Como foi referido atrás, os Enrocamentos podem ser obtidos naturalmente ou artificialmente, e a referência aqui aos métodos de obtenção e produção dos Enrocamentos visa estabelecer um conjunto de orientações servindo como complemento aos elementos de controlo do tipo de Enrocamentos a utilizar.
• Produção natural
Os Enrocamentos produzidos por esta via resultam da acção dos agentes naturais sobre os afloramentos rochosos.
A acção do vento e das águas que provocam a erosão e remoção das camadas de solo de cobertura, permite, no decorrer do tempo, a possibilidade da fragmentação dos maciços rochosos.
Nas falésias rochosas a acção da ondulação e rebentação provoca a fragmentação continuada dessas rochas e ocasiona o desprendimento de blocos, por vezes de dimensões apreciáveis. As águas dos rios, nos seus caudais de cheia, ou as águas das chuvas e enxurradas, provocam, por vezes, efeitos semelhantes de fragmentação nos maciços rochosos mas, quer num, quer noutro caso, os elementos obtidos não apresentam, regra geral, boas características.
Os enrocamentos assim obtidos, não se apresentam numa situação de fácil utilização, pois encontram-se, regra geral, em locais de difícil acesso para os meios mecânicos necessários de carga e transporte. Por outro lado, os efeitos dinâmicos (desgaste por abrasão) que se exercem sobre os fragmentos, causam quase sempre o adoçamento das suas arestas, tornando-os por isso "arredondados" e pouco adequados a serem utilizados. Além disso, apresentam também fissuras ou constituem pedaços de rocha alterada (que se foi desagregando da rocha sã) não sendo também por esta razão aconselhável a sua utilização.
Nestas condições, a exploração destas zonas não se torna rentável, em virtude de existirem características desfavoráveis, recorrendo-se, normalmente, à produção artificial.
33/233 Os enrocamentos produzidos artificialmente são obtidos em locais designados por pedreiras e que, normalmente se situam em zonas de afloramentos rochosos.
As pedreiras podem ser exploradas manual ou mecanicamente sendo, na quase totalidade dos casos, utilizado este último processo, uma vez que, a exploração manual é pouco rentável, muito morosa e ineficaz quando a rocha apresenta zonas de grande possança. Só em determinadas situações em que, os estratos rochosos se intercalam com materiais mais brandos é que é possível a extracção manual.
Escolha de Pedreira
Esta operação é realizada pela entidade Empreiteira de acordo com o estipulado no Caderno de Encargos. No entanto, existem casos em que o Dono da Obra assume ou partilha essa responsabilidade.
A participação do Dono da Obra é usual na fase de Projecto em que se solicita o estudo respectivo sobre a viabilidade e localização de um afloramento rochoso e a distância aceitável da obra, cujas características são indicadas para que se possa fornecer os materiais destinados à construção do Empreendimento em causa. A escolha da pedreira deve obedecer a estudos prévios de reconhecimento, prospecção e caracterização, no sentido de se poder estimar a disponibilidade e qualidade dos materiais a serem fornecidos.
A escolha da pedreira deverá basear-se nos seguintes dados gerais:
• Informação geral, litológica e da estrutura geológica da formação rochosa; • Extensão horizontal e vertical do estéril e estratos do maciço rochoso; • Parâmetros geológicos e geotécnicos do material rochoso.
Por outro lado, para ser uma pedreira adequada, em termos de capacidade e qualidade, deverá preencher os seguintes requisitos:
• O acesso ao local deverá ser fácil ou de reduzidos custos;
• O volume da rocha "in situ" prevista deve ser suficientemente grande eliminando contigências na produção;
• A exploração deve ser possível de efectuar dum modo económico sem violação de requisitos ambientais ou outros;
• Deve ser possível, junto à pedreira, efectuar stocks de enrocamentos e proceder à selecção de pedras por dimensões;
• Deve ser possível obter concessão de exploração (matagem).
O controlo de qualidade deverá incidir sobre o cumprimento dos critérios anteriormente referidos sempre que a escolha da pedreira constitua uma obrigação ou encargo da entidade Empreiteira. Haverá uma participação do controlo de qualidade, exercido através da entidade fiscalizadora, a qual aprovará ou rejeitará a pedreira, se esta, pelos elementos definidos no seu estudo, não mostrar as características adequadas à finalidade em vista. Nos casos em que o estudo da pedreira é da competência do Dono da Obra, será junto da entidade projectista que o controlo deve diligenciar para
34/233 que os estudos de caracterização, atrás mencionados, sejam realizados na fase de projecto e submetidos à apreciação integrando este último.
Local da Pedreira
Depende quase inteiramente da formação geológica e do sistema de jazida do maciço rochoso. As dimensões e formas dos blocos a obter dependem da orientação das fissuras, juntas ou falhas e do espaçamento entre elas (possança). Existindo mesmo poucos estratos, por não existirem muitas fendas ou juntas, a sua inclinação pode impedir a produção de grandes pedras se tal for requerido.
Exploração de Pedreiras
Consiste no conjunto de operações que permitem a obtenção de Enrocamentos. Estas operações são fundamentalmente: o desmonte, a selecção e o taqueio. A carga dos Enrocamentos, sendo uma operação que também é feita normalmente na pedreira, não é, basicamente uma operação de exploração. No sentido de se estabelecer elementos que possibilitem o controlo, indicam-se alguns conceitos e descrições do modo de exploração de uma pedreira.
Desmonte ou Arranque
É a operação pela qual se destacam, do maciço rochoso, blocos ou fragmentos de rocha, de maiores ou menores dimensões. Esta operação sugere determinada energia que quebra as ligações da rocha "in situ".
Para desmonte de material rochoso coerente utilizam-se vulgarmente explosivos, substâncias convenientemente activadas para realizar determinadas reacções químicas libertando grande quantidade de calor e que se vão propagando a si mesmas na massa explosiva com libertação de elevadas quantidades de energia em intervalos de tempo muito curtos.
Para se proceder ao desmonte de um determinado maciço rochoso, com determinado contorno da zona a desmontar, é necessário utilizar uma certa quantidade de explosivo por unidade de volume do maciço, o qual, variará com a granulometria que se pretende obter para o fragmento e dependerá também do modo de distribuição no maciço. Esta quantidade de explosivo por unidade de volume do maciço é designada carga específica ou razão de carregamento.
As cargas são instaladas no interior do maciço rochoso por intermédio de furos, também designados por tiros, os quais são abertos para esse efeito com martelos perfuradores (Wagon-drill), ficando com a forma cilíndrica e tendo, por isso, as cargas, essa mesma forma. As experiências práticas em pedreiras tem dado os seguintes valores para carga específica:
Natureza da rocha Carga específica grs/m3 Granito, gneiss, basalto 180 a 270 Rocha decomposta 250 a 340 Arenitos 200 a 300 Calcário 75 a 110
35/233 A título de exemplo, indica-se também a variação da razão de carregamento com a máxima dimensão dos blocos obtidos no desmonte de uma rocha homogénea e dura (explosivo detonante potente).
Razão carregamento (grs/m3)
200 240 280 330 380 Dimensão máxima dos
blocos (m3)
1,00 0,50 0,25 0,13 0,06
Tipos de explosivos
Os explosivos, consoante a sua segurança podem ser primários, secundários ou explosivos própriamente ditos. Os explosivos primários, como por exemplo o fulminato de mercúrio, rebentam sempre, mesmo ao ar livre, quando activados por qualquer fonte calorífica, choque ou atrito. Os explosivos secundários só rebentam quando activados por ondas de choque produzidas por outros explosivos.
Para o desmonte a céu aberto, como é o caso das pedreiras, são utilizados principalmente os chamados explosivos de nitroglicerina, o “ANFO” e o "SLURRIES" (lamas explosivas). As características detonantes dos explosivos aumentam, em geral, com os respectivos teores em nitroglicerina (NG) ou componentes equivalentes. Bancadas
Para aproveitar da melhor forma, no desmonte, os efeitos da carga, há que dispôr o furo paralelamente a uma superfície livre do maciço a arrancar e, a uma distância conveniente dessa superfície, formando após as pégas sucessivas, um perfil do terreno rochoso a que se chama bancada. Estas bancadas são formadas por dois planos horizontais, sendo o mais elevado o topo e o mais baixo o pé ou soleira da bancada. O terceiro plano, vertical ou levemente inclinado em relação à vertical, forma a face da bancada. A razão de se dar esta configuração ao terreno reside na necessidade de obter o máximo possível de superfícies livres na direcção das quais o explosivo pode agir com máxima intensidade e efeito.
Uma bancada bem dimensionada e bem trabalhada apresenta as seguintes vantagens:
• Maior produção diária;
• Melhor programação e rapidez dos serviços; • Melhor plano de ataque e plano de fogo; • Maior economia.
Não existe limite teórico para a altura das bancadas, contudo, as bancadas muito altas são mais difíceis de perfurar, mais caras, e têm grande desnível de acesso e circulações.
A carga de fundo tem por missão cortar a base do maciço ao nível do piso do degrau sendo a carga alongada adicional destinada a fracturar o material rochoso arrancado. Os dados conhecidos a respeito de bancadas dão o seguinte quadro comparativo:
36/233 Altura (m) 15 a 30 9 a 15
Diâmetro do furo (cm) 8 a 10 15 a 31 Explosivo (gr/ton) 50 a 100 100 a 200
O cálculo dos diferentes elementos relativos a uma bancada designa-se geralmente plano de fogo e é basicamente, a determinação da razão de carregamento.
Diâmetro do furo - dependendo em certa medida do equipamento disponível, pode, contudo, indicar-se uma fórmula empírica relacionando o volume da máquina carregadora com o diâmetro do furo.
Volume da pá (jardas cúbicas) = diam. do furo (polegadas)
Esta relação justifica-se pois quanto maior for o furo menor a fragmentação resultante e vice-versa.
Se na relação indicada se utilizar menores diâmetros, obtém-se melhor fragmentação com blocos menores e maior facilidade de carga. Se pelo contrário se utilizarem maiores diâmetros obtém-se menos fragmentação e portanto blocos maiores que necessitarão de ser fraccionados por fogo secundário constituindo o chamado taqueio. Altura da Bancada: este parâmetro, uma vez fixado o diâmetro do furo, pode ser calculado adequadamente a partir da fórmula seguinte:
H1 = H / Cos a + 0,3 V onde:
H1 - comprimento do furo H - altura da bancada V - afastamento
a - ângulo da frente com a vertical
O excesso 0,3 V designado "sub-furação" decorre se a rocha não for arrancada segundo um ângulo de 90° e não ficar a soleira horizontal, criando-se um repé exigindo uma furação de acabamento bastante onerosa. Sendo a sub-furação superior a 0,3 V, aumenta-se o consumo de explosivo sem praticamente nenhuma vantagem.
Modernamente, a execução de bancadas tem-se desviado da face vertical tradicionalmente usada, passando a serem usadas faces inclinadas, desviando-se até 30° ou 35° da vertical. Com tal procedimento, conseguem-se as seguintes vantagens:
• Bancada com face mais segura, devido à inclinação; • Melhor fragmentação da rocha;
• Diminuição do consumo de explosivo;
37/233 O afastamento já definido atrás pode relacionar-se com o diâmetro do furo pela expressão:
Vmax. = 45 d
Na prática, raramente será utilizado Vmáx. e será necessária uma redução desse valor, correspondente a maior ou menor precisão da perfuração. Geralmente os desvios variam entre 10% para "Wagon-drill" e 20% para martelos manuais, fazendo com que o afastamento do esquema seja fixado em:
V1 = 0,9 Vmax. ou
V2 = 0,8 Vmax.
Para cálculos rápidos e com pequena margem de erro, pode ser utilizada a seguinte fórmula:
V (em m) = d (em polegadas)
Espaçamento - é a distância entre dois furos de uma mesma fileira e pode determinar- se pela relação E = 1,3 V que determina a condição óptima de arrancamento e fragmentação.
Variando-se os valores de E e V de tal forma que o produto E.V permaneça constante, obter-se-á aproximadamente o mesmo resultado. A fragmentação sofrerá, no entanto, alteração dentro das seguintes características:
• Aumentando-se E e diminuindo-se V, a rocha ficará mais fragmentada e os
blocos serão menores;
• Diminuindo-se E e aumentando-se V, a fragmentação será diminuida e os
blocos resultantes serão maiores.
Dentro dos elementos referidos para a obtenção de enrocamentos, deverão basear-se os critérios de controlo de qualidade quanto às características e exploração de uma pedreira. A entidade encarregue do controlo deverá ter como objectivo a prossecução dos procedimentos considerados como adequados evitando a prática de procedimentos menos correctos ou inadequados e até lesivos de uma correcta exploração e obtenção de enrocamentos.