FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO

Departamento de Transportes e Obras de Terra

Aplicação de explosivos em trabalhos de construção civil

São Paulo

2012

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Erico Aliaga Cavaleiro - 10102030

Aplicação de explosivos em trabalhos de construção civil

Prof. Ricardo

Disciplina: Terraplenagem

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Uma paixão forte por qualquer objeto assegurará o sucesso, porque o desejo pelo

objetivo mostrará os meios.

William Hazlitt

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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

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4.1 Obras submarinas ...................................................................................................... 46

4.2 Distâncias de segurança ........................................................................................ 48

4.3 Demolições de estacas .......................................................................................... 49

4.4 Explosões submarinas ............................................................................................... 50

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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)

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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.

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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

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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.

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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,

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.