VOLADURAS VOLADUR AS SUBACUA SUBACUATICAS TICAS Las voladuras subacuáticas o submarinas se aplican en diversos tipos de obras tales como: profundización de puertos y cauces fluviales, excavación de trincheras para la instalación de oleoductos, gaseoductos y cables de comunicación, tomas de agua para centrales eléctricas y fábricas, demolición de pilares y naves hundidas, excavación para cimentaciones de las obras civiles
CARACTERISTICAS El efecto de la presión hidrostática obliga a incrementar la carga explosiva entre 3 y 6 veces con respecto al consumo específico en bancos de superficie, como ejemplo a profundidades de 10 a 12 m o sea a una atmósfera más de presión que en la superficie, el factor de carga puede variar de 0,9 kg/m3 hasta un nivel entre 1,8 y 2,0 kg/m3. Para contrarrestar el efecto natural de confinamiento, el burden entre taladros tendrá que disminuirse entre 0,5 y 0,8 del que se emplea para la misma roca en superficie y la sobre perforación por lo contrario incrementarse de 0,8 a 1 veces de burden (20% a 30% de la longitud del taladro) para evitar tener que hacer otra voladura de repaso. Algunos factores que deben considerarse para la buena obtención obtención de este tipo de voladuras son:
La perforación y la carga de los barrenos se realizan en la mayoría de los casos desde la superficie y con equipos especiales.
Los consumos específicos (kg/m 3) de explosivo son de 3 a 6 veces mayores que los utilizados en las voladuras en banco a cielo abierto.
Los explosivos y sistemas de iniciación tienen que ser resistentes al agua y a la presión hidrostática.
METODOS DE EJECUCION A
través de un relleno.
Desde
la superficie con plataformas auto elevables.
Bajo
pontonas
flotantes
y
el agua con submarinistas o buzos.
Los principales inconvenientes que se plantean son: - Desconocimiento general del macizo rocoso y falta de precisión en la topografía. - Dificultades para mantener abiertos los barrenos de manera prolongada. - Difícil control del emboquille y desviación de los barrenos. - Complicada planificación y control de las operaciones. - Riesgo de transmisión de la detonación entre cargas. - Costosas operaciones de taqueo y excavación de repiés
A través de un relleno Suele ser ventajoso rellenar el área a excavar con material rocoso y perforar y cargar los barrenos a través de ese relleno.
Desde la superficie con pontonas flotantes y plataformas auto elevables No existe un diseño estándar, pues muchas de esas estructuras se construyen para trabajos específicos y una vez finalizados se desmantelan. La elección por uno u otro tipo depende de las condiciones ambientales, mareas, oleaje, etc., y de la envergadura de la obra.
La finalidad que se persigue con estas estructuras es realizar el máximo número de barrenos y operaciones desde las mismas, independientemente de las condiciones. Además, las perforadoras suelen ir montadas en altas torres o mástiles que permiten disminuir las maniobras de prolongación del varillaje y entubado
Mastil de Perforadora
Las ventajas principales de estos métodos son: - La perforación y carga de los barrenos se realiza desde la superficie en condiciones más favorables. - Los rendimientos son altos.
- La visibilidad en el agua no afecta a los trabajos. - Los costes debidos a los submarinistas son menores.
En cuanto al procedimiento de perforación, normalmente se emplean equipos especiales tipo OD u ODEX OD: - Tubo exterior que posee en su extremo una corona de carburo de tungsteno con la que se perfora el recubrimiento - Penetra unos 10 o 30 cm cuando llega al lecho rocoso consiguiendo que el resto del barreno que se perfora con el varillaje interior no se vea afectado por el material suelto. ODEX: -
Consiste en un escariado que se practica con una boca excéntrica que, al abrir un orificio mayor, posibilita el entubado continuo del barreno.
-
La perforación puede interrumpirse en el momento adecuado y proseguir con un equipo normal. En este Caso, puede usarse martillo en fondo o en cabeza.
c) Bajo el agua con submarinistas o buzos. Los submarinistas o buzos utilizan martillos de mano o carros sumergibles de perforación. Sólo es practicable económicamente en pequeños trabajos- con áreas a excavar entre 50 y 75 m 2y con profundidades de agua (entre 15 y 30m).
- Es costoso y requiere mucha mano de obra. - La calidad y precisión de los trabajos dependen de la habilidad de losoperadores y condiciones imperantes. - No es aplicable a grandes alturas de banco. - La superficie del fondo debe estar limpia de lodos y fango. - La carga y disparo de los barrenos es difícil. - Debe conectarse una manguera al escape de los martillos para que la capacidad de trabajo de éstos no se vea reducida. - Con carros móviles de perforación la topografía del fondo debe ser regular y suave.
1. CALCULO DE CARGAS Y ESQUEMAS DE PERFORACION En las voladuras subacuáticas sólo se dispone de una superficie libre, el agua y el material de recubrimiento que gravita encima de la roca ejerce un empuje o presión, y los errores de emboquille y desviación de los barrenos pueden provocar una mala rotura de la roca y la transmisión de la detonación entre En el cálculo del consumo específico se utiliza la fórmula: cargas. CE = 0, 5(kg x m- 3) + 0,1 (kg x m - 3) x (He) x 1 (m -1) Donde «He» es la altura equivalente de la columna de agua y material de recubrimiento expresados en altura de roca: Siendo:
En la siguiente tabla se indican los diámetros de perforación recomendados para diferentes alturas de banco.
Diámetro de perforación D Altura de banco H (mm) (m)
30 40 51 70 100
0-3 2-5 3-8 5-15 6-20
2. CARGA DE LOS BARRENOS Y SISTEMAS DE CEBADO Esta operación puede efectuarse manualmente o con cargadoras de explosivo, de aire comprimido o agua a presión. Las ventajas de las cargadoras son numerosas y se derivan de las mayores densidades de carga conseguidas. Como consecuencia de ello, es posible abrir los esquemas reduciendo no sólo el coste de perforación, sino incluso, el peligro de transmisión de la detonación entre barrenos. El método de carga consiste en, una vez retirado el varillaje interior, introducir una manguera de plástico o de aluminio dentro del barreno, el equipo se conecta a la red de aire comprimido y mediante válvulas reductoras, se consigue una presión de 300 kPa, que impulsan los cartuchos depositados en la cámara de carga, la cual, a su vez, dispone de una válvula de seguridad y cierre automático. Los rendimientos obtenidos pueden ser de 300 kg/hora-operario con cartuchos de 25 mm. Para profundidades superiores a los 20 metros es aconsejable emplear agua como fluido de impulsión, ya que de esta forma se reduce la contrapresión.
El cebado de los barrenos se realiza normalmente con cordón detonante, que se deja a lo largo de la caña de los mismos, y su recuperación se lleva a cabo enhebrándolo con una anilla que se desciende exteriormente a la tubería de revestimiento. Cuando se utilicen detonadores eléctricos o de tipo Nonel dentro de los barrenos, se recomienda colocar dos por cada taladro, especialmente en las voladuras a gran profundidad
3. CARGA DE LOS BARRENOS •
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Esta operación puede efectuarse manualmente o con cargadoras de explosivo, de aire comprimido o agua a presión. Las ventajas de las cargadoras son numerosas y se derivan de las mayores densidades de carga conseguidas. Que en muchas ocasiones se debe a la falta de alineación de los mismos. Como consecuencia de ello, es posible abrir los esquemas reduciendo no sólo el coste de perforación, sino incluso, el peligro de transmisión de la detonación entre barrenos.
El método de carga Consiste en:
Una vez retirado el varillaje interior,
introducir una manguera de plástico o de aluminio dentro del barreno,
el equipo se conecta a la red de aire comprimido y mediante válvulas reductoras, se consigue una presión de 300 kPa,
que impulsan los cartuchos depositados en la cámara de carga, la cual, a su vez, dispone de una válvula de seguridad y cierre automático.
TIPOS DE EXPLOSIVOS
Los explosivos empleados en estos trabajos deben tener una composición química tal que no se altere demasiado su sensibilidad a la iniciación por encontrarse, incluso varios días, bajo el agua
Esto se consigue normalmente con un mayor contenido en nitroglicerina.
Actualmente,
el desarrollo 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.
EFECTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A LAS VOLADURAS SUBACUATICAS Los principales problemas originados por las explosiones bajo agua son:
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.
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.
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.
CORTINA DE BURBUJAS
Uno de los procedimientos más usuales para combatir el efecto de la presión de la onda hidráulica consiste en rodear con una cortina de burbujas la zona de voladura para aislarla del resto del entorno.
La cortina de burbujas consta básicamente de una o dos tuberías paralelas, que yacen sobre el lecho del fondo, ya lo largo de las cuales es bombeado aire a presión. El aire escapa a través de los pequeños orificios perforados, formando las burbujas que ascienden hacia la superficie.
METODO DE CARGAS HUECAS
Cuando la perforación de barrenos no es posible realizarla o resulta muy difícil, se recurre al empleo de cargas huecas o conformadas de explosivo. Los esquemas de voladuras son normalmente cuadrados, disparándose todas las cargas de forma instantánea.
En el ábaco de la Fig. 26.14 se dan las distancias de seguridad aconsejadas para diferentes cantidades de explosivo de cargas conformadas disparadas bajo el agua.
VOLADURAS DE TUNELES SUBACUATICOS
Estos túneles y chimeneas suelen tener secciones cuadradas, con las esquinas biseladas para favorecer el arranque de la roca. Esas geometrías hacen posible utilizar esquemas de perforación más fáciles de replantear y controlar.
Antes de proceder a la perforación de la voladura se recomienda efectuar una serie de barrenos de reconocimiento, con el fin de determinar con exactitud el espesor de la roca a arrancar y el de los materiales de recubrimiento en el fondo del lago.
CONCLUSIONES
