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Capítulo 31-J

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DEMOLICIONES DE ESTRUCTURAS Y EDIFICIOSJ

J

J 1. INTRODUCCION

La utilización de explosivos en los trabajos de demo-lición de estructuras civiles: edificios, puentes, chime-neas, etc., constituye un sistema económico y a vecescomplementario de los convencionales llevados a

J cabo de forma manual o con medios mecánicos.La demolición de edificios mediante voladuras con-

troladas es una técnica que se desarrolló en CentroJ Europa durante la reconstrucción de las ciudades

destruidas en la 2a Guerra Mundial, y que debido a susventajas se extendió posteriormente a todo el mundo.

Estos trabajos con explosivos consisten en la colo-cación de pequeñas cargas en puntos estratégicos delas estructuras para provocar su desequilibrio y frag-mentación durante la caída que se realiza en una di-

/ rección prefijada.En este tipo de demoliciones hay que tener en cuenta

los siguientes principios generales:

J

/

~

./

- La rotura delos elementos constructivos mediantela eliminación de uniones y seccionado de partesrígidas para que u,na vez desequilibrada la estruc-tura su propio peso realice la mayor parte del tra-bajo de destrucción.

- División y reparto de las cargas para conseguir unarotura completa, manteniendo un control máximosobre las proyecciones y vibraciones generadas.

- Elección y aplicación adecuada de la secuencia deencendido para lograr la caída de la estructura en ladirección deseada. >1'

./

./

/ Las ventajas de las demoliciones con explosivos so-bre los sistemas clásicos se resumen en:

./ - Menor coste global, especialmente cuando lasconstrucciones tienen alturas elevadas.

- Mayor rapidez de ejecución.

- Gran seguridad cuando se realizan sobre vías detráfico o en las proximidades.

- Perturbaciones ambientales generadas en un pe-ríodo de tiempo muy limitado.

- Elevado control de los trabajos.

- Posibilidad de emplear procedimientos de cargadel escombro convencionales.

./

./

./

./

Por el contrario, algunos de los inconvenientes queconllevan son:

- Se precisa un proyecto y estudio completo de lavoladura.

- Tiempo dedicado a la obtención de permisos y trá-mites legales.

- Imposibilidad de recuperar algunos elementosconstructivos de valor.

- Necesidad de interrumpir el tráfico rodante en lasproximidades durante la ejecución de la voladura.

- En ocasiones, no se dispone de planos de las es-tructuras y se desconocen las características de losmateriales de que están compuestas.

Las medidas de seguridad que deben observarsedurante la realización de los trabajos son:

- Las cargas de explosivo deben ser cubiertas conprotecciones adecuadas: bandas de goma, redes,sacos terreros, etc., para evitar proyecciones.

- Para eliminar la formación de polvo, antes y du-rante la voladura debe procederse a un riego conag ua de la estructura a demoler.

- El área circundante a la voladura debe ser eva-

cuada e inspeccionada antes del disparo.

- Si en las proximidades existen edificios, es acon-sejable efectuar un estudio vibrográfico.

- Si se utilizan cargas adosadas, lo que no es prácticahabitual, se deben controlar los efectos de la ondaaérea y proyecciones.

2. DIAMETROS DE PERFORACION yTIPOS DE EXPLOSIVOS

Como ya se ha indicado, en las demoliciones conexplosivos se utilizan cargas individuales muy peque-ñas, generalmente inferiores a 50 g, Y los barrenosdonde se alojan se encuentran en puntos de difícilacceso. Por ello, las perforadoras más utilizadas sonlos martillos con un diámetro de taladro de 38 mm.

Estos equipos suelen tener un peso de 25 kg cuando

423

se perforan barrenos verticales con longitudes dehasta 3,6 m y martillos ligeros de unos 12 kg parabarrenos horizontales con una longitud máxima de 1m.

Sólo en el caso de grandes cimentaciones y estruc-turas al aire libre, donde además no existe el riesgo deproyecciones, es posible emplear carros perforadorescon una gama de diámetros entre 50 y 65 mm.

En lo referente a los explosivos, debido a que lamayoría de los elementos a fragmenfar están consti-tuidos por hormigón, por mampostería de ladrillo y,muy raras veces, por mampostería de piedra, las sus-tancias explosivas adecuadas son aquellas que poseenuna elevada Energía de Tensión, y por consiguiente lasque tienen densidades y velocidades de detonaciónaltas, junto con un grado de sensibilidad y seguridadde utilización grandes. Así pues, son los explosivosgelatinosos en cartuchos de 22 y 26 mm de diámetrolos más empleados generalmente.

Otros explosivos que pueden ser altamente usadosen este tipo de trabajos son: los pulverulentos y loshidrogeles, y los cordones detonantes de alto g ramaje.

En todo lo que se expone a continuación, los con-sumos específicos están referidos a un explosivo gela-tinoso con una densidad de encartuchado de 1,4 g/cm3y una velocidad de detonación de unos 5.200 mis.

3. DEMOLlCION DE ELEMENTOSESTRUCTURALES

En el diseño de las voladuras se hace una primeradivisión entre elementos estructurales aislados y lasestructuras o construcciones completas.

Dentro del primer grupo se consideran los sigu ienteselementos:

- CimentaciolJes.

- Muros de mampostería y hormigón.

- Pilares.

- Losas.

- Cubiertas y

- Vigas.

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TABLA 31.1

424

'--3.1. Cimentaciones

Las cimentaciones se perforan con barrenos verti-cales con unas longitudes que dependen de las dimen- '--siones de las mismas y según un esquema cuadrado«B = S».

Las cargas de explosivo se preparan uniendo trozos '--de unos 50 g a un cordón detonante y con un espacia-miento función de la densidad de carga calculada.

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'--

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'-Foto 31.1. Preparación de cargas de explosivo.

"-En la Tabla 31.1 se indican los consumos específicos

y esquemas recomendados por Gustafsson en funcióndel material que constituye la cimentación.

Para lograr una buena fragmentación que facilite la "-evacuación del escombro, al mismo tiempo que secontrolan las proyecciones, se recomienda utilizar unasecuencia de encendido a base de detonadores de "-microrretardo que facilite una buena salida de la vola-dura.

"-

3.2. Muros

Se distinguen los siguientes tipos de muros:"-

- Muros de ladrillo que forman parte de los elemen-tos de carga de la estructura. "-

"-

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CONSUMO ESPECIFICO ESQUEMA DE PERFORACIONMATERIAL CE (kg/m3) B s (m)

Hormigón en masa de mala calidad 0,25 - 0,30 0,70 - 0,80

Hormigón en masa de buena calidad y resistencia 0,30 - 0,40 0,60 - 0,70

Hormigón armado en superficie 0,60 - 0,75 0,50 - 0,60

Hormigón armado con alta densidad de armaduras 0,80 - 1,0 0,50 - 0,55

Hormigón especial armado de tipo militar 1,5 - 2,0 0,40 - 0,50

~

- Muros de hormigón que pertenecen a la estructuraportante.

~ - Muros de hormigón, empotrados en su base, perosin estar sometidos a esfuerzos.

-_./ A. Muros de ladrillo

Con el fin de ahorrar perforación, ésta se realizará a---/

TABLA 31.2

--J

-/

...J

JSegún la calidad del material, consistencia y riesgo

de proyecciones el consumo específico oscila entre 0,5y 1,0 kg/m3.

.-/ Las longitudes de perforación dependen del espesordel muro «Hm». En condiciones normales los barrenosse perforan con «L = 2/3 Hm» dejando un retacado

.-/ «T = 1/3 Hm» Y una zona de carga de igual dimen-sión. Fig. 31.1.

La disposición de los barrenos puede hacerse en un/ esquema cuadrado al tresbolillo que permite una me-

jor distribución del explosivo.

/ B. Muros de hormigón

JEn el caso de muros de hormigón armado que cons-

tituyan parte de la estructura portante, los esquemasempleados se resumen en la Tabla 31.3.

Al igual que en el caso anterior, las longitudes de losbarrenos serán de 2/3 del espesor del muro, pero losconsumos específicos se aumentarán hasta 0,9 - 1,5kg/m3.

/

J

C. Muros de hormigónempotrados en su base

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En estos casos donde los muros suelen ser altos,estrechos y empotrados en la base, los barrenos sepractican verticales para conseguir trocear el hormi-

la altura de los huecós existentes, ventanas o puertas,para conseguir una mejor rotura del material y unaperforación más cómoda.

El número de filas no debe ser en ningún caso infe-rior a 2 y se aumentará si se desea conseguir el vuelcodel muro.

Los esquemas recomendados en función del espe-sor del muro se indican en la Tabla 31.2.

Hm

1

Figura 31.1. Sección transversal de un muro y geometría delas cargas.

gón y permitir su posterior desescombro. No se re-comienda que los barrenos tengan una longitud supe-rior a1,5 m, para evitar las desviaciones que podríancausar problemas de proyecciones al existir zonas conaltas concentraciones de carga.

TABLA 31.3

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../425

ESPESOR - Hm (cm) ESQUEMA - B x S (cm) N.O DE FILAS

35 30 x 30 2

45 35 x 35 2

60 45 x 45 270 55 x 55 3

> 100 55 x 55 3

ESPESOR - Hm (cm) ESQUEMA - B x S (cm) N.o DE FILAS

35 25 x 25 2

45 30 x 30 2

60 45 x 45 3

70 50 x 50 3

Figura 31.2. Disposición de barrenos en un muro de hormi-gón.

En la Tabla 31.4 se recogen los parámetros de diseño

de las voladuras en función de las dimensiones y ma-teriales de construcción de los muros.

La iniciación debe hacerse con detonadores de mi-

crorretardo y las superficies del muro a volar cubrirsecon protecciones.

En este tipo de voladuras se aconseja realizar unaspequeñas pruebas experimentales en un tramo delmuro para determinar los esquemas y cargas idóneas.

3.3. Pilares

Los pilares suelen ser generalmente de hormigón

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Figura 31.3. Voladura de un muro alto y estrecho.

armado con secciones cuadradas, rectangulares o "-circulares.

La perforación de los barrenos se realiza en la direc-ción de la cara del pilar de mayor dimensión.

En pilares con una anchura menor de 40 cm losbarrenos se perforan en una sola fila con un espacia-miento igual a dicha dimensión, Fig. 31.4. En pilaresmayores se practican dos filas de barrenos al tresboli- "-110según el esquema de la Fig. 31.4.

La longitud de perforación debe ser 2/3 de la dimen-sión de la cara máyor «LP», ocupando la carga y elretacado longitudes iguales a «1/3 LP».

La altura de corte de los pilares variará entre 1,5m para aquellos con secciones reducidas « 40 cm)a 2,5 m para pilares mayores (> 40 cm). Por encimade esas zonas de rotura principales, pueden dispo-nerse cada 2 m otras auxiliares con un par de barre-nos cada una de ellas.

El consumo específico de explosivo varía en funcióndel material y condiciones del entorno entre los 0,7 y1,5 kg/m3.

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TABLA 31.4

426

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TIPO DE MURO ESPESOR - Hm ESPACIAMIENTO - SN.o FILAS

CONSUMO ESPECIFICO

(cm) (cm) CE (kg/m3)

Hormigón en masa 20 30 1 0,2 - 0,330 30 1 0,2 - 0,340 30 1 0,2 - 0,350 40 1 0,2 - 0,3

Hormigón armado 20 30 1 0,3 - 0,530 30 1 0,3 - 0,540 30 1 0,3 - 0,550 40 1 0,3 - 0,560 40 2 0,3 - 0,570 40 2 0,3 - 0,5

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/3 LP

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AP<40 cm

(8=AP)

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AP

AP>40 cm

(8=35 cm)

Figura 31.4. Voladura de pilares de hormigón.

/

/

/

Foto 31.2. Demolición parcial de un muro en un espigón.

3.4. Losas

Las voladuras de losas se realizan mediante dos pro-cedimientos:

- Carga para fracturación total.

- Carga para apertura de hendiduras.

El primer caso se aplica indistintamente a losas dehormigón en masa u hormigón armado, mientras queel segundo método es más frecuente en el hormigónarmado donde una vez abierta la hendidura se procedeal corte con soplete de los redondos de acero.

En la Tabla 31.5 se indican los esquemas, longitudesde perforación y cargas de los barrenos recomenda-das.

Cuando se desean efectuar voladuras de hendidura,se uti"lizan al menos dos filas de barrenos, y se sube elconsumo específico de explosivo hasta 0,7 y 0,8 kg/m3.

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Figura 31.5. Esquemas de perforación de losas.

427

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TABLA 31.5'".

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TABLA 31.6

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Al igual que para los mur'os, es aconsejable hacerpequeñas voladuras de prueba para ajustar las cargasy los esquemas.

3.5. Cubiertas

Por cubiertas se entiende los techos de hormigónarmado y las bóvedas.

En la Tabla 31.6 se recogen los criterios de diseñopara realizar estas ,!oladuras.

3.6. Vigas

Con la voladura de estos elementos estructurales se

persiguen dos objetivos:

- Transformar el punto de corte en una r.ptula.

- La fragmentación o taqueo del material para sumanipulación posterior.

La perforación se realiza verticalmente, siendo sufi-ciente en cada punto de corte con dos barrenos espa-ciados 30 cm. La longitud de perforación se toma como0,7 veces el canto de la viga y la carga específica entre0,6 y 0,8 kg/m3.

4. DEMOLlCION DE ESTRUCTURAS

El derribo de una estructura con explosivos es uno

428

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Hm

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Figura 31.6. Rotura de una viga.

de los sistemas más rápido, seguro y eficiente que.puede emplearse en la actualidad, pero precisa de unproyecto completo de voladuras donde se contempleel diseño de las mismas, en función de las característi-cas resistentes y geométricas de las partes que laconstituyen, la secuencia de rotura de los elementosportantes, las acciones de tiro y vuelco previstas, ladirección de caída proyectada, etc.

Pero no siempre es posible disponer de toda la in-formación que se requiere, pues si se trata de cons-trucciones antiguas se suele carecer de planos y, porsupuesto, se desconocen las calidades de los mate-riales empleados y las características de los mismos enpuntos de difícil acceso. Por todo ello, se debe realizaruna labor previa de reconocimiento, análisis y estudiode las estructuras a demoler a base de rozas, perfora-

MATERIALESPESOR LONGITUD DE ESQUEMA - CONSUMO ESPECIFICO

(cm) PERFORACION (cm) B x S (cm) CE (kg/m3)

Hormigón en masa 30 20 30 x 30 0,3 - 0,540 25 40x40 0,3 - 0,550 35 50 x 50 0,3 - 0,5

Hormigón armado 30 20 20 x 20 0,5 - 0,740 30 30 x 30 0,5 - 0,750 40 35 x 35 0,5 - 0,7

ESPESOR - Hm LONGITUD DE ESQUEMA - B x SCONSUMO ESPECIFICO I

(cm) PERFORACION (cm) (cm) CE (kg/m3) ,

20 15 30 x 30 0,5 - 0,730 20 30 x 30 0,5 - 0,740 30 30 x 30 0,5 - 0,7

> 50 2/3 x Hm 50 x 50 0,5 - 0,7

/

ciones, derribo parcial de tabiquería, etc., seguida deun conjunto de trabajos complementarios: sujeccio-

J nes, descalces, uniones con cables o pernos, etc., quecontribuirán de forma decisiva al éxito de la demoli-ción.

A continuación, se estudian brevemente algunosJ casos típicos de estructuras que se derriban con ex-

plosivos.

..J - Chimeneas y torres.- Puentes.

- Edificios de mampostería y hormigón armado.J

4.1. Chimeneas..J

Las chimeneas industriales son estructuras quesuelen encontrarse anexas a otras instalaciones, con

..J secciones en planta circulares, cuadradas o poligona-les y construidas generalmente de mampostería o dehormigón armado.

Debido a su gran esbeltez constituyen el tipo deJ estructuras idóneo para demoler con explosivos. La

caída de las chimeneas se consigue al eliminar con lasvoladuras una parte de la base de sustentación, de

.-/ forma que la vertical del centro de gravedad pase aencontrarse fuera de la base residual, produciéndoseseguidamente el desequilibrio de la construcción y elgiro de la misma en una dirección determinada como

~ sucede durante el talado de un árbol. Fig. 31.7.Las técnicas de derribo de chimeneas pueden clasi-

ficarse en:J

- Voladura direccional con caída completa.

- Voladura direccional con caída reducida.J

- Voladura de desplome.

./ A. Voladura direccional

con caída completa

./ Es el método de demolición más seguro, y por ello

~

.r

i'" to

G, = BAR1CENTRO DE lASECCION NO VOlADA

G2 = BARICENTRODE lASECC1ONVOlADA

d = GI G2= BRAZO DELMOMENTO QUE TIENDEA HACER GIRAR lACHIMENEA

¡\ r\ DIRECCION

l{ DE CAlDA

Figura 31.7. Método de demolicjón de una chimenea.

debe estudiarse su aplicación con prioridad sobre losotros dos métodos. Además, posee la ventaja de nece-sitar menor cantidad de explosivo y menor número debarrenos.

Para obtener unos resultados óptimos, las chime-neas deben encontrarse en buen estado de conserva-ción. Si están construidas de ladrillos, la zona a descal-zar con explosivo debe ocupar la mitad de la plantahorizontal en la dirección de caída deseada, que coin-cidirá con la del radio perpendicular al diámetro queactúa de charnela. El número de filas de barrenos que

1/2 P-j

1/4 P

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./ ~DIRECCION DE

CAlDA

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10 o o o o o o o o o o o o o 4100000000000000

P

Figura 31.8. Perforación de una chimenea de mampostería.

./429

Foto 31.3. Caída de una chímenea de mampostería.

se necesita generalmente es de 3, a lo largo de 1/4 delperímetro, y dos en el resto del semiperímetro. Fig.31.8.

En chimeneas de hormigón armado la zona a volarocupará 2/3 de toda la planta, coincidiendo la direc-ción de caída con la bisetriz del ángulo central de labase residual que es de 120°. El número de filas en laparte alta de la cuña de corte está limitado por una

'--altura equivalente a 1/3 del diámetro de la chimenea,terminando en los laterales del área volada, que ocupa2/3 del perímetro, en una altura equivalente a 3 filas.Para conseguir un mejor arranque del material es con- '--veniente abrir unos huecos a modo de ventanas conuna anchura doble del .espesor de la chimenea y unaaltura un poco por encima de la tercera fila de barre- ~nos.

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Foto 31.4. Esquema de voladura con cordón detonante de "-una chimenea de hormigón de reducido espesor. (Cortesía

de CAVOSA).

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'--B. Voladura direccional

con caída reducida

En este tipo de demolición, una vez que la chimenease ha inclinado ligeramente, se vuela la base residualprovocándose un desplome de la misma. Esto se con-sigue mediante el disparo de una fila de barrenos en el '--lado opuesto al de caída, con un retardo de tiempo de0,25 s, con respecto a la voladura principal. Fig. 31.10.

Este método sólo es aplicable a chimeneas construi- ',,-das de ladrillos.

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CAlDA

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Figura 31.9. Perforación de una chimenea de hormigón.

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-..J Figura 31.10. Demolición de una chimenea con caída reducida.

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_/c. Voladura de desplome esp~sor de la construcción y de la anchura de la base,

oscilando entre 3 y 20 veces el espesor del muro.En las torres construidas sobre pilares de hormigón

se procederá a la voladura de éstos siguiendo el mismoAl igual que en el caso anterior, las voladuras de

desplome sólo pueden emplearse en chimeneas demampostería. Las pegas consisten en el disparo ins-

J tantáneo de un conjunto de cargas alojadas de formahomogénea en toda la base.

Generalmente, el número de filas de barrenos estdedos o tres, tal como se muestra en la Fig. 31.11.

Este procedimiento es el más arriesgado y sólo debeplantearse como alternativa a los anteriores en uIJ,¡casoextremo. El estudio de la voladura debe incluir una

../ . inspección minuciosa del estado de la estru~tura paraevitar las caídas en cualquier dirección radial no de-seada. .

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-1HT>10m

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HT>10"

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4.2. Torres

../Se consideran como torres aquellas construcciones

cuyas alturas son superiores a los 10 m y las basestienen dimensiones inferiores a 1/3 de «H.T".

Para la demolición de estas estructuras se siguen losmismos criterios expuestos anteriormente para laschimeneas. En las voladuras direccionales con caída

completa la altura de la cuña de corte dependerá del

../I <113 HT i

./ Figura 31.12. Tipos de torres.

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Figura 31.11. Voladura de chimenea con desplome.

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Figura 31.13. Demolición de torres de sección cuadrada ycircular.

procedimiento y empleando una secuencia de encen-dido con detonadores de microrretardo.

4.3. Puentes

Los tipos de puentes que son objeto de demolicióncon explosivos más frecuentemente son:

- Puentes de mampostería.- Puentes metálicossobre estribos de mampostería.- Puentes de hormigón.

En general, estos trabajos se caracterizan porque eldesescombro debe llevarse a cabo en un tiempo muypequeño, ya que bajo los mismos suelen discurrir víasde tráfico o fluviales, y porque además en las proximi-dades es habitual_que existan otras construcciones,edificios, puentes nuevos, etc.

Acontinuación, se indican para cada uno de los tiposde puentes, algunas directrices generales de actua-ción.

A. Puentes de mampostería

Es el tipo de construcción más antig¡:(o y suelenpresentar pilares, apoyos y arcos de mampostería, dedimensiones apreciables, junto con materiales comohormigón en masa inyectado con grava.

Debido a la robustez de los elementos portantes elnúmero de barrenos necesarios es muy elevado.

Siempre que las condiciones del entorno lo permi-tan, la perforación se intentará realizar con carros,mejor que manualmente, abriendo barrenos de unos50 mm de diámetro.

Las zonas críticas de la demolición son los estribos ylas bóvedas. Los primeros se tratarán en cuanto a es-quemas de perforación y cargas, como muros de ladri-llo, mientras que en las bóvedas según la luz de lasmismas, la voladura puede ser global o por partes se-gún se indica en la Fig. 31.15.

432

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Figura 31.14. Zonas de voladura en un puente de mampos-tería. "--

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Figura 31.15. Voladura de una bóveda por partes. '-

La anchura mínima de la zona a fragmentar debe serde tres filas de barrenos, y si el puente está construidocon varios arcos es aconsejable efectuar la demolicióndel mismo de una forma global, pues de lo contrario elresto de la estructura que queda en pie des~ués decada voladura puede entrañar un alto riesgo al estaragrietada o dañada por las mismas.

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B. Puentes metálicos sobre estribos y pilares demampo~eria "

Este tipo de puentes es muy habitual en los trazadosde ferrocarril, e implica el desmantelamiento de toda laestructura metálica por métodos convencionales o porvoladura con cargas adosadas, siempre que las pro-yecciones no constituyan un riesgo, yel derribo poste-rior con explosivos de los pilares y estribos. "

Estos últimos elementos estructurales podrán per-forarse con barrenos verticales, siempre que exista unacceso utilizable, o con barrenos horizontales según loexplicado anteriormente.

c. Puentes de hormigón

Dentro de este grupo, que es el de más recienteconstrucción, caben diferenciar dos tipos: de celosía yde vígas prefabricadas.

En los primeros la demolición se lleva a cabo efec-tuando unos cortes con cargas confinadas de explo-

~

~ ~~~~:~~

Figura 31.16. Zonas de voladuras para la demolición de un/' puente de celosía.

~ sivo en puntos estratégicos de la estructura, tal comose indica en la Fig. 31.16.

En cada zona de corte los esquemas de perforación y

~ carga se diseñarán conforme a lo expuesto en el epí-grafe 3.6.

~- En cuanto a los puentes construidos por vigas dehormigón pretensado, la demolición se llevará a cabo

--./ en dos fases diferenciadas: primero, volando las vigas,de acuerdo a lo indicado y en tres zonas de las mismas,

'". Fig. 31.17 y, después, los pilares, ayudándose de ca-/ bles de acero si fuera preciso para conseguir el vuelco

de los mismos y perforando las voladuras al menos condos filas de barrenos y una carga específica próxima a

/ 1,5 kg/m3.

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-../Figura 31.17. Demolícíón de un puente construído de ele-

mentos prefabrícados.

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5. DEMOLlCION DE EDIFICIOS.¡'

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J

En la demolición de edificios con explosivos sólopueden dictarse unos principios básicos, ya que cadacaso precisa la realización de un proyecto completo devoladura con la adecuación de los criterios generales yaplicación de criterios específicos.

Los tipos de estructuras que suelen demolerse conexplosivos son básicamente de ladrillo, hormigón ymixtos.

El desarrollo de los trabajos debe comenzar por unestudio detallado de los planos de construcción, si sedispone de ellos, para determinar:

J'

J

J- La existencia de juntas de dilatación.

.../

- Zonas que pueden afectar a los resultados de lademolición, tales como huecos de escaleras y as-censores, bajantes de tuberías, sótanos, etc.

Esta fase debe complementarse con un reconoci-miento de los materiales, realizándose las rozas quesean necesarias' para su identificación, sobre todo enpartes críticas y dudosas. Estas labores tienen tanta omás importancia que la del propio diseño de las vola-duras, pues han sido frecuentes los casos donde alcontemplar sólo los proyectos de construcción los re-sultados han sido insatisfactorios, pues las estructurasreales no respondían fielmente a los mismos. Tras es-tos estudios se determinan los trabajos preparatorios

que se precisan:

- Independización de elementos estructurales conmedios mecánicos.

- Cortes de redondos de acero dentro del hormigónarmado.

- Atirantado de elementos, con cables, pernos, etc.

- Eliminación de tabiques interiores, muros, cercosde puertas, ventanas, etc.

- Supresión de vigas metálicas y sustitución porpuntales, etc.

A continuación, se revisan los casos más frecuentesen estos trabajos de demolición.

5.1. Edificios de mampostería

En estas construcciones las primeras labores con-sisten en la eliminación de cercos de puertas y venta-

nas y otros elementos que pued an interferir en la demo-lición, así como la destrucción parcial de algur:lOs tabi-

ques interiores.Los barrenos se practican sobre los muros de carga

siguiendo los esquemas y cargas recomendados enapartados anteriores.

La zona a volar se situará a la altura de las ventanas,

como ya se ha indicado, con el fin de facilitar la perfo-ración manual de los barrenos, disminuir el número deéstos aprovechando los huecos y mejorar la salida delmaterial troceado por el explosivo. Fig. 31.18.

Foto 31.5. Demolición de un edificio de mampostería de dosplantas. .

433

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Figura 31.18. Perforación de un muro de ladrillos.

Aunque el objetivo de estas voladuras debido a lascaracterísticas de esos materiales es el desplomecompleto del edificio, las secuencias de encendidodeben diseñarse para conseguir al mismo tiempo unamontonamiento del escombro, que no afecte al en-torno próximo, vías públicas,edificios adosados, etc., yel máximo de desgarro de la estructura durante lacaída.

En la Fig. 31.19 se indica un ejemplo típico de se-cuencia de disparo.

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" "" 1l'" " " " " " 'o , , , , , , , , ,

Figura 31.19. Secuencia de encendido en edificio de mam-postería.

5.2. Edificios de hormigón armado

Al igual que en el caso anterior, la demólición debeestar precedida de unos trabajos preparatorios con- "sistentes en la eliminación parcial de tabiques interio-res y descubrimiento de los pilares a volar, abriendorozas en los tabiques de ladrillo adyacentes. Fig.31.20.

Cuando la estructura a demoler es compleja y seencuentra junto a otros edificios que deben respetarse,es necesario realizar un cuidadoso estudio de la está-tica de la construcción y diseño de las voladuras.

Los dos tipos de demolición más empleados son:

- Voladura en una dirección.

- Voladura con desplome.

En el primer caso, los elementos a volar deben con-formar una cuña, Fig. 31.21, con un frente abierto hacia

434

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'-MURO DE MAMPOSTERIA

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Figura 31.20. Rozas abiertas en tabiques adosados a unpilar.

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OESQUEMA DE

CAlDA

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Figura 31.21. Demolición de un edificio con caída en unadirección.

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Foto 31.6. Demolición de un silo de cemento con caída en. una dirección. (Cortesía de CAVQSA).

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./ la dirección de caída y una secuencia similar a la indi-cada.

Si la demolición se realiza con desplome de la es-" tructura sobre la propia área ocupada, la secuencia de../ encendido y esquema de voladura serán como los in-

dicados en la Fig. 31.22.

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ESQUEMA DECAlDA./

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/ Figura 31.22. Demolición de un edificio con desplome.

/

Si existen elementos estructurales aislados que de-ben ejercer durante la caida unos esfuerzos de tiro, seprocederá antes de la demolición al anclaje o unióncon diferentes medios mecánicos, cables, bulones,etcétera.

Por el contrario, cuando es necesario independizaralgunas partes del edificio, se procederá al corte de loselementos de unión y sobre todo de los redondos deacero del propio hormigón armado.

Como es fácil comprender, en este tipo de voladurasla secuencia de encendido es de vital importancia, por

/

/

I

lo que la elección y utilización de los detonadores deretardo y microrretardo disponibles debe basarse enun exhaustivo análisis. La filmación a alta velocidad deestos trabajos constituye una herramienta importantepara el estudio y la comprensión de los fenómenosdesarrollados y resultados obtenidos.

Foto 31.7. Demolición de la estructura de un edificio dehormigón. (Cortesía de CA VQSA).

5.3. Edificios mixtos

Estas edificaciones están constituidas con pilares yvigas de hormigón armado y muros de carga de mam-postería, debiéndose perforar ambos elementos segúnlo expuesto en epígrafes precedentes. Normalmente,el tipo de voladura utilizado es con caída en dirección.

6. DEMOLlCION DE ESTRUCTURASMETALlCAS

La demolición de estructuras metálicas con explosi-vOs no es tan sencilla como las de hormigón o mam-postería, ya que las cargas no suelen estar confinadas,por lo general, y no existe un fenómeno tan intensode autodestrucción durante la caída de las construc-ciones. Especial cuidado debe ponerse en las altera-ciones producidas por las proyecciones y la ondaaérea.

Las fórmulas que se dan a continuación, están refe-rida~.a un explosivo gelatinoso y configurando cargasadosadas, pero no con una geometría especial.

a) Secciones de construcción de acero. Vigas dedoble «T», vigas «H», canales, largueros metálicoscompuestos, columnas, planchas:

Q = 34 x Avg

donde:

Q = Carga de explosivo (g)Avg= Area de la sección transversal (cm2).

435

b. Otras secciones de acero. Aceros ricos en car-bono, cadenas, cables, barras de refuerzo, ele-mentos de alta resistencia, etc.

Q = 88 x Av.

siendo:

Q = Carga de ~xplosivo (g).

Av.= Area de la sección transversal (cm2).

Ejemplo:

Si desea cortar una viga de acero de doble T conlas dimensiones que se indican en la Fig. 31.28.

Area de las alas = 2 x 1,2 x 12,5 = 30,0 cm 2.

Area del alma = (30 - 2,4) x 1 = 27,6 cm2Area total Av. = 30,0 + 27,6 = 57,6 cm2.Carga de explosivo Q = 34x57,6 = 1.858,4 g ~2 kg.

\\'.(fI(fI

;300(fl(fl

Figura 31.23. Dimensiones del perfil metálico.4'

La carga se dispondrá adosada a lo largo del almade la viga y en contacto con las alas de ésta. Enocasiones se colocan a ambos lados contrapeadaspara ejercer un efecto de cizalla.

7. CORTE DE ARBOLES CON EXPLOSIVOS

En muchos bosques, después de las tormentas, que-dan árboles tumbados que es preciso cortar para evitarriesgos de accidentes. La compañía ExplosivesUtveckling AS, de Suecia, ha diseñado el sistema«Safe-T-Cut», consistente en una abrazadera de piezasarticuladas de madera en la que se montan unos trozos

436

"'-.de cordón detonante. Mediante un conectar de plástico,sobre uno de los cordones, se inserta un detonadorNONEL con su tubo correspondiente. "

......

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'-

'-

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Foto 31.8. Sistema de corte de árboles con explosivos. .....

La colocación de la abrazadera a la altura deseadadel tronco del árbol resulta sencilla por medio de unapértiga telescópica. El operario se retira a una distanciade seguridad y dispara con un iniciador NONEL.

Este sistema no entraña peligros de caídas súbitasde los árboles, como sucede con otros métodos desaneo clásicos, y proporciona cortes limpios en lostroncos de los árboles, con unas pérdidas de maderaútil de unos pocos centímetros.

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Foto 31.9. Voladurade un tronco de un árbolinclinadomediante el sistema "Safe-T-Cut".

--J8. CARGASHUECAS

Las cargas huecas o conformadas son cargas explo-sivas en las que está practicada una cavidad, que seencuentra normalmente situada en la zona opuesta a lade iniciación. Dicha cavidad se reviste con un material,

-J que suele ser metálico, con el fin de intensificar losefectos producidos, Fig. 31.24.

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11 \\11 \\

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Figura 31.24. Diseño típico de una carga hueca.-',

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Cuando la onda de detonación impacta sobre elmaterial de recubrimiento, éste se colapsa y se divide

J en dos zonas diferenciadas: el dardo o «jet» y el pun-zón o «slug».

El dardo es capaz de producir orificiosen las placasmetálicas o de otro material sobre las que incide, debi-

.J do a la elevada velocidad de propagación que lleva.

.J8.1. Parámetros de diseño

Los parámetros de diseño de una carga hueca son.../ muy variados: -" - Geométricos. Angulo del cono, diámetro de suJ base, espesor del cono, uniformidad o no de este

espesor a lo largo de la generatriz, etc." - Naturaleza del explosivo. El tipo de explosivo, su

composición, sus características y el proceso depreparación también pertenecen a este grupo.

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J

"

-'8.1.1. Angulo de revestimiento

.-/

Para conseguir una perfecta ejecución del mecanismode colapso de las paredes del revestimiento metálico, el

""'. ángulo cónico 2a debe ser bisectado por el eje de la ca-J vidad de la carga, pues de lo contrario el proceso se

desviaría del ideal, ya que, al no existir simetría, los pun-tos de la pared superior y de la inferiorestarían situados

../ a distinta distancia con respecto al eje. De esta forma, eldardo constituido no tendría su eje coincidente con el dela carga y, al impactar contra el objetivo, como la inci-dencia no se produciría perpendicularmente, la profun-

../ didad de penetración sería menor, Fig. 31.25.

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~<{oo.

«"

<[oPENETRACION

1 d 5d2d 3 d 4d

Figura 31 ,25, Penetración según los ángulos delrecubrimiento de la carga.

8.1.2. Relación entre longitud y diámetro de carga

La relación entre la longitud y el diámetro de la cargahueca da el peso del explosivo que se ha empleado. Lalongitud se expresa, al igual que la penetración, en fun-ción del diámetro del cono, refiriéndose únicamente a laparte de explosivo que se encuentra comprendida entreel final de la carga y el vértice del cono. La longitudtotal de la carga se halla sumándole la altura del cono,siendo la más empleada la correspondiente al doble deldiámetro, Fig. 31.26.

Realmente, la longitud sólo influye para conseguirque la onda de detonación sea plana.

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OS'¡'12Jd,1.7d

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'd Z d 3d 4 ,

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Figura 31.26. Relación entre la longitud y el diámetro,

8.1.3. Standoff

El «standoff» es la distancia que existe entre la basedel revestimiento y el objetivo en el momento de la ini-ciación. Para una máxima penetración,. el «standoff"óptimo varía con el ángulo cónico desde un valor de 0,5a 1 diámetros de cono con ángulos de 30', hasta 6 y 8diámetros con magnitudes angulares mayores.

437

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8.1.4. Naturaleza del explosivo

En la elección del tipo de explosivo hay que tener encuenta una serie de propiedades:

- Velocidad de detonación. Interesa que sea eleva-da, pues así la liberación de la energía de la sustan-cia explosiva será más rápida y, por tanto, sus efec-tos sobre el material del revestimiento y del objetivoa perforar serán más destructivos.

- Potencia por unidad de peso. Interesa, por lasmismas razones anteriores, que sea alta.

- Sencillez en la preparaciónde las cargas. Serefiere a la facilidad para acoplarse a la cámara dela carga donde se sitúa.Lo más conveniente es que se adapte lo mejor posi-ble a los contornos de la carga para se permita unaóptima propagación de la onda explosiva.

- Sensibilidad a los choques o rozamientos. Gene-ralmente, se requiere que los explosivos utilizadosen el diseño de cargas huecas presenten unos gra-dos de sensibilidad moderados, debido a las condi-ciones de empleo.

- Estabilidad para poder conservar o retener suutilidad durante un tiempo razonable en cual-quier clima. Interesa que los explosivos utilizadospresenten una cierta resistencia a la humedad, yaque se puede llegar a trabajar en contacto con acuí-fe ros o en operaciones submarinas.

Los explosivos más adecuados para su empleo encargas huecas son la plasdina (75% de tetranitrometila-nilina, 2% de nitrocelulosa y 23% de mononitrobence-no), la pentrita, el TNT, la pentolita 50/50, la hexolita, latetralita, la Goma E-R (Especial Rompedora) y la GomaGV-Submarina.

8.1.5. Iniciación .delexplosivo

El mecanismo de iniciación de los explosivos es degran importancia. En las modernas cargas huecas seemplean los sistemas de diábolo y apuntado. En ésteúltimo existe una punta y en el diábolo un doble cono.Con estos artificios se consigue que la onda de chogLJe .inicie la carga lo más puntual y axialmente posible,mediante la generación de ondas de choque que inci-den lo más simétricamente sobre la supe-fficie de lasparedes del cono de revestimiento. '

8.1.6. Metal de recubrimiento

En el poder de penetración de la carga hueca tieneuna importancia decisiva el material que recubre lamisma, incluso manteniendo constantes el resto de losfactores, Fig. 31.27.

Tal como puede verse en dicha figura, para unasmismas condiciones de diseño, la penetración, expre-sada en número de diámetros de cono, alcanza unvalor máximo cuando se emplea como material consti-tutivo el cobre.

438

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G:INC

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Figura 31.27. Penetraciones según cuál sea el materialconstitutivo del revestimiento. '-

8.2. Aplicaciones de las cargas huecas '-

Los campos de aplicación de las cargas huecas pue-den resumirse en dos: ámbito militar y ámbito civil.

Dentro de éste último, su empleo es frecuente en las "-

siguientes operaciones:

- Perforación de revestimientos de sondeos petro-líferos. Por medio de la introducción de un detector "-en el interior del pozo, se puede estimar con relativaexactitud la localización de los depósitos petrolíferoso gas. Insertando un torpedo, constituido por varias "-series de cargas conformadas dispuestas general-mente en espiral, se puede perforar el revestimientodel sondeo e incluso parte de la formación producti- "-va para evaluar o explotar el yacimiento.

'-

Foto 31.10. Torpedo utilizadoen un pozo de gas.

- Excavaciones submarinas. En algunas ocasiones,las formaciones rocosas o de coral bajo el mar sontan duras y se encuentran tan profundas,que resultaantieconómico o técnicamente inviable arrancarlascon equipos convencionales de dragado. Con lascargas huecas se ha comprobado que los gastos deoperación y la duración de la misma pueden dismi-nuirse con relación al método de perforación y vola-dura.

! II

I

T

I

III

I

PENETRACION

- Demoliciones. Algunas cargas huecas se diseñancon geometría preferencial lineal, denominándoseCargas Conformadas Lineales (LSC), siendo suprincipal campo de aplicación el de las demolicio-nes.Una variante de las anteriores cargas huecas sonlas Cargas Conformadas Lineales y Flexibles(FLSC), también llamadas Jet-Axe, que comparán-dolas con aquéllas, tienen una sección transversalmucho más pequeña.Una interesante aplicación de las FSLC es su usopara provocar orificios en paredes, pisos y techospor los cuerpos de bomberos.

- Corte de cables y bulones de acero. Debido a lascaracterísticas especiales que poseen las cargashuecas, se utilizan para seccionar los bulones deanclaje empleados para el sostenimiento, así comopara el corte de cables de mina.

- Voladuras secundarias en minería a cielo abier-to. Según experiencias que se han llevado a caboen algunas explotaciones a cielo abierto, se ha com-probado que al emplear cargas cilíndricas conrevestimiento cónico metálico el coste de explosivonecesario se minimiza, comparándolo con el que senecesitaría para obtener los mismos resultados conprocedimientos convencionales. Así, por ejemplo, losconsumos específicos de explosivo en el taqueo sonde 2 a 3 veces más bajos cuando se emplean car-gas huecas.

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ESTOPO"

REFRA"'AR'O¿.

TA"OUE

Figura 31.28. Aplicación de los «Jet- Tappers» en siderurgia.

- Discos balísticas. Esta modificación de las cargashuecas se desarrolló durante la 11Guerra Mundial.

Se diferencia por la curvatura esférica, que acoge alrecubrimiento. En minería, se aplica principalmenteen las labores de interior para eliminar los atascosen conos tolva o piqueras.

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439