Las vibraciones que son generadas por la detonación de una voladura son un proceso repentino de liberación de energía caracterizado por su movimiento ondulatorio. Esta onda provoca un movimiento vibratorio del terreno necesario para lograr una fragmentación y arranque de roca. Dichas vibraciones pueden causar daños y molestias en edificios y otras construcciones. Los niveles de percepción de vibración en las personas y en las edificaciones se encuentran en umbrales muy diferentes; en la mayoría de los casos, la percepción humana está en rangos muy sensibles por lo que normativas internacionales y nacionales recomiendan controlar este tipo de actividades, por lo general se deben controlar los límites de velocidad pico partícula para que no se vean afectadas las personas y estructuras que se encuentran aledañas (Fig. 1).

Para ayudar a gestionar nuestros servicios, Geoteknik ofrece diversas soluciones dependiendo de las exigencias de nuestros clientes. Nuestros equipos modernos pueden realizar mediciones en campo lejano y en campo cercano, esto va a depender de los objetivos del estudio (Fig. 2).

Monitoreo en campo cercano: este monitoreo se lleva a cabo cuando las vibraciones afectan directamente a las estructuras alrededor del taladro, usándose principalmente para medir el nivel de vibración que afecta la estabilidad del tajo o galería.

Monitoreo en campo lejano: Se suele asumir como campo lejano a una distancia d > 3 - 5 veces la longitud de la carga. A estas distancias se desea conocer el comportamiento de las vibraciones sin que afecte a las personas y estructuras circundantes a la fuente de la voladura (Fig. 3).

Aplicaciones:

• Monitoreo de vibraciones en campo cercano y lejano
• Monitoreo de vibraciones en minería superficial y subterránea.
• Monitoreo de forma remota de los niveles de vibración en tiempo real a través de acceso web o reportes enviados al correo electrónico de los interesados.
• Supervisión in situ de un monitoreo de vibraciones.

Fig. 1 Comparación de los resultados de vibraciones generados por voladura con la norma DIN 4150.

Fig. 2 Monitoreo de vibraciones por voladura en campo lejano.

Fig. 3 Monitoreo de vibraciones por voladura en campo lejano.

Los movimientos vibracionales pueden ser puramente angulares (rotacionales), puramente lineales (traslacionales) o, como es más habitual que ocurra, movimientos complejos en que intervienen a la vez rotaciones y translaciones. Estos movimientos oscilatorios pueden describirse en términos de aceleraciones, de velocidades o de desplazamientos reales de la masa afectada; no obstante, la magnitud más frecuentemente utilizada para describir los efectos de las vibraciones es la velocidad de la partícula (PPV).

El impacto producido por los vehículos depende de su peso y de la velocidad con que se desplazan. Para efectos de cumplimiento de normativa internacional trabajamos con la Norma Alemana (NORMA ALEMANA DIN 4150-3 (FEB-99). VIBRACIÓN ESTRUCTURAL. PARTE 3: EFECTOS DE LAS VIBRACIONES EN ESTRUCTURAS) el cual presenta una metodología para la evaluación de los efectos de las vibraciones (de diferentes fuentes) sobre las edificaciones. (Fig. 1).

La Norma ISO 2631-1:1997 de Vibraciones y choques mecánicos. Evaluación de la exposición humana a las vibraciones globales del cuerpo (parte 1. Requisitos generales), establece criterios de aceptación para las vibraciones en función de su afección a la salud, su percepción, afección al confort y enfermedad por movimiento vibratorio presente en el ambiente (Terres, 2004) (Fig. 2 y 3).

Aplicaciones:

• Monitoreo de vibraciones por tránsito vehicular.
• Monitoreo de vibraciones por tránsito ferroviario.
• Monitoreo de vibraciones por tránsito de maquinaria pesada.
• Monitoreo de vibraciones por ventiladores mineros.
• Monitoreo de vibraciones por maquinaria industrial (Molinos, Chancadoras, trituradoras, Turbinas, etc.)

Fig. 1. Monitoreo de vibraciones para cumplimiento de la norma DIN 4150.

Fig. 2. Monitoreo de vibraciones por tránsito vehicular y ferroviario para cumplimiento de la norma DIN 4150.

Fig. 3. Diagrama de resultados de un monitoreo de vibraciones comparado con las Normas ISO 14694 e ISO 10816-3.

Un modelo predictivo permite estimar cual es el comportamiento esperado de una zona determinada, que se realizan mediante el control y seguimiento de la vibración. Para el caso de vibraciones generadas por voladura un número de investigadores han estudiado el problema de la predicción de vibraciones en el terreno y han propuesto diversas fórmulas, pero todos coinciden que la velocidad máxima de vibración en el terreno (PPV) es proporcional a la masa unitaria de explosivo (Q) por taladro, e inversamente proporcional a la distancia (D).

En la actualidad, se utilizan técnicas modernas para predecir el movimiento producido por vibraciones que pueden causar daños a la salud de las personas y debilitación e las estructuras. En cuanto a la aplicabilidad y cumplimiento, se utilizan como referencias ciertas normas internacionales para la evaluación de la estimación del riesgo de daño a personas y edificaciones a causa las vibraciones generadas por tránsito vehicular y maquinaria como etapa de línea base en estudios de evaluación de impacto ambiental, ECA, DIA, etc.

En Geoteknik nos dedicamos a realizar modelamientos predictivos para estimar los máximos valores esperados de vibración (PPV) generados por voladura, maquinaria, etc. durante las etapas de Construcción y Operación de un Proyecto

Aplicaciones:

• Modelamiento de vibraciones por voladura subterránea y tajo abierto.
• Modelamiento de vibraciones por transito vehicular.
• Modelamiento de vibraciones por maquinaria pesada.
• Modelamiento de vibraciones por ventiladores mineros.
• Modelamiento de vibraciones por maquinaria industrial (Molinos, Chancadoras, trituradoras, Turbinas, etc.)

Fig. 1 Curva de atenuación del modelo de vibraciones, comparado con la Norma DIN

Fig. 2 Mapa de isovelocidades (VPP) de vibraciones generados por voladura.

Fig. 3 Mapa de isovelocidades (VPP) de vibraciones generados por ventiladores mineros.