Efecto De Las Vibraciones Generadas Por Voladuras

EFECTO DE LAS VIBRACIONES GENERADAS POR VOLADURAS EN MINAS SOBRE EDIFICACIONES RESIDENCIALES DE MAMPOSTERÍA SIMPLE EN COLOMBIA1
Daniel Ruiz Valencia.2 , Camilo Otálora Sánchez.3 , Jorge A. Rodríguez Ordóñez.4 Resumen: Los explosivos usados en la minería generan ondas que se transmiten en todas las direcciones desde la fuente. Estas vibraciones superficiales causadas por el paso de las ondas deRayleigh (principalmente) pueden ser registradas en dos componentes horizontales y una vertical en forma de registros contra el tiempo de aceleración, velocidad o desplazamiento. Estas vibraciones pueden afectar las edificaciones cercanas a la zona de operación de la mina. Por esta razón, en el presente artículo se presentan registros de vibraciones asociadas a voladuras medidos en campo por elgrupo ESTRUCTURAS de la Pontificia Universidad Javeriana. Asimismo, se presenta una revisión de los límites de vibración aceptados internacionalmente para evitar daños en edificaciones. Por último, se desarrolla un modelo por elementos finitos (análisis modal espectral) de una edificación existente de mampostería simple (sin refuerzo) colombiana sometida a movimientos correspondientes a tres valoresde R/W1/2 (siendo R la distancia entre el lugar de medición y el sitio de la voladura y W el máximo peso de explosivo por unidad de retardo). De acuerdo con las mediciones y con los límites internacionales, las vibraciones podrían causar daño leve en edificaciones frágiles. Se considera necesario establecer límites de vibración ajustados a las condiciones de las edificaciones colombianas. Palabrasclave: cargas por voladuras, edificios residenciales, estimación de daño, vibraciones del terreno, voladuras en minas.

EFFECT OF VIBRATIONS INDUCED BY MINE BLASTING ON RESIDENTIAL STRUCTURES OF UNREINFORCED MASONRY IN COLOMBIA
Abstract: Explosives used in mining generate waves transmitted in all directions from the blast source. These surface vibrations caused mainly by the passage ofRayleigh waves can be recorded in the two horizontal directions and in the vertical direction in the form of acceleration, velocity or displacement time history traces. These vibrations could affect those buildings close to the zone of operation of the mine. In this paper the vibrations caused by blasts and registered by the group ESTRUCTURAS from the Pontificia Universidad Javeriana are presented. Also,vibration limits internationally accepted to prevent damages in buildings are reviewed. Finally, a finite element model is developed (spectral modal analysis) of a existing unreinforced masonry Colombian building. The structure is subjected to the movements corresponding to three values of R/W1/2 (where R is the distance between the blast and the site of measurement and W the maximum weight ofexplosive by delay). According to the measurements and the international limits, the vibrations could cause light damage in fragile buildings. From these results, it is proposed to establish vibration limits adjusted to the conditions of the Colombian buildings. Keywords: blast loads, damage assessment, ground vibrations, mine blasting, residential buildings.
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Artículo recibido el 1 de juniode 2007 y aceptado para publicación el 9 de noviembre de 2007. Ingeniero Civil, M.Sc., Jefe del Laboratorio de Pruebas y Ensayos, Profesor Asistente e Investigador del grupo ESTRUCTURAS, Departamento de Ingeniería Civil, Pontificia Universidad Javeriana, Calle 40 No. 5-50, Bogotá, Colombia. E-mail: daniel.ruiz@javeriana.edu.co. 3 Ingeniero Electrónico, Profesor Asistente e Investigador del grupoSIRP del Departamento de Ingeniería Electrónica, Pontificia Universidad Javeriana, Carrera 7ª No. 40-62, Bogotá, Colombia. E-mail: camilo.otalora@javeriana.edu.co. 4 Ingeniero Civil, M,Sc., Ph.D. Profesor Asociado, Investigador de los grupos ESTRUCTURAS y CECATA y Director del Departamento de Ingeniería Civil, Carrera 7ª No. 40-62, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia. E-mail:...