Vibraciones, efectos por voladuras controladas en obras subterráneas

Vibraciones: efectos por voladuras controladas en obras subterráneas

Las vibraciones son el fenómeno de transmisión de energía mediante la propagación de un movimiento ondulatorio a través de un medio.

En el caso de las generadas en voladuras subterráneas, se trata de unas ondas que se crean en el interior de la Tierra.

Ilustración 1. Preparación para la voladura de piezas (excavación de cara mixta), Fuente: Tunnel.

La detonación de una masa de explosivo confinada en el interior de un barreno localizado en un macizo rocoso genera un volumen de gases a una presión y a una temperatura enormes.

Esta aparición brusca de una presión elevada sobre las paredes del barreno actúa como un choque o impacto brusco, que se manifiesta en forma de onda de deformación a través de la masa en el entorno del barreno.

Esa onda de deformación/tensión transmitida puede ser:
⮚ Cilíndrica: en el caso de carga cilíndrica distribuida en el barreno
⮚ Esférica: en caso de carga puntual

Aunque, a considerable distancia del barreno con relación a su longitud, puede considerarse la explosión reducida a un punto y la onda de propagación como esférica.

En definitiva, la tensión soportada por un elemento será función inversa de la distancia. De forma simplificada, la energía vibratoria es proporcional a la cantidad de explosivo.

Las vibraciones que se generan como consecuencia de la detonación de una pega, se transmiten a través del macizo rocoso circundante en forma de ondas de tipo sísmico, desplazándose de manera radial a partir del punto o del origen de la detonación.

Ilustración 2. Túnel de carretera Los inmigrantes, Fuente: Freeimages.

 

A efecto de las vibraciones producidas por voladuras, es interesante la propagación de ondas en la zona exterior o elástica en el entorno del barreno y que en ella, las únicas ondas significativas que se transmiten son las ondas elásticas de baja energía.

Algunas de los aspectos a considerar para lograr una reducción considerable en las vibraciones producidas por las voladuras son:

⮚ Las características de la roca.
⮚ Las características geotécnicas del terreno.
⮚ El grado de confinamiento desarrollado hasta el momento.
⮚ La carga que se aplicará para la detonación.
⮚ Las distancias de detonación respecto a las obras de ejecución.

 

Autor: Manuel Gómez, docente del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras de EADIC

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