Desarrollo de un simulador óptico de detonación de cordones detonantes basado en FPGA

Silvano Renato Rossi, Matias Rubén Simonet Faraldo, Roberto Juan de la Vega, Franco Emanuel Déber, Roberto César Leegstra

Resumen


En este trabajo se presentan los aspectos más importantes del desarrollo de un sistema simulador óptico, basado en FPGA, que permite generar señales luminosas en rango del espectro visible. Además, el equipo permite generar patrones de tiempo. Con estas condiciones el sistema puede utilizarse para contrastar un medidor de velocidad de detonación (VOD) de cordones detonantes usados en la industria minera, basado en el método de medición punto a punto. El equipo comprende un dispositivo FPGA que permite la implementación de un sistema multicanal, fácilmente escalable y un microcontrolador que maneja la interfaz de usuario. Este dispositivo fue desarrollado en respuesta al requerimiento de una empresa fabricante de cordones detonantes, para disponer de un dispositivo para realizar el contraste de un instrumento medidor de VOD desarrollado por la Facultad de Ingeniería - UNCPBA, en una fase previa a este proyecto.

Palabras clave


velocidad de detonación; cordón detonante; FPGA; contraste.

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Referencias


E. Thompson Brantson, T.F. Appiah, I. Alhassan, G.M. Dzomeku, E.O. Boateng, B. Takyi, S. Sibil, E.K. Duodu and A.K. Kobi, “A comprehensive review of traditional, modern and advanced presplit drilling and blasting in the mining and construction industries,” Journal of Petroleum and Mining Engineering, vol. 25, no. 2, pp. 7-97, March 2024, https://doi.org/10.21608/jpme.2024.208017.1161

J. Yernaidu, V.K. Patel and A.K. Tripathi, “An overview of explosive energy utilization in mining,” International Research Journal of Engineering and Technology, vol. 9, no. 6, pp. 1110-1112, June 2022.

R. Domotor, “Controlled blasting for civil construction in an urban environment,” Explo Conference, Melbourne, Australia, Nov. 2011, pp.107-118.

S. Saran, A.K. Bal and M.K. Jha, “Comparative study of confined velocity of detonation (VOD) of ANFO & SME-A case study,” Minetech, vol. 42, no. 1, pp. 7-13, Jan-March 2021.

S.V. Khokhlov, Yu. I. Vinogradov, V.A. Makkoev and Z.A.Abiyev, “Effect of explosive detonation velocity on the degree of rock pre-fracturing during blasting,” Mining Science and Technology. Vol. 9, no. 2 pp. 85-96, 2014. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-11-177

K. Podoliak, “The evolution of detonator,” Dyno Consult, New Leader’s Conference, Dyno Nobel, Apr. 2004. Available at: https://oldcooperriverbridge.org/docs/dyno_nobel_shock_tube.pdf

F. Sumiya and Y. Kato, “A study on smooth blasting technique using detonating cords,” Sci. Tech. Energetic Materials, vol. 68, no. 6, pp. 167-171, 2007.

V. Bacauanu, “High energy materials,” MacMillan Research Group, Group Meeting, July 2019.

M.X. Zhang, P.E. Eaton and R. Gilardi, “Hepta- and octanitrocubanes,” Angewandte Chemie International, Vol. 39, no. 2, pp. 401-404, Jan 2000.

A. Hawass and T.a Elshenawy, “Safety and performance for different high explosives in oil mining industry,” International Journal of Industry and Sustainable Development, Vol. 4, no. 1, pp. 90-95, June 2023.

G. Liu, “Microstructure and mechanical properties of tin-based alloys for miniature detonating cords,”. Doctoral Thesis, College of Engineering, Design and Physical Sciences, Brunel University London, United Kingdom, 2019.

C.A. Zúñiga-Arrobo, C.A. Rojas-Villacís, C.D. Rosero-Padilla, L.G. Fernández-Suárez, J.P. Idrovo-Palomeque, “Velocidad de detonación del explosivo, vibración y ruido en pequeña minería subterránea, Zaruma – Ecuador,” FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, Vol. 17, no. 1, pp. 26-42, 2024. https://doi.org/10.29166/revfig.v17i1.4634

J. Pooley, E. Price, J.W. Ferguson and M. Ibsen, “Optimised chirped fibre bragg Gratings for detonation velocity measurements,” Sensors, Vol. 19, pp. 2-15, July 2019. https://doi.org/ doi:10.3390/s19153333

P. Rae, “Determining velocity of detonation using high-resolution time domain reflectometry,” Review of Scientific Instruments, vol. 90, no. 8, pp. -7, Aug. 2019. https://doi.org/ doi:10.1063/1.5100750

Y. Barbarin, A. Lefrançois, V. Chuzeville, S. Magne, L. Jacquet, T. Elia, K. Woirin, C. Collet, A. Osmont and J. Luc, “Development of a shock and detonation velocity measurement system using chirped fiber bragg gratings,” Sensors, vol. 20, no. 4, pp. 1-30, 2020. https://doi.org/10.3390/s20041026

S.R. Rossi, R.J. de la Vega and F.E. Déber, “Sistema basado en FPGA para la medición de velocidad de detonación en cordones detonantes,” Revista Elektron - UBA, vol. 8, no. 2, pp. 54-60, Dic. 2024, https://doi.org/10.37537/rev.elektron.8.2.198.2024

M. Dobrilović, V. Bohanek, V. Škrlec, S. Stanković and I. Dobrilović, “Velocity of detonation measuring device calibration method” Proc. of 11th Int. Carpathian Control Conference, Eger, Hungary, May 26-28, 2010. pp. 285-288.

D. Kuhinek, T. Bratko, H. Vukošić and I. Gavranić, “Development of a reference device for the calibration of optical one-shot time-interval measurements,” Electronics, vol. 12, no. 439, pp. 1-14, Jan. 2023. https://doi.org/10.3390/electronics12020439

J. Pooley, “Fibre optic methods for measuring detonation velocity,” Doctoral Thesis, University of Southampton, United Kingdom, 2019, 127 pp.

Altera Corporation, Cyclone II Device Handbook, vol. 1, San Jose, CA, USA: Altera, 2007.

Fluke Corporation, Programmable Time/Counter PM6666 Operators Manual, Almelo, The Netherlands: Fluke, 1996.

E. M. Chan, V. Lee, S. P. Mickan, and P. J. Davies "Low-cost optoelectronic devices to measure velocity of detonation", Proc. of SPIE 5649, Smart Structures, Devices, and Systems II, 2005, pp. 586-594. https://doi.org/10.1117/12.582232

E. Cámara-Zapata, A. Arumi-Casanovas, J. Bonet-Dalmau, M. Bascompta, and L. Sanmiquel, “Arduino-based low-cost device for the measurement of detonation times in blasting caps,” Sensors, vol. 23, no. 14, pp. 6534, 2023. https://doi.org/10.3390/s23146534

MREL – Group of Companies. [Online]. Available: https://mrel.com/

Digital Automation & Control S.A (DIACSA). [Online]. Available: https://diacsa.com/cronex.html

Uttam Blastech. The Mining & Excavation Experts. [Online]. Available: https://uttamblastech.com/products_services/vod-meter-delay-timer

D. Tete, A. Y. Deshmunkh and R. R. Yerpude, “Velocity of detonation (VOD) measurement techniques practical approach,” International Journal of Engineering and Technology, vol. 2, no. 3, pp. 259-265, Jun. 2013. https://doi.org/10.14419/ijet.v2i3.1023

D. F. Zamora Blandón, D. C. Cárdenas Marulanda, M. Hincapie Quinchia, D. Z. Ramírez Marín, C. Pérez Muñoz, “Calidad y metrología: importancia y herramientas para el sector productivo,” Revista Grindaa – Ciencia, Tecnología e Innovación, vol. 2, pp. 97- 121, nov. 2020.

O. Cedeño Tamayo, “Introducción a la gestión metrológica,” Informador Técnico (Colombia), Ed. 75, pp. 47-52, 2011.

Instituto Nacional de Tecnología Industrial, “Metrología y calidad”, [en línea]. Disponible en: https://www.inti.gob.ar/areas/metrologia-y-calidad. [Accedido: 26-ago-2025].




DOI: https://doi.org/10.37537/rev.elektron.9.2.218.2025

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