Riesgos geotécnicos en minería y construcción Riesgos geotécnicos en la minería rajo abierto: Riesgos Geotécnicos en la Minería a Rajo Abierto Abierto 2. Etapa inicial. El principal problema geotécnico en la minería a rajo abierto afecta a la estabilidad de los grandes taludes ue se generan pudiendo darse desl desli! i!am amie ient ntos os o caíd caída a de blo bloue ues. s. "a esta estabi bililida dad d depe depend nde e b#sicamente de las características del maci!o y de la orientación y mante anteo o de los los tal taludes udes.. Así$ sí$ un talud alud %& podr podr# # ser ser esta establ ble e estructuralmente respecto las características del maci!o mientras uno E' no. A mayor estabilidad de un talud mayor inclinación podr# tener a(orrando muc(os costes. 2 ). *lasificación geo mec#nica del maci!o. El G&+ e,al-a la calidad del del maci maci!o !o roco rocoso so en func funció ión n del del grad grado o y cara caract cter erís ístitica cass de frac fractu tura raci ción ón$$ estr estruc uctu tura ra geol geológ ógic ica$ a$ tama tamao o de los los blo bloue uess y alte altera raci ción ón de las las disc discon ontitinu nuid idad ades es.. /iene ene m#s m#s en cuen cuenta ta las las características geológicas y se ajusta mejor para maci!os rocosos de baja calidad$ teniendo en cuenta ue su utili!ación proporciona los los par#m ar#met etro ross ue se empl emplea ean n en los los post poster erio iore ress an#l an#lis isiis numéricos del comportamiento del maci!o. &u ,aloración reuiere de un cuid cuidad ados oso o e0am e0amen en y cono conoci cimi mien ento to de las las cara caract cterí eríst stic icas as geológicas del maci!o rocoso. 1. *lasificación geo mec#nica del maci!o. . 3ara el an#lisis de estabilidad de taludes (ay ue tener en cuen cuenta ta:: 4 3rof 3rofun undi dida dad d y long longititud ud de los los talu talude des. s. 4 *ond *ondic icio ione ness (idrogeológicas. 4 "itología y estructuras geológicas. 4 Reuisitos del proyecto 5geometría$ duración67 "as posibilidades de rotura est#n determinados principalmente por factores geométricos. "os factores geológicos$ (idrogeológicos y geotécnicos se consideran factores condicionantes de la estabilidad y son intrínsecos a los materiales naturales. 8. /ipos de falla. "os modos de falla o rotura ue se dan en las rocas pueden di,idirse en tres tipos: 9alla plana$ es la m#s simple y es ocasionada por una discontinuidad dominante fa,orable al talud. 9alla por cua$ ocasionada a tra,és de dos planos de discontinuidad dispuestos oblicuamente al plano del talud$ en el cual el despla!amiento est# gobernado la recta de intersección de los dos planos. 9alla por ,uelco$ este tipo de rotura se caracteri!a por una rotación de la columna o bloue de roca sobre su base. 8 . 9alla plana. 3uede darse a escala de banco o bien para el talud completo. Angulo de talud ; Angulo plano ; Ang-. de Ro!amiento Rumbo talud < Rumbo plano = 2>4)>? ~ 1 ~
@. 9alla por cua. esli!amiento por dos planos de discontinuidad. "os dos planos deben de aflorar en la superficie del talud y se debe cump cumplilirr los los crit criter erio ioss de fall falla a plan plana a pero pero refe referi rido doss al plan plano o de intersección de la cua. B. 9alla por ,uelco. Colcamiento de bloues con discontinuidades ue ue mant mantea ean n fuer fuerte te (aci (acia a dent dentro ro del del talud alud.. &u esta estabi bililida dad d no depe depend nde e solo solo de su resi resist sten enci cia a al ro!am ro!amie ient nto. o. Rumb Rumbo o talu talud d < Rumbo plano = )>D >. > Estos tipos de falla son f#cilmente identificables mediante un an#lisis cinem#tico en una red estereogr#fica: .. An#lisis de estabilidad. Fna ,e! identificado posibles riesgos de falla se reali!ar# un an#lisis de estabilidad obteniendo el factor de seguridad del talud. E0isten muc(as metodologías para obtener el fac factor tor de segu seguri rida dad. d. Media ediant nte e los #bac #bacos os de oeH oeH y Iray ray y conociendo los par#metros de la roca se puede obtener r#pi r#pida dame ment nte e un ,alo ,alorr esti estima matiti,o ,o en camp campo o para para maci maci!o !oss muy muy fracturados. Fna ,e! anali!ada la estabilidad de un talud$ éste se podr# considerar estable o tomar medidas bien ue afecten a su geometría o bien tipo colocación de elementos de contención para garanti!ar su estabilidad mejorando su factor de seguridad. 2. Jbaco 2. Jbaco oeH y Iray para condiciones condiciones secas. ). Etapa de mantenimiento. "a siguiente labor del geotécnico ser# la de identificar y controlar posibles factores e0ternos ue puedan desencadenar en inestabilidades: 4 &obrecargas est#ticas. 4 *argas din# din#mi mica cas. s. 4 *amb *ambio ioss en las las cond condic icio ione ness (idr (idrog ogeo eoló lógi gica cas. s. 4 9act 9actor ores es clim clim#t #tic icos os.. 4 Cariac riacio ione ness en la geom geomet etrí ría a del del talu talud. d. 4 eterioro de elementos de sostenimiento. 1. &obrecargas &obrecargas est#ticas est#ticas Fna escombrera mal situada o paso de mauinaria pueden (acer ue el aumento del peso en la cabecera del talud sea significati,o pro,ocando su inestabilidad. . *arg *argas as din# din#mi mica cass &e debe deben n a los los mo,i mo,imi mien ento toss sísm sísmic icos os naturales o inducidos y a las ,ibraciones producidas por ,oladuras cercanas al talud. El principal efecto ue causan es la apertura de discontinuidades e0istentes disminuyendo su resistencia al corte y generando caída de bloues en maci!os rocosos. En los c#lculos se puede considerar la acción din#mica como una fuer!a pseudoest#tica función de la aceleración m#0ima (ori!ontal debida al sismo. 8. *ondiciones (idrogeológicas Muc(as de las fallas se producen por los efectos del agua generando presiones intersticiales. El agua es el mayor ayor enem enemig igo o de la est estabil abilid idad ad de talud aludes es.. El agua agua disminuye la resistencia de un terreno y aumenta las fuer!as ue tienden a la inestabilidad. ~ 2 ~
. 9actores clim#ticos "as precipitaciones y el régimen clim#tico influyen en la estabilidad de los taludes al modificar el contenido de agua del terreno. "a alternancia de periodos de seuía y llu,ia producen pérdida de resistencia. En maci!os rocosos blandos los procesos de meteori!ación juegan un papel importante en la reducción de sus propiedades resistentes dando lugar a una alteración y degradación intensas. @. Cariaciones en la geometría del talud El agua puede causar erosión interna arrastrando materiales o erosión e0terna como descalces en la base por lo ue la geometría de un talud puede uedar modificada ,ol,iéndose inestable. 3or acciones antrópicas como e0ca,aciones cercanas sin criterio geotécnico también puede ,erse afectada la estabilidad. B. eterioro de elementos de sostenimiento En caso de ue se (ubieran aplicado medidas de sostenimiento tipo anclajes$ pernos$ mallas$ etc. se debería inspeccionar su estado con el paso del tiempo. Este deterioro podría deberse bien a corrosión por llu,iaKnie,e o a fallas en su diseo o ejecución. 2>. 3rocesos de deterioro de un talud "os riesgos "a e0acta naturale!a de los riesgos mineros depende de si la mina es de e0plotación a cielo abierto o subterr#neo$ y de si se trata de una mina grande o de peuea escala. &in embargo$ en general los riesgos a ue se ,en e0puestos los trabajadores de las minas pueden resumirse en los siguientes términos: •
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Riesgos ambientales: dificultades subterr#neas ocasionadas por la oscuridad$ calor$ (umedad$ calambres$ radiaciones$ e0posición a gases tales como metano$ y presión atmosférica. Riesgos específicos del trabajo: e0plosi,osL trabajo físicoL ruidoL ,ibracionesL pol,o. En,enenamiento debido a: ,apores pro,enientes de e0plosi,osL motores diéselL resinasL cintas transportadoras de 3CL ad(esi,os y líuidos no inflamables con base de bifenilos policloradosL ésteres fosfatos y glicoles. Riesgos Iiológicos en minas con puntales de madera o auellas donde se utili!an animales de tiro. En ciertos casos$ los lugares de trabajo pueden estar plagados de ratas.
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&i bien los accidentes físicos ocasionados por e0plosi,os y fallas en c(imeneas son gra,es$ seg-n la rgani!ación +nternacional del /rabajo y la rgani!ación Mundial de la &alud$ el pol,o es el elemento ue en el presente m#s afecta la salud del trabajador en todo el mundo. En realidad la minería es una acti,idad de muy alto riesgo$ pero también de alta rentabilidad$ muc(as ,eces los dueos y accionistas empujan a los planificadores a desarrollar 3lanes Mineros para ma0imi!ar la riue!a para sus accionistas$ descuidando la seguridad de las personas y de los bienes físicos. &i a esto le sumamos la poca super,isión de organismos inspectores ue ,igilen el fiel cumplimiento de la legislación ,igente$ este riesgo de (acer planes mineros demasiados e0igentes$ ue obliga a e0ca,ar el maci!o rocoso m#s all# de los límites y criterios geotécnicos$ lo (ace un peligro para la ,ida (umana. Fna empresa minera cuando pasa los ni,eles de >> mts de profundidad$ sabe ue el riesgo geo mec#nico al ue se enfrenta ser# muc(o mayor$ por esa ra!ón$ la planificación minera enfrenta el desafío de (acer planes de desarrollo y de e0plotación ue no sólo deben otorgar riue!a a los dueos$ sino también ma0imi!ar la seguridad de los trabajadores. Ante cualuier e0igencia la ,ida est# primero. En suma$ la minería subterr#nea debe enfrentar a distintos riesgos ue ponen en peligro la ,ida (umana entre los ue se encuentran: Riesgos eléctricos$ ruidos$ ,ibraciones$ temperaturas e0tremas$ gases y ,apores$ aerosoles #cidos$ pol,os$ ,irus$ bacterias$ (ongos$ par#sitos$ e0plosiones de rocas$ desprendimientos de bloues$ tec(os altamente fallados$ derrumbes$ inundaciones$ a,alanc(as$ c(oues$ colisiones$ atropellamientos$ atrapamientos$ incendios$ altura$ caída de rocas por falta de acuadora$ gran cantidad de galerías abiertas$ ,olcamiento$ tiros uedados en la frente$ soroc(e 5bajo ni,el de o0ígeno en interior de la mina7$ monó0ido de carbono$ caídas a piues etc. 9altan muc(os m#s$ pero la idea es dejar patente ue la sistem#tica de la e0plotación minera es un proceso complejo$ ue EIE A*ER&E con la seguridad como foco estratégico$ eliminando o mitigando los riesgos ue al parecer todos ol,idan.
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7 Minas de cielo abierto &on minas de superficie ue adoptan la forma de grandes fosas en terra!a$ cada ,e! m#s profundas y anc(as y a menudo tienen una forma m#s o menos circular. "a e0tracción empie!a con la e0tracción de la roca. Esta se carga en camiones con grandes palas eléctricas o (idr#ulicas$ o con e0ca,adoras de carga frontal$ y se retira del foso. Estas m#uinas son capaces de retirar > m) de roca de una ,e!. "a capacidad de los camiones ,a desde ) (asta 22> t. Fn a,ance de la minería consiste en ue las palas descarguen directamente en una trituradora mó,il. "os minerales se transportan a la planta de recuperación$ mientras ue el material clasificado como desec(o se ,ierte en !onas asignadas para ello. Muc(as minas empie!an como minas de superficie y cuando llegan a un punto ue es necesario e0traer demasiado material de desec(o$ se empie!an a usar métodos de minería subterr#nea. ebido al car#cter peligroso de los trabajos$ los principales países mineros tienen leyes y normati,as muy estrictas sobre la seguridad en las minas. ic(as normas cubren la calidad del aire de las galerías$ los e0plosi,os$ la iluminación$ el ruido y todos los dem#s riesgos ue se dan en una mina. 27 El proceso de e0tracción y transporte En todo proceso de e0tracción y tratamiento de las rocas pro,enientes de una operación minera de grandes proporciones a cielo abierto$ concurren una serie de factores ue (acen a la ine,itable utili!ación de elementos necesarios para reali!ar el procedimiento mencionado en forma adecuada y eficiente$ a saber: para e0traer la roca de las entraas de la montaa es menester utili!ar grandes cantidades de e0plosi,os para remo,er enormes cantidades de la misma$ al tiempo ue tratar de (acerlo de forma tal ue produ!ca tro!os de material lo m#s peueos posible$ a fin de facilitar la posterior molienda del mismo$ por una elemental cuestión de practicidad y costo operati,o. "as rocas e0traídas deben ser trituradas y reducidas a pol,o para permitir la separación del mineral de la roca estéril. Fna ,e! obtenido el material triturado se lo rocía con una Nsopa uímicaO$ ~ 5 ~
ue en el caso del oro est# compuesto principalmente por cianuro de sodio$ en el caso de la plata con arsénico y en el cobre con #cido sulf-rico. *onstituyendo esto uno de los m#s difíciles e importantes riesgos a controlar. "uego el material es la,ado mediante grandes cantidades de agua para separar por gra,edad el metal de la roca estéril y al mismo tiempo eliminar los uímicos del metal obtenido. )7 El proceso de e0tracción y transporte Analicemos cada uno de los procesos mencionados precedentemente$ para determinar los elementos utili!ados y su incidencia en el medio ambiente. urante el proceso de e0tracción$ como dijimos anteriormente$ se utili!an grandes cantidades de e0plosi,os y esto ocurre generalmente en !ona de altura 5entre 2.>> a 1.>> msm7. Asimismo dic(as e0plosiones son producidas por Ntiros de minaO de gran cantidad de cartuc(os por ,e!$ ue producen el derrumbe de cientos de toneladas de roca$ ue caen al fondo del po!o pro,ocando nubes de pol,o$ ue son arrastradas por los ,ientos cordilleranos y transformadas en llu,ia #cida. urante los procesos de trituración y separación de los metales de la roca estéril mediante rociado de uímicos y consiguiente la,ado con agua$ se generan montaas de roca y desec(os líuidos ue forman las NescombrerasO y los Ndiues de colaO$ respecti,amente. urante el proceso de centrifugado del concentrado para ,ol,erlo seco$ se producen millones de litros de agua conteniendo los desec(os del proceso$ ue son ,olcados a piletas y en muc(os casos a cursos de agua cercanos. "os compuestos minerales e0istentes en las montaas ue contienen yacimientos de oro y cobre$ son sulfuros y arseniuros$ ue sumados a los nitratos resultantes de los e0plosi,os utili!ados$ al estar en contacto con el o0ígeno del aire y el agua$ producen #cidos y sales ue son arrastrados por el agua (acia los diues de cola. A los ya mencionados$ el ,iento y el agua del la,ado$ (ay ue agregar el agua plu,ial y la nie,e$ ue son factores clim#ticos imposible de manejar por el (ombre. %o ol,idemos ue todas las ~ 6 ~
!onas cordilleranas donde e0isten yacimientos metalíferos son #reas sísmicas$ donde (ay frecuentes temblores y a ,eces terremotos$ ue (acen ue el terreno sea fr#gil y propenso a agrietarse f#cilmente. "os errores del (ombre Adem#s est# el factor (umano$ ue en su af#n de bajar costos y ma0imi!ar ganancias$ no cumple con las especificaciones y normas de resguardo del entorno$ como es la ausencia de las membranas aislantes en escombreras y diues de cola para pre,enir las filtraciones a las napas fre#ticas de los compuestos uímicos e0istentes en tales lugares. 3or ejemplo$ en la Mina "a Alumbrera de *atamarca las membranas aislantes no se colocaron para a(orrar costos en la instalación y el mineral ducto ue transporta el concentrado (asta /ucum#n por mas de )>> Hm fue enterrado a .@> mts de profundidad en lugar de @ mts como especificaba el acuerdo de concesión y adem#s sigue el curso de ríos y arroyos$ debajo del lec(o de los mismos$ para e,itar el pago de peaje a particulares$ pues son terrenos fiscales y los gobiernos no les cobran nada. 3or otra parte$ para llegar a los lugares de las minas$ la mayoría en !onas de muy difícil acceso$ se deben construir pasos y caminos$ ue en muc(os casos (a significado la destrucción de glaciares de millones de aos de antigPedad y ue son considerados reser,a mundial de agua dulce. /ambién debemos considerar ue la minería consume enormes cantidades de energía eléctrica y millones de litros de agua por día$ en !onas donde tanto la electricidad como el agua son escasas y ello significa pri,ar a las poblaciones cercanas de elementos tan ,itales para su subsistencia. Asimismo debemos considerar el problema paisajístico$ ue se ,e totalmente deteriorado por la desaparición de montaas enteras$ ue son reempla!adas por enormes cr#teres cien ,eces mayores al m#s grande estadio de f-tbol. 7 3atologías en organismos ,i,os *omo consecuencia de los factores contaminantes uímicos$ se presentan se,eras agresiones a la salud (umana$ como así también ~ 7 ~
de animales y plantas$ ue no se perciben al principio$ pero comien!an a ser e,identes al cabo de ,arios aos de iniciada la e0plotación y cuando la solución del problema es irre,ersible. Entre las enfermedades ue se detectan primero son: el aumento de los índices de c#ncer$ especialmente entre los nios$ las afecciones broncopulmonares y las enfermedades de la piel. &in embargo (ay un factor determinante de afecciones muy gra,es$ como es el aumento de la presencia de metales pesados en sangre$ a tra,és de la ingesta del agua$ los ,egetales y la carne contaminada con dic(os elementos 5plomo$ !inc$ cromo$ ,anadio$ a!ufre$ arsénico$ cobre y muc(os m#s7$ ue también act-an into0icando al indi,iduo a largo pla!o. Esta circunstancia desgraciadamente no es notada (asta ue el problema es gra,e$ ya ue no se detecta en e0#menes de sangre comunes y por otro lado la acumulación de dic(os metales es lenta y sólo detectable mediante estudios específicos y después de ,arios aos de ingestión de los mismos. /ambién debemos considerar los cambios en dieta tradicional de la !ona$ ya ue con la desertificación$ desaparición de especies autóctonas y contaminación de productos locales$ los (abitantes del #rea deben recurrir a alimentos no tradicionales y ello también significa un riesgo de deseuilibrio alimentario y la consiguiente aparición de anemias$ desnutrición yKo falta de defensas para el organismo.
Geotecnia 3ara +nfraestructura Minera: "le,ando "os 3royectos acia Iases e Apoyo &ólidas Enfoue
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esafíos geotécnicos ue podrían influir en el desarrollo de su obra incluyen el medio ambiente geológico$ las condiciones de suelo y aguas subterr#neas$ y la sismicidad. tras dificultades pueden pro,enir del euipamiento propio e infraestructura$ por ejemplo$ ,ibración de cimientos de molienda$ mauinaria con poca tolerancia al asentamiento y otras restricciones de diseo para propósitos estructurales y operacionales. %uestros euipos de especialistas geotécnicos combinan amplios conocimientos y e0periencia con sofisticadas capacidades de elaboración de modelos numéricos para desarrollar soluciones apropiadas y rentables para su proyecto. %uestros ser,icios incluyen e,aluaciones detalladas de la obra para desarrollo$ diseo de cimentación$ preparación de los diseos y gestión de contratos. Adem#s in,estigamos y presentamos opiniones de especialistas y e0pertos para disputas de car#cter técnico o legal. Ejemplos incluyen in,estigación y diseo geotécnico para edificios$ carreteras$ tuberías$ puentes$ cimientos en sitio de la planta$ muelles e instalaciones portuarias$ diues y otras estructuras de retención de agua$ soca,aciones de poca profundidad y cierre de minas$ así como para terraplenes$ e0ca,aciones y t-neles. 3ara proyectos en partes remotas del mundo$ nuestros e0pertos regionales aseguran ue los desafíos locales son entendidos. Estos pueden incluir suelos plegables$ e0pansi,os o dispersi,os y condiciones de Harst. %uestros e0pertos en interacción de estructura4suelo lo pueden ayudar con el diseo de re,estimientos de t-neles$ cimentación para suelos con ,ariación de ,olumen$ soporte lateral de e0ca,aciones y optimi!ación de procedimientos de construcción. %uestros e0pertos geotécnicos de climas fríos pro,een aportes especiali!ados para diseos de infraestructura y fundación en condiciones de (ielo permanente. *on nuestra amplia presencia geogr#fica$ podemos proporcionar los conocimientos adecuados para resol,er los desafíos de su proyecto en particular. &er,icios +n,estigación geotécnica iseo de cimentación Apoyo lateral y diseo de muros de retención +n,estigación de material facilitado iseo de presas e inspección de seguridad E0ca,aciones y terraplenes ~ 9 ~
*ontrol de erosión E,aluación de riesgos geológicos An#lisis de estabilidad del terreno iseo y geotécnicas de t-neles Monitoreo e instrumentación Recuperación de tierras
Es esencial$ antes de acometer cualuier obra subterr#nea$ conocer con detalle las características del terreno in,olucrado. *on este fin se debe reali!ar un reconocimiento geotérmico del terreno: este debe definir la tipología y dimensiones de la obra$ así como determinar los problemas constructi,os. &i esto es esencial para casi todos los tipos de obra$ resulta especialmente crítico en el caso de obras subterr#neas. 9igura 2
"a ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería ci,il e ingeniería geológica ue se encarga del estudio de las propiedades físicas$ mec#nicas e (idr#ulicas de los materiales ue componen el suelo y el subsuelo$ por debajo de la superficie. eterminar las propiedades del mismo sir,e para disear las cimentaciones de las estructuras$ y en el caso de la construcción de obras subterr#neas$ el tipo de estructura y el sistema de perforación m#s adecuados seg-n las características del terreno$ así como$ en el caso de construcción de t-neles$ determinar el tra!ado del mismo. Antiguamente$ a la geotecnia se la identificaba como la mec#nica de suelos. "uego el término se amplió para incluir temas como la ingeniería sísmica$ la elaboración de materiales geotécnicos$ el mejoramiento de las características del suelo$ la interacción suelo4 ~ 10 ~
estructura y otros. /odo ello (ace de la geotecnia una de las ramas m#s jó,enes de la ingeniería ci,ilL dada su ju,entud$ se encuentra en un muy din#mico proceso de e,olución. &e considera al ingeniero de origen c(eco Qarl ,on /er!ag(i 53raga$ Rep-blica *(eca$ @@)4Massac(usetts$ Estados Fnidos$ B8)7 como el padre de la ingeniería geotécnica y la mec#nica de suelos.
9unciones y características: 3ara cumplir estas funciones los ingenieros geotécnicos$ adem#s de entender cabalmente los principios de la mec#nica y de la (idr#ulica$ necesitan un adecuado dominio de los conceptos b#sicos de la geología. Es particularmente importante para reali!ar el estudio geotécnico conocer las condiciones bajo las ue se crearon o depositaron determinados materiales$ así como los posteriores procesos estructurales o diagenéticos 5procesos metamórficos$ de sustitución$ cristali!ación$ etcétera7 ue (an sufrido. "a resolución de una cuestión constructi,a ue impliue un problema geotécnico$ ya sea en fase de diseo$ construcción o e0plotación$ tiene muc(o de artesanía: como tal reuiere conjugar$ en las dosis adecuadas$ la aplicación de la e0periencia$ de unas técnicas m#s o menos aceptadas y ciertas dosis de inspiración: pues casi ning-n problema tiene la misma solución ue el anterior$ o incluso un mismo problema puede ser abordado 5y con frecuencia así sucede7 mediante soluciones diferentes$ al ser anali!ado por diferentes técnicos. *asi ning-n problema tiene la misma solución ue el anterior e incluso$ un mismo problema suele ser abordado por técnicos diferentes con soluciones diferentes. Aunue esto no uiere decir ue no e0istan unas reglas y principios b#sicos: el planteamiento para la resolución de un problema geotécnico debe sustentarse sobre tres pilares ineludibles: "a e0periencia pre,ia del técnicoL necesaria para la identificación del medio geológico$ para plantear las posibles alternati,as de fallo$ ~ 11 ~
para proponer el estudio adecuado del terreno$ seleccionar el método de c#lculo adecuado e interpretar los resultados del mismo. "a calidad en la reali!ación de los trabajos a desarrollarL éstos pueden ser el alcance y objeto del reconocimiento$ la obtención de par#metros$ el ajuste del método y la puesta en obra de la solución adecuada. "a seguridad proporcionada en dic(a soluciónL debe garanti!ar su eficacia$ y asimismo debe basarse m#s ue en un simple coeficiente final$ en un aseguramiento de todas y cada una de las fases de trabajo desarrolladas.
Geotecnia de los t-neles: "a construcción de t-neles subterr#neos depende en gran medida de las características de los materiales 5arcillas$ roca$ etcétera7 a tra,és de los cuales ,an a ser perforados$ para definir el sistema de construcción$ la duración de la obra y los costos. "os ingenieros geotécnicos también in,estigan el riesgo para los seres (umanos$ las propiedades y los pre,isibles fenómenos naturales o ambientales 5mo,imientos sísmicos$ porosidad del terreno ante las llu,ias$ etcétera7$ así como los fenómenos ue pre,isiblemente pueden pro,ocar la acti,idad (umana$ tales como los desli!amientos o (undimientos del terreno$ los$ flujos de lodo y la caída de rocas. "a resolución de una cuestión constructi,a ue impliue un problema geotécnico$ ya sea en fase de diseo$ construcción o e0plotación$ tiene muc(o de artesanía: como tal reuiere conjugar$ en las dosis adecuadas$ la aplicación de la e0periencia$ de unas técnicas m#s o menos aceptadas y ciertas dosis de inspiración: pues casi ning-n problema tiene la misma solución ue el anterior$ o incluso un mismo problema puede ser abordado 5y con frecuencia así sucede7 mediante soluciones diferentes$ al ser anali!ado por diferentes técnicos. *asi ning-n problema tiene la misma solución ue el anterior e incluso$ un mismo problema suele ser abordado por técnicos diferentes con soluciones diferentes. Aunue esto no uiere decir ue no e0istan unas reglas y principios b#sicos: el planteamiento para la resolución de un problema geotécnico debe sustentarse sobre tres pilares ineludibles: ~ 12 ~
"a e0periencia pre,ia del técnicoL necesaria para la identificación del medio geológico$ para plantear las posibles alternati,as de fallo$ para proponer el estudio adecuado del terreno$ seleccionar el método de c#lculo adecuado e interpretar los resultados del mismo. "a calidad en la reali!ación de los trabajos a desarrollarL éstos pueden ser el alcance y objeto del reconocimiento$ la obtención de par#metros$ el ajuste del método y la puesta en obra de la solución adecuada. "a seguridad proporcionada en dic(a soluciónL debe garanti!ar su eficacia$ y asimismo debe basarse m#s ue en un simple coeficiente final$ en un aseguramiento de todas y cada una de las fases de trabajo desarrolladas. El reconocimiento geotécnico$ las cargas generadas por cimentaciones$ e0ca,aciones y rellenos$ o las cargas soportadas por estructuras de contención$ no produ!can situaciones de inestabilidad o mo,imientos e0cesi,os de las propias estructuras o del terreno$ ue (aga peligrar la obra estructural$ o funcionalmente. eterminación de problemas constructi,os: El estudio geotécnico debe determinar el ,olumen$ la locali!ación y el tipo de materiales ue (an de ser e0ca,ados$ así como la forma y mauinaria adecuada para lle,ar a cabo dic(a e0ca,ación. /ambién debe determinar la locali!ación y caracteri!ación de los materiales para préstamosL los problemas relacionados con el agua 5profundidad del ni,el fre#tico$ riesgos debidos a filtraciones$ arrastres$ erosiones internas$ sofocamiento$ acción de la (elada$ etcétera7L y la influencia del agua en la estabilidad y asiento de las estructuras. 3lanificación y fases del reconocimiento: "as acti,idades y los objeti,os de un reconocimiento geotécnico$ así como su e0tensión y ni,el de información resultante$ dependen directamente del proyecto u obra a reali!ar$ y de las características del terreno donde se sit-a. *omo este -ltimo dato es el resultado de la campaa$ el desarrollo de un reconocimiento geotécnico debería ser un proceso din#mico$ no dimensionado rígidamente a priori sino$ m#s bien$ mediante una serie de apro0imaciones sucesi,as donde la necesidad y e0tensión de cada etapa fuera consecuencia de la e0tensión y resultados de las reali!adas pre,iamente. ~ 13 ~
&in embargo$ casi siempre es necesario definir inicialmente y de una ,e! la campaa de reconocimiento$ aunue es frecuente ue se ,aríen tanto la ubicación como el tipo de reconocimiento ya con los trabajos en marc(a$ o incluso muy a,an!ados. Fn ejemplo prototípico son los estudios geotécnicos ue se est#n lle,ando en Iarcelona acerca del tra!ado subterr#neo de la línea de Alta Celocidad 5ACE7$ y ue pueden$ ui!#$ determinar un cambio de recorrido del mismo$ a pesar de lo a,an!ado de la obra. Es pr#cticamente imposible dar reglas uni,ersales para el diseo y desarrollo de una campaa de reconocimiento$ puesto ue la casuística es ,ariable y e0tensa. El grado de libertad con ue se cuenta$ unido a la ,ariedad de procedimientos para la in,estigación del terreno$ (ace ue el diseo de la campaa responda a un euilibrio entre la in,ersión económica$ el pla!o de ejecución del reconocimiento$ la importancia de la obra$ y las consecuencias de un fallo de diseo o construcción. "a amplitud y detalle del reconocimiento depende del ni,el de conocimiento reuerido: así$ no tendr# la misma entidad una campaa reali!ada para un an#lisis de ,iabilidad o de manejo de soluciones$ ue otras establecidas para el proyecto$ momento de la construcción$ o in,estigación de fenómenos de patología. Antes de proceder al diseo de una campaa$ se (a de tener una idea lo m#s apro0imada posible$ de lo ue se (a de encontrar en el reconocimiento$ para saber buscarlo$ y de los problemas ue se pueden plantear en proyectos o en obra. 3or eso$ la primera fase (a de consistir en un estudio preliminar y una recopilación de la información disponible.
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9igura
Fna ,e! obtenida y procesada esta información$ se define la cantidad$ e0tensión y tipología de los reconocimientos para lograr el fin buscado. urante su ejecución$ esta definición es susceptible de e0perimentar modificaciones. Este estudio finali!a con la redacción del informe geotécnico. En este documento se plasman los resultados de la campaa geotécnica reali!ada$ su interpretación y las conclusiones ue se deri,an de su an#lisis$ generalmente en forma de recomendaciones para el proyecto o para la construcción de la obra. /écnicas de reconocimiento: 3ara el reconocimiento geotécnico del terreno pueden utili!arse desde la b#sica inspección ,isual 5una técnica no por primiti,a y e,idente menos necesaria ni menos utili!ada7 (asta técnicas de campo o laboratorio m#s o menos sofisticadas. entro de estas -ltimas$ se puede establecer la siguiente clasificación: 3rospecciones manuales o mec#nicas$ con o sin obtención de muestras: calicatas$ sondeos 5manuales o mec#nicos7$ ensayos de
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laboratorio sobre las muestras obtenidas$ ensayos in situ$ y pruebas de penetración. Métodos geofísicos: /anto los métodos geofísicos como las pruebas de penetración pueden considerarse como subgrupos de los ensayos in situ$ si bien el amplio contenido de ambos campos puede aconsejar su estudio por separado. R+%*+3A"E& R+E&G& GE/*%+*&: e acuerdo con el Reglamento de *onstrucciones para el istrito 9ederal y sus %ormas /écnicas *omplementarias par iseo y *onstrucción de *imentaciones 52>>17$ el istrito 9ederal puede di,idirse desde el punto de ,ista geotécnico en tres !onas: a7 Sona +. "omas$ formadas por rocas o suelos generalmente firmes ue fueron depositados fuera del ambiente lacustre$ pero en los ue pueden e0istir$ superficialmente o intercalados$ depósitos arenosos en estado suelto o co(esi,os relati,amente blandos. En esta !ona$ es frecuente la presencia de ouedades en rocas$ de ca,ernas y t-neles e0ca,ados en suelos para e0plotar minas de arena y de rellenos no controladosL b7 Sona ++. /ransición$ en la ue los depósitos profundos se encuentran a 2> m de profundidad$ o menos$ y ue est# constituida predominantemente por estratos arenosos y limo arenosos intercalados con capas de arcilla lacustreL el espesor de éstas es ,ariable entre decenas de centímetros y pocos metrosL y c7 Sona +++. "acustre$ integrada por potentes depósitos de arcilla altamente compresibles$ separados por capas arenosas con contenido di,erso de limo o arcilla. Estas capas arenosas son generalmente medianamente compactas a muy compactas y de espesor ,ariable de centímetros a ,arios metros. "os depósitos lacustres suelen estar cubiertos superficialmente por suelos alu,iales$ materiales desecados y rellenos artificialesL el espesor de este conjunto puede ser superior a > m R+E&G& GE/*%+*& E% "A S%A +++ 5"ago7. "os problemas geotécnicos encontrados en la !ona +++ son muy conocidos. En efecto$ la alta compresibilidad de las arcillas lacustres de esta !ona$ con contenido de agua ue llegan a rebasar 1>>T$ y sus efectos sobre el comportamiento de las construcciones son famosos en el mundo entero y (an sido objeto de m-ltiples publicaciones 5Mar!al y Ma!arí$ B8B$ &antoyo et al.$ 2>>7. Asentamientos de ~ 16 ~
construcciones /odas las construcciones cimentadas sobre las arcillas lacustres típicas del ,alle de Mé0ico est#n e0puestas a presentar fuertes asentamientos. "as deformaciones inmediatas del suelo de tipo el#stico bajo carga o durante e0ca,aciones dificultan la construcción de edificaciones de gran e0tensión en planta y obligan frecuentemente a proceder por etapas. A mediano y largo pla!o$ la consolidación de las arcillas por e0pulsión de agua bajo el peso de las construcciones genera grandes asentamientos adicionales. "as edificaciones de los conjuntos (abitacionales son generalmente relati,amente ligerasL sin embargo$ es necesario tomar en cuenta ue el peso combinado de ,arias construcciones contiguas puede generar un bulbo de presiones de gran profundidad$ susceptible de causar fuertes asentamientos no uniformes en la !ona construida. undimiento regional &e sabe ue la !ona lacustre sufre una subsidencia generali!ada asociada al bombeo en los acuíferos profundos para abastecimiento de la población en agua potable. En algunos puntos de la ciudad$ el asentamiento ue se (a presentado desde fines del siglo U+U (a rebasado los >m. Este (undimiento no se presenta en forma uniforme puesto ue los abatimientos de presiones (idr#ulicas no son uniformes y ue los mantos arcillosos tienen también un espesor muy ,ariable dentro de la !ona lacustre$ lo ue conduce a un asentamiento final y a una e,olución en el tiempo también muy ,ariables de un punto a otro. "as consecuencias para los conjuntos (abitacionales pueden resultar desde menores en el caso de una subsidencia relati,amente uniforme (asta gra,es en el caso de grandes asentamientos diferenciales. En ciertas !onas$ por efecto del (undimiento regional$ los conjuntos urbanos resultan cada ,e! m#s ,ulnerables a las inundaciones locales. esgraciadamente$ las perspecti,as de e,olución del fenómeno de subsidencia no son muy (alagPeas. Fn modelo simplificado permite estimar ue el (undimiento regional a largo pla!o podría rebasar los )> metros en algunos puntos del ,alle bajo el efecto del desconfinamiento total del acuífero e0istente en los depósitos profundos debajo de los estratos arcillosos superficiales .&olamente unas políticas dr#sticas limitando la e0plotación de po!os en el ,alle podrían in,ertir esta tendencia. esafortunadamente$ actualmente$ las dos terceras partes del agua potable consumida en el ,alle pro,ienen de estos po!os. Agrietamiento En la !ona lacustre$ son muy comunes las grietas o familias de grietas inducidas por diferentes mecanismos ue ~ 17 ~
generan tensiones en el suelo 5&MM&$ BB7. "as m#s conocidas son las inducidas anualmente por las primeras llu,ias en el lago de /e0coco.
*onclusión: ~ 18 ~
&i bien no es factible erradicar todos los peligros posibles$ sí lo es controlar las causas de la mayoría de los riesgos mediante una acción ue combine los siguientes elementos: •
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Adopción e implementación nacionales e internacionales.
de
normas
regulatorias
Ftili!ación de inspectores de seguridad y de comisiones de seguridad e (igiene en el #mbito laboral. 9ormación y capacitación$ conjuntamente con otras soluciones regionales$ nacionales y específicas propias del emprendimiento para mitigar los problemas ue se presentan. Es dable esperar ue a tra,és de una mayor colaboración y cooperación regional e internacional pueda incrementarse las capacidades nacionales en las #reas de (igiene y seguridad en el trabajo minero y con metales. "os trabajadores de las minas son$ entre otros$ los ue (an pagado en el pasado$ y contin-an pagando en el presente un alto precio en términos de salud y seguridad laboral. Aunue no puede negarse ue también se (an ,erificado progresos notables en materia de (igiene y seguridad en las minas$ toda,ía ueda muc(o por (acer. Iibliografía: V /aller 3anamericano sobre &alud y &eguridad Minera V Iuenos Aires V &al,e a &an Wuan Wosé Worge Aldecoa V NEl +mpacto de la Mega MineríaO Wosé Worge Aldecoa V Enciclopedia de &alud y &eguridad en el /rabajo. +/
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Iibliografía:
(ttp:KKrecursosambientesociedad.blogspot.peK2>>K>@Kla4mineria4y4 sus4riesgos4geologicos.(tml (ttps:KKbooHs.google.com.peKbooHsX idYI(lC@@y,!Z*[pgY3A>)[lpgY3A>)[dYriesgos\tectonicos\ en\mineria[sourceYbl[otsY9S"WQiA][sigYZstuS^3bBpSCg '!(nBCAMU1F[(lYes[saYU[,edY>a(FQEZi^WUItnRA('Ic* ]QCAs*0E_8AE+"jA`,Yonepage[YriesgosT2>tectonicos T2>enT2>mineria[fYfalse (ttps:KKpre!i.comK,eol4tiHl0Kfactores4de4riesgos4en4mineria4bajo4 tierraK (ttp:KKZZZ.eprsiepac.comKdocumentosKguatemalaKocumento T2>finalT2>
[email protected] (ttp:KKZZZ.construmatica.comKconstrupediaKAmena!as^Geol T*)TI)gicas^por^&ismo
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