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PERFORACION CON TUBERIA DE REVESTIMIENTO .~ . . . .. . .. . . . . NIVEL DEL AGUA PERFORACiON CON VARI LLAJE . ",.. . .,.",."... . Figura 26.6. demasiado su sensibilidad a la iniciación por encontrarse, incluso varios días, bajo el agua, Esto se consigue normalmente con un mayor contenido en nitroglicerina pero, contrariamente, se presentan serías problemas al aumentar la posibilidad de transmisión de detonación entre barrenos y el riesgo en las operaciones de dragado, si quedan algunos restos de explosivo, Según Langefors debe cumplirse: q, (kg/m) ;::: 0,75 OS2 (m) para que a una distancia «OS» no exista auto-excitación, Actualmente, el desarrollo de las papillas y emulsiones explosivas ha permitido conseguir una mayor seguridad y rendimientos en las voladuras, así como reducir los niveles de vibración al ser menor la posibilidad de detonación por simpatía, '" 6. EFECTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LAS VOLADURAS SUBACUATICAS Los principales problemas originados por las explosiones bajo agua son: a) Vibraciones terrestres. Son más importantes cuando el explosivo se encuentra dentro de barrenos perforados en la roca, También, las ondas suelen ir acompañadas de componentes de baja frecuencia, Este tipo de alteraciones será objeto de un análisis más detallado en el Capítulo 32, 380 . . CORDON DETONANTE : : MAT'E'RIAL' DÉ: : RECiis'RIMiÉÑt6: "., . , , . . . . . , , . . .. : Carga de los barrenos. b) RECUPERACION CORDON DET: ANILLA ...",. . ." , ~,...,' ~';'(f'.5:V.:}1.',;~j1 tJ:~.;~q::~.;ácl, "';"':1 r;~~t~:~'~;rs.::ft,: ~,,). :,¡¡"J~... ,'f.,." ...' , :;¡(:': I [~[I~ Onda de choque hidráulica. Daños a estructuras cercanas o embarcaciones, a submarinistas situados en las inmediaciones de las voladuras, así como a la fauna acuática existente. ~lIA" o. PULSO TRANSMITIDO + ECUACION DE TRANSMISION p"'-~P' P,VC + Po VH p. PRESION Po. p,' DENSIDADDE AGUAY DE VH,VC. VELOCIDAD DE PROPAGACION EN EL AGUA Y EN LA ROCA P . FUERZA.-"':"... AREA AREA b. PULSO DEL MOVIMIENTO DE ROcA + ~ ,.0 ,. PULSO DE LA BURBUJA DE GASES ~ /\ -_C"';,,!-: ONDA DE CHOQUE HIORAULlCA IMPULSO. S P,dO Figura 26.7. Modelo de formación de una onda de choque hidráulica (Comeau, 1982). '- '- '- '- "
En el agua, la energía de explosión se transmite con una gran eficiencia, dada la baja compresibilidad de dicho líquido, por lo que la onda de choque tiene un alto poder destructivo incluso a gran distancia. La velocidad de propagación disminuye conforme nos alejamos del punto de detonación, hasta alcanzar la velocidad sónica VH= 1435 mis. La presión máxima alcanzada en el límite de la carga llega a ser de 107 kPa, a unos pocos metros esa presión se reduce a 105 kPa y a una gran distancia llega a ser 104 kPa. La duración del impulso es sin embargo muy pequeña, por lo que incluso en el caso más desfavorable, se mide en cientos de microsegundos. La correcta planificación de los trabajos de voladura requiere el conocimiento básico de las leyes de presión, impulso y duración de las ondas de choque hidráulico. En la práctica de las voladuras subacuáticas, se aplican generalmente las ecuaciones enunciadas por Cole. Para cargas de TNT libremente suspendidas (PTNT = 1,52 g/cm'), las ecuaciones de la presión e impulso son las siguientes: ( VO 1.13 PH (MPa)= 55,5 x OS ) ( YQ IH (Pa. s) = 5760 yO OS O.89 ) Si se utilizan otros explosivos el factor de corrección «C*» que se debe aplicar es: C* = VOz X Pe VO \NT X PTNT Las presiones primarias de pico cuando las cargas se detonan en el interior de los barrenos abiertos en la roca, se reducen a un 10% o un 15% de las que corresponde a las cargas suspendidas. Fig. 26.8. ~ '00 ~ '00 ~ u ::¡ ~ '00 ~ :s 'i' '00 i5 'o ~ " '" 'o g¡ g o,, o.' o", O.' O,,~ ,,- DISTANCIA RE"""DA DS QI1' Figura 26.8. Sobrepresión hidráulica producida por cargas suspendidas de TNT dentro del agua y confinadas en barrenos. Oe Raadt ha introducido un nuevo método empírico basado en el concepto de «Límite de Burbuja» por el que estima las distancias y cantidades máximas de cargas suspendidas para no producir daños a objetos sumergidos en las proximidades. El cálculo de dicho parámetro se realiza con la ecuación: donde: Rb (m)= 1,5 x Q1/3 (kg) Q = Carga de explosivo. Como por debajo de esa distancia se pueden producir daños se tendrá que satisfacer la condición: Ro (m) = FS x Rb donde «FS» es el Factor de Seguridad definido en función del tipo de estructura u objeto que se desea proteger y la profund idad a la que se encuentra sumergido. Tabla 26.4. Los valores indicados anteriormente deben incre- mentarse cuando los objetos se encuentren a mayores profundidades que las señaladas, de igual forma se TABLA 26.4. FACTORES DE SEGURIDAD RECOMENDADOS CONSTRUCCIONES Construcciones hidráulicas, pilares de puentes, construcciones metálicas y semejantes, para una profundidad sumergida y profundidad de carga de hasta: BARCOS 6m 15 m 2 - 3 3 - 4 Incluidas dragas, pontonas y similares, para una profundidad de la carga de hasta 15 m y un calado de hasta: 1 m ,.." , ,.., 2 m....................... 4m ...................... 10 m...................... 4 - 5 5 - 8 8 - 12 12 - 18 procederá cuando se trate de grandes cargas suspendidas. En otro ámbito, las ondas hidráulicas pueden causar daños a los submarinistas si éstos se encuentran a pequeñas distancias de las voladuras. H. Wolff, basándose en experiencias de la marina americana, llega a establecer una fórmula empírica para el cálculo de las 381
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