FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO
Departamento de Transportes e Obras de Terra
Aplicação de explosivos em trabalhos de construção civil
São Paulo
2012
2
Erico Aliaga Cavaleiro - 10102030
Aplicação de explosivos em trabalhos de construção civil
Prof. Ricardo
Disciplina: Terraplenagem
3
Uma paixão forte por qualquer objeto assegurará o sucesso, porque o desejo pelo
objetivo mostrará os meios.
William Hazlitt
4
Índice
1. Desmonte de rochas nos vários trabalhos de engenharia a céu aberto .......................... 6
1.1. Fatores de dimensionamento de pega de fogo a céu aberto .................................... 6
1.1.2 Comprimento do furo (H1) .................................................................................. 7
1.1.3 Sub-furação (Sf) ................................................................................................... 7
1.1.4 Inclinação do furo (α)........................................................................................... 8
1.1.5 Afastamento (V) ................................................................................................... 9
1.1.6 Espaçamento (E) .................................................................................................. 9
1.1.7 Carga de um furo (CF) ....................................................................................... 10
1.1.8 Atacamento (A) .................................................................................................. 10
1.1.9 Consumo específico (Ce) ................................................................................... 10
1.2 Exemplos de Pegas de Fogo a Céu Aberto .............................................................. 11
1.2.1 Pegas de contorno............................................................................................... 14
2 Desmonte em Trabalhos Subterrâneos ........................................................................... 23
2.1 Definição das Zonas na Frente de Ataque do Túnel (Galeria) ............................... 23
2.1.1 Zona de Caldeira (A).......................................................................................... 24
2.1.2 Zona de Contra - Caldeira (B) ........................................................................... 25
2.1.3 Zona de Desmonte (C) ....................................................................................... 26
2.1.4 Zona de Contorno (D) ........................................................................................ 27
2.1.5 Zona de Sapata (E) ............................................................................................. 27
2.2 Considerações sobre Trabalhos Subterrâneos ......................................................... 28
2.3 Exemplos de Dimensionamento de uma Pega de Fogo em Trabalhos Subterrâneos
.......................................................................................................................................... 29
3 Demolições várias inerentes a trabalhos de construção civil ........................................ 33
3.1 Trabalhos de Destruição / Demolição de estruturas com explosivos (Implusão) . 33
3.1.1 Princípios gerais do trabalho de demolição ...................................................... 33
3.1.2 Parâmetros de destruição das estruturas de alvenaria e de betão .................... 34
3.1.3Parâmetros de destruição de betão armado e estruturas de aço ........................ 38
3.1.4 Fundamentos do trabalho de demolição ........................................................... 41
3.1.5 Explosivos........................................................................................................... 43
3.1.6 Efeito sísmico das demolições........................................................................... 44
3.1.7 Lista de pesquisa pré-demolição ....................................................................... 44
4 Em trabalhos de Obras públicas dentro de água ............................................................ 46
5
4.1 Obras submarinas ...................................................................................................... 46
4.2 Distâncias de segurança ........................................................................................ 48
4.3 Demolições de estacas .......................................................................................... 49
4.4 Explosões submarinas ............................................................................................... 50
6
1. Desmonte de rochas nos vários trabalhos de
engenharia a céu aberto
O desmonte a céu aberto tem características próprias que o individualiza dos outros
tipos de explorações, nomeadamente de interior. Uma das principais características
assenta no fato do desmonte se efetuar por bancadas.
Estas bancadas possuem características que variam consoante o tipo de rocha, o tipo de
local de trabalho, o produto que se pretende obter, etc.
A conveniência de se ter uma bancada bem dimensionada apresenta as seguintes
vantagens:
Maior rapidez nos serviços
Maior produção diária
Melhor plano de ataque
Melhor plano de fogo
Maior economia
Em termos de desvantagens, não existe nenhuma de grande relevo.
Para este tipo de desmonte pode dizer-se que não existe limite quanto ao número de
furos a executar, nem quanto á altura da bancada, mas sabe-se que quanto mais altas
estas forem, mais perigosas se tornam, tornando também mais difícil as perfurações.
1.1. Fatores de dimensionamento de pega de fogo a céu aberto
Os fatores mais importantes para a realização de uma pega de fogo são:
Diâmetro do furo (d)
Comprimento do furo (H1)
Sub-furação (SF)
Inclinação do furo (α)
Afastamento (V)
Espaçamento (E)
Carga de um furo (H1)
Atacamento (A)
Consumo específico (Ce)
7
1.1.1 Diâmetro do furo (d)
O diâmetro do furo está condicionado pelo tipo de equipamento disponível, caso exista.
Se não existir escolhe-se o diâmetro pretendido e adquire-se o equipamento necessário.
Na prática, o diâmetro está relacionado com a altura da bancada e assim temos que,
quanto maior o diâmetro do furo, mais alta poderá ser a bancada.
Geralmente os diâmetros mais usados são os que vão desde 2 polegadas até 4 polegadas.
1.1.2 Comprimento do furo (H1)
Após se fixar o diâmetro do furo passa-se a dimensionar a altura mais adequada para o
diâmetro escolhido e para as condições existentes. Como foi dito anteriormente não são
aconselháveis bancadas muito altas. Assim sendo, e se o furo for vertical, a altura do
furo é dada pela seguinte expressão:
H1 = H + 0,3 x V
Em que H1 é a altura do furo final, H é a altura da bancada e 0,3 x V é a sub-furação,
sendo V o afastamento do furo à frente da bancada.
1.1.3 Sub-furação (Sf)
A necessidade de se executar sub-furação facilita a execução da pega. No caso de não
ser feita a sub-furação, a base da bancada não será arrancada segundo um angulo de 90
graus, não permitindo que esta fique horizontal, originando por isso um ropé.
Este ropé necessita de ser retirado, precisando para tql que se faça nova pega de fogo, o
que encarece os trabalhos. Sf = 0,3 x V
Se o valor da sub-furação for superior a 0,3 x V, aumenta o consumo de explosivo, e
não se obtém grandes vantagens.
8
1.1.4 Inclinação do furo (α)
Atualmente o hábito de fazer furos verticais em bancadas tende a diminuir exceto em
casos particulares, tais como a obtenção de blocos de rochas, etc.
A execução de furos inclinados apresenta algumas vantagens, sendo de salientar:
Bancadas mais seguras
Melhor fragmentação da rocha
Maior produção da rocha
Diminuição do consumo de explosivo
Maiores afastamentos e espaçamentos entre furos
Eliminação dos repés
Menores vibrações
As inclinações variam de local para local, podendo estar 10 e 30 graus, sendo os valores
mais usuais compreendidos entre 15 e 20 graus.
Com inclinação, a determinação da altura do furo passaria a ser feita através a seguinte
expressão:
H1 = (H/cos α) + 0,3 x V
Sendo – o ângulo que o furo faz com a vertical.
A - atacamento
C.C. – carga de coluna
C.F. – carga de fundo
E - espaçamento
H – altura de bancada
H1 – comprimento do furo
Sf – sub-furação
V - afastamento
α - inclinação do furo
9
1.1.5 Afastamento (V)
Entende-se por afastamento a distância que vai do furo á frente da bancada, ou entre
linhas de furos. Este afastamento é calculado através da seguinte expressão:
V max = 45 x d, sendo d o diâmetro do furo, expresso em mm
Na prática este valor de Vmax deve ser ajustado uma vez que a precisão na furação
pode apresentar alterações (desvios). Estes desvios devem ser avaliados, passando o
afastamento a ter o valor correspondente a:
V1 = 85% Vmax ou V1 = 0,85 x Vmax
Por vezes também se utiliza a fórmula:
V = d,
Em que V está em metros e d em polegadas.
1.1.6 Espaçamento (E)
Espaçamento é a distância que existe entre dois furos consecutivos na mesma fila de
furos. O espaçamento que permite bons resultados de fragmentação e arrancamento da
rocha é dado pela expressão:
E = 1,3 x V
Através da variação do espaçamento (E) e do afastamento (V) pode-se variar o tipo de
fragmentação, assim:
Se aumentar E, e diminuir V, a rocha ficará mais fragmentada logo com blocos
de menor dimensão.
Se diminuir E, e aumentar V, a rocha ficará menos fragmentada, logo com
blocos de maior dimensão
10
1.1.7 Carga de um furo (CF)
A carga de um furo é composta na maior parte dos casos por carga de fundo (CF) e
carga de coluna (CC). A sua distribuição ao longo do furo não deve ser uniforme. Assim
a parte correspondente à carga de fundo é dada por:
CF=1,3 x V
A carga de coluna é dada por:
CC = H1 – (A + CF)
O restante do furo é para atacamento.
1.1.8 Atacamento (A)
O atacamento pode ser considerado como fechar do furo. Este tem um comprimento
semelhante ao valor do afastamento e deve ser feito com material de granulometria fina ou
com peças destinadas a executar essa função (argila, areia, pó da furação, etc.).
O atacamento não deve ultrapassar o valor do afastamento, pois pode originar blocos de
grandes dimensões, vindos da parte superior da bancada. Não se deve ter um valor muito
inferior porque há possibilidade dos gases da explosão se, escaparem por aí e provocarem
projeções.
1.1.9 Consumo específico (Ce)
O consumo específico pode definir-se como peso de explosivo utilizado na pega de
fogo, pelo volume total de rocha desmontada.
Usualmente este cálculo é simplificado e efetuado unicamente utilizando como
referência o peso do explosivo utilizado num furo e volume de rocha que esse furo
desmonta.
11
Assim temos:
Ce = (C.C + C.F) / (E x V x H)
É habitualmente expressar o valor do Ce em g/m3.
1.2 Exemplos de Pegas de Fogo a Céu Aberto
Com os esquemas e dados seguintes, pretende-se dar a conhecer exemplos de pegas de
fogo para dois diferentes tipos de rocha, exemplos estes que servirão de orientação para
o cálculo de pegas de fogo, uma vez que os parâmetros destas variam com diversos
fatores atrás citados.
Poder-se-ia dizer que existem várias possibilidades para realizar pegas de fogo e que
essas possibilidades são devidas á existência de vários parâmetros que as vão
influenciar.
Estes parâmetros são, principalmente, o tipo de rocha, o tipo de maciço, o equipamento
existente de perfuração, o equipamento existente de trituração, a produção diária, etc.
Os valores aqui indicados são referentes ao tipo de rocha mais usual em Portugal, ao
tipo de explosivo mais utilizado. Para estas características fomos obter parâmetros, quer
de perfuração, quer de carregamentos ideais para estas condições.
Apesar destes valores aqui sugeridos, deverão ser feitos ajustes, consoante as
características e condições existentes no local.
A primeira situação refere-se a um tipo de rocha granítica e compacta, ideal para a ação
do explosivo. Neste tipo de rocha o diâmetro, médio mais utilizado é 51 mm (2”) o que
implica a utilização de cartuchos de explosivo com diâmetro de 40 mm.
Em relação ao explosivo, este será a gelamonite 33 e a Amonite 1, podendo contudo ser
utilizados outros, consoante as características e métodos utilizados.
A Segunda situação refere-se a um tipo de rocha calcária e compacta. Neste tipo de
rocha, o diâmetro médio, mais utilizado e o 76 mm (3”), o que leva a utilizar cartuchos
de explosivo com diâmetro de 60 mm.
Em relação ao explosivo, este será a Gelamonite 33 e o Amonóleu encartuchado,
podendo, contudo ser utilizados outros, consoante as características e método utilizado.
12
Pega de fogo típica em granito
Dados conhecidos:
Tipo de rocha: Granito
Tipo de maciço: Compacto
Diâmetro do furo: 2” (51 mm)
Parâmetros de Perfuração
V: 2.0m H1: 9.2m
E: 2.4m Sf: 0.7m
H: 8.0m α: 20º
Parâmetros de carregamento
A: 2.0m Total C.C: 6 Kg
H.C.C: 4.2m Total C.F: 6 Kg
H.C.F: 3.0m Total C. Furo: 20Kg
Tipo de explosivo
Carga de fundo (C.F.): Gelamonite 33 de 40 x 550
Carga de fundo (C.C.): Amonite 1 de 40 x 550
13
Concentração C.C.: 1.43 Kg/m Vol. De Rocha Desmontada:38.4m3
Concentração C.F.: 3.00 Kg/m Consumo Específico: 312 gr/m3
Pega de fogo típica em Calcário
Dados conhecidos:
Tipo de rocha: Calcário
Tipo de maciço: Compacto
Diâmetro do furo: 3” (76 mm)
Parâmetros de Perfuração
V: 3.0m H1: 13.8m
E: 3.6m Sf: 1.0m
H: 12.0 α: 20º
Parâmetros de carregamento
A: 3.0m Total C.C: 18 Kg
H.C.C: 7.7m Total C.F: 14.4 Kg
H.C.F: 3.1m Total C. Furo: 32.4Kg
Tipo de explosivo
Carga de fundo (C.F.): Gelamonite 33 de 60 x 550
Carga de fundo (C.C.): Amonoleo de 60 x 550
Concentração C.C.: 2.35 Kg/m Vol. De Rocha Desmontada:1.29m3
Concentração C.F.: 4.36 Kg/m Consumo Específico: 250 gr/m3
14
1.2.1 Pegas de contorno
1.2.1.1 Recorte
O recorte é um método de pega de fogo que permite quebrar a rocha sem danificar a
estrutura próxima dos furos. Este método utiliza-se quando se está próximo de
habitações ou outros locais onde se pretende que uma das faces da rocha não sofra
danos. Por outro lado consegue-se diminuir muito o problema das projeções. Numa
pega de fogo que utilize recorte, os furos correspondentes ao recorte são os últimos a
serem rebentados, criando por isso superfícies quase intactas.
O esquema de furação para o recorte obedece a certos requisitos. Assim o valor do
afastamento deve ser maior que o espaçamento entre furos, e existem casos em que se
diminui o espaçamento entre furos, para que entre dois furos carregados, fique um sem
carga, e assim possa cortar melhor pela linha dos furos.
1.2.1.2 Pré-corte
O pré-corte é um método um tanto semelhante ao recorte, existindo diferenças que o
tornam indicado para certos trabalhos. Assim as semelhanças são: ao nível de evitar as
projeções, o permitir que se obtenha uma face da rocha lisa após o rebentamento, etc.
As diferenças surgem em termos de tempo de rebentamento, sendo no caso do pré corte,
como o próprio nome indica, os furos correspondentes, os primeiros a rebentar, criando
uma descontinuidade no maciço rochoso.
15
No pré-corte utiliza-se geralmente uma malha quadrada V = E, podendo variar
consoante os resultados obtidos. Deve-se por isso ajustar estes parâmetros de acordo
com as condições que existentes e com os resultados pretendidos.
Este método apresenta as seguintes vantagens:
Contornos perfeitos, o que diminui o alinhado das superfícies.
Segurança em termos de projeções
Rapidez de execução
1.2.1.3 Taqueio
Chama-se assim a toda a perfuração e rebentamento secundário que se faz após o
desmonte principal.
A operação de Taqueio consiste na destruição de um bloco de rocha de proporções
superiores ás pretendido. Esta operação é assegurada através da execução de furos em
quantidade proporcional ao tamanho do bloco. Neste método devem ser utilizadas
cargas de explosivo de pequenas dimensões sendo aconselhável o uso de detonadores
elétricos para iniciar o explosivo. Esta é uma operação a reduzir ou evitar o mais
possível, pois provoca importantes projeções se não se tomarem as devidas precauções,
16
nomeadamente, quanto à quantidade de explosivo utilizado, ao comprimento dos furos,
ao atacamento, etc.
Os desmontes produzem, por vezes, grandes blocos de rocha, de carregamento e
transporte difíceis, obrigando a operações de fragmentação destes produtos, para
obtenção de blocos de menores dimensões.
Indicamos quatro formas possíveis de proceder:
a) Faz-se um furo com a profundidade de metade ou três quintos da altura do
bloco, para colocação duma pequena carga, calculada na base de 50 a 100 gr de
explosivo para 1 m³ de material a rebentar.
b) Prepara-se a base de assentamento do bloco para possibilitar a colocação
nessa base, duma carga explosiva conveniente, contando com o dobro do peso de
explosivo em relação ao usado no sistema anterior.
c) Aproveita-se a melhor anfractuosidade do bloco para colocar um certo
número de cartuchos ao baixo e recobertos com uma calote de argila.
d) Utilizam-se as chamadas “Cargas Ocas”, que as fábricas de explosivos
fornecem, e cujo funcionamento se baseia na propriedade perfurante que adquire um
explosivo aplicado contra a superfície plana, quando ela apresenta um vazio cônico, de
17
base coincidente com essa superfície. A designação de “Taqueio” deriva do emprego de
“Tacos de Explosivo” nesta operação.
Sobre o efeito mecânico dos explosivos há a considerar que ele se intensifica quando
realizamos na base da carga, em contato com o objeto a destruir, uma cavidade de forma
cônica.
Este fenômeno é conhecido por efeito de MUNROE ou efeito de MUNROE –
NEUMANN e explicam-se pela obtenção duma resultante da composição das forças,
representantes das ondas de choque, que se formam a partir da superfície cônica e se
dirigem para o seu eixo de revolução.
Consideremos o engenho ativado representado na figura anterior.
Uma vez, iniciada a explosão na face superior a onda explosiva progride ao longo de
retardo em planos perpendiculares ao seu eixo XX’, mas ao atingir o vértice do cone da
18
cavidade encontra uma nova superfície que emite os gases na sua normal e, portanto em
centrípeto em relação á superfície cilíndrica do petardo.
Assim, as forças gasosas convergem no eixo da cavidade resultando um potente jato
vertical de sentido descendente, que atua como punção na eficaz perfuração de corpos
de qualquer natureza.
Há, pois um reforço resultante das ondas de choque formadas, permitindo intensificar o
efeito normal da explosão.
Por este motivo, as cápsulas detonadoras possuem na sua base uma ligeira concavidade.
As cargas usadas com uma cavidade cônica numa das bases, denominam-se cargas ocas,
e atualmente fabricam-se com um revestimento metálico (aço macio ou cobre) na
superfície da cavidade cônica, por se ter constatado que assim o seu poder de perfuração
é muito superior.
As cargas ocas não revestidas atuam em contato com a superfície a destruir enquanto
que as revestidas atuam a certa distância X, com um máximo rendimento para X=1,5 d,
sendo d o diâmetro da base da cavidade cônica.
Este espaço X, denominado distância critica é necessário para o bom desenvolvimento
do turbilhão de gás, a cujo movimento de rotação, conjugado com o de translação ou
avanço, se deve a extraordinária eficiência alcançada com o uso de cargas ocas de
cavidade revestida.
19
PONTAÇOS – PASTAS – CARGAS CÔNICAS
No tiro secundário para a fraturação de blocos, são empregues três processos. Assim:
a) Pontaços é o processo mais usado por conter menor carga específica QE = 0,060
Kg/m³.
– Pastas e cargas cônicas são processos menos usados por conter maior carga
específica. QE = 0,8 a 0,5 Kg/m3 e só são empregues onde não seja possível a
furação secundária.
– O efeito da detonação corresponde ao de uma pancada, e a orientação da onda
de choque de uma forma preferencialmente no sentido do bloco a fraturar.
– Na prática, a sua eficácia depende de inúmeros fatores entre eles, o tipo de
rocha, a existência e a orientação das fraturas, diaclases ou filões, o grau de
alteração do material, as dimensões e a forma dos blocos, a base onde estão
assentes, etc.
b) Se utilizar mais do que uma carga para o mesmo bloco, elas deverão ser detonadas
simultaneamente.
c) – Tabela de Pontaços, cargas cônicas e pastas
Em geral para a britagem, os blocos acima de 1,5 m dão quebrados.
Levam um furo de 0,3 a 0,6 executados com martelo ligeiro e utiliza-se como carga ¼
de cartucho standard de calibre 100/25.
20
Com este método o consumo é na ordem de 200gr/m³ de rocha.
Há ainda, o sistema de aplicação direta do explosivo sobre o bloco, sem o furar, o que
aumenta o consumo do explosivo 3 a 5 vezes mais.
Também existe a modalidade de snake – holing.
Podemos indicar o seguinte quadro:
1.2.1.4 Aberturas de valas
O processo para abertura de valas é semelhante ao de desmonte de uma bancada. No
caso das valas, as bancadas destas, possuem uma largura na base, inferior a 2 metros.
Na execução de valas através de explosivos, é importante ter em conta a execução da
furação e o carregamento dos furos, de forma a se obter o menor volume possível de
sobre-escavação, evitando com isso o aumento de material a remover e
conseqüentemente o aumento de superfície a preencher.
As pegas de fogo para abertura de valas requerem furos com reduzido espaçamento e
uma elevada carga específica (Kg/m³), dependendo das tensões existentes na rocha.
Neste tipo de pega de fogo, o grau de fricção contra as superfícies da rocha é
considerável, pelo que necessita de maior carga para superar o efeito de partir sem
desmontar a rocha.
Um fator muito importante na execução de uma pega de fogo para uma vala é a
inclinação dos furos. Esta deverá ser um pouco acentuada para diminuir a tensão da
rocha, facilitando o efeito de desmonte no fundo da vala e evitar que a rocha permaneça
no mesmo local.
São apresentadas a seguir tabelas que serviram de orientação para a abertura de valas.
Os valores destas tabelas são apresentados em função do diâmetro de furação e da
largura da base das valas.
Na tabela I, é apresentado o valor do afastamento prático (V1), tendo em consideração
os erros de furação e o desmonte integral da rocha.
Na execução destas pegas de fogo, a carga de coluna deve ter uma concentração
reduzida, para diminuir a sobre-escavação.
21
Esquema de uma vala
Tabela I - Diâmetro de perfuração até 35 mm
1) Utilizar-se-ão 3 furos em valas com uma profundidade menor a 2,5 m e 1,5 m de
largura. Em certos tipos de rocha difícil de rebentar, pode ser necessário aumentar a
carga quando se utilizam 3 furos em trincheiras menores que 2,5 metros de
profundidade.
Se as pegas de fogo permitem desmontar rochas, em locais onde seja necessário evitar o
risco de projeções, e conseqüentemente efetuar o seu carregamento através de meios
mecânicos.
22
Tabela II - Diâmetro de perfuração até 40 – 50 mm
1.2.1.5 Pré Rebentamentos
Este tipo de pega de fogo permite desmontar rochas, em locais onde seja necessário
evitar o risco de projeções, e conseqüentemente efetuar o seu carregamento através de
meios mecânicos.
Este método é aplicado a rochas brandas, com estratificação fina ou horizontal ou com
pequenas inclinações.
Têm como características mais notáveis:
Utilização de malha quadrada: E = V (m) = Diâmetro (polegadas)
Altura das bancadas, em metros, variam entre 1 a 1.25 x Diâmetro (polegadas)
Inclinação dos furos mais favoráveis: 45º
Sub-furação inferior a 0,5 x V
Consumos específicos compreendidos entre 100 e 200 gr/m3
Devem usar-se explosivos muito insensíveis ao choque, nomeadamente
Emulsões
O número de filas de furos pode ser ilimitado
É usual utilizar perfuradores de martelo á cabeça e com calibres de 2” ½ e 3” ½.
Naturalmente, todos estes parâmetros são em função da potência e capacidade do
equipamento que irá fazer a remoção dos escombros.
23
2 Desmonte em Trabalhos Subterrâneos
A construção de túneis ou galerias, recorrendo às pegas de fogo, é uma técnica que ao
longo dos últimos anos, tem conhecido um grande desenvolvimento.
A introdução de novos equipamentos, novos métodos de exploração e os fatores
econômicos, são alguns dos argumentos, que sem dúvida, contribuíram para a
implantação de novos métodos de realização de pegas de interior.
Abordaremos o tema de uma forma generalizada, dando a conhecer, os aspectos a ter
em conta, na realização de pegas de interior.
2.1 Definição das Zonas na Frente de Ataque do Túnel
(Galeria)
A única superfície livre que as pegas têm, é à frente de ataque, o que significa que se
efetuam em condições de grande confinamento.
Quanto menor é a secção da frente de ataque, mais confinada está à rocha, o que implica
maior consumo de explosivo para realizar o desmonte e conseqüentemente um aumento
de carga específica.
Em qualquer galeria ou túnel distinguem-se cinco partes fundamentais:
Caldeira;
Contra caldeira;
Desmonte;
Contorno;
Sapata;
Zonas de rebentamento em galeria
24
2.1.1 Zona de Caldeira (A)
Na zona de Caldeira, encontram-se furos que podem ou não ser carregados na sua
totalidade, tendo como principal objetivo, a criação de uma cavidade inicial na frente de
ataque, permitindo que os furos posteriores, encontrem o espaço livre necessário à
remoção da rocha faturada.
Habitualmente a caldeira está situada no centro da galeria ou túnel, mas não é
necessário ser assim.
Nos furos de caldeira há que ter em conta:
a) o paralelismo dos furos, pois um pequeno desvio de 1 ou 2 graus, provoca a
obtenção de um menor rendimento do explosivo utilizado, implicando também
um menor avanço da frente, pois a superfície livre gerada é mais pequena,
havendo na maioria dos casos um conseqüente aumento do consumo específico
do explosivo;
b) Devem ser usados detonadores de microretardo (30ms), mas com números da
série que não sejam muito defasados, a fim de evitar que alguns furos possam ser
danificados dos anteriores.
Existem vários tipos de esquemas de furação para a zona de Caldeira,
dependendo a sua aplicação de variados fatores que vão desde as características
da rocha a explorar, até ao tipo de equipamento que está ao dispor. No entanto,
os mais conhecidos são:
2.1.1.1 Furos de Caldeira Paralelos
São usados três furos vazios, sendo os restantes carregados. Para rochas muito duras,
pode usar-se uma variante, que consiste em alargar a dimensão da caldeira, alternando
os furos vazios, e carregados (caldeira em cremalheira). Em rochas de dureza
intermédia, são freqüentes os valores de a = 15 cm, b = 20 cm e c = 30 cm.
É muito importante o centrado dos furos que saem primeiro.
É um esquema muito usado em minas de carvão, onde pode estar standarizado. As,
distâncias, “a” e “b” variam em função do tipo de rocha a explorar, mais são normais os
valores de 0,15-0,20m, para um avanço de 2,40m.
25
O esquema Sarrois usa um furo central vazio. Este furo servirá de saída, assim como as
partes vazias dos restantes furos.
2.1.1.2 Furos de Caldeira em Cunha
Os esquemas de caldeira com furos em cunha usam como superfície livre, a frente da
galeria. O uso destes métodos está condicionado pelo tipo de equipamento ao dispor e
pela largura da frente, visto ser necessário efetuar furos com determinado ângulo.
Os furos são realizados com diferentes comprimentos e ângulos. As cargas operantes
são duplicadas, pois é necessário fazer o disparo de duas em duas filas simultâneas.
É utilizado em maciços que apresentam uma estratificação próxima da horizontal ou
com uma pequena pendente, sendo realizados furos de pequeno comprimento.
Apresenta poucas projeções, podendo ser vantajoso quando aplicado numa exploração
em que é necessário entivação.
2.1.2 Zona de Contra - Caldeira (B)
A Contra - Caldeira é apresentada pelos furos realizados em torno da caldeira, tendo por
objetivo aumentar o espaço criado pelos furos daquela.
26
Nos furos de contra - caldeira há que ter em conta:
a) que todos os furos efetuados nesta zona devem ser carregados;
b) que devem ser utilizados detonadores de microretardo (30ms).
2.1.3 Zona de Desmonte (C)
Os furos efetuados na chamada zona de desmonte abrangem a área compreendida entre
a contra - caldeira, o contorno e zona de sapateira.
São estes furos, os responsáveis pelo desmonte do maior volume de rocha da frente.
Tendo um esquema de furação mais aberto que nos casos anteriores, apresentam menor
consumo específico de explosivo.
Os furos da zona de desmonte podem ser considerados com rotura predominante para
baixo, ou predominante para cima. A seguir apresenta-se um quadro em que são
traduzidos alguns valores referentes aos furos da zona de desmonte.
27
Nos furos da zona de desmonte há que ter em conta:
a) no carregamento destes furos, pode-se utilizar um explosivo de menor
densidade, tendo em conta o posicionamento dos furos na frente e a influência
que a ação do peso próprio da rocha (gravidade) tem relativamente a esse
posicionamento;
b) devem ser usados detonadores de retardo (500ms), pois mantêm o escombro
mais concentrado, aumentando o rendimento do equipamento de carga.
2.1.4 Zona de Contorno (D)
Os furos de Contorno são responsáveis pela definição da secção do túnel, no teto e nos
hasteais. São sempre realizados com uma inclinação que permita a regularidade das
dimensões do túnel, ao longo da sua abertura. Os detonadores usados são os de retardo
(500m/s).
2.1.5 Zona de Sapata (E)
Os furos realizados na zona de sapata, definem a regularidade do piso e a distância teto-
piso. Em geral, são os últimos a serem disparados, e os que têm maior quantidade de
explosivo por furo, visto que têm maior suporte com todo o material já saído
anteriormente.
São usados, detonadores de retardo 500ms para efetuar o disparo.
28
2.2 Considerações sobre Trabalhos Subterrâneos
a) Pode-se considerar que um avanço aceitável da galeria (túnel), por disparo
efetuado, ronde os 85 a 90% do comprimento dos furos;
b) Os diâmetros de 45 a 51 mm são os mais comuns nos furos de galerias, pois
com diâmetros menores aumentam-se o consumo vibrações;
c) Nunca usar os finais de furos rebentados, para furar os seguintes, sem efetuar
uma boa limpeza dos mesmos;
d) O avanço da galeria por disparo efetuado depende do comprimento dos furos
(que logicamente depende do equipamento ao dispor), variando esse
comprimento em função do diâmetro de furação.
e) O avanço da galeria depende também das características da rocha como:
Dureza da rocha;
Fraturação do maciço;
Alteração da rocha (meteorização);
Características da rocha encaixante.
f) Ao definir-se um ciclo de trabalho há que ter em conta:
Perfuração da pega;
Carregamento dos furos;
Disparo da pega;
Carregamento do escombro;
Transporte do escombro.
Pretende-se obter o melhor rendimento com o equipamento ao dispo.
Tempos de ciclo menores, é o pretendido, mas o que interessa é manter a regularidade
dos desmontes;
g) Quando temos fissuração perpendicular aos furos, deve-se diminuir a carga de
fundo, mas manter o comprimento dos furos, por forma a obtermos uma frente mais
regularizada;
h) Para evitar projeções de escombro e diminuir a Onda Aérea nas galerias, há
que:
Não carregar excessivamente os furos;
29
Fazer um bom atacamento, de preferência com cartuchos de argila; pois
esse bom atacamento permite um melhor funcionamento do explosivo,
evitando a saída dos gases pela boca do furo;
Efetuar uma boa temporização da pega.
2.3 Exemplos de Dimensionamento de uma Pega de Fogo em
Trabalhos Subterrâneos
O exemplo presente aborda a elaboração de um projeto, de abertura de uma galeria de
acesso, a um poço de extração de minério. A rocha a remover, é um calcário de média
dureza.
A galeria tem uma secção com medidas aproximadas de 20 m², tendo uma extensão de
35 metros.
O método de remoção da rocha da frente de trabalho engloba a execução de furos, que
posteriormente são carregados com explosivo, procedendo-se ao seu rebentamento.
Todos os trabalhos de perfuração são executados com recurso a um jumbo eletro-
hidráulico, equipado com braços telescópicos, com martelos hidráulicos. O diâmetro de
perfuração usado é o 1” ¾ (45mm).
Os explosivos a utilizar nas pegas de fogo são os seguintes:
Gelamonites 33 para:
o Carga de fundo de todos os furos;
o Carga integral dos furos de sapata;
o Todos os casos em que a existência de água não permite o uso de
outro tipo de explosivo.
A dimensão dos cartuchos a utilizar é o de 32 x 200 (mm), com um, peso aproximado
de 228 gr de explosivo.
Amonite 1 para:
o Carga de coluna de todos os furos, com exceção dos furos de
sapata.
A dimensão dos cartuchos a usar é o de 25 x 140 (mm), com um peso aproximado de 76
gr de explosivo.
30
Os detonadores usados são:
Para a zona da caldeira e contra-caldeira, detonadores elétricos de
microretardo de 30ms, com tempos da série de 0 a 15, representados no
diagrama de fogo com numeração árabe.
Para a zona de desmonte, contorno, hasteais e sapatas, detonadores
elétricos de retardo 500ms, com tempos da série de 2 a 9, representados
no diagrama de fogo com numeração romana.
No centro da secção, serão realizados 3 furos, com diâmetro de 1” ¾, que ficarão por
carregar, tendo por objetivo a obtenção de espaço livre, que facilite a saída da rocha da
frente de trabalho.
Todos os furos do diagrama, terão um diâmetro de 1” ¾, sendo realizados com uma
profundidade de 3,2 metros.
De forma a que se possa garantir um avanço da frente por disparo, dentro de valores que
rondarão os 85 a 90% da profundidade dos furos, há que assegurar o paralelismo, entre
os furos das zonas de Caldeira, Contra- Caldeira e Desmonte. Os furos de Contorno
Hasteais e de Sapateira, serão realizados com ligeira inclinação para for a do contorno
da secção, por forma a garantir as dimensões da mesma ao longo do desenvolvimento
dos trabalhos.
Nas folhas seguintes serão apresentadas as tabelas de cálculo referentes ao
dimensionamento do Diagrama da Pega de Fogo, onde estará incluído o croqui da frente
de trabalho.
31
Distribuição furos pelas zonas da secção
Distribuição tempos de disparo dos furos
* TIPO ROCHA: CALCÁRIO DUREZA MÉDIA
* EXPLOSIVO USADO: CARGA FUNDO:GELAMONITE 33
CARGA COLUNA:AMONITE 1
* DIÂMETRO FUROS: 1” ¾ (44mm)
* DIMENSÃO/PESO (cartuchos): Gelamonite 32x200(mm)/228 gr. Papel parafinado
Amonite 1: 25x140(mm) / 76 gr. Papel parafinado
32
SECÇÃO: 20 m²
VOLUME DESMONTE: 58 m²
CARGA TOTAL PEGA: 103 Kg
C.ESP.: 1,7 Kg/m²
C.ESP.CALDEIRA: 11,6 Kg/m³
33
3 Demolições várias inerentes a trabalhos de
construção civil
A demolição de estruturas por meio de explosivos é um método rápido, embora
tecnicamente provoque os destroços totais dessas estruturas. Na maioria dos casos este
método é mesmo do ponto de vista de segurança no trabalho com vantagem em relação
à demolição manual ou por máquina.
O princípio que estabelece a destruição de uma estrutura reside na criação de condições
que anulem a estabilidade e em alguns casos que eliminem a rigidez da estrutura. Por
isso diferentes métodos de explosão são usados para alvenaria de pedra, de tijolo e para
betão armado, ou estruturas de aço. Geralmente cada, trabalho de demolição é um
problema único e original que requer um estudo especial.
3.1 Trabalhos de Destruição / Demolição de estruturas com
explosivos (Implosão)
3.1.1 Princípios gerais do trabalho de demolição
Na construção de alvenaria, o essencial é que o centro de pressão deve afastar – se das
juntas, formando um ângulo de fricção e a pressão máxima numa junta terá de exceder a
força compreensiva do material de construção. A destruição das condições de equilíbrio
causa a queda da estrutura e a desintegração da alvenaria.
Assim, a destruição de uma estrutura por meio de cargas explosivas produz uma banda
continua de destroços de alvenaria. (O chamado resíduo da destruição), que separa a
estrutura das suas fundações e provoca a queda por gravidade da restante estrutura por
cima dos resíduos de destruição.
Quando estas partes colidem sobre as fundações por baixo dos resíduos de destruição, a
força de pressão nas juntas excede a força que as equilibra, e com a inclinação
simultânea pilares da estrutura, o regime de equilíbrio é alterado e a alvenaria
desintegra-se pelas suas juntas.
34
No caso do betão armado e das estruturas de aço, não é usual (ou pouco razoável)
destruir completamente o material de que é composta a estrutura; na maioria dos caos é
preferível dividir a estrutura em partes e provocar a instabilidade de tal modo que
possam, depois do colapso e queda, ser afastado com segurança ou dividido com
explosões secundários de taqueio, de modo, a que possam ser removidos e carregados.
O propósito principal é provocar a queda por gravidade da estrutura.
3.1.2 Parâmetros de destruição das estruturas de alvenaria e de betão
Para o cálculo das cargas explosivas, deve-se tomar em conta que a detonação da carga
atue no local em duas fases.
Na primeira fase, o efeito da explosão produz no material uma onda de força de pressão
que, na grande proximidade da carga, excede enormemente a força aglutinadora de
coesão de material. Como a onda de energia está a ser consumida no meio, a pressão
frente da onda decresce rapidamente, distanciando-se da carga e desce abaixo da força
aglutinadora do material de modo que apenas o esforço transverso e as forças de tração
podem ter algum efeito.
Ao provocar o choque numa superfície plana (interface entre o material e o ar), a onda
de força é refletida e retoma como onda de tração; se a sua energia (dependente do
35
tamanho da carga) for suficiente para ultrapassar a força de tração do material, haverá
no local uma maior desintegração.
Na segunda face, a pressão dos gases desenvolvidos pelos explosivos comprime o
material para fora da cratera e provoca a sua desintegração, uma desintegração
secundária.
O essencial é fazer uma cratera com a forma de um cone cujo peso (capacidade) W seja
igual ao raio da sua base rK (cratera standard). O vértice do cone situa-se no centro de
uma carga W concentrada.
Como ângulo do vértice do cone é de 90º, a cratera fica retangular com um índice
(forma característica).
m = rK = 1
W
Para que uma carga de uma dada dimensão possa produzir apenas uma cratera assim a
faixa de desintegração do material S deve interceptar a superfície livre da circunferência
da base do cone.
Com condições constantes (distância da carga da superfície livre = á capacidade, tipo de
explosivo, material a destruir), uma alteração nas dimensões da carga conduz a uma
alteração na potência e energia das ondas de pressão. O ângulo do vértice da cratera
depende da potência do impacto desejada; o seu limite máximo fica apenas limitado por
36
necessidades de ordem prática (distância permissível do material a dispensar, custo do
explosivo, etc.).
A fórmula básica para o cálculo de uma carga concentrada é:
W=K3 W³ f (m) = k3 w³ ((1+m²)/2)²
Onde:
W – peso da carga em (kg)
f(m)- é a função das características da cratera
K3 – é o consumo específico de explosivo (kg/m3)
W – é à distância (burden) da carga (W)
O coeficiente total K3 depende da potência material, da capacidade de trabalho do
explosivo, densidade da carga, capacidade de desagregação do material a ser
desintegrado, modo colocação da carga, estes valores estão tabelados.
Como no trabalho de demolição a maioria dos coeficientes parciais são constantes é
usada na prática a seguinte fórmula simplificada: W= w3 1p1 1t
Em que: 1p 1 é o coeficiente total
1t é o coeficiente de resistência
A cratera acima descrita é uma cratera de um só lado.
Geralmente as cargas são colocadas no centro da espessura da alvenaria. Produz-se,
assim, na explosão uma cratera de dois lados. A sua forma imaginada é representada por
dois cones com um eixo comum e um vértice comum no centro da carga concentrada.
37
Mesmo a distribuição de energia explosiva é diferente daquela relativa á cratera de um
lado; na prática é calculada usando as mesmas fórmulas.
A determinação correta do efeito produzido pela carga é de considerável significado no
trabalho de destruição. As quantidades de resíduo de destruição devem formar uma
faixa contínua e nenhuns restos de alvenaria internos (intocados), os quais poderiam
afetar o carregamento de toda a estrutura, devem ser deixados entre as cargas
individuais. Ao calcular as quantidades de carga para a desintegração e colapso, a
condição para a desintegração do material entre as cargas é satisfeita pela relação:
αW = (0,5 a + W)²/2w²
Em que:
a – é a distância entre duas cargas adjacentes (espaçamento da carga)
Para α = 1 valor ideal é a= 0.83 W
Ao calcular as cargas para a explosão, a condição do efeito dessa carga fica satisfeita
acima dos espaçamentos a=2W
A mesma relação pode ser aplicada ao trabalho de cargas colocadas em duas ou mais
filas, uma por cima da outra.
38
É possível espacejar as cargas de modo a permitir que uma faixa inteira de alvenaria
seja preservada entre duas outras faixas de alvenaria desintegrados e projetados para
longe.
As estruturas de betão simples são demolidas de um modo semelhante ao usado para
estruturas de alvenaria.
3.1.3Parâmetros de destruição de betão armado e estruturas de aço
Um método diferente deve ser usado para a destruição de betão armado e de estruturas
de aço. Neste caso, o resíduo de destruição não tem geralmente a forma de uma banda
continua produzida pelas cargas. Estas são espacejadas de modo que o seu efeito é
anular a estabilidade da estrutura e separar os elementos estruturais individuais.
Para estruturas de betão armado, deve fazer-se uma dupla determinação (cálculos) das
cargas. Calcula-se a desintegração do betão, e outro cálculo para o corte das armaduras.
As cargas utilizadas para betão são encontradas do mesmo modo que as de alvenaria,
contando com a diferença de propriedades física - mecânicas do tipo de betão. As cargas
usadas para a destruição de armaduras de aço são calculadas de acordo com a dimensão
de aço a destruir.
39
Como a destruição individual completa de uma estrutura de betão armado requer uma
carga total demasiado elevada e, especialmente como as cargas parciais necessárias para
destruir a armadura, são geralmente grandes (conjuntamente com o perigo d uma
dispersão descontrolada de fragmentos de betão, ao passo que a armadura de aço é
removida por outro processo (por exemplo, corte). Os cortes de destruição usados para
estruturas de betão armado são do mais simples tipo de múltiplo alinhamento.
A localização do corte de destruição e a colocação e quantidade de cargas a usar na
destruição do betão armado, assim como de uma estrutura de aço, requerem sempre um
exame estático (a construção é deslocada apenas pelo seu próprio peso) e uma decisão
quanto aos elementos que podem ser ou não completamente destruídos ou, pelo menos
previamente danificados (por exemplo: vigas em estruturas armadas, enfraquecimento
das secções cruzadas ao longo do eixo neutro no lugar da futura carga, interrupção da
ligação da armadura no lugar onde a tensão deveria provocar a inclinação ou queda de
pilar, etc.).
Na destruição de estruturas de aço usam-se cargas de efeito dirigido baseadas no efeito
mecânico dos explosivos considerando que ele se intensifica quando realizamos na base
da carga, em contato com o objeto a destruir, uma cavidade de forma cônica.
Este efeito é conhecido como efeito de Munroe ou efeito de Munroe-Neumann e
explica-se pela obtenção duma resultante da composição das forças, representantes das
ondas de choque, que se formam a partir da superfície cônica e se dirigem para o seu
eixo de revolução – Cargas Cônicas.
40
Poder-se-á estabelecer o seguinte formulário:
Vigas em T (de ferro ou aço)
C= 64 x H² x W
Em que:
c – peso da carga em kg
H2- Distância do pavimento da rua á parte inferior da viga em metros.
W- espessura da viga em metros
Mínimo valor para H e W (0.30m)
Em que D é o diâmetro em cm da secção a ser cortada.
Esta fórmula é usada também para o aço de construção em varões que tenham um
diâmetro inferior a 2.5 cm nos quais é difícil colocar as cargas bem em contato.
Na destruição de estruturas de aço geralmente são usada coberturas ou barragens.
Contudo, como estas cargas não podem ser completamente envolvidas, tornam-se tão
volumosas que as ondas aéreas ficam muito violentas para serem usadas numa
destruição urbana. Por isso, por vezes perfura-se o metal e colocam-se cargas nos
cruzamentos aninhados dentro do metal, chamados “mud caps”.
A fórmula para os cálculos de “mud caps” é:
W = F K
41
Onde:
w- peso da carga em gr
F- secção do cruzamento do elemento cm²
K- consumo específico de explosivo g/cm²
Alguns valores correntes de K são:
50 gr/cm² para betão com armadura circular
50 a 75 gr/cm² para aço de secção circular
Estas cargas são empregadas normalmente apenas em estruturas de aço, onde
praticamente nenhum outro método é possível.
Por outro lado deve-se utilizar concentração de carga para evitar efeito de dispersão.
A fim de minimizar o efeito da carga, tiram-se vantagens da possibilidade de
enfraquecer (ou diminuir) a secção ao longo da linha neutra.
3.1.4 Fundamentos do trabalho de demolição
Os princípios de cálculo dados aplicam-se a estruturas com as cargas explosivas
colocadas no centro de gravidade das secções. Isto pode ser feito se a resistência do
material for à mesma em ambas as direções.
Em estruturas em que o efeito de ARCO tem de ser considerada (Arcadas, chaminés
etc.), a carga é colocada de modo que a resistência em relação a ambas as paredes livres
seja a mesma. Na maioria dos casos será suficiente igualar a resistência desviando o
centro de gravidade da carga cerca de 10% do conjunto na direção da face do arco, para
que a carga ultrapasse a resistência.
42
O formato arco também tem que ser considerado para a demolição das chaminés de
fábricas onde, adicionalmente, se pretende que a carga colocada produza um corte na
direção desejada para a queda da chaminé.
Segue-se um processo semelhante com paredes que tenham uma superfície livre (muros
de suporte, paredes de cave, etc.) onde o valor de desvio do centro de gravidade da
carga na direção da parede, depende das propriedades físicas-mecânicas
(particularmente da compressibilidade) do material (rocha ou terreno) situado por detrás
do muro de suporte ou parede.
43
3.1.5 Explosivos
Os explosivos usados para demolições devem ter elevadas velocidades de detonação.
Esta necessidade é satisfeita por explosivos gelatinosos (Base NG.) e por explosivos a
base de PETN (Pentrite ou Hexogênio).
Os explosivos líquidos água-gelatinizada podem ser despejadas ou bombeadas.
Os explosivos de Nitrato de amônio (polverentos) são absolutamente impróprios, para
este tipo de trabalho assim como a pólvora.
Para a destruição de estruturas de aço só os explosivos plásticos à base de PETN ou
Hexogênio e TNT são satisfatórios. Para controlar a explosão usam-se detonadores
temporizados com atraso.
Como as cargas utilizadas no trabalho de demolição são calculadas para a desintegração
de alguns elementos construtivos, acontece dispersão do material desintegrado, o que é
indesejável em áreas habitacionais
Estes efeitos secundários são por isso minimizado ou pelo uso de uma proteção ativa
(que evita a dispersão do material) ou por uma proteção passiva (a dispersão do material
não é evitada, mas as estruturas em perigo são protegidas contra os efeitos da
dispersão). Em alguns casos, são combinados estes dois métodos.
O efeito adicional da onda aérea é muitíssimo perigoso, especialmente com as cargas
usadas para estruturas de aço. Devemo-nos recordar que 85% de um edifício é ar. Com
cargas enterradas usadas para alvenaria ou estruturas de betão armado, este efeito tem
que ser apenas considerado na vizinhança próxima da estrutura a demolir.
44
Usa-se por vezes estacionar camiões em frente das montras das lojas de frente para a
obra, para bloquear a onda aérea, e pendurar esteiras de polietileno para aparar
estilhaços.
Na destruição de estruturas de grandes dimensões onde as coberturas e as lajes não
foram previamente destruídas ocorre uma súbita mudança nas condições de pressão
(maior ou menor) que pode afetar o conjunto das estruturas circundantes.
3.1.6 Efeito sísmico das demolições
O efeito sísmico de uma demolição é causado em principio pela detonação das cargas.
Um fator que contribui para a sua moderação é a distribuição das cargas em furos
previamente abertos por meio de martelo perfurador, o número por vezes é de algumas
centenas, com uma quantidade de explosivo por buraco de 0,1 a 0,5 kg.
O impacto é reduzido pelo atraso verificado na ignição dos detonadores de atraso, pois
normalmente se dá a explosão entre 2 a 30 Kg de explosivos. Simultaneamente,
portanto a detonação é por cargas parciais.
Outra fonte é a queda da estrutura destruída. A intensidade de vibração sísmica devido a
explosões depende da colocação e localização das cargas. Habitualmente o efeito
sísmico dos explosivos prevalece acima do choque devido à queda do edifício.
3.1.7 Lista de pesquisa pré-demolição
Indicam-se uma lista de pontos a serem investigados, quando se vai empreender um
trabalho de demolição por meio de explosivos.
Pontos a serem analisados:
a) Propriedade e assuntos legais
b) Arredores.
c) Árvores.
d) Pavimentos inferiores.
e) Arruamentos e acessos ao local.
f) Energia, água e esgotos.
g) Fotografar o local.
h) Precauções especiais. Ligação com autoridade.
45
i) Ocupação da via pública (lojas, armazéns, etc.).
j) Encerramento ou desvio de ruas (tráfego).
k) Infrações.
l) Planeamento.
m) Vedações e andaimes
n) Supervisão da obra.
o) Demolição.
p) Operações no terreno.
q) Roupa protetora e material de segurança.
r) Homem no total.
s) Equipamento e maquinaria.
t) Explosivos.
u) Propriedades adjacentes
v) Acabamentos.
Especificação típica e condições de um contrato:
a) Propósito do contrato.
b) Inspeção da propriedade.
c) Fogos no local.
d) Proteção do público e tráfego de veículos.
e) Planta.
f) Água.
g) Restos recuperados.
h) Proteção da propriedade.
i) Eletricidade, gás, telefone, água – abastecimento.
j) Ruas temporárias.
k) Velhas construções para desmoronar.
l) Velhos materiais.
m) Incômodo do pó.
n) Controlo de ruído.
o) Bem – estar e medidas de segurança.
p) Seguro.
q) Acabamento do trabalho. Limpeza
46
4 Em trabalhos de Obras públicas dentro de água
4.1 Obras submarinas
A realização de obras submarinas depende muito das condições do vento, maré e
tempos locais.
As técnicas são semelhante ás usada em terra, mas dado, que a preparação dos
explosivos se terá por vezes de fazer em embarcações ou navios, dever-se-á observar
sempre as mais estritas medidas de segurança durante o manuseamento de explosivos,
pois qualquer descuido proveniente de excessiva familiaridade com material de
demolição, pode dar origem a conseqüências desastrosas.
A bordo não preparar cargas no convés com radar, os TSF a funcionar (freqüências
superiores a 3000 Kc/s ou de grande e média potência).
Não preparar cargas durante tempestades elétricas, sinalizar a área de demolição e
fiscalizá-la.
No caso de explosões submarinas certificar-se, que não há ninguém na água, caçadores
submarinos ou banhistas nadando á superfície.
Os meios de transmissão de fogo seja elétrico ou pirotécnico, deverão ser seguros e
ligados através de bóia e poita bem fixadas.
A melhor maneira de localizar o efeito de uma explosão numa direção é usar cargas
fiscais ou direcionais (efeito Munroe). Se envolvido um cone (geralmente de metal) e
colocarmos uma carga explosiva estando à base do cone a certa distância de um alvo e a
fizermos detonar, verifica-se que abriu um orifício profundo no alvo.
Se em vez de um cone usar uma calha com a secção reta de um M, obteremos no alvo
uma fenda profunda.
Para uso subaquático de tais cargas, é preciso proteger o cone ou
a calha com uma caixa estanque de altura igual a ¾ do diâmetro.
Para distribuição de rochas submersas (xistos, calcários, granito,
basalto), é usual usar-se a carga de demolição de TNT.
Esta carga provoca um efeito cratera de 1,50 x 0,80 m.
Tem corpo em plástico anti-choque e anti–estático, de cor verde azeitona.
47
Peso da carga 9 kg
Peso do explosivo 6,7 kg
As distâncias de segurança indicadas são em grande parte dependente do tipo de rocha e
do seu grau de alteração bem como, das medidas de segurança a respeitar.
Para se destruírem rochas devem abrir-se orifícios na parede da rocha com ferramentas
pneumáticas. Estes orifícios preenchem-se depois com explosivo plástico ou TNT.
Normalmente, nestes casos não é necessário “Tamping”.
Quando não há possibilidade de se fazerem os orifícios, em profundidades menores que
duas braças, tornam-se imprescindível um “Tamping”, muito cuidadoso.
Os recifes de coral esboroam-se facilmente utilizando uma série de cargas médias.
Apesar do efeito barragem “Tamping” da água em profundidades superiores a 12 pés é
de ignorar o efeito de barragem. Para um mesmo objeto a destruir, podemos diminuir
48
em 10% o peso da carga por cada 12 pés de profundidade, obtendo-se os mesmos
resultados.
4.2 Distâncias de segurança
Uma carga de 80 Kg pode ser detonada com segurança a partir de uma pequena
embarcação, a uma distância de 300 metros num fundo de 18 metros.
Para 2700 kg a 390 metros á mesma profundidade 18 metros na condição anterior
Para pequenas cargas de 2,5 kg a 4,5 kg devemos guardar sempre pelo menos a
distância de 100 metros.
Esta lógica é correta sempre que a profundidade for superior a 6 metros.
Se um explosivo for detonado debaixo de água, os mergulhadores e os nadadores
submarinos devem suspender a sua atividade dentro das seguintes distâncias ao
explosivo.
Cargas de TNT até 250 kg -------------------------- 1500 metros
Cargas de TNT até 250 kg a 600 kg --------------- 2000 metros
Cargas de TNT até 600 kg a 1000 kg -------------- 2500 metros
Cargas de TNT até 1000 kg a 2100 kg ------------ 3000 metros
Distância segura da caixa dos navios:
49
4.3 Demolições de estacas
O arranque de estacaria de madeira cravada nos portos marítimos cravada nos portos
marítimos ou fluviais e nos leitos dos cursos de água é também um problema que pode
resolver-se com explosivos, que se fazem explodir submersos, com os cartuchos
colocados topo a topo na base da estaca, junto ao terreno e usando geralmente o disparo
elétrico.
Convém empregar explosivos gelatinosos. Tratando-se de emprego de explosivos
dentro de água haverá que observar os cuidados especialmente recomendados neste
gênero de trabalho.
Para estacaria redonda utiliza-se a seguinte fórmula prática.
C – carga em grama de explosivo “Goma”
D – Diâmetro em cm
Em trabalhos de remoção de naufragados, destruição de grandes obstáculos é
aconselhável o emprego de dupla iniciação.
As cargas sem atacamento para destruição de viga I, vigas de secção composta, placas
de aço, pilares e outros perfis de aço de construção são calculados pela seguinte
fórmula:
P = 0,027 A
50
Em que:
P – peso do explosivo (TNT) em kg
A – Área em cm² da secção reta do elemento que se pretende cortar
Para calcular cargas de corte de barras, cabos, cadeias, eixos ferramentas, etc., de aço de
alta resistência é usada a seguinte fórmula.
P = 0,072 A
Em que as letras têm o mesmo significado da fórmula anterior.
Se a secção for circular usa- se:
P = 0,072 D2
Em que D é o diâmetro em cm da secção a ser cortada.
Esta fórmula é usada também para aço de construção em varões que tenham um
diâmetro inferior a 2,5 cm nos quais é difícil colocar as cargas bem em contato.
4.4 Explosões submarinas
Uma barreira de bolhas pode ser usada para reduzir o efeito da onda de choque quando
há explosões debaixo de água. Se a barreira é instalada entre a área da explosão e a
construção a ser protegida, as bolhas não podem absorver nenhuma energia, entretanto a
amplitude máxima pode ser abafada. Portanto se a construção não pode tolerar um pico
51
de alta pressão, porém pode resistir a energia total de onda de choque, uma barreira de
bolhas eliminará o risco de danos quando houver explosões debaixo de água.
Barreiras pneumáticas para amortecimento de ondas de choque.
As barreiras pneumáticas amortecem as ondas de choque motivadas por explosões
marítimas. Sobre este fenômeno surgem várias teorias, embora nenhuma esteja
confirmada.
A justificação cientifica continua a estar sujeita a investigação, pelo que se tem tornado
difícil tirar conclusões matemáticas. Porém a partir de análise experimental, tem-se
obtido bons resultados com os cálculos efetuados com base na expressão.
Log Pb = k.Q
Pa
A qual define a redução de pressão através da barreira e em que:
Pb – pressão antes da barreira
Pa – pressão após barreira
K – 40 (determinado experimentalmente)
Q – Consumo de ar comprimido por unidade de comprimento da barreira.
Resumidamente a barreira tem o seguinte efeito:
Amortece significativamente a onda de choque frontal;
O tempo de transmissão aumenta com o aumento do consumo de ar
comprimido por unidade de comprimento da barreira;
52
A onda transmitida caracteriza-se por ter baixa pressão e longa duração;
A energia total transmitida é consideravelmente reduzida.
Esta técnica tem sido aplicada com êxito em vários casos, sendo a barreira pneumática
colocada entre a zona de explosão e a zona a proteger.
Em Gotemburgo, Suécia, foi utilizada para proteção de uma comporta em ampliação, no
próximo da qual se verificava a necessidade de remover uma zona rochosa no leito do
canal. A referida zona rochosa teria de ser destruída por explosões que viriam muito
provavelmente a afetar a construção já existente. Montaram-se três barreiras
pneumáticas em paralelo com 25 m de comprimento, cada uma alimentadas com
compressores cuja capacidade totaliza 75 m³/min.
Também foi utilizada esta técnica nos EUA quando da ampliação da central
Termoelétrica de Niágara. A turbina existente foi protegida com uma barreira
pneumática durante as explosões submarinas efetuadas para ereção da Segunda.
Em Portugal, esta técnica também já foi utilizada, tanto no rebaixamento de fundos
quando da ampliação do terminal petroleiro de Leixões, em 1965, como mais
recentemente, no porto de Sines. Em ambos os casos, pretende-se proteger os barcos
fundeados nas imediações.
Top Related