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• Rafael Bautista

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Perforación y tronaduras

Tema 9. Efectos de las tronaduras en el entorno

Cuando se detona una carga de explosivo en una tronadura, una parte de la energía cedida al terreno (15-30% aprox.) se propaga en forma de ondas sísmicas a través de las rocas y los fluidos presentes. Las vibraciones terrestres están constituidas por trenes de ondas que se propagan a diferente velocidad según el tipo (compresión, cizallamiento o superficiales) y según las propiedades elásticas del medio. Su intensidad disminuye conforme el punto de medida se aleja del lugar de emisión, las frecuencias suelen ser altas (10-300 Hz), su duración relativamente baja (1-6 s) y débil nivel de energía.

MODIFICACIONES PERMANENTES Y TRANSITORIAS En este tema se van a abordar los efectos colaterales que conlleva cada tronadura, que generalmente son no deseados, y que deben ser controlados. Estos efectos consisten en modificaciones del entorno, ya sea en el propio terreno o en la atmósfera. Pueden clasificarse en dos tipos: (i) Modificaciones permanentes (ii) Modificaciones transitorias

Las modificaciones permanentes son aquellas que implican una degradación o desplazamiento de la roca adyacente diferente al pretendido por la propia tronadura, por ejemplo: (i) Degradación de la roca circundante: cualquier tronadura genera un cierto grado de fisuración de la roca circundante. La extensión de la zona afectada dependerá del diseño de la tronadura. (ii) Desplazamiento de bloques: la presión de los gases acumulados durante la detonación o las vibraciones del terreno pueden causar el desplazamiento de bloques aislados o sin suficiente grado de fijación al macizo (sobreexcavación). (iii) Densificación: se puede producir la compactación o densificación de terrenos sueltos de determinada granulometría que estén próximos a la carga explosiva.

Las modificaciones transitorias se producen por la onda de presión generada en la detonación, que se transmite al terreno y a la atmósfera. Produce alteraciones de carácter vibratorio que desaparecen brevemente. La propagación de las ondas en el terreno genera movimientos de las partículas alrededor de su posición de equilibrio sin llegar a producir desplazamientos permanentes, ya que estas retornan nuevamente a su posición inicial. Sin embargo, estas vibraciones pueden producir daños visibles o permanentes en estructuras sensibles como edificaciones (desde desperfectos en pintura a daños en cimientos). Las afecciones en el entorno pueden ser: (i) Vibraciones terrestres (ii) Onda aérea (iii) Proyecciones (iv) Efectos sobre el macizo rocoso remanente

Vibraciones

Son fenómenos de transmisión de energía mediante la propagación de un movimiento ondulatorio a través de un medio. Las vibraciones generadas en las tronaduras se transmiten a través de los materiales como ondas sísmicas cuyo frente se desplaza radialmente a partir del punto de detonación. Su intensidad disminuye conforme el punto de medida se aleja del lugar de emisión. Las estructuras situadas en las proximidades de una obra son afectadas generalmente por ondas de compresión y de cizallamiento, que son las más rápidas.

Aunque las ecuaciones clásicas de ondas elásticas son inadecuadas para describir el fenómeno de vibraciones por efecto de una tronadura, han de considerarse como el mejor modelo simplificado para analizar este fenómeno. Las distintas ondas sísmicas se pueden clasificar en dos grupos: ▪ Ondas internas que se propagan por el interior del macizo rocoso, dentro de las cuales se encuentran: ondas longitudinales (de compresión o principales P) y ondas transversales (de cizalladura o secundarias S). ▪ Ondas de superficie que sólo se transmiten por la superficie del macizo. Las principales son las ondas Rayleigh R y las ondas Love L.

Las ondas superficiales (especialmente Rayleigh) pueden ser el origen de daños cuando se disparan grandes tronaduras y a gran distancia. En estos casos, los efectos de las vibraciones pueden provocar daños al superar localmente la resistencia de las estructuras, en particular la rotura de elementos de construcción por cizallamiento.

(i) Son las más rápidas (ii) Movimiento de las partículas en la misma dirección de propagación de las ondas (iii) Producen alternativamente compresiones y tracciones (iv) Producen cambios de volumen pero no de forma

(i) Son más lentas que las P

(ii) Movimiento de las partículas en dirección perpendicular a la de propagación de las ondas (iii) Producen esfuerzos de cizallamiento (iv) Producen cambios de forma pero no de volumen

(i) Movimiento elíptico de las partículas (ii) Mayores longitudes de onda y amplitudes que las primarias (iii) Movimiento de las partículas es contrario al de propagación de las ondas (iv) Transportan entre el 70 y el 80% de la energía (v) Son las más peligrosas para las edificaciones

(i) Tipo de oscilación semejante al de las Rayleigh pero en un plano horizontal (ii) Velocidad similar a la de las ondas Rayleigh

Las vibraciones pueden ser descritas como un movimiento armónico.

La distancia entre dos puntos consecutivos con el mismo desplazamiento vertical se denomina longitud de onda (λ) y se mide en metros en el SI. Si se representa el desplazamiento vertical en función del tiempo para un punto de coordenada (x0) se obtiene:

Las vibraciones ocasionan el movimiento de las partículas en 3 dimensiones, pudiendo ser descrito el movimiento por: (i) Desplazamiento: considera el movimiento de una partícula en el plano vertical. (ii) Frecuencia: número de ciclos que es capaz de realizar una partícula en 1 segundo. (iii) Velocidad: movimiento de vibración que experimentan las partículas alrededor del punto de reposo. Se toma la velocidad máxima de los valores registrados.

v (mm/s) = 2‧π‧f‧d (iv) Aceleración: rapidez con la que se produce un cambio en la velocidad de las partículas.

a (mm/s2) = 2‧π‧f‧v

Se ha demostrado que la energía sísmica de alta frecuencia es absorbida más rápidamente que la de baja frecuencia, de manera que la energía contenida en las ondas sísmicas estará más concentrada en intervalos correspondientes a baja frecuencia a medida que hay un alejamiento del foco generador.

MEDIDA DE VIBRACIONES PRODUCIDAS EN TRONADURAS Hay que distinguir entre dos tipos de velocidades: (i) Velocidad de onda o de propagación con la que la vibración de propaga por el medio. (ii) Velocidad de partícula relativa a las oscilaciones que experimenta la partícula, excitada por el paso de la onda de propagación. Como ya sabemos, de una partícula sometida a vibración se puede medir desplazamiento, velocidad, aceleración y frecuencia del movimiento ondulatorio. De manera universal se toma la velocidad de partícula como el parámetro que mejor representa el nivel de vibración y daños producidos para edificaciones.

El nivel de vibraciones se mide con sismógrafos. Un sismógrafo está formado por: (i) una serie de sensores para captar ruido y vibraciones del terreno transformándolos en impulsos eléctricos (micrófonos, velocímetros y acelerómetros). (ii) un amplificador de la señal. (iii) módulo de memoria para el almacenamiento. (iv) sistema de visualización e impresión de datos.

Los geófonos electrodinámicos (más usados) están basados en el desplazamiento relativo de una bobina en el interior de una campo magnético, lo que genera una f.e.m. (fuerza electromotriz) proporcional a la velocidad de desplazamiento:

Velocidad partícula ~ f.e.m. generada Los sismógrafos actuales llevan incorporados 3 geófonos colocados perpendicularmente entre sí para captar la vibración producida en las 3 direcciones del espacio (longitudinal, vertical y transversal), además de la onda aérea a través de un micrófono.

Se selecciona la velocidad máxima de partícula registrada alguna de las tres componentes.

Los sismógrafos deben cumplir unos mínimos requerimientos: (i) Capacidad de registrar las tres componentes de la vibración. (ii) Respuesta lineal del equipo en el rango de vibración de frecuencias de 2 a 200 Hz. (iii) Capacidad de detección de niveles peak de vibración desde al menos 1mm/s hasta 200 mm/s (generalmente más) .

El nivel de vibración debe medirse en la zona de la estructura a proteger. Para aplicar los criterios de prevención no deben colocarse los captadores en la propia estructura, ya que en este caso se está registrando su respuesta. La forma de fijación de estos aparatos al terreno depende de la superficie de fijación y de la magnitud esperable del movimiento a medir. Si se tiene una superficie plana y horizontal, y no es probable que la aceleración de la vibración supere el valor 0,2 g, el sensor puede estar simplemente apoyado en la superficie. Para situaciones más desfavorables, los geófonos deben estar sólidamente unidos al terreno, ya sea con una pica (en terrenos sueltos) o mediante pernos (en terrenos duros).

Los factores que más afectan a la amplitud de vibración son: (i) Distancia entre el punto de la tronadura y la infraestructura a proteger (ii) Carga operante La amplitud aumenta si: (1) aumenta la carga operante y (2) disminuye la distancia.

CONTROL DE VIBRACIONES El control de vibraciones se realiza por medio del cumplimiento de una normativa específica (muy parecida para todos los países). El nivel de seguridad está en función de la frecuencia principal y de la estructura considerada. La normativa define el tipo de estudio necesario que va a ser requerido por la autoridad competente en función de 4 parámetros: (i) Grupo de estructura a proteger (ii) Formación rocosa sobre la que está la estructura (iii) Carga operante máxima (kg) que se prevé detonar

(iv) Distancia entre la tronadura y la estructura

(i) Grupo de estructura a proteger Las estructuras se pueden clasificar en los siguientes grupos: • Grupo I: edificios y naves industriales ligeras con estructuras de hormigón armado o metálicas. • Grupo II: edificios de viviendas, oficinas, centros comerciales y de recreo, cumpliendo la normativa legal vigente. Estructuras de valor arqueológico, arquitectónico o histórico que por su naturaleza no presenten especial sensibilidad a las vibraciones. • Grupo III: estructuras de valor arqueológico, arquitectónico o histórico que por su naturaleza presentan especial sensibilidad a la vibraciones.

Grupo Estructura

Fe

I II III

0,28 1 3,57

El riesgo de daños de una onda con amplitud moderada sobre una estructura determinada será mayor cuando la longitud de onda sea del orden de la dimensión de la estructura porque se producen asientos diferenciales en la deformación.

(ii) Formación rocosa sobre la que está cimentada la estructura a proteger Las formaciones rocosas se pueden clasificar en los siguientes grupos: • Formación rocosa dura: aquella cuya velocidad sísmica es superior a 4000 m/s • Formación rocosa media: aquella cuya velocidad sísmica está comprendida entre 2000 y 4000 m/s • Formación rocosa blanda: aquella cuya velocidad sísmica es inferior a 2000 m/s

Macizo rocoso

Fr

Duro Medio Blando

0,40 1 2,52

(iii) Carga operante máxima (kg) que se prevé detonar La carga operante (charge weight per delay, kg), también denominada carga por secuencia, es la suma de todas las cargas explosivas detonadas en un intervalo de tiempo inferior a 8 ms. Con la carga operante y los factores Fr y Fe se calcula la carga corregida.

Qc = Qop . Fe . Fr (iv) Distancia entre la tronadura y la estructura (m) Generalmente las vibraciones experimentan una amortiguación de sus efectos con la distancia.

Concepto de Campo cercano Término que describe el nivel de vibraciones cercano a una columna larga de explosivos. Generalmente, cuando se mide tan cerca, como aproximadamente 5 longitudes de la carga de una columna de explosivo, los niveles de vibración se llaman de campo cercano, y requieren la aplicación de ecuaciones complejas para la predicción. En el campo cercano es probable que se dañe la roca por la iniciación de fracturas frescas, y por la dilatación de fracturas existentes.

Concepto de Campo lejano Término que se usa para indicar la distancia a que el nivel de vibración se puede describir mediante la ecuación convencional del peso de la carga escalar (elevada a una potencia). En esta región, el comportamiento de la onda se puede considerar elástica o inelástica. En el campo lejano, el daño a las estructuras rocosas se espera que ocurra principalmente por deslizamiento inducido por la vibración a lo largo de las superficies de las diaclasas existentes.

Con la carga corregida Qc y la distancia a la estructura a proteger se entra en el siguiente gráfico:

PROYECTO TIPO: se entiende que la carga instantánea de explosivo a disparar es lo suficientemente baja como para poder descartar que se produzcan efectos nocivos, por lo tanto, no es necesario realizar ningún estudio particular de vibraciones. Es suficiente con adjuntar al proyecto de tronadura una breve memoria explicativa.

CONTROL: en esta zona, la norma exige la medida del nivel de vibración en una tronadura en el punto considerado. (i) Si el nivel de vibración es inferior al indicado en el criterio de prevención de daños, podrá incrementarse la carga por intervalo hasta que se alcance el límite fijado por los criterios de prevención. (ii) Si el nivel de vibración es superior al indicado en el criterio de prevención de daños, es necesario realizar un estudio preliminar.

Los límites de criterio de prevención de daños son:

En los criterios de daños es necesario tener en cuenta: (i) La tensión a la que va a ser sometida la estructura. Este valor depende de la velocidad de vibración. (ii) Que el daño que las vibraciones pueden provocar en los edificios depende de: • Del tipo de construcción. • Tipo de cimentación, materiales y tamaño de la misma. • Con respecto a la onda: tipo de onda, intensidad, frecuencia, longitud de onda y dirección de incidencia.

ESTUDIO PRELIMINAR: medir el nivel de vibraciones con diferentes cargas instantáneas para obtener la ley de propagación (o de transmisividad) de vibraciones del terreno. Consiste en realizar una serie de tronaduras midiendo y registrando la siguiente información en diferentes puntos. (i) Carga operante. (ii) Máxima velocidad de vibración (PPV, peak particle velocity): máxima velocidad de vibración medida en el punto en su mayor componente y su frecuencia (o la frecuencia dominante). (iii) Distancia D: distancia de la tronadura al punto de medida.

Ley de transmisividad El nivel de vibración en un punto (expresado como velocidad de vibración máxima, PPV) es función directa de la carga de explosivo Q e inverso de la distancia D entre el punto de disparo y el punto de monitoreo.

K, α y β son constantes que engloban la geología del terreno, la geometría de las cargas, las diferencias de cota entre los puntos de medida y de disparo, el tipo de propagación o el nivel de aprovechamiento de la energía en generar vibraciones.

Uno de los objetivos de un estudio de vibraciones es hallar el valor de las constantes a través de un ajuste por mínimos cuadrados con los valores de V, Q y D medidos en los ensayos. El coeficiente de correlación R indica los puntos (V, Q, D) tienen alguna relación entre sí. Para tener una idea visual del ajuste de los puntos en el plano, se representan los valores de v frente a la distancia reducida en una gráfica de escala logarítmica (la representación ha de aproximarse a una recta). Con la máxima velocidad de vibración permitida se calcula la DR (scaled distance), con ésta y la distancia a la estructura a proteger, se obtiene la carga máxima operante de manera inmediata.

FACTORES QUE AFECTAN A LAS VIBRACIONES (i) Cantidad de explosivo que detona simultáneamente

El factor más intuitivo es la cantidad de explosivo detonado a la vez. Este valor no es la carga total, ya que no todos los barrenos detonan a la vez (obviamente). Esta demostrado que la vibración generada por dos barrenos detonados con un retardo de 8 ms entre sí, no supone una mayor vibración en el terreno, puesto que las ondas no se solapan y se pueden considerar como disparos independientes. (ii) Grado de confinamiento Un mayor grado de confinamiento implica una mayor dificultad en fragmentar y mover la roca, por lo que la energía generada por la detonación se transformará en energía sísmica que se transmitirá por el terreno. (iii) Características de la roca Cada tipo de roca transmite las vibraciones de manera diferente debido a su composición y densidad. Cuanto mayor sea la densidad del medio, tendrá mayor capacidad de transmitir las ondas de vibración. (iv) Geología del terreno Una gran fracturación o estratificación hace que existan multitud de planos de reflexión de las ondas. (v) Distancia al lugar de la detonación

MÉTODOS PRÁCTICOS PARA REDUCIR EL NIVEL DE VIBRACIONES

Se pueden actuar sobre distintos parámetros para intentar reducir el nivel de vibraciones: (i) Reducir la carga operante - aumentar el número de intervalos de encendido (aumentar número de detonadores).

- usar detonadores electrónicos. - reducir el diámetro y el número de barrenos iniciados simultáneamente. - utilizar cargas espaciadas en los barrenos, con iniciación secuenciada.

- utilizar cargas de diámetro inferior al barreno (cargas desacopladas). - emplear espaciamientos entre barrenos mayores que el burden. - reducir la altura de banco.

- disponer la secuencia de forma que ésta progrese desde la zona más próxima a la estructura, alejándose de ella.

(ii) Reducir el grado de confinamiento de las cargas - utilizar barrenos inclinados - evitar burden excesivos, controlando la calidad de la perforación - mantener la pasadura en el valor necesario - disminuir el número de filas a disparar en cada tronadura y controlar los tiempos de retardo

- utilizar esquemas de tronadura que permitan el mejor esponjamiento de la roca. En tronaduras de varias filas de barrenos, se obtiene un mejor esponjamiento empleando un retardo entre filas mayor que el retardo entre barrenos de una misma fila (iii) Crear una discontinuidad entre la estructura a proteger y la tronadura En algunos casos se han establecido discontinuidades en el terreno con barrenos que han resultado muy eficaces para proteger edificios. Es un método caro y delicado

Proyecciones

Proyecciones Las proyecciones están consideradas como uno de los daños más serios y peligrosos que puede generar una tronadura.

La proyección de material se puede producir de forma aleatorio alrededor del barreno, aunque la mayor parte del material proyectado se produce perpendicularmente al eje de perforación de los barrenos.

Cara Libre

45º

45º

En toda tronadura es necesario definir las siguientes áreas: (i) Zona de la tronadura: dentro de esta zona se va a producir el desplazamiento de material una vez volado y en la que se recomienda que no haya ninguna persona ni equipo durante la tronadura. (ii) Zona de seguridad intermedia.

(iii) Zona de seguridad: zona que se encuentra alrededor de la zona de la tronadura, en la cual no debería existir ningún tipo de riesgo ocasionado por la proyección de fragmentos.

Se entiende por proyección, los fragmentos que son proyectados hacia la zona de seguridad.

FACTORES QUE FAVORECEN LA APARICIÓN DE PROYECCIONES 1. Estructura de la roca. Presencia de discontinuidades o fracturas en los macizos que favorezcan la liberación súbita de la energía de los gases. Estas dan lugar a la aparición de sobrepresiones u onda aérea y también a la aceleración de pequeños fragmentos de roca desprendidos del propio macizo rocoso. Cavidades a lo largo del barreno que permitan la acumulación puntual de explosivo, o que se encuentren entre el barreno y la cara libre del banco dando lugar a zonas de menor resistencia. 2. Fallos en la perforación que puedan dar lugar a valores del burden inferiores a la calculada en el fondo del barreno. 3. Taco insuficiente. 4. Frente irregular que pueda dar lugar a valores del burden reales inferiores a los calculados aunque la perforación se haga adecuadamente. 5. Mala secuenciación. Deben evitarse retardos demasiado pequeños que dificulten el movimiento de las filas posteriores favoreciendo la aparición de proyecciones verticales, pero también retardos demasiado largos que no permitan que la roca arrancada por el barreno anterior no actué como cortina deteniendo los fragmentos del barreno siguiente. 6. Iniciación en cabeza del barreno, es preferible realizar la iniciación de los barrenos en el fondo

POSIBLES PROBLEMAS Y REMEDIOS

Retacado intermedio.

Variar la carga de columna, el taco, la inclinación en la perforación.

Retacado intermedio.

Controlar la perforación.

Reconocimiento del frente.

Aumentar el taco, iniciar en fondo, variar el diámetro de perforación.

Disminuir el número de filas, aumentar el retardo en filas traseras, comprobar la secuencia de encendido.

Posibles problemas y remedios

En tronaduras múltiples es fundamental establecer adecuadamente los tiempos de retardo entre filas con el fin de evitar un confinamiento excesivo de los últimos barrenos que puedan dar lugar a proyecciones.

RECOMENDACIONES PARA EJECUTAR LA TRONADURA 1. Perfecto replanteo de los esquemas de perforación, especialmente en terrenos con perfiles irregulares

2. Control de las desviaciones y profundidades de los barrenos 3. Medida del burden de los barrenos de las primeras filas 4. Comprobación de existencia de coqueras o cavidades en el macizo rocoso 5. Control de la carga del explosivo y su distribución a lo largo del barreno 6. Ejecución cuidadosa del taco, midiendo su longitud y empleando el material adecuado 7. Elección de una secuencia de encendido que proporcione una buena salida de la tronadura 8. Iniciación en fondo de los barrenos

En caso de riesgo se han de colocar protecciones solapadas. Se denominan protecciones a todos aquellos elementos que se utilizan para cubrir las tronaduras con el fin de evitar y/o reducir las proyecciones de roca u otros materiales: (i) Recubrimientos pesados: pantallas de caucho, de alambre. (ii) Recubrimientos ligeros: de fieltro, lonas, tejidos.

Los sistemas de protección, de forma general, deben cumplir las siguientes características: (i) Peso reducido y alta resistencia. (ii) Facilidad de unión o entramado de elementos.

(iii) Permeabilidad a los gases. (iv) Económicos y recuperables para otras tronaduras. (v) Alta capacidad para cubrir grandes superficies.

MODELOS DE PREDICCIÓN El objetivo de estos modelos es determinar los parámetros que hay que tener en cuenta a la hora de diseñar y redactar un proyecto tipo de tronadura: (i) Distancia máxima de proyección (ii) Tamaño de los fragmentos (iii) Peso de los fragmentos

(iv) Distancia de seguridad (v) Taco mínimo

Distancia máxima de proyección (Maxproy) Los factores que afectan a la Maxproy son: 1. Velocidad inicial a la cual son lanzadas las partículas

2. Tamaño de los fragmentos 3. Forma de los fragmentos 4. Ángulo de proyección

De todos estos parámetros, únicamente se puede influir en la velocidad inicial de las partículas: (i) Grado de confinamiento de la carga (ii) Energía del explosivo

Modelo de Lundborg La primera ecuación de Lundborg fue desarrollada para las proyecciones generadas por tronaduras en cráter.

𝑀𝑎𝑥𝑝𝑟𝑜𝑦 𝑚 = 30 𝑥 𝑑𝑏 0.667 (𝑚𝑚) Sin embargo, Lundborg establece que se puede realizar una aproximación del cálculo de la distancia máxima para tronaduras en banco:

Lundborg también observó que en tronaduras en banco con una longitud de taco de 40‧d (T=B), apenas se producen proyecciones.

A partir de las ecuaciones de la balística y suponiendo un ángulo de salida de 45°, determinó finalmente que:

T < 0,75‧B

Modelo de Chiappetta Este autor introdujo el concepto de Profundidad escala de enterramiento, término que engloba aquellos parámetros que influyen en la velocidad de proyección de las partículas.

𝑇 + 0,0005 𝑥 𝑚 𝑥 𝑑 𝑆𝐷𝑂𝐵𝑚 = , 0,00923 𝑥 𝑚 𝑥 𝑑3 𝑥 𝜌𝑒 0 333 SDOBm (m/kg1/3) T: longitud del taco (m) d: diámetro del barreno (m) m: factor que tiene en cuenta la longitud de la carga ρe: densidad del explosivo (g/cm3) h: longitud de la carga (m)

La diferencia principal entre las tronaduras tipo “cráter” y “banco” es la profundidad de enterramiento de la carga y la dimensión de la carga. El concepto de la profundidad de enterramiento de una carga se definió durante investigaciones del efecto cráter de las cargas de explosivo enterradas.

1,4 - 2,3

Tronaduras en banco Modelo de McKenzie

Modelo de Chernigovskii

Peso de los fragmentos que son proyectados a una mayor distancia.

Modelo de Persson A partir de tronaduras de ensayo realizadas en granito, obtuvo que al alcance es proporcional a la carga específica.

Modelo de Chernigovskii

C.S.: valor mínimo recomendado en USA es 2 Distancia de seguridad mínima que debe estar libre de personal

Canteras y voladuras pequeñas D.S. (100 - 300 m) Minas grandes D.S. 500 m

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑(𝑚) = 𝐶. 𝑆. 𝑥 11 𝑥 𝑆𝐷𝑂𝐵 −2.167 𝑥 𝑑𝑏 0.667

Modelo conservativo (i) Si hay cargas múltiples, emplear en el cálculo la densidad del explosivo más denso, a pesar de que el que genera un mayor desplazamiento es el explosivo en columna (ii) Si hay varios diseños de barrenos, emplear la menor longitud de taco en el cálculo (iii) No tener en cuenta el factor de desacoplamiento de la carga, ni las zonas del barreno que se dejan sin cargar, en la densidad de carga Modelo no conservativo (i) Tener en cuenta el desacoplamiento y compactación de la carga (P) (ii) Tener en cuenta la longitud del barreno que no esté cargado

ρeff = ρe (h/H) (iii) El explosivo que genera el mayor desplazamiento es el que se emplea en la columna del barreno

Retacado mínimo En el caso de conocer la distancia existente entre la tronadura y una infraestructura que se desee proteger, se puede calcular el retacado mínimo necesario para protegerla mediante la siguiente expresión.

(𝑚 𝑥 𝑃)0,33 𝑥 𝑑1,308 𝑇𝑚𝑖𝑛 𝑚 = 0,028𝑥 − 0,0005 𝑥 𝑚 𝑥 𝑑 𝐷𝑖𝑠𝑡 0,46 𝐶. 𝑆.

ONDA AÉREA

La onda aérea designa a las ondas de presión que se propagan en el aire causadas por una explosión. La onda aérea rara vez causa daños estructurales, es el ruido el motivo frecuente de queja. Así, el daño es muy subjetivo ya que depende del interés de la obra para los vecinos y de las relaciones públicas establecidas para evitar precisamente las protestas. Uno de los factores con el que es preciso contar en la ejecución de tronaduras es el efecto fisiológico de las mismas, ya que con niveles inferiores a los máximos admisibles para no producir daños en las estructuras se puede obtener un índice de precepción que puede hacer pensar a las personas en probables daños potenciales. En algunos proyectos como excavaciones en zonas habitadas, los umbrales de vibración se adoptan más sobre la base de la respuesta humana que sobre la probabilidad de daños.

Existen numerosas normativas sobre respuesta humana a la onda aérea, las dos más importantes son la ISO-2631 y la DIN-4150. Otros autores presentan gráficos donde establecen distintos niveles de percepción a partir de la intensidad y la frecuencia de vibración. El ruido es la parte audible de la onda comprendida entre 20 Hz y 20.000 Hz. Como escala de medidas acústicas se usan los decibelios.

P db  20 log Po Po  2 x10 5 Pa

Siendo P la sobrepresión generada y P0 una presión de referencia que coincide con la del menor sonido que puede ser escuchado.

Un procedimiento analítico de estimación del efecto es el propuesto por Steffens (1974), que se basa en el cálculo de un parámetro k:

k

0.005 A· f 2

100  f 

2 1/2



0.8·v· f

100  f 

2 1/2



0.125a

100  f 

2 1/2

Donde f es la frecuencia (Hz), A es la amplitud máxima (μm), v es la velocidad de partícula (mm/s) y a es la aceleración (mm/s2). VALOR DE K

NIVEL DE PERCEPCIÓN

TRB para favorecer la liberación de energía hacía delante y no hacía arriba. (iii) Minimizar el número de barrenos que salen al mismo tiempo. (iv) Evitar sobrecargar los barrenos. (v) Controlar la perforación. (vi) Emplear un retacado adecuado y de suficiente longitud. (vii) Crear pantallas artificiales de tierra.

(viii) Informar siempre al vecindario y disparar a horas prefijadas. (ix) Evitar disparar cuando la dirección del viento es desfavorable. (x) Evitar disparar a primera hora de la mañana y tras la puesta de sol (inversión térmica).

(xi) Aplazar la tronadura cuando las condiciones climáticas sean adversas como cielo nuboso o con niebla, vientos fuertes o que la temperatura empiece a descender en el momento de la tronadura.