tudo sobre plano de fogo

8/12/2019 Tudo Sobre Plano de Fogo

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OUSO DE EXPLOSIVOS NA ESCAVAODE TNEIS: IMPLEMENTAO DO

DIMENSIONAMENTO DE DIAGRAMAS DEFOGO EM FOLHAS DE CLCULO

JOS FERNANDO DE CARVALHO MARTINHO

Dissertao submetida para satisfao parcial dos requisitos do grau de

MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL ESPECIALIZAO EM GEOTECNIA

Orientador: Professor Doutor Antnio Milton Topa Gomes

Co-Orientador: Professor Doutor Henrique Srgio Botelho de Miranda

FEVEREIRO DE 2012


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MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2011/2012

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Tel. +351-22-508 1901

Fax +351-22-508 1446

[email protected]

Editado por

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Rua Dr. Roberto Frias

4200-465 PORTOPortugal

Tel. +351-22-508 1400

Fax +351-22-508 1440

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http://www.fe.up.pt

Reprodues parciais deste documento sero autorizadas na condio que sejamencionado o Autor e feita referncia a Mestrado Integrado em Engenharia Civil -2011/2012 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2012.

As opinies e informaes includas neste documento representam unicamente oponto de vista do respectivo Autor, no podendo o Editor aceitar qualquerresponsabilidade legal ou outra em relao a erros ou omisses que possam existir.

Este documento foi produzido a partir de verso electrnica fornecida pelo respectivoAutor.


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O uso de explosivos na escavao de tneis: Implementao do dimensionamento de diagramas de fogo em folhas de clculo

A Deus

Aos meus Pais

Ao meu irmo

Porquanto a sabedoria entrar no teu corao,

e o conhecimento ser suave tua alma.

Provrbios de Salomo

Cap.2; Vers.10


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AGRADECIMENTOS

Agradeo a Deus por tudo

Agradeo aos meus pais; agradeo minha querida me pelo imenso carinho e toda a motivao

que sempre me tem dado.

Ao meu orientador, o Professor Antnio Milton Topa Gomes, pelos conhecimentos partilhados, pela

constante disponibilidade, enorme dedicao e compreenso, pela excelente pessoa que ele .

Ao meu co-orientador, o Professor Henrique Srgio Botelho de Miranda, pelos conhecimentos

partilhados, pela constante disponibilidade, enorme dedicao e compreenso, pela excelente pessoa

que ele .


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RESUMO

Esta dissertao faz uma ligao entre o domnio dos explosivos, tradicionalmente pertencente

escola de Minas, com o ramo da geotecnia, pertencente escola de Civil.

O documento apresentado no mbito da unidade curricular Dissertao em Geotecnia, com vista obteno do grau de Mestre Integrado em Engenharia Civil, concedido pela Faculdade de Engenharia

da Universidade do Porto.

O seu objetivo fazer uma abordagem e um enquadramento temtica das substncias explosivas,

para que atravs do clculo de diagramas de fogo e com base no parmetro de perturbao do macio

(D), associado ao critrio de rotura de Hoek & Brown, seja feita uma anlise tcnico-econmica, e

uma reflexo quanto aos sobrecustos em beto e armadura.

Procura-se desta forma, ainda fornecer duas ferramentas de clculo automtico, uma para o clculo de

diagramas de fogo para bancadas com perfurao vertical ou sub-vertical, e outra para galerias com

perfurao horizontal e caldeiro com furos paralelos e um furo largo vazio. Com estas duas

ferramentas possvel uma primeira aproximao aos diagramas de fogo para o desmonte de um tnel.

PALAVRAS-CHAVE: Explosivos, Obras Subterrneas, Desmonte Suave, Diagramas de Fogo,

Perturbao do Macio.


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ABSTRACT

This thesis intends to make a connection, in the field of the explosives, between mining engineering

that traditionally deals with the topic and civil engineering that also deals with underground

excavations and is responsible for the design of the civil parts of a tunnel.

The document is presented as final thesis for obtaining the Integrated Master Degree in Civil

Engineering, awarded by the Faculty of Engineering, University of Porto.

In its first part an approach to main aspect of the issue of explosives is performed, in order to define

the main aspects that allow understanding the topic. Using the Hoek & Brown failure criteria and

particularly giving emphasis to the disturbance parameter, technical and economic analysis are

performed regarding the quality of the excavation with emphasis to the importance of the used type of

explosives. This comparison allows quantifying the gain resulting from the use of smooth blasting

techniques in comparison with other techniques.

It is also objective of the thesis to develop two tools for automatic calculation of blasting diagrams,

particularly one regarding bench blasting and another one regarding tunnel excavation, with thecreation of a central cut. These tools allow a first approach to the blasting diagrams, enabling a civil

engineer to get a first approach to the tunnelling blast design.

KEYWORDS: Explosives, Underground Works, Smooth Blasting, Diagrams of Fire, Disturbance of the

Massif.


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NDICE GERAL

AGRADECIMENTOS ................................................................................................................................... i

RESUMO ................................................................................................................................. iii

ABSTRACT............................................................................................................................................... v

1. INTRODUO .................................................................................................................... 11.1. ENQUADRAMENTO DO TEMA DA DISSERTAO.................................................... 1

1.2. ORGANIZAO E OBJETIVOS DO ESTUDO.............................................................. 8

2. CRITRIOS DE ESCAVABILIDADE DE MACIOS.................... 112.1. INTRODUO ............................................................................................................. 112.2. OS MTODOS DE ESCAVAO ................................................................................ 112.3. OS CRITRIOS DE ESCAVABILIDADE ...................................................................... 152.4. VANTAGENS E INCONVENIENTES DO MTODO MECNICO E DO MTODO COMEXPLOSIVOS COMO FATORES QUE CONDICIONAM O MTODO DE DESMONTE..... 19

3. OS EXPLOSIVOS .......................................................................................................... 23

3.1. INTRODUO ............................................................................................................. 233.2. PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS INDUSTRIAIS................................................. 243.3. CLASSIFICAO DOS EXPLOSIVOS INDUSTRIAIS................................................. 273.4. CRITRIOS PARA SELECIONAR O EXPLOSIVO...................................................... 36

4. PROPRIEDADES DOS MACIOS ROCHOSOS............................ 394.1. OS MECANISMOS DE ROTURA DAS ROCHAS........................................................ 394.2. AS PROPRIEDADES DAS ROCHAS E DOS MACIOS ROCHOSOS E A SUAINFLUENCIA NOS RESULTADOS DOS DESMONTES..................................................... 45

5. O DESMONTE EM BANCADA......................................................................... 495.1. INTRODUO ............................................................................................................. 495.2. OS EXPLOSIVOS ......................................................................................................... 505.3. A ATUAO DO EXPLOSIVO NO MACIO ............................................................... 505.4. AS VARIVEIS NAS PEGAS DE FOGO DE PEQUENO DIMETRO EM

BANCADAS ................................................................................................................. 525.4.1.O DIMETRO DOS FUROS ............................................................................................ 545.4.2. A ALTURA DA BANCADA .............................................................................................. 545.4.3. A INCLINAO DOS FUROS ......................................................................................... 55

5.4.4. O COMPRIMENTO DE PERFURAO ........................................................................... 56


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5.4.5. O TAMPONAMENTO ..................................................................................................... 575.4.6. A SUBFURAO .......................................................................................................... 575.4.7. A DISTNCIA FRENTE ............................................................................................... 585.4.8. O ESPAAMENTO ....................................................................................................... 595.5. A DISTNCIA FRENTE LIVRE E A FRMULA DE LANGEFORS (1963)............... 595.6. AS GEOMETRIAS UTILIZADAS EM PLANTA NAS PEGAS DE FOGO EM

BANCADA .................................................................................................................... 615.7. A COLOCAO DOS EXPLOSIVOS........................................................................... 625.8. O DESACOPLAMENTO DOS EXPLOSIVOS ............................................................... 635.9. O CONSUMO ESPECFICO DE EXPLOSIVO .............................................................. 635.10. TEMPOS DE RETARDO E SEQUNCIA DE DETONAO...................................... 635.11. A QUALIDADE DE PERFURAO ........................................................................... 655.12. O CLCULO DA PEGA DE FOGO ............................................................................ 67

6. O DESMONTE SUBTERRNEO EM TNEIS.................................. 75

6.1. INTRODUO .............................................................................................................. 75

6.2. SISTEMAS DE AVANO ............................................................................................. 76

6.3. ESQUEMAS DE DESMONTE EM TNEIS.................................................................. 77

6.4. TIPOS DE CALDEIROS E CLCULO DAS PEGAS DE FOGO................................... 79

6.5. GEOMETRIA DOS FUROS VAZIOS ............................................................................ 80

6.6. MTODO DE CLCULO DO CALDEIRO.................................................................... 81

6.7. MTODO DE PR-CLCULO DOS TIROS DE ALARGAMENTO.............................. 86

6.8. MTODO DE CLCULO DOS TIROS DA SOLEIRA................................................... 866.9. MTODO DE CLCULO DOS TIROS DO CONTORNO (ABBADA E HASTEAIS).. 87

6.10. MTODO DE CLCULO DOS TIROS DE ALARGAMENTO (HORIZONTAIS,DESCENDENTES, ASCENDENTES) .................................................................................. 89

6.11. CLCULO DA PERFURAO ESPECFICA NO DIAGRAMA DE FOGO (B) E ORESPETIVO CONTROLE ATRAVS DO GRFICO.......................................................... 90

6.12. CLCULO DA CARGA ESPECFICA NO DIAGRAMA DE FOGO (Q) E ORESPETIVO CONTROLE ATRAVS DO GRFICO.......................................................... 91

7. O DESMONTE DE CONTORNO.................................................................... 937.1. INTRODUO .............................................................................................................. 93

7.2. DANOS NO MACIO ROCHOSO DEVIDO S DETONAES.................................. 93

7.3. MECANISMOS RESPONSVEIS PELA SOBREESCAVAO.................................. 94

7.4. TEORIA DO DESMONTE DE CONTORNO.................................................................. 95

7.5. PROPRIEDADES QUE INTERVM NO DESMONTE DE CONTORNO....................... 96

7.6. EXPLOSIVOS UTILIZADOS NOS DESMONTES DE CONTORNO............................. 97


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7.7. TIPOS DE DESMONTE DE CONTORNO..................................................................... 97

7.7.1. BREVE DESCRIO ................................................................................................ 97

7.7.2. PERFURAO ALINHADA...................................................................................... 98

7.7.3. DETONAO EM ALMOFADA (CUSH BLASTING)................................................ 99

7.7.4. REBENTAMENTO SUAVE (SMOOTH BLASTING)................................................ 100

7.7.5. PR-CORTE ............................................................................................................ 103

8. O CLCULO DOS DIAGRAMAS DE FOGO PARA UMTNEL TIPO........................................................................................................................... 1058.1. INTRODUO ........................................................................................................... 105

8.2. CARACTERSTICAS DO TNEL ............................................................................... 105

8.3. SELEO DOS EXPLOSIVOS .................................................................................. 106

8.4. A 1 FASE: DIAGRAMA DE FOGO COM PERFURAO HORIZONTAL E CALDEIROCOM UM FURO LARGO VAZIO (GALERIA) .................................................................... 106

8.4.1. O CLCULO DO DIAGRAMA DE FOGO................................................................ 107

8.5. A 2 FASE: DIAGRAMA DE FOGO COM PERFURAO SUB-VERTICAL(BANCADA) ...................................................................................................................... 116

9. REPERCUSSO DA QUALIDADE DO DESMONTE NOCUSTO DE UM TNEL................................................................................................ 1259.1. INTRODUO ........................................................................................................... 125

9.2. DESCRIO DO CASO DE ESTUDO....................................................................... 126

9.3. CENRIOS GEOTCNICOS ASSUMIDOS............................................................... 127

9.3.1. MODELO ADOPTADO ................................................................................................. 127

9.3.2. CENRIOS GEOTCNICOS ........................................................................................ 129

9.3.3. MODELO PHASE 2 ..................................................................................................... 1299.4. ANLISE E DISCUSSO DOS RESULTADOS......................................................... 132

9.4.1. Anlise das tenses ..................................................................................................... 132

9.4.2. Anlise das deformaes............................................................................................. 133

9.4.3. Anlise dos esforos no suporte .................................................................................... 134

9.5. REFLEXOS AO NVEL DOS CUSTOS...................................................................... 138

9.6 CONCLUSES PARCIAIS .......................................................................................... 140


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10. CONCLUSES.......................................................................................................... 141

10.1. PRINCIPAIS RESULTADOS OBTIDOS ................................................................... 141

10.2. DESENVOLVIMENTOS FUTUROS .......................................................................... 142

10.3. NOTA FINAL ............................................................................................................ 142

BIBLIOGRAFIA................................................................................................................................ 143STIOS INTERNET........................................................................................................................... 144

ANEXOS............................................................................................................................................ 145


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NDICE DE FIGURAS

Fig. 1.1 a): Caverna Lascaux (sudoeste de Frana); b): Caverna de Altamira (perto de Santander Espanha) (Bisonte) ................................................................................................................................... 1

Fig. 1.2 Tnel junto porta de Jaffa em Jerusalm .............................................................................. 2Fig. 1.3 Tneis rodovirios do Porto, tnel 4 ........................................................................................ 3

Fig. 1.4 Tnel do sistema de Metro ligeiro da rea metropolitana do Porto .......................................... 3Fig. 1.5 Tnel rodovirio da autoestrada A-27 (Portela-Ponte de Lima) .............................................. 3Fig. 1.6 O Eurotnel (em ingls Channel Tunnel e em francs Le Tunnel sous la Manche) ............... 4Fig. 1.7 Tnel Laerdal ........................................................................................................................... 5Fig. 1.8 Tuneladora ............................................................................................................................... 5Fig. 1.9 Roadora de brao (adaptado de Ferrocentro, s.d.) (esquerda), Roadora de brao Noell-NTM 160H (adaptado de Lpez Jimeno e Garca Bermdez, 1997)....................................................... 6

Fig. 1.10 Pedreira da Malaposta Santa Maria da Feira (Irmos Cavaco, S.A.) .................................. 6Fig. 2.1 Roadora ............................................................................................................................... 12Fig. 2.2 Escavadora ........................................................................................................................... 13Fig. 2.3 Tuneladora ............................................................................................................................ 13Fig. 2.4 a) A execuo da perfurao com Jumbo, b) O carregamento dos explosivos nos furos, c) Adetonao da pega de fogo, d) A remoo do escombro ..................................................................... 14Fig. 2.5 - Classificao da escavabilidade de macios rochosos, segundo Franklin et al. .................. 15Fig. 2.6 Classificao da escavabilidade de macios rochosos, segundo Franklin et al................... 16Fig. 2.7 Jumbo hidrulico de 3 braos para perfurao em subterrneo .......................................... 20Fig. 2.8 Equipamento de remoo (p carregadora) ......................................................................... 20Fig. 2.9 Equipamentos de transporte (Dumper e Camio articulado) ................................................ 21Fig. 3.1- Detonao de uma pega de fogo em bancada ...................................................................... 24Fig. 3.2. Plvora negra ....................................................................................................................... 27Fig. 3.3 Hidrogel ou Slurrie (Polpa) .................................................................................................... 29

Fig. 3.4 Dinamite ............................................................................................................................... 31Fig. 4.1 Onda de choque produzida pela detonao..........................................39

Fig. 4.2 Anel de rocha pulverizada......40Fig. 4.3 Fissurao radial..40Fig. 4.4 Fissurao radial e rotura da rocha por reflexo da onda de choque......41Fig. 4.5 Reflexo da onda de choque.....41Fig. 4.6 fracturao devido libertao repentina da energia de presso..42Fig. 4.7 Rotura da rocha por flexo (Nitro Nobel)..43Fig. 4.8 Esquema estrutural de funcionamento do desmonte.......43

Fig. 4.9 Resumo dos mecanismos de rotura..44Fig. 4.10 Direes relativas dos estratos com o eixo do tnel..46

Fig. 4.11 Sequncia de iniciao de um caldeiro com furo central a as tenses residuais horizontaiscom sequncia incorreta (a) e com sequncia correta (b).47

Fig. 5.1 Volume arrancado por um tiro (vista em planta).50Fig. 5.2 Volume arrancado por vrios tiros (vista em planta)........51Fig. 5.3 Pega de fogo em bancada.51Fig. 5.4 Esquema de uma pega de fogo em bancada com as variveis geomtricas..52Fig. 5.5 Estados de flexo de uma bancada com vrias relaes de K/V: K/V=1; K/V=2; K/V=3 55Fig. 5.6 O equipamento de perfurao executando perfurao em bancada e constituiodos acessrios de perfurao .....55Fig. 5.7 Subfurao mnima necessria.....58Fig. 5.8 Geometria da frente livre e sequncia de detonao....61Fig. 5.9 Exemplo de uma sequncia de detonao em bancada..64

Fig. 5.10 Exemplo de uma sequncia de detonao em bancada....64


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Fig. 5.11 Furos desalinhados na face do talude (meias canas) 65Fig. 5.12 Esquema do desvio da perfurao em relao ao ngulo de interseo com asdescontinuidades do macio rochoso66Fig. 5.13 Principais dimenses do tnel..67Fig. 6.1 Sistemas de avano em tneis..77

Fig. 6.2 Tnel com avano em duas seces e com as solues de pega em bancada com perfuraohorizontal e perfurao sub-vertical77Fig. 6.3 Vrios mtodos de desmonte em seces parciais...77Fig. 6.4 Zonamento de um diagrama de fogo tipo num desmonte subterrneo..78Fig. 6.5 Orientao dos furos de contorno para manter o perfil longitudinal do tnel78Fig. 6.6 Exemplo de caldeiro queimado (burn cut)...79Fig. 6.7 Exemplos de caldeiros de furo largo de grande dimetro (large hole cut).79Fig. 6.8 Caldeiro em leque79Fig. 6.9 Caldeiro em V...80Fig. 6.10 baco para o clculo do dimetro do furo largo vazio (mm). Em abcissas tem o comprimentoterico dos furos (m) e em ordenadas tem o rendimento da pega (%)81Fig. 6.11 Caldeiro de um furo largo vazio. Definio das vrias dimenses82Fig. 6.12 baco que permite a determinao da distncia (a) entre os centros do furo no carregado e

os furos carregados mais prximos (furos do 1 quadrado) em ordenadas em funo do dimetro do furolargo vazio (mm)82Fig. 6.13 baco para o 1 Quadrado ou seco, para o clculo da concentrao de carga de colunamnima (lc) (Kg/m) (em ordenada) em funo da distancia frente (em abcissa).85Fig. 6.14 baco para o 2 Quadrado ou seco e restantes quadrados, para o clculo da concentraolinear de carga mnima (lc) (Kg/m) (em ordenada) em funo da distncia frente mxima (B) (emabcissa)...85Fig. 6.15 baco para os tiros de alargamento, para o clculo da distncia frente livre (B) (m) (emordenada) em funo da concentrao da carga de fundo (lb) (Kg/m) (em abcissa)86Fig. 6.16 Desvio (Look Out) (S)...87Fig. 6.17 Esquema da cunha a usar nos furos de contorno88Fig. 6.18 Perfurao especfica (b) (m/m3)90Fig. 6.19 Carga especfica (q) (m/m3)91

Fig. 6.20 Localizao do caldeiro na seco do tnel.92Fig. 7.1 Mecanismo de corte segundo o contorno ...95Fig. 7.2 Furao em linha (Line drilling).99Fig. 7.3 Detonao em almofada..100Fig. 7.4 Sobreescavao e sobrefraturao do macio circundante com: a) explosivos convencionais eb) explosivos do tipo Gurit.101Fig. 7.5 A velocidade de vibrao funo da distncia (R) e da densidade de carga (Q)...102Fig. 7.6 A sobreescavao para diferentes tipos de explosivos.102Fig. 7.7 A teoria do pr-corte.103Fig. 8.1 Desvio (LOOK-OUT).112Fig. 9.1 Sobreescavao no macio rochoso.125

Fig. 9.2 Seco transversal tipo considerada como representativa para o estudo.126

Fig. 9.3 Intervalo de variao do factor D127Fig. 9.4 Dados de entrada (Input) no programa Roclab: a) Cenrio Geotcnico 1; b) CenrioGeotcnico 2130

Fig. 9.5 Valores calculados no Roclab: a) Cenrio Geotcnico 1; b) Cenrio Geotcnico 2.131Fig. 9.6 Valores calculados no Roclab: a) Cenrio Geotcnico 1; b) Cenrio Geotcnico 2.131

Fig. 9.7 A 1 fase: Escavao com suporte primrio (Beto projectado) activo.132Fig. 9.8 Tenso principal mxima: Cenrio Geotcnico 1; b) Cenrio Geotcnico 2...132Fig. 9.9 Tenso principal mnima: a) Cenrio Geotcnico 1; b) Cenrio Geotcnico 2....133

Fig. 9.10 Deslocamentos totais: a) Cenrio Geotcnico 1; b) Cenrio Geotcnico 2..133Fig. 9.11 Os Momentos Flectores atuantes para D=0 e para D=1..134Fig. 9.12 Simbologia da localizao dos pontos de estudo no contorno do tnel 134


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NDICE DE QUADROS

Quadro 2.1 Domnios dos mtodos de escavao em funo do macio a desmontar...................... 11Quadro 2.2 Os critrios de escavabilidade e os respetivos parmetros de caracterizao do macio18

Quadro 3.1 Caractersticas dos vrios explosivos ............................................................................. 33Quadro 3.2 Valores para clculo de diagramas de fogo .................................................................... 34

Quadro 3.3 Explosivos produzidos em Portugal ................................................................................ 35Quadro 3.4 Preos comparativos dos explosivos industriais ............................................................. 36Quadro 4.1 Classificao da rocha segundo a sua aptido para a fragmentao com explosivos45Quadro 5.1 Relao entre a altura da bancada, dimetro de perfurao e equipamento

de remoo ..................................................................................................................... 54Quadro 5.2 Os vrios autores e as respetivas variveis das suas frmulas ..................................... 60Quadro 5.3 Dados de entrada para o clculo da pega de fogo ......................................................... 68Quadro 5.4 A distncia frente em funo do tipo de explosivo....................................................... 69Quadro 5.5 O espaamento em funo da fragmentao pretendida ............................................... 70Quadro 5.6 A perfurao especfica .................................................................................................. 70Quadro 5.7 A carga especfica ........................................................................................................... 71

Quadro 5.8 A carga especfica alterada ............................................................................................. 73Quadro 5.9 A carga especfica final ou corrigida ............................................................................... 73Quadro 5.10 Quadro-resumo para execuo dos trabalhos na obra ................................................ 74Quadro 6.1 As expresses de clculo para os tiros da soleira ........................................................... 87

Quadro 6.2 As expresses de clculo para os tiros de contorno ....................................................... 88Quadro 6.3 Tabela da Gurit................................................................................................................. 89Quadro 6.4 As expresses de clculo para os tiros de alargamento ................................................. 89Quadro 7.1 Valores recomendados em funo do dimetro dos furos do contorno..103Quadro 8.1 Principais variveis necessrias ao dimensionamento da meia seco superior ......... 106Quadro 8.2 Explosivos industriais ..................................................................................................... 116Quadro 8.3 Principais variveis necessrias ao dimensionamento da meia seco inferior ............ 117

Quadro 9.1 Cenrios geotcnicos considerados ............................................................................... 129Quadro 9.2 Parmetros definidores das propriedades do macio para os vrios cenrios

geotcnicos ..................................................................................................................... 131Quadro 9.3 Tenso Principal Mxima (MPa) ..................................................................................... 135Quadro 9.4 Tenso Principal Mnima (MPa) ...................................................................................... 135Quadro 9.5 Deslocamento Total (m) .................................................................................................. 135Quadro 9.6 Clculos para os vrios cenrios ................................................................................... 137Quadro 9.7 Sobreconsumo de beto em funo da qualidade de desmonte ................................... 138Quadro 9.8 Sobreconsumo na armadura resistente de flexo em funo da qualidade do desmonte e

do GSI .................................................................................................................................................. 138Quadro 9.9 Sobreconsumos em funo da qualidade de desmonte (D) e do GSI ........................... 139


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SMBOLOS E ABREVIATURAS

A rea da seco transversal da armadura de trao (m2)

A rea da seco transversal da armadura de compresso (m2

)a Distncia entre o furo de expanso (furo largo vazio) e os furos carregados mais prximos (m)

Ac rea da seco transversal de beto (m2)

As rea da seco transversal da armadura de trao e de compresso (m2)

- Altura reduzida da linha neutra

ngulo entre o furo e a vertical ()

Lim- Condio para avaliao da rotura dctil com aviso

b Largura da seco rectangular (m)

b Perfurao especfica (m/m3)

B Distncia frente (Galeria)

bcaldeiro Perfurao especfica dos furos do caldeiro (m/m3)

Bcorrig Distncia frente corrigida (Galeria) (m)

c Constante que define a quantidade de explosivo necessrio para fragmentar 1m3de rocha

c- Constante da rocha

CGT Concentrao de gases txicos (IME Institute of Makers of Explosives)

CO Monxido de Carbono

d Altura til da seco transversal (m)

D Factor de perturbao ou de alterao introduzido no macio devido ao das substnciasexplosivas

D Dimetro de cada furo no carregado (Galeria) (mm)

df Desvio dos furos (m)

De Dimetro equivalente (mm)

DEC - Departamento de Engenharia Civil

Densidade de carga

h Diferena de altura (m)

Densidade da rocha

E Espaamento entre furos do mesmo alinhamento (da mesma fiada) (m)

E - Mdulo de elasticidade (GPa)

e Espaamento entre cartuchos (Galeria) (m)

e Erro de emboquilhamento (m)

e* - Espaamento total entre cartuchos (Galeria) (m)


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Look-Out Desvio existente na perfurao de contorno

M Momento flector (KN*m)

mb Valor reduzido da constante do material mi

- Resistncia compresso simples da rocha (MPa)

- Momento reduzido

MRd Valor de clculo do momento flector resistente (KN*m)

MEd Valor de clculo do momento flector atuante (KN*m)

N ndice de escavabilidade

N Esforo axial (KN)

Ncart Nmero de cartuchos

NE Nmero de espaosNF Nmero de furos por fiada

Nf Nmero de furos vazios

NO xido de Azoto

PD Presso de detonao

PRP Potncia relativa em peso do explosivo ou fora do explosivo

Q Carga de explosivo, Peso de explosivo (kg)

Qb Peso da carga de fundo (kg)

Qb, real Peso da carga de fundo real (kg)

Qb, corrig Peso da carga de fundo corrigida (kg)

qcaldeiro Carga especfica dos furos do caldeiro (kg/m3)

Qc Peso da carga de coluna (kg)

Qc, real Peso da carga de coluna real (kg)

Qc, corrig Peso da carga de coluna corrigida (kg)

QT Peso da carga total de explosivo no furo (kg)

QT, alt Peso da carga total de explosivo alterada (kg)q Carga especfica (kg/m3)

- Coeficiente de Poisson

- Percentagem mecnica de armadura

R Distncia entre o local de detonao e o local de estudo dos danos no macio

RMR Rock Mass Rating

RQD Rock Quality Designation Index (ndice de qualidade do macio. Espaamento mdio entre

fracturas)

Densidade de carga do explosivo


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S Desvio (Look-Out)

s, a Constantes do macio

1 Tenso principal mxima (MPa)

3 Tenso principal mnima (MPa)

ci Tenso de compresso uniaxial do macio intacto (MPa)

c Tenso de compresso uniaxial do macio (MPa)

v Tenso vertical num dado ponto do macio (MPa)

SEC Sociedade de Explosivos Civis, S.A.

SPEL Sociedade Portuguesa de Explosivos, S.A.

TBM Tunneling Boring Machine (Tuneladora)

TNT Trinitrotolueno (Elemento sensibilizador)U Subfurao (m)

UCS ndice de resistncia compresso uniaxial (MPa)

V Distncia frente livre em bancadas (m)

V Velocidade de vibrao (mm/s)

V Esforo transverso (KN)

Vcorrig Distncia corrigida frente livre (m)

Vmx Distncia mxima frente livre (m)

VD Velocidade de detonao (m/s)

VP Velocidade de propagao das Ondas ssmicas primrias, longitudinais, de compresso (Ondas

P) (m/s)

W Estado de alterao

W Largura da frente com desmonte normal (exceptuando as zonas de desmonte suave) (m)

W Largura das frentes livres criadas sucessivamente no caldeiro (Galeria) (m)

W Largura total da frente de desmonte (m)


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1INTRODUO

1.1. ENQUADRAMENTO DO TEMA DA DISSERTAO

O espao subterrneo usado pelo Homem desde a pr-histria, onde o Homem primitivo usava as

grutas e cavernas como abrigos onde se refugiava, e onde registava a sua permanncia atravs depinturas nas paredes.

Remonta ao perodo paleoltico, o perodo mais antigo da histria da arte que se conhece, e que seinicia com as pinturas rupestres atravs de figuras de animais que eram necessrios sua existnciatais como bisontes, mamutes, cavalos e outros animais feridos por flechas ou cercados em armadilhas.

Na Fig. 1.1, a ttulo de exemplo, apresentam-se exemplos de pinturas feitas pelo Homem primitivo nasparedes da rocha de cavidades existentes em subterrneo em Frana e em Espanha.

a) b)Fig. 1.1 a): Caverna Lascaux (sudoeste de Frana); b): Caverna de Altamira (perto de Santander Espanha)(Bisonte)

http://taislc.blogspot.com/2011/03/assim-comecou-historia-da-arte.html

Tambm existem vestgios arqueolgicos em que o Homem primitivo abria tneis para explorao deinertes e substncias minerais. o caso da pedreira de Grimes Grave em Inglaterra, em que aescavao foi feita com os chifres dos animais como picaretas.

O primeiro tnel destinado passagem a p de pessoas e no minerao foi feito na Mesopotmia,sob o rio Eufrates, por volta de 2100 a.C. para estabelecer uma ligao subterrnea entre o palcio reale o templo, separados por uma distncia de cerca de 1000 m.


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Dentro dos tneis rodovirios, o mais antigo tem 38 m e foi escavado pelos romanos na Via Flamniaem 76 d.C. (http://www.oexplorador.com.br/site/ver.php?codigo=6094)

No domnio dos tneis para abastecimento de guas populao est o tnel descoberto junto aoporto de Jaffa em Jerusalm, Cidade Santa, apresentado na Fig. 1.2. um aqueduto que tem 0,6 m delargura e 1,5 m de altura, e est datado do sculo II d.C. (tem 1800 anos). O aumento constante deresidentes em Jerusalm e a consequente escassez de gua foram os principais factores que levaram sua construo, durante o reinado do rei Herodes. O aproveitamento at ao limite da gravidade foiadoptado para conduzir a gua desde as nascentes nas colinas de Hebrom e que vinha por dezenas dequilmetros at cidade nas piscinas de Salomo e da distribudas por dois aquedutos principais, oaqueduto superior e o aqueduto inferior.

Fig. 1.2 Tnel junto ao porto de Jaffa em Jerusalmhttp://www.cafetorah.com/Descoberto-o-Aqueduto-Superior-de-Jerusalem

Est no desenvolvimento da humanidade a principal razo pela crescente busca, no espao subterrneocomo espao extra, de solues para resolver os mais variados problemas que tm vindo a serenfrentados pelas sociedades.

Nos tempos modernos, as obras subterrneas tm adquirido um aumento de importncia noplaneamento urbano para descongestionar o trfego, onde devido ao patrimnio edificado por vezesno restam outras solues. Tambm nas localidades situadas fora das cidades, as obras subterrneasmuitas vezes so a melhor soluo ou at a nica soluo devido impossibilidade de alteraes superfcie por motivos relacionados com questes econmicas, imposies do foro ambiental epaisagstico ou por condicionalismos topogrficos.

Dentro dos tneis urbanos em Portugal, destacam-se obras como os tneis na cidade do Porto, tanto ostneis rodovirios como os tneis do sistema de Metro, tneis que foram executados pelo mtodomecnico de tuneladora, (TBM-Tunneling Boring Machine). Dentro dos tneis da cidade do Porto,

apresenta-se na Fig. 1.3 o tnel 4 destinado circulao rodoviria. Tambm na mesma cidade, apresentado atravs da Fig. 1.4 o tnel para circulao do Metro ligeiro.


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Fig. 1.3 Tneis rodovirios do Porto, tnel 4http://soaresdacosta.pt/documents/institucional/Media/Brochuras/Tuneis.pdf

Fig. 1.4 Tnel do sistema de Metro ligeiro da rea metropolitana do Porto

http://soaresdacosta.pt/documents/institucional/Media/Brochuras/Tuneis.pdf

Como exemplo de tneis localizados fora das reas urbanas, de salientar os tneis rodovirios daautoestrada A-27 no norte de Portugal, em Ponte de Lima, como mostra a Fig. 1.5, realizados comrecurso ao mtodo de explosivos.

Fig. 1.5 Tnel rodovirio da autoestrada A-27 (Portela-Ponte de Lima)http://www.panoramio.com/photo/49538785


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O tnel faz parte de um conjunto de obras subterrneas que se distinguem pela relao entre as suastrs dimenses. O tnel um trabalho linear uma vez que uma das suas dimenses muito superior soutras duas. Dentro dos trabalhos subterrneos tambm se incluem as cavernas que tm as trsdimenses semelhantes e so usadas para mltiplas finalidades tais como centrais hidroeltricas ou

para depsitos de substncias.Nas vrias fases de execuo de um tnel verifica-se o recurso Geotecnia, ramo cientfico daEngenharia Civil. Trata-se de uma herana da Engenharia de Minas, em que toda a cincia eexperiencia no domnio subterrneo feita ao longo dos anos contribuiu muito para a evoluo destetipo de obras feitas atravs da Engenharia Civil, em busca da melhor soluo para os mais variadosproblemas da sociedade. Por consequncia, nestes ltimos anos tem-se assistido a um crescimentoaprecivel deste ramo da engenharia.

Os tneis podem ter diversas finalidades, tais como: vias de comunicao (rodovirios e ferrovirios),obras hidrulicas, galerias mineiras, depsitos ou cmaras de armazenamento, sendo muito vasto ocampo de aplicaes destas obras geotcnicas, que tm particularidades especficas que dependem das

condies naturais do macio, e em que a Geotecnia tem o papel fundamental em praticamente todasas fases da Obra.

Dentro de obras a nvel mundial, destaca-se no grupo dos tneis ferrovirios o Eurotnel, como ilustraa Fig. 1.6, sendo um tnel submarino que faz a ligao entre Frana e Inglaterra pelo canal da Mancha,com uma extenso de 50,5 Km.

Fig. 1.6 O Eurotnel (em ingls Channel Tunnel e em francs Le Tunnel sous la Manche)

http://www.jedenadres.pl/tag/eurotunel/


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Dentro do grupo dos grandes tneis rodovirios, destaca-se o tnel rodovirio, da Fig. 1.7, maiscomprido do mundo com 24,5 Km de extenso localizado na ligao entre Oslo (capital da Noruega,na costa leste) e Bergen (na costa oeste).

Fig. 1.7 Tnel Laerdalhttp://en.wikipedia.org/wiki/L%C3%A6rdal_Tunnel

A escavao em macios rochosos uma atividade muito complexa e tem enormes repercusses naeficincia da construo de tneis.

Para a execuo do desmonte de um macio existem os mtodos de desmonte mecnico e de desmontecom recurso a explosivos.

A tecnologia associada aos equipamentos mecnicos bastante complexa, podendo o desmonte do

macio ser realizado com ataque em seco plena ou em abertura faseada. Os equipamentos mecnicosmais utilizados na escavao de tneis incluem as tuneladoras (TBM-Tunneling Boring Machine) queexecutam a abertura em plena seco.

Na Fig. 1.8, trata-se da tuneladora fabricada na empresa Herrenknecht tiene em Schwanau (Alemanha)e foi usada na perfurao dos tneis urbanos de Girona (Espanha). Uma obra inserida nodesenvolvimento da linha de Alta Velocidade Madrid-Barcelona-fronteira francesa.

Fig. 1.8 Tuneladora

http://i-tecnicos.blogspot.com/


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Tambm as roadoras, retroescavadoras e martelos hidrulicos executam a abertura do macio deforma faseada. Na Fig. 1.9, so dados exemplos de roadoras utilizadas essencialmente em rochasbrandas e em que se empregam diferentes tipos de cabeas, adequadas s caractersticas da rocha adesmontar.

a) b)Fig. 1.9 a) Roadora de brao (adaptado de Ferrocentro, s.d.); b) Roadora de brao Noell-NTM 160H

(adaptado de Lpez Jimeno e Garca Bermdez, 1997)(Bastos, 1988)

Quanto maior a oposio que o macio oferece ao seu desmonte, maior ser a tendncia para o recursoa explosivos em substituio do desmonte mecanizado.

A aplicao civil dos explosivos j tem centenas de anos e teve o seu maior crescimento em meadosdo sculo XIX. Os explosivos so uma ferramenta da engenharia muito eficaz e de grande preciso,devendo ser muito bem conhecidas as suas caractersticas e utilizados de acordo com normas tcnicas

bem determinadas, e cujos efeitos podem ser controlados.

As substncias explosivas esto presentes de forma direta ou indireta no dia-a-dia de todas as pessoas,nas mais variadas utilizaes como: estradas abertas com recurso a explosivos, estradas executadascom materiais extrados nas pedreiras com recurso a explosivos, a habitao familiar feita commateriais como o ao ou beto que foram extrados de pedreiras ou de minas com recurso aexplosivos.

A pedreira da Malaposta, Fig. 1.10, localizada em Santa Maria da Feira e que produz vrios tipos demateriais tais como: material britado de granulometria extensa (MBGE), agregados para pavimentosde estradas, britas para obras ferrovirias, agregados para centrais de beto pronto e enrocamentoselecionado para obras martimas.

a) b)Fig. 1.10 Pedreira da Malaposta Santa Maria da Feira (Irmos Cavaco, S.A.)

a) Zona de extrao; b) Zona de tratamentohttp://www.icsa.pt/client/documentos/Outros/ICSA_COMERCIAL.pdf


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Em muitas situaes, os explosivos podem trazer vantagens comparativamente com os meiosmecanizados, tais como: maior rapidez de execuo e maior economia no desmonte associados a bonsnveis de segurana na execuo dos trabalhos, desde que sejam sempre observadas as normas desegurana no trabalho existentes neste domnio.

No caso de um tnel, o objectivo principal criar um vazio com o mnimo de sobreescavao.Contudo, tambm tem de estar sempre presente que a operao de desmonte est intimamenteinterligada com as operaes a jusante que dependem do mtodo de escavao tais como a operaode remoo do escombro, o dimensionamento e instalao de suportes (primrios e secundrios), asatividades acessrias (ventilao, drenagem, iluminao) e com as condies de segurana e higieneno trabalho. O faseamento e a velocidade de avano esto intimamente ligadas aos tipos de suporteaplicados, pelo que condiciona o ciclo de desmonte.

A escavao de tneis recorre a mtodos distintos em funo da tipologia dos terrenos atravessadospelo traado da obra. Em macios brandos aplica-se escavao mecanizada, e em macios rochososcompetentes utilizada a tcnica dos explosivos. Para definir o mtodo adequado de desmonte do

macio recorre-se aos critrios de escavabilidade existentes e definidos por vrios autores.

Os trabalhos geotcnicos que recorrem ao uso de explosivos em reas urbanas geram vrios impactosambientais, onde de realar o fenmeno das vibraes nos terrenos, que verificado quando ocorremas detonaes. Numa dada detonao transmitida energia ao macio: uma parte transforma-se emtrabalho til, outra parte cria perturbaes no macio que se transmite s edificaes. As vibraescausadas pelas detonaes de explosivos criam um impacto negativo nas populaes causando nestasum nvel de receio.

Com a evoluo tecnolgica no mbito dos explosivos e com a teoria das cargas seletivas, que consistena diviso da carga no furo em carga de fundo e carga de coluna, torna-se possvel no clculo dosdiagramas de fogo a aplicao de uma maior variedade de cargas explosivas em que h uma variaoda presso de detonao.

de salientar o aparecimento das cargas especiais do tipo Gurit para execuo de desmontes decontorno em tneis, para reduzir a perturbao transmitida pela detonao ao macio.


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1.2. ORGANIZAO E OBJETIVOS DO ESTUDO

O presente estudo inicia com uma abordagem aos critrios de escavabilidade de macios no captulo 2.Aqui so definidos os mtodos existentes, as suas caractersticas e os campos de aplicao de cadamtodo. Tambm so definidos os principais critrios usados para definir o mtodo de escavao

aconselhvel em funo das caractersticas do macio a ser desmontado.

No captulo 3, faz-se uma apresentao dos explosivos industriais existentes no mercado para aexecuo de obras de engenharia civil e suas propriedades principais, bem como os critrios paraselecionar os explosivos com base nas caractersticas da obra em causa.

No captulo 4, explicada a forma com que o explosivo atua no macio rochoso e executa o desmonteda rocha. Tambm so apresentadas as propriedades do macio rochoso e da rocha que podeminfluenciar o resultado do desmonte com os explosivos.

Como este trabalho inclui o clculo de um diagrama de fogo em bancada inserida no interior de umtnel no captulo 8, ento neste captulo 5 so estudadas as variveis que entram nos diagramas de

fogo em bancadas e as suas caractersticas, bem como feita uma explicao quanto forma como seexecuta o clculo de um diagrama de fogo para bancadas.

O captulo 6 abrange o mtodo de desmonte em subterrneo (tneis), pelo que se faz uma apresentaosobre as vrias formas de ataque em tnel, os esquemas de desmonte, os tipos de caldeiros existentes esuas geometrias. Tal como foi feito no captulo anterior, tambm ser feito o clculo de um diagramade fogo para galeria com perfurao horizontal e caldeiro com um furo largo vazio no captulo 9, eento apresenta-se aqui a forma de clculo de um caldeiro e da pega de fogo para furos horizontaiscom caldeiro.

Ambos os diagramas de fogo calculados neste estudo, foram feitos empregando explosivos especiais ea tcnica de desmonte suave (Smooth Blasting), que se trata da tcnica preferencial. No entanto

existem outras tcnicas, que so abordadas no captulo 7, onde so discutidas as suas vantagens einconvenientes. Tambm aqui so analisados os danos criados no macio em funo do tipo deexplosivo e sua potncia empregue, dados estes que sero a base do estudo feito no captulo 9 sobre arepercusso da qualidade do desmonte no custo de um tnel.

No captulo 8, apresentado o clculo do diagrama de fogo para galeria com perfurao horizontalcom caldeiro de um furo largo vazio que vai ser a 1 fase de escavao do tnel. Tambm est odiagrama de fogo para a 2 fase de ataque ao tnel que ser feita pelo mtodo de desmonte em bancadacom perfurao sub-vertical.

Neste presente trabalho, estes diagramas de fogo foram calculados com a tcnica de desmonte suave ecargas especiais do tipo Gurit para os seus dados serem correlacionados com o parmetro D=0(correspondente Gurit), sendo D o factor de perturbao do macio e que traduz o grau deperturbao introduzido no macio pelo agente explosivo utilizado no contorno, e que por sua vez leva anlise dos consumos de beto para preenchimento de sobreescavao e de armadura resistente flexo.

Estes diagramas tambm foram feitos em folha de clculo com o objetivo de ficar em anexo a estetrabalho uma ferramenta de clculo automtico de pegas de fogo, de forma que o utilizador aointroduzir os dados para uma determinada obra numa folha intitulada por Entrada de dados, e tendooutra folha onde os clculos so executados, pode atravs de um boletim de resultados obter os dadosde uma forma extremamente rpida e eficiente para aplicao em obra. H que ter sempre presente,caso seja necessrio, que devem ser introduzidos os devidos ajustes em funo dos resultados obtidos


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nas pegas de fogo no decorrer da obra, tendo em conta os objetivos pretendidos. Estas alteraesdevem ser feitas na folha correspondente aos clculos executados.

No captulo 9 procura-se discutir os reflexos da qualidade de furao de um tnel nos aspectos maisdiretamente relacionados com a engenharia civil. Assim, analisada a repercusso da qualidade dodesmonte no custo de um tnel, atravs da anlise do consumo de beto projetado para preencher asobreescavao e da anlise do consumo da armadura resistente flexo.


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2CRITRIOS DE ESCAVABILIDADE

DE MACIOS

2.1. INTRODUOOs mtodos de escavao de macios so variados, existindo o desmonte executado de forma manualque pode ser feito no domnio dos pequenos trabalhos em solos onde no se justifica ou impossvel aaplicao de meios mecnicos. Em trabalhos de maior dimenso em solos e rochas aplicam-sesolues mecanizadas, escolhendo-se de forma preferencial para macios rochosos de grande dureza asoluo do recurso a explosivos.

2.2. OS MTODOS DE ESCAVAOOs mtodos de escavao vo desde o desmonte manual ao desmonte mecanizado e tambm odesmonte com recurso a explosivos, tendo cada o seu domnio de aplicao. No Quadro 2.1 apresenta-

se a relao dos mtodos de escavao com o tipo de macio a desmontar.

Quadro 2.1 Domnios dos mtodos de escavao em funo do macio a desmontar

(Topa Gomes, 2010)


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O principio da escolha tem por base a resistncia do macio em que quanto maior for, maior ser atendncia para a escolha dos explosivos.

No entanto, como evidencia o Quadro 2.1, a escolha da soluo para executar o desmonte de ummacio nem sempre fcil, pois existem domnios na resistncia dos macios em que h apossibilidade de execuo atravs de outras tcnicas de desmonte (sobreposio de domnios). Se omacio rochoso for constitudo por rocha dura por exemplo, poder a escavao ser executada comrecurso a tuneladora sem escudo ou com recurso a explosivos.

A escolha do mtodo de desmonte nem sempre fcil pois os meios mecanizados tem vindo ao longodos tempos a evoluir tecnologicamente, havendo hoje em dia equipamentos com grande capacidademecnica e com acessrios de perfurao de grande resistncia abraso, e que conquistaram terrenoque antigamente pertenciam aos explosivos.

Associado a estas vantagens dos meios mecnicos, de acrescentar os inconvenientes dos explosivos.As substncias explosivas produzem efeitos tais como as vibraes, rudos, projees de fragmentos

rochosos, danos no macio remanescente e uma m aceitao j interiorizada por parte daspopulaes, principalmente quando usados em ambiente urbano.

Por outro lado, tal como os equipamentos mecnicos tm vindo a evoluir, tambm por parte dosfabricantes de explosivos tem havido a preocupao numa constante evoluo, e hoje em dia estodisponveis no mercado explosivos especiais, que so aplicados com tcnicas de desmonte especiais eem contextos de obra especiais.

Assim, hoje em dia, em face das opes oferecidas pelo mercado, pode-se dizer que a escolha pelomtodo de escavao funo das caractersticas do macio e da sua capacidade para resistir ao seudesmonte, das caractersticas da rocha, condicionamentos de cariz ambiental, custos associados aosmtodos de desmonte e custos de transporte. Tem de se ter sempre presente que cada situao em

concreto deve ser analisada de forma nica e criteriosa.Dentro dos equipamentos mecanizados mais utilizados na escavao de tneis esto as roadoras,como ilustra a Fig. 2.1, usadas em rochas brandas, em que a cabea com capacidade rotativa tem avantagem de ser adaptvel ao tamanho e forma da seco.

Segundo Lpez Jimeno e Diaz Mndez (1997), as roadoras aplicam-se na escavao de macios comresistncia compresso entre 80 MPa e 120 MPa.

Fig. 2.1 Roadora

(Topa Gomes, 2010)


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As escavadoras incluem-se tambm neste grupo dos equipamentos mecnicos, e podem ser usadas emsolos e em rochas muito brandas. Conforme exemplifica a Fig. 2.2, pode no seu brao com sistemashidrulicos ser montada uma caamba ou martelos hidrulicos que executam a escavao em toda aseco inclusive nos cantos onde o acesso mais difcil. Tambm pode-se aplicar a todo o tamanho da

seco de escavao, mediante banquetas com rampas de acesso se a seco do tnel for grande.

Fig. 2.2 Escavadora(Topa Gomes, 2010)

As tuneladoras distinguem-se segundo a sua aplicao de acordo com o tipo de macio a desmontar.Existem tuneladoras abertas ou de escudo, podendo estas ultimas ser de escudo simples ou duplo.

A escolha da tuneladora tem de ser cuidadosamente estudada em funo do tipo de macio a atravessare da geometria da seco do tnel, pois como exemplifica a Fig. 2.3, as seces feitas por estesequipamentos so apenas circulares. Tem de se ter em ateno tambm que a abertura da seco deescavao por estes equipamentos feita em plena seco e trata-se tambm de um grandeinvestimento que apenas rentabilizado em tneis de grande comprimento.

Existem tambm tuneladoras com escudos para executar escavao de rochas brandas, solos e terrenossaturados em gua.

Segundo Jimeno e Mndez (1997), as TBM permitem a escavao de rochas com resistncia compresso at 350 MPa, tendo avanos significativos em rochas de dureza mdia a baixa comresistncias compresso inferiores a 120 MPa.

A aplicao deste equipamento tambm requer que a resistncia do terreno seja suficiente para resistirs aes transmitidas pelos apoios da mquina ao terreno no seu movimento de avano e nomovimento de rotao.

Fig. 2.3 Tuneladora

(Topa Gomes, 2010)


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No grupo oposto aos equipamentos mecanizados esto as substncias explosivas. A escavao comexplosivos, como indica a Fig. 2.4, composta pela fase de perfurao e pela fase de carregamento edetonao. Trata-se de um mtodo que se ajusta ao perfil da seco a escavar e desde que sejamobservadas todas as regras de segurana um mtodo eficiente. Por este motivo, este mtodo mais

flexvel do que o mtodo de desmonte com tuneladora.

a) b)

c) d)

Fig. 2.4 a) A execuo da perfurao com Jumbo, b) O carregamento dos explosivos nos furos, c) A detonaoda pega de fogo, d) A remoo do escombro

(Tnel da autoestrada A27-Ponte de Lima)


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2.3. OS CRITRIOS DE ESCAVABILIDADEExistem vrios critrios de escavabilidade de macios. Segundo Jimeno e Mndez (1977), os critriosmais usados e mais importantes so:

a) Mtodo de Franklin et al. (1971): faz a classificao do macio rochoso de acordo com asvariveis obtidas em testemunhos de sondagens, relacionando a resistncia da rocha(Correlaes de -ndice de resistncia carga pontual, Resistncia compresso simples,Nmero de Schmidt) com o espaamento mdio entre fracturas.Este mtodo, conforme se pode observar na Fig. 2.5, define quatro mtodos de desmonte domacio rochoso:

Escavao mecnica; Escarificao; Uso de explosivos para desagregao; Desmonte com explosivo.

Tem de se ter em ateno que esta classificao, com 40 anos, deve sofrer alguns ajustes dada

a evoluo tecnolgica verificada ao longo dos anos no domnio dos equipamentos hidrulicosque ampliam a zona de escavao mecnica e escarificao. Pode ser utilizada, desde que sefaa o devido ajuste.

Fig. 2.5 - Classificao da escavabilidade de macios rochosos, segundo Franklin et al.(adaptado de Franklin et al, 1971, in Lpez Jimeno e Diaz Mndez, 1997)


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Fig. 2.6 Classificao da escavabil idade de macios rochosos, segundo Franklin etal.(adaptado de Franklin et al, 1971; Pettifer e Fookes, 1994)

(INGENIUM - A engenharia portuguesa em revista, II srie, n 124)


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b) Mtodo de Kirsten (1982): um dos mtodos para selecionar o processo de escavao a serrealizado num macio rochoso. Utiliza uma expresso emprica na qual se calcula o ndice deescavabilidade (N) (Lopz Jimeno e Diaz Mndez, 1997):

( 2.1)

Onde:

N: ndice de escavabilidade

: resistncia compresso simples da rocha (MPa)

: Rock Quality Designation

: parmetros do sistema de classificao de Barton de fracturas

: disposio relativa dos blocos inclinados segundo a direo de extrao (Js=1 para materialintacto)

: grau de alterao das diaclases

Em funo do ndice de escavabilidade obtido, N, podem-se tirar as seguintes conclusesquanto escavabilidade do macio:

1


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Existem muitos outros mtodos que se apresentam resumidamente no Quadro 2.2 mas que nestetrabalho apenas se faz uma ligeira referncia. Tambm de salientar que existem critrios deescavabilidade definidos pelos prprios fabricantes dos equipamentos de escavao, onde definem,para cada tipo de equipamento, os tipos de macio escavveis de acordo com as velocidades ssmicas

do macio, que esto definidos nos catlogos dos prprios fabricantes e que tambm aqui no soabordados.

Quadro 2.2 Os critrios de escavabilidade e os respetivos parmetros de caracterizao do macio

(Bastos, 1998)

Os parmetros usados pelos autores refletem que a escavao depende do grau de fracturao domacio, da resistncia compresso simples e trao simples da rocha. Esses parmetros so:

Resistncia compresso: compresso uniaxial, ndice de carga pontual ou nmero deSchmidt);

Resistncia trao;

Velocidade das ondas ssmicas;

Dureza da rocha;

Grau de alterao;

Grau de abrasividade;


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Espaamento entre as diclases;

RQD (Rock Quality Designation);

RMR (Rock Mass Rating);

Parmetros do sistema de classificao Q de Barton;

Continuidade, orientao e preenchimento das diclases;

Possana mdia dos estratos, tamanho dos blocos, etc

2.4. VANTAGENS E INCONVENIENTES DO MTODO MECNICO E DO MTODO COM EXPLOSIVOSCOMO FATORES QUE CONDICIONAM O MTODO DE DESMONTE

Para que no haja surpresas inesperadas e a escolha do mtodo de desmonte seja uma decisofundamentada e eficiente, na prtica o que se faz executar trabalhos de preparao antes de iniciar ociclo de trabalho, comeando por fazer uma prospeco da frente do tnel e uma atualizao constante

do zonamento geolgico-geotcnico atravs de uma visualizao e uma prospeco na frente do tnel,normalmente feita por um gelogo.

Com estes dados e mediante os condicionamentos existentes na obra e na sua envolvente decide-sequal o mtodo de desmonte a aplicar.

Uma vez escolhido o mtodo de desmonte a ser executado durante a obra, durante a sua execuopode haver a necessidade de troca entre equipamentos que se adaptem pontualmente a alguma situaoque possa surgir ou a um ligeiro ajuste do clculo da pega de fogo.

O ajuste do diagrama de fogo pode estar relacionado com imposies ambientais tais como edificaese ambiente natural existente no local onde o tnel nesse momento est a passar com a sua frente de

obra em subterrneo, e que no podem ser afetados pelos rudos das detonaes, ou pelas poeirasvibraes e projees de fragmentos que surgem no rebentamento.

a seco do tnel, um dos maiores condicionalismos que pode ditar o mtodo de desmonte quepoder ser utilizado no tnel a ser escavado. Os meios mecanizados tm como limitaes a suageometria, o seu tamanho e o seu rendimento. No caso das tuneladoras so condicionadas pelageometria de desmonte pois apenas executam aberturas com forma circular e no caso dos restantesequipamentos mecnicos usados em tneis tm limitaes no comprimento dos braos quanto aoacesso ao local de desmonte.

No caso dos explosivos, estes tm a vantagem de se adaptarem facilmente a qualquer tipo de secoquanto sua geometria e ao seu tamanho, pois existem varias tcnicas usadas no desmonte com

explosivos. Tcnicas de desmonte tais como abertura em plena seco que se aplica no caso de tneisde pequena rea transversal, que pode ser atacada pelo mtodo de perfurao horizontal com caldeiro.Se o tnel tiver grande seco, a escavao poder ser dividida por fases em que se aplicaro mtodosde desmonte distintos, sendo na parte superior o desmonte feito com perfurao horizontal e caldeiro ena parte inferior a aplicao com desmonte em bancada com perfurao sub-vertical.

O desmonte com explosivos tem vantagens e inconvenientes. Dentro das vantagens est afragmentao da rocha e destacamento para uma pilha de escombro criada que pode ser calibrada noclculo da pega de fogo quanto sua altura, espalhamento e granulometria de acordo com acapacidade do equipamento de remoo disponvel na obra. Dentro dos inconvenientes destacam-se asvibraes transmitidas ao macio, os rudos, os gases e sua toxicidade que resultam da exploso, as


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poeiras, as projees de fragmentos rochosos, a maior ou menor sobreescavao e sobrefraturao domacio remanescente e o aumento da permeabilidade do macio devido abertura das fraturas econsequente aumento dos caudais de gua com acesso escavao.

Tambm tem de ser ter em conta que o desmonte com explosivos trata-se de um ciclo de trabalhos quese repete at ao fim do desmonte do macio, em que cada tarefa envolve um gasto de tempo que temde ser contabilizado e considerado no ritmo pretendido para a obra.

O ciclo inicia com a perfurao, podendo ser a seguinte sequncia:

Perfurao com equipamento hidrulico automatizado (Jumbo) (ver Fig. 2.7);

Carregamento do explosivo;

Ligao dos acessrios (retardadores e o circuito eltrico);

Pega de fogo (rebentamento);

Extrao de gases e poeiras (Ventilao mecanizada);

Execuo do sustimento provisrio;

Remoo do escombro (carregamento e transporte) (o escombro resultante na pega poder sercarregado por uma p carregadora, como exemplifica a Fig. 2.8 e transportado pelosequipamentos tais como os apresentados na Fig. 2.9);

Execuo do sustimento definitivo.

Fig. 2.7 Jumbo hidrulico de 3 braos para perfurao em subterrneo(http://www.mch.cl/revistas/imagenes/xbncbnx.JPG)

Fig. 2.8 Equipamento de remoo (p carregadora)

(Autoestrada A27-Ponte de Lima)


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Fig. 2.9 Equipamentos de transporte (Dumper e Camio articulado)

(Autoestrada A27-Ponte de Lima)

No caso de execuo de diagramas de fogo com desmonte suave (Smooth Blasting), ter de serexecutada uma perfurao bastante cuidadosa, demorando mais tempo, para que se obtenha o efeito de

corte alinhado entre os furos de contorno.

com base nos critrios de escavabilidade, nas vantagens e inconvenientes de cada mtodo e noequipamento e nos condicionamentos existentes na obra e na sua envolvente que feito um estudo,analisando as vantagens e os inconvenientes e tomada a deciso do mtodo de escavao a serutilizado na obra em questo, sendo esta anlise varivel de obra para obra.


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3OS EXPLOSIVOS

3.1. INTRODUOO explosivo um composto slido ou liquido ou uma mistura de compostos qumicos, constituda por

substncias combustveis (ricas em carbono) e substncias comburentes (ricas em oxignio), quequando so devidamente iniciadas por uma fonte externa de energia trmica ou mecnica entra numarpida decomposio, e num curto espao de tempo (reao instantnea) liberta um elevado volume degases a alta temperatura e presso (reao explosiva).

Quando a detonao acontece em ambientes confinados pode atingir temperaturas da ordem dos4500C e presses da ordem dos 250.000 Bar.

Os combustveis so o elemento sensibilizador e os mais utilizados so o gasleo, TNT e plvora.

A reao de decomposio pode ser iniciada atravs da ao do calor (chama, fasca, temperatura),aes mecnicas (impactos, atrito, presso) e pela ao de outro explosivo por meio de simpatia.

A velocidade de detonao uma propriedade importante aquando da realizao do diagrama de fogoe tanto maior quanto maior for:

O confinamento da carga;

Dimetro da carga;

A temperatura ambiente;

A energia de ativao.

Se o explosivo tiver deflagrao (detonao lenta), aplica-se no desmonte de macios rochosos paraobteno de grandes blocos.

Os explosivos com elevada velocidade de detonao so aplicados quando se pretende obter umamelhor fragmentao.


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3.2. PROPRIEDADES DOS EXPLOSIVOS INDUSTRIAIS

Hoje em dia, existe no mercado uma grande variedade de explosivos que cobre todas as necessidadesda indstria mineira, pedreiras e da indstria da construo civil.

A escolha correta de um explosivo para um dado desmonte que se pretende efetuar feita tendo emconta as suas propriedades.

As propriedades mais importantes de um explosivo so:

Potncia: define a quantidade de energia disponvel para executar o desmonte;

Eficincia do explosivo: est relacionada com os calibres na pilha de escombros;

Velocidade de detonao: a velocidade a que se d a decomposio ao longo docomprimento da carga explosiva em (m/s) e define a rapidez de formao de gases a altastemperaturas. A velocidade de propagao da onda de detonao define o ritmo de libertaode energia que se d com a expanso instantnea dos gases a uma presso e temperaturaelevadas e que atuam nas imediaes do macio rochoso. Os fatores que influenciam avelocidade de detonao so:

Densidade do explosivo;

Dimetro dos furos;

Confinamento;

Iniciao;

Envelhecimento do explosivo.

O aumento da densidade de carga, dimetro dos furos e o confinamento fazem aumentar a velocidade

de detonao. Quanto ao envelhecimento dos explosivos, faz baixar a velocidade de detonao.

a velocidade da reao qumica do explosivo que gera uma onda de detonao, como ilustra a Fig.3.1, caracterizada por uma intensa luz, elevada temperatura e grande quantidade de gases a umapresso elevada.

Fig. 3.1- Detonao de uma pega de fogo em bancadahttp://www.youtube.com/watch?v=UINVb8zILrI


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Densidade (ou peso especifico): medida em e na maioria dos explosivos varia entre0,8 e 1,6 . Da mesma forma como acontece com a velocidade, tambm quanto maior fora densidade, maior o efeito de rompimento do explosivo. um fator importante e necessriopara os clculos no diagrama de fogo. Geralmente faz-se o carregamento seletivo dos

explosivos, que consiste em colocar cargas mais densas na carga de fundo (gelatinosos,slurries) e menos densas na carga de coluna (ANFOS).

Impedncia do explosivo: o produto da velocidade de detonao pela densidade de carga doexplosivo. O critrio de seleo de um explosivo baseia-se na relao da sua impedncia coma impedncia acstica do macio rochoso. Quando se faz a escolha do explosivo tem-se emconta o seguinte critrio: a impedncia do explosivo a utilizar dever ser o mais prximapossvel da impedncia acstica do macio rochoso (produto da velocidade ssmica no maciopela densidade da rocha desse macio)

(3.1)

(3.2)

Onde:IMP: Impedncia do explosivoVD: Velocidade de detonao: Densidade de carga: Impedncia do macio rochoso: Velocidade de propagao ssmica: Densidade da rocha

Se: , temos a relao=1, acoplamento acstico.

Presso de detonao: a presso de detonao de um explosivo funo da densidade doexplosivo e do quadrado da velocidade de detonao.

Uma frmula que permite o clculo da presso de detonao :

(3.3)

(Jimeno et al., 2003)

Onde:VD: Velocidade de detonao (m/s)

e: Densidade do explosivo (g/cm3)

Os explosivos industriais tm uma presso de detonao que varia entre 500 e 1500 MPa.

Em rochas duras, para obter melhor fragmentao, aplicam-se explosivos de alta presso.

Estabilidade qumica ou estabilidade detonao: a sua aptido para se manter inalteradodurante um certo perodo de tempo (perodo de armazenamento), permitindo assim o seumanuseamento.

Resistncia gua: a capacidade de resistir a uma exposio prolongada gua sem perdercaractersticas. Depende da proporo em nitroglicerina ou de aditivos como no caso deslurries e emulses que so muito resistentes gua. Os sais oxidantes (ANFO) baixam aresistncia gua.

Sensibilidade ou coeficiente de auto-excitao: a sensibilidade do explosivo definida pelaenergia mnima para que inicie a reao da carga explosiva ou pela distncia mxima entre


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cargas para haver detonao por simpatia. Traduz a aptido do explosivo para explodir porsimpatia (mediante a detonao de uma carga prxima)

Toxicidade dos fumos: a detonao dos explosivos comerciais produz mais ou menos fumostxicos que ao serem inalados pelos trabalhadores causam mau estar (nuseas, dores decabea). Quando se trata de desmonte a cu aberto a agitao atmosfrica rapidamente dilui osgases. Em desmonte subterrneo, necessrio uma adequada ventilao mecnica e umaescolha de explosivos com menos gases txicos. Os gases so compostos por vapor de gua,dixido de carbono, nitrognio, monxido de carbono e xidos de nitrognio. Os gases maisperigosos so o monxido de carbono e os xidos de nitrognio.

Os principais fatores que afectam a produo de gases txicos so:

Presena de gua nos furos;

Dimetro da carga prximo do dimetro crtico;

Reao incompleta do explosivo;

Balano de oxignio: um excesso de oxignio na mistura gera xidos denitrognio (Azoto) e o seu dfice gera monxido de carbono.

Segundo a classificao do IME-Institute of Makers of Explosives temos aconcentrao de gases txicos (CGT):

CGT


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3.3. CLASSIFICAO DOS EXPLOSIVOS INDUSTRIAIS

O primeiro explosivo industrial a ser fabricado foi a plvora negra, que foi usada at descoberta danitroglicerina, tendo sido o primeiro passo na tecnologia dos explosivos. Inicialmente era utilizada

pelos chineses como composto pirotcnico, tendo passado, com algumas modificaes, ao uso emprojeteis e armamento em geral.

No fim da idade mdia (cerca de 1350 d.C.), um monge europeu obteve a mistura explosivasemelhante mistura dos chineses que foi aplicada a fins blicos.

A Fig. 3.2, contm duas imagens pertencentes ao museu da plvora negra que est integrado nocomplexo da fbrica da plvora de Barcarena.

Fig. 3.2. Plvora negrahttp://www.cm-

oeiras.pt/amunicipal/OeirasDiverte/Cultura/Museu/coleccoeseditaveis/Paginas/MuseudaPolvoraNegra.aspx

Em 1847, foi descoberta a nitroglicerina pelo italiano Ascanio Sobreno, tendo sido uma revoluo poistinha poder explosivo muito maior do que a plvora. No entanto muito perigosa quando sujeita amovimentos bruscos, atrito, fontes trmicas ou fascas.

No sculo XIX (no ano de 1875), Alfred Nobel, de nacionalidade sueca, descobre em Krummel(Alemanha) a dinamite, que um explosivo base de nitroglicerina misturada com dixido de silcio ep. A nitroglicerina um composto qumico explosivo obtido pela nitrao da glicerina. Estava assimdescoberto o primeiro explosivo potente e com boas condies de segurana de utilizao.

(http://pt.wikipedia.org/wiki/Dinamite)

A partir desta descoberta tem vindo a assistir-se a um grande desenvolvimento dos explosivos com ofabrico dos ANFOS, slurries, emulses e ANFOS pesados.

Neste momento existem no mercado solues que abrangem todas as situaes de desmonte que necessrio fazer tanto na indstria mineira como na indstria da construo civil.


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Os explosivos mundialmente existentes so divididos em dois grupos:

a) Explosivos militares: tm velocidades de detonao entre 6000 e 9000m/s,onde se destaca o TNT (trinitrotolueno), RDX (hexognio) e o PETN (pentrite ounitropenta) e outros compostos. Tm como caracterstica mais saliente o elevadopoder fraturante ou rompedor (clasticidade do explosivo)

b) Explosivos industriais ou comerciais: tm velocidades entre 2000 e 7000m/s

Por sua vez, as substncias explosivas industriais so classificadas em dois grupos conforme asua velocidade de decomposio:

Explosivos deflagrantes ou lentos: foram os primeiros a serem desenvolvidos,possuindo a velocidade de propagao inferior velocidade do som na rocha, e comotal no originando a onda de choque. A decomposio destes explosivos acontece soba forma de queima progressivamente acelerada com aumento de temperatura e

presso, em que as partculas queimam na sua superfcie expondo cada vez maissuperfcie livre para ser queimada e tem como nica componente de trabalho alibertao de gases. Esta exploso chama-se deflagrao e a reao acontece comvelocidade inferior velocidade do som, entre 100 a 2000m/s. Aqui esto includas as

plvoras.

Explosivos detonantes ou rpidos: o tipo de decomposio destes explosivos adetonao, a qual provoca uma onda de choque ou de detonao seguida da libertaode grande quantidade de gases a temperaturas e presses dinmicas muito elevadasnum curtssimo espao de tempo, o que origina a fracturao do macio e projeo domaterial rochoso para a pilha de escombros. Atualmente so usados os explosivos

detonantes, com tendncia para o uso das emulses. Estes explosivos explodem comvelocidades, acima da velocidade do som (340m/s), entre 2000 e 7000m/s, e dividem-se em explosivos primrios ou iniciadores e em explosivos secundrios ou de rotura.

So os explosivos secundrios ou de rotura que se aplicam no desmonte de maciosrochosos, e embora tendo menos sensibilidade do que os explosivos primrios,desenvolvem mais trabalho til em obra, pois libertam grande quantidade de gases auma alta velocidade (velocidade de detonao).

Os explosivos industriais para o uso civil dividem-se em dois grupos:

A. Explosivos secos: esto aqui includos os explosivos que no tm gua na sua composio,todos eles contm nitrato de amnio. O nitrato de amnio um sal inorgnico sob a forma deesferas porosas que no explosivo mas que se torna explosivo quando misturado com umacerta quantidade de combustvel rico em carbono. O nitrato tem grande solubilidade com agua, razo pela qual todo o explosivo que o contenha torna-se pouco resistente gua (ex:ANFO). Estas misturas no contm compostos combustveis explosivos e os principais so:

a. ANFO: um explosivo barato pois resulta da adio do nitrato de amnio a umaquantidade tima de combustvel. O combustvel mais usado o gasleo pois lquido e a mistura fica mais homognea. Aplica-se para o desmonte de rochasbrandas e como carga de coluna no desmonte normal. Como no contem

nitroglicerina, trata-se de um explosivo insensvel e seguro. Na presena da humidade


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altera-se e fica inoperacional, sendo necessrio ter cuidado no caso de furos com gua.A gua o inimigo do ANFO, baixando a sua potncia ou mesmo inativando-o.

Produz grande volume de gases, monxido de carbono (CO) e xido de azoto (NO).Quando os fumos tm uma cor alaranjada indcio de que na composio houvedfice de gasleo ou que os furos tinham gua.

b. Alanfo: como o ANFO tem baixa densidade e com isso uma energia baixa, paraaumentar a energia recorre-se adio de produtos como resduos de alumnioconseguindo-se uma boa relao tcnica-econmica principalmente para rochasmacias onde so elevados os custos dos acessrios de perfurao (Bits deTungstnio).

c. Hidrogel ou slurrie (polpa): na sua composio no contem materiais explosivos. Temgrande resistncia gua, pois os seus componentes so dissolvidos em gua(solues aquosas saturadas em nitrato de amnio com nitrato de clcio ou nitrato de

sdio, combustveis, etc) dando segurana aos trabalhadores. Os gases so muitopouco txicos sendo ideais para o desmonte em subterrneo. Tem fora semelhante dinamite e pode ser usada no seu lugar como carga de fundo. Na sua composio noleva sensibilizantes explosivos aumentando a sua segurana. Na Fig. 3.3, soilustrados cartuchos deste explosivo com vrios dimetros.

Fig. 3.3 Hidrogel ou Slurrie (Polpa)http://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1002_Mat_para_infraentrutura_de_transp/not

as_de_aula/Explosivos.pdf

d. Emulses: so os explosivos de ltima gerao, e tm como ascendentes os anteriores.No contem substncias explosivas na sua composio e as suas propriedades somais vincadas do que nos slurries, maior resistncia gua e aumento da potncia.Tm excelente resistncia gua, grande segurana para os trabalhadores e grandepoder energtico. O seu preo pode rivalizar com o do ANFO. As emulses so dotipo gua em leo em que a fase aquosa tem os sais inorgnicos oxidantes dissolvidosem gua e a fase oleosa envolvente o combustvel lquido do tipo hidrocarboneto eque no se mistura com a gua. Esse combustvel pode ser o gasleo, parafinas,gomas., etc


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Atualmente o aumento do uso das emulses deve-se s seguintes vantagens:

Baixo custo;

Excelente resistncia gua;

Poucos gases txicos (o que o ideal para aplicao em desmontesubterrneo);

Possibilidade de acertar a densidade pretendida;

Grandes velocidades de detonao (entre 4000 e 5000m/s);

Energia elevada, o que aumenta a fragmentao na pilha de escombro;

Grande segurana para os trabalhadores;

Possibilidade de carregar automaticamente;

Maior tempo de vida til (armazenagem).

e. Anfo pesado: so misturas de emulses com ANFO. O ANFO apresenta vazios entreas partculas que podem ser ocupados por um explosivo lquido como o caso daemulso. Com isto aumenta-se a energia, a sensibilidade e a resistncia gua,trazendo uma economia nos custos e conseguindo-se uma grande potncia a um baixocusto. Os resduos de alumnio aumentam a potncia, temperatura e a presso dedetonao, havendo maior trabalho produzido e podendo-se alargar a malha deperfurao no diagrama de fogo.

B. Explosivos convencionais: para o seu fabrico necessitam de substncias explosivas que so os

sensibilizadores da mistura. Os principais so:a. Dinamite (explosivos gelatinosos ou gelatinas): Alfred Nobel em 1875 descobriu que

uma quantidade de nitroglicerina podia dissolver-se e ser mantida em nitroceluloseobtendo-se um produto (gel) com consistncia plstica e de fcil manipulao. Estagelatina explosiva, formada por 92% de nitroglicerina e 8% de nitrocelulose,desenvolvia uma energia superior da nitroglicerina pura, sendo a nitroglicerina oexplosivo dos produtos gelatinosos. Mais tarde, para reduzir a potncia e optimizar oscustos de fabrico, adicionaram-se substncias oxidantes e combustveis. Atualmente,nas gelatinas, a percentagem de nitrocelulose-nitroglicerina oscila entre 30 a 35% e orestante so oxidantes, combustveis e produtos especiais. As potncias so elevadas

ou explosivas, tem grande densidade, velocidades de detonao elevada (entre 5000 e6000m/s) e grande resistncia gua, pelo que podem ser usados em furos com gua.Utilizam-se para rochas muito duras, no desmonte submerso e como carga de fundoem todo tipo de desmonte. preciso ter cuidado no seu manuseamento pois causambaixa de tenso e dores de cabea aos trabalhadores, devido nitroglicerina; sopouco seguros e tm um custo de fabrico elevado. Na Fig. 3.4, pode visualizar-se aforma de embalagem da dinamite.


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Fig. 3.4 Dinamitehttp://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1002_Mat_para_infraentrutura_de_transp/not

as_de_aula/Explosivos.pdf

b. Explosivos pulverulentos: so explosivos com grande proporo de nitrato de amnioe em certos casos com nitroglicerina em percentagem inferior ou igual a 15%. Trata-se de explosivos muito seguros ao choque, porm pouco resistentes gua. Tmmenor velocidade de detonao e menor fora do que as dinamites, sendo usados na

abertura de valas, desmonte de rochas brandas e semi-duras e utilizados como cargade coluna. Se a mistura tiver menos de 15% de nitroglicerina tm uma consistnciapulverulenta. As suas vantagens so:

i. Potncias inferiores s dos gelatinosos;

ii. Velocidades de detonao entre 3000 e 4000m/s (menor fora do que osgelatinosos);

iii. Menores densidades do que os gelatinosos;

iv. So seguros desde que armazenados cuidadosamente;

v. Usados no desmonte de valas;

vi. Adequados para rochas brandas como carga de coluna.

c. Explosivos de segurana ou permissveis: so explosivos especialmente preparadospara ambientes fechados e inflamveis em que a sua principal caracterstica a baixatemperatura de exploso. Tm na composio um inibidor da temperatura, geralmenteo cloreto de sdio. Tm baixa potncia, velocidades de detonao entre 2000 e4500m/s e fraca resistncia gua.

A plvora negra um

tudo sobre plano de fogo

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