DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRÂNEAS

8/12/2019 DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRNEAS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS UFGCAMPUS CATALO CAC

CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

GABRIEL GOMES SILVA

DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRNEASEM ZONAS SENSVEIS S VIBRAES

CATALO, 2013.


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GABRIEL GOMES SILVA

DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRNEAS

EM ZONAS SENSVEIS S VIBRAES

Trabalho de Concluso deCurso apresentado ao curso deEngenharia de Minas da

Universidade Federal de Gois UFG, como requisito parcial paraobteno do ttulo de Bacharelem Engenharia de Minas.

Orientador: Vidal Felix Navarro Torres

CATALO, 2013.


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GABRIEL GOMES SILVA

DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRNEAS EM ZONAS

SENSVEIS S VIBRAES

Trabalho de Concluso de Curso apresentado Universidade Federal de Gois UFG como

requisito parcial para obteno do grau de Bacharel em Engenharia de Minas.

Banca Examinadora:

_______________________________________________________

Alcides Eloy Cano Nunez

Universidade Federal de Gois UFG

______________________________________________________

Henrique Senna Diniz Pinto


______________________________________________________

Vidal Felix Navarro Torres


Aprovado em ___/___/___


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AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a Deus, que me guiou neste caminho cheio de graas e

sabedoria, permitindo superar todas as dificuldades e alcanar meus objetivos.

Agradeo ainda meus familiares que sempre me deram apoio, incentivos e me

acompanharam nesta jornada, dando carinho e ensinamentos que me fizeram perceber que a

vida no precisa ser to complicada quanto aparenta, pois com pessoas to importantes ao seu

lado tudo parece ser mais fcil de ser superado.

Meus sinceros agradecimentos aos meus amigos e professores pela eterna amizade,

orientao e conselhos indispensveis em minha vida e na realizao deste trabalho. Pela

confiana depositada e pelo companheirismo de todos aqueles que sempre me acolheram.


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RESUMO

Com o crescimento urbano acelerado, torna-se frequente a realizao de obras que

necessitam do uso de explosivos, como imploses de infraestruturas ultrapassadas e o avano

de mineraes ou abertura de galerias 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 tambm podem causar grandes

danos s estruturas. Sabendo disso, profissionais responsveis por este segmento objetivam

caracterizar um modelo ideal de desmonte, no qual os efeitos secundrios no afetem as reas

circundantes, de modo a permanecer dentro de um limite estabelecido pelas normas vigentes

no pas. Para realizar 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-se fazer exatamente o

pressuposto acima, ou seja, a caracterizao dinmica de macios rochosos, sob a ao de

detonaes, recorrendo s habituais correlaes estatsticas, mediante a tcnica de regresso

linear mltipla com uso do programa MLINREG.BAS. Os resultados do programa permitem

a obteno de informaes para a determinao da lei de propagao da velocidade de

vibrao das partculas, logo, torna-se possvel determinar a carga mxima por retardo

necessria e a idealizao de um diagrama de fogo para a rea estudada, feito com uso do

programa TUNNPLAN v1.17, permitindo assim reduzir os nveis de perturbao e os demais

impactos gerados pelas detonaes.

Palavras-chave: vibraes; diagrama de fogo; carga explosiva mxima; detonao

controlada.


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ABSTRACT

With rapid urban growth, it is common to perform work requiring the use of

explosives, as implosions of outdated infrastructure and the advancement of mining complex

or galleries opening near urban and sensitive areas, so there are problems inherent in this

activity, as the effects of secondary explosions that generate discomfort in population from

surrounding areas and can also cause major damage to structures. Knowing this, professionals

responsible for this segment aim to characterize an ideal model to disassemble, in which the

side effects do not affect the surrounding areas, so as to remain within a limit set by the

current standards in the country. To perform the control and prevention of vibration, which is

the main effect of detonations, one of the methods used is to establish the law of propagation

of the vibration of particles, which is due to the explosive charge used and the distance from

the measuring point to the point of detonation. With the development of this dissertation is

intended to do exactly the above assumption, ie, dynamic characterization of the rock mass

under the action of blasting, using the usual statistical correlations, by multiple linear

regression using the program MLINREG. BAS. The results allow the program to obtain

information for the determination of the law of propagation of the vibration velocity of the

particles thus becomes possible to determine the maximum load required for retardation and

allow the idealization of a fire diagram for the studied area, made with TUNNPLAN v1.17

program use, thereby reducing the levels of disturbance and other impacts generated by

detonations.

Keywords: vibrations; blasting pattern; maximum explosive charge; controlled blasting.


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NDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Modificao das vibraes ao propagarem-se por terrenos de diferentes estruturas e caractersticas -- 17

Figura 2 - Influncia do consumo especfico de explosivo na intensidade de vibrao -------------------------------- 18

Figura 3 - Mtodo de desmonte alternativo, onde cada carga de explosivo iniciada com especfico tempo de

retardo ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 19

Figura 4 - Ondas de compresso (P) e cisalhamento (S) -------------------------------------------------------------------- 21

Figura 5 - Registro de ondas ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 22

Figura 6 - Movimento harmnico da onda ------------------------------------------------------------------------------------ 23

Figura 7 - Adaptao da linha de regresso em um diagrama log-log (a) e determinao do menor valor de D/a

ser usado (b) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26Figura 8 - Representao grfica dos limites de velocidade de vibrao de partcula de pico por faixas de

frequncia -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29

Figura 9 - Zonas de uma seo de galeria ou tnel --------------------------------------------------------------------------- 32

Figura 10 - Metodologia proposta para a preveno e controle das vibraes recorrentes de detonaes ---------- 37

Figura 11 - Fase de definio dos "inputs" no programa MLINREG.BAS ---------------------------------------------- 41

Figura 12 - Interface grfica do programa TUNNPLANN v1.17 ---------------------------------------------------------- 43

Figura 13 - Estrutura operacional do software TUNNPLAN v1.17 ------------------------------------------------------- 44

Figura 14 - Ecr Prognosis do programa TUNNPLAN v1.17 -------------------------------------------------------------- 44

Figura 15 - Outputsdo programa MLINREG.BAS obtidos pelo tratamento dos dados ------------------------------- 45Figura 16 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos de

construo (tipo A, B e C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 46

Figura 17 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos de


Figura 18 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos de


Figura 19 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para algumas velocidades de

vibrao de partcula conforme a Norma Brasileira ------------------------------------------------------------------ 48

Figura 20 - Pilo com trs furos vazios usado no projeto do tnel -------------------------------------------------------- 51

Figura 21 - Seo do tnel com furos de pilo e furos de contorno do pilo carregados com explosivo, onde cada

carga iniciada com um tempo de retardo especfico ---------------------------------------------------------------- 51

Figura 22 - Dimenso e sequncia de detonao para o pilo proposto para o projeto do tnel ---------------------- 56


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NDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Limites de velocidade de vibrao de partcula de pico por faixas de frequncia ................................ 29Tabela 2 - Limites dos valores de vibrao de partcula em mm/s segundo a norma NP 2074 ............................. 31

Tabela 3 - Principais parmetros e equaes a serem utilizadas para dimensionamento do diagrama de fogo ideal

..................................................................................................................................................................... 36

Tabela 4 - Valores obtidos no registo de vibraes pela E.P.M. (Empresa de Projectos Mineros S.A.) ............... 38

Tabela 5 - Dados do arquivo de inpututilizados no programa MLINREG.BAS .................................................. 42

Tabela 6 - Coeficientes de correlao obtidos ....................................................................................................... 46

Tabela 7 - Caractersticas do explosivo utilizado .................................................................................................. 49

Tabela 8 - Consideraes dos principais parmetros para dimensionamento do diagrama de fogo ...................... 49

Tabela 9 - Clculos dos parmetros utilizados para o dimensionamento do diagrama de fogo ............................. 50


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NDICE DE ABREVIATURAS

,, ,b, c, k constantes empricas densidade do explosivo quantidade de cargas inertes usadas por furo ngulo entre a linha de propagao de detonao e a posio do equipamento de registro comprimento da carga inerte usadaa afastamento

dimetro dos furos

de dimetro do explosivoD distncia entre os pontos de solicitao e monitorizao

DE distncia escalonada

Dfuro de expanso dimetro do furo de expanso ou vazio

Hf profundidade dos furos

quantidade de cartuchos de explosivo usados por furoq consumo especfico de explosivo

Q carga mxima explosiva detonada por retardo

RL razo linear de carregamento

S espaamento entre furos

tempo de retardo efetivo tempo de retardo nominalT tampo

v velocidade vibratria de pico da partcula

VC velocidade de propagao das ondas ssmicas

VR velocidade de vibrao de partcula resultante de pico

VL mdulo de velocidade de vibrao de partcula segundo a direo L longitudinal

VT mdulo de velocidade de vibrao de partcula segundo a direo T - transversal

VV mdulo de velocidade de vibrao de partcula segundo a direo V vertical

VP velocidade de propagao de ondas P no terreno

VS velocidade de propagao de ondas S no terreno

X avano


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Sumrio

1. INTRODUO .................................................................................................. 11

2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 12

2.1. OBJETIVO GERAL ................................................................................... 12

2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS ...................................................................... 12

3. JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 13

4. ESTUDO BIBLIOGRFICO ............................................................................ 14

4.1. DESMONTE DE ROCHA E VIBRAES INDUZIDAS ........................ 14

4.1.1. Variveis que afetam as caractersticas das vibraes ............................. 15

4.1.2. Caractersticas das vibraes terrestres .................................................... 21

4.1.3. Estimao das leis de vibrao ................................................................ 25

4.1.4. Critrios de preveno de danos para vibraes ...................................... 27

4.2. DIAGRAMA DE FOGO PARA ESCAVAO DE TNEIS .................. 32

4.2.1.

Alguns elementos do diagrama de fogo

................................................... 334.2.2. Clculo dos elementos do diagrama de fogo ........................................... 35

5. METODOLOGIA ............................................................................................... 37

5.1. SOFTWARE MLINREG.BAS ................................................................... 39

5.2. SOFTWARE TUNNPLAN V1.17 .............................................................. 43

6. RESULTADOS E DISCUSSES ...................................................................... 45

7. CONCLUSO .................................................................................................... 53

8. REFERNCIAS ................................................................................................. 54

9. ANEXOS ............................................................................................................ 56

9.1. DETONADOR ELETRNICO .................................................................. 57


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1.INTRODUOO desmonte de rochas a tcnica de escavao mais amplamente adotada em vrios

ramos da indstria de minerao e construo, pois econmica, confivel e segura.

amplamente utilizada na indstria extrativa, escavaes, trincheiras, tneis e grandes obras

subterrneas. O explosivo que carregado em furos na rocha e detonado de acordo com uma

sequncia preestabelecida tem a funo de fraturar, fragmentar e deslocar uma parte bem

definida de rocha de sua posio natural.

Entre vrios efeitos secundrios de um desmonte de rochas com uso de explosivos, a

vibrao induzida no contorno da escavao gerada pela onda de choque aps a exploso

merece ateno especial. O fenmeno da vibrao dura um tempo muito curto (algumas

dezenas de milissegundos) por evento, aps isso a rocha volta a suas condies iniciais.

Em alguns casos a detonao de cargas explosivas podem causar danos a regies

circunvizinhas (edifcios, pontes, etc.), porque a vibrao transmitida atravs do terreno pode

atingir valores altos. Em tais casos, necessrio dimensionar a carga explosiva mxima

admissvel de forma que as detonaes sejam controladas, e assim, evitar danos ou

incomodidade humana.

Uma vez conhecida a lei de propagao de vibrao de partculas no meio rochoso,atravs de uma campanha de medies de vibrao, distncia e carga explosiva no campo,

necessrio determinar a vibrao mxima permissvel usando as normas em vigor e calcular a

carga mxima que no provoque danos nem incomodidade das pessoas.

A adoo de critrios ou nveis de preveno das vibraes frequentemente uma

tarefa delicada, que exige o reconhecimento rigoroso dos mecanismos que intervm nos

fenmenos dos desmontes e das respostas das estruturas. Um critrio arriscado pode levar a

apario de danos e imperfeies, entretanto uma postura conservadora pode dificultar einclusive paralisar o desenvolvimento da atividade mineira ou de obra civil com explosivos.

Logo, com base nas metodologias utilizadas neste trabalho percebe-se que possvel

mensurar e controlar de maneira eficaz os impactos ambientais e sociais resultantes do uso de

explosivos em atividades relacionadas com detonaes, mantendo nveis de segurana

aceitveis. Alm disso, a realizao de um adequado dimensionamento dos parmetros do

diagrama de perfurao e desmonte uma tarefa fundamental para que haja uma mitigao ou

reduo dos efeitos das detonaes em zonas sensveis.


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2.OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GERAL

O trabalho em questo tem por objetivo determinar o diagrama de fogo para desmonte

de rocha de aberturas subterrneas em um ambiente sensvel a vibraes de uma zona urbana.

2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

A fim de alcanar os resultados esperados propuseram-se as seguintes aes:

Determinar a lei de propagao de vibrao;

Determinar a carga explosiva mxima a detonar por retardo;

Dimensionar o diagrama de fogo para um estudo de caso do metr de Porto.


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3.JUSTIFICATIVAO desmonte de rochas em zonas sensveis causam problemas ambientais diversos,

como as vibraes, que podem gerar danos em estruturas e, alm disso, ser a causa conflitos

permanentes com os habitantes das reas circunvizinhas. Tambm frequente a gerao de

outros efeitos secundrios que podem ser muito difceis de controlar e que futuramente

podero gerar impactos negativos empresa.

Logo, a justificativa para execuo deste trabalho reside na importncia de demonstrar

formas de controle e preveno de vibraes em desmontes de rochas com explosivos

prximos a zonas sensveis, fornecendo um diagrama de fogo adequado, realizado para um

estudo de caso, que permitir reduzir os nveis de perturbao e os demais impactos de um

desmonte, de forma a se evitar maiores danos ambientais e sociais.


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4.ESTUDO BIBLIOGRFICO

4.1. DESMONTE DE ROCHA E VIBRAES INDUZIDAS

O desmonte de rochas com explosivos continua sendo o mtodo mais barato de

fragmentao de rochas pouco friveis, no entanto, o custo associado ao dano causado pelo

desmonte em termos de segurana e produtividade de minas e obras est se tornando cada vez

mais importante. Danos devido detonao de rocha esto diretamente relacionados com o

nvel de estresse infringido na rocha e suas condies antes da detonao.

Em ambientes prximos s zonas urbanas ou ambientes sob condies geolgicas

desfavorveis, distrbios associados com desmontes podem resultar na necessidade de um

amplo e extensivo controle das condies do terreno, alm de problemas de vibrao terrestre,

rudos, perturbao humana, etc, o que pode gerar custos adicionais empresa ou at

inviabilizar e paralisar suas atividades.

Devido gravidade dos danos gerados pelas operaes de desmonte com uso de

explosivos fundamental predizer, monitorar e controlar seus efeitos adequadamente, pois

estes impactam diretamente a economia da maioria das operaes de desmonte. Ser muito

conservativo em relao aos nveis de vibrao no planejamento dos trabalhos de desmonte

pode aumentar os custos consideravelmente, enquanto que ser muito liberal pode resultar em

danos e distrbios nas zonas prximas, custos legais e reinvindicaes que podem mudar o

saldo de lucro da empresa de positivo para negativo.

De acordo com Hartman (1992), o monitoramento e controle dos efeitos das

detonaes perto de massas rochosas instveis, instalaes ou estruturas depende de duas

consideraes principais. Primeiro, o diagrama de fogo deve ser planejado de modo a reduzir

a carga de explosivos a detonar por evento e tambm ajustar a sequncia de iniciao de modo

a reduzir as vibraes resultantes e os demais distrbios. Em segundo lugar, as cargas de

explosivo detonadas por volume de rocha e o padro de detonao devem ser ajustados para

assegurar uma fragmentao adequada. Portanto, ao mesmo tempo, a sequncia de iniciao

tem de estar separada no tempo, mas no no espao.

H um projeto ideal, que atinge ambos os objetivos de controle de distrbios e

produo de fragmentao adequada. Este s pode ser alcanado atravs de uma compreenso

adequada das propriedades fsicas da massa rochosa e sua resposta estrutural frente aos efeitosda detonao e da interao entre a fragmentao da rocha e do desenho do diagrama de fogo.


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Uma das etapas fundamentais para o estudo e controle das vibraes geradas nos

desmontes por explosivos a determinao das leis que governam sua atenuao nos distintos

meios em que ir se propagar, alm de uma adequada anlise e conhecimento dos parmetros

que afetam suas caractersticas.

4.1.1. Variveis que afetam as caractersticas das vibraesAs principais variveis que afetam as caractersticas das vibraes so praticamente as

mesmas que influem sobre os resultados dos desmontes de rocha, sendo classificadas em dois

grupos, aquelas que podem ser controladas ou no controladas no processo pelos responsveis

e especialistas pelo desmonte (JIMENO, 2004).

A seguir tm-se uma breve apresentao das principais variveis que afetam as

caractersticas das vibraes no desmonte de rocha com explosivos, segundo Jimeno, (2004).

a) Geologia local e caractersticas das rochas:A geologia local de contorno e as caractersticas geomecnicas das rochas tem uma

grande influncia sobre as vibraes.

Nos macios rochosos homogneos e massivos as vibraes se propagam em todas as

direes, mas em estruturas geolgicas complexas, a propagao das ondas pode variar com a

direo e, por conseguinte, apresentar diferentes ndices de atenuao ou leis de amortizao.

A presena de solos de recobrimento sobre substratos rochosos afeta, geralmente, a

intensidade e frequncia das vibraes. Os solos possuem mdulos de elasticidade inferiores

ao das rochas e por isso as velocidades de propagao das ondas diminuem nesses materiais.

A frequncia de vibrao, f, tambm diminui, mas o deslocamento, A, aumenta

significativamente medida que a espessura de revestimento maior.

A magnitude das vibraes a grandes distncias decresce rapidamente se existe

material de revestimento, pois grande parte da energia consumida para vencer o atrito entre

as partculas e os grandes deslocamentos destas.

Em pontos prximos a falhas, as caractersticas das vibraes so afetadas por fatores

de desenho do diagrama de fogo e da geometria do mesmo.

Para grandes distncias do local de escavao, os fatores de desenho so menos

crticos, sendo as caractersticas das ondas nos meios rochosos de transmisso e os solos derevestimento fatores dominantes.


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Os materiais superficiais interferem nas caractersticas de onda fazendo com que estas

tenham maior durao e frequncias mais baixas, aumentando assim a resposta e o dano

potencial a estruturas prximas.

b) Peso da carga operante:A magnitude das vibraes terrestres em um determinado ponto varia segundo a carga

de explosivo que detonada e a distncia deste ponto ao local da detonao. Em um desmonte

onde se empregam mais de um tipo de detonador, a maior carga por retardo a que influi

diretamente na intensidade das vibraes e no a carga total empregada no desmonte, isto

ocorre desde que o intervalo de retardo seja suficientemente grande para que no existam

interferncias construtivas entre as ondas geradas por distintos grupos de furos.Quando no desmonte existem vrios furos com detonadores que possuem o mesmo

tempo de retardo nominal, a carga mxima operante geralmente menor que a total, devido

disperso nos tempos de sada dos detonadores empregados. Por isso, para determinar a carga

operante, se estima uma fraco da quantidade total de cargas iniciadas por detonadores com

mesmo 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 intensidade das vibraes diminui de acordo com a

equao:

= 1 (1)

Onde o valor de b, segundo o U.S. Bureau of Mines da ordem de 1,6 (JIMENO,

2004).

Outro efeito da distncia est relacionado atenuao das componentes da onda de

alta frequncia, devido ao solo atuar como um filtro. Assim, a grandes distncias da zona de

detonao, as vibraes do terreno contm mais energia na faixa de baixas frequncias

(Figura 1).


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Figura 1 - Modificao das vibraes ao propagarem-se por terrenos de diferentes estruturas ecaractersticas

Fonte: Jimeno, 2004.

d) Consumo especfico de explosivo:Outro aspecto interessante o que se refere ao consumo especfico de explosivo.

Frente a problemas de vibraes, alguns blasters1

H registros de desmontes em que a diminuio do consumo especifico de explosivo

em 20% com relao ao nvel timo fez com que os nveis de vibrao medidos fossem

multiplicados por 2 ou 3, como consequncia do grande confinamento e m distribuio

espacial do explosivo que originam uma falta de energia para movimentar e empolar a rocha

fragmentada (JIMENO, 2004).

decidem por reduzir o consumo especifico

de explosivo no desmonte, o que em certas situaes pode influir de maneira oposta

desejada.

1Tcnico legalmente registrado responsvel por supervisionar ou executar o plano de fogo, operaesde detonao e atividades correlatas.


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A Figura 2 mostra a influncia do consumo especifico em situaes extremas e

prximas ao nvel timo de utilizao em desmontes superfciais em banco.

Figura 2 - Influncia do consumo especfico de explosivo na intensidade de vibrao


e) Tipos de explosivos:Existe uma correspondncia entre as velocidades de partcula e as tenses induzidas

nas rochas, e tal constante de proporcionalidade a impedncia do meio rochoso. Assim, a

primeira consequncia prtica que aqueles explosivos que geram presses de furo mais

baixas provocam nveis de vibrao inferiores. Estes explosivos so os de baixa densidade

baixa velocidade de detonao, por exemplo, o ANFO.

Nos estudos de vibrao, se explosivos de potncias muito variadas forem utilizados,

as cargas devem ser normalizadas a uma de um explosivo padro de potncia conhecida(normalmente utiliza-se o ANFO como explosivo de referncia, devido ao seu maior uso).

f) Tempos de retardo:O intervalo de retardo entre a detonao de furos em um desmonte pode referir-se

tanto ao tempo de retardo nominal quanto ao tempo de retardo efetivo.

O primeiro a diferena entre os tempos nominais de iniciao, enquanto o tempo de

retardo efetivo a diferena de tempos de chegada de pulsos gerados pela detonao dos furos


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iniciados com perodos consecutivos. No simples caso de uma fila de furos estes parmetros

esto relacionados pela seguinte expresso:

= . (2)Onde:

= tempo de retardo efetivo; = tempo de retardo nominal; S = espaamento entre furos;

VC = velocidade de propagao das ondas ssmicas;

= ngulo entre a linha de propagao de detonao e a posio do

equipamento de registro.

Um mtodo bastante eficaz para se diminuir as vibraes a insero de cargas

inertes2

entre as cargas de explosivo, possibilitando que cada cartucho de explosivo seja

iniciado com um tempo de retardo especfico, o que diminui a carga detonada por evento.

Figura 3 - Mtodo de desmonte alternativo, onde cada carga de explosivo iniciada com especfico tempo

de retardo

Fonte: autoria prpria

2Cargas com baixa energia de ativao e que no reagem com o explosivo, podendo ser materiais comoserragem, brita, material mido, etc.


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g) Variveis geomtricas do plano de fogo:A maioria das variveis geomtricas do diagrama de fogo possui considervel

influncia sobre as vibraes geradas. Abaixo segue uma breve descrio das mesmas

(JIMENO, 2004):

Dimetro de perfurao: o aumento do dimetro de perfurao influncia de maneira

negativa, pois a quantidade de explosivo por furo proporcional ao quadrado do dimetro,

resultando em algumas ocasies, cargas operantes muito elevadas;

Afastamento e espaamento:se o afastamento excessivo os gases da exploso encontram

resistncia para fragmentar e deslocar a rocha e parte da energia do explosivo se transfora em

energia ssmica aumentando a intensidade das vibraes. Este fenmeno tem sua

manifestao mais clara em desmontes de pr-corte, onde o confinamento total e se pode

registrar vibraes de ordem de at 5 vezes superiores as de um desmonte convencional em

banco.

Se a dimenso do afastamento reduzida os gases escapam e expandem para frente

livre a uma velocidade muito alta, impulsionando os fragmentos de rocha e projetando-os de

forma descontrolada, provocando ainda um aumento de rudo e de onda area.

Em relao ao espaamento, sua influncia semelhante ao do parmetro anterior e

inclusive sua dimenso depende do valor do afastamento.

Tamponamento: se a altura do tampo excessiva, podero ocorrer problemas na

fragmentao, isto devido ao aumento do confinamento, podendo dar lugar a maiores nveis

de vibrao.

Inclinao dos furos:os furos inclinados permitem um melhor aproveitamento da energia nonvel do piso, conseguindo inclusive uma reduo das vibraes, isto para desmontes

superficiais.

Desacoplamento:relao entre o dimetro da carga e dimetro do furo.

Dimenso do desmonte: as dimenses dos desmontes so limitadas, por um lado, pela

necessidade de produo, e por outro, pelas cargas mximas operantes determinadas nos

estudos de vibrao a partir das leis de propagao, tipos de estruturas a proteger e parmetroscaractersticos dos fenmenos perturbadores.


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4.1.2. Caractersticas das vibraes terrestresA seguir segue alguns aspectos tericos a respeito da gerao e propagao das

vibraes produzidas nos desmontes de rochas, porm preciso indicar que se trata de umamera aproximao do problema, pois os fenmenos reais so muito mais complexos devido

superposio de diferentes tipos de ondas e mecanismos modificadores destes.

a) Tipos de ondas ssmicas geradas:As vibraes dos terrenos geradas nos desmontes por explosivos se transmitem atravs

dos materiais como ondas ssmicas cuja frente se desloca radialmente a partir do ponto de

detonao. As distintas ondas ssmicas se classificam em dois grupos: ondas internas e

ondas superficiais, de acordo com aFigura 4.

O primeiro tipo de onda interna so as denominadas Primrias ou de Compresso -

P. Estas ondas se propagam dentro dos materiais, produzindo alternadamente compresses e

rarefaes e dando lugar a um movimento das partculas na direo de propagao das ondas.

So as mais rpidas e produzem troca de volumes, sem troca de forma, no material atravs do

qual se movimentam.

O segundo tipo constitudo das Ondas Transversais ou de Cisalhamento - S, que

do lugar a um movimento das partculas perpendicular a direo de propagao da onda. A

velocidade das ondas transversais est compreendida entre a das ondas longitudinais e a das

ondas superficiais e os materiais submetidos a esses tipos de onda experimentam trocas de

forma e no de volume.

Figura 4 - Ondas de compresso (P) e cisalhamento (S)



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As ondas do tipo superficial que so geradas pelos desmontes de rochas so: as Ondas

Rayleigh-R e as Ondas Love-Q. Outros tipos de ondas superficiais so as ondas Canal e as

Ondas Stonelly.

As ondas Rayleigh impem s partculas um movimento segundo a trajetria elptica,

com um sentido contrrio ao de propagao da onda. As ondas Love, mais rpidas que as

Rayleigh, do lugar a um movimento de partculas na direo transversal s de propagao.

Como as ondas viajam com velocidades diferentes e o nmero de retardos nos

desmontes pode ser grande, as ondas geradas se superpem umas com as outras no tempo e no

espao, resultando movimentos complexos cuja anlise requer a utilizao de geofones e

equipamentos captadores dispostos segundo as trs direes: radial, vertical e transversal.

(Segundo aFigura 5).

Figura 5 - Registro de ondas


Segundo Jimeno, 2004, apud Miller e Pursey, 1955, as ondas Rayleigh transportam

entre 70 e 80% da energia total, sendo que no manual de desmonte de Du Point diz-se que

estes tipos de ondas dominam o movimento da superfcie do terreno a distncias de

detonaes de vrias centenas de metros, e dado que muitas estruturas e edificaes no


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entorno das explotaes se encontram a distncias superiores 500 metros, so as ondas

Rayleigh as que constituem um maior risco potencial de danos.

b) Parmetros das ondas:A passagem de uma onda ssmica por um meio rochoso produz em cada ponto deste

um movimento que se conhece por vibrao.

Uma simplificao para o estudo das vibraes geradas pelos desmontes consiste em

considerar estas como ondas do tipo senoidal (Figura 6).

Figura 6 - Movimento harmnico da onda

Fonte: Person, 1994.

Importa ento referir sucintamente os parmetros que caracterizam as ondas (Louro,

2009, apud Bernardo, 2004):

Amplitude (A) magnitude da afetao de uma partcula, a partir da sua

posio de repouso (pode ser expressa sob a forma de um deslocamento, de

uma velocidade ou de uma acelerao);

Deslocamento (y) espao percorrido por uma partcula, quando excitada pela

onda;


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Velocidade de vibrao (v) deslocamento das partculas, causado pela

passagem da onda, por unidade de tempo;

Acelerao (a) variao da velocidade das partculas, por unidade de tempo;

Perodo (T) tempo necessrio para completar um ciclo;

Comprimento de onda () comprimento de um ciclo completo;

Frequncia (f) nmero completo de oscilaes ou ciclos por segundo. A

frequncia o inverso do perodo T.

c) Atenuao geomtrica:A densidade de energia na propagao de pulsos gerados pela detonao de uma carga

explosiva diminui conforme as ondas encontram ou afetam maiores volumes de rocha. Dadoque as vibraes compreendem uma combinao complexa de ondas, parece lgico considerar

certos fatores de atenuao geomtrica para cada um dos distintos tipos.

d) Amortizao inelstica:Na natureza, os macios rochosos no constituem, para a propagao das vibraes,

um meio elstico, istropo e homogneo. Pelo contrrio, aparecem numerosos efeitos

inelsticos que provocam uma perda de energia durante a propagao das ondas, que se somaa devida atenuao geomtrica.

So numerosas as causas desta atenuao inelstica, tendo cada uma delas diferentes

graus de influncia (JIMENO, 2004):

Dissipao da matriz inelstica devido movimento relativo nas superfcies

intercristalinas e planos de descontinuidade;

Atenuao em rochas saturadas devido o movimento do fluido em relao

matriz;

Fluxo no interior das rachaduras;

Difuso das tenses induzidas por volteis absorvidos;

Reflexo em rochas porosas ou com grandes vazios;

Absoro de energia em sistemas que experimentam trocas de fase, etc.


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25

e) Interao das ondas elsticas:A interao das ondas ssmicas no tempo e no espao pode dar lugar a uma

concentrao ou focalizao, proporcionando valores de atenuao maiores ou menores que

os teoricamente calculados.

A topografia e a geometria das formaes geolgicas podem conduzir a reflexo e a

concentrao das frentes de ondas em determinados pontos.

De acordo com o que se precede, com intuito de reduzir os efeitos da transmisso ou

os efeitos secundrios potenciais nos registros preciso que as medidas se efetuem no campo

direto do desmonte, ou seja, na zona prxima, entre o local de desmonte e as zonas sensveis

onde se quer reduzir os efeitos das vibraes, como instalaes e estruturas.

4.1.3. Estimao das leis de vibraoAs rochas no so um meio isotrpico, muitas vezes sendo difcil prever o nvel de

vibrao a uma dada distncia, logo a determinao das leis que governam a atenuao das

vibraes nos distintos meios em que ela se propaga essencial para um adequado controle e

estudo de suas propriedades, a fim de se evitar quaisquer danos ambientais e sociais.

Na maioria dos casos, a velocidade mxima de partcula (mm/s) usada paraexpressar quais os nveis de vibrao que estruturas podem suportar sem sofrerem danos em

reas de detonaes. Algumas investigaes mostraram que a relao emprica entre

velocidade da partcula (v), peso da carga de explosivo (Q)e a distncia (D):

=

(3)

Onde a constante ke variam com as condies das fundaes, geometria do plano defogo e tipo de explosivos.

Para usar a equao emprica para predizer com segurana o nvel de vibrao para

uma determinada distncia, as constantes k e devem ser determinadas por testes de

detonao na vizinhana onde sero realizados os desmontes de rocha, o que permite

determinar as propriedades de transmisso da rocha e a carga permitida, assim, qualquer

possvel dano em estruturas prximas rea podem ser prevenidas.


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26

Nos testes a intensidade real de vibrao registrada (ex. o valor da velocidade

mxima de vibrao da partcula) e os valores medidos plotados em diagramas log-log (Figura

7 - a). A linha de regresso desenhada atravs do nmero de pontos discretos.

Como parte da anlise de riscos, uma investigao deve ser feita na rea vizinha por

equipamentos sensveis vibrao e o nvel mximo de vibrao para estruturas sensveis

prximas deve ser determinado. Este nvel (critrio de dano) ento plotado em um diagrama

e a interseo entre este critrio de dano e a linha de regresso dar o mais baixo valor de

/ permitido para ser usado (Figura 7 - b). Para cada distncia tem-se ento adeterminao de um nico peso de carga que no deve ser excedido.

Figura 7 - Adaptao da linha de regresso em um diagrama log-log (a) e determinao do menorvalor de D/a ser usado (b)

Fonte: Person, 1994.

Para encontrar a melhor linha de regresso, = (, ) para as variveis, deve-se

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

= (4)

log = log + log + log (5)

As constantes sero dadas quando:


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27

log log log log =1 = min. (6)

Usualmente assume-se que a constante bda equao 5 igual (-c/2), dai a tem-se as

equaes:

= (7)

Ou,

log = log + log (8)

qual tem a forma = + . As constantes podem facilmente serem determinadascom o uso de simples programas de ajuste dos mnimos quadrados, como o programaMINREG.BAS que foi utilizado no estudo de caso demonstrado a frente.

4.1.4. Critrios de preveno de danos para vibraesUma vez conhecida a lei que governa a amortizao das ondas ssmicas no meio

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

prximos a rea de escavao podem tolerar, para que no sofram danos.A adoo de critrios ou nveis de preveno das vibraes frequentemente uma

tarefa delicada, que exige o reconhecimento rigoroso dos mecanismos que intervm nos

fenmenos recorrentes das detonaes e das respostas das estruturas. Um critrio arriscado

pode levar a apario de danos e imperfeies, alm de que uma postura conservadora pode

dificultar ou inclusive paralisar a atividade mineira (JIMENO, 2004).

A maioria dos pases tem normas locais, que especificam legalmente nveis aceitveis

de vibrao do solo provocadas por detonaes. Estas normas so baseadas em pesquisas que

relacionam o pico da velocidade com os dados estruturais (SILVA, 2012).

Norma Brasileira (NBR 9653):

No Brasil a ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) estabeleceu normas,

vlidas a partir de 31/10/2005, atravs da ABNT NBR 9653 (Norma Brasileira Registrada),

para reduzir os riscos inerentes ao desmonte de rocha com uso de explosivos em mineraes,

estabelecendo os seguintes parmetros a um grau compatvel com a tecnologia disponvel

para a segurana das populaes vizinhas (SILVA, 2012):


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De acordo com a ABNT NBR 9653:2005 podem-se observar as seguintes definies:

a) velocidade de vibrao de partcula de pico: mximo valor instantneo da

velocidade de uma partcula em um ponto durante um determinado intervalo de tempo,

considerando como sendo o maior valor dentre os valores de pico das componentes de

velocidade de vibrao da partcula para o mesmo intervalo de tempo;

b) velocidade de vibrao de partcula resultante de pico (VR): mximo valor

obtido pela soma vetorial das trs componentes ortogonais simultneas de velocidade de

vibrao de partcula, considerado ao longo de um determinado intervalo de tempo, isto :

=

2 +

2 +

2 (9)

onde:

VL, VT e VV so respectivamente os mdulos de velocidade de vibrao de

partcula, segundo as direes L - longitudinal, T - transversal e V vertical;

c) presso acstica: aquela provocada por uma onda de choque area com

componentes na faixa audvel (20 Hz a 20.000 Hz) e no audvel, com uma durao menor do

que 1 s;

d) rea de operao: rea compreendida pela unio da rea de licenciamento

ambiental mais a rea de propriedade da empresa de minerao.

e) ultralanamento: arremesso de fragmentos de rocha decorrente do desmonte com

uso de explosivos, alm da rea de operao.

f) distncia escalonada (DE) ou distncia reduzida: calculada atravs da seguinte

expresso e usada para estimar a vibrao do terreno:

= (7)onde:

D a distncia horizontal entre o ponto de medio e o ponto mais prximo da

detonao, em metros; Q a carga mxima de explosivos a ser detonado por espera, em quilogramas.


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g) desmonte de rocha com uso de explosivos: operao de arrancamento,

fragmentao, deslocamento e lanamento de rocha mediante aplicao de cargas explosivas.

Os limites para velocidade de vibrao de partcula de pico acima dos quais podemocorrer danos induzidos por vibraes do terreno so apresentados numericamente naTabela

1 e graficamente naFigura 8.

Tabela 1 - Limites de velocidade de vibrao de partcula de pico por faixas de frequncia

Faixa de Frequncia Limite de Velocidade de vibrao de partcula de pico

4 Hz a 15 Hz Iniciando em 15 mm/s aumenta linearmente at 20 mm/s

15 Hz a 40 Hz Acima de 20 mm/s aumenta linearmente at 50 mm/sAcima de 40 Hz 50 mm/s

NOTA - Para valores de frequncia abaixo de 4 Hz deve ser utilizado como limite o critrio de

deslocamento de partcula de pico de no mximo 0,6 mm (de zero a pico).

Fonte: NBR, 2005.

Figura 8 - Representao grfica dos limites de velocidade de vibrao de partcula de pico porfaixas de frequncia

Fonte: NBR, 2005.


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Situaes excepcionais: quando por motivo excepcional, houver o impedimento da

realizao do monitoramento sismogrfico, pode ser considerada atendida essa Norma com

relao velocidade de vibrao de partcula de pico, se for obedecida uma distncia

escalonada que cumpra com as seguintes exigncias:

DE 40 m/kg0,5para D 300 m

Norma Portuguesa (NP 2074):

Em Portugal, vigora a Portaria n 457/83, de 19 de Abril, que instituiu a Norma

Portuguesa (NP) n 2074, intitulada "Avaliao da influncia em construes de vibraes

provocadas por exploses ou solicitaes similares".

A norma portuguesa segue, em linhas gerais, a norma alem DIN 4150, determinando,

em particular, um critrio de controle dos parmetros caractersticos das vibraes produzidas

em mineraes e seus efeitos nos edifcios.

Esta norma estabelece, de um modo conservador, o valor limite para a velocidade da

vibrao de pico (VR), como um produto de trs fatores (Equao 8), destinados a contemplar

o tipo do terreno de fundao (), o tipo da construo (), e a periodicidade diria das

solicitaes ().

= 102[. 1] (8)

Com o auxlio da equao anterior e dentro da gama possvel das constantes , e ,

podem ser resumidas todas as situaes previstas, e os correspondentes valores admissveis,

previstos na referida norma, conforme se ilustra naTabela 2.

Esteves (1994) props, alm da considerao das caractersticas anteriormente

mencionadas, a considerao da frequncia. O parmetro usado para avaliar o nvel de

vibrao a soma vetorial das trs componentes ortogonais da velocidade de partcula, ou

simplesmente tomando-se o valor mximo de cada eixo.


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Tabela 2 - Limites dos valores de vibrao de partcula em mm/s segundo a norma NP 2074

Tipo de solo (afetam os valores da constante )

Solos incoerentes(areias inconsolidadas)

Solos de consistncia muito

dura, dura e mdia; solos

compactos incoerentes

Solos de altacoerncia e rochas

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

Tipos de Construo(afetam os valores da

constante )=1,0 =1,0 =1,0

Tipo A - Construes que

requerem cuidados especiais

(monumentos histricos,

museus, prdios muito altos)

3 5 10

Tipo B - Construes normais

(habitaes)5 10 20

Tipo C - Construes

reforadas (prdios a prova

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.

Fonte: NP 2074, 1983.

A NP 2074 difere da maioria das outras normas, por envolver as caractersticas do

terreno, em que as estruturas esto fundadas, e o nmero de eventos dirios. O valor mximo

admissvel (da NP 2074) alcana 60 mm.s-1, incorporando um elevado fator de segurana,

apenas justificvel para a preveno de danos superficiais nas estruturas. Contudo, a

subjetividade na classificao do grau de resistncia das estruturas pode tornar arbitrrio oestabelecimento dos valores limites admissveis.

A ausncia da frequncia ondulatria nessa norma constitui uma limitao

significativa, dada extrema importncia desse parmetro. De fato, a frequncia da vibrao

um parmetro considerado necessrio no contexto da maioria dos critrios de dano, vigentes a

nvel internacional.


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32

4.2. DIAGRAMA DE FOGO PARA ESCAVAO DE TNEIS

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

o conjunto dos elementos que permitem uma perfurao e detonao correta de um tnel,

galeria, poo, etc., atravs do equipamento previsto para este servio e dos tempos necessrios

ao cumprimento do cronograma.

A primeira parte de um plano de fogo refere-se determinao do explosivo e sua

forma de detonao. Seguem-se a verificao do projeto e o estudo do tempo. A Figura 9

mostra as zonas de um desmonte de um tnel ou galeria.

Figura 9 - Zonas de uma seo de galeria ou tnel


A operao unitria de perfurao e desmonte por explosivos usada em tneis

realizada perfurando-se a rocha na frente de avano do tnel ou galeria com uma srie de

furos de mina nos quais se coloca o explosivo juntamente com linha silenciosa para tnel

(Brinel, Exel etc.), cordel detonante (Manticord, Britacord etc.) e estopim espoletado

(Britapim, Mantopim, Espoletim etc.), (SILVA, C.,2009).

Os furos na seo do tnel ou galeria e a sua sequncia de iniciao so dispostos

segundo um plano previamente estabelecido que ir determinar como a rocha vai se romper,

em geral denominado como diagrama de fogo.

Segundo Silva, C.,2009, os primeiros furos a detonarem devem criar um vazio para oqual se lana sucessivamente o resto da rocha. Esta abertura, o pilo, que em geral ocupa 1 m2


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da frente de avano, a chave que abre a rocha at uma profundidade que depende da forma e

sucesso conseguido no mesmo.

As fases seguintes do desmonte, repartidas no espao remanescente, devem ser

projetadas para se obter o contorno desejado com um menor dano possvel da rocha

remanescente.

A maior parte da rocha de um desmonte por explosivos em um tnel deve romper,

contra uma face mais ou menos livre, o que significa com um ngulo inferior a 90 (SILVA,

C.,2009).

4.2.1. 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 ser completado em uma ou mais vezes por turno.

Em tneis perfurados com grande dimetro, o ciclo de perfurao, de detonao, de

carregamento e de reforo da rocha ser influenciado no somente pelo tempo para executar a

tarefa, mas tambm pelos seguintes fatores (SILVA, C.,2009):

as necessidades de reforo que limitam o avano da face;

a preocupao com os nveis de vibrao que restringem a massa e a

profundidade da carga;

a logstica da movimentao necessria dos equipamentos para execuo de

uma determinada tarefa, mantendo fora do circuito outras atividades que poderiam ser feitas

simultaneamente.

b) Formas de ataque mais comuns (sistemas de avano)Em rochas competentes os tneis com sees inferiores a 100 m

2

podem ser escavadoscom perfurao e desmonte seo plena. As escavaes por fase so utilizadas na abertura

de grandes tneis onde a seo demasiada grande para ser coberta pelo equipamento de

perfurao ou quando as caractersticas geomecnicas das rochas no permitem a escavao

plena seo.

As cinco formas de ataque mais comuns so (SILVA, C.,2009):

Seo Plena;

Galeria Superior e Bancada;

Galeria Lateral;


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Abertura Integral da Galeria Superior e Bancada;

Galerias mltiplas.

1. Seo PlenaSempre que possvel o sistema conhecido por sistema ingls ou avano de seo plena

escolhido para realizar um determinado avano que ocorre de uma s vez.

As principais vantagens da abertura de tneis por seo plena constituem que esse tipo

de avano permite a aplicao de equipamento de alta capacidade, e consequentemente o

procedimento que atinge as maiores velocidades de avano nas frentes.

Existem srias restries quando as sees so maiores principalmente em reas de

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

2. Galeria Superior e BancadaA rea total retirada em duas sees, sendo a superior uma galeria de seo em

forma de arco (parte da pata de cavalo) sempre em primeiro lugar, ficando sempre frente da

bancada inferior. As principais vantagens desta forma de ataque esto na reduo de

armaes, pois sempre h bancadas para trabalhar em cima.

O avano da bancada inferior fica condicionado ao avano da abertura da galeria

superior, assim algum problema que ocorra na parte superior se reflete no avano inferior.

3. Galeria LateralO sistema de ataque que abre a metade da rea da seo do tnel, porm subdividindo

o mesmo em duas galerias que so detonadas separadamente, tambm conhecido pelo nome

de sistema belga.

Na escolha da forma de ataque ou mtodo de escavao deve-se levar em conta osistema de suporte a ser empregado. Esta seleo de mtodo sempre consiste de um

compromisso entre uma tentativa de acelerar ao mximo a operao de abertura e a

necessidade de suportar a rocha antes que esta caia no tnel originando problemas de

segurana ou estabilidade. Por isso o mtodo de ataque depende do comportamento e da

dimenso e forma da seo transversal do tnel, e principalmente do tipo e natureza e

comportamento mecnico estrutural da rocha.


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c) PilesPara um desmonte ser econmico, necessrio que a rocha a ser desmontada tenha

face livre. Em algumas aplicaes de desmontes essas faces livres inexistem como o caso do

desenvolvimento de tneis, poos (shafts) e outras aberturas subterrneas, onde se torna

necessrio criar faces livres artificialmente. Isto feito preliminarmente no desmonte

principal, atravs da perfurao e detonao de uma abertura na face da perfurao. Essa

abertura denominada pilo (cut).

A seleo do pilo depende no somente das caractersticas da rocha e da presena de

juntas e planos de fraqueza, mas tambm da habilidade do operador, do equipamento

utilizado, do tamanho da frente, da profundidade do desmonte e a localizao do material

resultante da detonao. Os principais tipos 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 (The Burn Cut);

Pilo em Cratera;

Pilo Circular ou Pilo de Furos Grandes.

4.2.2. Clculo dos elementos do diagrama de fogoEm um projeto de dimensionamento de diagrama de fogo, h diversas

consideraes de inmeros autores sobre o melhor mtodo de clculo e determinao dos

principais parmetros a serem utilizados, logo, a partir dos modelos e equaes

apresentados por Silva C., 2009 e Jimeno 2004, pde-se chegar aTabela 3, que mostra

algumas das equaes mais relevantes a serem utilizadas nos clculos de dimensionamentode fogo para galerias ou tuneis.


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Tabela 3 - Principais parmetros e equaes a serem utilizadas para dimensionamento do diagrama defogo ideal

Parmetros do diagrama de fogo Equaes de clculo

Furos depilo

Afastamento entre furos de expanso e osfuros carregados - primeiro quadrado (a) = 1,5 Espaamento entre os furos carregados -

primeiro quadrado (w) = 2

Afastamento - segundo quadrado (2) 2 = 1,5 1Espaamento - segundo quadrado (2) 2 = 2 2

Tampo dos furos de corte () = 10 Furos de

piso elaterais ao

pilo

Afastamento recomendado () De acordo com Silva, C., p.109,2009Espaamento () = 1,1

Tampo dos furos de piso () = (0,7 1)

Furos deteto e

hasteais

Afastamento recomendado () De acordo com Silva, C., p.122,2009Espaamento () De acordo com Silva, C., p.122,2009

Tampo dos furos de teto (T) = (0,7 1)

Para osfuros em

geral

Razo Linear de Carregamento (RL) RL = d24000

Carga de Explosivos (Q) = RL

Profundidade da Carga de Explosivo (H) = RL

Profundidade Real do Furo* (Hf) = RL + +

Avano (X) = 0,95 * Profundidade calculada considerando a carga de explosivo mxima admissvel.


Onde:

= dimetro do furo de expanso ou vazio (m); d= dimetro dos furos (m);

d= dimetro do explosivo (m); = densidade do explosivo (kg/m) = quantidade de cartuchos de explosivo usados por furo; = quantidade de cargas inertes usadas por furo; = comprimento da carga inerte usada.


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Tabela 4 - Valores obtidos no registo de vibraes pela E.P.M. (Empresa de Projectos Mineros S.A.)

Registo

N.

PVS

(mm/s)

Cargas

Detonadas (kg)

Distncias

(m)

Registo

N.

PVS

(mm/s)

Cargas

Detonadas (kg)

Distncias

(m)

1 27.59 0.278 15.5 33 2.06 0.139 34.2

2 17.69 0.208 17.5 34 1.47 0.139 37.6

3 9.69 0.139 19.0 35 9.66 0.278 43.5

4 17.05 0.347 19.0 36 5.57 0.208 45.9

5 10.85 0.139 18.6 37 4.01 0.139 47.6

6 14.88 0.278 20.6 38 6.21 0.348 47.6

7 8.43 0.139 20.6 39 3.70 0.139 48.1

8 8.73 0.139 22.4 40 5.70 0.278 49.5

9 4.02 0.139 23.8 41 2.63 0.139 50.2

10 11.2 0.417 27.6 42 2.77 0.139 52.0

11 15.2 0.347 25.5 43 1.98 0.139 53.7

12 4.22 0.208 28.9 44 11.83 0.417 55.8

13 0.76 0.069 32.3 45 13.11 0.348 54.0

14 2.25 0.139 35.2 46 2.71 0.209 58.7

15 2.55 0.208 38.3 47 12.09 0.278 29.0

16 2.02 0.139 41.2 48 9.29 0.209 31.3

17 0.95 0.139 44.7 49 5.89 0.139 33.0

18 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 33.3

20 30.54 0.139 12.8 52 13.9 0.278 34.9

21 51.99 0.348 12.8 53 4.60 0.139 35.3

22 26.52 0.139 11.6 54 5.19 0.139 37.123 47.42 0.278 14.1 55 1.98 0.139 38.7

24 18.82 0.139 13.5 56 11.11 0.417 40.9

25 20.31 0.139 15.1 57 10.70 0.348 39.5

26 5.50 0.139 16.3 58 2.47 0.209 43.7

27 23.06 0.417 21.8 59 1.69 0.139 49.3

28 26.58 0.348 19.1 60 1.49 0.209 52.6

29 7.51 0.208 21.4 61 1.23 0.139 55.6

30 1.18 0.069 24.8 62 0.79 0.139 59.1

31 3.82 0.139 28.4 63 1.49 0.209 52.6

32 2.14 0.208 31.4 64 1.23 0.139 5.0

Fonte: Empresa de Projectos Mineros S.A., 2001.

O projeto deste tnel visava construir 593 metros de comprimento total (mais tarde

ampliada para 642.8 metros) e seco de 100 m2em ferradura com arco invertido, localizada a

uma profundidade mxima de 30 metros (trecho central do tnel de 303 metros), numa rea

densamente urbanizada, que inclui diversas edificaes antigas.


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O macio rochoso granito de Porto com elevada resistncia mecnica quando so e

com presena de algumas alteraes, em especial prximo da superfcie.

5.1. SOFTWARE MLINREG.BAS

Com o objetivo de se obter uma lei de propagao das vibraes mais ajustada,

utilizou-se como ferramenta o programa computacional MLINREG.BAS. Uma vez recolhida

e organizada a base de dados com os dados relativos aos parmetros v, Q e D, o programa nos

permite a determinao das constantes , b e c, para que em qualquer momento, se possamsimular situaes pertinentes resoluo de problemas relacionados com vibraes, em tempo

real.

Este programa, tal como o prprio nome indica (Multiple LINear REGression), baseia-

se no mtodo estatstico de regresso linear mltipla, utilizando a linguagem de programao

BASIC.

Como mostrado na seo 4.1.3, a aplicao de um mtodo numrico de regresso

linear lei de propagao das vibraes nos terrenos obriga a aplicar logaritmos a ambos os

termos da equao, de forma a transformar os expoentes em coeficientes (LOURO, 2009,

apud BERNARDO & VIDAL, 2005), como se pode ver pelas equaes (4 e 5) mostradas

abaixo:

= log = log +log +log

Desta forma, obtm-se uma expresso equivalente qual podem ser associadas outras

variveis: Y, X1e X2, em vez de v, Q e D, respectivamente, sendo: = log ,1 = log e

2= log

. Assim, obtm-se outra equao em que a varivel dependente (Y) passa a ser

funo de duas variveis independentes (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 (1e2), (LOURO, 2009, apud BERNARDO& VIDAL, 2005).

=0 + 11 + 22 (9)


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A tarefa do MLINREG.BAS simplesmente determinar os coeficientes 0, 12,que permitem melhor ajustar as variveis Y e X, considerando o conjunto de dados de input

do problema.

Visto que esses dados de inputso experimentais, admite-se que ocorram desvios e

haja necessidade de extrair valores anmalos (outliers) o que se sugere que seja feito por um

processo grfico e verificado por comparao dos coeficientes de correlao da regresso,

sendo que no se pretende extrair mais de 10 % dos dados.

Uma vez determinados os coeficientes que maximizam esta correlao, devem ser

transformados os coeficientes 0, 12, nos coeficientes , b e c originais. Para tal, devemser consideradas as seguintes igualdades (LOURO, 2009, apud BERNARDO & VIDAL,

2005):

= 10, =1e =2

O MLINREG.BAS coloca algumas questes ao utilizador do programa, as quais se

podem ver naFigura 11,(LOURO, 2009, apud BERNARDO & VIDAL, 2005):

o tipo de regresso que pretende aplicar (escolhida: Regular = normal);

se pretende calcular o coeficiente Durbin-Watson, muito usado quando umadas variveis o tempo, que no o caso (escolhida: N = no);

o nmero de variveis independentes (escolhida: 2 = X1e X2);

o nome do ficheiro de input (formato ASCII) que contm os dados

experimentais a serem correlacionados. Aqui o programa indica o nmero de colunas que

identifica no ficheiro fornecido e pergunta ao utilizador se pretende associar cada coluna a

uma varivel. Em caso afirmativo, vai considerar que a primeira coluna (data field) a

varivel dependente ( = log ) e que as seguintes so as variveis independentes ( X ,sendo1 = log e2 = log ); e Finalmente, o programa pergunta de que modo o utilizador pretende visualizar

os resultados (escolhido: S = Screen, para visualizar no ecr).


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41

Figura 11 - Fase de definio dos "inputs" no programa MLINREG.BAS


O ficheiro de input do MLINREG.BAS tem de estar no formato ASCII, que um

formato de texto simples, e que permite ao computador armazenar e trocar dados com outros

programas. No ficheiro ASCII, necessrio que os dados estejam exatamente nesta ordem: v,Q e D, que possuam espaos em vez de tabulaes, e pontos em vez de vrgulas.

Com o ficheiro anterior, obtm-se os coeficientes b0, b1e b2, que iro se transformar

nos coeficientes a, b e c originais, e o coeficiente de correlao (R squared). Quanto mais

prximo de 1 se situar, melhor a correlao entre as duas variveis, sendo que a partir de

75%, considerada uma correlao forte.

De referir que o coeficiente b2 ser sempre negativo, pois a relao entre a distncia

entre os pontos de solicitao e monitorizao, e a velocidade vibratria das partculas doterreno normalmente inversa.

Aps a anlise estatstica, sero comparados os diversos resultados obtidos e tecidas

concluses sobre os mesmos.

ATabela 5 mostra o arquivo de input (formato ASCII) que contm alguns dos dados

experimentais a serem utilizados no programa MLINREG.BAS.


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Tabela 5 - Dados do arquivo de inpututilizados no programa MLINREG.BAS

Registo N PVS (mm/s)Cargas

Detonadas (kg)Distncias (m)

Arquivo de input (dados.txt)

Log V Log Q Log D

1 27,59 0,28 15,50 1,44 -0,56 1,19

2 17,69 0,21 17,50 1,25 -0,68 1,24

3 9,69 0,14 19,00 0,99 -0,86 1,28

4 17,05 0,35 19,00 1,23 -0,46 1,28

5 10,85 0,14 18,60 1,04 -0,86 1,27

6 14,88 0,28 20,60 1,17 -0,56 1,31

7 8,43 0,14 20,60 0,93 -0,86 1,31

8 8,73 0,14 22,40 0,94 -0,86 1,35

9 4,02 0,14 23,80 0,60 -0,86 1,38

10 11,20 0,42 27,60 1,05 -0,38 1,44

11 15,20 0,35 25,50 1,18 -0,46 1,41

12 4,22 0,21 28,90 0,63 -0,68 1,46

13 0,76 0,07 32,30 -0,12 -1,16 1,51

14 2,25 0,14 35,20 0,35 -0,86 1,55

15 2,55 0,21 38,30 0,41 -0,68 1,58

16 2,02 0,14 41,20 0,31 -0,86 1,61

17 0,95 0,14 44,70 -0,02 -0,86 1,65

18 64,68 0,28 10,30 1,81 -0,56 1,01

19 41,55 0,21 11,70 1,62 -0,68 1,0720 30,54 0,14 12,80 1,48 -0,86 1,11

21 51,99 0,35 12,80 1,72 -0,46 1,11

22 26,52 0,14 11,60 1,42 -0,86 1,06

23 47,42 0,28 14,10 1,68 -0,56 1,15

24 18,82 0,14 13,50 1,27 -0,86 1,13

25 20,31 0,14 15,10 1,31 -0,86 1,18

26 5,50 0,14 16,30 0,74 -0,86 1,21

27 23,06 0,42 21,80 1,36 -0,38 1,34

28 26,58 0,35 19,10 1,42 -0,46 1,2829 7,51 0,21 21,40 0,88 -0,68 1,33

30 1,18 0,07 24,80 0,07 -1,16 1,39

31 3,82 0,14 28,40 0,58 -0,86 1,45

32 2,14 0,21 31,40 0,33 -0,68 1,50

33 2,06 0,14 34,20 0,31 -0,86 1,53

34 1,47 0,14 37,60 0,17 -0,86 1,58

35 9,66 0,28 43,50 0,98 -0,56 1,64

36 5,57 0,21 45,90 0,75 -0,68 1,66



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43

5.2. SOFTWARE TUNNPLAN V1.17

O programa TUNNPLAN v1.17 um software utilizado para realizar projeto de

diagrama de fogo em aberturas subterrneas, como tneis, permitindo a definio da malha de

furos perfurao, da carga explosiva e dos tempos de retardo dos furos.

O TUNNPLAN permite projetar diagramas de fogo para escavao de tneis em zonas

sensveis, ou seja, zonas urbanas prximas rea de detonao, o que auxilia no controle de

danos e minimiza o incmodo humano com relao s vibraes. Sua interface grfica pode

ser vista naFigura 12.

Figura 12 - Interface grfica do programa TUNNPLANN v1.17


A estrutura operacional do programa est composta por um mdulo que permite:

A seleo do tipo de seo do tnel: rodovirio, de contorno circular,

hidrulico e tnel com paredes verticais. Tambm possvel definir uma seo especfica

diferente das padronizadas pelo programa mediante arcos e segmentos;

Dimensionar a geometria e localizao dos furos de perfurao: insero e

dimensionamento dos furos de pilo, furos de contorno (teto e piso), furos de parede,

intermedirios laterais e acima ao pilo;


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Dimensionar a carga explosiva e tempos de retardo do diagrama de fogo,

obtendo-se como resultado uma representao grfica com todos os parmetros do diagrama.

De acordo com Torres (2012), a estrutura operacional do programa tem como

fundamentos os passos definidos pelaFigura 13.

Figura 13 - Estrutura operacional do software TUNNPLAN v1.17

Fonte: Torres, 2012.

O programa TUNNPLAN v1.17 ainda possui um ecr de ajuda que apresenta valores

de dimensionamento de referncia, chamado Prognosis (Figura 14), porm, para os dados

deste ecr serem representativos para o projeto em questo necessrio determinar o ndice

de Desmontabilidade (Blastability Index), que foi feito usando o programa DISVOL.

Figura 14 - Ecr Prognosis do programa TUNNPLAN v1.17

Fonte:programa TUNNPLAN v1.17.


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6.RESULTADOS E DISCUSSESA partir do arquivo deinputmostrado na seo 5, se obteve os valores dos coeficientes

de correlao obtidos pela regresso linear mltipla, os resultados podem ser analisados na

Figura 15.

Figura 15 - Outputsdo programa MLINREG.BAS obtidos pelo tratamento dos dados


Pela anlise dos dados observados acima, observa-se que o coeficiente de correlao

entre as duas variveis (R squared) apresenta um valor um pouco abaixo do satisfatrio,

menor que 75%, porm podemos consider-lo como sendo significativo.

Logo, utilizando os dados de outpute correlacionando-os com a equao 9 foi possvel

obter a equao 10, que representa a lei de propagao de vibrao para este estudo de caso,

os resultados podem ser analisados naTabela 6.

= 4541,21 1,511,22 (10)


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Tabela 6 - Coeficientes de correlao obtidos

Equao Coeficientes Regresso

=0 + 11 + 22 0= 3,657172 1= 1,512746 2= -1,2195752= 67%Equivalncia = 10 b =1 c =2

= = 4541,21 b = 1,51 c = -1,22


Considerando uma velocidade mxima admissvel VL de acordo com a Norma

Portuguesa NP2074, para os trs tipos de terreno, para estruturas localizadas a distncias de 5

a 100 m do local de detonao do explosivo e para construes de tipo A, B e C, a carga

mxima admissvel Q a ser detonado por furo foi determinada de acordo com a equao 10.

A Figura 16 representa graficamente a carga explosiva mxima a aplicar em cada furo

para distintas distncias considerando solos incoerentes (areias consolidadas), sendo a

velocidade da onda Cp> 2000 m/s, segundo a Norma Portuguesa NP 2074.

Figura 16 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos deconstruo (tipo A, B e C)


AFigura 17 representa grficamente a carga explosiva mxima a aplicar em cada furo

para distintas distncias considerando solos de consistncia muito dura, dura e mdia ou solos

compactos incoerentes, sendo a velocidade da onda 1000 < Cp< 2000 m/s, segundo a NormaPortuguesa NP 2074.

00.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 20 40 60 80 100 120

CargaMximaporFuro(kg)

Distncia(m)

Tipo A (Vp = 3 mm/s)

Tipo B (Vp = 5 mm/s)

Tipo C (Vp = 15 mm/s)


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Figura 17 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos deconstruo (tipo A, B e C)


A Figura 18representa grficamente a carga explosiva mxima a aplicar em cada furo

para distintas distncias considerando solos de alta coerncia e rochas, sendo a velocidade da

onda Cp> 2000 m/s, segundo a Norma Portuguesa NP 2074.

Figura 18- Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para os trs tipos deconstruo (tipo A, B e C)


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0 20 40 60 80 100 120


Distncia(m)




0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 20 40 60 80 100 120

CargaMximapo

rFuro(kg)

Distncia(m)





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48

Estas representaes grficas da carga mxima por furo em funo das distncias para

uma dada velocidade de vibrao limite, desde o ponto de detonao, so ferramentas

essenciais para a comparao dos niveis de vibrao a que as estruturas e fundaes prximas

esto expostas, logo, so fundamentais para preveno e controle dos danos e perturbaes

para estas estruturas existentes.

Com intuito de demonstrar a variao da carga mxima de explosivo em funo da

distncia conforme a ABNT NBR 9653 foi feito o grfico apresentado naFigura 19.A norma

brasileira apresenta critrios referentes apenas com relao frequncia e os limites de

velocidade de vibrao de partcula, ao qual aumentam linearmente de uma faixa de 15 mm/s

at 50 mm/s.

Figura 19 - Representao grfica da carga mxima por furo em funo da distncia para algumasvelocidades de vibrao de partcula conforme a Norma Brasileira


Considerando as informaes de projeto do tnel do Porto (profundidade mxima de

30 metros; macio rochoso correspondente a granito com elevada resistncia mecnica com

poucas alteraes; rea densamente urbanizada, que inclui diversas edificaes antigas)

determinou-se o valor de carga mxima admissvel de explosivo, que pode ser feito pelo

clculo atravs da equao 10 ou simplesmente por anlise grfica daFigura ,obtendo um

valor de 0,271 kg, conforme a velocidade de partcula limite definida pela Norma Portuguesa

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 20 40 60 80 100 120


Distncia(m)

Vp = 15 mm/s

Vp = 20 mm/s

Vp = 25 mm/s

Vp = 30 mm/s

Vp = 35 mm/s

Vp = 40 mm/s

Vp = 45 mm/s

Vp = 50 mm/s


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(Tabela 2 solos de alta coerncia e rocha com relao a construes que requerem cuidados

especiais, Vp = 10 mm/s).

Para o tnel do Porto escolheu-se como explosivo o emulex, uma emulso leve

desenvolvida pela empresa S.E.C., que pode facilmente ser iniciado por um primer3

Tabela 7

. Suas

caractersticas foram obtidas atravs do site do fabricante e podem ser analisados na .

Tabela 7 - Caractersticas do explosivo utilizado

Cartuchos - Emulex

Dimetro (mm) Comprimento (mm) Peso Mdio (g) Revestimento

28 200 147 Papel

35 220 250 Papel

40 200 333 Plstico40 500 833 Plstico

50 500 1250 Plstico

55 500 1464 Plstico

60 500 1785 Plstico

Fonte: site da empresa SEC., adaptado por Silva, G., 2013.

A partir da carga mxima de explosivos admissivel obtida, foi possvel determinar os

demais parmetros para o dimensionamento do diagrama de fogo, que foram utilizados no

programa TUNNPLAN v1.17. As consideraes e clculos podem ser analisados naTabela 8

eTabela 9.

Tabela 8 - Consideraes dos principais parmetros para dimensionamento do diagrama de fogo

Consideraes para o Diagrama de Fogo

Tipo de Rocha Granito

Tipo de Explosivo Emulex

Densidade 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


3Iniciador de explosivo, ou seja, uma carga sensvel que promove a energia de ativao necessria parainiciar a detonao da carga explosiva principal ou de coluna.


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Tabela 9 - Clculos dos parmetros utilizados para o dimensionamento do diagrama de fogo

Parmetros do diagrama de fogo Equaes de clculo Resultados

Furos depilo

Afastamento entre furos de expanso e os

furos carregados - primeiro quadrado (a) = 1,5

0,153 mEspaamento entre os furos carregados -

primeiro quadrado (w) = 2 0,216 m

Afastamento - segundo quadrado (2) 2 = 1,5 1 0,324 mEspaamento - segundo quadrado (2) 2 = 2 2 0,458 m

Tampo dos furos de corte () = 10 0,380 m

Furos depiso e

laterais aopilo

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

Tampo dos furos de piso () = (0,7 1) 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) = (0,7 1) 0,130 m

Para osfuros em

geral

Razo Linear de Carregamento (RL) RL = d24000

1,136 kg/m

Carga de Explosivos (Q) = RL 0,271 kg

Profundidade da Carga de Explosivo (H) = RL 0,238 m

Profundidade Real do Furo* (Hf) = RL

+ + 1,295 m

Avano (X) = 0,95 1,231 m* Profundidade calculada considerando a carga de explosivo mxima admissvel.


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 retardo diferentes, permitindo um aumento significativo no

comprimento dos furos at um valor aceitvel para operacionalizar o projeto.

O tipo de pilo proposto para o projeto do tnel do Porto foi representado naFigura

20.


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Figura 19 - Pilo com trs furos vazios usado no projeto do tnel


AFigura 21,desenvolvida atravs do programa Datamine Studio 3, representa uma

seo do tnel, com vista lateral dos furos de pilo e os furos auxiliares ou de corte carregados

com explosivo, de acordo com o mtodo proposto, onde cada primer possui um tempo de

retardo especfico e diferente dos outros, o que possibilita que as cargas detonem em tempos

diferentes, diminuindo os nveis de vibrao.

Figura 20 - Seo do tnel com furos de pilo e furos de contorno do pilo carregados com explosivo, ondecada carga iniciada com um tempo de retardo especfico



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O programa TUNPLANN v.1.17 no permite o dimensionamento do diagrama

conforme o mtodo acima, inserindo cargas inertes entre as cargas explosivas, assim, para fins

acadmicos, foi realizado o dimensionamento do diagrama de fogo pelo programa, porm

considerando uma carga de explosivo 3 vezes maior (como utilizada no caso real, com tempos

de retardos diferentes para o mesmo furo de 25 ms entre as cargas) e um furo com

comprimento equivalente ao utilizado pelo mtodo acima demonstrado.

A representao grfica da seo do tnel do Porto, com os devidos furos de

perfurao, carga explosiva por furo e tempos de retardo pode ser analisada nas figuras em

anexo, assim como as informaes tcnicas sobre detonadores eletrnicos, usualmente

utilizados em casos que necessitem maior segurana e controle, como o estudo de caso em

questo.


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7.CONCLUSOCom base nos resultados e nas metodologias utilizadas conclui-se que possvel

mensurar e controlar de maneira eficaz os impactos ambientais e sociais resultantes do uso de

explosivos nas escavaes de macios rochosos ou em atividades relacionadas com

detonaes em zonas urbanas sensveis, mantendo os nveis de vibrao, rudo e demais

efeitos secundrios dentro dos limites padres estabelecidos pelas normas vigentes.

Trabalhos e obras realizados com uso de detonaes prximos a reas urbanas e zonas

sensveis podem ser realizados com segurana, considerando um ajuste adequado das cargas

mximas por retardo, quantificadas pelos mtodos demonstrados no trabalho, porm, de

extrema importncia que os dados sejam representativos e os clculos e consideraes feitos

com todas as precaues e cuidados, a fim de se evitar erros.

Assim como os programas computacionais utilizados, os softwares so ferramentas

altamente importantes para auxiliar na determinao das leis de vibrao e quantificao das

cargas mximas por retardo que podem ser usadas para uma dada distncia, o que facilita o

processo e permite maior flexibilidade e velocidade no desenvolvimento de um projeto.

Um diagrama de fogo bem planejado e estruturado permite viabilizar um projeto que

necessite de detonaes em uma rea densamente urbanizada ou muito sensvel a vibraes eefeitos danosos a estruturas, porm para isso fundamental uma caracterizao precisa da lei

de vibrao e uma quantificao exata da carga mxima que se deve utilizar sem que esta

ultrapasse os limites estipulados pelas normas vigentes.

Por fim, em relao incomodidade humana, ser necessrio tomar medidas

adequadas de gesto e planejamento das detonaes considerando os horrios e a presena de

pessoas nas habitaes prximas.


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54

8.REFERNCIASBACCI, D. C., et al.. Principais Normas e Recomendaes Existentes Para o Controle de

Vibraes Provocadas Pelo Uso de Explosivos em reas Urbanas: parte I. Rem: Rev. Esc.Minas, Ouro Preto, v. 56, n. 1, mar. 2003. Disponvel em:. Acesso em: 13 jan. 2013.

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BRITANITE Ltda,. Catlogo de Produtos. Disponvel em. Acesso em: 20 fev. 2013.

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http://sec.no.sapo.pt/prod_light.htmhttp://sec.no.sapo.pt/prod_light.htm


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9.ANEXOSFigura 21 - Dimenso e sequncia de detonao para o pilo proposto para o projeto do tnel



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9.1. DETONADOR ELETRNICO

Acompanhando a evoluo tecnolgica, o mercado desenvolveu o Sistema de

Retardo Eletrnico, que consiste de uma espoleta de retardo eletrnico, fcil de usar,programvel, para todo tipo de desmonte em minerao e na construo civil,

podendo ser usado tanto em obras a cu aberto como subterrneas.

O detonador eletrnico apresenta o mesmo layout e dimetro de uma espoleta

eltrica de retardo convencional. A grande diferena reside em que cada espoleta

pode ter seu tempo de retardo programado individualmente. Contm, em mdia, 790

mg de PETN (Tetra Nitrato de Penta Eritritol), como carga de base, e 90 mg de

azida de chumbo, como carga primria, ponte de fio de alta resistncia (inflamador)

e um circuito eletrnico que contm um microchip inteligente e dois capacitores

eletrnicos - um para assegurar a autonomia do detonador e o segundo para iniciar o

inflamador. Ideal para uso nos altos explosivos comerciais sensveis espoleta,

podendo tambm, ser usado para a detonao de boosters.

Programao da unidade

Cada detonador contm um microchip, possibilitando estabelecer o tempo de retardo

atravs da unidade de programao individualmente, segundo a convenincia e a

necessidade da seqncia de sada dos furos. Outros sistemas utilizam um cdigo de

barra, que permite identificar o tempo de retardo de cada espoleta, atravs de um

scanner manual. Quando a unidade registrada, o scanner estabeleceautomaticamente um incremento de tempo no retardo em relao ao seu predecessor

ou permite que o usurio especifique o tempo de retardo. Estas informaes ficam

estocadas no scanner sendo transferidas, posteriormente, para a mquina detonadora.

Desde que a unidade de programao registra o tempo de retardo de cada unidade,

irrelevante a sequncia em que cada detonador conectado, isto , cada unidade

detonar no tempo especificado pela unidade de programao.

Ligao no campo

Aps os fios de cada espoleta serem conectados a uma unidade de programao, trs

parmetros de identificao so atribudos para cada detonador: nmero do furo,seqncia de sada e o tempo de retardo. Existe a possibilidade em qualquer instante

ser checado ou modificado o seu tempo de retardo. Aps a programao de cada

detonador, elas so conectadas linha de desmonte atravs de um conector. Duas

linhas, ento, so conectadas a mquina detonadora, que armazena todos os dados

contidos na unidade de programao. Caso ocorra curto-circuito ou existam fios

desconectados, um aviso dado pela

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DESMONTE DE ROCHAS DE ABERTURAS SUBTERRÂNEAS