Vibraciones causadas por la actividad humana

Resumen

Las vibraciones causadas por actividad humana han venido cobrando importancia a medida que las fuentes generadoras de tales vibraciones aumentan en cantidad, magnitud y cercanía a zonas pobladas. Cementos del Valle en la mina La Calera, dedicada a la extracción de caliza para la fabricación de cemento, realiza alrededor de dos voladuras diarias con este fin. Para evaluar los efectos de las vibraciones producidas por estas voladuras se instalaron estaciones de monitoreo en las poblaciones de San Marcos y Mulaló, de las cuales se obtuvieron 504 registros de vibraciones durante el periodo comprendido entre mayo 1999 y agosto 2002.

Los resultados obtenidos debían tener un punto de comparación, el cual no existe en Colombia. Por tanto, se hizo necesario adquirir algunas normas internacionales (alemana, escocesa, americana, española, sueca, suiza, y la internacional -ISO-), las cuales son ampliamente descritas en este proyecto. De esta manera, los resultados de las vibraciones producidas por estas voladuras se compararon con normatividad internacional, aplicándolas al caso específico de la iglesia de Mulaló. Los datos obtenidos demuestran que las vibraciones producidas por Cementos del Valle para ese periodo cumplieron con las normas. Dada la ineficiencia de asociar la máxima velocidad resultante con la frecuencia estimada mediante los métodos tradicionales (cruce por ceros, análisis de Fourier y espectro de respuesta), se aplicó el método de frecuencia instantánea -desarrollado a partir de las relaciones tiempo-frecuencia-, el cual ha sido desarrollado en procesamiento de señales, sin haber sido usado antes para este fin. Se pudo determinar la similitud de ésta con cruce por ceros y la divergencia de éstas respecto al análisis de Fourier.

Buscando relacionar parámetros del diseño de las voladuras con la vibración producida por cada una de ellas, se utilizó la relación empírica .u = K(R/ 3 pW), frecuentemente utilizada para predecir la velocidad resultante a partir de la distancia escalada (R/ 3 pW). A partir de un análisis de regresión por mínimos cuadrados se obtuvo para Mulaló K = 104 , a =-1.40 y con R2 de 0.26 y para San Marcos K = 20, a = -0.97 y con R2 de 0.04. Dada la baja correlación, se plantearon dos rectas con la tendencia aparente de los datos, obteniéndose para Mulaló K = 251190 y a = -3.06 y para San Marcos K = 1000000 y a = -3.06; la diferencia en el valor K podría deberse a cambios en la impedancia del suelo en San Marcos y Mulaló, pudiendo ser la una impedancia superior en el primero. La dispersión de los datos, causante de un mal ajuste por el método de mínimos cuadrados, puede deberse a la falta de cobertura en ordenes de magnitud de la velocidad resultante y la distancia escalada o también al uso de la carga total en lugar de la carga por intervalo de tiempo.