TCC_alves - Possivel

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INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CAMPUS CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM 
CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS 
 
 
 
 
CAIO CÂNDIDO ALVES JUNIOR 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DAS LEIS DE ATENUAÇÃO NAS OPERAÇÕES DE DESMONTE DE 
ROCHA POR EXPLOSIVO UTILIZANDO O SISMOGRAMAS E O SOFTWARE O-
PITBLAST 
 
 
 
 
 
CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM-ES 
2021
 
 
 
CAIO CÂNDIDO ALVES JUNIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DAS LEIS DE ATENUAÇÃO NAS OPERAÇÕES DE DESMONTE DE 
ROCHA POR EXPLOSIVO UTILIZANDO O SISMOGRAMAS E O SOFTWARE O-
PITBLAST 
 
Monografia apresentada à Coordenadoria do 
Curso de Engenharia de Minas do Instituto 
Federal do Espírito Santo, Campus Cachoeiro 
de Itapemirim, como requisito parcial para a 
obtenção do título de Bacharel em Engenharia 
de Minas. 
Orientador: Prof. Me. Gleicon Roberto de Sousa 
Maior 
 
 
 
 
CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM-ES 
2021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
A Deus, autor e alicerce da minha fé, sendo luz para meu caminho me sustentado 
com sua presença e amor, proporcionando experiencias peculiares na minha vida. 
Aos meus pais, Caio Cândido Alves e Maria Augusta Gava Alves, pelo amor e 
dedicação durante todos esses anos sendo meu ponto de apoio. 
Ao meu irmão, Pedro Augusto Alves, pelo seu amor estando sempre perto me 
ajudando, sendo meu grande amigo. 
Ao meu orientador Gleicon Maior, pelas orientações ao longo do curso e na construção 
deste trabalho. 
A todos os meus amigos da turma de 2014/2 do curso de engenharia de minas, por 
todas as dificuldades que passamos juntos, pelas experiencias de vida que foram 
compartilhadas, pelas risadas e pelos momentos de felicidade que foram muitos, aqui 
eu deixo o meu muito obrigado a Arthur Piovezan, Victorio Brunhara, Maurício 
Montanaro, Henrique Ribeiro, Felipe Oliveira, Raul Abilio, Guilherme Carletto, Larissa 
Mendes, Carol Verdão, Marina Andrade e aos demais que não foram citados, por 
incentivar uns ao outros, levo todos na memória. 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
Tendo em vista que o monitoramento sismográfico para o controle das vibrações e 
sobreposição acústica causadas pelo desmonte de rocha por explosivo, e uma 
ferramenta essencial para o levantamento das informações e analises posteriores. O 
objetivo deste trabalho e realizar monitoramento sismográfico, para analisar as 
vibrações causadas pelo desmonte de rocha com explosivo, fazendo um comparativo 
das sismografias realizadas e os parâmetros simulados no software O-Pitblast usando 
como ferramenta para geração de gráficos de relação das velocidades de pico da 
partícula com a distancia escalonada, comparando assim as simulações dos dados 
com a reta de regressão linear, para a distribuição de pontos de monitoramento futuro. 
Para isso, desenvolveu um banco de dados com 22 medições realizadas em um 
período de tempo nos meses de março até junho, com informações da velocidade de 
pico da partícula em suar três componentes perpendiculares transversal, vertical, 
longitudinal e a resultante das três componentes, assim como a carga máxima por 
espera e a distancia dos pontos de monitoramento até o local de desmonte, através 
deste banco de dados foi possível simular com software O-Pitblast os gráficos de VPP 
em função da distancia escalonada, para assim usar como parâmetro nas analises da 
lei de atenuação. Foi possível notar através das simulações realizadas que a relação 
entre a carga máxima por espera e a distância escalonada e proporcional, 
aumentando a quantidade de carga máxima os níveis de vibração são maiores, da 
mesma forma aumentando a distância escalonada os níveis de vibração são menores, 
mostrando assim o conceito da lei de propagação. Visto que a geologia do local de 
monitoramento influenciou no comportamento das ondas mecânicas captadas pelo 
sismógrafo, mostrando alguns pontos extremos nos gráficos simulados pelo software 
O-Pitblast e na plotagem do gráfico da reta de regressão linear, presumindo assim um 
material com descontinuidades e zonas de interface, das quais são fatores que 
trabalham a favor da atenuação das ondas mecânicas. Todos os valores medidos 
estão dentro do limite de vibração, sendo assim não causam danos induzidos por 
vibração. Mesmo diante dos resultados sugiro um estudo sistemático no âmbito 
geológico, para assim entender melhor o comportamento das ondas vibratórias. 
 
Palavras-chave: Sismógrafo. Carga máxima por espera. Distancia escalonada. 
 
 
 
ABSTRACT 
The seismographic monitoring to control vibrations and acoustic superimposition 
caused by rock blasting by explosives is an essential tool for gathering information and 
further analysis. The objective of this work is to carry out seismographic monitoring, to 
analyze the vibrations caused by rock blasting with explosives, making a comparison 
of the seismographs performed and the parameters simulated in the O-Pitblast 
software using as a tool to generate graphs of the peak velocities of the particle with 
the scaled distance, thus comparing the simulations data with the linear regression 
line, for the distribution of future monitoring points. For this, we developed a database 
with 22 measurements performed over a period of time in the months March to June, 
with information on the particle's peak velocity in sweating three perpendicular 
transverse, vertical, longitudinal components and the resultant of the three 
components, as well as the maximum waiting load and the distance from the 
monitoring points to the dismantling site, through this database it was possible to 
simulate with O-Pitblast software the VPP graphs as a function of the scaled distance, 
to use it as a parameter in the analysis of the law of attenuation. It is possible to notice 
through the simulations carried out that the relationship between the maximum waiting 
load and the scaled and proportional distance, increasing the amount of maximum load 
the vibration levels are higher, similarly increasing the scaled distance the vibration 
levels are lower, thus showing the concept of the propagation law. Since the geology 
of the monitoring site influenced the behavior of mechanical waves captured by the 
seismograph, showing some extreme points in the graphs simulated by the O-Pitblast 
software and in the plotting of the linear regression line graph, thus assuming a material 
with discontinuities and zones of interface, which are factors that work in favor of 
attenuation of mechanical waves. All measured values are within the vibration limit and 
thus do not cause vibration-induced damage. Even in view of the results, I suggest a 
systematic study in the geological scope, in order to better understand the behavior of 
vibrating waves in different geology. 
 
Keywords: Seismograph. Maximum load per wait. Staggered distance. 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 10 
2 OBJETIVOS .................................................................................................... 11 
2.1 Objetivo geral .................................................................................................. 11 
2.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 11 
3 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................. 11 
3.1 DESMONTE DE ROCHA POR EXPLOSIVO ................................................. 11 
3.2 MECANISMOS DE RUPTURA E FRAGMENTAÇÃO DE ROCHA ................. 13 
3.3 PROPAGAÇÃO E ATENUAÇÃO DAS ONDAS DE CHOQUE GERADAS NO 
DESMONTE DE ROCHA POR EXPLOSIVO ............................................................ 17 
3.4 LEIS DE ATENUAÇÃO ................................................................................... 22 
3.4.1 Distância escalonada ......................................................................................22 
4 METODOLOGIA ............................................................................................. 23 
4.1 NORMA ABNT NBR 9653:2018 ..................................................................... 24 
4.2 PROGRAMAÇÃO E INSTALAÇÃO DO SISMÓGRAFO ................................. 27 
4.3 INSTALAÇÃO DO O–PITBLAST .................................................................... 30 
4.4 SIMULAÇÃO DO PLANO DE FOGO NO O–PITBLAST ................................. 30 
4.4.1 Design da bancada e suas dimensões ........................................................... 31 
4.4.2 Desenvolvimento das variáveis de furo e geometria da malha ....................... 33 
4.4.3 Carga máxima por espera e acessório eletrônico ........................................... 36 
4.5 LEIS DE ATENUAÇÃO NO O–PITBLAST ...................................................... 40 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................... 41 
6 CONCLUSÃO ................................................................................................. 53 
 
10 
 
1 INTRODUÇÃO 
Desde o início da mineração a técnica de desmonte de rocha é utilizada para a 
extração do bem mineral, com o objetivo de fragmentar o material assim facilitando o 
processo de produção. No entanto, as detonações geram efeitos nocivos para o 
ambiente como vibrações sísmicas no terreno, sob pressão atmosférica, ruídos entre 
outros. De tais efeitos gerados pelo desmonte de rocha com explosivos, as vibrações 
sísmicas e a qual influenciam na integridade do maciço rochoso, na instabilidade de 
estruturas de construções ao redor do desmonte e degradação de estruturas 
geológicas. 
Através de estudos realizados foram desenvolvidas normas as quais foram 
empregadas para controlar os níveis de vibração próximo a áreas urbanas nas 
atividades com explosivos seja para o desmonte de rocha ou em obras de construção 
civil, do qual a norma em vigor no Brasil e a ABNT NBR 9653:2018 para regular os 
níveis de velocidade de partícula. Desta forma, as atividades de detonação passaram 
a ser monitoradas através de sismógrafos para um maior controle, com o objetivo de 
captar a velocidades de partículas e a pressão acústica, gerando gráfico com a 
descrição do comportamento dessas ondas. 
Com a finalidade de analisar as vibrações causadas pelo desmonte de rocha por 
explosivo, mostrando um comparativo com auxílio do software O-Pitblast foi 
desenvolvido um banco de dados através de uma campanha de monitoramento, com 
informações sobre parâmetros operacionais de plano de fogo, característica local do 
maciço, distâncias escalonadas entre as detonações e o ponto de monitoramento e a 
velocidade de pico das partículas com suas respectivas direções perpendiculares 
transversal, vertical e longitudinal. Sendo um estudo importante, para analisar através 
das simulações realizadas a relação entre carga máxima por espera e a distância 
escalonada, a propagação das partículas vibratórias e sua atenuação devido às 
características litológicas. 
 
 
 
11 
 
2 OBJETIVOS 
2.1 Objetivo geral 
Analisar as vibrações causadas por desmontes de rochas em uma pedreira de calcário 
fazendo comparativo das sismografias realizadas e os parâmetros simulados pelo 
software O-Pitblast. 
2.2 Objetivos específicos 
● Analisar as vibrações dos desmontes de rochas por explosivo, com uso de 
sismografias; 
● Utilizar o software O-Pitblast como ferramenta para geração de gráfico de 
relação das velocidades pico de partícula e distância escalonada; 
● Comparar a simulação do software com dados de campo através da técnica de 
regressão linear buscando comparar a realidade em campo e os dados 
simulados, para futuros pontos de monitoramento. 
3 REFERENCIAL TEÓRICO 
3.1 DESMONTE DE ROCHA POR EXPLOSIVO 
A prática do desmonte de rocha é essencial para as operações mineiras, sendo o 
desmonte mecanizado ou com explosivos. É relevante ressaltar que as operações de 
desmonte de rocha com explosivos são utilizadas frequentemente em pedreiras, 
devido a eficiência no resultado da fragmentação do material desejado, como os 
agregados para construção civil. Essa técnica é utilizada na mineração com o objetivo 
de fragmentar o material para obter um custo-benefício eficiente, assim facilitando nas 
etapas de britagem, obtendo desgastes mínimos dos equipamentos. 
No processo de detonação do explosivo é consumida a energia da mesma de 
inúmeras formas, as quais podemos citar: energia de fragmentação, energia cinética, 
energia térmica, energia acústica, energia sísmica e entre outros tipos (ZORZAL, 
2019). 
A iniciação da detonação do explosivo é definida por Cavadas (2012 apud ZORZAL, 
2019), como uma reação exotérmica de alta velocidade, onde consiste que o material 
12 
 
explosivo tem a capacidade de se transforma em uma massa de gases, sendo que 
este volume de gás gerado pode ser de 1000 a 10000 vezes, maior que o volume 
original do explosivo em condições normais de pressão e temperatura. 
Na execução do desmonte de rocha, algumas das propriedades importantes nos 
explosivos para determinar a escolha e a avaliação do explosivo para sua aplicação 
são densidade, velocidade de detonação, temperatura e pressão de detonação e 
energia disponível (MORAIS, 2004). 
A densidade de um explosivo é definida por Clark (1980 apud MORAIS, 2004), sendo 
assim a relação entre a massa do explosivo e o volume da massa do explosivo, 
medidas em g/cmᵌ. O peso específico dos explosivos comerciais pode variar de 0,60 
a 1,45 g/cmᵌ que corresponde por sua composição, a grandeza do grão e peso 
específico dos componentes. De acordo com estudos realizados, "A velocidade de 
detonação (VOD) de um explosivo é a velocidade na qual a reação se propaga através 
do explosivo, e em desmonte, isto significa ao longo da coluna de explosivo no furo” 
(MORAIS, 2004. p. 28.). Desta forma, cada tipo de explosivo tem sua própria 
velocidade de reação, relativo aos seus componentes químicos, densidade, 
confinamento e diâmetro de carga. Segundo Crosby (1988 apud MORAIS, 2004), os 
fatores correspondentes para a velocidade de detonação de um explosivo dependem 
da composição química do explosivo, diâmetro da carga explosiva, confinamento e 
diâmetro das partículas do explosivo, grau de homogeneização da mistura, densidade 
do explosivo, umidade do explosivo, temperatura do explosivo e tipo e gramatura 
(massa) da iniciação. A VOD é a propriedade mais importante do desempenho do 
explosivo, sendo que a pressão de detonação do mesmo é diretamente proporcional 
ao quadrado da velocidade de detonação do explosivo (SILVA, 2009). 
A velocidade de reação limita a taxa em que a energia do explosivo é liberada, sendo 
assim quanto maior for o VOD, maior será a proporção da energia de choque em 
relação às parcelas que compõem a energia total (MORAIS, 2004). Segundo Cameron 
& Hagan (1996 apud MORAIS, 2004), explosivo com velocidade de reação 
relativamente baixa libera sua energia total com uma taxa mais lenta e uma proporção 
maior da energia total, normalmente, está em forma de pressão de gás, já explosivos 
com alta velocidade de reação e considerado com uma alta energia de choque ou 
13 
 
brisância, sendo assim quanto mais alta a VOD, maior e a capacidade do explosivo 
de quebrar a rocha. 
O objetivo da aplicação de um explosivo no desmonte de rocha é agregar trabalho útil. 
A energia liberada pelo explosivo encontra-se armazenada como energia química, 
essa energia é liberada das seguintes formas: após iniciada a detonação ocorre a 
pulverização da rocha nas paredes do furo, rompimento da rocha, produção de calor 
e luz, movimento da rocha, vibração do terreno e sob pressão atmosférica (SILVA, 
2009). 
Muitos estudos, desde o início do desmonte de rocha com explosivos, são realizados 
para compreender o comportamento do maciço rochoso sobre os efeitos do explosivo. 
Tecnologiasforam criadas para obter o desempenho das técnicas aplicadas no 
desmonte de rocha com explosivos, assim gerando um máximo de trabalho útil dele. 
 
3.2 MECANISMOS DE RUPTURA E FRAGMENTAÇÃO DE ROCHA 
O desmonte de rocha com explosivo tem por objetivo executar a fragmentação e 
ruptura do maciço rochoso por meio de uma reação termodinâmica de alta pressão e 
temperatura, do qual o explosivo contém um potencial de energia química instável 
antes da detonação, “fenômeno da detonação ocorre, liberando um pico de energia 
muito rapidamente no maciço rochoso, e após isto não apresenta grandes oscilações, 
no entanto causa significativas deformações e faturamento no maciço rochoso” 
(SILVEIRA, 2017. p.27). 
Neste processo de ruptura e fragmentação, e ocorrem eventos como trituração da 
rocha, formação de fraturas radiais, quebra por reflexão ou “spalling”, prolongação das 
fraturas pelos gases, fraturas de liberação de carga, fraturas ao longo dos diferentes 
módulos de elasticidade, quebra por flexão, e, por fim, colisões durante o lançamento 
(SILVA, 2012). 
Quando ocorre a detonação de uma carga explosiva confinante em um furo, 
acontecem duas fases, podem ser definidas, a primeira é representada por uma onda 
de choque de alta velocidade sendo característica do tipo de explosivo utilizado, 
14 
 
amplamente representado pela sua velocidade de reação, sendo assim com um poder 
maior de ruptura. Já a segunda fase é representada pela formação de um grande 
volume de gases em alta temperatura e pressão. 
Esta onda de choque gerada pelo efeito da detonação se propaga pela rocha 
circundante, desta forma a onda de choque exerce um efeito de onda de compressão 
em um determinado ponto nas imediações do furo carregado sendo refletida na face 
livre da bancada, quando ultrapassa esse esforço, ela sofre um fenômeno de reflexão 
da onda de compressão tornando assim uma onda de tração que progride de volta ao 
ponto de origem, causando fraturas no maciço. Esta onda de choque viaja através da 
rocha circundante a velocidades entre 3.000 e 5.000 m /s (ALONSO, 2013). 
Desta maneira, a presença das fraturas ocasionadas pela onda de choque, favorece 
o escape dos gases confinados na parede do furo, o mesmo trabalho exercendo uma 
pressão ampliando as fraturas feitas pelas ondas de tração proporcionando uma 
quebra do material rochoso. 
Outro fenômeno que ocorre é a quebra por flexão, esse efeito acontece após as 
fraturas radiais e “spalling”, a pressão exercida pela detonação na parede do furo faz 
que a rocha se comporte semelhante a uma viga engastada no fundo do furo e na 
parte superior onde fica o “tampão”, dessa maneira a face central se encurva para fora 
fazendo um movimento de flexão gerando fragmentação na rocha (KONYA, 1991) 
(figura 1). 
Figura 1 – Movimento central da face livre. 
15 
 
 
Fonte: Konya (1991) 
Segundo Konya (1991), define três tipos de mecanismos de ruptura e fragmentação 
para cargas explosivas confinadas em furos de rocha. O primeiro mecanismo é 
causado pela onda de choque, sendo responsável por causar microfraturas na parede 
do furo e nas descontinuidades do maciço. 
As outras duas fases estão relacionadas a transformação da energia do explosivo em 
um volume significativo de gases no processo de detonação, que ocorre de forma 
instantânea. A pressão exercida pelos gases na parede do furo não é aliviada no ponto 
de menor fraqueza, mas paralelo em todo eixo do furo, fazendo surgir as fraturas 
radiais. 
Desta forma, após os eventos de ondas de choque e fraturas radiais, as microfraturas 
se estenderão devido a alta pressão perpendicular exercida na parede do furo pelos 
gases, fazendo assim a carga do maciço se transformar semelhantes a blocos e 
cunhas, essas cunhas trabalham como coluna suportando o peso do maciço. Os 
gases liberados sob pressão empurram a parede do furo perpendicularmente ao eixo 
dos furos em direção a pontos de alívio ou de menor resistência. Sem esse alívio só 
teria apenas as fraturas radiais, e os tampões seriam arremessados para fora e não 
haveria uma fragmentação correta (figura 2). 
 
 
16 
 
Figura 2 – Sistema de fraturas radiais 
 
Fonte: Konya (1991) 
 
Scott (1996 apud SILVA, 2009), define o processo de fragmentação e ruptura em fase 
dinâmica e outra fase semi - estática. Na fase dinâmica, corresponde às ondas de 
choque geradas pela detonação, representadas por ondas de tensão P (compressão) 
e ondas de tensão S (cisalhamento), devido a alta aceleração do explosivo na parede 
do furo. Dessa forma, com a passagem da onda de tensão em volta do furo surge um 
estado de tensão semi - estática. Entretanto, com a propagação dessas ondas pelo 
maciço ao encontrarem descontinuidades ou uma interface de modo geral como a 
face livre da bancada, parte da energia dessa onda é transmitida por essa interface e 
parte refletida, ocorrendo uma impedância. Toda energia refletida ao ponto de origem 
retorna como onda de tração, fazendo com que o material tenha fratura e quebra, 
devido à baixa resistência à tração. A fase semi – estática está relacionada à pressão 
exercida pelos gases de detonação na parede do furo. Este movimento representa um 
trabalho mecânico realizado pela pressão dos gases decorrentes da detonação, 
empurrando a parede do furo percorrendo as fraturas geradas pela fase dinâmica. 
 
 
17 
 
3.3 PROPAGAÇÃO E ATENUAÇÃO DAS ONDAS DE CHOQUE GERADAS NO 
DESMONTE DE ROCHA POR EXPLOSIVO 
Após o confinamento do explosivo no interior do furo, e iniciado a detonação dele, 
dessa forma ocorre uma reação exotérmica e termodinâmica assim liberando energia 
potencial, devido a reação química do explosivo. Desta maneira, ocorre uma 
expansão de volume considerável de gases superior ao volume inicial do explosivo e 
a liberação de ondas de choque em todas as direções do ponto de detonação, parte 
dessas ondas são convertidas em fragmentação do material e outra parte é refratada 
e se dispersa em outros meios (solo e ar), tais ondas geram vibrações ao longo do 
terreno sendo considerada como oscilações mecânicas, sendo assim um movimento 
harmônico simples em algumas situações, pois essas vibrações não se comporta igual 
em todas as circunstâncias. 
Segundo Halliday (2009) o movimento oscilatório tem como propriedade importante o 
número de oscilações completas, sendo representada por sua frequência, ou seja, 
quantos movimentos completos por segundo foi realizado, uma grandeza relacionada 
a frequência é o período (T) do movimento. Sendo assim o tempo necessário para 
realizar uma oscilação completa. “Todo movimento que se repete a intervalos 
regulares, é chamado de movimento periódico ou movimento harmônico. 
O movimento harmônico simples (MHS), é dessa forma chamado por se repetir a 
intervalos regulares, suas equações possuem funções trigonométricas como seno e 
cosseno denominadas harmônicas. Tais funções estão limitadas, da mesma maneira 
que (MHS) entre dois valores +A e -A (amplitudes máxima e mínima das ondas 
oscilatórias), o comprimento do intervalo representa a amplitude de movimento 
(KLEN, 2010). 
Dessa forma, podemos considerar pelo estudo das vibrações as equações básicas 
que representa o movimento harmônico simples, como deslocamento ou amplitude, 
velocidade de vibração da partícula e aceleração de partícula sendo o ritmo da qual 
se altera, das quais são (vide equações 1 a 4): 
 
 
18 
 
𝑥(𝑡) = 𝐴 𝑐𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜔𝑡 + ɸ) (1) 
𝑣(𝑡) =
𝜕𝑥
𝜕𝑡
= −𝜔𝐴𝜔𝑡 + ɸ) (2) 
𝑎(𝑡) = 
𝜕²𝑥
𝜕²𝑡
= −𝜔²𝐴 𝑐𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑠 (𝜔𝑡 + ɸ) (3) 
𝑇 = 
1
𝑓(4) 
 
Onde: 
𝑥 = Deslocamento transversal da partícula (m); 
𝑣 = Velocidade de vibração de partícula; 
𝑎 = Aceleração de vibração de partícula, ritmo da mudança da velocidade; 
𝐴 = Máxima amplitude do deslocamento; 
𝜔 = Frequência angular; 
𝑡 = Intervalo de tempo; 
f = Frequência; 
T = Período; 
ɸ = Constante de fase ou ângulo de fase. 
Dessa forma, as ondas sísmicas geradas pelo desmonte de rocha por explosivo 
podem ser divididas em dois grupos dos quais são ondas internas, e ondas 
superficiais. 
Segundo Alonso (2013) ondas internas que se propagam em meio rochoso 
encontram-se as ondas longitudinais, de compressão ou P principais e ondas 
transversais, de cisalhamento ou secundárias S, pois o movimento da partícula é na 
mesma direção da frente de onda. 
19 
 
SILVA (2012 apud Jimeno, 1995; Sanchidrián, 2000; Klen, 2010) diz que as ondas P 
são chamadas longitudinais porque o movimento da partícula é na mesma direção do 
movimento de onda, e, compressionais porque as partículas no seu caminho são 
submetidas a compressões e dilatações, mudança de volume, mas sem mudanças de 
forma (figura 3). 
Figura 3 - Representação esquemática do movimento para ondas de compressão. 
 
Fonte: Konya (1991). 
 
SILVA (2012 apud Sanchidrián, 2000; Klen, 2010) afirma que as ondas secundárias, 
de cisalhamento ou transversais, são assim chamadas por provocar cisalhamento, 
deformação transversal na rocha, perpendicular a direção de propagação da onda. 
Provocam mudança de forma, mas não de volume (figura 4). 
Figura 4 - Representação esquemática do movimento para ondas de cisalhamento. 
 
Fonte: Konya (1991). 
 
20 
 
Segundo Klen (2010) as ondas P chamadas de longitudinais, possuem alta velocidade 
que pode chegar a 14000 m/s, onde se propagam dentro dos materiais produzindo 
mudança de volume não da forma do material. Já nas ondas secundárias, transversais 
ou de cisalhamento também chamadas de ondas S, o movimento das partículas é 
perpendicular à direção de propagação, dessa foram os materiais que estão sobre o 
efeito dessas ondas sofrem mudanças na forma, mas o volume continua o mesmo. 
Tabela 1 - Dados de velocidades médias de propagações de ondas P e S em 
diferentes tipos litológicos. 
Rocha Velocidade da Onda P (m/s) Velocidade da Onda S (m/s) 
Granito 4.000 – 6.000 2.000 – 3.000 
Basalto 5.500 3.000 
Arenito 2.000 – 3.500 1.000 – 2.500 
Calcário 3.000 – 6.000 2.000 – 3.000 
Xisto 4.000 – 5.000 2.500 – 3.000 
Solo 150 – 1.000 100 – 700 
Fonte: Silva (2012 apud Nicholson, 2005). 
 
Konya (1991) define da seguinte forma os aspectos do fenômeno de vibração, sendo 
assim a propagação ou transmissividade da vibração pelo meio e o outro é o 
movimento próprio que a passagem da vibração gera nas partículas do meio, sendo 
assim divididas em dois tipos de velocidade: 
● Velocidade de onda ou propagação é aquela com a qual a vibração se propaga 
através do meio. 
● A velocidade da partícula é aquela relativa às oscilações que a partícula 
experimenta, excitada pela passagem da onda de energia vibratória. 
As ondas superficiais não tem o papel de fragmentação da rocha, mas tem o efeito de 
danificar estruturas de construção, essas ondas surgem a partir das ondas 
longitudinais e transversais, quando encontram com zonas de descontinuidades e 
interface litológica, em porções próximas à superfície do terreno das quais não se 
propagam no interior do maciço, as ondas superficiais entre as quais estão, ondas 
Rayleigh R e ondas Love L, são as principais ondas, mas estudiosos afirmam que 
existem as chamadas ondas acopladas e ondas hidrodinâmicas. 
21 
 
Segundo Klen (2010) define as ondas Rayleigh como ondas semelhantes a ondas do 
oceano devido sua trajetória que se propagam em forma elíptica. Já Alonso (2013) 
enfatiza que as ondas Rayleigh se propagam no sistema tridimensional em um plano 
ZX, originando oscilações elípticas planas, se propagando contrário ao de propagação 
da frente de onda. 
As ondas Love têm velocidade maior do que a onda R, proporcionando à partícula o 
movimento transversal à direção de propagação da onda (KLEN, 2010). Dessa forma, 
as ondas Love se propagam no plano XY, causando oscilações elípticas no plano. 
(figura 5). 
Figura 5 - Representação das ondas Rayleigh e Love. 
 
Fonte: Alonso (2013) 
 
Essas vibrações se propagam ao longo do maciço e por este motivo é importante 
estudar a atenuação das ondas sísmicas geradas pelo desmonte de rocha com 
explosivos. Assim, são definidos dois aspectos que estão associados a atenuação 
dessas ondas, o espalhamento esférico e a característica do terreno. Compreende-se 
que pelo espalhamento esférico, acontece uma atenuação natural de amplitude da 
onda medida, da qual a onda sísmica se espalha radialmente do ponto de incidência, 
22 
 
o terreno trabalha como um filtro por exercer características litológicas diferentes, 
sendo não homogêneo e anisotrópico, dessa forma as ondas sísmicas perdem 
energia. As características do terreno, principalmente no que se refere a geologia do 
local e a presença de descontinuidade e zonas de interface, tem um potencial enorme 
no processo de atenuação (ZORZAL, 2019) (figura 6). 
SILVEIRA (2017 apud SARSBY, 2000) define a forma que os fatores trabalham para 
realizar a atenuação das vibrações. São elas: 
● A expansão geométrica das ondas; 
● A progressiva separação das três componentes (longitudinal, vertical e 
transversal) que provém das diferentes velocidades de propagação; 
● A presença de descontinuidades dos maciços (causando reflexão, refração, 
difração e dispersão); 
● Atrito interno dinâmico característico das rochas. 
 
Figura 6 - Atenuação das vibrações com a distância. 
 
Fonte: Silveira (2017 apud Bernardo, 2004) 
 
3.4 LEIS DE ATENUAÇÃO 
3.4.1 Distância escalonada 
A característica litológica local e a geologia do maciço são aspectos que estão 
relacionados intrinsecamente à atenuação das ondas sísmicas, assim como sua 
expansão geométrica. A lei de atenuação é obtida com a relação entre a velocidade 
de pico das partículas (PPV) e sua distância escalonada (DE), que é a relação entre 
23 
 
a distância ao ponto de medição, com a carga máxima por espera (Q). A norma NBR 
9653:2018 por sua vez, estabelece um parâmetro mínimo considerado a distância 
horizontal do ponto de medição com o local de detonação e carga máxima por espera, 
estabelecendo uma equação relacionada com essas duas variáveis, determinando 
assim, o nível de vibração para uma distância escalonada com a proporção de carga 
máxima por espera (equação 5). 
 
𝐷𝐸 =
𝐷
𝑄0,5
 (5) 
 
Onde: 
DE = Distância escalonada (m); 
D = Distância horizontal do ponto de medição ao local de detonação (m); 
Q = Carga máxima por espera (kg). 
O desenvolvimento computacional facilitou a análise dos problemas de vibrações 
induzidas por detonações, através de métodos numéricos e regressão linear, 
mostrando a relação da PPV com a distância escalonada (SD) pela lei de atenuação, 
com a plotagem de gráficos mostrando informações que possibilita presumir a que 
distância escalonada a velocidade de partícula se propaga causando vibrações no 
terreno, com determinada quantidade de carga máxima por espera. 
4 METODOLOGIA 
Este trabalho desenvolveu um referencial teórico voltado para a prática do desmonte 
de rocha por explosivo abordando seus mecanismos de ruptura e fragmentação, 
dando ênfase nas vibrações geradas por tais perturbações, com o intuito de analisar 
as leis de atenuação das ondas de choque utilizando o sismógrafo como parâmetro 
para as atividades, assim realizando um comparativo através do software O-Pitblast 
versão estudantil (devido ao fato da licença do O-Pitblast ser estudantil, algumas 
funções não podem ser alteradas). 
24 
 
O sismógrafo utilizado para fins deengenharia, realizando a captação das vibrações 
de partículas e sobreposição acústica é o sismógrafo S100 da Ztex automação e 
sistemas (figura 7). 
Figura 7 - Representa o monitor do sismógrafo S100 da Ztex, utilizado nas medições: 
 
Fonte: Autor (2021) 
 
4.1 NORMA ABNT NBR 9653:2018 
Como norma para as atividades com explosivos no Brasil é a NBR 9653:2018 - Guia 
para avaliação dos efeitos provocados pelo uso de explosivos nas minerações em 
áreas urbanas, como última versão atualizada. 
Foram realizados monitoramento das vibrações geradas por explosivos para assim 
atender como material de estudo se comporta após as detonações, sendo assim 
delimitado o nível aceitável de vibração. Vale ressaltar que tal norma leva em 
consideração a magnitude e a frequência de vibração da partícula, estabelecendo 
limites para esses parâmetros. Sendo assim, a pressão acústica, medida além da área 
de operação, não pode ultrapassar o valor de 100 Pa, o que corresponde a um nível 
de pressão acústica de 134 dBL pico. (figura 8 e 9). 
25 
 
Figura 8 - Representação microfone do sismógrafo: 
 
Fonte: https://www.ztex.com.br/site/produtos/s100/ (2021). 
 
E são estabelecidos com limite para a velocidade de partícula de pico dos quais 
podem ocorrer danos induzidos pelas vibrações transmitidas pelo meio físico são 
apresentados numericamente. (quadro 1) (figura 10). 
Figura 9 - Representação do geofone: 
26 
 
 
Fonte: https://www.ztex.com.br/site/produtos/s100/ (2021). 
 
 
Quadro 1 - Limites de velocidade de vibração de partículas de pico por faixas de 
frequência. 
Faixa de frequência Limite de velocidade de vibração de partícula de pico 
4 Hz a 15 Hz Iniciando em 15 mm/s, aumenta linearmente até 20 
mm/s 
15 Hz a 40 Hz Acima de 20 mm/s, aumenta linearmente até 50 mm/s 
Acima de 40 Hz 50 mm/s 
Fonte: NBR 9653:2018. 
 
Figura 10 – Representação gráfica dos limites de velocidade de vibração de partículas 
de pico por faixas de frequência. 
27 
 
Fonte: NBR 9653:2018. 
 
A norma especifica que para valores de frequência abaixo de 4 Hz, deve ser utilizado 
como limite o critério de deslocamento de partícula de pico de no máximo 0,6 mm (de 
zero a pico). 
 
4.2 PROGRAMAÇÃO E INSTALAÇÃO DO SISMÓGRAFO 
O sismógrafo S100 Ztex utilizado para realizar a captação das informações desejadas 
como velocidade da vibração de partícula e pressão acústica, tem como capacidade 
de armazenamento (memória) de 40 segundos, modo de disparo manual e 
automático, o disparo do geofone de 0.5 mm/s a 99.5 mm/s, disparo do microfone 1 
Pa a 255 Pa, com uma taxa de amostragem de 1000 amostras por segundo e com 
sequência de até 8 eventos por 5 segundos. A calibragem do geofone e do microfone 
é correspondente às especificações da norma brasileira NBR 9653:2018. A 
programação do sismógrafo é realizada antes da sua instalação, podendo programar 
a sequência dos eventos de acordo com a memória do sismógrafo, neste caso foi 
adequado para sequência de 8 eventos de 5 segundos cada, sendo uma sequência 
de 5, 10, 15, 20, 25, 30 ,35, 40 segundos. 
28 
 
O ponto de monitoramento foi escolhido estrategicamente para analisar as vibrações 
geradas pelas atividades de mineração, desmonte de rocha por explosivo, próximo a 
área de preservação, sítio arqueológico Mata Grande, sendo uma condicionante 
exigida por lei. (figura 11). 
Figura 11 - Demonstra a placa do sítio arqueológico Mata Grande: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
29 
 
O sismógrafo foi instalado dentro da mineradora, a distância foi alterada de acordo 
com as detonações, conforme o ataque e avanço da lavra, gerando dessa forma uma 
distância escalonada, variando de 232 a 611 metros, no limite mais próximo do ponto 
de detonação, presumindo que a medição atinja o maior valor de velocidade de 
vibração de partícula. Já a uma distância razoável, entende que a velocidade de 
vibração de partícula seja menor, dessa maneira será analisada a atenuação das 
ondas de choque nessa variação de distância e a carga máxima por espera aplicada 
em cada detonação. 
Para essa análise foi utilizado um banco de dados de medições já realizadas, entre o 
mês de março até o mês de junho, contando com 22 medições feitas entre esse 
período de tempo, realizadas com o sismógrafo de engenharia Ztex. 
O geofone sensor responsável por captar a velocidades de vibração de partícula, em 
três direções perpendiculares (T, V e L), sendo posicionado na direção da malha de 
detonação foi fixado em solo de terreno limpo cravando com grampo 12 cm, obtendo 
uma boa qualidade das informações captadas. Da mesma forma, o microfone foi 
posicionado voltado para o local da detonação permitindo uma captação das 
informações em um ângulo de 180 graus. (figura 12). 
Figura 12 - Representa a estação do sismógrafo instalado pronto para fazer as 
medições: 
30 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
4.3 INSTALAÇÃO DO O–PITBLAST 
O software foi instalado no Instituto Federal do Espírito Santo campus Cachoeiro de 
Itapemirim, nos computadores dos laboratórios de informática, o acesso ao programa 
para a elaboração do presente trabalho foi realizado por uma conexão remota (VPN), 
com auxílio do suporte técnico de informática. 
 
4.4 SIMULAÇÃO DO PLANO DE FOGO NO O–PITBLAST 
Nesta fase, foi simulado o plano de fogo utilizado nas detonações feitas para obter as 
medições. Foram utilizadas as informações do plano de fogo como geometria da 
31 
 
malha, variáveis de furo e carga máxima por espera, da mesma forma a topografia do 
local design da bancada e suas dimensões, lembrando que a representação 
topográfica abordada no software foi limitada por motivo da versão acadêmica usada 
para desenvolver este trabalho. 
A execução do plano de fogo no O-Pitblast tem como proposta simular o desmonte de 
rocha, utilizando variáveis reais referentes a geometria da bancada, largura, altura, 
comprimento e quantidades de talude, assim como as variáveis do plano de fogo 
afastamento, espaçamento, número de furos, número de linhas, diâmetro de furo, 
tampão e subfuração. 
O–Pitblast possibilita configurar a geometria da malha, controlar os resultados das 
aplicações de explosivos e com uma ferramenta em suas configurações, prever a 
atenuação das ondas de choque e suas vibrações da maneira que o usuário 
determinar. 
 
4.4.1 Design da bancada e suas dimensões 
O software possibilita ao usuário desenvolver uma gama ampla de design, utilizando 
a guia de topografia com inúmeras ferramentas, podendo ajustar as variáveis 
referente a geometria da bancada de acordo com as informações coletadas em 
campo. É importante ressaltar que a versão do software utilizada é estudantil e dessa 
forma, os parâmetros são limitados, o que não favorece na representação real das 
dimensões exatas da bancada. 
No estudo de campo, foram analisadas 22 detonações em bancadas diferentes, dessa 
maneira, algumas bancadas não tem a mesma geometria (figura 13). 
Figura 13 - Mostra os tipos de topografia disponíveis e o ajuste das variáveis na versão 
acadêmica: 
32 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
Buscando uma melhor representação da geometria da bancada, foi traçado as 
dimensões que possibilitam visualizar um design mais próximo das áreas 
desmontadas (figura 14). 
Variáveis adotadas foram: 
● Largura da bancada: 20 metros; 
● Comprimento da bancada: 100 metros; 
● Altura da bancada: 10 metros; 
● Quantidade de taludes: 1. 
 
Figura 14 - Representa a bancada projetada no O-Pitblast com as dimensões 
descritas: 
33 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
4.4.2 Desenvolvimento das variáveis de furo e geometria da malha 
Nesta etapa foi realizado o ajuste de geometria da malha e variáveis de furo, o usuário 
conta com um layout para maximizar a geometria da malha, distribuição dos furos na 
bancada, com suas respectivas variáveis como afastamento, espaçamento, diâmetro 
de furo, número de furos, número de linhas, tampão e subfuração. 
A simulaçãodo plano de fogo no O-Pitblast, levou em consideração uma situação real 
de desmonte, por tanto, as variáveis introduzidas foram calculadas para serem 
aplicadas em campo, algumas dessas tiveram que ser modeladas para atender a 
versão do software utilizada neste trabalho, assim como, tipo de material a ser 
desmontado, o qual foi determinado no software como granito. 
Para determinar as variáveis e implementação delas no software, foi utilizado um 
plano de fogo já existente, projetado para uma mina de calcário, onde o nível de 
vibração e controlado, sendo um plano de fogo com algumas variáveis dispostas a 
alteração, mas na maioria dos casos são medidas padronizadas. A malha usada no 
plano de fogo é do tipo estagiada, usada em malhas retangulares, com furos 
alternados entre as linhas. (figura 15). 
34 
 
Variáveis determinadas no plano de fogo: 
● Afastamento: 2,5 metros; 
● Espaçamento: 6,5 metros; 
● Diâmetro de furo: 3,5 ‘ou 88,9 mm; 
● Número de furos: 60; 
● Número de furos por linha: 12; 
● Número de linhas: 5; 
● Tampão: 2 metros; 
● Subfuração: 0,8 metros. 
● Inclinação do furo: 0° 
 
figura 15 - Mostra a geometria de malha usada na simulação: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
Para otimizar, O-Pitblast conta com uma barra de ferramenta de ajustes das variáveis 
do furo, a ser inserido na bancada, sendo a geometria do furo, carga máxima por 
espera e temporização, O-Pitblast proporciona desenvolver os parâmetros necessário 
para simular os furos. Para essa simulação as dimensões do furo foram ajustadas 
35 
 
conforme o plano de fogo disponibilizado, visto que, o diâmetro do furo em campo é 
de 3,5 polegadas ou 88,9 milímetros, esse parâmetro foi ajustado no software para 
102 milímetros, por causa da limitação da versão acadêmica usada neste trabalho. 
(figura 16). 
Figura 16 - Mostra a geometria do furo com suas variáveis: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
 
36 
 
4.4.3 Carga máxima por espera e acessório eletrônico 
O carregamento da bancada e uma atividade realizada furo por furo, o procedimento 
executado em campo seguindo o plano de fogo determinado, e da seguinte maneira, 
e introduzido no furo um detonador eletrônico (acessórios de ligação eletrônico I – Kon 
30 m) aplicado no explosivo convencional obtendo uma carga máxima de explosivo 
por espera em cada furo (figura 17). 
A figura 17 - Representa a simulação do detonador eletrônico no furo: 
 
Fonte: Autor (2021). 
37 
 
O dispositivo eletrônico deve ser usado em conjunto da unidade de programação, tal 
equipamento é responsável para atribuir um tempo para cada detonador, que tem a 
função de identificar cada detonador com um código de detonação, dessa forma a 
unidade gera um banco de dados em que cada detonador é identificado com um 
número de série, com o tempo estabelecido na sequência de disparo. Neste caso o 
aparelho com sistema de programação usado é o logger (detonador), desenvolvido 
pela Orica. (figura 18). 
Figura – 18 Mostra a sistema de programação logger da Orica: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
O tempo calculado no plano de fogo usado nos desmontes, do qual foram feitas as 
medições, em cada detonador eletrônico pelo sistema de programação logger foi de 
22 ms entre furo da mesma linha, 57 ms entre a primeira linha e a segunda, 57ms 
38 
 
entre a segunda linha e terceira linha, 100 ms da terceira e quarta linha e 160 ms entre 
a quarta linha e última linha da bancada. Essa foi a sequência de disparo padrão 
usada no plano de fogo, podendo mudar tempo de programação caso a quantidade 
de linhas seja menor que cinco, na bancada a ser desmontada. (figura 19). 
A figura 19 - representa os tempos programados de cada detonador eletrônico: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
Nesta etapa, foi realizada a simulação no O-PitBlast dos tempos de disparo, 
abordando a mesma sequência traçada no plano de fogo 22 ms, 57 ms, 100 ms e 160 
ms. A conexão foi programada para que o início do disparo comece no furo de número 
6, que está posicionado no centro da malha de perfuração. A saída respeita às 
condições da orientação em “V”, com uma linha de corte em diagonal curta, dando 
início a detonação no meio da bancada, expandido furo por furo para as laterais da 
bancada, formando uma pilha homogênea centralizada (figura 20). 
A figura 20 - mostra o croqui do banco, com sua sequência de disparo: 
39 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
A carga selecionada para cada furo nesta simulação, foi determinada segundo o plano 
de fogo executado para obter as medições no presente trabalho, foi utilizado explosivo 
convencional (emulsão encartuchada), O-PitBlast proporciona a função de ajuste da 
carga máxima nos furos, assim efetuando os elementos e suas componentes como 
booster (reforçador), tipo de explosivo em suas proporções. Vale ressaltar que a carga 
máxima por espera em cada furo está dentro dos padrões de desmonte de produção 
(figura 21). 
A figura 21 - representa a carga máxima por espera em cada furo: 
40 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
4.5 LEIS DE ATENUAÇÃO NO O–PITBLAST 
O software conta com a guia de lei de atenuação com ferramentas para prever e 
visualizar o comportamento da velocidade de partícula, e suas diferentes leis de 
atenuação. 
Nesta etapa, foi necessário importar para o software um banco de dados com as 
medições realizadas pelo sismógrafo, as informações foram retiradas de um registro 
41 
 
sismográfico gerado pelo equipamento, sendo assim o pico de velocidade de partícula 
em diferentes direções: transversal, vertical, longitudinal e a resultante dessas três 
coordenadas (todas em milímetros por segundo). Juntamente nesse banco de dados 
foi colocado a distância em metros dos pontos de medição e a carga máxima de 
explosivo por espera em quilograma, em um único furo. 
Dessa forma, foi realizado um comparativo das medições feitas em tempo real 
captadas pelo sismógrafo de engenharia, e a simulação gerada pelo O-PitBlast, 
analisando o comportamento das ondas de choque e a sua atenuação. A figura 22 
mostra layout para importação dos valores de velocidade de partícula em suas três 
direções perpendiculares, distância escalonada e carga máxima por espera. 
Figura 22 - representa a guia de ferramenta para leis de atenuação: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Para obter os resultados foram realizadas simulações utilizando o software O-Pitblast, 
com pose dos registros sismográficos de vibração obtido no monitoramento efetuado 
no sítio arqueológico Mata Grande, no período dos meses de março até junho, 
conseguiu assim gerar um banco de dados com 22 medições, usando os valores da 
42 
 
velocidade de pico das partículas (PPV) em suas três direções perpendiculares (T, V 
e L) sua resultante, a distância do ponto de detonação e a carga máxima por espera 
em cada furo. (tabela 2). 
Tabela 2 - banco de dados das medições realizadas no período de março até junho: 
Tran 
(mm/s) 
Vert (mm/s) Long 
(mm/s) 
Resultante 
(mm/s) 
Distância (m) Carga 
Máxima por 
espera (kg) 
3.31 1.40 2.89 3.88 237 23.26 
2.14 0.86 2.10 2.78 431 32.08 
2.51 1.02 2.21 2.63 478 59.20 
3.74 1.99 3.94 4.25 458 74.32 
1.07 0.54 1.10 1.25 479 32.99 
0.75 0.59 0.84 1.00 412 25.41 
3.31 1.40 2.89 3.88 237 23.26 
1.98 0.70 1.21 2.13 375 38.07 
1.60 1.50 2.73 2.85 365 66.20 
2.83 1.34 2.52 2.88 440 65.77 
0.32 0.16 0.32 0.35 377 23.26 
0.53 0.32 0.68 0.76 472 28.73 
2.24 0.91 1.52 2.33 549 67.95 
2.19 1.61 3.15 3.24 335 64.60 
1.55 0.91 1.37 1.56 390 47.36 
0.85 0.43 0.63 0.87 402 24.39 
1.93 1.26 1.93 2.04 232 10.28 
2.19 1.16 1.88 2.45 520 74.14 
0.52 0.26 0.73 0.87 611 14.80 
0.73 0.53 1.05 1.20 467 28.09 
0.05 0.16 0.10 0.17 397 2.33 
1.20 0.63 0.99 1.27 533 51.50 
43 
 
 
Usando valores de velocidade de pico das partículas (PPV) e de suas respectivas 
distâncias escalonadas (SD) plotou-se três gráfico de dispersão desse banco de 
dados (figura 23, 25 e 27), com valorescalculados pelo software para obtenção da lei 
de propagação dessas partículas em vibração em termos da carga máxima por espera 
e distância dos pontos de monitoramento, com esses valores foram obtidos a 
velocidade de pico da partícula, calculado pela equação PPV, aplicada pelo software 
com nível de confiança de 90%, levando em consideração que o valor da constante 
“K” e empírica, nesta simulação o valor de “K” inserido e para um granito, como mostra 
na equação 6 . 
 
𝑃𝑃𝑉 = 𝐾 ∗ 𝑄𝑏 ∗ 𝐷−𝑐 (6) 
Onde: 
PPV = Velocidade de pico da partícula; 
Q = Carga máxima por espera (kg); 
D = Distância do ponto de detonação e o ponto de monitoramento; 
K = Constante local empírica; 
b = Constante local empírica; 
c = Constante local empírica. 
Figura 23 - mostra o gráfico da direção transversal, com valores PPV em relação a 
distância escalonada (SD): 
44 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
O gráfico da figura 23, 25 e 27 ilustra a velocidade de pico das partículas na sua 
componente transversal, se propagando em sua respectiva distância escalonada. 
Nesta simulação, o gráfico demonstra a distância escalonada em relação a PPV, 
mostrando o raio de influência até sofrer atenuação. 
Figura 24 - representa os valores de PPV na direção transversal, distância e carga 
máxima por espera: 
45 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
Figura 25 - mostra o gráfico da direção vertical, com valores PPV em relação a 
distância (SD): 
 
46 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
Figura 26 - representa os valores de PPV na direção vertical, distância e carga máxima 
por espera: 
47 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
Figura 27 - mostra o gráfico da direção longitudinal, com valores PPV em relação a 
distância (SD): 
48 
 
 
Fonte: Autor (2021). 
Figura 28 - representa os valores de PPV na direção longitudinal, distância e carga 
máxima por espera: 
49 
 
 
Fonte: Autor (2021) 
 
Analisando cada tabela e seus respectivos gráficos, dos quais representam a distância 
escalonada e a velocidade de pico das partículas (PPV) em suas três direções 
perpendiculares transversal, vertical e longitudinal geradas pela simulação feita no O-
PitBlast, pode se afirmar que há uma progressiva dispersão das três componentes (T, 
V e L) que provém das diferentes PPV de propagação, em função da distância 
escalonada, que tais valores dispersos são fatores que mostram a atenuação das 
vibrações com a distância. Com base nas simulações realizadas no O-Pitblast, pode-
se entender que quanto maior a proporção de carga máxima por espera no desmonte, 
maior será os níveis de vibração de partículas no terreno, sabendo que, aspectos 
como descontinuidades e zonas de interface no maciço, são fatores que trabalham 
50 
 
para contribuir a favor da atenuação das ondas vibratórias, pois acontece um 
fenômeno de reflexão, refração e difração das ondas, as partículas vibratórias vão 
perdendo energia por meio de propagação. Desta maneira, acontece uma relação 
inversa quanto maior for a distância menor será a vibração, podendo ocorrer algumas 
anomalias devido ao meio de propagação, pois ocorre a sobreposição das ondas 
vibratórias. 
Lembrando que estas ondas vibratórias em análise não têm influência na 
fragmentação do material desmontado pois são ondas refratadas durante o desmonte 
e estas já não estão mais agindo sobre o maciço a ser fragmentado e sim são 
transmitidas pela superfície podendo gerar desconforto humano, instabilidade em 
casas e construções ao redor e degradação de estruturas geológicas. 
Levando em consideração a litologia do local de monitorado, sendo predominante no 
terreno o calcário, e por ser uma rocha metamórfica com um alto grau de 
descontinuidade, alguns parâmetros na execução da simulação como tipo de material 
de propagação dessas ondas vibratórias, teve que ser enquadradas no O-PitBlast 
como granito. Com isso alguns valores tiveram divergência com as medições feitas 
em tempo real, e interessante fazer algumas observações sobre a simulação das leis 
de atenuação, os valores encontrados ilustra uma previsão, pois a diversas variáveis 
que influenciam na propagação e atenuação dessas ondas vibratórias, algumas com 
maior importância, levadas em consideração no trabalho em estudo. Os valores 
encontrados apresentam boa semelhança com a leitura em campo. 
Entende-se que essas vibrações causadas pelo desmonte de rocha com explosivo, 
propaga-se ao longo do maciço e do terreno, é importante ressaltar a maneira que 
essas ondas sofrem atenuação ao longo da distância escalonada na campanha de 
monitoramento, esse estudo é possível de ser realizado através do software O-
Pitblast. Dois pontos peculiares estão associados à atenuação dessas ondas 
vibratórias: 1) a características do terreno, que representa a geologia local; 2) a 
maneira que essas ondas se propagam, que se refere ao espalhamento esférico. O 
local de monitoramento tem característica anisotrópica, sendo também um material 
não homogêneo, sendo assim, compreende que acontece uma atenuação natural de 
amplitude da onda, do qual a onda sísmica se espalha radialmente do ponto de 
51 
 
incidência, e o terreno vai trabalhando como um filtro, desta forma as ondas 
mecânicas perdem energia por causa da presença de descontinuidades e zonas de 
interface que possui um potencial enorme no processo de atenuação. 
Nas medições da velocidade de vibração da partícula o sismógrafo registra as três 
componentes (T, V e L) ortogonais do movimento ondulatório. As figuras 24, 26 e 28 
mostram os valores máximos de velocidade de vibração de pico da partícula em um 
determinado intervalo de tempo, distância escalonada e a carga máxima por espera 
inseridos no software O-Pitblast para fazer a simulação, sendo uns dos principais 
parâmetros para o controle de vibração. 
A componente transversal mede a velocidade de vibração da partícula perpendicular 
a velocidade de vibração da partícula longitudinal, já a componente longitudinal mede 
a velocidade de vibração da partícula na direção do desmonte para o ponto de 
medição e a componente vertical mede a velocidade de vibração da partícula 
ortogonal ao plano da superfície. 
Comparando os valores obtidos pela simulação e os valores referentes propostos pela 
norma NBR 9635:2018 da tabela 1, todos os valores de velocidade de vibração de 
partícula estão abaixo dos limites de risco de ocorrência de danos induzido por 
vibração. 
As perturbações geradas pelo uso de explosivos nas detonações no desmonte de 
rocha, provocam ondas de choque que tem o papel de fragmentar o material, outra 
parte destas ondas são transformadas em ondas mecânicas se propagando gerando 
vibrações ao longo do terreno, estas ondas sísmicas ou mecânicas, podem se dividir 
em dois tipos ondas P que são ondas principais, e ondas S que representam as ondas 
secundárias. Nas medições realizadas pelo sismógrafo na campanha de 
monitoramento, foram captadas ondas superficiais, elas não têm o papel de 
fragmentar o material rochoso, mas podem danificar estruturas de construção entre 
outros, estas ondas surgem a partir das ondas longitudinais (P) e transversais (S), 
quando encontram zonas de interface e descontinuidades em porções próximas à 
superfície do terreno, das quais não se propagam no interior do maciço, entre as 
ondas superficiais estão, ondas Rayleigh (R) e ondas Love (L), que são as principais. 
52 
 
 Figura 29 – Gráfico da regressão linear, ajuste de linha na correlação entre os eixos: 
 
Fonte: Autor (2021). 
 
O gráfico da figura 29 foi gerado a partir dos valores de carga máxima por espera e a 
distância escalonada, obtidos através das campanhas de monitoramento. Através da 
plotagem deste gráfico foi possível ser realizada usando reta de regressão linear 
simples. Observando os pontos em azul dispersos sem a aplicação da regressão 
linear,pode-se afirmar que os valores apresentam outliers (pontos extremos), dos 
quais fogem da normalidade, isto acontece, devido ao meio de propagação das ondas, 
pode-se prever através dessas anomalias, que a característica do terreno apresenta 
descontinuidades litológicas, por motivo das zonas de interfaces. É possível observar 
que os valores menores de carga máxima por espera atingiram distâncias 
escalonadas maiores do que o normal. 
No mesmo gráfico, desta vez aplicando a técnica da reta de regressão, foi possível 
encontrar valores de carga máxima por espera previstos em função da distância 
escalonada, como mostra a reta linear em cima dos pontos na cor vermelha, é 
importante ter essa ferramenta como auxílio, pois através dela é possível presumir 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 100 200 300 400 500 600 700
C
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 M
á
x
im
a
 
p
o
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 e
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 (
k
g
)
Distância escalonada (m)
53 
 
área de influência dos desmontes previamente. Por exemplo, para uma carga máxima 
por espera na proporção de 35 kg haverá uma distância escalonada de 326 m, ou 
seja, as vibrações causadas pelo desmonte poderão apresentar problemas no raio de 
326 metros a partir do ponto de detonação da carga explosiva. 
Assim, é possível antecipar um problema de vibração, visto que tal carga máxima por 
espera pode gerar vibrações a uma distância escalonada não estudada, podendo 
dessa forma, atribuir essa distância como um ponto de medição. Além disso, os 
valores encontrados na regressão linear facilitam os trabalhos de monitoramentos 
futuros. 
Como observado, os desmontes de rocha estão respeitando as normativas de acordo 
com as velocidades de partícula de pico e as frequências, representadas nas figuras 
23, 25 e 27 mostrando sua relação de PPV com a distância escalonada. 
 
6 CONCLUSÃO 
O presente trabalho, foi desenvolvido com uma metodologia proposta para a análise 
das vibrações no desmonte de rocha por explosivo através de um sismógrafo de 
engenharia, no período do mês de março até junho, através das medições obtidas e 
com o auxílio do software O-Pitblast. 
Observando os níveis de vibração nesta campanha de monitoramento, mostraram-se 
coerentes dentro da norma NBR 9635:2018, além das análises de campo quanto nas 
simulações por software computacional com níveis de vibração bem abaixo do exigido 
por lei. 
Além disso, as análises das distâncias escalonadas mostram que a carga máxima por 
espera está diretamente relacionada com os níveis de vibração no terreno, mostrando 
que aumentando a proporção de carga máxima por espera a vibração e maior, dessa 
forma, acontece o inverso quanto maior a distância menor a vibração, a distância 
escalonada interage com o meio de propagação. 
Diante dos resultados, o software O-Pitblast proporciona uma ótima ferramenta para 
análise das leis de atenuação, sugiro um estudo sistemático do meio de propagação 
54 
 
das ondas vibratórias, locando um perfil geológico apropriado no software O-Pitblast, 
a fim de observar com detalhes a influência do meio de propagação para as ondas 
sísmicas geradas pela detonação. 
 
REFERÊNCIAS 
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2010. 146p. 
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Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Engenharia 
Mineral. Recife-PE: O Autor, 2012. 143p. 
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de Minas. Escola de Minas. Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto, 2009. 
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desmonte de rochas com explosivos: estudo de caso em uma mina do quadrilátero 
ferrífero. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Ouro Preto, Escola de 
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desmonte de rochas. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Ouro Preto, 
Departamento de Engenharia de Minas. Programa de Engenharia Mineral. Ouro 
Preto-MG. 2019. 128p.