How should mining, quarrying, civil tunnelling and construction industry customers interpret the EBS dynamic pressure resistance claims made by their EBS suppliers?

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Demystifying Electronic Blasting System (EBS) Dynamic Pressure Resistance Claims is a thought-leadership piece, authored by:

Dr Rodney Williams, Vice President, Initiating Systems – Orica.
Francisca Saieh, Vice President Marketing and Technology, Latin America – Orica.

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This is a question that will increasingly dominate discussion in these industries as blasting environments become more hostile to the structural integrity of EBS detonators as ore grades decline, mines operate at increasing depths, new blasting methods are adopted and EBS suppliers improve detonator technology to respond to these challenges. This paper provides an overview of EBS supplier dynamic pressure resistance claims and highlights the challenges associated with comparing and substantiating these claims.

Dynamic pressure (also known as dynamic shock) is a failure mode that EBS detonators can be susceptible to depending upon mining geotechnical conditions (e.g., presence of fragmented ground, presence of water, etc.) and/or blast design (e.g., use of decked blasting, use of tight blast patterns/high powder factors, incorrect blasting sequences). The industry is very familiar with the consequences of unplanned initiation of misfired detonators, including adverse blast outcomes (poor fragmentation, high vibration, increased ore dilution etc.) through to increasingly severe outcomes (major equipment damage and fatality outcomes) should unplanned initiations occur during the mucking process.

Dynamic pressure impacts EBS detonators in one of two ways: (i) damage to the internals of the unit that prevents it from firing successfully, often associated with crushing of the shell of the detonator (the so called “shrink-wrapping”) or (ii) in more extreme events, through shock-induced sympathetic initiation of the detonator base charge, causing it to fire prematurely in the blasting sequence. Dynamic pressure resistance is an important safety design factor for electronic detonators given the inherent characteristics of the electronic components, fusehead, base charge, and shell that comprise the detonator – any/all of these can fail during a dynamic pressure event, leading to a misfire or sympathetic detonation outcome.

A comparison of dynamic pressure resistance claims made by EBS suppliers is quite enlightening – see Table 1. Detonator performance is quoted either qualitatively (e.g. “extreme shock resistance”) or absolutely, with ranges of resistance quoted from 500 bar through to >1400 bar depending upon the supplier and specific detonator type. No reference is made to the methodology used to determine the dynamic pressure resistance. This is a very important omission as dynamic pressure can be characterised by two important parameters – the peak pressure of the pulse (often quoted in units of MPa or bar) and the duration of the pulse. This latter parameter is critical as it relates directly to the source of the pressure pulse. Longer pulse durations can cause EBS detonators to fail even at relatively low pulse intensity. Dynamic pressure testing protocols vary and can feature differing shock wave sources (donor detonator or donor booster), as well as differing receiving detonator configurations (“hot det” = with a live fusehead but no live base charge, as well as configurations featuring a live fusehead and live base charge). The nature of the shock wave and its impact on the receiving detonator will vary depending upon the combination of testing parameters chosen.

As a case in point, Table 2 shows dynamic pressure testing outcomes of the same Orica detonator technology using different testing protocols. Maximum dynamic pressure survivability results obtained at 100% fire rate range between 600 bar and >2525 bar for the same detonator technology. The only change was the testing protocol! How can EBS customers be sure that results from any of these protocols relate back to application in their blasting environments, especially when dynamic pressure events in blasting typically have a longer blast pulse duration than that created by test protocols using a detonator or booster dynamic pressure source? This is why Orica does not quote absolute dynamic pressure resistance values in its product technical data sheets or in any advertisement – the results are at best directional and potentially misleading unless they refer to a defined testing protocol or a comparison with an existing product benchmark.

This situation can create a technical and, eventually, a legal minefield for EBS suppliers and their customers. If an EBS supplier claims a dynamic pressure resistance of their product, yet the customer experiences a misfire that subsequently has severe consequences, what is the implication for/role of the EBS supplier in such consequences? How does the EBS supplier prove that their product meets the specified dynamic pressure resistance level? And can the customer prove that the blast conditions that impacted the misfired detonator resulted from a dynamic pressure condition within the range specified by the EBS supplier? Some EBS suppliers claim an absolute dynamic pressure resistance in their product technical data sheet but also include a general disclaimer suggesting that the end user should “review the information in the specific context of the intended application”.

There appears to be limited value in specifying an absolute dynamic resistance value for EBS products whilst there is no standard widely used to certify EBS detonator dynamic pressure resistance and no ability to relate that standard to actual mining conditions used for every blast. As an industry, how do we move forward in showing the benefits of on-going technology improvement in EBS technology without the appropriate reference standard? Two options present themselves.

• Only show dynamic pressure resistances on technical data sheets if they are referenced back to specific testing methodologies used. The customer can then draw a conclusion on the validity of the testing protocol to their operations.
• Adopt an industry standard protocol where claimed dynamic pressure resistance outcomes can be validated through independent testing against the agreed protocol. The question remains regarding the direct relevance of such a protocol to dynamic pressure in real blasting environments.

In our view, neither option solves the problem that was posed at the start of this paper. Orica will continue its practice of not specifying the absolute dynamic pressure resistance of its products but will collaborate with its customers to show the roadmap of improvements made and how these improvements have been demonstrated though in-house testing protocols. We remain open to adopting an industry wide standard protocol that relates dynamic pressure testing to actual customer blasting conditions.

Table 1: Electronic Blasting System Dynamic Pressure Resistance Claims – By Supplier

Table 2: Testing Protocol Impact on EBS Detonator Dynamic Pressure Resistance

Spanish: Resistencia a presión dinámica en sistemas de voladura electrónica (EBS): Mitos y realidades

Autores
Dr Rodney Williams, Vicepresidente de Sistemas de Iniciación – Orica.
Francisca Saieh, Vicepresidenta de Marketing y Tecnología, América Latina – Orica.
Noviembre 2025.

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¿Cómo deberían interpretar los clientes de las industrias mineras, de canteras, túneles civiles y construcción las afirmaciones sobre resistencia a presión dinámica realizadas por sus proveedores de sistemas de voladura electrónica (EBS)?

Esta es una pregunta que cada vez dominará más la discusión en estas industrias, a medida que los entornos de voladura se vuelven más hostiles para la integridad estructural de los detonadores EBS, debido a la disminución de las leyes de mineral, la operación de minas a mayores profundidades, la adopción de nuevos métodos de voladura y la mejora de la tecnología de detonadores por parte de los proveedores de EBS para responder a estos desafíos. Este documento ofrece una visión general de las afirmaciones sobre resistencia a presión dinámica de los proveedores de EBS y destaca los retos asociados con la comparación y validación de dichas afirmaciones.

La presión dinámica (también conocida como dynamic shock) es un modo de falla al que los detonadores EBS pueden ser susceptibles, dependiendo de las condiciones geotécnicas de la mina (por ejemplo, presencia de terreno fragmentado, presencia de agua, etc.) y/o del diseño de la voladura (por ejemplo, uso de voladuras en decks, mallas de voladura cerradas, factores de carga altos, secuencias de voladura incorrectas). La industria está muy familiarizada con las consecuencias de la iniciación no planificada de detonadores fallados, que incluyen resultados adversos en la voladura (mala fragmentación, alta vibración, mayor dilución del mineral, etc.), hasta consecuencias cada vez más graves (daños importantes en equipos e incluso fatalidades) si ocurren iniciaciones no planificadas durante el proceso de carguío.

La presión dinámica afecta a los detonadores EBS de dos maneras: (i) daño interno que impide su funcionamiento correcto, a menudo asociado con el aplastamiento de la cápsula del detonador (el llamado “encogimiento” o shrink-wrapping), o (ii) en eventos más extremos, mediante la iniciación simpática inducida por choque de la carga base del detonador, provocando su disparo prematuro en la secuencia de voladura. La resistencia a presión dinámica es un factor de diseño crítico para la seguridad de los detonadores electrónicos, dado que sus componentes electrónicos, el fusehead, la carga base y la cápsula pueden fallar durante un evento de presión dinámica, generando un resultado de falla o detonación simpática.

La comparación de las afirmaciones sobre resistencia a presión dinámica realizadas por los proveedores de EBS resulta bastante reveladora – ver Tabla 1. El desempeño de los detonadores se cita de manera cualitativa (por ejemplo, “resistencia extrema al choque”) o en términos absolutos, con rangos de resistencia que van desde 500 bar hasta más de 1400 bar, dependiendo del proveedor y del tipo específico de detonador. No se hace referencia a la metodología utilizada para determinar la resistencia a presión dinámica. Esta omisión es muy importante, ya que la presión dinámica puede caracterizarse por dos parámetros clave: la presión máxima del pulso (a menudo expresada en MPa o bar) y la duración del pulso. Este último parámetro es crítico, pues se relaciona directamente con la fuente del pulso de presión. Duraciones más largas pueden causar fallas en los detonadores EBS incluso con intensidades de pulso relativamente bajas.

Los protocolos de prueba de presión dinámica varían y pueden incluir diferentes fuentes de onda de choque (detonador donante o booster donante), así como diferentes configuraciones del detonador receptor (“hot det” = con fusehead activo pero sin carga base activa, además de configuraciones con fusehead y carga base activos). La naturaleza de la onda de choque y su impacto en el detonador receptor variará según la combinación de parámetros de prueba elegida.

Como ejemplo, la Tabla 2 muestra los resultados de pruebas de presión dinámica realizadas sobre la misma tecnología de detonadores de Orica utilizando diferentes protocolos de prueba. Los resultados de supervivencia a presión dinámica máxima obtenidos con una tasa de disparo del 100% varían entre 600 bar y más de 2525 bar para la misma tecnología de detonador. ¡El único cambio fue el protocolo de prueba!

¿Cómo pueden los clientes de EBS estar seguros de que los resultados de cualquiera de estos protocolos se relacionan con la aplicación en sus entornos de voladura, especialmente cuando los eventos de presión dinámica en voladuras suelen tener una duración de pulso más larga que la creada por protocolos de prueba que utilizan un detonador o booster como fuente de presión dinámica? Por esta razón, Orica no publica valores absolutos de resistencia a presión dinámica en sus hojas técnicas de producto ni en ninguna publicidad: los resultados son, en el mejor de los casos, orientativos y potencialmente engañosos, a menos que se refieran a un protocolo de prueba definido o a una comparación con un producto de referencia existente.

Esta situación puede convertirse en un campo minado técnico y, eventualmente, legal para los proveedores de EBS y sus clientes. Si un proveedor de EBS afirma una resistencia a presión dinámica para su producto, pero el cliente experimenta una falla que posteriormente tiene consecuencias graves, ¿cuál es la implicancia y el rol del proveedor de EBS en dichas consecuencias? ¿Cómo demuestra el proveedor que su producto cumple con el nivel de resistencia especificado? ¿Y puede el cliente demostrar que las condiciones de voladura que afectaron al detonador fallado resultaron de una condición de presión dinámica dentro del rango especificado por el proveedor? Algunos proveedores de EBS afirman una resistencia absoluta a presión dinámica en su hoja técnica, pero también incluyen un descargo general sugiriendo que el usuario final debe “revisar la información en el contexto específico de la aplicación prevista”.

Parece haber un valor limitado en especificar un valor absoluto de resistencia dinámica para productos EBS mientras no exista un estándar ampliamente utilizado para certificar la resistencia a presión dinámica de los detonadores EBS, ni la capacidad de relacionar dicho estándar con las condiciones reales de minería utilizadas en cada voladura. Como industria, ¿cómo avanzamos para mostrar los beneficios de la mejora continua en la tecnología EBS sin una referencia estándar adecuada? Se presentan dos opciones:

• Mostrar resistencias a presión dinámica en las hojas técnicas solo si están referenciadas a metodologías de prueba específicas utilizadas. El cliente podrá entonces sacar conclusiones sobre la validez del protocolo de prueba para sus operaciones.
• Adoptar un protocolo estándar de la industria donde los resultados reclamados de resistencia a presión dinámica puedan validarse mediante pruebas independientes contra el protocolo acordado. La pregunta sigue siendo la relevancia directa de dicho protocolo frente a la presión dinámica en entornos reales de voladura.

En nuestra opinión, ninguna opción resuelve el problema planteado al inicio de este documento. Orica continuará con su práctica de no especificar la resistencia absoluta a presión dinámica de sus productos, pero colaborará con sus clientes para mostrar la hoja de ruta de mejoras realizadas y cómo estas mejoras han sido demostradas mediante protocolos internos de prueba.

Portuguese: Resistência à pressão dinâmica em sistemas de detonação eletrônica (EBS): Mitos e realidades

Autores
Dr Rodney Williams, Vice-Presidente de Sistemas de Iniciação – Orica.
Francisca Saieh, Vice-Presidente de Marketing e Tecnologia, América Latina – Orica.
Novembro 2025.

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Como os clientes das indústrias de mineração, pedreiras, túneis civis e construção devem interpretar as afirmações sobre resistência à pressão dinâmica feitas pelos seus fornecedores de sistemas de detonação eletrônica (EBS)?

Esta é uma questão que cada vez mais dominará as discussões nessas indústrias, à medida que os ambientes de detonação se tornam mais hostis à integridade estrutural dos detonadores EBS, devido à redução do teor do minério, à operação de minas em maiores profundidades, à adoção de novos métodos de detonação e à melhoria da tecnologia dos detonadores pelos fornecedores de EBS para enfrentar esses desafios. Este artigo fornece uma visão geral das afirmações sobre resistência à pressão dinâmica dos fornecedores de EBS e destaca os desafios associados à comparação e validação dessas afirmações.

A pressão dinâmica (também conhecida como dynamic shock) é um modo de falha ao qual os detonadores EBS podem ser suscetíveis, dependendo das condições geotécnicas da mina (por exemplo, presença de terreno fragmentado, presença de água, etc.) e/ou do projeto da detonação (por exemplo, uso de detonações em decks, malhas de perfuração fechadas/fatores de carga elevados, sequências de iniciação incorretas). A indústria está bastante familiarizada com as consequências da iniciação não planejada de detonadores falhados, incluindo resultados adversos na detonação (fragmentação inadequada, alta vibração, maior diluição do minério etc.) até consequências mais graves (danos significativos em equipamentos e até fatalidades) caso ocorram iniciações não planejadas durante o processo de carregamento.

A pressão dinâmica afeta os detonadores EBS de duas maneiras: (i) danos internos que impedem seu funcionamento correto, geralmente associados ao esmagamento da cápsula do detonador (o chamado “encolhimento” ou shrink-wrapping) ou (ii) em eventos mais extremos, por meio da iniciação simpática induzida por choque da carga base do detonador, provocando sua detonação prematura na sequência de iniciação. A resistência à pressão dinâmica é um fator crítico de projeto para a segurança dos detonadores eletrônicos, dado que os componentes eletrônicos, o fusível, a carga base e a cápsula que compõem o detonador podem falhar durante um evento de pressão dinâmica, levando a uma falha ou detonação simpática.

A comparação das afirmações sobre resistência à pressão dinâmica feitas pelos fornecedores de EBS é bastante reveladora – ver Tabela 1. O desempenho do detonador é citado de forma qualitativa (por exemplo, “resistência extrema ao choque”) ou absoluta, com faixas de resistência que variam de 500 bar até mais de 1400 bar, dependendo do fornecedor e do tipo específico de detonador. Não há referência à metodologia utilizada para determinar a resistência à pressão dinâmica. Essa omissão é muito importante, pois a pressão dinâmica pode ser caracterizada por dois parâmetros principais: a pressão máxima do pulso (geralmente expressa em MPa ou bar) e a duração do pulso. Este último parâmetro é crítico, pois está diretamente relacionado à fonte do pulso de pressão. Pulsos mais longos podem causar falhas em detonadores EBS mesmo com intensidades relativamente baixas. Os protocolos de teste de pressão dinâmica variam e podem incluir diferentes fontes de onda de choque (detonador doador ou booster doador), bem como diferentes configurações do detonador receptor (“hot det” = com fusível ativo, mas sem carga base ativa, além de configurações com fusível e carga base ativos). A natureza da onda de choque e seu impacto no detonador receptor variará dependendo da combinação de parâmetros de teste escolhida.

Como exemplo, a Tabela 2 mostra os resultados de testes de pressão dinâmica realizados na mesma tecnologia de detonadores da Orica utilizando diferentes protocolos de teste. Os resultados de sobrevivência à pressão dinâmica máxima obtidos com taxa de disparo de 100% variam entre 600 bar e mais de 2525 bar para a mesma tecnologia de detonador. A única mudança foi o protocolo de teste! Como os clientes de EBS podem ter certeza de que os resultados de qualquer um desses protocolos se relacionam com a aplicação em seus ambientes de detonação, especialmente quando os eventos de pressão dinâmica em detonações normalmente têm uma duração de pulso mais longa do que a criada por protocolos de teste que utilizam um detonador ou booster como fonte de pressão dinâmica? É por isso que a Orica não publica valores absolutos de resistência à pressão dinâmica em suas fichas técnicas de produto nem em qualquer publicidade: os resultados são, na melhor das hipóteses, direcionais e potencialmente enganosos, a menos que se refiram a um protocolo de teste definido ou a uma comparação com um benchmark existente.

Essa situação pode criar um campo minado técnico e, eventualmente, legal para os fornecedores de EBS e seus clientes. Se um fornecedor de EBS afirma uma resistência à pressão dinâmica para seu produto, mas o cliente experimenta uma falha que posteriormente tem consequências graves, qual é a implicação e o papel do fornecedor de EBS nessas consequências? Como o fornecedor prova que seu produto atende ao nível de resistência especificado? E o cliente pode provar que as condições de detonação que afetaram o detonador falhado resultaram de uma condição de pressão dinâmica dentro da faixa especificada pelo fornecedor? Alguns fornecedores de EBS afirmam uma resistência absoluta à pressão dinâmica em sua ficha técnica, mas também incluem uma advertência geral sugerindo que o usuário final deve “revisar as informações no contexto específico da aplicação pretendida”.

Não parece haver muito valor em especificar um valor absoluto de resistência dinâmica para produtos EBS enquanto não existir um padrão amplamente utilizado para certificar a resistência à pressão dinâmica dos detonadores EBS e não houver como relacionar esse padrão às condições reais de mineração utilizadas em cada detonação. Como indústria, como avançamos para mostrar os benefícios da melhoria contínua na tecnologia EBS sem uma referência padrão adequada? Duas opções se apresentam.

Mostrar resistências à pressão dinâmica nas fichas técnicas apenas se estiverem referenciadas às metodologias de teste específicas utilizadas. O cliente poderá então tirar conclusões sobre a validade do protocolo de teste para suas operações.
Adotar um protocolo padrão da indústria onde os resultados reivindicados de resistência à pressão dinâmica possam ser validados por testes independentes seguindo o protocolo acordado. A questão permanece sobre a relevância direta de tal protocolo frente à pressão dinâmica em ambientes reais de detonação.

Na nossa opinião, nenhuma opção resolve o problema colocado no início deste documento. A Orica continuará com sua prática de não especificar a resistência absoluta à pressão dinâmica de seus produtos, mas colaborará com seus clientes para mostrar o roteiro das melhorias realizadas e como essas melhorias foram demonstradas por meio de protocolos de teste internos. Continuamos abertos a adotar um protocolo padrão da indústria que relacione os testes de pressão dinâmica às condições reais de detonação dos clientes.