Mejorando El Soporte De Suelos En Minas Más Profundas

Equipo Minero da un vistazo a los retos e innovaciones en el diseño y la optimización del soporte de suelos para las operaciones a gran profundidad

Por Carly Leonida, Editora Europea

A medida que las mineras excavan a mayor profundidad, los ingenieros geotécnicos se enfrentan a un reto cada vez mayor: cómo mantener la seguridad del personal y de los equipos al mismo tiempo que mantienen las tasas de desarrollo y de explotación en condiciones de suelos cada vez más difíciles.

Aunque “poner algunos pernos o mallas adicionales” es una opción en algunos casos, siempre es mejor prevenir que curar. Y, si se adopta una estrategia que considere un método de explotación minera y modos de operación óptimos, diferentes enfoques de modelación y monitoreo del macizo rocoso y que incorpore elementos como el hormigón proyectado, las mallas y los pernos cuando sea necesario, las minas serán mucho más seguras, rentables y capaces de mantener las operaciones en el futuro.

En profundidad, los macizos rocosos tienden a ser más masivos y frágiles, y a menudo fallan al fracturarse la roca en sí. Esto puede ocurrir lentamente en forma de desprendimiento (por ejemplo, el desprendimiento progresivo de la roca) o rápidamente en forma de estallido de la roca (por ejemplo, una falla violenta de la roca).

El Dr. Rob Bewick es director de Golder (un miembro de WSP). Bewick dirige el equipo global de minería profunda y masiva de la empresa y habló de los retos involucrados en el diseño de estrategias de soporte de suelos para operaciones muy profundas.

“Muchos de los sistemas o metodologías de diseño de ingeniería de rocas convencionales se desarrollaron a partir de la experiencia de la minería superficial, donde la roca en sí no se fractura,” explicó. “Aunque existen métodos de evaluación de la minería profunda, a menudo se pasan por alto. Cuando los enfoques de diseño de las masas rocosas frágiles son apropiados pero no se utilizan, el diseño resultante corre el riesgo de no ser fiable, poniendo en peligro la seguridad de la mina, la fiabilidad de la producción y el valor de las partes interesadas.”

El factor más importante que es necesario considerar para desarrollar una estrategia de control de suelos es el comportamiento del macizo rocoso, o la forma cómo falla. Éste debe ser identificado y se deben adoptar los métodos de diseño adecuados para dicho comportamiento, de modo que se desarrolle un diseño seguro y fiable.

A continuación, se puede desarrollar una estrategia de control de suelos que incorpore los tres pilares indicados a
continuación:

• Estratégico: incluye aspectos generales que pueden diseñarse por adelantado, como la disposición de la mina, la secuencia de la mina, los equipos de la mina, los sistemas de monitoreo de toda  la mina, etc.

• Operacional: aspectos que pueden ser controlados por la mina, como la tasa de extracción, los protocolos de reingreso, etc.; y

• Táctico: aspectos como el soporte de suelos, la mantención de apoyo proactivo, el monitoreo local, los protoco los de exclusión, etc.

“El 20 de junio de 1984, unos 200 trabajadores se encontraban bajo tierra en la mina Falconbridge de Sudbury cuando se produjo un evento sísmico de magnitud 3,5 Richter que desencadenó un desprendimiento de rocas y atrapó a muchos de los mineros, cuatro de los cuales perdieron la vida,” explicó Bewick.

“En Canadá, desde este suceso, se ha llevado a cabo una cantidad centrada de investigación, desarrollo e innovación para comprender mejor el comportamiento del macizo rocoso bajo alta tensión y para desarrollar estrategias de mitigación que pueden agruparse en los principales pilares señalados anteriormente. Aunque se han realizado mejoras, los principales problemas de la fracturación progresiva y violenta del macizo rocoso siguen presentes.”

Andy Thomas, ingeniero principal de mecánica de rocas, y Jarek Jakubec, líder de prácticas de minería y geología, ambos con base en la oficina de SRK en Vancouver, se unieron a la conversación.

Thomas explicó: “Hay que tener en cuenta muchos factores [cuando se desarrolla una estrategia de control de suelos para operaciones profundas], pero es clave comprender el entorno de la tensión y su respuesta a la minería. Quizá el principal riesgo para el control de suelos en las minas de roca dura profundas sea enfrentar los efectos de la sismicidad.”

Jakubec estuvo de acuerdo: “Hay notables ejemplos recientes en los que las operaciones han experimentado importantes problemas de control de suelos porque la estrategia minera tradicional no se ajustó para los niveles más profundos. En estos casos, el problema no estaba en las capacidades de los sistemas o tecnología de control de suelos, sino en los fundamentos del diseño, como la selección de métodos, trazados, dirección de avance, secuenciación, etc. Aunque la nueva tecnología y los sistemas tendrán un rol, este tipo de consideraciones fundamentales seguirán siendo las que más influyan a medida que explotemos las minas a mayor profundidad.”

Aprendiendo a Realizar Diseños Para Profundidad

Una de las preocupaciones que suscita la aceleración de la minería a gran profundidad es que hay muy pocas universidades e institutos superiores que enseñen el control o diseño de ingeniería de suelos para la minería a gran profundidad.

“En general, el capital humano es limitado en la industria minera y el campo del control de suelos no es diferente, por lo que es difícil encontrar personal calificado y con experiencia,” explicó Bewick. “En consecuencia, existe la tendencia de utilizar sistemas y metodologías convencionales de diseño de ingeniería de rocas para diseñar en profundidad. Los diseños de minas basados en este pensamiento convencional tienen el potencial de ser no sólo poco fiables, sino también inseguros.”

La explotación por hundimiento es un ejemplo de ello. El método tiene una larga historia de aplicación a poca profundidad, pero ahora se utiliza con más frecuencia en operaciones profundas de alto tonelaje. Estas operaciones suelen encontrarse con grandes macizos rocosos fragmentados (o diaclasados) en menor medida, en lugar de las rocas altamente fragmentadas en bloques típicamente encontradas en las operaciones por hundimiento menos profundas. En consecuencia, pueden estar expuestos a la rotura frágil y dinámica de la roca y a los riesgos asociados, como el estallido de rocas.

Para contrarrestar esta situación, las empresas mineras están empezando a incorporar los conocimientos y la comprensión de otros métodos de minería, como la explotación a cielo abierto por subniveles de Canadá y la explotación de arrecifes profundos en Sudáfrica, donde la minería en condiciones de alta tensión ha sido la norma durante más de 30 años.

Bewick ha contribuido a este movimiento mediante innovaciones en la caracterización del macizo rocoso y la aplicación de enfoques de diseño de minería profunda al hundimiento en bloques. Además de ser autor de muchos de sus propios trabajos, también forma parte del comité del doctorado de Justin Roy, quien está completando su investigación en la Universidad de Columbia Británica, patrocinada por PT Freeport Indonesia.

El propósito de la investigación de Roy es investigar la respuesta dinámica de la roca que es masiva, frágil y veteada cuando está expuesta a cargas excesivas a través de métodos de explotación por hundimiento en bloques y paneles de alto tonelaje. Ésta reconoce que la base de la experiencia en ingeniería con la explotación mediante hundimiento por bloques a estas profundidades es extremadamente limitada, y que se necesita una nueva comprensión mecanicista para gestionar con seguridad los peligros y riesgos operacionales que imponen estas incertidumbres.

“Es importante recordar que el control de suelos no sólo se limita al soporte y monitoreo de suelos,” dijo Bewick. “Abarca los pilares estratégicos, operacional y táctico [señalados anteriormente]. Y, si un programa basado en estos elementos está bien desarrollado y se aplica correctamente, entonces, según mi experiencia, se puede operar con seguridad incluso en las condiciones mineras más difíciles.

“Cuando las minas han tenido que interrumpir sus operaciones de explotación, la causa principal suele encontrarse en el pilar estratégico de control de suelos. Por ejemplo, los diseños de las minas son fijos una vez creados. Si el diseño de una mina aumenta
los problemas de minería a mayor profundidad, en lugar de mitigarlos, la gestión de las condiciones a través de medios operacionales y tácticos no suele ser suficiente.

“Si trasladamos esta línea de pensamiento a los problemas de capacitación que se enfrentan nuestros futuros ingenieros en las universidades e institutos superiores y al limitado capital humano calificado disponible, la aceleración de la minería a mayor profundidad está superando la capacidad de nuestros centros de capacitación académica para realizar modificaciones en el contenido de los cursos de modo que sigan siendo relevantes para las necesidades de la industria minera.”

Cambio Radical a Través de lo Digital

Aunque los fundamentos del soporte y fortificación de suelos no han cambiado mucho en los últimos 20-30 años, las tecnologías disponibles para investigar y monitorear la respuesta de los suelos han avanzado considerablemente. Una instrumentación mejor y más fiable, como los cables inteligentes, los marcadores inteligentes y los sistemas de control sísmico, proporciona excelentes datos para la toma de decisiones y los ajustes de estrategia casi en tiempo real.

“Los retos son similares, pero estamos mejor equipados para evaluar y prepararnos para ellos.” dijo Jakubec. “Se ha producido un avance significativo en nuestra experiencia en entornos mineros más profundos, así como en soluciones de ingeniería (por ejemplo, equipos automatizados) para operar
en ellos.”

“La técnica de topografía de aberturas subterráneas mediante drones es cada vez más impresionante. Esta tecnología está permitiendo que los drones operen de forma autónoma y recopilen datos a distancia de alta calidad. Creo que la robotización y la IA desempeñarán un rol cada vez más importante, al reemplazar eventualmente a las personas en zonas de alto riesgo y al hacer que la minería sea más segura.”

La velocidad cada vez mayor de la computación y la sofisticación de los códigos de modelación numérica también están permitiendo la modelación de problemas mineros cada vez más complejos. Siempre y cuando estos modelos cuenten con parámetros de entrada realistas y sean calibrados con datos de monitoreo continuo, estos pueden ser muy valiosos para informar y probar las estrategias de control de suelos. El preacondicionamiento del macizo rocoso para inducir el potencial sísmico es otro tema de investigación candente en la actualidad.

El equipo de SRK colaboró con Elexon Mining para avanzar en su tecnología de marcadores inalámbricos, Geo4Sight. Esta instrumentación es idealmente apta para entornos mineros subterráneos profundos.

“La perspectiva de incorporar más instrumentos a los marcadores inalámbricos para obtener mayor funcionalidad, por ejemplo, instrumentos para el monitoreo sísmico, es emocionante.” dijo Thomas. “También estamos colaborando con un cliente de Europa, que está evaluando estrategias de minería más seguras para los niveles de minería profunda, donde la sismicidad está haciendo que los actuales diseños mineros sean cada vez más arriesgados. La automatización del proceso de explotación minera es una parte importante.”

Bewick cree que muy pronto se producirá un cambio disruptivo en el control de suelos para las operaciones mineras profundas.

“Aunque las cosas se han mantenido casi iguales durante la última década, espero que el avance del cambio en los próximos 10 años sea drásticamente evidente,” dijo. “Esto se debe a que el contexto de la minería está cambiando. Hay más minas con una inversión de capital ultra elevada y un mayor riesgo relacionado con la ingeniería de rocas (especialmente en torno a los desafíos de la minería profunda) y su impacto en la fiabilidad de la producción. La rápida digitalización y simulación del mundo que ya están afectando los equipos, el flujo de materiales y el procesamiento, acabarán afectando también la ingeniería de rocas.”

La principal limitación para el cambio en la ingeniería de rocas de hoy en día es el flujo de datos; todavía no hay suficientes datos relacionados con la respuesta de la masa rocosa ante la explotación minera proveniente del subsuelo, pero hay algunas minas que se están aproximando o alcanzando el flujo de datos necesario.

“Esto puede solucionarse, y se solucionará, con la actual tecnología de sensores del mercado,” afirma Bewick. “Es sólo cuestión de tiempo. La nueva tecnología de sensores, el análisis de datos, el reconocimiento de imágenes y la visualización ayudarán a trasladar la ingeniería de rocas al mundo virtual conectado de las minas en operación.”

Dos de las principales tecnologías que crean la capacidad de cambio son el acceso y la capacidad computacional en la nube, y los algoritmos y plataformas de aprendizaje automático. Aunque los códigos de modelación actuales no están totalmente optimizados para la eficiencia de la computación en la nube, estos están en proceso de optimización y se están desarrollando nuevas herramientas específicamente para aprovechar la nube que no tienen las limitaciones de las herramientas actuales.

Bewick explicó: “Con los códigos optimizados para la nube y la tecnología de procesamiento actual, los modelos de hoy que tardan semanas en ejecutarse se computarán en cuestión de horas o minutos. Con el almacenamiento en la nube y los computadores virtuales infinitos de alquiler, en un solo día veremos cientos de modelos de mina simulados a escala (frente al puñado que se simulan en la actualidad) y se desarrollarán verdaderos diseños basados en la fiabilidad gracias a la evaluación probabilística.

“Luego, los resultados podrían introducirse en herramientas de simulación de eventos discretos (si aún no se ha desarrollado un marco asociado) y la respuesta de las rocas a la explotación minera podría utilizarse para diseñar, programar y planificar una mina de forma eficiente y más realista, aportando una inmensa seguridad y valor a las partes interesadas”. Esta es la vida útil a corto plazo de la simulación convencional en la minería.”

A más largo plazo, con los flujos de datos de las minas almacenados y analizados, la respuesta del suelo a la explotación minera introducirá un ambiente rico en datos que permitirá que el aprendizaje automático altere la industria y haga que las simulaciones convencionales (en algunos casos) sean redundantes.

Bewick cree que la creación de un gemelo digital verdadero de cada mina eventualmente será una práctica común. El gemelo se actualizará casi en tiempo real y proporcionará proyecciones sobre los desafíos de la minería para mejorar la gestión de la seguridad, la planificación y la programación delos recursos y la cadena de suministro de materiales.

Conociendo Más El Yacimiento

También se está produciendo un cambio en la recopilación de datos y, dado que el conocimiento del yacimiento es absolutamente crucial para la gestión de los riesgos del proyecto y de la mina, esto podría desempeñar un papel importante en la mejora de las estrategias de soporte de suelos.

Bewick afirma que pronto se sustituirá el registro convencional de núcleos por conjuntos de datos de algoritmos de capacitación iniciales y más pequeños para un macizo rocoso, con dependencia en la fotografía de núcleos y los datos de escaneo para la extracción de datos casi continua.

“Cada pozo perforado proporcionará datos completos continuos, rápidos y baratos.” dijo. “Las empresas consultoras tienen que estar preparadas para este cambio.”

Como mencionó Jakubec anteriormente, la evaluación por imágenes del entorno subterráneo mediante LiDAR, fotos y otros datos tipo escaneo también proporcionará un entorno subterráneo totalmente reconciliado. Esto cambiará la clasificación y caracterización convencionales en la mina.

Bewick cree que estas herramientas se utilizarán para relacionar el entorno subterráneo, la minería y la respuesta del macizo rocoso casi en tiempo real y proporcionar proyecciones, haciendo innecesarios los sistemas de clasificación y la caracterización convencional después de la fase de proyecto.

“Incluso en la fase de proyecto, una vez que las minas dispongan de suficiente flujo de datos y se hayan procesado las correlaciones para formar modelos comunes de respuesta de la mina aprendidos por máquina y basados en el tipo de yacimiento y en las reglas geológicas, es posible que el trabajo de simulación de la mina ya no requiera ninguno de nuestros enfoques convencionales,” dijo.

Junto a todo esto, existe un riesgo importante de retroceso en la ingeniería de rocas; actualmente se está produciendo una transición de experiencia con la jubilación de muchos de los líderes de opinión previos.

“Los sistemas desarrollados para la ingeniería de rocas en el pasado han establecido limitaciones específicas de aplicabilidad que eran bien conocidas por las personas de entonces, pero ahora corren el riesgo de ser utilizadas cuando no deberían,” agregó Bewick. “Además, muchas de las universidades e institutos superiores actuales no están a la altura de las necesidades de la industria referente a la transferencia de conocimientos sobre minería profunda.

“Si no tenemos cuidado, el cambio de paso que es inminente o que está ocurriendo actualmente puede quedar estancado debido a la pérdida de nuestra historia, y se puede retroceder porque se propaga el pensamiento convencional de la ingeniería de rocas a diferencia de los aprendizajes y el pensamiento de la minería profunda.”

Optimizando Los Sistemas De Soporte de Suelos

Una institución educativa que ha tomado el pulso a la minería profunda es el Centro Australiano de Geomecánica (ACG, según sus siglas en inglés) de la Universidad de Australia Occidental.

Allí, el profesor Yves Potvin y su equipo están desarrollando conocimientos y herramientas que pueden utilizarse para optimizar los sistemas de soporte de suelos. Aunque actualmente se están desarrollando teniendo en cuenta las condiciones estándares del suelo, la investigación del equipo será vital para ayudar a las minas a equilibrar el costo del soporte de suelos con su tolerancia tanto a la seguridad como al riesgo operacional, ya que también buscan yacimientos más profundos en condiciones más extremas.

La primera fase del proyecto Ground Support Systems Optimization (GSSO) finalizó en 2019, y sus aprendizajes
se extrajeron para formar una guía completa; Ground Support for Underground Mines se publicó en marzo de 2020, y Potvin está dirigiendo actualmente la segunda fase del proyecto. Potvin se reunió con Equipo Minero para hablar de sus objetivos y lecciones hasta ahora.

Empezó señalando que “la primera fase del proyecto GSSO comenzó en el 2013.” “Todavía había un boom minero tras la caída del 2008 y, debido a ello, había muy poca tolerancia a las interrupciones de la producción en toda la industria. Las minas eran muy rentables y podían permitirse el lujo de instalar un montón de soportes de suelo. Así que, durante un periodo de 10 a 15 años, se prestó poca atención a la optimización de este elemento de las estrategias.

“Me di cuenta de que había muy pocas herramientas y técnicas de optimización a disposición de los operadores. A menos que las minas puedan demostrar a los inspectores o al entorno social que pueden modificar o incluso reducir los soportes de suelo sin comprometer la seguridad, éstas no podrán optimizar. Fue entonces cuando empezamos a discutir la posibilidad de desarrollar un enfoque probabilístico para cuantificar el riesgo de fallas.

“También descubrimos que, cuando se trata de diseñar sistemas de soportes de suelos, la industria minera se basa en gran medida en técnicas
de ingeniería civil. Así que aprovechamos el proyecto para desarrollar un sistema empírico basado en la minería, con el fin de ofrecer a las minas un enfoque inicial adaptado para el diseño de su soporte de suelos.”

Mejoras Probables

La segunda fase del GSSO finalizará en septiembre del 2021, y tiene dos temas principales: en primer lugar, el diseño de directrices para el soporte de suelos en condiciones extremas, y en segundo lugar, el desarrollo del enfoque probabilístico para la optimización del sistema identificado en la primera fase.

“El término ‘condiciones extremas’ se refiere principalmente al estallido de rocas y a la compresión del suelo,” explicó Potvin.” Las minas suelen gestionarlas mediante el monitoreo con sismómetros y sistemas de soporte de suelos ‘dinámicos.’ La tercera forma es reducir la exposición, utilizando zonas de exclusión, protocolos y/o procesos autónomos, que alejan a las personas de las zonas en las que podrían ocurrir eventos sísmicos.”

En la actualidad, hay dos formas de entender cómo se comportará o responderá un soporte de suelo ante eventos sísmicos: mediante una prueba de caída (donde se deja caer literalmente un peso pesado sobre un elemento del sistema de soporte y se mide su respuesta) o mediante tronaduras para probar el soporte como un sistema completo. Ambas técnicas son costosas y tienen limitaciones.

Aunque son receptivas a la investigación, a la mayoría de las minas no les agrada la idea de destruir a propósito uno de sus túneles que tanto les ha costado conseguir, por lo que la propuesta de GSSO de utilizar métodos estadísticos para medir la respuesta probable del sistema a determinadas condiciones de la roca fue bien recibida. Sin embargo, dada la gran variabilidad natural que presentan las masas rocosas, no era una tarea fácil.

“Tenemos que intentar tener en cuenta esta variabilidad, estimar los tipos de cargas que habrá que soportar y la capacidad del sistema de soporte para generar una probabilidad de falla,” explicó Potvin.

“Si una mina quiere ser muy conservadora, entonces utilizaría todas las condiciones más desfavorables en su diseño. Si su apetito por el riesgo es mayor, utilizará las condiciones más favorables. Pero, en realidad, tienen que analizar todo el rango de condiciones del suelo y utilizar las estadísticas para evaluar adecuadamente el riesgo.”

El valor de este enfoque es que permite a las minas ajustar los diseños en función de su tolerancia al riesgo.

“El poder de este enfoque es que, en lugar de utilizar un factor de seguridad, que es una evaluación bastante burda, se puede utilizar todos los
datos que reflejan lo que ocurre en cada faena para tomar decisiones informadas,” dijo Potvin.

El equipo del GSSO ha dedicado mucho tiempo en desarrollar nuevas herramientas — programas informáticos esencialmente — que sean potentes, pero fáciles de usar y aplicar dentro de los procesos actuales. Esto es crucial para la adopción.

“Tenemos algunas herramientas que se están probando en las minas, pero antes de seguir desarrollándolas y hacerlas más sofisticadas, tenemos que conseguir que la gente las utilice,” explica Potvin. “Todavía no hemos llegado a ese punto.”

¿Significa eso que habrá una tercera fase del GSSO? Equipo Minero preguntó.

“Desde luego, intentaremos que haya una fase tres, sí,” respondió Potvin. “Tenemos que seguir trabajando en el componente del estallido de rocas y nuestro trabajo en hormigón proyectado también merece continuar, así como el desarrollo de las herramientas probabilísticas. Hemos tardado mucho tiempo en dar un pequeño pero importante paso allí.”

Es muy importante, porque al invertir ahora el tiempo y la investigación en mejorar los sistemas de soporte de suelos, estamos, literalmente, sentando las bases para las operaciones futuras. Los retos que se plantean no harán más que aumentar a medida que las operaciones a mayor profundidad se conviertan en la norma y, cuando lleguemos a la parte baja del ciclo de los metales y los precios bajen, se sentirá el impulso de la optimización en todas las áreas, incluyendo el soporte de suelos.

“Viendo” Dentro De La Masa Rocosa

A medida que las minas se adentren en las profundidades y agoten los recursos de mayor ley y de fácil acceso, se encontrarán con mayor frecuencia con condiciones de suelo extremas. Aunque la naturaleza modular de las tecnologías de soporte de suelos tradicionales, como los pernos de anclaje, las mallas y el hormigón proyectado, permite flexibilidad, tanto en su aplicación como en las reparaciones, existe una cuestión de costo y tiempo involucrado. En algún momento, instalar más mallas, pernos más resistentes o más capas de hormigón proyectado hará que las operaciones no sean rentables.

“La cuestión es saber dónde poner el esfuerzo,” explica Potvin. “Se puede poner un montón de soporte de suelo en algunos lugares, pero no puede ponerlo en todas partes en una mina.

“En una mina nueva, si se tarda más en desarrollar los túneles, entonces la producción podría retrasarse, por ejemplo, un año, lo cual retrasaría sus ingresos un año y deterioraría su valor neto actual. Mientras que en una mina ya existente, el costo de la falla del soporte de suelos se produce si tienes que parar la producción para rehabilitar los túneles, o peor aún, sufrir pérdidas.”

Como ya se ha explicado, la forma preferible de abordar esto es mejorar las técnicas de extracción para reducir la concentración de tensión en la masa rocosa. Sin embargo, esto no siempre es posible, sobre todo en las operaciones de larga duración, y es aquí donde los sistemas de monitoreo son claves.

Potvin se hizo eco de las ideas de Jakubec y Thomas sobre la tecnología LiDAR; está resultando útil para controlar la deformación del macizo rocoso, y los estudios periódicos abren la posibilidad de realizar la mantención preventiva en los sistemas de soporte de suelos. Sin embargo, hay una salvedad…

“Hoy en día, muchas minas utilizan LiDAR, pero todavía hay lagunas en nuestro conocimiento porque sólo mide la deformación en la superficie,” dijo Potvin. “No se sabe realmente lo que ocurre dentro de la roca, más allá de
la superficie.

“Creo que el potencial, y hacia donde debería dirigirse la investigación, está en la combinación del LiDAR con la instrumentación barata de los elementos del sistema de soporte de suelos. Por ejemplo, si podemos poner sensores baratos en los pernos de anclaje, junto con el LiDAR, podríamos llegar a un punto en el que seamos realmente buenos en la mantención preventiva en términos de nuestro soporte de suelos. El trabajo que estamos haciendo con el hormigón proyectado también ayudará.”

Hormigón Proyectado Para Minas (No Para Túneles)

Muchas de las directrices recomendadas con las que las minas trabajan hoy en día al aplicar el hormigón proyectado, tienen sus raíces en las primeras directrices de la ingeniería civil. Sin embargo, las dos industrias y ambientes son fundamentalmente diferentes.

Por ejemplo, los proyectos civiles suelen utilizar secciones transversales de túneles circulares o formas de herradura que mantienen el hormigón en compresión, mientras que las minas suelen utilizar secciones transversales cuadradas o rectangulares con paredes verticales que mantienen las capas de hormigón proyectado en tensión. El anterior es un estado mucho más resistente, mientras que el último fomenta la flexión y el agrietamiento.

“En las obras civiles, el hormigón proyectado suele aplicarse todo alrededor del túnel e incluso en el piso,” explica Potvin. “En la minería, a veces nos detenemos en la mitad de la pared. A veces hay hormigón proyectado en la parte inferior de la pared, pero las capas son más finas. No existe el mismo nivel de control de calidad, y los mecanismos de deformación son muy diferentes. Entonces, ¿por qué deberíamos utilizar el mismo enfoque?

“Merece la pena ver cómo podemos optimizar el hormigón proyectado para la minería, qué podemos hacer para que sea mejor y posiblemente menos costoso,” dice Potvin. “Durante nuestras investigaciones, nos dimos cuenta de que no sabíamos lo suficiente para diseñar una buena prueba, así que hicimos algunos modelos. Eso nos está permitiendo investigar diferentes espesores, formas de túnel, diferentes combinaciones con pernos, etc., para intentar comprender mejor su aplicación.”

“Ahora estamos en el punto de resumir los ejercicios de modelación y hacer recomendaciones. Puede que tengamos que hacer más modelaciones, pero pronto podremos diseñar una prueba para examinar los mecanismos y diseñar parámetros óptimos para el hormigón proyectado en las minas.”