17/4 - Quais os cuidados de um desmonte cuidadoso Carlos Manoel Nieble

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DESMONTES CUIDADOSOS COM EXPLOSIVOS

1. Apresentamos primeiramente os efeitos danosos da escavação com explosivos

sobre as estruturas e o meio ambiente, tais como velocidades de vibração,

impacto de ar, ultralançamento (lançamento acidental de fragmentos) e pressão

hidrodinâmica, caso o desmonte seja subaquático.

2. Os desmontes cuidadosos são utilizados em fundações de hidroelétricas, pontes,

taludes de rodovias e túneis. São também utilizados em obras em zonas urbanas,

quando deve-se preocupar com o desconforto de pessoal. Em desmontes

subaquáticos, além das pressões hidrodinâmicas e seus efeitos sobre estruturas,

a preocupação com a fauna aquática deve ser levada em consideração.

3. Apresenta-se os meios para mitigar esses efeitos, tanto sobre as estruturas

vizinhas como para o meio ambiente, com recomendações de procedimentos.

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METODOLOGIA PARA MINIMIZAÇÃO DE DANOS

1. Devem-se identificar claramente quais são as limitações impostas pelo

meio ambiente circundante: velocidade de vibração, impacto de ar,

ultralançamento e pressão hidrodinâmica, se o desmonte for subaquático;

2. Adotar no projeto inicial leis de propagação aqui apresentadas em função

das condições geológicas e dos acessórios de detonação utilizados;

3. Adotar critérios de segurança e elaborar zonas de risco;

4. Monitorar as primeiras detonações e obter as leis de propagação adaptadas

ao maciço rochoso;

5. Adaptar os planos de fogos para as condições encontradas.

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CONTROLE DE VELOCIDADE DE VIBRAÇÕES Leis De Propagação Em Função Da Carga Por Espera

1. A lei de propagação de vibrações reflete a atenuação do efeito do

explosivo com a distância. Ela utiliza a carga por espera e a distância

escalada como parâmetros principais.

2. O que é carga por espera?

3. É a carga de explosivo que age separadamente por meio de

retardadores que vão desde alguns milissegundos (não menos que

9ms, cuja utilização o meio internacional considera que o desmonte é

instantâneo) até 100, 200 ms, para retardos de cordel, chegando a 700

ms para os tubos de choque (SNETC).

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LEIS DE PROPAGAÇÃO DE VIBRACÕES

Cada lei tem sua faixa de aplicação:

• Lei de Langefors, expressa em função de Q/D3/2, válida para pequenas

cargas por espera a pequenas distâncias, como detonações muito

próximas a residências ou ao meio ambiente;

• Lei de Devine, expressa em função de D/Q1/2, utilizável para cargas

médias por espera a médias distâncias, tais como os desmontes

realizados em fundações de hidroelétricas;

• Lei de Ambraseys & Hendron, expressa em função de D/Q1/3, aplicável

para grandes cargas por espera e grandes distâncias, tais como os

desmontes de minerações.

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EQUAÇÃO MÉDIA E DE MÁXIMA ENERGIA

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OBRAS A CÉU ABERTO

Obra K.máx. n

ANTA SIMPLICIO 1126 -1,33

ECLUSA LAJEADO 904 -1,17

FURNAS 1126 -1,33

LLX - MORRO DA MARIQUITA 1235 -1,38

MINA DE TIMBOPEBA 972 -1,37

MINA ONÇA PUMA 358 -1,11

UHE BAGUARI 6312 -1,23

UHE ESTREITO (ARENITOS) 5511 -1,55

UHE ESTREITO (BASALTOS) 1332 -1

UHE FOZ DO CHAPECÓ 2599 -0,89

UHE JIRAU 1385 -1,28

UHE SERRA DO FACÃO 64 -0,57

1213

286

140

482

19

102

1212

500

354

256

K.média

500

178

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EQUAÇÕES DE MÉDIA ENERGIA

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OBRAS SUBTERRÂNEAS

Obra K médio K máx. n

CVA - LINHA 4 (REBAIXO + TÚNEL) 51 201 -0,81

ESPOLETA ELETRÔNICA 12 33 -0,47

SNETC 12 28 -0,36

METRÔ RIO BARRA - ROCINHA 8 20 -0,28

METRÔ RIO - EMBOQUE BARRA 40 289 -0,91

TRANSRIO 108 533 -1,09

TÚNEL DOIS LEÕES 152 3713 -0,98

UHE FOZ DO CHAPECÓ 423 2359 -1,25

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EQUAÇÕES DE MÉDIA ENERGIA-SUBTERRÂNEO

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CRITÉRIOS DE SEGURANÇA ESTRUTURAL

1. Os critérios de segurança a adotar dependem do tipo de estrutura a preservar,

seu estado, e o meio ambiente.

2. Não é razoável adotar os limites da norma NBR 9653 (21) indiscriminadamente.

Essa norma foi criada para a proteção de edificações nas vizinhanças de

desmonte executados em mineração.

3. Os critérios devem ser diferentes, e dependem do estado atual das edificações

e o tipo das mesmas, seja um talude em solo, ou uma ponte, ou fibra ótica, ou

tubulação de gás, por exemplo.

4. O critério de segurança tem que ser adaptado ao tipo de estrutura a ser

protegida e seu estado atual, sabedores que edificações bem construídas

podem aguentar níveis de vibração superiores às residências mal construídas,

que não tenham travamento nos caixilhos, ou mesmo apresentem gesso de má

qualidade.

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CRITÉRIOS DE SEGURANÇA PARA O MEIO AMBIENTE

1. Recomendamos para o meio ambiente adotar a norma técnica D7.013,

emitida pela CETESB, em 2015, chamada Avaliação e monitoramento

das operações de desmonte de rocha com uso de explosivo na mineração:

Procedimento, que recomenda 4,2 mm/s na resultante, como limite de

segurança ao desconforto.

2. Note-se que esse valor, adotado entre nós, não tem uma base teórica

adequada. Muitos adotam o valor 6 mm/s, mas se o caso for julgado

juridicamente, o valor proposto pela CETESB será utilizado.

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CRITÉRIOS DE SEGURANÇA INTERNACIONAIS

1. Os principais critérios de segurança existentes na literatura

internacional são apresentados no livro, obtido de Mining &

Blasting Files (23), de acordo com diversos países e autores.

2. A tabela mostra claramente que as velocidades de vibração

adotadas como critérios de segurança são função do tipo de

obra, seu estado, e do meio ambiente em que estão inseridos.

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ZONAS DE RISCO DETONAÇÕES NA UHE TUCURUI

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ZONAS DE RISCO EM FUNÇÃO DO ESTADO DAS ESTRUTURAS

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IMPACTO DE AR

PRESSÃO ACÚSTICA (dBL) RESPOSTAS, NORMAS

• 180 Danos a estruturas

• 170 Quebra da maioria das vidraças

• 150 Quebra de algumas vidraças

• 140 Máximo – OSHA

• 134 Máximo – USBM – ABNT

• 128 Nível seguro – USBM,CETESB

• 120 Limite de dor para som contínuo

• 115 Limite de queixas – vibração prato/janelas

• 115 Máximo para 15 minutos – OSHA

• 90 Máximo para 8 horas - OSHA

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ZONAS DE RISCO PARA IMPACTO DE AR

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VARIÁVEIS QUE CONTROLAM O IMPACTO DE AR

VARIÁVEIS QUE CONTROLAM A

OPERAÇÃO Significante Moderada Pequena

Carga máxima por espera X

Retardo X

Afastamento e espaçamento X

Tampão (dimensão) X

Tampão (tipo) X

Comprimento da carga e diâmetro X

Ângulo do furo X

Direção da iniciação X

Carga total do fogo X

Cordel coberto ou não X

Confinamento da carga X

VARIÁVEIS FORA DE CONTROLE DA

OPERAÇÃO Significante Moderada Pequena

Superfície do terreno X

Tipo e profundidade do capeamento X

Vento e condições do tempo X

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IMPACTO DE AR E VIBRAÇÃO EM DESMONTES A CÉU ABERTO

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ULTRALANÇAMENTO Dos aspectos dos explosivos, é considerado o mais danoso, pois pode matar, e

interferir no cronograma de obra, pois ela pode ser paralisada.

Ultralançamento é o termo usualmente empregado para expressar a inesperada

projeção de fragmentos de rocha a grandes distâncias. Tais fragmentos são também

chamados pombos correio, ou fly rock.

A principal causa é devida ao fato dos gases encontrarem fendas através da rocha e

por elas passarem a altas velocidades, numa forma concentrada e unidirecional,

arrastando consigo pequenos fragmentos que são atirados a longas distâncias.

ULTRALANÇAMENTO INTERNACIONAL

Análise de 27 anos de acidentes nos E.E.U.U. (1978 - 2005) ocorridos em mineração a

céu aberto, revelam que o ultralançamento foi a segunda maior causa responsável

por acidentes. Outra analise recente demonstrou que entre 1994 e 2005 (12 anos) os acidentes fatais e não fatais para as minerações representam 19% dos acidentes de

detonação. De todos os fenômenos ligados ao desmonte, e que agem maleficamente

em relação ao meio ambiente, o ultralançamento é o que causa acidentes fatais em

maior intensidade. É importante lembrar que o ultralançamento pode geralmente ser

acompanhado de impacto de ar.

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HISTÓRICO SOBRE O ULTRALANÇAMENTO

O ultralançamento em mineração, em fogos não cobertos, poderia atingir 1 000 m ou mais, segundo estatísticas

Lundborg (ver adiante) elaborou uma estatística de fogos de engenharia civil não cobertos, que para perfuração de 2 ½” (64 mm), pode chegar a 500m, segundo estatísticas

Cintra e Nieble, aplicaram o Desmonte Não Agressivo a várias obras e chegaram à seguinte formulação, para frentes regulares de bancada:

ZD (zona de segurança)=K.Rc.D²/³

Onde K = 64 para desmontes livres de cobertura

K = 28 para desmontes cobertos

K = 14 para desmontes muito bem cobertos muito próximos a comunidades

Para furação de 64 mm, e razão de carregamento de 0,4 kg/m³, obtém-se os valores de 400m, 180m e 80m.

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ULTRALANÇAMENTO INTERNACIONAL Ultralançamento é um problema estatístico, tanto é que os USA fazem este controle há mais de 40 anos

Lundborg propôs a seguinte lei, baseada em planos de fogos cuidadosos em desmontes não cobertos para engenharia civil:

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RECOMENDAÇÕES DE BOAS PRÁTICAS PARA DESMONTES EM ZONAS URBANAS

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DIRECIONAMENTO DO ULTRALANÇAMENTO

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POSSÍVEIS TRAJETÓRIAS DO ULTRALANÇAMENTO

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ACIDENTES COM ULTRALANÇAMENTOS NO BRASIL COM DESMONTES NÃO COBERTOS Observação geral: A maioria dessas ocorrências deve-se a pequenos fragmentos, que na maioria das detonações não são visualizados.

• Na pedreira da LLX em Sepetiba um ultralançamento oblíquo ocorreu até 287m, suspendendo a obra por 3 meses;

• Implantação da Ferrovia do Aço em São João Del Rei: morte de criança de 12 anos que estava dormindo em sua casa posicionada a 500 m da frente de escavação;

• Pedreira industrial na cidade do Rio de Janeiro: morte do funcionário-contador da empresa que permaneceu no escritório da empresa situado a 300 m da frente, no horário de almoço utilizado para as detonações;

• Mineração de ferro próxima de Belo Horizonte: morte de funcionário de empresa de bebidas que estava consertando uma geladeira no interior do refeitório da Mina, situado do 500 m da frente de detonação;

• Obra de duplicação da BR-232 em Pernambuco, morte de criança de 8 meses, que estava dormindo em sua casa situada a 200 m da frente de detonação;

• Pedreira em Cariacica-ES, lesão séria-amputação do braço de um homem paraplégico-, atingido em frente a sua residência situada a 400 m da frente de detonação.

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DESMONTE AGRESSIVO E NÃO AGRESSIVO - DNA

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CARREGAMENTO DO FURO PARA MINIMIZAR ULTRALANÇAMENTO

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UTILIZAÇÃO DE BORETRACK E PERFILAGEM A LASER

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COBERTURAS DOS DESMONTES

• BIDIM PARA PERMITIR A PASSAGEM DOS GASES

• SOLO LOCAL SEM FRAGMENTOS

• BLAST MATS DE AÇO OU PNEUS

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PRESSÃO HIDRODINÂMICA A ROLHA DE PIRAPORA

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EQUAÇÃO DE NIEBLE-CINTRA PARA PRESSÃO HIDRODINÂMICA

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CRITÉRIOS PARA REBAIXAMENTO DA CALHA DO TIETÊ

VIBRAÇÃO ESTRUTURA VELOCIDADE DE VIBRAÇÃO

(MM/S MÁXIMO)

Ponte 50 a 178 (1)

Rocha 50 a 380 (2)

Urbana 15 (ABNT)

Hospital 6

Edifício histórico 7

Duto 50

Galeria em bom

estado 150 a 300

Galeria em estado

deformado 70 a 100

Poços 50

Estação telefônica 50

Estação de televisão 35

Torres de alta

tensão 50

Fauna (3)

Ser humano 4,2 (CETESB)

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CRITÉRIOS DE SEGURANÇA ADOTADOS NA UHE MASCARENHAS DE MORAES

Estrutura Velocidade de vibração

(mm/s)

Comporta 100

Concreto 300

Conduto forçado da turbina 60

Relê 36

Estrutura Pressão Hidrodinâmica

(Atm)

Comporta 1,7

Concreto 3

Conduto forçado da turbina 1,6

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DESMONTE CUIDADOSO PRÓXIMO A CONCRETO, EM ÁREA DENSAMENTE POVOADA

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DESMONTE NÃO AGRESSIVO - DNA

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Obrigado!