Tunelería y fortificación subterránea: Las crecientes exigencias de la minería profunda

Las condiciones de mayor complejidad e incertidumbre que enfrenta este tipo de labores, están generando respuestas en la industria que involucran todas las etapas de los proyectos, desde las investigaciones geológicas y calidad de la ingeniería hasta la seguridad de los trabajadores.

En enero pasado se abrió una nueva etapa en el desarrollo del proyecto Nuevo Nivel Mina de la División El Teniente de Codelco: la Comisión de Evaluación Ambiental de la Región de O´Higgins aprobó la Declaración de Impacto Ambiental (DIA) de la propuesta de adecuaciones en su ejecución.

Esta nueva estrategia de explotación fue diseñada por la minera estatal luego de realizar diversos estudios e incorporar nuevas técnicas constructivas y recursos tecnológicos, para superar las dificultades geotécnicas que complicaron el avance de las faenas.

Dada su relevancia para la industria local e internacional, esta iniciativa ha sido identificada como un hito respecto de los nuevos desafíos de la minería subterránea.

Entre otros aspectos, este caso muestra que el área de tunelería y fortificación resulta clave para enfrentar un escenario cada vez más exigente, debido a la mayor complejidad de los principales factores que involucra.

Felipe Orellana, académico del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile, se refiere a algunos de los puntos que requieren especial atención en la planificación enfocada en esta área. “Están las características generales del macizo rocoso, los esfuerzos in situ e inducidos, la presencia de aguas subterráneas, fallas geológicas y su comportamiento sísmico, la selección de equipos, fortificación y posibilidades de automatización, entre otros”, detalla.

Cristián Cáceres, director de la carrera de Ingeniería Civil en Minería de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), resalta que las condiciones pueden cambiar abruptamente de una zona a otra. “La minería es un negocio, por lo que se debe evaluar la factibilidad; esto involucra estimar la geología de la mineralización y la geomecánica, para realizar el minado de manera segura”, explica.

Asumiendo una visión general, el académico indica que las condiciones principales a evaluar son el tamaño y la orientación de la excavación, la competencia del macizo rocoso considerando las estructuras presentes, y la disponibilidad de equipos y personal calificado.

Experiencia adquirida

La gran minería en Chile ha mostrado importantes avances en beneficio de las operaciones subterráneas, particularmente en la construcción de túneles y obras de fortificación.

Entre ellos se encuentran el uso de diferentes opciones de minería de caving; la adaptación de cargadores de superficie a minas subterráneas; la incorporación de martillos hidráulicos para reducir el tamaño de las rocas; y la mecanización del desarrollo de túneles mediante equipos y sistemas automatizados.

Mineria Subterranea

Se presentan posibilidades de innovación en materiales y sistemas de fortificación.

 

En este contexto de modernización, Cristián Cifuentes, product manager Minería Subterránea de Epiroc Chile, destaca la mecanización total de la fortificación y el control angular computarizado.

En el primer caso, apunta especialmente a los procesos de perforación, inyección de lechada o resina, postura de pernos y uso de malla rígida o en rollo. En cuanto a la segunda solución tecnológica, resalta que es capaz de entregar certeza sobre la correcta instalación del material de fortificación.

En relación a este último proceso, Andrea Lara, gerente comercial y operacional de Proyectos en Cemento Polpaico, explica que es importante disminuir la permanencia de personas y equipos bajo tierra. Como aporte a este objetivo, la ejecutiva valora la utilización de soluciones “pre-empaquetadas, pre-dosificadas y pre-fabricadas, que liberan a la faena de actividades críticas in situ, garantizando mayor seguridad, calidad y rapidez”.

Por su parte, Martín Pierola, gerente de Minería Subterránea de Finning, suma como aporte el progreso en los sistemas de control de la estabilidad del macizo rocoso, considerando particularmente los fenómenos sísmicos.

“Adicionalmente, el monitoreo del estado de operación de los equipos en forma remota permite anticiparse a intervenciones, pudiendo programarlas fuera de la mina y, en consecuencia, aislar a los trabajadores de los riesgos propios del quehacer subterráneo”, agrega el ejecutivo.

Acción temprana

La creciente profundidad de los yacimientos es otro de los elementos que afectan la planificación y ejecución de las obras en materia de túneles y fortificación.

Rodrigo González, gerente general de Constructora Gardilcic, se refiere a las demandas que esta realidad presenta a los proveedores especializados, resaltando líneas de acción como:

– Establecer nuevos modelos constructivos que respondan a mayores esfuerzos que en el pasado.

– Revisar los diseños de las tronaduras, y del soporte y refuerzos necesarios para las obras.

– Contar con personal que cuente con las capacidades y experiencias para la ejecución de estos programas.

– Minimizar los tiempos de fortificación de galerías, a través de mecanización y automatización.
El académico Felipe Orellana agrega que estas respuestas ante la llamada “minería profunda” deben estar asociadas a sistemas avanzados de gestión de la información referida a la incertidumbre geológica y los riesgos asociados a la excavación.

“Tanto en el corto como en el mediano plazo espero una mayor presencia de la automatización en todos los procesos mineros, incluidos perforación y tronadura, carguío de explosivos, fortificación y actividades auxiliares”, proyecta el profesor de la Universidad de Chile.

También identifica un espacio importante de innovación para el desarrollo de nuevos materiales, que aumenten la vida útil de las herramientas de perforación y mejoren los sistemas de fortificación.

Desde la experiencia de Polpaico, Andrea Lara recalca que el análisis e incorporación temprana de estas innovaciones es clave para lograr el máximo retorno. “Si ellas son abordadas de manera anticipada, por ejemplo, en la etapa de ingeniería, pasan a ser el modelo eficiente que se debe implementar durante la construcción, ganando con ello en tiempo y seguridad”, indica.

Correcta adecuación

El Comité de Túneles y Espacios Subterráneos de Chile es una instancia técnica y multilateral, que trabaja bajo la coordinación de la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) de la Cámara Chilena de la Construcción (CChC).

Armando Olavarría, director del Comité y consultor senior en minería, detalla las materias que están abordando, tomando en cuenta las condiciones que predominan actualmente:

– La pertinencia de las investigaciones geológicas y geotécnicas en cada etapa del proyecto, para contar con una adecuada caracterización y gestión de riesgos.

– La correcta estimación de costos y plazos, cuyo principal soporte es la calidad de la ingeniería vinculada con los métodos de excavación y sostenimiento.

– La consideración de los aspectos de sostenibilidad ambiental, social y comunitaria en todas las etapas de trabajo.

– Las condiciones de seguridad para los trabajadores involucrados en las obras, ámbito en el cual los avances en mecanización y automatización tienen alto impacto.

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