta cuestiones relacionados con el 
montaje y accionamiento. Por ejemplo, aspectos como el grado de contaminación admisible 
(según el equipo opere en superficie o bajo tierra) o el grado de movilidad necesario deben 
analizarse junto con los factores geomecánicos. Asimismo, la topografía y características del 
terreno pueden condicionan el chasis del equipo (montaje sobre patines, vía, orugas o ruedas). 
 
2.4.4. Factores económicos 
Los aspectos económicos siempre deben estar presentes en la elección del equipo y la técnica 
de perforación. Como factores básicos pueden indicarse: 
§ La inversión inicial. 
§ La mano de obra necesaria para el funcionamiento. 
§ La amortización de la maquinaria. 
§ El consumo de combustible. 
 
5 Ministerio para la transición ecológica y el reto demográfico, Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de 
voladuras en banco, Dirección General de Política Energética y Minas, Madrid (2017). 
Sistema para el manejo del varillaje
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 23 © Structuralia 
 
§ El costo en varillaje. 
§ Los repuestos y el mantenimiento. 
Por ello siempre es recomendable llevar a cabo un estudio económico exhaustivo fiable con el 
fin de determinar el coste real por metro lineal, tonelada o metro cúbico excavado. Hay que tener 
en cuenta que la elección del equipo debe tener presente su posible uso futuro en otros trabajos, 
pues su uso en una obra concreta no suele ser suficiente para amortizar la inversión. 
 
2.4.5. Perforación subterránea 
La maquinaria de perforación más empleada para realizar las perforaciones de los barrenos en 
obras subterráneas es el jumbo hidráulico (Figura 8). Se trata de máquinas autopropulsadas 
sobre neumáticos que tienen de uno a tres brazos electrohidráulicos (en obra civil, lo común es 
dos) para realizar las perforaciones. Los brazos múltiples permiten la perforación simultánea de 
dos o tres barrenos, ganándose en rendimiento. También existen equipos pequeños con un 
brazo, siendo útiles en secciones muy pequeñas o en espacios estrechos. Las potencias de los 
jumbos oscilan entre 16 y 30 kW, y la tracción suele ser a las 4 ruedas, lo que facilita su 
movimiento por suelos muy embarrados (lo cual es usual en un túnel durante su ejecución). 
La perforación en un jumbo puede ser manual, automática o semiautomática, consistiendo esta 
última en que el operador va situando el jumbo en una zona determinada del frente, y en ese 
entorno el jumbo realiza automáticamente las perforaciones cercanas. 
En los jumbos modernos, los brazos están controlados por una unidad automática en la que 
puede programarse para lograr un paralelismo totalmente automático. Además, los brazos 
pueden ser también empleados para realizar perforaciones transversales y para bulonaje. 
 
Figura 8: Jumbo (Atlas Copco) 
 
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© Structuralia 24 
 
3. EXPLOSIVOS 
El uso de explosivos es el aspecto más emblemático de la voladura. Atendiendo a su 
composición química, los explosivos industriales pueden dividirse en dos tipologías: aquellos 
compuestos por sustancias explosivas secundarias (nitroglicerina, nitroglicol, trinitrotolueno, 
pentrita o nitrocelulosa) que requieren de una cierta cantidad de explosivo y un considerable 
impulso energético para detonar; y aquellos compuestos por sustancias no explosivas 
susceptibles de detonar (nitrato de amonio o combustibles como el gasoil) pero que pueden llegar 
a hacerlo ante un impulso energético suficientemente alto (por ejemplo, la detonación de otro 
explosivo). 
Existen asimismo otras sustancias denominadas sustancias explosivas primarias (productos 
como el fulminato de mercurio, la azida de plomo o el trinitrorresorcinato de plomo) altamente 
sensibles e inestables, de forma que una pequeña cantidad de estas sustancias puede dar lugar 
a una ignición. Estas sustancias son las que se emplean en la fabricación de detonadores e 
iniciadores, elementos que sirve para iniciar los explosivos industriales. Por ello, los explosivos 
y los detonadores siempre deben transportarse y almacenarse por separado. 
 
3.1 Principales propiedades de los explosivos 
3.1.1. Potencia explosiva y poder rompedor 
La potencia explosiva es la capacidad que tiene el explosivo para quebrar, romper y proyectar la 
roca. Físicamente puede definirse como el cociente entre la energía liberada por el explosivo y 
el tiempo que tarda en cederla. Por su parte, el poder rompedor indica la capacidad de quebrantar 
la roca debida exclusivamente a la onda de detonación (y no al conjunto de la onda de detonación 
más la presión de los gases, que es medida por la potencia). 
Una forma analítica de medir la potencia de un explosivo es empleando la “Potencia Relativa en 
Peso” (PRP), la cual se define como: 
𝑃𝑅𝑃 =
5
6
·
𝑄!
𝑄"
+
1
6
·
𝑉𝐺!
𝑉𝐺"
 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
 25 © Structuralia 
 
Donde 𝑄!/𝑄" es la relación entre los calores de explosión para 1 kg de explosivo, del explosivo 
a valorar y del patrón LFB (5 MJ/kg) en condiciones normales de presión y temperatura; y 
𝑉𝐺!/𝑉𝐺" es la relación entre el volumen de gases para 1 kg de explosivo, del explosivo a valorar 
y del patrón LFB (0,85 kg/m3). 
En ocasiones se usa el Anfo como explosivo patrón (Q0 = 3,92 MJ/kg y VG0 = 0,973 kg/m3), 
definiéndose así la “Potencia Relativa en Peso referida al Anfo” (PRPANFO). 
 
3.1.2. Densidad 
Cuanto mayor es la densidad del explosivo, mayor es la concentración de carga para un diámetro 
de barreno determinado, es decir se genera una mayor energía por unidad de volumen. La 
densidad de los explosivos está normalmente comprendida entre 0,6 y 1,7 t/m3. Los explosivos 
densos se emplean cuando se requiere lograr una gran fragmentación de la roca, mientras que 
los explosivos de baja densidad producen una menor fragmentación. Bajo el nivel freático, si la 
densidad del explosivo es menor a la de agua (1 t/m3) el explosivo tenderá a flotar, resultando 
imposible la carga del barreno. 
 
3.1.3. Velocidad y presión de detonación 
La velocidad de detonación es la velocidad con que la onda explosiva se propaga a través del 
explosivo. Para rocas blandas se emplean explosivos que detonan lentamente (su energía se 
desarrolla de forma progresiva) mientras que las rocas duras requieren explosivos de elevada 
velocidad de detonación. Los explosivos industriales tienen velocidades de detonación 
comprendidas entre 2.000 y 8.000 m/s. 
La presión de la detonación corresponde con la presión que libera el explosivo y es ejercida sobre 
las rocas. Dicha presión es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad de detonación. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
© Structuralia 26 
 
3.1.4. Diámetro y masa crítica 
El diámetro crítico se define como el diámetro de una carga cilíndrica por debajo del cual la onda 
de detonación no se propaga o lo hace a una velocidad muy inferior a la nominal (es decir, el 
explosivo no detona correctamente). 
La masa crítica corresponde con la mínima cantidad de explosivo que se necesita para que se 
produzca la detonación por efecto de una llama. 
 
3.1.5. Resistencia al agua 
La resistencia al agua es la característica por la cual un explosivo, sin necesidad de cubierta 
especial, mantiene sus propiedades inalterables durante un periodo de tiempo en contacto con 
el agua. En general, la resistencia al agua es tanto mayor, y el deterioro tanto menor, cuanto 
mayor es el contenido en nitroglicerina de un explosivo. 
 
3.1.6. Sensibilidad 
La sensibilidad de un explosivo es el mayor o menor grado de energía de iniciación que hay que 
trasmitirle para que se produzca su iniciación y, a continuación, su detonación. Se diferenciancuatro “tipos” de sensibilidades: 
§ Sensibilidad al detonador (es decir, si un detonador es capaz de iniciar al explosivo). 
§ Sensibilidad a la onda explosiva (es decir, si una onda explosiva puede iniciar al 
explosivo, lo que se denomina “detonación por simpatía”). 
§ Sensibilidad al choque (es decir, si el explosivo puede detonar por un impacto). 
§ Sensibilidad al rozamiento (es decir, si el explosivo puede detonar por fricción). 
 
3.1.7. Gases y emanaciones 
Los gases y emanaciones de la voladura se conocen comúnmente con el nombre de “humos”, y 
se componen de los gases resultado de la explosión, como el monóxido de carbono o vapores 
nitrosos (ambos tóxicos), vapor de agua y polvo en suspensión. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
 27 © Structuralia 
 
Los gases nocivos, son el resultado de existir un déficit o superávit de oxígeno en la formulación 
química del explosivo (lo que se conoce como “balance de oxígeno”). Así, un exceso de oxigeno 
tiende a generar óxidos de nitrógeno mientras que una déficit de oxigeno da como resultado 
monóxido de carbono. 
 
3.2 Tipos de explosivos 
3.2.1. Explosivos pulvurentos 
Los explosivos pulverulentos están compuestos por nitrato amónico, impermeabilizantes, 
estabilizantes y sustancias combustibles y oxidantes. En esencia se trata de explosivos de 
consistencia pulverulenta cuyo desencadenante de la reacción explosiva suele ser la 
nitroglicerina, aunque algunos productos también contienen trilita. 
Son explosivos de potencia, densidad y velocidad de detonación media, siendo por ello 
adecuados para la voladura de rocas semiduras y blandas, así como en voladuras de contorno. 
Presentan como ventajas el ser poco sensibles a los golpes y a la fricción (dado su baja 
proporción de nitroglicerina) y producir muy pocos gases tóxicos, por lo que son adecuados para 
la ejecución de voladuras subterráneas. Sin embargo, su uso queda restringido a barrenos en 
los cuales no exista presencia de agua. De hecho, por su propia naturaleza, si no cuentan con 
algún tipo de impermeabilizante, su resistencia al agua es mala. 
Los explosivos pulverulentos se comercializan bajo los nombres de “Amonita” y “Ligamita”, y los 
iniciadores asociados a su uso son los detonadores (eléctricos y no eléctricos). 
 
3.2.2. Hidrogeles 
Los hidrogeles son productos compuestos por sustancias no explosivas. En general se trata de 
una mezcla de una disolución oxidante y otra de nitrato de monometilamina, aunque también se 
les pueden añadir sustancias combustibles y gelificantes. El conjunto del explosivo va disuelto 
en una masa acuosa. 
Son explosivos muy seguros en lo que a su manipulación se refiere, ya que únicamente 
reaccionan de forma explosiva en el momento en que se inician con detonador, cordón detonante 
o multiplicador. 
Se presentan en forma encartuchada y pueden ser incluso bombeados a granel. 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
© Structuralia 28 
 
 Su resistencia al roce y al impacto es muy elevada. Además, no producen exudación, dada la 
ausencia de nitroglicerina, resisten eficazmente las variaciones de temperaturas y producen 
pocos humos y de poca toxicidad. 
Poseen una gran velocidad de detonación y tienen un elevado poder rompedor, a la par que una 
densidad elevada y una gran resistencia al agua. Por todo ello, son utilizados en voladuras 
subterráneas y como carga en fondo en voladuras de rocas duras y semiduras. Los hidrogeles 
también pueden ser usados en precortes y recortes, como carga de columna en barrenos con 
agua y como iniciadores de explosivos pulverulentos y anfos. 
Los hidrogeles se comercializan bajo los nombres “Riogel”, “Riougur”, “Gradior”, “Vertex”, “Vertex 
Pro” y “Riogel EP”, y los iniciadores asociados a su uso son los detonadores (eléctricos y no 
eléctricos) y el cordón detonante. 
 
3.2.3. Anfos 
La familia de los anfos (palabra que proviene de “Ammonium Nitrate + Fuel Oil”) la comprenden 
explosivos compuestos por una mezcla de sustancias combustibles (como el gasóleo) y 
oxidantes (normalmente, nitrato amónico), pudiendo llevar aditivos como el polvo de aluminio. 
Tienen su origen en los explosivos pulvurentos y surgieron reduciendo el contenido en 
nitroglicerina (o nitroglicol) para incrementar la seguridad de manipulación. Muestran una 
consistencia granular y pulvurenta, con nula resistencia al agua (por tanto no pueden utilizarse 
en barrenos con agua). El producto se suele presentar encartuchado o en sacos a granel. 
Los anfos tienen una velocidad de detonación relativamente baja, su potencia y densidad son 
bajas y producen gases tóxicos (se desaconseja su uso en voladuras subterráneas). Sin embargo 
su gran ventaja es que son muy insensibles a los golpes, lo que hace que su manipulación sea 
muy segura. Su activación requiere el empleo de otro explosivo (por ejemplo un hidrogel) o un 
sistema de iniciación de alta energía. Se pueden emplear en voladuras de rocas blandas, siendo 
su aplicación más frecuente su uso como carga en columna en las voladuras a cielo abierto (el 
explosivo se comporta como un fluido, lo que facilita el relleno de los huecos de los barreno, 
optimizándose la transmisión de energía a la roca). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
 29 © Structuralia 
 
Los anfos se comercializan bajo los nombres “Nagolita”, “Alnafo”, “Anfo”, “Amonix”, “Amonitro”, 
“Amonex”, “Amonoleo”, “Amontex” y “Alumtex”, y los iniciadores asociados a su uso son el cordón 
detonante, los cartucho cebo y los multiplicadores. Son insensibles a los detonadores. 
 
3.2.4. Emulsiones 
Las emulsiones se forman por dispersión de un líquido inmiscible en otro y están formadas por 
productos intrínsecamente no explosivos pero que mezclados adecuadamente y correctamente 
iniciados reaccionan como explosivos. Las emulsiones están constan de dos fases: la primera 
fase (90% del total) corresponde a la parte oxidante (solución de nitratos), mientras que la 
segunda fase es oleosa y contiene los combustibles. Dada la ausencia de nitroglicerina, no 
producen exudación. 
En general, las emulsiones son similares a los hidrogeles, pero con mayor resistencia al agua y 
velocidad de detonación. Su manipulación es muy segura, resisten las variaciones de 
temperaturas y no se ven afectadas por choque, roce o calor. Pueden suministrarse a granel e 
incluso bombearse. Son explosivos muy versátiles que pueden emplearse en voladuras de 
cualquier tipo de roca. Pueden asimismo combinarse con anfos, dando lugar a los explosivos 
denominados “anfos pesados” o “heavy-anfo”. 
Las emulsiones se comercializan bajo los nombres “Riomex” y “Emunex”, y los iniciadores 
asociados a su uso son el cordón detonante y los multiplicadores. 
 
3.2.5. Pólvora de mina 
Las pólvoras de mina son una mezcla de textura granular de azufre, carbón vegetal y nitrato 
potásico (como otras pólvoras). Son productos propiamente explosivos, que deflagran en lugar 
de detonar, y por tanto actúan sobre las rocas agrietándolas, empujándolas y originando mínimos 
desplazamientos de los bloques. 
La pólvora de mina tiene una energía, velocidad de detonación, potencia y densidad bajas, así 
como una nula resistencia al agua y es sensible a la llama. Además los humos producidos son 
tóxicos. Por ello, es empleada para pequeños trabajos de excavación y en el arranque de rocas 
ornamentales, debiéndose confinar correctamente en el barreno (el retacado debe ser realizado 
de manera eficaz). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
© Structuralia 30 
 
La gran ventaja de las pólvoras de mina es que no precisan de detonadores para su iniciación, 
pudiéndose activar mediante mecha lenta. No obstante, es habitual emplear detonadores 
eléctricos o cordón detonante para suignición. 
 
3.2.6. Explosivos gelatinosos 
Los explosivos gelatinosos están compuestos por nitroglicerina o nitroglicol, nitrocelulosa, 
estabilizantes y sustancias combustibles y oxidantes. Tienen su origen en una mejora de los 
explosivos pulvurentos: al incrementarse el contenido de nitroglicerina o nitroglicol y añadir una 
cierta cantidad de nitrocelulosa, que actúa como gelificante, se incrementa la potencia del 
explosivo y se forma una pasta gelatinosa, que otorga una elevada densidad y una gran 
resistencia agua. Esta consistencia gelatinosa o plástica hace que estos explosivos sean también 
conocidos como “gomas”. 
Las gomas tienen una gran velocidad de detonación (más de 5.000 m/s) así como un elevado 
poder rompedor, y su alta densidad hace que desalojen el agua de los barrenos. Producen muy 
pocos gases tóxicos y resisten las variaciones de temperaturas. Además si se almacenan 
correctamente tienen un lento envejecimiento. No obstante, presentan una desventaja que es la 
de ser sensibles a los golpes (por lo que no deben someterse a ni a choques fuertes ni a roces). 
Estos explosivos son adecuados para voladuras de rocas duras y semiduras, para carga en fondo 
de los barrenos y en trabajos con gran presencia de agua, como el caso de las voladuras 
submarinas. 
Los explosivos gelatinosos se comercializan bajo los nombres “Goma 2”, “Goma 2 Eco”, “Goma 
1”, “Gelamonite 33” y “Amonite Plus”, y los iniciadores asociados a su uso son los detonadores 
(eléctricos y no eléctricos) y el cordón detonante. 
 
3.3 Detonadores e iniciadores 
3.3.1. Detonadores eléctricos 
Un detonador eléctrico está normalmente formado por una cápsula metálica (cobre o aluminio) 
que aloja un inflamador, un explosivo iniciador y un explosivo base. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
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El inflamador se compone de dos electrodos unidos entre sí por un filamento metálico (puente 
de incandescencia), los cuales están a su vez conectados a los hilos de alimentación del 
detonador. 
Los detonadores eléctricos se destruyen por explosión y se clasifican en función de su 
sensibilidad eléctrica como sensibles (S), insensibles (I) o altamente insensibles (AI). El color de 
uno de sus cables refleja dicha clasificación. Así, los detonadores sensibles poseen un cable 
rojo, los insensibles un cable rosa y los altamente insensible un cable verde. El color del otro 
cable indica el tiempo nominal de retardo; por ejemplo, un cable blanco indica un detonador 
instantáneo y uno azul un retardo de 500 ms. Por tanto un detonador con cables rojo y blanco 
correspondería a un detonador sensible instantáneo. Físicamente, el retardo viene fijado por el 
tiempo que tarda en consumirse una pasta pirotécnica alojada en el detonador. 
Los detonadores eléctricos que inician una voladura se conectan entre sí formando un circuito 
unido a la fuente de energía, constituyendo lo que se conoce como “línea de tiro”. Los 
detonadores eléctricos poseen una alta precisión y presentan una gran gama de metrajes y 
tiempos de retardos. Se emplean en voladuras a cielo abierto, como iniciación de otros 
explosivos. No obstante, no son recomendables en áreas con riesgos de corrientes erráticas. 
 
3.3.2. Detonadores no eléctricos 
Los detonadores no eléctricos se denominan así porque en su iniciación no intervine ningún tipo 
de corriente eléctrica, si bien la parte explosiva es similar a éstos. La iniciación tiene lugar por 
medio de una onda de choque de baja energía. Así, estos detonadores constan de un tubo de 
plástico iniciador, de alta resistencia a la tracción y a la abrasión, que aloja en su interior una 
sustancia reactiva (compuesto de Hexógeno (HMX) y Aluminio) que permite la propagación de 
la onda de choque con la suficiente energía para iniciar la explosión. 
Estos detonadores no pueden ser iniciados por corrientes erráticas, inducidas o radiofrecuencia 
y se destruyen por explosión. Se pueden utilizar en todo tipo de voladuras. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
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3.3.3. Detonadores electrónicos 
Los detonadores electrónicos se caracterizan por remplazar la pasta pirotécnica que determina 
el tiempo de retardo en un detonador por un circuito electrónico encargado de realizar la descarga 
de un condensador en el instante deseado. Su uso a día de hoy no es amplio y está centrado en 
ciertas aplicaciones donde se buscan unos resultados específicos, pudiendo conseguir una 
reducción de las vibraciones y una mejora en la fragmentación. 
 
3.3.4. Mecha lenta 
Una mecha lenta es un sistema de iniciación que está constituida por un núcleo de pólvora negra 
localizado en el interior de una envoltura cilíndrica formada por hilos textiles y capas 
impermeabilizantes. Exteriormente, su apariencia es la de un cordón de cierta rigidez. Tiene la 
ventaja de poder ser cortado en trozos según las necesidades. 
La mecha lenta es el procedimiento de ignición más antiguo y puede emplearse sola o junto con 
detonadores de mecha (en este caso, la mecha lenta se introduce en el extremo abierto de una 
cápsula de aluminio que aloja la carga explosiva del detonador). Su uso es muy sencillo, 
requiriendo simplemente encender uno de sus extremos. La combustión se propagará a lo largo 
de la mecha de forma uniforme y lenta (a una velocidad de dos minutos por metro lineal), sin 
producir llama en el exterior. La mecha lenta se utiliza en la iniciación de barrenos o de cargas 
individuales, así como en el taqueo y en la iniciación de sistemas en voladuras donde exista 
riesgo eléctrico. 
 
3.3.5. Cordón detonante 
Un cordón detonante está constituido por un núcleo central de un explosivo de alta velocidad, 
generalmente pentrita, con un recubrimiento exterior de PVC. Se tiene así un cordón flexible que 
contiene un explosivo rompedor, el cual se inicia con otro detonador o cordón detonante. 
Los cordones detonantes tienen una iniciación potente, una elevada flexibilidad y son de fácil 
anudado y unión. Pueden ser cortados con navaja (nunca con tijeras o tenazas por existir riesgo 
elevado de explosión). Además son resistentes al agua. Son utilizados en la iniciación de 
explosivos y multiplicadores, como explosivo propiamente dichos para voladuras de contorno y 
en voladuras de corte de rocas ornamentales. 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
 33 © Structuralia 
 
Asimismo, sirven como línea maestra en la iniciación no eléctrica. 
El cordón detonante presenta el inconveniente de ser instantáneo, problema que se resuelve 
introduciendo relés de retardo. Estos elementos son conectadores que se intercalan en el cordón 
e interrumpen la detonación durante unos milisegundos. Ello permite desarrollar esquemas de 
voladuras temporizadas al intercalar relés entre dos barrenos consecutivos. Los relés presentan 
una conexión sencilla, no pueden ser iniciados por corrientes erráticas, inducidas o 
radiofrecuencia y se destruyen por explosión. 
 
3.3.6. Multiplicadores 
Algunos explosivos de baja sensibilidad requieren del uso de multiplicadores (boosters) para su 
iniciación. Estos accesorios están compuestos por un cilindro de un explosivo de alta potencia y 
velocidad de detonación (pentolita), recubierto de un plástico o cartón. Los multiplicadores son a 
su vez iniciados por otros elementos como un cordón detonante o un detonador. 
 
3.4 Selección del explosivo 
La selección del explosivo a emplear debe considerar los siguientes aspectos: 
§ Seguridad de manipulación: en áreas con alto riesgo deben emplearse explosivos 
insensibles a golpes y rozaduras (como hidrogeles y emulsiones). 
§ Naturaleza de la roca: como regla general, las rocas duras y compactas requieren del 
uso de explosivos de alto poder rompedor y alta velocidad de detonación, mientras que 
pararocas blandas, muy fisuradas o porosas, deben emplearse explosivos de baja 
densidad y velocidad de detonación. 
§ Geometría del barreno: debe tenerse en cuenta el diámetro crítico, sobre todo en 
barrenos con diámetro inferior a 40 mm. La longitud del barreno también es importante; 
por ejemplo, en barrenos profundos, existe el riesgo de que tenga lugar una auto-
detonación accidental si el explosivo es muy sensibles a golpes. 
§ Humedad: en barrenos húmedos o sumergidos se deben emplear explosivos 
resistentes al agua, como los hidrogeles, las emulsiones o las gomas. 
 
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§ Toxicidad de los gases: en voladuras en el exterior, la concentración de los gases 
generados por el explosivo no suele ser preocupante y su dispersión es rápida, pero 
en voladuras subterráneas debe procurase emplear explosivos que generen pocos 
gases tóxicos. Para estos casos son recomendables los hidrogeles y las emulsiones. 
§ Fragmentación: para obtener tamaños pequeños (material muy fragmentado) debe 
utilizarse un explosivo rompedor (por ejemplo las gomas) mientras que la pólvora de 
mina (explosivo deflagrante) será más adecuada para obtener grandes bloques. 
§ Factores económicos (considerando toda la operación de voladura). 
 
3.5 Manejo de explosivos 
Se resume a continuación algunas recomendaciones sobre el manejo de explosivos en obra6: 
§ El almacenamiento debe realizarse en un depósito adecuado y convenientemente 
señalizado, existiendo un responsable de distribución de explosivos. No se podrá fumar 
ni existirá llama libre en las proximidades de depósitos de explosivos. 
§ El transporte de explosivos en las explotaciones debe regularse mediante una serie de 
“Disposiciones internas de seguridad” que deben formar parte del proyecto de voladura 
y conocidas por todas las personas encargadas del manejo de explosivos. 
§ No se deben golpear ni tratar violentamente cajas o cualquier otro elemento que 
contenga explosivo. Asimismo, está prohibido transportar conjuntamente explosivos y 
detonadores o cualquier mecanismo de iniciación. El transporte de explosivos no debe 
efectuarse con equipos que funcionen con radiofrecuencias (especialmente en el 
transporte de detonadores eléctricos). Igualmente, salvo casos especiales, no se 
deben cortar cartuchos de explosivo (ni longitudinal ni transversalmente). 
§ Una vez que los explosivos se encuentren en la zona de voladura debe prohibirse el 
acceso a la misma de cualquier tipo de maquinaria externa a la voladura. 
 
 
6 J. Bernaola Alonso, J. Castilla Gómez and J. Herrera Herbert, Perforación y voladura de rocas en minería, 
Departamento de Explotación de Recursos Minerales y Obras Subterráneas, Universidad Politécnica de Madrid, 
Madrid (2013). 
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 35 © Structuralia 
 
§ Se debe registrar la presencia de coqueras, huecos o hundimientos durante la 
perforación, y comunicarlo al artillero. Antes de la carga de barrenos, éstos se deben 
limpiar para asegurar que no se den rozamientos y atranques. Es asimismo 
aconsejable disponer de medios para el desagüe de los barrenos. 
§ No es recomendable simultanear operaciones de perforación y carga de barrenos. 
§ Los explosivos no se deben introducir violentamente. En concreto, debe tenerse 
especial cuidado con no dejar caer los cartuchos cebo en barrenos profundos. 
§ Se debe comprobar que existe una concordancia entre el retacado diseñado y el 
retacado real, para evitar problema de proyecciones y onda aérea. 
§ En las proximidades de las voladuras en las que se empleen detonadores eléctricos 
no se deben utilizar teléfonos móviles o emisoras, evitando cualquier radiofrecuencia. 
§ Antes de efectuar el disparo debe comprobarse que todos los posibles accesos a la 
zona de voladura están cortados y que se han retirado todos los equipos y materiales 
que pudieran ser alcanzados por proyecciones. El artillero responsable del disparo 
debe ser el último en abandonar la zona de voladura, efectuando el disparo desde un 
refugio. Previamente al disparo deben darse señales de aviso acústicas. 
§ Tras el disparo, debe comprobarse la voladura y la existencia o no de barrenos fallidos. 
En el caso de existir, los barrenos fallidos deben señalizarse y mantener la prohibición 
del acceso a la voladura hasta que hayan sido desactivados (normalmente por 
redisparo). 
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4. MECANISMO DE LA ROTURA 
La ejecución de una voladura tiene como fin la rotura del terreno. Sin embargo, el objetivo no es 
pulverizar completamente el terreno empleando una gran cantidad de explosivo y/o de gran 
potencia. Por el contrario, el objetivo de la voladura es realizar la excavación del macizo rocoso, 
es decir, fragmentar la roca de forma que esta pueda ser retirada. 
Así, las voladuras provocan la rotura del terreno de una forma más sutil, que involucra dos fases: 
§ (i) Arranque y trituración de la roca alrededor del barreno, consecuencia de la onda de 
compresión provocada por la detonación del explosivo. 
§ (ii) Rotura general del macizo, entre barrenos, como consecuencia de las ondas 
tracción que se inducen al reflejarse las ondas de compresión en caras libres, y 
posterior expansión de los gases producto de la descomposición del explosivo que 
desplazan la roca fragmentada. 
 
4.1 Rotura del terreno 
4.1.1. Rotura alrededor del barreno 
La presión de detonación de un explosivo 𝑃# puede estimarse por la expresión: 
𝑃# = 𝑘 · 𝜌! · 𝑉!$ 
Donde 𝜌! es la densidad del explosivo, 𝑉# es la velocidad de detonación del explosivo y 𝑘 un 
factor de proporcionalidad. Sin embargo, entre los cartuchos de explosivo y la pared del barreno 
existe normalmente un cierto espacio (desacoplamiento), lo que hace que la presión de 
detonación en el barreno 𝑃% sea algo inferior: 
𝑃% =
1
2
𝑃# 0
𝜙!
𝜙%
2 
Donde 𝜙! y 𝜙% son el diámetro del cartucho del explosivo y el barreno, respectivamente. Esta 
presión en el barreno 𝑃% es la que se transmite al macizo rocoso en forma de onda de 
comprensión radial (cuyo foco es el propio barreno). 
 
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 37 © Structuralia 
 
Esta onda de compresión produce la fracturación de la roca en las inmediaciones del barreno 
por rotura de la estructura intercristalina e intergranular de la matriz rocosa al superarse su 
resistencia a compresión, y a la par se crean fisuras de tracción radiales al barreno (dirección 
perpendicular a la dirección de la onda de compresión, efecto Poisson). El tamaño de esta área 
triturada directamente por la detonación depende de la presión en el barreno (Figura 9). 
 
 
Figura 9: Mecanismo de rotura alrededor del barreno (modificado de Bernaola Alonso et al.7) 
 
4.1.2. Rotura del macizo por reflexión de la onda de choque 
Las ondas de compresión generadas por la detonación del barreno (Figura 10a) atraviesan el 
macizo rocoso y si bien generan cierto daño en la roca, la fisuración resultante es mínima. 
 
7 J. Bernaola Alonso, J. Castilla Gómez and J. Herrera Herbert, Perforación y voladura de rocas en minería, 
Departamento de Explotación de Recursos Minerales y Obras Subterráneas, Universidad Politécnica de Madrid, 
Madrid (2013). 
Fracturación de la roca por rotura
de la estructura intercristalina e
intergranular (compresión)
Fisuras de tracción radiales
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De hecho, en la fase de rotura por compresión alrededor del barreno únicamente se emplea la 
parte de energía del explosivo que corresponde a la onda de detonación, y que no alcanza 
valores superiores al 10% de la energía total del explosivo (ni aún enel caso de explosivos de 
elevado poder rompedor). 
Así, el éxito de la voladura se consigue induciendo ondas de tracción en el macizo, las cuales 
aprovecha la debilidad generada por la onda de compresión y provocan la fragmentación del 
macizo y el desplazamiento del material. 
Se define la impedancia de un material o medio (𝑍) como la resistencia que opone éste a 
las ondas que se propagan a su través. Así, la impedancia de la roca 𝑍& se define como: 
𝑍& = 𝜌& · 𝑉& 
Donde 𝜌& es la densidad de la matriz rocosa y 𝑉& es la velocidad de propagación de las ondas en 
la matriz rocosa (Figura 11). En general, cuanto más blanda es una roca, la velocidad de 
propagación de las ondas es menor. Por tanto, rocas blandas y poco densas darán como 
resultado bajas impedancias, mientras que rocas duras y muy densas supondrán impedancias 
muy altas. 
 
 
Figura 10: Mecanismo de rotura en una voladura: (a) Onda de compresión producida por la detonación del 
explosivo; (b) Reflexión de la onda de compresión en el frente de la excavación (cara libre); (c) Expansión de los 
gases de la explosión (modificado de la “Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de voladuras en banco”8) 
 
8 Ministerio para la transición ecológica y el reto demográfico, Guía de buenas prácticas en el diseño y ejecución de 
voladuras en banco, Dirección General de Política Energética y Minas, Madrid (2017). 
(a) (b) (c)
Desplazamiento
Reflexión en el 
frenteOnda de choque
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 39 © Structuralia 
 
Cuando una onda de compresión llega desde un medio de mayor impedancia a otro de menor 
impedancia, parte de ella se transmite a al segundo como onda de compresión, pero otra parte 
se refleja hacia atrás como onda de tracción. 
Así, cuando la onda de compresión llega a una cara libre, se encuentra con un espacio vacío 
(normalmente relleno de aire), de muy baja impedancia, lo que ocasiona que gran parte de la 
energía se refleje de vuelta hacia el macizo en forma de onda de tracción (Figura 10b). 
Esta nueva onda es la responsable de la fragmentación de la matriz rocosa, especialmente 
debido a que la resistencia a tracción de una roca es muy baja en comparación con su resistencia 
a compresión (ver Figura 11). Además, la existencia de una cara libre proporciona libertad de 
desplazamiento a la roca, lo que a su vez lleva a ampliar del radio fisurado y al desconchamiento 
(spalling) de la roca. 
Cuanto mayor es la carga y su grado de confinamiento, mayor es la potencia y poder rompedor 
del explosivo, y/o menor es la distancia a la cara libre, este efecto alcanza mayor profundidad. 
Roca Densidad 
(t/m3) 
Resistencia a 
compresión simple 
(MPa) 
Resistencia a 
tracción (MPa) 
Velocidad de propagación 
de las ondas de 
compresión (m/s) 
Arenisca 2,3 – 2,6 30 – 235 5 – 20 1400 – 4200 
Basalto 2,7 – 2,9 60 – 350 5 – 25 4500 – 6500 
Caliza 2,3 – 2,6 50 – 200 4 – 30 2500 – 6000 
Cuarcita 2,6 – 2,7 100 - 500 10 – 30 5000 – 6500 
Gabro 3,0 – 3,1 180 – 300 14 – 30 4500 – 6500 
Gneis 2,7 – 3,0 50 – 250 5 – 20 3100 – 5500 
Granito 2,6 – 2,7 50 – 300 7 – 25 4500 – 6000 
Mármol 2,6 – 2,8 60 – 250 6.5 – 20 3500 – 6000 
Lutita 2,2 – 2,6 10 – 90 1,5 – 10 1400 – 3000 
Pizarra 2,5 – 2,7 30 – 200 7 – 20 3500 – 5000 
Figura 11: Valores representativos de la densidad, resistencia a compresión, resistencia a tracción y velocidad de 
propagación de las ondas en algunas rocas (adaptado de González de Vallejo et al.9) 
 
9 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
© Structuralia 40 
 
4.1.3. Rotura por los gases de la explosión 
Tras la reflexión de las ondas, los gases producto de la descomposición del explosivo se 
expanden a altas presión y temperatura, penetrando por las fisuras producidas por las ondas de 
compresión y tracción, extendiéndolas y abriéndolas totalmente, y desplazando hacia la cara 
libre la roca fragmentada (Figura 10c). Esta fase es mucho más lenta que las anteriores, que 
son relativamente repentinas. 
Además, la presión ejercida por los gases de explosión sobre los materiales situados frente a la 
columna del explosivo hace que la roca se comporte como una viga biempotrada, lo que provoca 
la deformación y fisuración de dicha columna por flexión. 
 
4.2 Secuenciación y voladuras de contorno 
4.2.1. Ubicación de los barrenos y secuenciación 
En base al mecanismo de rotura anterior, la voladura de un macizo rocoso se realiza mediante 
una serie de barrenos con una cierta separación, de forma que se alcance la máxima efectividad. 
El objetivo es dispersar adecuadamente las ondas de choque (tracción y compresión) por el 
macizo rocoso, de manera que la roca se triture, se agriete y/o se fisure. En las inmediaciones 
de cada barreno, la roca quedará completamente triturada, mientras que a una distancia de hasta 
4 diámetros, la roca se fragmentará. Más allá la roca únicamente se fisurará. La posterior presión 
y expansión de los gases logrará completar la excavación. 
Así, la ejecución de barrenos no sólo tiene como fin la introducción de las cargas explosivas, sino 
que su verdadera función es la de crear superficies libres a lo largo del macizo, facilitando la 
reflexión de las ondas de choque y la creación de ondas de tracción. Por ello, si bien una voladura 
puede seguir un esquema en línea, es más usual plantear un conjunto de barrenos colocados en 
un patrón regular o en un patrón escalonado (Figura 12). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras - Excavaciones mediante voladuras 
 41 © Structuralia 
 
 
Figura 12: Esquema de voladuras habituales: (a) fila única; (b) patrón regular; (c) patrón escalonado o al tresbolillo. 
 
Además, la máxima eficacia de la voladura no se consigue detonando todos los barrenos a la 
vez, dado que los barrenos interiores tienen más lejos la superficie libre. Por el contrario, es mejor 
aprovechar el mecanismo de rotura descrito y la geometría del macizo, volando simultáneamente 
algunos barrenos y controlando el tren de ondas de choque. Para ello se emplea la secuenciación 
con retardos y microretardos. 
 
4.2.2. Voladuras de contorno 
La energía no aprovechada para fragmentar y desplazar el material en una voladura puede ser 
en ocasiones muy alta (incluso del 85%). Esta energía se transmite al macizo rocoso y puede 
dañarlo, creando nuevas fracturas y planos de debilidad, y abriendo las discontinuidades ya 
existentes. Así pues, en toda voladura se corre el riesgo de crear una franja de material 
remanente fragmentada, de poca resistencia y dada a generar desprendimientos y/o taludes 
poco estables. 
Los mecanismos específicos que provocan este efecto son la rotura por sobretrituración y 
agrietamiento, la rotura por descostramiento y la apertura de las grietas por la acción de los 
gases. La rotura por sobretrituración y agrietamiento es causada por la onda de compresión 
generada por los barrenos más cercanos a la futura superficie del talud de la excavación. La 
rotura por descostramiento es causada por las vibraciones de la voladura, que pueden hacer que 
se alcance la resistencia a tracción en el macizo rocoso. Finalmente, la apertura de las grietas 
por la acción de los gases es un mecanismo similar que el que ocasiona la rotura en una voladura 
por acción de los gases de la explosión, pero en este caso, se refiere a la expansión de los gases 
por las grietas y fisuras propias del macizo que queremos proteger. 
 
(a) (b) (c)
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Excavaciones mediante voladuras 
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Por tanto, para lograr un correcto acabado del talud futuro de la excavación, es necesario limitar 
la carga en dichas zonas. Para ello se pueden realizar lo que se denominan voladuras de 
contorno.