FÓRMULAS EMPÍRICAS PARA PARA CALCULAR CARGA DE EXPLOSIVO Existen algunas formulaciones matemáticas para casos específicos que han resultado de la práctica, las cuales cuales se expresan a continuación continuación y donde la cantidad cantidad de explosivo explosivo “P” se expresa en términos términos de equivalencia por g de !"!#
Cargas para Cortar Árboles y Maera Con cargas externas no confinadas $ % menor diámetro del ár&ol o menor dimensión de la madera#
Ejemplo 1
'i hay un ár&ol de () cm, de diámetro, la carga P será* g de !"! 'i usamos indugel plus + % #-. s/ta&la .#0 la carga será*
Figura 3.51 Ubicación de cargas no confinadas para corte de árboles o madera
Cargas internas "omenclatura* 1 % Profundidad disponi&le para explosivos ! % !aco % 2ongitud del tapón del &arreno 3% diámetro del &arreno
2 % grueso del ár&ol medido so&re el e4e del &arreno# Fórmulas para cargas internas confinadas:
$ expresado en cm# Ejemplo 2
Para un ár&ol de )) cm#, de diámetro, con la misma indugel plus# g de !"!
indugel plus 'i se hace un solo &arreno, y tomando en cuenta que el tapón de&e tener ) 3, 5) veces el mismo diámetro del &arreno6 pero no menos de .) cm#, y que del fondo del &arreno al exterior del ár&ol de&e ha&er ( cm#, mínimo, las dimensiones resultan como en la figura 3.52.
Figura 3.52 Ubicación del explosio en carga interna confinada
Esto hace que para ár&oles menores de () ó 0) cm, sean preferi&les las cargas exteriores# 2a profundidad del &arreno disponi&le para el explosivo es de (( cm, por lo que, suponiendo una densidad de #7, para el indugel*
8esolviendo para 3
Es un &arreno muy grueso, difícil de hacer en el ár&ol y con pro&a&les pro&lemas en el tapón, ya que se requerirían* ) x 0#-cm %9 0-cm de tapón
: se dispone solo de .)cm, por tanto se tantea con un n;mero mayor de &arrenos usando la siguiente disposición* 5< &arrenos6 figura 3.53.
Figura 3.53 !lternatia de disposición de carga confinada
2 % grueso del ár&ol medido so&re el e4e del &arreno # =ada capa o fila de explosivos separada mínimo .3 : la profundidad disponi&le 1 es*
=alculando para $ % ))cm>
) x 7#(7 % 7( 9 .) Por tanto esta disposición tampoco se emplea pues al menos de&e tener .)cm de tapón# $e esta forma se de&e pro&ar con una nueva disposición de menos &arrenos> se pueden contemplar alternativas como las sugeridas en la figura 3.54#
Figura 3.5" #lantillas alternatias de disposición de barrenos
8ecalculando tomando como alternativa la locali?ación de - &arrenos se tiene* 2 % grueso del ár&ol medido so&re el e4e del &arreno
: “1” la profundidad disponi&le para el explosivo será*
=alculando so&re la condición mínima de
'e calcula 3*
=umpliendo con*
>
@erificando se recalcula
y
Por lo que se adopta esta alternativa de plantilla# En cualquier disposición que se use, la perforación de los &arrenos es muy la&oriosa, por eso generalmente se prefieren las cargas exteriores# =uando se usen los &arrenos es conveniente inclinar el plano de &arrenación para controlar la dirección de la caída ver figura 3.55.
Figura 3.55 $nclinación del plano de barrenos
Cargas para De!oler "rabes e Co#$reto
Figura 3.5% &imensiones del trabe de concreto ' ubicación de cargas demoledoras
2a carga demoledora se calcula mediante la siguiente fórmula*
P expresada en g de !"!, b y h en cm# Ejemplo 3
'e tiene un tra&e de -)xA)cm para demoler, por tanto, aplicando la fórmula anterior la carga necesaria se calcula mediante la siguiente expresión* Bg de !"!
8ecurriendo a la ta&la .#0 o a especificaciones de explosivos comerciales se hace la conversión de !"! al explosivo escogido dividiendo los Bg de !"! por la potencia relativa del explosivo a utili?ar# $e esta manera para el C"$DE2 plus + % #-. Bg de C"$DE2 P2D' El peso confinador de&e ser por lo menos ó #( veces el peso del tra&e en una longitud igual a la del explosivo, por e4emplo, si el explosivo se reparte en una longitud de ()cm 5la longitud paralela al e4e de&e ser mínima para concentrar el efecto del explosivo en una ?ona pequeFa del tra&e6, si no es posi&le colocar el peso confinador la carga explosiva de&e aumentar alrededor de #( veces#
Rot%ra e M%ros e Co#$reto& Ma!poster'a y Cr(teres e# Ro$a
Figura 3.5( &emolición de un muro en concreto
'e usa la fórmula*
P % ilogramos de !"! 8 % 8adio de la rotura en cm 5figura .#()6 % Gactor de Haterial 5ta&la .#I6
= % Gactor de amortiguamiento 5figura .#()6
Guente* Cnstituto !ecnológico y eominero de EspaFa# C!E, AA-
)abla 3.( Factor * + * del material Ejemplo "
Para un muro de concreto sin refor?ar, de 0)cm de espesor cual sería la carga necesaria de dinamita nitroglicerina -)J sin confinarK 8 % 0)cm % )#-( 5s/ta&la .#I6 = % .#( 5s/figura .#()6
Figura 3.5, -argas demoledoras en muro
s/fórmula
$e la ta&la .#0
Por tanto la carga equivalente será*
'i el muro tiene una longitud 2 % (#.)m, el n;mero de cargas requerida será*
Lsí* cargas de <#I Bg
Ejemplo 5
$emoler una columna de )#-) x )#0) de concreto refor?ado con una carga de de -)cm, so&re el suelo, con dinamita gelatina 0)J sin confinar# 8
% -)cm
% )#I) 5s/ta&la .#I6
=
% .#( 5s/ta&la .#()6
g de !"!
$e la ta&la .#0
: la carga equivalente de dinamita gelatina 0)J 2a carga siempre se coloca en la cara más ancha (figura 3.59).
Figura 3.5 -argas de demolición en columna
En este caso
Por lo que se requiere una sola carga de .#- Bg#
Cargas para Cortar A$ero 2as fórmulas que siguen consideran que las cargas son sin confinar, por la dificultad de hacerlo en las estructuras metálicas#
Cargas para acero estructural; perfiles y placas 2a carga se calcula mediante la fórmula*
$onde* P % =arga en g de !"! A % área transversal de la sección de acero en cm7
Figura 3.%/ #reparación para demoler columnas en acero Ejemplo %
'e quiere cortar una vigueta de <”> A % -)#Icm Bg de !"! 'i se usa C"$DE2 P2D' se tiene*
Lsí* Bg de C"$DE2 P2D'
'e de&e evitar colocar tas cargas en lados opuestos de una placa porque tienden a neutrali?arse mutuamente# $e ser posi&le, se de&en colocar las cargas en los lados opuestos pero despla?adas, de4ando una separación de 7 ó .cm, entre ellas para producir esfuer?o cortante ver figura 3.61#
Figura 3.%1 Ubicación del explosio en un perfil estructural
Cargas para cortar varillas de retuerzo del concreto, cadenas y cables 2a carga se calcula mediante la fórmula siguiente y es ;til para diámetros hasta 7”*
$onde* P % carga en g de !"! D % diámetro en pulgadas
M &ien
D % diámetro en centímetros
Figura 3.%2 &emolición del refuer0o de una placa Ejemplo (
8omper una &arra de acero de refuer?o de ” 57#(cm6 con C"$DE2 P2D' g de !"!
Para el C"$DE2 P2D' + % #-. g de Cndugel plus Esta carga se fi4a con alam&re, y procurando colocarla de un solo lado de la &arra, en un solo punto#
Ejemplo ,
8omper una cadena de esla&ones formados por acero redondo de N” con C"$DE2 P2D' g de !"! El equivalente en C"$DE2 P2D' Bg de Cndugel
Figura 3.%3 ! ' puntos de locali0ación de la carga de explosio
'e colocan )#)
De!ol)$)*# e "o$o#es 2as fórmulas que se usan son* Para tocones muertos*
Para !ocones vivos o recientes*
$onde* P % carga en g de !"! D % $iámetro del tocón en metros, medido a .) o -0 cm arri&a del suelo#
Ejemplo
Extraer el tocón muerto de la figura 3.64 con dinamita nitroglicerina de -)J# =omo se trata de un tocón muerto*
Figura 3.%" )ocón muerto
de !"!# Para dinamita nitroglicerina de -)J de la ta&la .#0 Bg de dinamita nitroglicerina -)J
Para colocar la dinamita se de&e distinguir, 5al sacar el primer tocón se aprecia6, entre los tocones de ár&oles de raíces laterales y los de raíces profundas# 'i no se puede distinguir cual es el caso, se de&e proceder como si fueran raíces laterales# =uando se usen varias cargas, se de&e asegurar que estallen simultáneamente# Es importante protegerse &ien y a la distancia de segundad esta&lecida en las ta&las del capítulo 7 pues este tipo de voladura suele ser violento# En el caso de colocación de cargas en ár&oles de raíces laterales, éstas se de&en colocar lo más cerca posi&le del centro del tocón y a una profundidad igual al radio de la &ase del tocón# 'e usa la carga P calculada repartida en . o - cargas, ver figura 3.65 # En la colocación de cargas en ár&oles de raíces profundas, se de&en usar de a - cargas de manera que la suma de todas ellas sea la carga P# 'i se quiere cortar la raí? a una profundidad h se de&e usar un n;mero de par de cargas 57 o -6 y colocar la mitad de&a4o de esta profundidad para provocar un efecto más cortante,(figura 3.66)
Figura 3.%5 -olocación de cargas en árboles de races laterales
Figura 3.%% -olocación de cargas en árboles de races profundas
De!ol)$)*# e Ro$as A)slaas Método del barreno de culebra Este método es aplica&le en rocas superficiales o poco profundas, de vol;menes menores a 7m.# El método consiste en hacer un &arreno lo suficientemente largo (figura 3.67) para contener la carga y el tapón# 'e excava &a4o la roca, se carga y se hace estallar# 2a fórmula para calcular la carga es*
$onde* P % carga en g de !"! D % diámetro de la roca en metros#
Figura 3.%( arreno de culebra Ejemplo 1/
$emoler una roca de #)m de diámetro con C"$DE2 P2D' g de !"! Para C"$DE2 P2D'*
g de C"$DE2 P2D'
Método de la carga externa Este método tam&ién se aplica en rocas superficiales#
Figura 3.%, 4todo de la carga externa
En este método sencillamente se coloca la carga so&re, o a un lado, de la roca y se cu&re con 7( o .) cm, de lodo o material inerte 5figura .#0<6# $espués se hace detonar# 'e de&e proteger la carga para que la humedad del lodo no la afecte# Este método es muy efectivo y económico# 'u carga se calcula mediante la siguiente fórmula*
$onde* P % carga en Bg de !"! D % diámetro de la roca en metros# Ejemplo 11
$emoler una roca de 0)cm de diámetro con dinamita granulada 0)J g de !"! Para dinamita granulada 0)J
g de dinamita granulada 0)J
Método clásico =onsiste en taladrar un &arreno y en este introducir la carga y confinarla con un tapón o taco (figura 3.69).
Figura 3.% 4todo clásico
Este método es el más eficiente en el caso de que la roca no sea superficial sino que forme parte de una
roca mayor o de un manto de roca# El &arreno se de&e taladrar hasta una profundidad igual al radio de la roca &a4o el nivel del suelo# 2a carga de explosivo se calcula mediante la siguiente formula*
$onde* P % carga en g de !"! D % $iámetro de la roca en m Ejemplo 12
$emoler una saliente de roca de .#0)m de diámetro que es parte de un manto rocoso, con C"$DE2 P2D' P % )#( x .#0) % )#(- g de !"! Para C"$DE2 P2D'
g de C"$DE2 P2D' 'i el explosivo no ca&e en el &arreno, este se puede “secantear, es decir, de4ar caer al fondo del &arreno cartuchos con fulminante y mecha encendida, de manera que estallen en el fondo formando una pequeFa cámara, estos cartuchos se de4an caer uno a uno hasta que la cámara tenga el tamaFo suficiente para contener el explosivo> sin em&argo existe una limitación importante y es la de no colocar la carga definitiva en la cámara hasta que se halla enfriado# 'e de&e esperar al menos una hora después del “secanteo”# Esta es de las pocas aplicaciones en que se 4ustifica el secanteo, ya que en voladuras para corte o &ancos es a&surdo y generalmente antieconómico# 2as voladuras de rocas aisladas son muy violentas y peligrosas pues producen muchas proyecciones, por tanto es necesario tomar las de&idas precauciones# &emolición de Edificios
Figura 3.(/ 6oladura de un edificio
En esta práctica el o&4etivo no es precisamente convertir el edificio o&4eto de la demolición en escom&ro mediante el uso de la energía del explosivo> se trata más &ien de romper con el explosivo las partes vulnera&les del edificio, para que, al caer, se fracturen en sus elementos y éstos queden de tal manera dispuestos, que sea fácil separarlos del resto y cargarlos a los vehículos de acarreos(ver figura 3.71)# Para estos fines es usual detonar las columnas de la planta &a4a, soporte de toda la estructura# Para que el edificio caiga hacia el lado derecho los e4es de columnas se tienen que tronar en el orden ., 7, con estopones de tiempo#
Figura 3.(1 Es7uema ! de oladura de una estructura de edificio
Para que las losas se fracturen se necesita quitarles primero el apoyo de un extremo, a lo largo, para que al deformarse se fracturen# Figura 3.72 , Para lograr el efecto mostrado se requiere tronar los e4es de las columnas en el orden L, O, =, $, E, G, #
Figura 3.(2 Es7uema de oladura de una estructura de edificio
=on esto se asegura que toda la losa resultará fracturada y con el acero expuesto# 'i a este efecto se le suma el mostrado en la figura 3.72 se tienen las losas fracturadas y arregladas para cargar, restando tan solo cortar el acero con soplete y dividir las losas en secciones lo más grande posi&le solamente limitadas por el tamaFo de la gr;a y el equipo de transporte# =omo medidas complementarias en estas actividades se de&e de proveer de un cargador frontal para 4untar y cargar el casca4o suelto# Cgualmente y si es posi&le, es aconse4a&le disponer de un sistema de riego del escom&ro para confinar lo más rápidamente posi&le la gran cantidad de polvo producida> este riego se hace con agua pulveri?ada, inmediatamente después de la caída del edifico# Para sumar los
efectos mostrados en las figuras 3.71 y 3.72 los estopines de tiempo de&en distri&uirse conforme a las figuras 3.73 y 3.74.
Figura 3.(3 #lanta del edificio8 secuencia de detonación !
Figura 3.(" #lanta del edificio8 secuencia de detonación
=on ésta ;ltima disposición se ahorra un tiempo de los estopines pero el despla?amiento lateral es menor# Es conveniente usar estopines de largo intervalo# =uando los tiempos no son suficientes se puede usar un explosor secuencial# =omo medida de seguridad se de&e rodear la planta &a4a con una protección para evitar la proyección de fragmentos de la voladura de las columnas> Cgualmente es conveniente advertir y retirar a la gente de los alrededores con el fin de no causar pánico ni elevar los parámetros de riesgo# 'e de&en tam&ién revisar los edificios próximos pues eventualmente podrían resultar afectados más a;n si presentan altos índices de deterioro# Ginalmente se puede afirmar que el éxito de una demolición depende de la colocación inteligente de los explosivos, lo que se logra a través de la experiencia y el empleo de las normas aquí descritas> Es aconse4a&le, sin em&argo la dosificación de los explosivos por medio de prue&as experimentales#
