I cappucci di sabbiatura sono disponibili in una varietà di forme. Cappucci fusibili, detonatori elettrici, detonatori non elettrici e detonatori elettronici sono i diversi tipi di detonatori che puoi trovare sul mercato.
Cappucci fusibili
L'invenzione delle successive generazioni di cappucci portafusibili mira a rispondere all'accensione pericolosa del prodotto esplosivo utilizzato durante il periodo considerato. La sicurezza dei minatori è sempre stata uno degli obiettivi principali nello sviluppo degli esplosivi.
Si dice che la polvere nera sia un'invenzione cinese, usata come fuochi d'artificio, risalente ai primi secoli della nostra era. Nonostante l'uso di "fuochi greci" a base di polvere nera in antiche battaglie, il 1380 è una data comunemente riconosciuta per i primi studi sulla polvere nera. Monaco francescano tedesco, Berthold Schwarts ha sviluppato polvere da sparo dalla formula antica. Il primo uso registrato di polvere nera per la rocciatura risale al 1627, in Ungheria.
La sua velocità di combustione inaffidabile rende comunque la polvere nera estremamente pericolosa e causa numerosi incidenti.
Questa ignizione pericolosa fu superata nel 1831 con l'invenzione del "Miners Safety Fuse" di William Bickford, una corda con un filo di filo infuso di polvere nera.
Ascanio Sobrero ha sintetizzato la nitroglicerina nel 1846. La nitroglicerina è il primo esplosivo scoperto ad essere più forte della polvere nera.
Il suo uso sul campo rimane particolarmente pericoloso soprattutto fino al 1863 quando Alfred Nobel svelò il suo "detonatore pratico": un tappo di legno di polvere nera inserito in una più grande carica di nitroglicerina liquida, racchiuso in un guscio di metallo. Nel 1865, Nobel ha sviluppato un cappuccio di brillamento di mercurio che rappresenta una sostanziale riduzione dei costi di produzione e quindi ha contribuito alla sua diffusione in tutto il settore.
Essendo molto economici, i cappucci fusibili sono ancora ampiamente usati oggi nell'industria mineraria, specialmente nei paesi in via di sviluppo. Anche i cappucci dei fusibili sono, in base alla progettazione, insensibili ai campi elettromagnetici.
Detonatori elettrici
I primi prototipi di detonatori che utilizzavano l'elettricità come fonte di energia del segnale di iniziazione emersero alla fine del 1880.
I cappucci di sabbiatura sono simili ai cappucci dei fusibili, ma con due fili elettrici isolati sporgenti da un'estremità, invece del fusibile.
I detonatori elettrici istantanei sono stati sviluppati per primi. Nel 1868, H. Julius Smith brevettò una tecnologia più semplice e sicura, permettendo l'accensione attraverso una miscela di fulminio di mercurio, un filo di ponte di platino ad alta resistenza e un tappo di zolfo.
L'inclusione di un treno polvere in ritardo ha permesso l'introduzione di detonatori elettrici ritardati pre-programmati.
Questa tecnologia consente un offset tra due cariche consecutive e quindi la creazione di sequenze di iniziazioni, aprendo le porte a colpi più controllati ma limitati a un numero finito di combinazioni. I detonatori di ritardo di mezzo secondo apparvero nei primi anni del 1900, mentre i detonatori con ritardo di millisecondo arrivarono sul mercato nel 1943.
I detonatori elettrici sono sensibili al calore, agli urti, all'elettricità statica, all'energia della radiofrequenza e alle radiazioni elettromagnetiche.
Detonatori non elettrici
I sistemi di iniziazione totali non elettrici, in cui la sorgente di iniziazione proviene da un'onda d'urto, sono stati sviluppati negli anni '60 da Dyno Nobel. Detonatori non elettrici entrati nel mercato nel 1973, offrendo tutti i vantaggi dell'iniziazione elettrica, ma aggiungendo benefici per la sicurezza (insensibilità all'elettricità, energia a radiofrequenze e radiazioni elettromagnetiche) e un'ampia flessibilità operativa (più facile progettare sequenze di iniziazione più grandi, in teoria con un numero illimitato di ritardi).
Questo sistema di avvio è composto da tubi di shock collegati a detonatori down-the-hole e connettori di superficie. Nonostante il loro rivestimento di polveri reattive e grazie a un dispositivo di avviamento, i tubi di shock trasmettono onde d'urto ai detonatori non elettrici. Il collegamento sul campo è "idraulico", assumendo che l'onda d'urto sia come l'acqua, che circola nel tubo da un detonatore a un altro.
I detonatori non elettrici sono ampiamente usati, in tutto il mondo. Gli Stati Uniti sono sempre stati uno dei più grandi mercati per questo tipo di detonatori.
Detonatori elettronici
Componenti elettronici furono introdotti nel mondo dell'iniziazione elettrica alla fine degli anni '60. Aumentare le dimensioni di ogni colpo diventa strategico per il mercato degli iniziatori, perché i detonatori elettrici siano in grado di competere con i detonatori non elettrici appena introdotti.
Gli sviluppi elettronici rendono possibile la creazione di una sabbiatrice sequenziale. La sabbiatrice sequenziale eroga esplosioni temporizzate di energia regolabili elettronicamente su un numero di fili conduttori, aumentando notevolmente il numero massimo di detonatori elettrici che i blaster possono collegare e quindi aumentare il numero di potenziali combinazioni.
Negli anni '90, la crescente miniaturizzazione dei componenti elettronici ha dato vita a una nuova idea: utilizzando un orologio elettronico imbarcato per sostituire l'elemento di ritardo pirotecnico (polvere) che crea inaccuratezza per i detonatori elettrici.
Dal 1990 al 2000, un massiccio movimento di ricerca e sviluppo è stato condotto da un gran numero di attori per sviluppare detonatori elettronici pre-programmati o programmabili. Detonatori elettronici programmabili rappresentano un passo avanti nella logica, offrendo un'incredibile flessibilità nella scelta dei tempi di inizio. Questa flessibilità unita all'accuratezza controllata elettronicamente apre le porte a ritardi brevi di sequenze di iniziazione che hanno dimostrato vantaggi significativi (riduzione del disturbo, aumento della produttività) agli azionisti delle miniere. Sono stati sviluppati strumenti software di simulazione numerica per aiutare gli ingegneri minerari ad affrontare un numero così grande di possibilità nella progettazione dei loro scatti.
Nonostante un prezzo di mercato più elevato, i detonatori elettronici si sono costantemente diffusi sul mercato negli anni 2000. Una forte fase di fusione e acquisizione ha comportato la scomparsa di gran parte dei produttori. Al giorno d'oggi, solo 5 o 6 produttori rimangono attivi su questo mercato.
Ogni marca può essere programmata solo con una macchina di sabbiatura appositamente progettata. A causa principalmente di diversi protocolli di comunicazione, nessuna di queste macchine può essere utilizzata per avviare diverse marche di detonatori. Di conseguenza, nessuno di questi marchi può essere miscelato in un'unica ripresa.
La prima granigliatrice wireless è stata lanciata sul mercato nel 2000, consentendo l'avvio di scatti più grandi da una distanza più sicura. L'iniziazione wireless è diventata uno standard sul mercato.
I detonatori elettronici sono ancora basati sul cablaggio elettrico per condurre la sorgente di energia del segnale di avvio. ORICA Mining Services, l'inventore di un detonatore elettronico wireless presentato all'inizio del 2011, finge di finire con questa debolezza operativa (potenziale perdita, cortocircuiti, interruzione, sensibilità elettromagnetica) e di conseguenza aumenta la sicurezza e la redditività delle mine.
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