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 tresvalores de 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.Palabras clave: 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:...