Control de voladuras y daños estructurales

1

11. CONTROL DE VIBRACIONES Y DAO

ESTRUCTURAL

Ing. Roberto Roque Pulcha

DAO ESTRUCTURAL

2

La fragmentacin de la roca debido a la detonacin de una carga de explosivo depende de los

efectos de la deformacin inducida en la roca y de la presin del gas generado por la detonacin

del explosivo. El dao estructural resultante de la vibracin depender de las deformaciones

inducidas en la roca.

Relacin emprica: Las distancias escaladas se definen por la funcin R/W (donde R es la

distancia radial desde el punto de la detonacin y W es el peso de explosivo detonado por

retardo). La Oficina de Minas de los Estados Unidos ha establecido que la velocidad mxima de

partcula (PPV) se relaciona con la distancia escalada de la siguiente forma.

Donde: PPV = Velocidad mxima de partcula.

R = Distancia que hay desde la voladura al punto en

cuestin.

W = Peso de la carga por retardo.

k = Factor del sitio.

b = Factor del sitio.

k y b son constantes que deben determinarse mediante

mediciones en cada sitio de voladura particular.

PPV = (

0.5)

PREVENCIN DE DAOS POR VOLADURAS Y CONTROL DE

RUIDO

3

Este grfico es una representacin de los

valores aproximados. Los niveles de

vibracin real varan de un sitio a otro. No

obstante, aqu se muestra la magnitud

relativa de las vibraciones producidas por

diversas fuentes.

Figura 1. Velocidades mximas de

partcula producidas por maquinaria

de construccin comparadas con la

carga de un explosivo.

DAO ESTRUCTURAL

4

La ecuacin anterior se grfica en el papel

logartmico como una lnea recta. El valor de k

est dado por la PPV interceptada a una

distancia de unidad escalada, mientras que la

constante b est dada por la inclinacin de la

lnea. En la figura se muestra un ejemplo

hipottico de un grfico de ese tipo.

DAO ESTRUCTURAL

5

VELOCIDAD (MM/S) DAO

3 - 5 Vibraciones perceptibles

10 Lmite aproximado para las edificaciones mal construidas y los edificios histricos

13 Los interruptores de mercurio montados rgidamente se detienen

33 - 50 Vibraciones desagradables

50 Lmite bajo el cual hay un riesgo muy bajo de dao a las estructuras (menos de 5%)

125 Daos menores, grietas en el yeso, quejas severas

230 Grietas en bloques de concreto

300 Cada de rocas en tneles sin revestimiento

380 Desplazamiento horizontal en perforaciones entubadas

635 Aparicin de grietas en la roca

1000 Desalineacin de ejes en bombas y compresores

1500 Retorcimiento de metales y agrietamiento del concreto en construcciones de metal

prefabricado.

2500 Rotura de roca.

Tabla 1 - Niveles de umbral de dao segn la velocidad mxima de partcula

DAOS Y CONTROL DE LA VIBRACIN

6

UMBRAL DE DAO POR VIBRACIN

Para determinar los niveles del umbral de vibracin daino en muchos tipos diferentes de

estructuras se ha llevado a cabo una gran cantidad de trabajos. Los niveles de velocidad mxima

de partcula que estn en la lista de la tabla 1 han sido establecidos sobre la base de muchas

observaciones de campo y ahora se utilizan con confianza en el diseo de voladuras.

Sin embargo, la variabilidad de las condiciones del sitio implica que habra que actuar siempre

con cautela si los niveles de vibracin se acercan a los valores de umbral.


7

El criterio de daos utilizado con ms

frecuencia en reas urbanas corresponde a

una velocidad mxima de partcula de 50

mm/s (2 in/s), que es el nivel bajo el cual se

produce un dao muy ligero en la mayora

de las estructuras residenciales.


8

Figura 1. Diagrama tpico de control de la vibracin de una voladura.


9

Figura 2. Grfico hipottico de la velocidad de partcula medida v/s la distancia escalada de la

voladura.

EFECTO DE LA FRECUENCIA DE LA VIBRACIN

10

La frecuencia de la vibracin tambin es importante para evaluar el potencial de dao. Si la

frecuencia principal, que es la frecuencia de mayor amplitud de pulso, es aproximadamente

igual a la frecuencia natural de la estructura, entonces hay un riesgo de dao mayor al que

existe cuando las frecuencias principal y natural son significativamente diferentes.

Las voladuras de construccin tpicas producen vibraciones con frecuencias principales en un

rango que oscila entre 50 y 200 Hz.

La muestra la relacin entre la velocidad mxima de partcula, la frecuencia de la vibracin y

el umbral de dao aproximado para las estructuras residenciales. Este diagrama demuestra

que con un aumento de la frecuencia tambin aumenta la PPV permitida.

11

EFECTO DE LA FRECUENCIA DE LA VIBRACIN

EFECTO DE LA GEOLOGA

12

Se ha descubierto que las vibraciones de la voladura cambian ante la presencia de un estrato de

sobrecarga en el lugar de la medicin. En general, las vibraciones medidas en el estrato de

sobrecarga tienen una frecuencia menor y una amplitud mayor que las medidas en la roca a la

misma distancia de la voladura. Una consecuencia de esto es que si la velocidad de partcula es

aproximadamente la misma en dos puntos, la menor frecuencia de las vibraciones en el estrato

de sobrecarga har que las vibraciones de la voladura sean percibidas ms fcilmente por las

personas.

DISPOSITIVOS ELECTRNICOS Y MAQUINARIA

13

ARTCULO TIPO DE VIBRACIN CRITERIOS DE VIBRACIN

DISPOSITIVOS DE DISCO DE

COMPUTADORA

(EN FUNCIONAMIENTO)

CONTINUA

102 mm de 5 a 10 hz

0.0381 mm de 15 a 50 hz

0.20 m/s2 de 10 a 15 hz

PASAJERA* 19.62 m/s2 9 a 12 mm

DISPOSITIVOS DE DISCO DE

COMPUTADORA

(DETENIDOS)

CONTINUA 1.270 mm de 5 a 10 hz

0.20 m/s2 de 10 a 300 hz

PASAJERA* 29.43 m/s2 5 a 10 mm

ESTACIONES DE REL

(EN FUNCIONAMIENTO)

CONTINUA 0.98 m/s2 para todas las frecuencias

PASAJERA* 20 mm/s recomendada

CABLE DE FIBRA PTICA CONTINUA

2.5 MM DE 1 A 3 HZ

20 MM/S2 DE 3 A 65 HZ

9.81 M/S2 DE 65 A 10.000 HZ

PASAJERA* 5 mm de 30

Algunos tipos de dispositivos electrnicos/elctricos son sensibles a las

vibraciones. Hay estudios realizados al respecto en estudios sobre dispositivos de

disco de computadoras, en equipos de telecomunicaciones, tales como estaciones

de rel y cables de fibra ptica, as como en equipos elctricos

RESPUESTA HUMANA A LAS VIBRACIONES DE UNA

VOLADURA

14

Las personas son muy sensibles a las

vibraciones y pueden sentir los efectos de

una voladura mucho ms all de la zona de

dao potencial.

La figura muestra la relacin entre la

velocidad mxima de partcula, la frecuencia

y la posible respuesta humana a las

vibraciones. Esta indica que las vibraciones

de baja frecuencia son percibidas ms

fcilmente que las vibraciones de alta

frecuencia. La frecuencia de las vibraciones

de una voladura oscila, por lo general, entre

10 y 50 Hz.

CONTROL DE VIBRACIONES

15

La magnitud de las vibraciones de una voladura en un punto particular depende de la distancia de la

voladura y del peso de carga por retardo (Carga Operante). Tambin estn los factores de diseo de

voladura comentados a principios del curso, siendo el ms importante de ellos el uso de retardos y la

secuencia de detonacin correcta para asegurar que cada barreno o fila de barrenos fragmenta hacia al

menos un frente libre.

Para controlar los niveles de vibracin a una distancia particular de la voladura es necesario limitar la

carga de explosivo detonada por retardo segn la relacin PPV entregada en la sesin previa. El

clculo del peso de carga permitido por retardo, obtenido ya sea por voladuras de prueba o tablas de

diseo, determinar cuntos barrenos pueden detonarse con un retardo nico.

Si el peso de la carga en un barreno nico supera lo permitido, entonces habr que perforar barrenos

ms cortos o se podra utilizar una carga intermedia.

INSPECCIN PREVIA A LA VOLADURA

16

En cualquier lugar donde existe un potencial de dao a las estructuras debido a las vibraciones

de voladura, por lo general, resulta prudente realizar una inspeccin previa a la voladura en

todas las estructuras ubicadas dentro de la zona de dao potencial, (fotografas y/o grabaciones

de video, donde sea apropiado, todas las grietas preexistentes, otros daos estructurales y

problemas de drenaje).

DATO: La Oficina de Minas a Cielo Abierto de los Estados Unidos ha preparado un mtodo

estandarizado de registro de daos estructurales que asegura la sistematicidad y rigurosidad de

la inspeccin. Adems de la inspeccin de construcciones, un programa de relaciones pblicas

que informe a las personas del programa de voladura y las mediciones de vibraciones reales

minimizar, por lo general, las quejas y eliminar las demandas por daos falsas.

CONTROL DE PROYECCIN DE MATERIAL AL AIRE, VOLADURA

AREA Y RUIDO

17

CONTROL DE PROYECCIN DE MATERIAL AL AIRE

Figura 1a. Causas comunes de

la proyeccin de material al aire.

Figura 1b. Causas comunes de

la proyeccin de material al aire.

18

Cuando el volumen de roca que hay por cada tiro en la fila del frente es inadecuado o cuando

la columna del taco es demasiado corta, se forma un crter desde el que se proyectan rocas

que pueden alcanzar distancias considerables (figura 1a, b, c). La ilustracin tambin

demuestra que la proyeccin de material al aire puede ser provocada por un mal alineamiento

de la perforadora y condiciones geolgicas que permiten el escape de los gases de la

explosin a la atmsfera a lo largo de las discontinuidades de la masa de roca.

Figura 1c. Causas comunes

de la proyeccin de material al

aire.

CAUSAS COMUNES DE PROYECCIN DE MATERIAL AL AIRE

19

Proyeccin mxima de material al aire en

funcin del factor de carga en las pruebas

realizadas por la Swedish Detonic

Research Foundation.

La Swedish Detonic Research Foundation

recomienda utilizar una longitud de la

columna del taco correspondiente a 40

veces el dimetro del barreno, la que est

en lnea con la longitud de columna ptima

generalmente recomendada de 0.7 a 2

veces el volumen de roca por taco.

CAUSAS COMUNES DE PROYECCIN DE MATERIAL AL AIRE

VIBRACIONES CAUSADAS POR VOLADURAS

20

VIBRACIONES DE SUELOS, (TIERRA)

Cuando se detona una carga explosiva, se genera una cantidad grande de energa.

a) Voladuras bien diseadas usan la mayora de esta energa para

fragmentar y desplazar la masa de roca.

b) Voladuras mal diseadas desperdician la energa del explosivo

convirtindola en vibracin de tierra.

Vibracin terrestre es un movimiento de onda extendindose desde el sitio de

voladura.

a) A medida que la onda se propaga alejndose del taladro, su energa se

reduce.

b) Las partculas de tierra oscilan como respuesta a la llegada de la onda,

esta oscilacin se conoce como movimiento de partcula.


21

MOVIMIENTO DE PARTCULA ES GENERALMENTE CLASIFICADO EN DOS

CATEGORAS

a) Ondas de cuerpo que viajan dentro de la masa rocosa.

b) Ondas superficiales que viajan sobre la superficie.

INTER-REACCIN DE ONDA CON LA MASA ROCOSA

a) Despus de la detonacin, la roca es comprimida con la llegada de la onda de

compresin, llamada onda P.

b) Muy prximo, la onda de deslizamiento (shear), llamada onda S llega y trata de jalar o separar la roca.

c) A medida que las ondas de vibracin llegan a las juntas de rocas, planos de

estratificacin, cara libre, y la superficie, ellas son reflejadas.

d) Cuando las ondas llegan a la superficie, crean ondas superficiales, similares a

las olas sobre el agua, con las partculas oscilando ida y vuelta.

22

EFECTO DE LAS ONDAS P Y S SOBRE LAS ESTRUCTURAS

EFECTO DE LA PROPAGACIN DE LA ONDA S

EFECTO DE LA PROPAGACIN DE LA ONDA P

COMPONENTES DE VIBRACIN DE SUELOS

23

1. DESPLAZAMIENTO (D)

a) La distancia que las partculas oscilan ida y vuelta medido en fracciones

de milmetro.

2. VELOCIDAD (V)

a) La velocidad a la cual las partculas oscilan.

b) La velocidad mxima a la que las partculas se mueven se llama

velocidad pico de partcula, (PPV) y se usa en la determinacin de

daos.

c) Velocidad mxima de partcula se mide en milmetros por segundo,

(mm/s), o pulgadas por seg. (pulg/seg).

d) Cargas sobre confinadas pueden incrementar velocidad de partcula .


24

a) El nmero de veces que una partcula se mueve ida y vuelta (oscila)

en un segundo.

b) Un movimiento ida y vuelta se llama una oscilacin o un ciclo.

c) El nmero de oscilaciones que una partcula hace cuando es

expuesta a una onda de vibracin, medida en ciclo por segundo, o

Hertz (Hz).

a) D = V / (2 * * F)

b) V = 2 * * F * D

c) F = V / (2 * * D)

3. FRECUENCIA, (F)

4. RELACIONAMIENTOS, EQUIVALENCIAS


DIRECCIONES RELATIVAS DE VIBRACIN DE SUELOS

25

1. TRANSVERSAL

Movimiento horizontal en ngulo recto a la voladura.

2. VERTICAL

Movimiento hacia arriba y abajo.

3. LONGITUDINAL

Movimiento horizontal a lo largo de la lnea entre el sismgrafo y la voladura.


CONSIDERACIONES DE FRECUENCIA DE VIBRACIN DE SUELOS

26

1. FRECUENCIA NATURAL O DE RESONANCIA

a) Cualquier estructura, residencial o industrial oscila naturalmente.

b) Estas oscilaciones son extremadamente pequeas en desplazamiento

y usualmente en el rango de 3 15 ciclos por segundo (3-15 Hz),

este movimiento se llama frecuencia resonante de la estructura.

c) Si una estructura es influenciada por una onda de vibracin con la

misma frecuencia de la frecuencia resonante de esa estructura son

amplificados, similar al vaso de cristal rompindose cuando la voz

del cantante llega a la frecuencia natural del vaso.


27

La composicin de los suelos entre el rea de voladura y estructuras cercanas tiene una gran influencia en la frecuencia y tamao de la onda de vibracin.

Un factor grande controlando la frecuencia y desplazamiento de la onda de vibracin es la profundidad de la capa vegetal, o encape (overburden) entre el rea de voladura y las estructuras.

Se sabe de sitios con una capa grande de tierra vegetal (top soil) que han producido vibraciones de suelos 10 veces ms fuertes que sitios con una pequea capa de tierra sobre el manto rocoso.

Si la capa de encape (overburden) y las ondas de estrs producidas por una voladura son correctas, la onda de estrs reflejada hacia la superficie alcanza la onda de superficie en el momento exacto, y se crea una onda de superficie con una magnitud ms alta.

A medida la distancia del sitio de voladura se incrementa, altas frecuencias disminuyen, y predominan las frecuencias bajas.

MODIFICACIN GEOLGICA DE FRECUENCIA DE VIBRACIN


28

Igual que el encape (overburden) puede causar la amplificacin de vibraciones de suelos por medio de sumar las ondas de estrs reflejadas, el tiempo entre taladros en

una voladura pueden causar la amplificacin de ciertas frecuencias.

La onda de estrs de la detonacin de cada taladro puede llegar a la superficie en el momento adecuado para amplificar la onda de superficie, (esto se llama interferencia

constructiva)

La secuencia de detonacin de una voladura puede causar tambin que ciertas frecuencias sean eliminadas a travs de la interferencia destructiva.

Por medio del diseo de voladuras que causen interferencia destructiva de frecuencias bajas, vibracin de suelos puede ser controlado.

MODIFICACIN DE FRECUENCIA DE VIBRACIN INDUCIDA POR VOLADURA.


29

Puede resultar en vibraciones que contengan cantidades significativas de energa de baja

frecuencia (3- 15 Hz).

Frecuencia de vibracin en este rango (3 15 Hz) pueden causar daos en niveles de VPP

relativamente bajos.

A medida se incrementan la frecuencia, los efectos de vibracin en estructuras residenciales

no son tan significativos porque la frecuencia de la onda de vibracin se acercara menos a la

frecuencia de resonancia de la estructura.


MODIFICACIN DE FRECUENCIA POR GEOLOGA ADVERSA O POR DISEO DE

SOLADURA.

DAOS CAUSADOS POR VIBRACIN DE VOLADURAS

30

Dao inicial, rajaduras cosmticas menores, alargando algunas rajaduras

viejas 13 70 mm/s (0.5-2.75 pies/s).

Daos menores, rajaduras de repello, rajaduras finas en el cemento

alrededor de ladrillos o bloques, rajaduras hasta de 3 mm, 70 140 mm/s,

(2.75 5.5 pies/s).

Daos mayores, desprendimiento de encementados, rajaduras pequeas

abrindose, dao estructural y debilitamiento > 140 mm/s, (5.5 pies/s).


CLASIFICACIN DE DAOS

31

Vel. Pico de Partcula Potencial de Daos

mm/s Pulg/s

13 0.51 Limite bajo para potencial de daos superficiales a recubrimiento

final de paredes (3 - 15 hz)

19 0.75 Limite de daos a estructuras compuestas de roca (3 - 15 hz)

70 2.75 Limite de daos menores estructurales

140 5.50 Mas de 50% de chance de daos estructurales menores

190 7.50 50% de chance de dao mayor

ESTIMACIN DE DAOS POR VIBRACIN


ESTIMACIN DE DAOS POR VIBRACIN

RECLAMOS POR VOLADURAS

Velocidad Pico de Partcula Porcentaje de Reclamos

mm/s Pulg/s

< 2 0.1 1%

5 0.2 5%

10 0.4 10%

15 0.6 15%

25 1.0 20%

40 1.6 40%

50 2.0 50%

100 4.0 70%

32


RECLAMOS OCASIONADOS POR VOLADURAS

33

Estos reclamos siempre deben ser tomados en serio.

Pueden resultar no solo, en litigacin en la cortes, sino tambin en nuevas zonificaciones y

el cierre de su operacin.

Para determinar si los reclamos son validos, un anlisis de espectro de respuestas es

necesario.

Un anlisis de espectro de respuestas determina la frecuencia dominante del evento y

analiza frecuencias en trminos de probabilidades de daos estructurales.


MONITOREO Y CONTROL DE VIBRACIONES

34

V = vibracin de suelos- Velocidad Pico de Partcula, (mm/s)

K = constante relacionada a propiedades del sitio y de la roca.

R = Distancia entre la carga y punto de inters, (m)

Q = Carga mxima instantnea, (Kg)

B = constante relacionada a las propiedades del sitio y las rocas (usualmente es 1.6)

El factor K variara con el confinamiento como sigue:

Confinamiento bajo, K = 500

Confinamiento normal, K = 1140

Confinamiento alto, K = 5000

B

Q

RkV

5.0


1. FORMULA DE PREDICCIN DE VELOCIDAD PICO DE PARTCULA:

MONITOREO Y CONTROL DE VIBRACIONES

35

Es la mejor forma para determinar el peso de carga adecuado y protegerse contra

reclamos de daos.

Diseos de voladura pueden ser ajustados para lograr la mxima produccin,

manteniendo niveles de vibracin que minimicen reclamos.

Datos del sismgrafo pueden dar informacin relacionada a la eficiencia de la voladura.

El uso de sismgrafos son la mejor defensa contra reclamos de daos.

2. CONTROL DE VIBRACIONES CON EL USO DEL SISMGRAFO


36

Reduciendo el peso de carga puede causar sobre confinamiento y producir vibracin excesiva.

Precisin de los detonadores juegan un papel importante en controlar y modificar vibraciones.

Control de vibracin es efectivo con detonadores que tienen variaciones estndar menores de 5 ms.

Variaciones estndar mayores a 10 ms hacen mtodos de prediccin y control casi nulos.

Detonadores precisos deben ser usados en combinacin con conocimiento de la geologa local para controlar efectivamente vibraciones producidas por

una voladura.

Estos conocimientos de geologa pueden ser provistos por prueba de la detonacin de una carga nica y anlisis detallado de las ondas de

vibracin.


USANDO DISEOS DE VOLADURAS PARA CONTROLAR VIBRACIONES

TIPOS DE SISMGRAFOS, (MONITORES SSMICOS)

37

1. UNIDADES QUE IMPRIMEN RESULTADOS EN PAPEL

Analizan los datos del evento de vibracin y generan una impresin de la onda de vibracin, velocidad pico de partcula, y golpe de aire inmediatamente despus de la voladura.

Proveen nicamente informacin de regulaciones bsica.

2. UNIDADES DE GRABACIN DE DATOS

Generan grabacin completa de eventos a varias velocidades de muestreo

Almacenan datos de vibracin en varios medios.

Anlisis de forma de onda completa permite la identificacin de reas de problemas potenciales.

Datos pueden ser muy tiles en casos legales.


I. DESARROLLANDO UN PROGRAMA DE CONTROL Y MONITOREO DE

VIBRACIN

38

Inspeccin hecha para establecer las condiciones de una casa o

estructura antes de la voladura.

Una inspeccin pre-voladura debe ser hecha de cualquier estructura

dentro de un radio de 800 m del sitio de voladura.

Conflicto de intereses pueden ser evitados si la inspeccin es hecha

por un tercero independiente.

Un reporte escrito de la inspeccin debe ser retenido para futuro uso,

y entregado al dueo de la estructura si es necesario.

1. INSPECCIONES, (AUDITORIAS) DE PRE - VOLADURAS


39

La mejor proteccin es iniciar monitoreo antes de que los reclamos

comiencen.

Todas las voladuras deben ser monitoreadas para proteccin legal.

Monitores pueden ser colocados en distintos lugares para generar

informacin de vibracin del rea completa.

Recibiendo permiso de los vecinos para monitorear en su propiedad puede

ayudar establecer buenas relaciones pblicas.

Mantenga registros de voladuras y vibraciones cuidadosamente.

Registros ssmicos deben ser almacenados en forma organizada y en lugar

seguro, durante una litigacin no es fuera de lo usual que le pidan al usuario

de explosivos que saque registros de 5-7 aos atrs.


2. MONITOREO SSMICO

40

El gefono debe estar enterrado y nivelado en el suelo para lograr acople

completo y total, con la flecha apuntando hacia la voladura.

Si enterrarlo no es posible, entonces el gefono debe estar firmemente

plantado al suelo con una bolsa de arena sobre el geofono.

Si el geofono no puede ser plantado firmemente, debe usar bolsa de arena

para asegurarse un buen acoplamiento geofono suelo, as evitar lecturas

falsas.

El micrfono debe ser colocado al montaje adecuado del instrumento.

El micrfono debe estar 1 metro sobre el suelo, y posicionado por lo menso 2

metros de paredes reflectoras.

Coloque el gefono en el suelo en la esquina de la estructura ms cercana a

la voladura.

3. COLOCACIN DE SISMGRAFOS


41

3. COLOCACIN DE SISMGRAFOS

Evite monitoreos dentro de estructuras, en veredas de piso y accesos

vehiculares porque estos lugares pueden afectar las vibraciones de

suelos reales.

Para distinguir problemas entre vibraciones de suelo y aire, se pueden

conectar dos sensores interconectados, uno dentro y otro fuera de la

estructura.

4. ANLISIS DE DATOS

Anlisis de datos puede ser hecho en el campo o por un tercero

independiente.

Anlisis por un tercero, puede beneficiar al usuario para darle mayor

credibilidad al registro identificando problemas de instrumentacin,

calibraron o procedimientos antes que estos se conviertan en problemas

serios, tambin es posible identificar posibles problemas de diseos y

medida correctivas pueden ser sugeridas.


CONTROL DE FRECUENCIAS Y AMPLITUDES DE VIBRACIN DE

VOLADURAS

42

1. ES POSIBLE PREDECIR Y AJUSTAR LAS FRECUENCIAS BAJAS DE

VIBRACIN EN VOLADURAS

Si la onda de estrs de la detonacin de la carga interfiere con onda de

superficie la onda de vibracin puede ser reducida en algunas frecuencias.

anlisis por computadora puede determinar el retardo ptimo para minimizar

la produccin de vibracin baja frecuencia producida por una voladura.

Este anlisis requiere que una carga nica sea detonada en el rea de

voladura y la resultante forma de onda sea registrado en lo puntos de inters

estos datos son usados para determinar el retardo optimo para maximizar

interferencia destructiva de la energa de baja frecuencia.


EJEMPLO DE REGISTRO DE ONDAS DE DISPARO

43

VELOCIDAD PICO DE PARTICULA

VS. LA DISTANCIA ESCALAR

TOLERANCIA HUMANA A

VIBRACIONES A DIFERENTES

DISTANCIAS ESCALARES DE LA

VOLADURA

44

VIBRACIN DE GOLPE DE AIRE (ONDA AREA)

45

Golpe de aire es una onda de compresin similar a la onda P observada

en ondas de estrs terrestres.

Golpe de aire puede ser el resultado de la detonacin de explosivo sin

confinar.

Movimiento violento de la cara libre durante una voladura puede tambin

resultar en golpe de aire.

Vetas de lodo, de arcilla, retacado insuficiente, burden inadecuado

(usualmente asociadas con prcticas malas de perforacin) pueden

resultar en problemas de golpe de aire.

Golpe de aire es medido en decibeles (dB).

1. CAUSAS DE GOLPE DE AIRE


46

2. CONCENTRACIN (ENFOQUE) DE GOLPE DE AIRE

Bajo ciertas condiciones, golpe de aire puede ser concentrado (enfocado) en algunas direcciones.

Inversiones de temperatura, si la temperatura del aire se incrementa, al igual que la distancia a la superficie del suelo, el golpe de aire puede rebotar de

regreso a tierra.

Efecto del viento, efectos de golpe de aire son mayores viento abajo.

3. MONITOREO DE GOLPE DE AIRE

Registradores de pico mximo llenan requisitos para monitoreo de golpe de aire para estar dentro de las leyes, pero no ayudan a determinar la causa de

la sobrepresin.

Instrumentos que registran forma de onda completa pueden ayudar a determinar la fuente de la sobrepresin en relacin a la detonaron de la

primera carga explosiva.

Picos no relacionados a la voladura pueden ser identificados con instrumentos que registran forma de onda completa.


VIBRACIN DE GOLPE DE AIRE

47

SOBREPRESIN MXIMA PERMISIBLE CON MONITORES CON CAPACIDAD MXIMOS DE SOBREPRESION DE AIRE

0.1 Hz o Respuesta baja plana 134 dB pico

2 hz o respuesta baja plana 133 dB pico

6 hz o respuesta baja plana 129 dB pico

C respuesta lenta adicionada 105 dB pico

MONITOREO DE GOLPE DE AIRE

NIVELES MXIMOS DE SOBREPRESION DE AIRE.



4. NIVELES DE ROMPIMIENTO DE VIDRIO

NIVELES DE SONIDO ( ESCALA LINEAL)

dB Pa

Seguro < 120 < 48

Precaucin 120 -133 48 - 124

Limite 133 > 124

48



49

REDUCCIN DE GOLPE DE AIRE

Confinar explosivos adecuadamente; burden y espaciamientos suficientes, perforacin precisa, material y atura de atacado adecuado.

Evite el uso de cordn detonante en la superficie para iniciacin.

Cargue taladros de acuerdo a la geologa presente, (evite la sobrecarga de espacios vacos, o vetas suaves)

Oriente la cara libre alejndola del punto de inters.

Evite cebado de collar, (parte superior de columna de explosivo)

Usar periodos de retardo adecuados entre lneas y entre barrenos de una lnea.

Evitar hacer voladuras cuando lo vientos predominantes estn dirigidos hacia el punto de inters.


50

EFECTO DE LAS CONDICIONES ATMOSFRICAS EN LA VOLADURA AREA

CONTROL DE ONDA AREA Y EL RUIDO

51

Estos dos problemas se consideran de forma conjunta, pues ambos surgen debido a la

misma causa. La onda area, que se produce cerca de la voladura misma, puede causar

dao estructural, tal como la rotura de vidrios. El ruido en el que deriva la voladura area

puede provocar molestias y dar origen a quejas de las personas que viven cerca del sitio de

la explotacin/cantera.

Los factores que contribuyen al desarrollo de una onda rea y de ruido incluyen la

sobrecarga de los barrenos, un taco malo, un cordn detonante descubierto, el ingreso de

aire en las grietas desarrolladas en la roca y el uso de volmenes de roca por taco

inadecuados que originan crteres.

La propagacin de la onda de presin depende de las condiciones atmosfricas, que

incluyen la temperatura, el viento y la relacin presin baromtrica/altitud.

52

RESPUESTA HUMANA Y ESTRUCTURAL AL NIVEL DE PRESIN ACSTICA

53

SOBREPRESIN EN FUNCIN DE LA DISTANCIA ESCALADA PARA LA VOLADURA DE UN

BANCO

Documents

Control de voladuras y daños estructurales