Novedades bajo tierra: Obras de tunelería

Conversamos con especialistas en tunelería y fortificación para conocer los avances de este servicio fundamental para la minería subterránea.

La seguridad y la salud de los trabajadores son cruciales para las actividades en operaciones subterráneas. Para tener un entorno seguro, los trabajos de tunelería y fortificación son pilares en este tipo de minería.

De acuerdo con el director vicepresidente del Comité de Túneles y Obras Subterráneas de Chile (CTES), Armando Olavarría, en esta última década hemos vivido importantes avances en el mundo subterráneo: “en los materiales, métodos constructivos y tecnologías orientados a proteger los trabajadores, logrando una mayor seguridad y salud; mitigar aspectos medioambientales; mejorar la calidad, disminuir los riesgos e incrementar los distintos procesos en un ciclo de avance”.

El experto agrega que lo anterior garantiza que una vez terminada la obra se logren costos competitivos.

Por su parte, el senior adviser de Epiroc, Andrzej Zablocki, agrega que uno de los grandes desafíos para este tipo de obras será a nivel de entrenamiento y capacitación.

Izq.: Armando Olavarría, director vicepresidente del
Comité de Túneles y Obras Subterráneas de Chile.
Der.: Andrzej Zablocki, senior adviser Epiroc.

 

Fortificación y desafíos

Zablocki enfatiza que uno de los elementos más desafiantes en tunelería se relaciona con la fortificación. Esto, no sólo en términos de seguridad, sino que también por su gran importancia en el ciclo de avances.

Actualmente el proceso de fortificación implica un mayor tiempo y costo en el proceso de desarrollo de túneles y galerías, de acuerdo con el experto. “Por varias razones, la introducción de Desarrollo Rápido (Rapid Mine Development) ha fracasado en el campo de minería, requiriendo entre otros factores, el uso de equipos de última generación, explosivos y flexibilidad en cuanto a tiempo de realización de tronadura”, enfatiza sobre esta metodología.

El otro elemento importante que considera Zablocki es el campo de entrenamiento, relacionado con la escasez y también con el problema de rotación de los operadores de las maquinas. “El uso de los simuladores es todavía muy escaso”, señala.

Avances

Pese a los desafíos presentes, el director vicepresidente del Comité de Túneles y Obras Subterráneas de Chile (CTES), Armando Olavarría, observa positivamente el desarrollo de nuevas tecnologías de la cuarta revolución industrial que son aplicables a este tipo de desarrollos subterráneos.

Referente a temas de digitalización, automatización y robotización, expone que “se han experimentado avances en las fases de perforación, fortificación y extracción, como por ejemplo los robots computarizados de shotcrete, jumbos que perforan colocan mallas y pernos, LHD autónomos y teleoperadores para extracción, jumbos de avances con paralelismo automático, con incorporación de los diagramas de perforación que es controlado y registrado automáticamente”.

En ese sentido, añade que la nueva posibilidad de manejar flotas en salas control mejora y optimiza los rendimientos en las operaciones.

En otro punto, Olavarría considera que en materia de máquinas perforadoras hidráulicas, las perforadoras de última generación tienen un menor consumo de agua y mejor rendimiento con relación a energía. Esto incluye aquellas con sistemas de amortiguación doble para disipar y alejar las ondas de choque desde la roca,  logrando máxima transmisión de potencia de trituración.

En materias de construcción de piques y chimeneas, el experto sintetiza que con el avance tecnológico hoy es impensado desarrollarlas en forma manual, por seguridad, productividad y costos. Por ello se ha masificado en el mundo el uso del Raise Borer y Blind Hole. “Las nuevas generaciones de equipos Raise Borer permiten realizar excavaciones en forma ascendente en posición vertical hasta con inclinación de 45°, con diámetros de 1.5 a 6.0 m, y longitud hasta 2.000 metros”, sostiene el director vicepresidente de CTES.

Tronadura

Olavarría también visualiza incorporaciones positivas a nivel de tronadura con la introducción de los detonadores electrónicos de tercera generación.  Cesto, considerando que el proceso de tronadura es uno de los más importantes, los detonadores electrónicos juegan un papel muy relevante en la seguridad, reducir el nivel de vibraciones, mejorar la fragmentación de la roca y lograr una buena calidad de superficie de contorno.

Esto es “muy significativo, ya que se minimiza la sobreexcavación mejorando la seguridad de las personas y un ahorro importante en la fortificación”, enfatiza el miembro de CTES.

Sobre este punto, Andrzej Zablocki sostiene que la sobreexcavación normalmente indica una inadecuada calidad de perforación y tronadura, aumentando la necesidad de acuñadura y fortificación, labores que todavía no se encuentran 100% mecanizadas.

Desarrollo computacional

Armando Olavarría analiza que las herramientas computacionales han permitido grandes avances en diferentes campos de la ciencia, con lo cual por medio de la implementación de la fotogrametría digital se ha logrado la obtención de modelos 3D de gran resolución. Junto con el aumento explosivo de la capacidad de los procesadores han permitido la confección de un gran número de software de extracción de datos a partir de imágenes, con usos como control de avance, comparación plan-real, análisis estructural etc. Lo anterior es relevante para un buen manejo de una obra subterránea de acuerdo con el experto.

El senior adviser de Epiroc complementa haciendo hincapié en que  hay una diferencia entre el uso de automatización y digitalización en tunelería, en comparación con la minería. En las minas existen procesos repetitivos como carguío y transporte de mineral que pueden ser mucho más fáciles de automatizar aislando los sectores principalmente por seguridad.

Olavarría menciona otros avances en la construcción mecanizada de microtúneles, con aplicación en colectores de saneamiento, túneles de aducción, cruce de ríos, emisarios de descarga al mar, captaciones y emisarios para plantas desaladoras. Ejemplos de ello son el colector de aguas servidas en Valparaíso, el transporte agua salada Sierra Gorda, microtúneles bajo el mar en planta desaladora Minera Escondida y la instalación de tubería para drenaje en mina Candelaria, entre otros.

Ejecución de proyectos

Según Armando Olavarría, un aspecto clave es la cantidad y calidad de las investigaciones geológicas-geotécnicas a realizar, que deben ser acorde con la etapa del desarrollo del proyecto, con tal de lograr una adecuada caracterización para permitir la identificación y evaluación de los riesgos asociados. La gestión de riesgo –puntualiza- debe ser un proceso continuo y sistemático en todas las fases de un proyecto subterráneos e integrar a todos los actores.

El objetivo de las investigaciones es generar los modelos hidrogeológicos y geotécnicos, que represente el mejor acercamiento a las reales condiciones y comportamiento del terreno, para efectos del diseño y construcción de las obras.

Los métodos de excavación y sostenimiento deben estar bien definidos por la ingeniería para una buena estimación de costos y plazos, considerando en forma explícita los aspectos que mayormente los afectan: secuencia y largo de avance, tipo y cantidad de elementos de fortificación a instalar, dado los distintos tipos de roca que existen.

Considerando lo anterior, se determinan y comprometen los plazo y costos de una obra subterránea, por lo tanto, es de suma importancia la consideración de un adecuado modelo de contrato.

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