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CONTROL DE VIBRACIONES
Freddy J. Ccallo HuaquistoIng. Geofisico
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Principios Básicos
Material o roca donde se realiza las explosiones.
Tipo de explosivo. Instrumento con que se
mide los eventos. Parametros del
registros.
A B C
30 m
50 m
70 m
Taladro
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VIBRACIONES DEL SUELO Y SUS CONSECUENCIAS
Los factores que afectan el movimiento del suelo hasta el instrumento.
Efecto de la fuente
-Modelos cinemáticos.-Modelos dinámicos.-Modelos estocásticos.
Efecto de la trayectoria o ley de atenuación
Efecto local ( influencia del emplazamiento)
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INSTRUMENTOS Utilizados para medir movimientos del suelo relativamente no tan fuertes. Estos instrumentos registran desplazamientos o velocidades del suelo.
Empleados para medir movimientos fuertes del suelo, los registros se llaman ACELEROGRAMAS . Estos instrumentos registran la aceleración del suelo.
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Tipos de explosivos
Dinamitas
Geles
Agentes Explosivos
Nitoglecerina, diatomita y otros componentes (generalmente baja densidad).
Nitrocelulosa y nitroglecerina (consistencia plastica de alta densidad).
Combustibles y oxidantes ANFO.
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TECNICAS EN VOLADURA
1. Distribución de Barrenos, plantillas, mallas.Fila únicaArreglos rectangulares regularesBarrenos en patrón escalonado Patrón de arreglo semi regular o irregular
2. Voladuras de una sola cargaPequeña voladura de un solo barreno en bloque (Volo)Grandes movimientos de masa con gran cantidad de explosivo(túneles)
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Caracteristicas del Suelo y la actividad sismica
Estudio de geologia de campo y las caracteristicas fisicas del material donde se va ha realizar las explosiones.
Referenciacion de la actividad sismica regional o local de la zona y si este puede influenciar en los registros de los explosivos para su interpretacion.
I
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Control Ambiental de Vibraciones en Voladura
Para la reduccion de los impactos es necesario conocer los parametros del plano de perforacion y voladura ya sea superficial o subterranea.
Según Dinis da Gama (1998) solo el 5 al 15% de la energia son efectivos en la fragmentacion de la roca el resto es transferido al ambiente circundante en forma de efectos colaterales, suceptibles a causar impactos significativos.
Por tanto, los disparos deben ser efectuados en conformidad con la legislacion y en horarios propicios.
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Parametros fundamentales
Kramer (1996) las principales caracteristicas de las vibraciones son: la amplitud (expresada en desplazamiento, velocidad y aceleracion de las ondas), la frecuencia y la duracion.
Dowding (1992) indica que la velocidad maxima puede ser usada como indicador de las tensiones dinamicas de las estructuras
Pd = p.c.vPd = tension dinamica, p.c = inpedancia de la roca (p masa especifica, c velocidad de propagacion onda P) y v velocidad de vibracion de la particula en el macizo.
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Obtencion de los parametrosSe obtiene de los registros que captaron los geofonos del sismografo.Estos equipos contienen tres componentes: longitudinal (L) en direccion horizontal que pasa por los puntos de detonacion y de medicion, transversal (T) perpendicular al anterior y en direccion vertical y ortogonal (V), pudiendo aun ser medida la onda aerea.
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La Frecuencia Dominante, PPV (peak particle velocity)
Siskind (1980) Blastware
T = 1/f
t (s)
Pico PPV (Vmáx)
V (m
m.s
-1)
Frecuencia Dominante (4 a 11 Hz)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Frecuencia (Hz)
Am
plitu
d
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Criterios1. Para obtener el valor
maximo de la velocidad se lee en las tres direcciones (L, T, V): PVS (Peak Velocity Sum)
2.
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Comparacion de la respuesta humana a la vibracion mecanica con la normalizacion estructural (USBM – RI 8507, 1981)
Estas dos ultimas son capaces de provocar daños estructurales
10 100 f (Hz)
V (m
m.s
-1)
100
10
INTOLERABLE
INCÓMODO
PERCEPTIBLE
ESTANDARIZACIÓN ESTRUCTURAL
(Valores máximos de la USBM)
Tran: Vert: Long:Frecuencia (Hz)
L1
L2
L3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Velocidad (m
m/s)
40
20
15
8
5
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Prevision de las cargas admisibles por retardo
Conocidas las amplitudes de la vibracion y la gama de frecuencias dominantes se puede prever el peligro para la estabilidad de estructuras a traves de calculos matematicos.
Tal es asi que Gama & Bernado 2001 usan la siguiente expresion:
v = a.Qb.Dc (1)v= velocidad de vibracion de particulas maxima resultante (PVS) (mm/s), D es la distancia entre los puntos de detonacion y de medicion (m) y Q es la carga explosiva por retardo (kg). Las constantes a, b y c son caracteristicas del local y particularidades de la voladura.
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De la ecuacion 1 podemos determinar la carga maxima admisible por retardo Qmax.
Qmax = (vLim.a-1.D-c)1/b
y para escavaciones subterranes se puede aplicar la expresion desarrollada por Navarro Torres 2004.
v = a [ qoL dx/h2 + x2c/2b b
q es concentracion lineal de la carga explosva, h profundidad en la que se localiza el tunel, dx y x representan la diferencial de la variacion de la longitud del taladro y L la longitud de la columna de carga explosiva
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Otro uso1. Para determinar curvas de dispersion o la ley de propagacion de vibraciones de la ecuacion (1) se puede trabajar en regresion lineal multiple.
v = aQbDc <=> log (v) = log (a)+b.log (Q)+c.log (D)
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Ing. Freddy Ccallo HuaquistoEspecialidad [email protected]
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