VOLADURAS SUBACUATICAS Las voladuras subacuáticas o submarinas se aplican en

diversos tipos de obras tales como: profundización de puertos y

cauces fluviales, excavación de trincheras para la instalación de

oleoductos, gaseoductos y cables de comunicación, tomas de

agua para centrales eléctricas y fábricas, demolición de pilares

y naves hundidas, excavación para cimentaciones de las obras

civiles

Algunos factores que deben considerarse para la buena obtención de

este tipo de voladuras son:

La perforación y la carga de los barrenos se realizan en la mayoría

de los casos desde la superficie y con equipos especiales.

Los consumos específicos (kg/m3) de explosivo son de 3 a 6 veces

mayores que los utilizados en las voladuras en banco a cielo abierto.

Los explosivos y sistemas de iniciación tienen que ser resistentes al

agua y a la presión hidrostática.

CARACTERISTICAS

El efecto de la presión hidrostática obliga a incrementar la carga explosiva

entre 3 y 6 veces con respecto al consumo específico en bancos de

superficie, como ejemplo a profundidades de 10 a 12 m o sea a una

atmósfera más de presión que en la superficie, el factor de carga puede

variar de 0,9 kg/m3 hasta un nivel entre 1,8 y 2,0 kg/m3.

Para contrarrestar el efecto natural de confinamiento, el burden entre

taladros tendrá que disminuirse entre 0,5 y 0,8 del que se emplea para la

misma roca en superficie y la sobre perforación por lo contrario

incrementarse de 0,8 a 1 veces de burden (20% a 30% de la longitud del

taladro) para evitar tener que hacer otra voladura de repaso.

METODOS DE EJECUCION

A través de un relleno.

Desde la superficie con pontonas flotantes y

plataformas auto elevables.

Bajo el agua con submarinistas o buzos.

Los principales inconvenientes que se plantean son:

- Desconocimiento general del macizo rocoso y falta de precisión

en la topografía.

- Dificultades para mantener abiertos los barrenos de manera

prolongada.

- Difícil control del emboquille y desviación de los barrenos.

- Complicada planificación y control de las operaciones.

- Riesgo de transmisión de la detonación entre cargas.

- Costosas operaciones de taqueo y excavación de repiés

A través de un relleno

Suele ser ventajoso rellenar el área a excavar con material rocoso y

perforar y cargar los barrenos a través de ese relleno.

Desde la superficie con pontonas

flotantes y plataformas auto

elevables

No existe un diseño estándar, pues muchas de esas estructuras se

construyen para trabajos específicos y una vez finalizados se

desmantelan.

La elección por uno u otro tipo depende de las condiciones

ambientales, mareas, oleaje, etc., y de la envergadura de la obra.

La finalidad que se persigue con estas

estructuras es realizar el máximo

número de barrenos y operaciones

desde las mismas,

independientemente de las

condiciones. Además, las perforadoras

suelen ir montadas en altas torres o

mástiles que permiten disminuir las

maniobras de prolongación del varillaje

y entubado

Mastil de Perforadora

Las ventajas principales de estos métodos son:

- La perforación y carga de los barrenos se realiza desde

la superficie en condiciones más favorables.

- Los rendimientos son altos.

- La visibilidad en el agua no afecta a los trabajos.

- Los costes debidos a los submarinistas son menores.

En cuanto al procedimiento de perforación, normalmente se emplean equipos

especiales tipo OD u ODEX

OD:

- Tubo exterior que posee en su extremo una corona de carburo de tungsteno

con la que se perfora el recubrimiento

- Penetra unos 10 o 30 cm cuando llega al lecho rocoso consiguiendo que el

resto del barreno que se perfora con el varillaje interior no se vea afectado por

el material suelto.

ODEX:

- Consiste en un escariado que se practica con una boca excéntrica que, al abrir

un orificio mayor, posibilita el entubado continuo del barreno.

- La perforación puede interrumpirse en el momento adecuado y proseguir con

un equipo normal. En este Caso, puede usarse martillo en fondo o en cabeza.

c) Bajo el agua con

submarinistas o buzos.

Los submarinistas o buzos utilizan martillos de mano o carros sumergibles de

perforación. Sólo es practicable económicamente en pequeños trabajos- con

áreas a excavar entre 50 y 75 m2y con profundidades de agua (entre 15 y 30m).

- Es costoso y requiere mucha mano de obra.

- La calidad y precisión de los trabajos dependen de la habilidad de los-

operadores y condiciones imperantes.

- No es aplicable a grandes alturas de banco.

- La superficie del fondo debe estar limpia de lodos y fango.

- La carga y disparo de los barrenos es difícil.

- Debe conectarse una manguera al escape de los martillos para que la capacidad

de trabajo de éstos no se vea reducida.

- Con carros móviles de perforación la topografía del fondo debe ser regular y

suave.

1. CALCULO DE CARGAS Y

ESQUEMAS DE PERFORACION

En las voladuras subacuáticas sólo se dispone de una superficie libre, el agua y el

material de recubrimiento que gravita encima de la roca ejerce un empuje o

presión, y los errores de emboquille y desviación de los barrenos pueden

provocar una mala rotura de la roca y la transmisión de la detonación entre

cargas. En el cálculo del consumo específico se utiliza la fórmula:

CE = 0, 5(kg x m- 3) + 0,1 (kg x m - 3) x (He) x 1 (m-1)

Donde «He» es la altura equivalente de la columna de agua y material de

recubrimiento expresados en altura de roca:

Siendo:

En la siguiente tabla se indican los diámetros de perforación recomendados para

diferentes alturas de banco.

Diámetro de perforación D

(mm)

Altura de banco H

(m)

30

40

51

70

100

0-3

2-5

3-8

5-15

6-20

2. CARGA DE LOS BARRENOS Y

SISTEMAS DE CEBADO

Esta operación puede efectuarse manualmente o con cargadoras de explosivo, de

aire comprimido o agua a presión. Las ventajas de las cargadoras son numerosas y

se derivan de las mayores densidades de carga conseguidas.

Como consecuencia de ello, es posible abrir los esquemas reduciendo no sólo el

coste de perforación, sino incluso, el peligro de transmisión de la detonación entre

barrenos.

El método de carga consiste en, una vez retirado el varillaje interior, introducir una

manguera de plástico o de aluminio dentro del barreno, el equipo se conecta a la

red de aire comprimido y mediante válvulas reductoras, se consigue una presión

de 300 kPa, que impulsan los cartuchos depositados en la cámara de carga, la cual,

a su vez, dispone de una válvula de seguridad y cierre automático. Los

rendimientos obtenidos pueden ser de 300 kg/hora-operario con cartuchos de 25

mm. Para profundidades superiores a los 20 metros es aconsejable emplear agua

como fluido de impulsión, ya que de esta forma se reduce la contrapresión.

El cebado de los barrenos se realiza normalmente con cordón detonante,

que se deja a lo largo de la caña de los mismos, y su recuperación se lleva a

cabo enhebrándolo con una anilla que se desciende exteriormente a la

tubería de revestimiento.

Cuando se utilicen detonadores eléctricos o de tipo Nonel dentro de los barrenos, se recomienda colocar dos por cada taladro, especialmente en las voladuras a gran profundidad

3. CARGA DE LOS BARRENOS

• Esta operación puede efectuarse manualmente o con cargadoras de explosivo, de aire comprimido o agua a presión.

• Las ventajas de las cargadoras son numerosas y se derivan de las mayores densidades de carga conseguidas.

• Que en muchas ocasiones se debe a la falta de alineación de los mismos.

• Como consecuencia de ello, es posible abrir los esquemas reduciendo no sólo el coste de perforación, sino incluso, el peligro de transmisión de la detonación entre barrenos.

El método de carga

Consiste en:

Una vez retirado el varillaje interior,

introducir una manguera de plástico o de aluminio dentro del barreno,

el equipo se conecta a la red de aire comprimido y mediante válvulas

reductoras, se consigue una presión de 300 kPa,

que impulsan los cartuchos depositados en la cámara de carga, la cual, a

su vez, dispone de una válvula de seguridad y cierre automático.

TIPOS DE EXPLOSIVOS

Los explosivos empleados en estos trabajos deben tener una

composición química tal que no se altere demasiado su sensibilidad a la

iniciación por encontrarse, incluso varios días, bajo el agua

Esto se consigue normalmente con un mayor contenido en nitroglicerina.

Actualmente, el desarrollo emulsiones explosivas ha permitido conseguir

una mayor seguridad y rendimientos en las voladuras, así como reducir

los niveles de vibración al ser menor la posibilidad de detonación por

simpatía.

EFECTOS AMBIENTALES ASOCIADOS A

LAS VOLADURAS SUBACUATICAS

Los principales problemas originados por las explosiones bajo agua son:

Vibraciones terrestres. Son más importantes cuando el explosivo se

encuentra dentro de barrenos perforados en la roca, También, las ondas

suelen ir acompañadas de componentes de baja frecuencia.

Onda de choque hidráulica. Daños a estructuras cercanas o

embarcaciones, a submarinistas situados en las inmediaciones de las

voladuras, así como a la fauna acuática existente.

La correcta planificación de los trabajos de voladura requiere el

conocimiento básico de las leyes de presión, impulso y duración de las

ondas de choque hidráulico.

Uno de los procedimientos más usuales para combatir el efecto de la

presión de la onda hidráulica consiste en rodear con una cortina de

burbujas la zona de voladura para aislarla del resto del entorno.

La cortina de burbujas consta básicamente de una o dos tuberías

paralelas, que yacen sobre el lecho del fondo, ya lo largo de las

cuales es bombeado aire a presión. El aire escapa a través de los

pequeños orificios perforados, formando las burbujas que ascienden

hacia la superficie.

CORTINA DE BURBUJAS

METODO DE CARGAS HUECAS Cuando la perforación de barrenos no es posible realizarla o

resulta muy difícil, se recurre al empleo de cargas huecas o

conformadas de explosivo.

Los esquemas de voladuras son normalmente cuadrados,

disparándose todas las cargas de forma instantánea.

En el ábaco de la Fig. 26.14 se dan las distancias de

seguridad aconsejadas para diferentes cantidades de

explosivo de cargas conformadas disparadas bajo el

agua.

VOLADURAS DE TUNELES SUBACUATICOS

Estos túneles y chimeneas suelen tener secciones cuadradas, con las

esquinas biseladas para favorecer el arranque de la roca. Esas

geometrías hacen posible utilizar esquemas de perforación más

fáciles de replantear y controlar.

Antes de proceder a la perforación de la voladura se recomienda

efectuar una serie de barrenos de reconocimiento, con el fin de

determinar con exactitud el espesor de la roca a arrancar y el de los

materiales de recubrimiento en el fondo del lago.

CONCLUSIONES