Lo que esperaban... La primera iteración...
Monitoreo de Taludes en Minas a Tajo Abierto
Marco Rubén Yalle Barrios, Bach. Ing. Civil1
Sinopsis: El monitoreo de prismas, extensómetros e inclinómetros en taludes de minería, es fundamental para la determinación de zonas inestables y superficies de fallas; además de predecir cuando podría ocurrir un deslizamiento de terreno. Cuando la zona inestable ha sido detectada, trabajos de remediación como tendido de talud o cortes de descarga de material son recomendados, y en casos de extrema urgencia, una inmediata evacuación con la finalidad de salvar vidas y evitar poner en riesgo la operación. El propósito de este artículo es dar a conocer los criterios básicos de interpretación de esta instrumentación así como también dar recomendaciones en caso de estar al frente de zonas inestables.
Palabras Clave: Prismas; Extensómetros; Inclinómetros; Grietas; Velocidad Inversa.
Introducción
El comportamiento de un talud se puede definir previamente con análisis de estabilidad. Dada la continua configuración cambiante que tiene toda mina a tajo abierto, los factores climáticos de la zona en la cual se ubica, esta predicción tiene que ser respaldada en base al monitoreo de la instrumentación instalada.
Los extensómetros, primas e inclinómetros es la instrumentación usual para evaluar el comportamiento de los taludes en minas; estos ayudan a determinar zonas inestables y superficies de falla. Pudiendo predecir anticipadamente deslizamientos, dando opción a realizar las obras de remediación para poner a salvo vidas humanas y a la operación minera.
Objetivo
Dar a conocer los conceptos básicos de monitoreo, su interpretación y la predicción de fallas en taludes basados en monitoreo de prismas, extensómetros e inclinómetros.
Monitoreo basado en Prismas
El monitoreo de prismas toma como base la ubicación inicial del prisma y su movimiento relativo con respecto al punto original, el cual nos muestra el comportamiento de la zona monitoreada, pudiendo definir zonas de primas que tengan el mismo comportamiento (Fig. 1a y 1b).
Fig. 1a y 1b. Monitoreo basado en Prismas. Identificación de zonas de similar comportamiento.
1Miembro del IIFIC-UNI. Email: marco_yb@hotmail.com
Los primas también nos pueden indicar el tipo de falla según el movimiento que describen (Fig. 2a y 2b).
Fig. 2a y 2b. Monitoreo basado en Primas. Identificación del Tipo de Falla.
Monitoreo basado en Extensómetros
El extensómetro permite la medición directa del desplazamiento en la abertura de una grieta de tensión.
La instalación de estos extensómetros se realiza colocando un extremo de éstos en la zona estable, por detrás de la grieta, el otro extremo se coloca en la zona inestable, siendo este último punto el que presentará movimiento.
El extensómetro debe posicionarse transversal y perpendicular a la grieta (Fig. 3).
Fig. 3. Monitoreo basado en Extensómetros.
Monitoreo basado en Inclinómetros
El inclinómetro es usado para monitorear movimientos laterales (DGSI, 2007). La diferencia de su uso que a diferencia de los prismas y extensómetros que observan el comportamiento superficial, el inclinómetro vertical puede observar el comportamiento en la profundidad del terreno. El inclinómetro nos puede informar la presencia de una superficie de falla (Fig. 4).
Fig. 4. Monitoreo basado en Inclinómetros.
Teoría de la Velocidad Inversa para la predicción de Deslizamientos.
Cuando una zona inestable se ha detectado, el registro de monitoreo no sólo nos proporcionará la información necesaria del estado en que se encuentra dicha zona (riesgo bajo, medio o alto), sino que también nos proporcionará la fecha en la cual dicho talud fallará; esto es de vital importancia en casos donde, debido a la magnitud del talud, ya no se puedan hacer los trabajos de remediación y es necesario hacer una evacuación para evitar poner vidas en riesgo. La Foto 1 muestra la efectividad de un gran monitoreo donde se realizó una exitosa evacuación de la zona en riesgo (Round Mountain Mine, Canadá).
Foto 1. Pleno deslizamiento de falla (Round Mountain Mine-Kinross Gold Corporation, 2005).
La predicción de la fecha de deslizamiento está basada en la teoría de la Velocidad Inversa desarrollada por Fukuzono (1985), ésta se basa en la inversa de un promedio de velocidades incrementales de los puntos de control, tales como prismas y extensómetros.
La gráfica de la Velocidad Inversa versus la fecha del último registro de la velocidad incremental se correlacionan linealmente pudiendo predecir aproximadamente el tiempo de falla. En la figura Fig.5a se observa la aplicación de la predicción de falla de taludes y en la Fig.5b se observa la cómo las acciones de mitigación como obras de contención, tendido de talud, etc., reducen la velocidad incremental en las zonas inestables y estabilizan los taludes en riesgo.
Fig. 5a. Predicción de la fecha de deslizamiento basado en la teoría de la Velocidad Inversa.
Fig. 5b. Una adecuada obra de contención reduce la velocidad incremental y estabiliza la zona inestable.
Referencias
Barrick Gold Corporation; Geomechanics Management Guidelines for Open Pit Mines; Canadá, 2007.
DGSI-Durham Geo Slope Indicator; Sample Chapters from the Course Booklet; Inclinometer Courses-Training; Estados Unidos, 2007
Rose, Nick y Hungr, Oldrich; Forecasting Potential Slope Failure in Open Pit Mines-Contingency Planning and Remediation; International Society of Rock Mechanics; Canadá, 2006.
MoniTOREO DE TALUDES EN MINAS A TAJO ABIERTO @ Marco Yalle / JULIO 2008 / 1
