UTILIZAREA N CONDIII DE SECURITATE A EXPLOZIVILOR LA EFECTUAREA LUCRRILOR DE

DEMOLARE A CONSTRUCIILOR

Ileana BODEA, Ioan DRGOI, Robert LASZLO

THE UTILIZATION IN SAFETY CONDITIONS OF THE

EXPLOSIVES FOR DEMOLITIONS IN CONSTRUCTION WORK

To release the emplacements for constructions work or to other purpouse, assume, in most of the cases a demolition work or a take down activity. The size of the constructions, the emplacement of it, determines the procedure of work for realising the places in high conditions of security. Also, it must be found the faster methods with low costs and high reability for this kind of work. This study wants to present all the effects of the detonations, the speed of the oscillation to the ground, the shock wave. In the next chapters, the study shows how to determine the undangerous quantity of the explosive for the seismic effect, quality and quantity of gases result after explosion. In the same spirit this work present the impact of the gases with the environment and human establishments, the safety distance in throwing effect of the concrete pieces, the shock wave after the constructions collapses.

1. GENERALITI

Demolrile i dezafectrile constituie, n cele mai frecvente cazuri, etape obligatorii n eliberarea amplasamentelor pentru construcii noi sau pentru alte scopuri n funcie de dimensiunile construciei i condiiile de amplasare, se impune adoptarea procedeului de demolare adecvat care s asigure att securitatea lucrtorilor ct i a construciilor nvecinate, costuri i durate de demolare ct mai mici.

O mare problem la demolarea construciilor, o reprezint aciunea de dislocare a betoanelor din elementele structurii de rezisten. Aa numitele procedee clasice (picamer, picon) ct i cele moderne (lance termic, lance hidraulic, sisteme foarfec) sunt costisitoare, necesitnd timp mult, avnd i o arie restrns de aplicabilitate. Aceste dezavantaje sunt mult diminuate prin folosirea procedeelor de dislocare a betoanelor cu ajutorul energiei exploziei.

2. CONSIDERAII CU PRIVIRE LA FOLOSIREA ENERGIEI EXPLOZIEI PENTRU DEMOLAREA CONSTRUCIILOR

Din experiena participrii la demolri cu folosirea energiei exploziei a rezultat faptul c principalele etape ale acestui gen de activitate sunt: 1. Obinerea de ctre beneficiar a avizelor pentru demolare

sintetizate n Autorizaia de desfiinare a construciei. 2. Elaborarea proiectului general de dezafectare a construciei

care se refer inclusiv la evacuarea materialului dezmembrat precum i la toate msurile organizatorice i de conducere de ordin general.Elaborarea proiectului de demolare cu ajutorul explozivilor.

3. Pregtirea construciei n vederea demolrii Activitile de pregtire difer n funcie de procedeul de demolare

preconizat a fi adoptat (demolarea secvenial cu dezmembrarea structurii n ordine de sus n jos ori demolare prin prbuirea construciei).

n ambele situaii, n aceast faz se execut obligatoriu: - deconectarea total a cldirii de la reelele de diverse utiliti

(instalaii) i dezechiparea ei de toate elementele care pot fi recuperate;

- perforarea gurilor de min n care vor fi introduse ncrcturile de exploziv conform proiectului tehnic de demolare.

- demolarea pereilor neportani de la parterul construciei (numai n cazul cldirilor care au structura de rezisten pe stlpi sau cadre i numai atunci cnd prin expertiza tehnic a cldirii afecteaz securitatea lucrtorilor care pregtesc demolarea):

4. Pregtirea construciilor (instalaiilor) nvecinate care trebuie protejate n raport cu cldirea supus demolrii.

Este vorba de cldiri sau pri ale acestora la care efectele secundare ale exploziilor i efectele provocate de impactul cu solul

a cldirii ce se prbuete depesc limitele admisibile menionate n proiectul de demolare.

5. Execuia propriu-zis a lucrrilor de demolare . Aceast faz presupune ncrcarea gurilor de min cu explozivi i

burarea lor, realizarea reelei de iniiere a exploziei, declanarea exploziei.

Lucrrile se desfoar n condiiile n care toate msurile de siguran, paz i dirijare a circulaiei au fost luate.

6. Evacuarea materialelor dislocate din amplasamentul construciei care a fost demolat.

n aceast etap se face o eventual mrunire secundar a elementelor constructive rezultate din demolri, aciune care de cele mai multe ori se face tot prin lucrri de perforare mpucare.

3. MODALITI DE DEMOLARE A CONSTRUCIILOR

Se va face referire la dou procedee folosite: - demolarea secvenial; - demolarea prin culcarea (prbuirea) cldirii. 1. Procedeul secvenial de demolare const n dezmembrarea construciei pe secvene (pri) gabaritice, de sus n jos, n ordinea invers n care ea a fost construit. Dislocarea betoanelor n seciunile stabilite se face cu exploziv, iar armtura rmas neretezat se taie cu flacra oxiacetilenic. Pe msura separrii bucilor de mrime stabilit, acestea sunt evacuate cu macarale, evitndu-se cderea lor pe etajele inferioare sau pe sol. Procedeul secvenial de demolare se adopt n cazul cldirilor situate n zone dens construite i populate, acolo unde construciile nvecinate care trebuie protejate sunt de mare importan i se gsesc foarte aproape de cldirea supus demolrii. 2. Procedeul de demolare prin culcare (prbuire)

Prin acest procedeu cldirea este mai nti culcat sau prbuit la sol i apoi dezmembrat i evacuat.

Procedeul se adopt n cazul cldirilor nalte la care accesul utilajelor de demolare la etajele superioare este costisitor i greu de realizat, impactul cu solul a cldirii prbuite nu genereaz efecte ce s depeasc limitele de protecie a construciilor nvecinate, exist spaiu (platform) pe direcia de cdere.

Adoptarea acestui procedeu folosind energia explozivului scurteaz foarte mult timpul de demolare, reduce costul lucrrilor raportat la volumul de material demolat dat fiind faptul c prbuirea este ajutat de fora gravitaional a masei proprii a structurii de rezisten. Dezavantajele metodei constau n faptul c prbuirea construciei poate genera efecte nedorite (und seismic indus de ocul la prbuire, suprapresiune datorat evacurii brute a aerului dintre etaje, efecte mecanice a bucilor de material desprins) comparabile sau chiar mai mari dect cele provocate de detonarea ncrcturilor explozive utilizate la demolare.

De asemenea, n cazul producerii unor rateuri la explozii, n condiiile n care cldirea nu se prbuete, sau acest lucru se ntmpl doar parial, intervenia pentru remedierea rateului, poate fi foarte riscant.

Considerentele de mai sus impun ca n faza de proiectare a demolrii s se fac o analiz temeinic a structurii de rezisten, a nivelului de rezisten, stabilitii, existenei punctelor slabe care pot fi transformate prin explozie n mecanisme de cedare, existenei elementelor care pot ngreuna sau opri prbuirea, distribuiei masei construciei i poziia centrului de greutate al acestei mase, stabilirea direciei i sensului de prbuire etc. Totodat trebuie evaluat mrimea efectelor secundare provenite din prbuire i a celor generate de explozii.

Demolarea prin lucrri de mpucare a cldirilor i a prilor de cldire, se nscrie n rndul activitilor avantajoase din punct de vedere economic, a celor mai puin poluante i totodat interesante din punct de vedere profesional.

Realizarea unui numr mare de lucrri de demolare cu ajutorul explozivilor, caracterizate printr-un grad ridicat de dificultate, au artat c folosirea tehnicii de mpucare constituie o alternativ sigur i de cele mai multe ori cea mai adecvat din punct de vedere al eficienei i securitii.

Comparativ cu procedeele clasice de demolare, utilizarea lucrrilor de mpucare ofer din punct de vedere al pericolelor, proteciei mediului i muncii, urmtoarele avantaje:

Blocarea pe o perioad scurt de timp a unor poriuni nvecinate i zone de circulaie perioade de timp limitate doar la durata executrii efective a lucrrilor de mpucare comparativ cu restriciile de obicei ndelungate de folosire a acestor spaii i zone, la demolrile prin mijloace clasice;

ndeprtarea rapid a strii de pericol, n special acolo unde cldirile se afl ntr-o faz avansat de deteriorare;

Evitarea lucrului la nlime pe perioade mari de timp; Evitarea producerii pe o perioad ndelungat de praf,

zgomot, trepidaii, etc; Alegerea soluiei de demolare este condiionat de starea

fizic a construciei, de existena unor obiective aflate n vecintatea construciei de demolat, de eventualele efecte ale demolrii asupra acestor obiective.Procedeul de demolare ales trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine:

Dirijarea direciei cderii pentru a proteja construciile aflate n apropriere;

Distrugerea integritii construciei n aa fel ca elementele dezmembrate s poat fi transportabile, respectiv ncrcate cu mijloace mecanice;

Asigurarea proteciei construciilor din aproprierea obiectivului demolat, contra aciunii seismice, a undei de oc i a aruncrii de buci de beton sub efectul exploziei.

Dimensionarea parametrilor de mpucare i stabilirea concepiei de demolare a fiecrui obiectiv n parte se face innd cont de cerinele tehnice i de securitate mai sus menionate precum i de experiena i practica dobndit la realizarea a zeci de astfel de activiti finalizate cu succes. n cele ce urmeaz, se va face o trecere n revist a modalitilor de evaluare a efectelor lucrrilor de mpucare a aspectelor legate de aciunea undei de oc provocat de explozie, a vitezei de oscilaie a solului i a cantitii de exploziv nepericuloas din punct de vedere seismic, a cantitii i calitii gazelor rezultate n urma exploziei i efectul acestor gaze asupra mediului i aezmintelor umane, a distanei de siguran funcie de efectul de aruncare a bucilor de beton, precum i a aciunii undei de oc , respectiv vitezei de oscilaie a solului provocat de prbuirea construciilor , asupra obiectivelor nvecinate demolrii - i estimarea mrimii acestora n condiiile asigurrii integritii construciilor nvecinate locului mpucrii precum i a factorului uman. Ca studiu de caz s-a luat n considerare proiectul de demolare prin lucrri de mpucare a cldirii instalaiei de uscare i a castelului de ap, aflate n incinta salinei Cacica i a staiei de concasare crbune, aflate n incinta Prtetii de Jos.

4. MODALITI DE EVALUARE A EFECTELOR

LUCRRILOR DE MPUCARE 1. Controlul seismic al vibraiilor produse la efectuarea

lucrrilor de mpucare Se poate afirma c numitorul comun al cutremurelor naturale i al celor artificiale (explozii) o constituie energia eliberat de cele dou surse. Spre deosebire de modul de analiz i interpretare a aciunii seismice datorate cutremurelor - unde evaluarea deteriorrii unei construcii se face n funcie de nivelul vibraiei indus n fundaia acesteia, fr a lua n considerare tipul undei i ce modificri a suferit aceasta ntre surs i receptor - evaluarea aciunii seismice generate de explozii se face funcie de amplitudinea, frecvena i durata vibraiilor solului, n strns corelaie cu caracteristicile mediului geologic pe care unda le strbate. Cutremurele de pmnt produc aciuni seismice de lung durat i la o frecven foarte mic. Astfel, Richter a stabilit c la valori ale acceleraiei de 0,1 g i la frecvena de 1 Hz pot aprea deteriorri n construcii. Viteza de oscilaie i deplasarea corespunztoare acestor valori sunt de 15,6 cm/s respectiv 2,5 cm. Aceeai acceleraie, la o frecven de 20 Hz va avea o vitez de oscilaie de 0,78 cm/s i o amplitudine de 0,006 cm. De asemenea, Richter a observat c deteriorrile ce pot aprea la o valoare prestabilit a vitezei de oscilaie sunt n strns corelaie cu durata de manifestare a acesteia. Astfel, la o acceleraie de 0,1 g i frecvena de 1 Hz, ce se manifest timp de cteva secunde (caz specific exploziilor) nu se produc deteriorri ns pot aprea probleme serioase dac aciunea se manifest timp de 20-30 secunde, caz specific cutremurelor naturale. Chiar dac criteriile de corelare a deteriorrilor cldirilor cu parametrii vibraiilor generate de seisme naturale nu pot fi aplicate n totalitate i n cazul seismelor artificiale (explozii), se pot utiliza ns criteriile de modelare dinamic a fenomenului natural n vederea studierii mecanismului de rspuns al construciilor fa de aciunea fenomenului seismic artificial. Astfel, pentru explozia n roci au fost fundamentate fizico - matematic o multitudine de modele, ncepnd cu cele care reprezint acest proces ca fiind o surs concentrat (punctiform) i continund

cu acelea care consider c procesul are loc ntr-o cavitate ale crei dimensiuni nu pot fi neglijabile. Sub influena vibraiilor produse de lucrrile de mpucare, construciile sunt supuse la micri n spaiu, datorit crora elementele lor constructive sunt solicitate dinamic. n funcie de intensitatea vibraiei i a strii construciilor, solicitrile pot s produc n timp avarierea acestora. Acest lucru are loc atunci cnd vibraiile produse conduc la solicitri dinamice care depesc rezistena la ntindere, forfecare sau ncovoiere a elementelor constructive. Pentru aprecierea efectului seismic al vibraiilor elastice transmise prin sol la fundaia cldirilor, pe plan mondial a fost ales n majoritatea cazurilor criteriul vitezei, singurul parametru reproductibil pentru ntreaga gam de frecvene proprii seismelor produse de derocrile prin lucrri de mpucare i care depinde, ntr-o mai mic msur, de proprietile rocilor. n Marea Britanie avariile provocate construciilor se clasific n patru categorii: I - fr avarii ( V < 6,25 mm/s)

II - posibil fisurare a tencuielii (n mod excepional fisuri n elementele portante , V = 6,25 - 12,5 mm/s) III - posibile avarii la elementele portante (V = 12,5 - 75 mm/s) IV - avarierea elementelor portante ( V > 75 mm/s) Pentru frecvenele mai mari de 8 Hz valorile admisibile sunt prezentate n tabelul nr. 1. Tabel nr. 1

Destinaia construciei

Valoarea admis a vitezei oscilaiilor solului

V (mm/s) Ziua Noaptea Sli de operaii, centrale telefonice, laboratoare cu aparatur fragil, calculatoare.

4,15

0,13

Zone de locuine 8,30 0,26 Birouri i ateliere 16,60 16,60

n Germania normele DIN 4150 stabilesc valori limit pentru vibraii astfel nct s nu fie afectat integritatea construciilor (tabel nr. 2).

Tabel nr. 2 Nr. crt.

Tipul construciei

Valoarea limit a vitezei

V (mm/s) 1 2 3

I. Construcii fragile i monumente istorice

4

II. Construcii de locuine i social-culturale construite conform normelor n vigoare (fr msuri antiseismice)

8

III. Construcii civile i industriale construite conform normativelor n vigoare ( cu msuri antiseismice )

30

n tabelul nr. 3 sunt prezentate valorile limit acceptate conform normelor australiene AS 2187 iar n tabelul nr. 4 posibile efecte ale acestor vibraii . Tabel nr. 3 Nr. crt.

Tipul structurii Valoarea vitezei V ( mm/s)

1 2 3 I. Cldiri istorice, monumente i cldiri cu

destinaie special 2

II. Cldiri civile 10 III. Construcii cu destinaie comercial i

industrial cu structur din beton armat 75

Tabel nr. 4 Valoarea vitezei ( mm/s)

Tipul avariei

< 5 Fr pagube 5 10 Apariia de fisuri n tencuial 10 18 Pagube minore > 18 Avarierea structurilor cldirilor

n tabelul nr. 5 sunt prezentate nivelele admisibile ale vibraiilor n funcie de efectul lor asupra oamenilor i construciilor, elaborate de Rowe.

Tabel nr. 5 Valoarea vitezei ( cm/s)

Aciunea asupra oamenilor

Degradarea construciilor

1 2 3 0,02 Uor perceptibile Nici una 0,2 Perceptibile Limite superioare pentru

monumente istorice, structuri foarte fragile, puuri miniere.

0,5 Perturbaii care ncep s devin suprtoare

Limite inferioare pentru degradri la cldirile obinuite

3,5 Perturbaii neplcute, posibil inacceptabile

Degradri arhitecturale posibile degradri structurale

5,0 Intolerabil Degradri structurale la construciile care intr n rezonan

Analizndu-se caracteristicile constructive ale cldirilor din zona nvecinat locului mpucrii i acceptndu-se un anumit efect seismic pentru un anumit obiectiv, se poate stabili viteza maxim admis a oscilaiilor particulelor mediului n care este construit obiectivul. La noi n ar, ca metod de determinare a efectelor lucrrilor de mpucare este folosit cea a lui Nicholls prin care se stabilete corelaia dintre viteza oscilaiilor particulelor solului, distana ntre locul mpucrii i locul msurrii vitezei, precum i cantitatea de exploziv detonat instantaneu sau cea maxim pe treapt de ntrziere. n cadrul Prescripiilor Tehnice cu privire la Msurarea vitezei de deplasare a undelor seismice - anex la NSPM pentru Depozitarea, Transportul i Folosirea Materiilor Explozive, ed.1997 - este prezentat i corelaia ntre gradul de intensitate seismic ( scara MSK) conform STAS 3684/71, viteza oscilaiilor particulelor solului i efectele asupra structurilor, n cazul seismelor produse de lucrrile de mpucare ( tab. nr. 6).

Tabelul nr. 6

I Grade STAS 3685-71

Efectul asupra structurilor Viteza de oscilaie V* (cm/s)

admis

Limit

0. 1. 2. 3. IV Posibile deteriorri la construciile

de tip rural, conducte sub presiune, sonde de petrol i gaze , puuri miniere, structuri foarte fragile.

0,5 1,0

V Se exfoliaz stratul de zugrveal. Apar fisuri mici i nguste n tencuial la construciile tip rural i urban. Posibile deteriorri minore la construciile de tip industrial.

1,1 2,0

VI Se produc fisuri n tencuial n pereii despritori i desprinderea unor buci de tencuial la construciile de tip industrial.

2,1 4,0

VII Se produc fracturi n elementele de rezisten la construciile de tip rural, fracturi n zidrie cu desprinderea unor buci mari de tencuial la construciile de tip urban i fisuri n tencuial cu desprinderea unor buci la construciile de tip industrial.Surparea n puine cazuri a prilor carosabile pe pante abrupte. Avarierea posibil a mbinrilor conductelor. Avarierea mainilor montate.

4,1 8,0

VIII Se produc fracturi majore n elementele de rezisten la construciile de tip rural i urban. Se produc fisuri n elementele de rezisten a construciilor de tip industrial.

8,1 16,0

IX Se produc dislocri i prbuiri a unor elemente de legtur ale construciilor rurale i urbane se produc fracturi n elementele de rezisten ale construciilor de tip industrial. Avarii ale barajelor , conducte subterane, posibile deformri i avarieri importante a prilor carosabile.

16,1 32,0

X Se produce distrugerea construciilor de tip rural , prbuirea unor elemente de legtur la construciile de tip urban i fracturarea cu dislocare a unor elemente de rezisten la construciile de tip industrial.

32,1 64,0

* - V - reprezint valoarea maxim a vitezei orizontale msurat pe una din cele dou direcii principale VR sau VT ; - viteza de oscilaie admis este acea vitez la care se garanteaz c nu sunt depite efectele dinainte acceptate asupra structurilor construciilor ; - la efectuarea lucrrilor de mpucare repetate, viteza de oscilaie a particulelor solului trebuie s se nscrie n valorile vitezei admise. Viteze de oscilaie cuprinse ntre cea admis i limit pot fi acceptate numai de ctre specialiti, n situaii deosebite ; - viteza de oscilaie limit va fi acceptat numai n situaii deosebite, la o singur mpucare atunci cnd condiiile tehnologice impun efectuarea unor mpucri cu cantiti de explozivi mai mari ; - n cazul construciilor de importan deosebit sau n care se afl instalaii i utilaje sensibile la vibraii, valorile admise ale vitezei oscilaiilor particulelor solului se vor stabili de specialiti n domeniul respectiv. Neavnd puse la dispoziie informaii cu privire la nivelele de vibraii, la care construciile nvecinate locului mpucrii au fost proiectate i construite s reziste,analiznd datele redate n tabelele 1 5 precum i cele din tabelul nr. 6, s-a luat ca valoare de referin, Vadm = 1,1cm/s , ca o valoare sigur din punct de vedere al seismoproteciei acestor obiective. Conform Normativului pentru proiectarea antiseismic a construciilor de locuine, social culturale, agrotehnice i industriale, P

100 92, locul demolrilor se afl amplasat ntr-o zon avnd gradul VII de intensitate seismic, exprimate pe scara MSK ( Ks = 0,12 i Tc = 0,7) i creia i corespunde un nivel admisibil al vibraiei de Vadm = 4,1cm/s Dup cum se poate observa , conform tabelului nr. 6, valoarea acceptat a vibraiilor generate de lucrrile de mpucare de Vadm = 1,1 cm/s, corespunde nivelului IV de intensitate seismic pe scara MSK, nivel mult inferior celui la care construciile ar trebui s reziste, conform normativului P-100-92. Pentru a proteja din punct de vedere seismic obiectivele nvecinate, se impune limitarea cantitii de exploziv ce poate fi detonat instantaneu sau pe treapt de ntrziere. Cunoscnd distana ntre locul exploziei i cel mai apropiat obiectiv de protejat, mrimea ncrcturii concentrate ce se poate detona instantaneu, se determin cu relaia: R3 Q inst. = ---------- (kg echiv. TNT) (1) 3 K3n care : R - distana dintre locul exploziei i obiectiv, (m) ;

R = 10 m pentru staia de concasare; R = 15 - 30 m pentru instalaia de uscare ( valoarea mic

pentru construciile din incint, ce urmeaz a fi demolate clasic, valoarea mare pentru construcile din afara incintei);

R = 300 m pentru castelul de ap (Aa dup cum se poate observa construciile nvecinate celor patru obiective ce urmeaz a fi demolate prin mpucare, se afl amplasate la diferite distane cuprinse ntre 10 i 300m. Pentru stabilirea cantitilor nepericuloase de exploziv, s-a luat n calcul pentru toate cele patru obiective, valoarea de R = 10 m - distan fa de cea mai apropiat construcie) Qinst. - cantitatea de exploziv detonat instantaneu (kg echiv.TNT) ; K coeficient funcie de proprietile mediului n care se mpuc; K = 5. - coeficient care depinde de indicele de aciune al exploziei; pentru n =1 avem = 1. Pentru R = 10 m (distana cea mai mic fa de construciile nvecinate celor patru obiective ce se demoleaz), cantitatea nepericuloas de exploziv din punct de vedere seismic, va fi: Cantitatea de exploziv posibil a fi detonat pe treapt de ntrziere va fi :

Qtr.int. = 2/3 Qinst. fn K1 (kg echiv. TNT) (2) unde : fn - coeficient de reducere funcie de tipul elementelor de iniiere, pentru NONEL,

10 3 Qinst. = ---------- = 15,6 kg echiv.TNT /detonate instantaneu 13 43

fn = 0,917. K1 - coeficient funcie de numrul mpucrilor efectuate n cursul unui an. Pentru o mpucare K1 = 1. Qtr.int. = 2/3 15,6 kg echiv. TNT 0,917 1 = = 9,5 kg echiv. TNT = 7,3 kg dinamit/treapt de ntrziere Se menioneaz c aceast modalitate de evaluare a efectului seismic generat de explozii, este specific lucrrilor de mpucare unde ncrcturile explozive sunt introduse n guri de sond sau de min practicate n sol. La detonarea ncrcturilor explozive, ocul produs genereaz o micare de oscilaie a particulelor solului, care se transmite la fundaiile construciilor.Funcie de intensitatea ocului, crete i viteza de oscilaie a particulelor solului, aceasta putnd atinge praguri ce pot fi periculoase pentru ntegritatea construciilor. Acest fenomen nu se petrece n cazul lucrrilor de demolare, unde exceptnd fundaiile, ncrcturile mici de exploziv (0.1-0,2 kg) sunt introduse n guri practicate n elemente aflate deasupra solului i detonate pe mai multe trepte de ntrziere.Unda de oc provocat de explozie nu se transmite n sol i ca urmare nu genereaz o micare de oscilaie a particulelor solului. Aa cum se poate observa din calculele anterior fcute, chiar dac ncrcturile explozive ar detona n guri practicate n sol, viteza de oscilaie generat de ocul exploziei, este sub valoarea stabilit ca admisibil. Ca urmare, avnd n vedere faptul c aceste ncrcturi detoneaz deasupra solului, nu se poate lua n discuie un eventual efect seismic indus prin sol, la nici una din lucrrile de mpucare executate pentru demolarea celor patru obiective castelul de ap, instalaia de uscare, staia de concasare i centrala termic.

2. Protejarea obiectivelor nvecinate fa de efectul

seismic la impactul cderii pe sol a structurilor ce se demoleaz

Este cunoscut faptul c vibraiile ce se pot transmite n urma realizrii lucrrilor de mpucare pentru demolarea construciilor, reprezint o pondere mic ca mrime, din nivelul vibrailor posibil s apar n ntreg procesul de demolare a construciilor. Aa cum s-a mai precizat, la acest gen de lucrri, gurile ncrcate cu exploziv sunt amplasate deasupra solului, n elementele portante ale obiectivului ce se demoleaz. Se detoneaz un numr mare de ncrcturi mici, individuale, fiind iniiate cu capse avnd trepte de ntrziere de ordinul zecilor de milisecunde.n aceast situaie, energia vibraiilor provenite de la mpucare i transmise prin fundaia cldirii n sol, este redus, fr pericol pentru integritatea structurilor nvecinate. La impactul cderii pe sol a unei structuri ce se demoleaz , pot rezulta efecte seismice a cror mrime depinde de energia pus n libertate la impact. Aceast energie este n funcie de masa structurii ce se demoleaz i nlimea centrului ei de greutate. O parte din aceast energie este consumat n procesul de rsturnare i n special la impactul cu solul, n energie de frecare i lucru mecanic de modificare a formei structurii . Energia indus n sol datorit impactului, este transmis sub form de unde de vibraie. Intensitatea maxim a vibraiei este funcie de durata de transmisie n timp a energiei n sol, care la rndul ei este influenat de comportarea la rsturnare a structurii cldirii. O construcie care se destram la demolarea prin rsturnare, produce la impactul succesiv cu solul a elementelor constructive dezmembrate, vibraii mult mai mici dect n cazul izbirii de sol, prin prbuirea instantanee a ntregii construcii. Prin diminuarea ponderii principale a energiei de cdere, se diminueaz i intensitatea trepidaiilor induse.Astfel, o cldire care are structura de rezisten dispus pe stlpi nali, dup mpucare, rndurile de stpi din fa se vor aeza pe pmnt mai nti cu muchia dinspre direcia de rsturnare, moment n care alte elemente constructive din interiorul cldirii ajung la rupere i abia dup aceea se prbuesc complet. La proiectarea modului de demolare a celor trei obiective din incinta Cacica i Prtetii de Jos, s-a avut n vedere ca mecanismul de

prbuire a acestor construcii s se produc prin dezmembrarea i prbuirea secvenial i nu instantanee a cldirilor, fapt ce va conduce la diminuarea substanial a nivelului vibraiilor induse n sol. mpucarea n avans cu 75 125 de ms a parterului i primului nivel al cldirilor (staia de concasare i instalaia de uscare) dinspre direcia de rsturnare, fa de restul secvenei de demolare a cldirii , va permite pe de o parte, prbuirea secvenial la sol a pri din cldire, iar pe de alt parte, crearea n avans a unui pat de moloz care va atenua impactul cu solul, la prbuirea restului cldirii. n ceea ce privete castelul de ap, prbuirea acestuia la sol nu are loc instantaneu ci etapizat, pe msur ce fiecare metru din cei 22 m nlime, ajunge n contact cu solul.Acest fapt diminueaz la minim eventualele vibraii induse n sol. Avnd n vedere poziia n care este amplasat aceast construcie (pe deal, la o cot aflat cu 40 -50 m deasupra cotei celorlalte construcii din zon) precum i faptul c n imediata vecintate a castelului de ap, nu se afl nici un obiectiv, putem aprecia c nu sunt probleme din punct de vedere al vibraiilor generate la prbuirea la sol. Prin estimarea mrimii energiei induse n sol la prbuirea unei construcii i compararea cantitativ a acestei energii cu cea generat la detonarea unui exploziv etalon (dinamit), se poate aprecia cantitatea echivalent de exploziv care ar detona introdus n guri forate n sol: M g H Q = ---------- (kg) (3) E0 n care : Q - cantitatea echivalent de exploziv, kg; M g = P - greutatea construciei, kg ; H - nlimea construciei, m; E0 e nergia echivalent 1 kg de dinamit , Eo = 484 370 kg m / kg. Cunoscnd cantitatea echivalent de exploziv ce ar putea fi detonat, n guri forate n sol, se poate aprecia i nivelul vibraiilor generate de aceast ncrctur, raportat la distanele fa de cele

ai apropriate obiective m seismoprotejate:

Vmax = K 3RQ

, (mm / s) (4)

n care : Vmax - cantitatea de exploziv posibil a fi detonat;

K constant funcie de condiiile geominiere locale, tehnologie de

mpucare i exploziv, K = 50 - 150; Q cantitatea de exploziv detonat;

R - distan epicentru explozie (impact) obiectiv seimoprotejat Cantitatea echivalent de exploziv determinat cu relaia 3, ia n considerare situaia n care ntreaga construcie s-ar prbui instantaneu.n realitate, mecanismul de prbuire se produce secvenial, modul de comportare la demolare a construciei fiind prezentat anterior. Ca urmare, putem considera c ntr-o prim secven de timp are loc prbuirea 1/3 din masa cldirii, urmnd apoi (funcie de nlimea construciei, soluia de demolare i secvenele de ntrziere alese) s se prbueasc, la intervale foarte scurte de timp (zeci de milisecunde), restul de 2/3 din masa construcie sau chiar defalcate n secvene de prbuire cu mase mai reduse. De asemenea, la prbuirea construciilor trebuie s se in cont dac n prealabil, s-a amenajat pe direcia de cdere (rsturnare) un pat de amortizare, fapt ce contribuie la reducerea substanial a nivelului vibraiilor induse n sol. Rezumnd, la prbuirea secvenial a construciilor, n relaia 3 se poate introduce un factor de reducere K2 = 0,7, iar atunci cnd este amenajat un pat de amortizare, factorul de reducere are valoarea de K2 = 0,5.n acest caz relaia 3 devine: M g H Q = ---------- K2 (kg) (5) E0 n cele ce urmeaz, se va face o evaluare a nivelului vibraiilor induse n sol la prbuirea instalaiei de uscare i staiei de concasare. Instalaia de uscare , are o nlime de H = 22,8 m i P = 1 820 to, genernd la prbuire un oc echivalent cu detonarea

instantanee a unei cantiti de 60 kg dinamit. Q = 1 820 000 x 22,8 0,7 = 60 kg

484 370 La detonarea instantanee a unei cantiti de 60 kg. dinamit, este posibil s se induc n sol o vibraie cu viteza de oscilaie de 0, 5 cm/s, valoare cu mult mai mic dect cea considerat ca admisibil, Vadm= 1,1 cm/s.

Vmax = 100 33060

= 4,71 mm /s

Staia de concasare, are o nlime de H = 16 m i P = 354 to, genernd la prbuire un oc echivalent cu detonarea instantanee a

. unei cantiti de 8,20 kg dinamit Q = 354 000 x 16 0,7 = 8,2 kg

484 370

La detonarea instantanee a unei cantiti de 8,2 kg. dinamit, este posibil s se induc n sol o vibraie cu viteza de oscilaie de 0, 91 cm/s, valoare cu mult mai mic dect cea considerat ca admisibil, Vadm= 1,1 cm/s.

Vmax = 100 3102,8

= 9,05 mm /s

3. Evaluarea undei de oc aeriene produse de lucrrile de

mpucare Pentru estimarea mrimii presiunii n frontul undei de oc aeriene, poate fi utilizat scala logaritmic de decibeli pentru msurtori acustice. Introducerea unei scri de msur n decibeli (dB) pentru evaluarea subiectiv a triei sunetului se bazeaz pe legea fiziologic Weber - Fechner. Potrivit acesteia, senzaia subiectiv este proporional cu logaritmul zecimal al excitaiei dac se atribuie nivelului de referin al intensitii acustice senzaia zero. Presiunea acustic cea mai joas pe care cea mai bun ureche uman o poate

percepe are valoarea de 210-4 bar, care este de 5109 ori mai slab dect presiunea atmosferic normal. Scara de decibeli evit aceast dificultate, utiliznd ca prag de audibilitate valoarea de 210-4 bar. Aceast valoare este considerat ca 0 dB. Partea audibil a suflului prezint un spectru larg pe diferite amplitudini i frecvene iar scala de decibeli este acceptat pentru a descrie intensitatea sunetului aa cum este perceput de urechea omeneasc .

dB = 20 lg

0PP

(6)

unde : P0 - presiunea de referin , P0 = 0,0002 bar , (0,02 kgf/cm2) ; P - presiunea determinat. Nivelul undei de oc, respectiv al zgomotului produs la demolarea construciilor prin lucrri de mpucare, se reduce considerabil dac sunt protejate ncrcturile explozive cu materiale cum ar fi, baloi de paie, band de cuciuc, material textil, etc. Astfel, n calculul intensitii acustice intervine un factor de reducere K3 = 0,7, relaia 6 devenind:

dB = 20 lg

0PP

K3 (7)

Reacia oamenilor la vibraiile produse de explozii este n cele mai multe cazuri subiectiv i mult exagerat, dac inem seama de faptul c ei reacioneaz deja la niveluri de vibraie aflate mult sub nivelul maxim admisibil pentru construcii. Astfel, presiunea undei aeriene de la cele mai multe explozii este mult mai mic dect aceea care cauzeaz spargerea geamurilor. Totui, nivelul sonor la o suprapresiune de 7102 bar (127 dB), de exemplu, este comparabil cu sunetul maxim dintr-o cazangerie sau cu nivelul de zgomot la o distan de numai 1 m de un nituitor pneumatic. Nivelul sonor la o suprapresiune de 0,7102 bar (107 dB) se compar cu sunetul generat la o distan de 1 m de o trompet sau un claxon sau o pres de perforat automat.

n funcie de distana de la locul mpucrii i de rigiditatea prilor sale de structur, o cldire rspunde la un suflu de aer la frecvene diferite i n general mai mari dect frecvena armonic principal a suflului de aer. La distane mai mari, suflul de aer are o frecven armonic principal mai mic, n domeniul de 0,1 - 10 Hz, care este n cea mai mare parte n afara regiunii audibile a frecvenelor. Rspunsul tipic al cldirii la nivelul de presiune a sunetului mai mici de 140 - 150 dB este un zngnit clar, audibil, n special de la geamuri i ui, de la obiecte care stau pe rafturi. La creterea amplitudinii de peste 150 dB, geamurile ncep s se sparg, iar la valori de peste 160 170 dB pot s apar deteriorri minore la pereii tencuii, respectiv fisuri n zidrie, toate geamurile sparte. Rezultatele unor studii privind problema suprapresiunii produse de unda de oc aerian, ntreprinse de Perkins - 1960, 1964, Windes - 1952, Given - 1973, sunt prezentate sintetic n tabelul nr. 7. De asemenea, n tabelele nr. 8 i 9 sunt redate nivele ale suprapresiunii undei de oc i efectele pe cae acestea le pot genera. Tabelul nr. 7

Suprapresiunea Deteriorri observate (104 bar) (dB)

< 1,5 < 153

Zguduiri ale ferestrelor mobile (glisante), deteriorarea unor geamuri prestresate sau slab montate

5 165 Pragul de deteriorare a cadrelor de geam bine montate 7 14 167 - 173 Unele geamuri deteriorate (sparte)

14 21 173 - 176 Deteriorri minore la pereii tencuii, toate geamurile sparte

> 21 > 176 Fisuri n zidrie, toate geamurile sparte

Tabel nr. 8

Suprapresiune nominal exterioar EFECTE

Pa (N/M2) dB

Nivelul 1

Sunete asemntoare unor tunete ndeprtate, pot da reacii de surpriz la indivizii deosebit de sensibili sau la persoane cu somn uor - cel mai probabil oamenii se obinuiesc

20 Pa 120 dB

Nivelul 2

Sunete similare de tunet mai puternice - reacie de surpriz la persoanele aflate afar n cartiere, linitite, persoanele care dorm n cartiere linitite se trezesc

50 Pa 128 dB

Nivelul 3

Sunet ca o bubuitur, se poate auzi peste zgomotul de fond, geamurile pot zngni, d reflex de orientare i team, trezete oameni care dorm adnc

100 Pa 134 dB

Nivelul 4

Sunet ca o bubuitur puternic, clar audibil peste zgomotul de fond, reacie de orientare i team de obicei n exterior, geamurile zngnesc , construciile slabe vibreaz, animelele care se hrnesc i ridic capul i prezint reacii de orientare

200 Pa 140 dB

Nivelul 5

Bang asurzitor, geamurile zngnesc, cldirile vibreaz, n cazuri rare geamurile sau tencuiala afnat pot plesni, team la majoritatea celor aflai n exterior. Majoritatea celor care dorm se trezesc

500 Pa 148 dB

Compara

ie

Valoarea maxim recomandat de Nitro Consult i n general o valoare acceptat pentru presiunea sunetului

250 Pa 142 dB

Limite de siguran dup Kiessling i Wilhelmsen Tabelul nr. 9

Tipul deteriorrii Limit de siguran Pentru suprapresiunea nominal

Obiectele situate pe postamente care se mic cu uurin pot cdea.

100 Pa

Crpturi n tavan.Stratul de culoare i tencuiala prost executat pot cdea.

150 Pa

Se poate sparge sticlria 250 Pa Pe pereii uori se semnaleaz fisuri pe stratul de culoare sau tapetul de hrtie. tencuiala pe pereii de lemn se fisureaz. tencuiala afnat poate cdea n straturi groase. Obiectele pot cdea de pe perei i rafturi.

350 - 500 Pa

La executarea mpucrilor cu ncrcturi amplasate n guri,

se presupune c dimensionarea se face pentru a realiza sfrmarea maxim a rocii sau a betonului. La asemenea ncrcturi, presiunea undei de oc se reduce substanial n comparaie cu presiunea de la ncrcturile suspendate liber. n majoritatea cazurilor, reducerea ar trebui s fie mai mare, dar un calcul rapid arat c ar trebui s facem urmtoarea apreciere ( conform Sve De Fo Suedia): P = 0,2 Pmax (8) La sunetele pulsatorii (de vrf) i nivelurile care depesc 140 dB sau 200 Pa, ar trebui s se aplice teoriile undei de oc, mai curnd dect s se aplice analize acustice. Este dificil totui s se formuleze legtura cu acest nivel mic de suprapresiune i ca urmare s se poat decide distana la care s se trag linia.

La noi n ar, conform anexelor 3a, 3b i 3c la Normele Tehnice privind deinerea, prepararea, experimentarea, distrugerea, transportul,depozitarea, mnuirea i folosirea materiilor explozive, utilizate n activitile deintorilor i autorizarea artificierilor i a pirotehnitilor, anexe la Legea nr. 126 / 1995, privind regimul materiilor explozive, pentru diferite distane ntre epicentrul exploziei i obiectivele din vecintatea acestuia, n funcie de cantitile de exploziv ce se detoneaz, se poate calcula valoarea suprapresiunii suflului generat de explozie, cu relaia : pf = 0,84 + 2,7 2 + 7 3 ( conf. anexei 3a) (9) n care : pf - suprapresiunea din frontul undei de oc, (kgf/cm2) ;

= RQ3

, (10)

unde : Q - cantitatea de exploziv detonat instantaneu, (kg echiv. TNT) ; R - distana msurat ntre epicentrul exploziei i obiectivul protejat, (m). n tabelul nr.10 este prezentat, pe categorii, gravitatea efectelor undei de oc asupra construciilor i oamenilor n funcie de valoarea suprapresiunii n frontul undei de oc (conf..anexei 3 b) Tabel nr. 10

Valoarea suprapresiunii n frontul undei de oc - pf (kgf/cm2)

Nr. crt.

Felul obiectivelor exterioare

Distrugeri totale

DistrugeriPuternice

Distrugeri medii

Distrugeri uoare

Avarii nensemnate

1. Cldiri din beton armat

0,80 -1,00

0,50 -0,80 0,30 - 0,80

0,10 -0,30 0,03 - 0,05

2. Cldiri din crmid cu multe etaje

0,20 -0,40

0,20 -0,30 0,10 - 0,20

0,05 -0,10 0,03 - 0,05

3. Cldiri din crmid cu puine etaje

0,35 -0,45

0,25 -0,35 0,15 - 0,25

0,07 -0,15 0,03 - 0,05

4. Case din lemn

0,20 -0,30

0,12 -0,20 0,09 - 0,12

0,06 -0,08 0,03 - 0,05

5. Construcii industriale cu schelet metalic

0,50 -0,80

0,30 -0,50 0,20 - 0,30

0,05 -0,20 0,03 - 0,05

6. Reele ale gospodriei locale

10,0 -15,0

6,00 - 10,00 2,00 - 6,0

2,00 -6,00

7. Poduri metalice de cale ferat

1,5 - 2,0 1,5 - 2,0 1,0 - 1,5 0,5 - 1,00

8. Cale ferat 3,0 - 5,0 3,0 - 5,0 1,5 - 3,0 1,0 - 1,5

9. Garnituri de cale ferat

1,0 - 2,0 1,0 - 2,0 0,4 - 0,8 0,3 - 0,4 10. Linii

aeriene de nalt tensiune

11. Linii de transmisii aeriene pe stlpi de lemn

0,3

12. Cabluri subterane 3,8

13. Fideri i staii de transformatori

0,5

14. Ziduri de sprijin 1,5

15. Baraje i 4,5

diguri 16. Geamuri

sparte complet

0,02 - 0,07 17. Geamuri

sparte parial

0,01 - 0,02 18. Vtmarea

omului : a) moartea sigur b) traumatisme foarte grave, incompatibile cu viaa c) traumatisme grave (fracturi, hemoragii interne) d) traumatisme mijlocii (contuzii, surditate) e) traumatisme uoare (contuzii, iuitul urechilor)

4,0 - 6,0

1,0

0,50 - 1,00

0,3 - 0,5

0,2 - 0,3

Asupra omului, unda de oc poate avea efecte de la cele mai uoare, cum ar fi traumatisme sau contuzii, pn la cele mai grave (moartea) dac presiunea n frontul undei de oc depete 0,3 kgf/cm2.

n cele ce urmeaz se va face evaluarea valorii suprapresiunii n frontul undei de oc i a nivelului de zgomot, generate la demolarea intalaiei de uscare i a staiei de concasare.Avnd n vedere amplasamentul castelului de ap, s-a considerat c nu sunt probleme legate de efectele secundare ale lucrrii de mpucare. Instalaia de uscare, pentru demolarea acestui obiectiv se vor utiliza 280 de guri i o cantitate total de 43 kg. dinamit, detonat pe trepte de ntrziere, repartizate pe stlpii i nivelele cldirii.Se vor utiliza 15 trepte de ntrziere (tr.3 17), detonndu-se cantiti de exploziv pe treapt de ntrziere, cuprinse ntre 0,4 i 5,8 kg. dinamit. La utilizarea unei cantiti de 5,8 kg de dinamit pe treapt de ntrziere, rezult urmtoarea valoare a suprapresiunii n frontul undei de oc:

= RQ3

= 308,53

= 0,06

pf = 0,84 + 2,7 2 + 7 3 = 0,062 kgf/cm2 = Pmax

Pefectiv = 0,2 Pmax= 0,012 kgf/cm2 Conform tabelului nr.10, valoarea de 0,012 kgf/cm2 a suprapresiunii n frontul undei de oc, din punct de vedere al efectelor generate, este o valoare nepericuloas att pentru construcii ct i pentru factorul uman. n ceea ce privete nivelul de zomot (sunete pulsatorii), generat la detonarea unei ncrcturi de 5,8 kg. dinamit pe treapt de ntrziere, prin aplicarea relaiei 7, rezult urmtoarea valoare:

dB = 20 lg

0PP

K = 20 lg

10100394,2

012,0x

0,7 = 135 x 0,7 = 95 dB

Staia de concasare Pentru demolarea acestui obiectiv se vor utiliza 290 de guri i o cantitate total de 16 kg. dinamit, detonat pe trepte de ntrziere, repartizate pe stlpii i nivelele cldirii.Se vor utiliza 10 trepte de ntrziere (tr.3 15), detonndu-se cantiti de exploziv pe treapt de ntrziere, cuprinse ntre 0,1 i 2,2 kg. dinamit.

La utilizarea unei cantiti de 2,2 kg de dinamit pe treapt de ntrziere, rezult urmtoarea valoare a suprapresiunii n frontul undei de oc:

= RQ3

= 10

2,23 = 0,130

pf = 0,84 + 2,7 2 + 7 3 = 0,170 kgf/cm2 = Pmax

Pefectiv = 0,2 Pmax= 0,034 kgf/cm2 Conform tabelului nr.10, valoarea de 0,034 kgf/cm2 a suprapresiunii n frontul undei de oc, din punct de vedere al efectelor generate, este o valoare nepericuloas att pentru construcii ct i pentru factorul uman. n ceea ce privete nivelul de zomot (sunete pulsatorii), generat la detonarea unei ncrcturi de 2,2 kg. dinamit pe treapt de ntrziere, prin aplicarea relaiei 7, rezult urmtoarea valoare:

dB = 20 lg

0PP

K = 16 4 x 0,7 = 115 dB

4. Gradul de deranj al populaiei

Vibraii care s produc pagube au loc rareori, ns apar unele fenomene care alarmeaz populaia, vibraiile devenind deranjante pentru acetia :

- pereii i duumelele vibreaz i fac zgomot ; - conductele metalice pot intra n rezonan ; - obiectele ce nu sunt fixate ( farfurii, pahare) pot intra n rezonan ; - obiecte ce nu sunt fixate pot aluneca i cdea de pe mas, raft, etc. ;

- candelabrele sau alte obiecte ce atrn ncep s se mite ; - apa ncepe s oscileze ; - zgomotul din interiorul structurii se amplific devenind mai mare dect zgomotul din afara acesteia.

Sensibilitatea sistemului uman de percepie a vibraiilor este foarte ridicat, similar sensibilitii foarte ridicate a urechilor la undele sonore. Este bine cunoscut faptul c omul percepe vibraiile solului la niveluri mult sub cele care ar putea provoca stricciuni minore la cele mai fragile structuri. De exemplu, la efectuarea lucrrilor de mpucare n cariere, reclamaiile sunt determinate mai degrab de percepia omului sau de deranjul lui dect de constatarea deteriorrilor . Omul percepe vibraii ale solului de ordinul 0,08 mm/s i n cele mai multe cazuri ele sunt estimate subiectiv ca fiind de 100 de ori mai mari. Institutul Naional de Standardizare din SUA ( ANSI) a stabilit nivelele de toleran ale corpului omenesc expus direct la vibraii (mm/s) timp de un minut, n strns corelaie cu frecvena acestora ( tabel nr.11), precum i limitele tolerate de ctre persoane aflate n cldiri, funcie de numrul evenimentelor cu durat de pn la o secund ( tabel nr. 12).

Tabel nr. 11

Frecvena Hz

Nu deranje

az

Limita strii de confort Afecteaz starea de sntate

4 25 112 223 18 18 56 112 20 18 56 112

Tabel nr. 12

Numr de evenimente/zi 1 1 26 Cldiri cu destinaie special

( de ex. spitale ) 0,12 0,07 0,05

Cldiri de locuine, noaptea 0,2 0,096 0,06 Cldiri de locuine, ziua 12,7 6 4

Cldiri industriale 18 9 6 Vibraiile sunt nc ntr-o anumit msur interpretate ca semnale de alarm, chiar dac, odat sursa identificat, este clar c nu exist nici un pericol. Vibraiile de la surse greu de identificat, cum ar fi mpucrile efectuate la o anumit distan de ora, sunt incontient

nregistrate de oameni ca fiind foarte suprtoare, mai ales dac nu s-au semnalat anterior. Vibraiile solului apar adesea nsoite de alte deranjamente, cum ar fi zgomotul i infrasunetele, care pot intensifica sau masca efectele lor. Reacia uman depinde att de natura sa genetic ct i de instruire. Un anumit sunet surd , nsoit de vibraii poate aminti de un cutremur i poate genera o team de proporii la anumii indivizi. Zgomotul poate fi definit simplu ca fiind un ,,sunet indezirabil i, n funcie de intensitatea lui, poate crea disconfort sau afectarea auzului. Zgomotul poate fi fie continuu (cu o durat mai mare de 1 secund), sau cu impulsuri, adic cu o durat foarte scurt, cum ar fi bang-ul unei explozii. Pentru zgomote continue exist mai multe standarde, de exemplu pentru zgomotul traficului, de la avioane i cel din industrie. Pentru sunetele pulsatorii ns nu exist informaii i standarde, n special n ceea ce privete legtura dintre disconfort i intensitatea sunetului. Standardele pentru zgomotul continuu nu trebuie folosite pentru zgomote pulsatorii. Un motiv este acela c aceste standarde se bazeaz pe intensitatea sunetului, cuprinznd ntregul domeniu de frecven audibil, n timp ce sunetul pulsatoriu se caracterizeaz prin presiunea maxim. Fiinele umane recepioneaz sunetul continuu diferit de cel pulsatoriu.

Astfel, limita pentru vtmarea auzului, n ceea ce privete sunetul continuu, este de 85 dB la o expunere de 8 ore, iar limita de vtmare pentru sunetul pulsatoriu este de 140 dB (presiune maxim) la 100 de expuneri pe zi. n consecin, nu sunt nc stabilite principii care s stea la baza elaborrii standardelor pentru zgomote la sunetul pulsatoriu. Printre altele, trebuie s se ia n considerare factorii cum ar fi probabilitatea de a deteriora cdiri i/sau de a vtma fiine umane precum i probabilitatea de a primi reclamaii din cauza zgomotului.

Primele semne de deteriorare a unei cldiri, de la un sunet pulsatoriu, sunt geamurile sparte, iar nivelul de la care pot s apar deteriorri vizibile ncepe de la valoarea de180 dB (aproximativ 600 Pa) Dup cum s-a mai spus, valoarea limit pentru vtmri fizice poate fi fixat la aproximativ 140 dB (200 Pa). Limita pentru disconfort este evident sub 140 dB i variaz mult de la un individ la altul. Pentru a nelege mai bine reacia oamenilor la vibraii, n 1978, ISO a publicat nivelurile tolerabile pentru vibraii ale corpul omenesc. Domeniul acestui standard include durata de un minut i mai mare,

frecvena de 1 - 80 Hz, influena vibraiilor tri-axiale asupra gradului de toleran la om n ceea ce privete confortul, oboseala, securitatea i sntatea. Zgomotul i vibraiile ce provin de la un autobuz n micare pot fi rapid identificate n comparaie cu vibraiile similare de la o surs nedetectat.Identificarea sursei de excitaie produce adesea un efect de linitire , dar sunt i anumite excepii. Dac sursa nu este acceptat ca fiind o activitate rezonabil sau benefic, pot aprea numeroase suprri cum ar fi de exemplu zgomotul unei motociclete ntr-un cartier rezidenial n care asemenea zgomote sunt interzise. De fiecare dat cnd se aude motocicleta, crete suprarea (spirala iritaiei) . Efectele pe termen lung ale suprrilor depind att de acceptabilitatea sursei ct i de mrimea propriu-zis, msurabil, a deranjului. n mod surprinztor, dac se tie c vibraia este rezultatul unei activiti benefice pentru persoanele n cauz, acestea manifest adesea un nivel de toleran surprinztor de ridicat fa de aceste vibraii. Probabil c este imposibil de stabilit un nivel de vibraii la care s nu se plng nimeni. Vor exista ntotdeauna persoane care s se plng, indiferent de nivelul vibraiilor i a zgomotului.

Oamenii sunt mult mai tolerani dac timpul de expunere este mic, dac durata unei activiti este mic (min, construcii, demolri, etc.) sau dac sunt informaii corespunztoare despre ceea ce i ateapt, despre felul n care vibraiile sau unda de oc aerian i vor afecta i despre momentul exact la care se vor produce evenimentele. Aa cum rezult din cele prezentate n capitolele anterioare, posibilile niveluri ale vibraiilor induse la prbuirea construciilor demolate, cele ale undei de oc aeriene precum i cele ale nivelului de zgomot pulsatoriu, generate la detonarea ncrcturilor explozive, se situeaz sub limitele admisible, neconstituind surse de pericol pentru integritatea obiectivelor nvecinate i a factorului uman. Cu o bun informare a populaiei (din zona executrii lucrrilor de demolare) asupra modului i perioadelor de efectuare a lucrrilor de demolare prin mpucare, se va contribui n mod substanial i la diminuarea strii de disconfort.

5. Distana de siguran fa de efectul de aruncare a bucilor de beton sub aciunea exploziei

n minerit, zona de mpucare este definit ca acea zon (arie) de mprtiere (aruncare) a rocilor estimat i uneori specificat pe planuri.Atunci cnd materialul rezultat n urma mpucrii este aruncat n fara zonei estimate, apare fenomenul de aruncare necontrolat a bucilor de material. Principalele cauze care contribuie la apariia fenomenului de aruncare a bucilor de material mrunt sub efectul exploziei, sunt subdimensionarea parametrilor de perforare (anticipant, distan ntre guri i rnduri), supradimensionarea ncrcturilor de exploziv introduse n guri, calitatea materialul ce urmeaz a fi dezmembrat,etc. Este greu de stabilit o legitate care s aib o aplicabilitate general, privind distanele de proiectare a bucilor de material mrunt, fiecare lucrare de demolare constituind de fapt o particularitate, caracterizat de soluia demolrii aleas, amplasamentul construciei, existena unor obiective n imediata vecintate a locului mpucrii. De regul, raza zonei de protecie la efectuarea lucrrilor de demolare, se stabilete la distane de 200 300 m.n mod normal, distana de mprtiere a bucilor de beton sub efectul exploziei este de 50 150 m. n practic, aceast distan de mprtiere se reduce aproape n totalitate, datorit msurilor care se iau pentru protejarea ncrcturilor explozive.Astfel, sunt create ecrane de protecie sau elementele constructive n care sunt introduse ncrcturi explozive nvelite cu diferite materiale cum ar fi; baloi de paie, plas de srm, band de cauciuc, materiale textile, etc. n concluzie, se poate afirma c prin luarea msurilor de protecie a ncrcturilor explozive, specificate n documentaia de mpucare, se previne fenomenul de aruncare a bucilor de beton sub efectul exploziei.

6. Gazele rezultate n urma efecturii lucrrilor de demolare prin mpucare

Substanele explozive sunt compui chimici organici, constituii din carbon, hidrogen, oxigen i azot.Carbonul i hidrogenul ndeplinesc rolul de carburani, oxigenul de oxidant, iar azotul are rolul de legare a oxigenului.

n urma reaciilor explozive caracterizate prin oxidarea elementelor carburante, rezult o cantitate mare de gaze i anume:CO2, H2O, CO, N2, H2, O2, NO, NO2, etc., denumite i produse de explozie.O parte din aceste gaze sunt foarte toxice, cea mai mare toxicitate provocnd-o monoxidul de carbon (CO) i bioxidul de azot (NO2). Reacia de transformare chimic are la baz combinarea rapid a oxigenului cu elementele combustibile din compoziia explozivului.Diferena dintre cantitatea de oxigen existent i cea necesar oxidrii complete a tuturor elementelor combustibile din componena chimic a explozivului, reprezint bilanul de oxigen.Acesta poate fi egal cu zero, pozitiv sau negativ. Bilanul de oxigen se consider nul, atuci cnd numrul atomilor de oxigen din compoziia substanei explozive este suficient pentru oxidarea carburanilor.n acest caz, carbonul se oxideaz pn la formarea CO2, iar hidrogenul pn la formarea H2O. n cazul bilanului pozitiv (surplus de oxigen n compoziia explozivului), energia potenial a substanelor explozive este folosit incomplet, deoarece la presiunile i temperaturile ce caracterizeaz fenomenele explozive, se formeaz oxizi de azot ale cror reacii au un caracter endoterm (absorbie de cldur), diminund astfel energia de explozie. n cazul bilanului negativ, oxidarea este incomplet, ceea ce duce la o degajare mai mic de cldur, respectiv la micorarea energiei de derocare i la formarea oxidului de carbon. Att oxizii de azot, ct i oxidul de carbon, formai n procesul de explozie, sunt gaze toxice, cu efecte negative asupra organismului uman. Aa cum se poate observa din cele mai sus prezentate, bilanul de oxigen formeaz o imagine asupra puterii explozivului i a gazelor de explozie. Producerea de gaze toxice nu este o caracteristic intrinsec a explozivului.Ea depinde n mare msur i de condiiile de mpucare; mrimea ncrcturii, modul i tipul amorsrii, rezistena rocii la mpucare, cantitatea i calitatea burajului, intervalele de ntrziere utilizate, locul efecturii mpucrii ( subteran sau suprafa), etc. Msurarea cu precizie a concentraiei de gaze toxice eliberate la o mpucare, este dificil de fcut, n special la lucrrile executate la suprafa.

La detonarea unui kg. de exploziv sunt produse circa 150 500 l de gaze de explozie (fr vapori de ap).Acest volum de gaze conine 2 15% CO i 0,01 5% NOx. n general se admite c la o mpucare, repartiia gazelor rezultate se face n modul urmtor:

40 %, n mediul ambiant; 20 %, n materialul derocat; 40 %, n fisurile din masiv

La efectuarea lucrrilor de demolare prin mpucare specificate n Documentaia tehnic se utilizeaz explozivul dinamit. Dinamita are un bilan de oxigen uor negativ, fapt ce va conduce la formarea oxidului de carbon.

Orientativ, reeta dinamitei are urmtoarea compoziie: 30 % nitroglicerin, 15 % nitroceluloz, 3,5 % mononitrotoluen, 7 % trotil, 57,3 % azotat de amoniu, 0,5 % rumegu. Reacia de transformare chimic este urmtoarea: 1,32 C3 H5 ( ONO2)3 + 0,074 C24 H31 N9 O38 + 0,26 C7 H5 NO2 + 0,31 C7 H5 (NO2)3 + 7,1625 NH4 NO3 + 0,0138 C15 H22 O10 = 8,43 CO2 + 20,35 H2O + 10,07 N2 + 1.048 CO n urma reaciei de transformare chimic a 1 kg de dinamit, se formeaz circa 895 l de gaze, respectiv 24 l de CO, ce constituie circa 29,35 mg de CO. Pentru operaiile executate n subteran, normele (Normele specifice de protecie a muncii pentru exploatarea n subteran a minereurilor feroase, neferoase, rare, radioactive i a nemetaliferelor) prevd concentraii admisibile n atmosfera lucrrilor miniere de 30 mg/m3 oxizi de carbon i de 8 mg/ m3 oxizi de azot. Exprimarea concentraiei de gaze toxice se poate face i n CO convenional, acceptndu-se c 1l de oxizi de azot este echivalent cu 4,2 l CO. Astfel s-au stabilit urmtoarele concentraii admisibile , exprimate n CO convenional; 60 l/kg. exploziv pentru minele de minereu, 50 l/kg. exploziv pentru minele de crbune, 20 l/kg. pentru minele de sare. La efectuarea lucrrilor de mpucare de la suprafa se poate lua n considerare Standardul 12574 87, Aer din Zonele Protejate. n acest Standard sunt stabilite concentraiile maxim admise ale unor substane poluante.Concentraiile maxim admise sunt stabilite pe baza mediei aritmetice a msurtorilor efectuate zilnic.Stabilirea mediei lunare se face pe baza a minim 15 valori medii zilnice, iar la stabilirea mediei anuale sunt necesare minimum 100 de valori medii zilnice.

Conform normativului susmenionat, concentraiile maxim admisibile pentru o medie de scurt durat (30 min.) sunt; dioxid de azot 0,3 mg/ m3, oxid de carbon 6,0 mg/ m3.Concetraiile pentru media de lung durat (zilnic) sunt de; dioxid de azot 0,1 mg/ m3, oxid de carbon 2,0 mg/ m3. Dup cum se poate observa, n ambele situaii (n subteran i la suprafa), concentraiile maxim admisibile sunt stabilite n urma unui numr mare de determinri efectuate pe parcursul unei zile. Specific lucrrilor de mpucare i n special al celor de demolare este faptul c evenimentul generator de gaze este limitat ca timp i numr. Astfel, durata sursei de emisie este de ordinul sutelor de milisecunde. Pentru demolarea fiecrui obiectiv se execut cte o singur mpucare cu utilizarea unor cantiti mai mari de exploziv.Pe lng numrul redus de evenimente (mpucri) i timpul mic de emisie, trebuie subliniat i faptul c explozivul este mprit n cantiti mici n structura construcilor, detonnd etapizat, pe trepte de ntrziere.Aici trebuie menionat i faptul c obiectivele ce urmeaz a fi demolate ocup n spaiu volume de peste 1500 m3 (pentru toate cele patru obiective de demolat, putem considera c zona de emisie a gazelor i totodat de diluie a acestora se nscrie ntr-un spaiu cu un volum de 1500 m3). Aa cum reiese i din Documentaie tehnic de mpucare, cantitatea maxim de dinamit ce se detoneaz ntr o repriz pentru demolarea unui obiectiv, este de 43 kg. dinamit (instalaia de uscare).Aceast cantitate de dinamit nu detoneaz instantaneu, ci etapizat, pe trepte de ntrziere, fiind repartizat pe elementele constructive n cantiti cuprinse ntre 1 i 5,8 kg. Ca urmare, punerea libertate a gazelor toxice se face etapizat, permind diluarea rapid n spaiu i timp (de ordinul secundelor) a concentraiei acestora, fapt favorizat i de viteza de expulzare sub efectul exploziei, a gazelor din zona materialul dezmembrat. Dac presupunem c se detoneaz instantaneu o cantitate de 43 kg dinamit, aceasta poate conduce la formarea unei concentraii de 1626 mg de CO ntr-un spaiu cu un volum de 1500 m3 (spaiu fr expunere direct a populaiei). Concentraia maxim admisibil pentru spaii din zone neprotejate (la o medie de scurt durat de 30 minute) este de 6,0 mg/ m3. Se poate observa c raportat la volumul considerat al construciei care se demoleaz - 1500 m3 concentraia rezultat de CO este doar la 1/4 din cea maxim admisibil. Aici mai trebuie

menionat i timpul foarte scurt de emisie, gradul ridicat i rapid de diluie precum i disiparea unei pri din gazele de explozie ( 20 %) n materialul dezmembrat. n concluzie, se poate afirma c la lucrrile de demolare prin mpucare a celor patru obiective, gazele (fumul) rezultate n urma detonaiei, nu prezint riscuri asupra mediului i nici a omului, n condiiile n care nu exist o expunere direct (sub 5 m distan fa de construcia demolat) la norul de gaze format imediat dup detonaie.