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CYTED3: Red Iberoamericana Medio Ambiente Subterrneo y Sostenibilidad - MASYS7 Jornada tcnico-cientfica de Medio Ambiente Subterrneo y Sostenibilidad Ambiente, seguridad y salud

Guadalajara, Mxico - 3, 4, 5 de julio de 2013

DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRNEASEM ZONAS SENSVEIS S VIBRAES

GABRIEL GOMES SILVA1, VIDAL FLIX NAVARRO TORRES2

1Universidade Federal de [email protected];

2Universidade Tcnica de Lisboa UTL e Universidade Federal de Gois UFG [email protected]

RESUMO:Com o crescimento urbano acelerado, torna-se frequente a realizao de obras que necessitam douso de explosivos, como imploses de infraestruturas ultrapassadas e o avano de mineraes ou abertura degalerias prximas a complexos urbanos e zonas sensveis, logo, surgem problemas intrnsecos a esta atividade,como os efeitos secundrios das detonaes, que geram desconforto na populao das reas vizinhas e tambmpodem causar grandes danos s estruturas. Sabendo disso, profissionais responsveis por este segmentoobjetivam caracterizar um modelo ideal de desmonte, no qual os efeitos secundrios no afetem as reascircundantes, de modo a permanecer dentro de um limite estabelecido pelas normas vigentes no pas. Pararealizar a preveno e controle das vibraes, principal efeito das detonaes, uma das metodologias utilizadas estabelecer a lei de propagao da vibrao das partculas, qual est em funo da carga de explosivo utilizada

e da distncia do ponto de medio at o ponto de detonao. Com a elaborao desta dissertao, pretende-sefazer exatamente o pressuposto acima, ou seja, a caracterizao dinmica de macios rochosos, sob a ao dedetonaes, recorrendo s habituais correlaes estatsticas, mediante a tcnica de regresso linear mltipla comuso do programa MLINREG.BAS. Os resultados do programa permitem a obteno de informaes para adeterminao da lei de propagao da velocidade de vibrao das partculas, logo, torna-se possvel determinar acarga mxima por retardo necessria e a idealizao de um diagrama de fogo para a rea estudada, feito com usodo programa TUNNPLAN v1.17, permitindo assim reduzir os nveis de perturbao e os demais impactosgerados pelas detonaes.PALAVRAS CHAVE: vibraes; velocidade de vibrao pico; carga explosiva mxima; detonao controlada.

1. INTRODUO

O desmonte de rochas a tcnica de escavaomais amplamente adotada em vrios ramos daindstria de minerao e construo, pois econmica, confivel e segura. amplamenteutilizada na indstria extrativa, escavaes,trincheiras, tneis e grandes obrassubterrneas.Entre vrios efeitos secundrios de umdesmonte de rochas com uso de explosivos, avibrao induzida no contorno da escavaogerada pela onda de choque aps a explosomerece ateno especial. O fenmeno da

vibrao dura um tempo muito curto (algumasdezenas de milissegundos) por evento, apsisso a rocha volta a suas condies iniciais.Em alguns casos a detonao de cargasexplosivas podem causar danos a regiescircunvizinhas (edifcios, pontes, etc.), porquea vibrao transmitida atravs do terreno podeatingir valores altos. Em tais casos, necessrio dimensionar a carga explosivamxima admissvel de forma que asdetonaes sejam controladas, e assim, evitardanos ou incomodidade humana.

Uma vez conhecida a lei de propagao devibrao de partculas no meio rochoso,

atravs de uma campanha de medies devibrao, distncia e carga explosiva nocampo, necessrio determinar a vibraomxima permissvel usando as normas emvigor e calcular a carga mxima que noprovoque danos nem incomodidade daspessoas.A adoo de critrios ou nveis de prevenodas vibraes frequentemente uma tarefadelicada, que exige o reconhecimento rigorosodos mecanismos que intervm nos fenmenosdos desmontes e das respostas das estruturas.

Um critrio arriscado pode levar a apario dedanos e imperfeies, entretanto uma posturaconservadora pode dificultar e inclusiveparalisar o desenvolvimento da atividademineira ou de obra civil com explosivos.Logo, com base nas metodologias utilizadasneste trabalho percebe-se que possvelmensurar e controlar de maneira eficaz osimpactos ambientais e sociais resultantes douso de explosivos em atividades relacionadascom detonaes, mantendo nveis de seguranaaceitveis. Alm disso, a realizao de um

adequado dimensionamento dos parmetros dodiagrama de perfurao e desmonte uma
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]

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tarefa fundamental para que haja umamitigao ou reduo dos efeitos dasdetonaes em zonas sensveis.

2. DESMONTE DE ROCHAS E

VIBRAES INDUZIDAS

O desmonte de rochas com explosivoscontinua sendo o mtodo mais barato defragmentao de rochas pouco friveis, noentanto, o custo associado ao dano causadopelo desmonte em termos de segurana eprodutividade de minas e obras est setornando cada vez mais importante. Danosdevido detonao de rocha esto diretamenterelacionados com o nvel de estresse infringidona rocha e suas condies antes da detonao.Em ambientes prximos s zonas urbanas ouambientes sob condies geolgicasdesfavorveis, distrbios associados comdesmontes podem resultar na necessidade deum amplo e extensivo controle das condiesdo terreno, alm de problemas de vibraoterrestre, rudos, perturbao humana, etc, oque pode gerar custos adicionais empresa ouat inviabilizar e paralisar suas atividades.Devido gravidade dos danos gerados pelasoperaes de desmonte com uso de explosivos

fundamental predizer, monitorar e controlarseus efeitos adequadamente, pois estesimpactam diretamente a economia da maioriadas operaes de desmonte. Ser muitoconservativo em relao aos nveis de vibraono planejamento dos trabalhos de desmontepode aumentar os custos consideravelmente,enquanto que ser muito liberal pode resultarem danos e distrbios nas zonas prximas,custos legais e reinvindicaes que podemmudar o saldo de lucro da empresa de positivopara negativo.

De acordo com Hartman (1992), omonitoramento e controle dos efeitos dasdetonaes perto de massas rochosas instveis,instalaes ou estruturas depende de duasconsideraes principais. Primeiro, o diagramade fogo deve ser planejado de modo a reduzir acarga de explosivos a detonar por evento etambm ajustar a sequncia de iniciao demodo a reduzir as vibraes resultantes e osdemais distrbios. Em segundo lugar, as cargasde explosivo detonadas por volume de rocha eo padro de detonao devem ser ajustadospara assegurar uma fragmentao adequada.Portanto, ao mesmo tempo, a sequncia de

iniciao tem de estar separada no tempo, masno no espao.H um projeto ideal, que atinge ambos osobjetivos de controle de distrbios e produode fragmentao adequada. Este s pode ser

alcanado atravs de uma compreensoadequada das propriedades fsicas da massarochosa e sua resposta estrutural frente aosefeitos da detonao e da interao entre afragmentao da rocha e do desenho dodiagrama de fogo.Uma das etapas fundamentais para o estudo econtrole das vibraes geradas nos desmontespor explosivos a determinao das leis quegovernam sua atenuao nos distintos meiosem que ir se propagar, alm de uma adequadaanlise e conhecimento dos parmetros que

afetam suas caractersticas.

2.1 Variveis que afetam as caractersticasdas vibraes

As principais variveis que afetam ascaractersticas das vibraes so praticamenteas mesmas que influem sobre os resultados dosdesmontes de rocha, sendo classificadas emdois grupos, aquelas que podem sercontroladas ou no controladas no processo

pelos responsveis e especialistas pelodesmonte (Jimeno, 2004).A seguir tm-se uma breve apresentao dasprincipais variveis que afetam ascaractersticas das vibraes no desmonte derocha com explosivos, segundo Jimeno,(2004).

a) Geologia local e caractersticas dasrochas:A geologia local de contorno e ascaractersticas geomecnicas das rochas tem

uma grande influncia sobre as vibraes.Nos macios rochosos homogneos e massivosas vibraes se propagam em todas as direes,mas em estruturas geolgicas complexas, apropagao das ondas pode variar com adireo e, por conseguinte, apresentardiferentes ndices de atenuao ou leis deamortizao.A presena de solos de recobrimento sobre

substratos rochosos afeta, geralmente, aintensidade e frequncia das vibraes. Ossolos possuem mdulos de elasticidade

inferiores ao das rochas e por isso asvelocidades de propagao das ondas

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diminuem nesses materiais. A frequncia devibrao, f, tambm diminui, mas odeslocamento, A, aumenta significativamente medida que a espessura de revestimento maior.

A magnitude das vibraes a grandesdistncias decresce rapidamente se existematerial de revestimento, pois grande parte daenergia consumida para vencer o atrito entreas partculas e os grandes deslocamentosdestas.Em pontos prximos a falhas, as caractersticasdas vibraes so afetadas por fatores dedesenho do diagrama de fogo e da geometriado mesmo.Para grandes distncias do local de escavao,os fatores de desenho so menos crticos,

sendo as caractersticas das ondas nos meiosrochosos de transmisso e os solos derevestimento fatores dominantes.Os materiais superficiais interferem nascaractersticas de onda fazendo com que estastenham maior durao e frequncias maisbaixas, aumentando assim a resposta e o danopotencial a estruturas prximas.

b) Peso da carga operante:A magnitude das vibraes terrestres em umdeterminado ponto varia segundo a carga deexplosivo que detonada e a distncia desteponto ao local da detonao. Em um desmonteonde se empregam mais de um tipo dedetonador, a maior carga por retardo a queinflui diretamente na intensidade das vibraese no a carga total empregada no desmonte,isto ocorre desde que o intervalo de retardoseja suficientemente grande para que noexistam interferncias construtivas entre asondas geradas por distintos grupos de furos.Quando no desmonte existem vrios furos com

detonadores que possuem o mesmo tempo deretardo nominal, a carga mxima operantegeralmente menor que a total, devido disperso nos tempos de sada dos detonadoresempregados. Por isso, para determinar a cargaoperante, se estima uma fraco da quantidadetotal de cargas iniciadas por detonadores commesmo retardo nominal.

c) Distncia ao ponto de desmonte:A distncia a partir da rea de detonao tem,assim como a carga de explosivos, uma grande

importncia sobre a magnitude das vibraes.

Conforme a distncia aumenta a intensidadedas vibraes diminui de acordo com aequao:

(1)Onde o valor de b, segundo o U.S. Bureau ofMines da ordem de 1,6 (Jimeno, 2004).Outro efeito da distncia est relacionado atenuao das componentes da onda de altafrequncia, devido ao solo atuar como umfiltro. Assim, a grandes distncias da zona dedetonao, as vibraes do terreno contmmais energia na faixa de baixas frequncias(Figura 1).

Figura 1.Modificao das vibraes aopropagarem-se por terrenos de diferentes estruturas

e caractersticas (Jimeno, 2004).

d) Consumo especfico de explosivo:Outro aspecto interessante o que se refere aoconsumo especfico de explosivo. Frente aproblemas de vibraes, alguns blasters1decidem por reduzir o consumo especifico deexplosivo no desmonte, o que em certassituaes pode influir de maneira oposta desejada.H registros de desmontes em que adiminuio do consumo especifico deexplosivo em 20% com relao ao nvel timo

1 Tcnico legalmente registrado

responsvel por supervisionar ou executar o planode fogo, operaes de detonao e atividadescorrelatas.

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fez com que os nveis de vibrao medidosfossem multiplicados por 2 ou 3, comoconsequncia do grande confinamento e mdistribuio espacial do explosivo queoriginam uma falta de energia para

movimentar e empolar a rocha fragmentada(Jimeno, 2004).A Figura 2 mostra a influncia do consumoespecifico em situaes extremas e prximasao nvel timo de utilizao em desmontessuperficiais em banco.

Figura 2.Influncia do consumo especfico deexplosivo na intensidade de vibrao

(Jimeno, 2004).

e) Tipos de explosivos:Existe uma correspondncia entre asvelocidades de partcula e as tenses induzidasnas rochas, e tal constante deproporcionalidade a impedncia do meiorochoso. Assim, a primeira consequnciaprtica que aqueles explosivos que gerampresses de furo mais baixas provocam nveisde vibrao inferiores. Estes explosivos so osde baixa densidade baixa velocidade dedetonao, por exemplo, o ANFO.Nos estudos de vibrao, se explosivos depotncias muito variadas forem utilizados, ascargas devem ser normalizadas a uma de umexplosivo padro de potncia conhecida(normalmente utiliza-se o ANFO comoexplosivo de referncia, devido ao seu maioruso).

f) Tempos de retardo:O intervalo de retardo entre a detonao defuros em um desmonte pode referir-se tanto aotempo de retardo nominal quanto ao tempo deretardo efetivo.

O primeiro a diferena entre os temposnominais de iniciao, enquanto o tempo deretardo efetivo a diferena de tempos de

chegada de pulsos gerados pela detonao dosfuros iniciados com perodos consecutivos. Nosimples caso de uma fila de furos estesparmetros esto relacionados pela seguinteexpresso:

(2)Onde: = tempo de retardo efetivo; = tempo de retardo nominal;S = espaamento entre furos;VC = velocidade de propagao das ondasssmicas; = ngulo entre a linha de propagao dedetonao e a posio do equipamento deregistro.

Um mtodo bastante eficaz para se diminuir asvibraes a insero de cargas inertes2 entreas cargas de explosivo, possibilitando que cadacartucho de explosivo seja iniciado com umtempo de retardo especfico, o que diminui acarga detonada por evento.

Figura 3.Mtodo de desmonte alternativo, onde

cada carga de explosivo iniciada com especficotempo de retardo (autoria prpria).

g) Variveis geomtricas do plano defogo:A maioria das variveis geomtricas dodiagrama de fogo possui considervelinfluncia sobre as vibraes geradas. Abaixosegue uma breve descrio das mesmas(Jimeno, 2004):

2Cargas com baixa energia de ativao eque no reagem com o explosivo, podendo sermateriais como serragem, brita, material mido, etc.

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Dimetro de perfurao: o aumento dodimetro de perfurao influncia de maneiranegativa, pois a quantidade de explosivo porfuro proporcional ao quadrado do dimetro,

resultando em algumas ocasies, cargasoperantes muito elevadas;Afastamento e espaamento: se oafastamento excessivo os gases da explosoencontram resistncia para fragmentar edeslocar a rocha e parte da energia doexplosivo se transfora em energia ssmicaaumentando a intensidade das vibraes. Estefenmeno tem sua manifestao mais clara emdesmontes de pr-corte, onde o confinamento total e se pode registrar vibraes de ordem deat 5 vezes superiores as de um desmonte

convencional em banco.Se a dimenso do afastamento reduzida osgases escapam e expandem para frente livre auma velocidade muito alta, impulsionando osfragmentos de rocha e projetando-os de formadescontrolada, provocando ainda um aumentode rudo e de onda area.Em relao ao espaamento, sua influncia semelhante ao do parmetro anterior einclusive sua dimenso depende do valor doafastamento.Tamponamento: se a altura do tampo excessiva, podero ocorrer problemas nafragmentao, isto devido ao aumento doconfinamento, podendo dar lugar a maioresnveis de vibrao.Inclinao dos furos: os furos inclinadospermitem um melhor aproveitamento daenergia no nvel do piso, conseguindoinclusive uma reduo das vibraes, isto paradesmontes superficiais.Desacoplamento: relao entre o dimetro dacarga e dimetro do furo.

Dimenso do desmonte: as dimenses dosdesmontes so limitadas, por um lado, pelanecessidade de produo, e por outro, pelascargas mximas operantes determinadas nosestudos de vibrao a partir das leis depropagao, tipos de estruturas a proteger eparmetros caractersticos dos fenmenosperturbadores.

2.2 Caractersticas das vibraes terrestresA seguir segue alguns aspectos tericos a

respeito da gerao e propagao das vibraesproduzidas nos desmontes de rochas, porm

preciso indicar que se trata de uma meraaproximao do problema, pois os fenmenosreais so muito mais complexos devido superposio de diferentes tipos de ondas emecanismos modificadores destes.

a) Tipos de ondas ssmicas geradas:As vibraes dos terrenos geradas nosdesmontes por explosivos se transmitematravs dos materiais como ondas ssmicas cujafrente se desloca radialmente a partir do pontode detonao. As distintas ondas ssmicas seclassificam em dois grupos: ondas internas e

ondas superficiais, de acordo com a Figura4.O primeiro tipo de onda interna so asdenominadas Primrias ou de Compresso -

P. Estas ondas se propagam dentro dosmateriais, produzindo alternadamentecompresses e rarefaes e dando lugar a ummovimento das partculas na direo depropagao das ondas. So as mais rpidas eproduzem troca de volumes, sem troca deforma, no material atravs do qual semovimentam.O segundo tipo constitudo das OndasTransversais ou de Cisalhamento - S,que dolugar a um movimento das partculasperpendicular a direo de propagao daonda. A velocidade das ondas transversais estcompreendida entre a das ondas longitudinais ea das ondas superficiais e os materiaissubmetidos a esses tipos de ondaexperimentam trocas de forma e no devolume.

Figura 4.Ondas de compresso (P) e cisalhamento(S), (Jimeno, 2004).

As ondas do tipo superficial que so geradaspelos desmontes de rochas so: as OndasRayleigh-R e as Ondas Love-Q. Outros tiposde ondas superficiais so as ondas Canal e as

Ondas Stonelly.

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As ondas Rayleigh impem s partculas ummovimento segundo a trajetria elptica, comum sentido contrrio ao de propagao daonda. As ondas Love, mais rpidas que asRayleigh, do lugar a um movimento de

partculas na direo transversal s depropagao.Como as ondas viajam com velocidadesdiferentes e o nmero de retardos nosdesmontes pode ser grande, as ondas geradasse superpem umas com as outras no tempo eno espao, resultando movimentos complexoscuja anlise requer a utilizao de geofones eequipamentos captadores dispostos segundo astrs direes: radial, vertical e transversal.(Segundo aFigura 5).

Figura 5.Registro de ondas(Jimeno, 2004).

Segundo Jimeno, 2004, apud Miller e Pursey,1955, as ondas Rayleigh transportam entre 70 e80% da energia total, sendo que no manual dedesmonte de Du Point diz-se que estes tipos deondas dominam o movimento da superfcie doterreno a distncias de detonaes de vriascentenas de metros, e dado que muitasestruturas e edificaes no entorno dasexplotaes se encontram a distncias

superiores 500 metros, so as ondas Rayleighas que constituem um maior risco potencial dedanos.

b) Parmetros das ondas:A passagem de uma onda ssmica por um meiorochoso produz em cada ponto deste ummovimento que se conhece por vibrao.Uma simplificao para o estudo das vibraesgeradas pelos desmontes consiste emconsiderar estas como ondas do tipo senoidal(Figura 6).

Figura 6. Movimento harmnico da onda (Person,1994).

Importa ento referir sucintamente osparmetros que caracterizam as ondas (Louro,2009, apud Bernardo, 2004):

Amplitude (A) magnitude daafetao de uma partcula, a partir da suaposio de repouso (pode ser expressa sob aforma de um deslocamento, de uma velocidadeou de uma acelerao); Deslocamento (y) espao percorridopor uma partcula, quando excitada pela onda; Velocidade de vibrao (v) deslocamento das partculas, causado pelapassagem da onda, por unidade de tempo; Acelerao (a) variao davelocidade das partculas, por unidade detempo;

Perodo (T) tempo necessrio paracompletar um ciclo; Comprimento de onda () comprimento de um ciclo completo; Frequncia (f) nmero completo deoscilaes ou ciclos por segundo. A frequncia o inverso do perodo T.

c) Atenuao geomtrica:A densidade de energia na propagao depulsos gerados pela detonao de uma cargaexplosiva diminui conforme as ondas

encontram ou afetam maiores volumes derocha. Dado que as vibraes compreendem

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uma combinao complexa de ondas, parecelgico considerar certos fatores de atenuaogeomtrica para cada um dos distintos tipos.

d) Amortizao inelstica:Na natureza, os macios rochosos noconstituem, para a propagao das vibraes,um meio elstico, istropo e homogneo. Pelocontrrio, aparecem numerosos efeitosinelsticos que provocam uma perda de energiadurante a propagao das ondas, que se soma adevida atenuao geomtrica.So numerosas as causas desta atenuaoinelstica, tendo cada uma delas diferentesgraus de influncia (Jimeno, 2004):

Dissipao da matriz inelstica devidomovimento relativo nas superfciesintercristalinas e planos de descontinuidade; Atenuao em rochas saturadas devidoo movimento do fluido em relao matriz; Fluxo no interior das rachaduras; Difuso das tenses induzidas porvolteis absorvidos; Reflexo em rochas porosas ou comgrandes vazios; Absoro de energia em sistemas queexperimentam trocas de fase, etc.

e) Interao das ondas elsticas:A interao das ondas ssmicas no tempo e noespao pode dar lugar a uma concentrao oufocalizao, proporcionando valores deatenuao maiores ou menores que osteoricamente calculados.A topografia e a geometria das formaesgeolgicas podem conduzir a reflexo e aconcentrao das frentes de ondas emdeterminados pontos.De acordo com o que se precede, com intuito

de reduzir os efeitos da transmisso ou osefeitos secundrios potenciais nos registros preciso que as medidas se efetuem no campodireto do desmonte, ou seja, na zona prxima,entre o local de desmonte e as zonas sensveisonde se quer reduzir os efeitos das vibraes,como instalaes e estruturas.

2.3 Estimao das leis de vibraoAs rochas no so um meio isotrpico, muitasvezes sendo difcil prever o nvel de vibrao auma dada distncia, logo a determinao das

leis que governam a atenuao das vibraesnos distintos meios em que ela se propaga essencial para um adequado controle e estudode suas propriedades, a fim de se evitarquaisquer danos ambientais e sociais.Na maioria dos casos, a velocidade mxima departcula (mm/s) usada para expressar quaisos nveis de vibrao que estruturas podemsuportar sem sofrerem danos em reas dedetonaes. Algumas investigaes mostraramque a relao emprica entre velocidade dapartcula (v), peso da carga de explosivo (Q)ea distncia (D):

(3)

Onde a constante k e variam com ascondies das fundaes, geometria do planode fogo e tipo de explosivos.Para usar a equao emprica para predizercom segurana o nvel de vibrao para umadeterminada distncia, as constantes k e

devem ser determinadas por testes dedetonao na vizinhana onde sero realizadosos desmontes de rocha, o que permitedeterminar as propriedades de transmisso darocha e a carga permitida, assim, qualquerpossvel dano em estruturas prximas reapodem ser prevenidas.Nos testes a intensidade real de vibrao registrada (ex. o valor da velocidade mximade vibrao da partcula) e os valores medidosplotados em diagramas log-log (Figura 7 - a).

A linha de regresso desenhada atravs donmero de pontos discretos.Como parte da anlise de riscos, umainvestigao deve ser feita na rea vizinha porequipamentos sensveis vibrao e o nvelmximo de vibrao para estruturas sensveisprximas deve ser determinado. Este nvel(critrio de dano) ento plotado em umdiagrama e a interseo entre este critrio dedano e a linha de regresso dar o mais baixovalor de permitido para ser usado(Figura 7 - b). Para cada distncia tem-se ento

a determinao de um nico peso de carga queno deve ser excedido.

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Figura 7. Adaptao da linha de regresso em um diagrama log-log (a) e determinao do menor valor de D/a ser usado (b) (Person, 1994).

Para encontrar a melhor linha de regresso,

para as variveis, deve-se

encontrar as constantes , b e c para a equaodefinida por Jimeno, 2004, apud Holberg ePersson (1978):

(4) (5)

As constantes sero dadas quando:

=min. (6)

Usualmente assume-se que a constante b daequao 5 igual (-c/2), dai a tem-se asequaes:

( )

(7)

Ou,

( ) (8)

qual tem a forma . As constantespodem facilmente serem determinadas com ouso de simples programas de ajuste dosmnimos quadrados, como o programaMINREG.BAS que foi utilizado no estudo decaso demonstrado a frente.

2.4 Critrios de preveno de danos paravibraes

Uma vez conhecida a lei que governa aamortizao das ondas ssmicas no meio

rochoso, necessrio estimar o grau devibrao mximo que os diferentes tipos de

estruturas prximos a rea de escavao podemtolerar, para que no sofram danos.A adoo de critrios ou nveis de prevenodas vibraes frequentemente uma tarefadelicada, que exige o reconhecimento rigorosodos mecanismos que intervm nos fenmenosrecorrentes das detonaes e das respostas dasestruturas. Um critrio arriscado pode levar aapario de danos e imperfeies, alm de queuma postura conservadora pode dificultar ouinclusive paralisar a atividade mineira (Jimeno,2004).A maioria dos pases tem normas locais, que

especificam legalmente nveis aceitveis devibrao do solo provocadas por detonaes.Estas normas so baseadas em pesquisas querelacionam o pico da velocidade com os dadosestruturais (Silva, 2012).

Norma Brasileira (NBR 9653):No Brasil a ABNT (Associao Brasileira deNormas Tcnicas) estabeleceu normas, vlidasa partir de 31/10/2005, atravs da ABNT NBR9653 (Norma Brasileira Registrada), parareduzir os riscos inerentes ao desmonte de

rocha com uso de explosivos em mineraes,estabelecendo os seguintes parmetros a umgrau compatvel com a tecnologia disponvelpara a segurana das populaes vizinhas(Silva, 2012).De acordo com a ABNT NBR 9653:2005podem-se observar as seguintes definies:

a) velocidade de vibrao de partculade pico: mximo valor instantneo davelocidade de uma partcula em um pontodurante um determinado intervalo de tempo,

considerando como sendo o maior valor dentreos valores de pico das componentes de

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velocidade de vibrao da partcula para omesmo intervalo de tempo;

b) velocidade de vibrao de partcularesultante de pico (VR): mximo valor obtido

pela soma vetorial das trs componentesortogonais simultneas de velocidade devibrao de partcula, considerado ao longo deum determinado intervalo de tempo, isto :

(9)Onde: VL, VT e VV so respectivamente osmdulos de velocidade de vibrao departcula, segundo as direes L - longitudinal,T - transversal e Vvertical;

c) presso acstica: aquela provocadapor uma onda de choque area comcomponentes na faixa audvel (20 Hz a 20.000Hz) e no audvel, com uma durao menor doque 1 s;

d) rea de operao: rea compreendidapela unio da rea de licenciamento ambientalmais a rea de propriedade da empresa deminerao.

e) ultralanamento: arremesso defragmentos de rocha decorrente do desmontecom uso de explosivos, alm da rea deoperao.

f) distncia escalonada (DE) oudistncia reduzida: calculada atravs daseguinte expresso e usada para estimar avibrao do terreno:

(10)

Onde: D a distncia horizontal entre o pontode medio e o ponto mais prximo dadetonao, em metros; Q a carga mxima de explosivos aser detonado por espera, em quilogramas.

g) desmonte de rocha com uso deexplosivos: operao de arrancamento,fragmentao, deslocamento e lanamento derocha mediante aplicao de cargas explosivas.

Os limites para velocidade de vibrao departcula de pico acima dos quais podem

ocorrer danos induzidos por vibraes doterreno so apresentados numericamente naError! No se encuentra el origen de lareferencia..

Tabela 1. Limites de velocidade de vibrao departcula de pico por faixas de frequncia (NBR,2005).

Faixa deFrequncia

Limite de Velocidade devibrao de partcula depico

4 Hz a 15 HzIniciando em 15 mm/s

aumenta linearmente at 20mm/s

15 Hz a 40 HzAcima de 20 mm/s aumenta

linearmente at 50 mm/sAcima de 40 Hz 50 mm/s

NOTA - Para valores de frequncia abaixo de 4Hz deve ser utilizado como limite o critrio dedeslocamento de partcula de pico de no mximo0,6 mm (de zero a pico).

Situaes excepcionais: quando por motivoexcepcional, houver o impedimento darealizao do monitoramento sismogrfico,pode ser considerada atendida essa Norma comrelao velocidade de vibrao de partculade pico, se for obedecida uma distnciaescalonada que cumpra com as seguintesexigncias:

DE 40 m/kg0,5para D 300 m

Norma Portuguesa (NP 2074):Em Portugal, vigora a Portaria n 457/83, de 19de Abril, que instituiu a Norma Portuguesa(NP) n 2074, intitulada "Avaliao dainfluncia em construes de vibraesprovocadas por exploses ou solicitaessimilares".A norma portuguesa segue, em linhas gerais, a

norma alem DIN 4150, determinando, emparticular, um critrio de controle dosparmetros caractersticos das vibraesproduzidas em mineraes e seus efeitos nosedifcios.Esta norma estabelece, de um modoconservador, o valor limite para a velocidadeda vibrao de pico (VR), como um produto detrs fatores (Equao 10), destinados acontemplar o tipo do terreno de fundao (), otipo da construo (), ea periodicidade diriadas solicitaes ().

(10)

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Com o auxlio da equao anterior e dentro dagama possvel das constantes , e , podemser resumidas todas as situaes previstas, e oscorrespondentes valores admissveis, previstosna referida norma, conforme se ilustra na

Error! No se encuentra el origen de lareferencia..

Esteves (1994) props, alm da consideraodas caractersticas anteriormente mencionadas,a considerao da frequncia. O parmetrousado para avaliar o nvel de vibrao a somavetorial das trs componentes ortogonais da

velocidade de partcula, ou simplesmentetomando-se o valor mximo de cada eixo.

Tabela 2.Limites dos valores de vibrao de partcula em mm/s segundo a norma NP 2074 (NP 2074, 1983).

Tipo de solo (afetam os valores da constante )Solos incoerentes

(areias inconsolidadas)

Solos de consistncia muitodura, dura e mdia; soloscompactos incoerentes

Solos de altacoerncia e

rochas

Velocidade da onda Cp < 1000 m/s 1000 < Cp < 2000 m/sCp > 2000

m/sTipos de Construo(afetam os valores da

constante ) =1,0

=1,0

=1,0

Tipo A - Construes querequerem cuidadosespeciais (monumentoshistricos, museus,prdios muito altos)

3 5 10

Tipo B - Construesnormais (habitaes)

5 10 20

Tipo C - Construesreforadas (prdios aprova de terremotos)

15 30 60

Legenda: Cp - Velocidade de propagao das ondas ssmicas longitudinais no terreno (rocha ou solo)

Nota: Em cada situao, a constante aplicada no sentido de reduzir em 30% (=0,7) os valores davelocidade, caso se efetue mais de trs detonaes dirias, ou seja, se for aplicada uma fonte vibratriapermanente ou quase.

A NP 2074 difere da maioria das outrasnormas, por envolver as caractersticas doterreno, em que as estruturas esto fundadas, eo nmero de eventos dirios. O valor mximoadmissvel (da NP 2074) alcana 60 mm.s-1,

incorporando um elevado fator de segurana,apenas justificvel para a preveno de danossuperficiais nas estruturas. Contudo, asubjetividade na classificao do grau deresistncia das estruturas pode tornar arbitrrioo estabelecimento dos valores limitesadmissveis.A ausncia da frequncia ondulatria nessanorma constitui uma limitao significativa,dada extrema importncia desse parmetro.De fato, a frequncia da vibrao umparmetro considerado necessrio no contexto

da maioria dos critrios de dano, vigentes anvel internacional.

3. DIAGRAMA DE FOGO PARAESCAVAO DE TNEIS

Segundo Silva, C., 2009, chama-se diagramaou plano de fogo o plano que engloba o

conjunto dos elementos que permitem umaperfurao e detonao correta de um tnel,galeria, poo, etc., atravs do equipamentoprevisto para este servio e dos temposnecessrios ao cumprimento do cronograma.A primeira parte de um plano de fogo refere-se determinao do explosivo e sua forma dedetonao. Seguem-se a verificao do projetoe o estudo do tempo. A Figura 8 mostra aszonas de um desmonte de um tnel ou galeria.

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Figura 8. Zonas de uma seo de galeria ou tnel(Jimeno, 2004).

A operao unitria de perfurao e desmontepor explosivos usada em tneis realizadaperfurando-se a rocha na frente de avano dotnel ou galeria com uma srie de furos demina nos quais se coloca o explosivojuntamente com linha silenciosa para tnel(Brinel, Exel etc.), cordel detonante(Manticord, Britacord etc.) e estopimespoletado (Britapim, Mantopim, Espoletimetc.), (Silva, C.,2009).Os furos na seo do tnel ou galeria e a suasequncia de iniciao so dispostos segundoum plano previamente estabelecido que irdeterminar como a rocha vai se romper, emgeral denominado como diagrama de fogo.Segundo Silva, C., 2009, os primeiros furos adetonarem devem criar um vazio para o qual selana sucessivamente o resto da rocha. Estaabertura, o pilo, que em geral ocupa 1 m2 dafrente de avano, a chave que abre a rochaat uma profundidade que depende da forma esucesso conseguido no mesmo.As fases seguintes do desmonte, repartidas no

espao remanescente, devem ser projetadaspara se obter o contorno desejado com ummenor dano possvel da rocha remanescente.A maior parte da rocha de um desmonte porexplosivos em um tnel deve romper, contrauma face mais ou menos livre, o que significacom um ngulo inferior a 90 (Silva, C.,2009).

3.1 Alguns elementos do diagrama de fogoa) Dimetro da perfurao da rochaPequenos dimetros de perfurao,

frequentemente, necessitam de um ciclo de

perfurao, detonao e carregamento a sercompletado em uma ou mais vezes por turno.Em tneis perfurados com grande dimetro, ociclo de perfurao, de detonao, de

carregamento e de reforo da rocha serinfluenciado no somente pelo tempo paraexecutar a tarefa, mas tambm pelos seguintesfatores (Silva, C.,2009): as necessidades de reforo que limitamo avano da face; a preocupao com os nveis devibrao que restringem a massa e aprofundidade da carga; a logstica da movimentao necessriados equipamentos para execuo de umadeterminada tarefa, mantendo fora do circuito

outras atividades que poderiam ser feitassimultaneamente.

b) Formas de ataque mais comuns(sistemas de avano)Em rochas competentes os tneis com seesinferiores a 100 m2podem ser escavados comperfurao e desmonte seo plena. Asescavaes por fase so utilizadas na aberturade grandes tneis onde a seo demasiadagrande para ser coberta pelo equipamento deperfurao ou quando as caractersticasgeomecnicas das rochas no permitem aescavao plena seo.As cinco formas de ataque mais comuns so(Silva, C.,2009):

Seo Plena; Galeria Superior e Bancada; Galeria Lateral; Abertura Integral da Galeria Superior eBancada; Galerias mltiplas.1. Seo PlenaSempre que possvel o sistema conhecido porsistema ingls ou avano de seo plena escolhido para realizar um determinado avanoque ocorre de uma s vez.As principais vantagens da abertura de tneispor seo plena constituem que esse tipo deavano permite a aplicao de equipamento dealta capacidade, e consequentemente oprocedimento que atinge as maioresvelocidades de avano nas frentes.

Existem srias restries quando as sees somaiores principalmente em reas de grande

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tenso tectnica, quando a descompresso darocha pode causar srios problemas deexploso da rocha (rock bursting).

2. Galeria Superior e BancadaA rea total retirada em duas sees, sendo asuperior uma galeria de seo em forma dearco (parte da pata de cavalo) sempre emprimeiro lugar, ficando sempre frente dabancada inferior. As principais vantagens destaforma de ataque esto na reduo de armaes,pois sempre h bancadas para trabalhar emcima.O avano da bancada inferior ficacondicionado ao avano da abertura da galeriasuperior, assim algum problema que ocorra naparte superior se reflete no avano inferior.

3. Galeria LateralO sistema de ataque que abre a metade da reada seo do tnel, porm subdividindo omesmo em duas galerias que so detonadasseparadamente, tambm conhecido pelonome de sistema belga.Na escolha da forma de ataque ou mtodo deescavao deve-se levar em conta o sistema desuporte a ser empregado. Esta seleo demtodo sempre consiste de um compromissoentre uma tentativa de acelerar ao mximo aoperao de abertura e a necessidade desuportar a rocha antes que esta caia no tneloriginando problemas de segurana ouestabilidade. Por isso o mtodo de ataquedepende do comportamento e da dimenso eforma da seo transversal do tnel, eprincipalmente do tipo e natureza ecomportamento mecnico estrutural da rocha.

c) PilesPara um desmonte ser econmico, necessrio

que a rocha a ser desmontada tenha face livre.Em algumas aplicaes de desmontes essasfaces livres inexistem como o caso do

desenvolvimento de tneis, poos (shafts) eoutras aberturas subterrneas, onde se tornanecessrio criar faces livres artificialmente.Isto feito preliminarmente no desmonteprincipal, atravs da perfurao e detonao de

uma abertura na face da perfurao. Essaabertura denominada pilo (cut).A seleo do pilo depende no somente dascaractersticas da rocha e da presena de juntase planos de fraqueza, mas tambm dahabilidade do operador, do equipamentoutilizado, do tamanho da frente, daprofundidade do desmonte e a localizao domaterial resultante da detonao. Os principaistipos de pilo so:

Pilo em centro ou em pirmide(Center Cut); Pilo em V (Wedge Cut); Pilo Noruegus (The Draw Cut); Pilo Coromant; Pilo queimado ou estraalhante (TheBurn Cut); Pilo em Cratera; Pilo Circular ou Pilo de FurosGrandes.

4. METODOLOGIA

fundamental que os impactos ambientaissejam abordados segundo procedimentostcnico-cientficos apropriados e tambmsegundo uma gesto ambiental que permitamitigar ou atenuar estes efeitos a nveispadres permitidos pelas normas eregulamentaes existentes.A metodologia proposta baseada em dadosobtidos por ensaios realizados pela empresaE.P.M. num conjunto de medies devibraes provenientes de detonaes de

pequenas cargas explosivas nas imediaes dotnel escavado (Tabela 3).

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Tabela 3. Valores obtidos no registo de vibraes pela E.P.M. (Empresa de Projectos Mineros S.A., 2001).

RegistoN.

PVS(mm/s)

CargasDetonadas (kg)

Distncias(m)

RegistoN.

PVS(mm/s)

CargasDetonadas (kg)

Distncias(m)

1 27.59 0.278 15.5 33 2.06 0.139 34.22 17.69 0.208 17.5 34 1.47 0.139 37.63 9.69 0.139 19.0 35 9.66 0.278 43.54 17.05 0.347 19.0 36 5.57 0.208 45.95 10.85 0.139 18.6 37 4.01 0.139 47.66 14.88 0.278 20.6 38 6.21 0.348 47.67 8.43 0.139 20.6 39 3.70 0.139 48.18 8.73 0.139 22.4 40 5.70 0.278 49.59 4.02 0.139 23.8 41 2.63 0.139 50.210 11.2 0.417 27.6 42 2.77 0.139 52.011 15.2 0.347 25.5 43 1.98 0.139 53.712 4.22 0.208 28.9 44 11.83 0.417 55.813 0.76 0.069 32.3 45 13.11 0.348 54.014 2.25 0.139 35.2 46 2.71 0.209 58.715 2.55 0.208 38.3 47 12.09 0.278 29.016 2.02 0.139 41.2 48 9.29 0.209 31.317 0.95 0.139 44.7 49 5.89 0.139 33.018 64.68 0.278 10.3 50 11.2 0.348 33.0

19 41.55 0.208 11.7 51 5.39 0.139 33.320 30.54 0.139 12.8 52 13.9 0.278 34.921 51.99 0.348 12.8 53 4.60 0.139 35.322 26.52 0.139 11.6 54 5.19 0.139 37.123 47.42 0.278 14.1 55 1.98 0.139 38.724 18.82 0.139 13.5 56 11.11 0.417 40.925 20.31 0.139 15.1 57 10.70 0.348 39.526 5.50 0.139 16.3 58 2.47 0.209 43.727 23.06 0.417 21.8 59 1.69 0.139 49.328 26.58 0.348 19.1 60 1.49 0.209 52.629 7.51 0.208 21.4 61 1.23 0.139 55.630 1.18 0.069 24.8 62 0.79 0.139 59.131 3.82 0.139 28.4 63 1.49 0.209 52.632 2.14 0.208 31.4 64 1.23 0.139 5.0

O projeto deste tnel visava construir 593metros de comprimento total (mais tardeampliada para 642.8 metros) e seco de 100m2em ferradura com arco invertido, localizadaa uma profundidade mxima de 30 metros(trecho central do tnel de 303 metros), numarea densamente urbanizada, que incluidiversas edificaes antigas.O macio rochoso granito de Porto comelevada resistncia mecnica quando so ecom presena de algumas alteraes, em

especial prximo da superfcie.4.1Software MLINREG.BASCom o objetivo de se obter uma lei depropagao das vibraes mais ajustada,utilizou-se como ferramenta o programacomputacional MLINREG.BAS. Uma vezrecolhida e organizada a base de dados com osdados relativos aos parmetros v, Q e D, oprograma nos permite a determinao dasconstantes

, b e c, para que em qualquer

momento, se possam simular situaes

pertinentes resoluo de problemasrelacionados com vibraes, em tempo real.Este programa, tal como o prprio nome indica(Multiple LINear REGression), baseia-se nomtodo estatstico de regresso linear mltipla,utilizando a linguagem de programaoBASIC.Como mostrado na seo 2.3, a aplicao deum mtodo numrico de regresso linear leide propagao das vibraes nos terrenosobriga a aplicar logaritmos a ambos os termos

da equao, de forma a transformar osexpoentes em coeficientes (Louro, 2009, apudBernardo & Vidal, 2005), como se pode verpelas equaes (4 e 5) mostradas abaixo:

Desta forma, obtm-se uma expressoequivalente qual podem ser associadas outrasvariveis: Y, X1 e X2, em vez de v, Q e D,

respectivamente, sendo: , e . Assim, obtm-seoutra equao em que a varivel dependente

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(Y) passa a ser funo de duas variveisindependentes (X), com a vantagem de estas,por apresentarem expoentes iguais unidade,permitirem aplicar uma regresso linear, que mltipla porque existe mais do que uma

varivel independente (e ), (Louro, 2009,apud Bernardo & Vidal, 2005). (11)

A tarefa do MLINREG.BAS simplesmentedeterminar os coeficientes , quepermitem melhor ajustar as variveis Y e X,considerando o conjunto de dados de inputdoproblema.Visto que esses dados de input soexperimentais, admite-se que ocorram desvios

e haja necessidade de extrair valores anmalos(outliers) o que se sugere que seja feito por umprocesso grfico e verificado por comparaodos coeficientes de correlao da regresso,sendo que no se pretende extrair mais de 10% dos dados.Uma vez determinados os coeficientes quemaximizam esta correlao, devem sertransformados os coeficientes , noscoeficientes , b e c originais. Para tal, devemser consideradas as seguintes igualdades(Louro, 2009, apud Bernardo & Vidal, 2005):

= , e

4.2Software TUNNPLAN v1.17O programa TUNNPLAN v1.17 um softwareutilizado para realizar projeto de diagrama defogo em aberturas subterrneas, como tneis,

permitindo a definio da malha de furosperfurao, da carga explosiva e dos tempos deretardo dos furos.O TUNNPLAN permite projetar diagramas defogo para escavao de tneis em zonassensveis, ou seja, zonas urbanas prximas rea de detonao, o que auxilia no controle dedanos e minimiza o incmodo humano comrelao s vibraes. Sua interface grficapode ser vista naFigura 9.A estrutura operacional do programa estcomposta por um mdulo que permite: A seleo do tipo de seo do tnel:rodovirio, de contorno circular, hidrulico etnel com paredes verticais. Tambm possvel definir uma seo especfica diferentedas padronizadas pelo programa mediantearcos e segmentos; Dimensionar a geometria e localizaodos furos de perfurao: insero edimensionamento dos furos de pilo, furos decontorno (teto e piso), furos de parede,intermedirios laterais e acima ao pilo;

Dimensionar a carga explosiva etempos de retardo do diagrama de fogo,obtendo-se como resultado uma representaogrfica com todos os parmetros do diagrama.

Figura 9. Interface grfica do programa TUNNPLANN v1.17 (autoria prpria)

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5. RESULTADOS E DISCUSSES

Com os valores dos coeficientes de correlaoobtidos pela regresso linear mltipla atravsdo programa MLINREG.BAS, pode-se

correlaciona-los com a equao 11, obtendo aequao 12, que representa a lei de propagaode vibrao para este estudo de caso, osresultados podem ser analisados naTabela 4.

(12)Considerando uma velocidade mximaadmissvel VL de acordo com a NormaPortuguesa NP2074, para os trs tipos deterreno, para estruturas localizadas a distnciasde 5 a 100 m do local de detonao doexplosivo e para construes de tipo A, B e C,a carga mxima admissvel Q a ser detonadopor furo foi determinada de acordo com aequao 10.A Figura 10 representa graficamente a cargaexplosiva mxima a aplicar em cada furo paradistintas distncias considerando solos de altacoerncia e rochas, sendo a velocidade da ondaCp> 2000 m/s, segundo a Norma PortuguesaNP 2074.

Estas representaes grficas da carga mximapor furo em funo das distncias para umadada velocidade de vibrao limite, desde oponto de detonao, so ferramentas essenciaispara a comparao dos nveis de vibrao a

que as estruturas e fundaes prximas estoexpostas, logo, so fundamentais parapreveno e controle dos danos e perturbaespara estas estruturas existentes.Considerando as informaes de projeto dotnel do Porto (profundidade mxima de 30metros; macio rochoso correspondente agranito com elevada resistncia mecnica compoucas alteraes; rea densamenteurbanizada, que inclui diversas edificaesantigas) determinou-se o valor de cargamxima admissvel de explosivo, que pode ser

feito pelo clculo atravs da equao 12 ousimplesmente por anlise grfica da Error!No se encuentra el origen de lareferencia.10, obtendo um valor de 0,271 kg,conforme a velocidade de partcula limitedefinida pela Norma Portuguesa (Error! Nose encuentra el origen de la referencia.solos de alta coerncia e rocha com relao aconstrues que requerem cuidados especiais,Vp = 10 mm/s).

Tabela 4. Coeficientes de correlao obtidos (autoria prpria).

Equao Coeficientes Regresso = 3,657172 = 1,512746 = -1,219575

= 67%Equivalncia = b = c = = 4541,21 b = 1,51 c = -1,22

Figura 10. Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos deconstruo (tipo A, B e C) (autoria prpria).

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 50 100 150

CargaMximapor

Furo(kg)

Distncia (m)

Tipo A (Vp = 10

mm/s)

Tipo B (Vp = 20

mm/s)

Tipo C (Vp = 60

mm/s)

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Para o tnel do Porto escolheu-se comoexplosivo o emulex, uma emulso levedesenvolvida pela empresa S.E.C..A partir da carga mxima de explosivosadmissvel obtida, foi possvel determinar os

demais parmetros para o dimensionamento dodiagrama de fogo, que foram utilizados noprograma TUNNPLAN v1.17.Em um projeto de dimensionamento dediagrama de fogo, h diversas consideraesde inmeros autores sobre o melhor mtodo de

clculo e determinao dos principaisparmetros a serem utilizados, logo, a partirdos modelos e equaes apresentados por SilvaC., 2009 e Jimeno 2004, pde-se chegar sconsideraes e equaes mais relevantes a

serem utilizadas nos clculos dedimensionamento de fogo para galerias outuneis, estes podem ser analisados naTabela 5.Parmetros para dimensionamento do diagramade fogo (autoria prpria)eTabela 6.

Tabela 5. Parmetros para dimensionamento do diagrama de fogo (autoria prpria)

Consideraes para o Diagrama de Fogo

Tipo de Rocha Granito

Tipo de Explosivo EmulexDensidade do Explosivo 1,181 g/cm3

Seo do Tnel 100 m2

Dimetro do Furo Carregado 0,038 m

Dimetro do Explosivo 0,035 m

Dimetro do Furo do Pilo (Sem Carga Explosiva) 0,010 m

Comprimento da Carga Inerte 0,100 m

Quantidade de Cartuchos de Explosivo por Furo 3

Quantidade de Cargas Inertes por Furo 2

Carga Mxima de Explosivo Admissvel 0,271 kg

Tabela 6. Clculos dos parmetros utilizados para o dimensionamento do diagrama de fogo (autoria prpria)

Parmetros do diagrama de fogo Equaes de clculo Resultados

Furos depilo

Afastamento entre furos de expanso e osfuros carregados - primeiro quadrado (a)

0,153 mEspaamento entre os furos carregados -

primeiro quadrado (w) 0,216 mAfastamento - segundo quadrado () 0,324 m

Espaamento - segundo quadrado () 0,458 mTampo dos furos de corte () 0,380 m

Furos depiso e

lateraisao pilo

Afastamento recomendado () De acordo com Silva, C., p.109,2009 1,000 mEspaamento () 1,100 m

Tampo dos furos de piso () 0,130 m

Furos deteto e

hasteais

Afastamento recomendado () De acordo com Silva, C., p.122,2009 0,800mEspaamento (

) De acordo com Silva, C., p.122,2009 0,600 m

Tampo dos furos de teto (T) 0,130 m

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Para osfuros em

geral

Razo Linear de Carregamento (RL)

1,136 kg/m

Carga de Explosivos (Q) 0,271 kgProfundidade da Carga de Explosivo (H)

(

) 0,238 m

Profundidade Real do Furo* (Hf) ( ) 1,295 mAvano (X) 1,231 m

* Profundidade calculada considerando a carga de explosivo mxima admissvel.

Onde: = dimetro do furo deexpanso ou vazio (m);= dimetro dos furos (m);

= dimetro do explosivo (m);

= densidade do explosivo (kg/m) = quantidade de cartuchos de explosivousados por furo; = quantidade de cargas inertes usadas porfuro;= comprimento da carga inerte usada.Pela anlise dos resultados calculados,percebe-se que a altura da carga de explosivoobtida para cada furo muito pequena, logo,para que o projeto no fosse inviabilizado,optou-se por uma metodologia de adicionar

cargas inertes entre as cargas de explosivos,que sero iniciadas com tempos de retardodiferentes, permitindo um aumentosignificativo no comprimento dos furos at umvalor aceitvel para operacionalizar o projeto.

A Figura 11, desenvolvida atravs doprograma DatamineStudio 3, representa umaseo do tnel, com vista lateral dos furos depilo e os furos auxiliares ou de cortecarregados com explosivo, de acordo com o

mtodo proposto, onde cada primer possui umtempo de retardo especfico e diferente dosoutros, o que possibilita que as cargas detonemem tempos diferentes, diminuindo os nveis devibrao.O programa TUNPLANN v.1.17 no permite odimensionamento do diagrama conforme omtodo acima, inserindo cargas inertes entre ascargas explosivas, assim, foi realizado odimensionamento do diagrama de fogo peloprograma, porm considerando uma carga de

explosivo 3 vezes maior (como utilizada nocaso real, com tempos de retardos diferentespara o mesmo furode 25 ms entre as cargas)e um furo com comprimento equivalente aoutilizado pelo mtodo acima demonstrado.

Figura 11. Seo do tnel com furos de pilo e furos de contorno do pilo carregados com explosivo, onde cadacarga iniciada com um tempo de retardo especfico (autoria prpria)

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A representao grfica da seo do tnel doPorto, com os devidos furos de perfurao,carga explosiva por furo e tempos de retardopode ser analisada nas figuras 12 e 13, assim

como as informaes tcnicas sobre o projeto(quantidade de explosivo utilizada, quantidadede furos, comprimento, entre outros).

Figura 12. Dimenso e sequncia de detonao para o pilo proposto para o projeto do tnel (autoria prpria)

Figura 13.Informaes tcnicas de projeto do dimensionamento do tnel do Porto (TUNNPLANv1.17).

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Figura 14.Seo do tnel com furos carregados com explosivo definindo a sequncia de iniciaoatravs dos tempos de retardo por furo, que variam de 25ms.

6. CONCLUSOCom base nos resultados e nas metodologiasutilizadas conclui-se que possvel mensurar econtrolar de maneira eficaz os impactosambientais e sociais resultantes do uso deexplosivos nas escavaes de maciosrochosos ou em atividades relacionadas comdetonaes em zonas urbanas sensveis,mantendo os nveis de vibrao, rudo e demaisefeitos secundrios dentro dos limites padresestabelecidos pelas normas vigentes.Trabalhos e obras realizados com uso dedetonaes prximos a reas urbanas e zonassensveis podem ser realizados com segurana,considerando um ajuste adequado das cargasmximas por retardo, quantificadas pelosmtodos demonstrados no trabalho, porm, de extrema importncia que os dados sejamrepresentativos e os clculos e consideraesfeitos com todas as precaues e cuidados, afim de se evitar erros.Assim como os programas computacionaisutilizados, os softwares so ferramentas

altamente importantes para auxiliar nadeterminao das leis de vibrao equantificao das cargas mximas por retardoque podem ser usadas para uma dada distncia,o que facilita o processo e permite maiorflexibilidade e velocidade no desenvolvimentode um projeto.Um diagrama de fogo bem planejado eestruturado permite viabilizar um projeto quenecessite de detonaes em uma readensamente urbanizada ou muito sensvel a

vibraes e efeitos danosos a estruturas, pormpara isso fundamental uma caracterizaoprecisa da lei de vibrao e uma quantificaoexata da carga mxima que se deve utilizarsem que esta ultrapasse os limites estipuladospelas normas vigentes.Por fim, em relao incomodidade humana,ser necessrio tomar medidas adequadas degesto e planejamento das detonaesconsiderando os horrios e a presena depessoas nas habitaes prximas.

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