CUESTIONARIO

1.- PAUTAS PARA LA ELABORACION DEL MAPA GEOLOGICO GEOTECNICO

Los mapas geotécnicos constituyen un método en la Ingeniería Geológica para presentar cartográficamente información geológico – geotécnica con fines de planificación y usos del territorio y para el proyecto, construcción y mantenimiento de obras de ingeniería; aportan datos sobre las características y propiedades del suelo y del subsuelo de una determinada zona para evaluar su comportamiento y preveer los problemas geológicos y geotécnicos.

Los datos incluidos en los mapas geológicos (topografía, relieve, litología, estructura, etc.) permiten deducir información valiosa sobre las propiedades de los materiales, pero las descripciones geológicas no son suficientes para su aplicación en la ingeniería geológica.

En la realización de este tipo de mapas se debe trabajar en base a la escala y extensión, técnicas de representación, información disponible, datos, importancia de los factores geológicos, así como también los geotécnicos y sus relaciones.

Los mapas geotécnicos deben considerar:

Descripción y clasificación geotécnica de suelos y rocas.‐

Propiedades físicas y mecánicas de los materiales.‐

Condiciones hidrogeológicas y distribución del agua.‐

Condiciones y procesos geomorfológicos.‐

Procesos dinámicos.‐

De manera general los mapas geotécnicos pueden clasificarse en:

MAPAS DE EVALUACION GEOTECNICA DEL TERRENO:‐

Mapas cualitativos con clasificaciones generales, zonas problemáticas, aptitud del terreno para diversos usos, etc; los mas habituales incluyen: interpretación de la cartografía geológica, leyenda de origen geológico, limitada utilidad, características geotécnicas de formaciones superficiales, caracterización cualitativa (a veces cuantitativa) y zonificación somera.

MAPAS DE CARACTERIZACION GEOTECNICA:‐

Incluyen: Caracterización global del terreno con datos de propiedades e indicadores de calidad, zonificación geotécnica para proyectos de ingeniería con información cuantitativa según su aplicación (cimentaciones, taludes, excavaciones, etc.), cartografía geotécnica a detalle con datos geotécnicos para una obra concreta

Contenido de los Mapas Geotécnicos:

Los mapas geotécnicos, en general, deben incluir:

Topografía y Toponimia.‐

Distribución y descripción litológica de las unidades geológicas.‐

Espesor de suelos, formaciones superficiales y rocas alteradas.‐

Discontinuidades y datos estructurales.‐

Investigaciones previas existentes.‐

Riesgos Geológicos.‐

CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES GEOTÉCNICAS DE SUELOS Y ROCAS

La delimitación y cartografía de unidades de rocas o suelos en cuanto a sus propiedades físicas y mecánicas, como la resistencia, deformabilidad, permeabilidad, durabilidad, etc, se realiza en base a las propiedades geológicas de mayor relación con las propiedades geotécnicas. La composición mineralógica y la litología están directamente relacionadas con la densidad y plasticidad de los suelos. En las rocas, la composición determina la dureza, resistencia, alterabilidad, etc. La textura y estructura mineralógica son también aspectos que ayudan a definir el comportamiento mecánico de los materiales, en función de la porosidad y la densidad.

Los parámetros geotécnicos a representar en las cartografías geotécnicas, en función de la finalidad, escala del mapa, información y datos disponibles son: densidad, porosidad, consistencia y actividad, permeabilidad, resistencia a la compresión simple y a la tracción, deformabilidad, etc.

Las clasificaciones geotécnicas de suelos según el sistema unificado USCS (Carta de Plasticidad de Casa Grande; y rocas, así como la aplicación de expresiones, correlaciones e índices de campo permiten evaluar propiedades geotécnicas, proporcionando datos cuantitativos en el momento de la realización del mapa.

Las unidades geotécnicas se definen con distinto grado de homogeneidad dependiendo de la escala del mapa y los datos disponibles. Su distribución se hace en base a la litología, características litológicas de los materiales, fotointerpretación, sondeos, etc

CONDICIONES HIDROGEOLÓGICAS

Aportan información sobre la consistencia de los suelos y las condiciones de alteración en suelos y rocas. Los aspectos hidrogeológicos son de gran importancia en mapas geotécnicos que se inclinan hacia la planificación y uso del territorio, explotación de recursos hídricos y otras obras que guarden relación con estas condiciones.

Los datos hidrogeológicos en los mapas geotécnicos preveen cambios hidrogeológicos y aportan

información para controlar dichos cambios. Entre los más importantes se estudian: Distribución del agua y contenido de ella en los materiales, lagos, ríos, acuíferos confinados, permeabilidad, calidad del agua, etc.

CONDICIONES GEOMORFOLÓGICAS

En la aplicación geotécnica se necesita información geomorfológica para desarrollar mapas geotécnicos, los cuales resultan de gran importancia en lo referente a la caracterización física del territorio, aportando información sobre procesos útiles en las obras de ingeniería, tales como: Topografía, Elementos del Relieve, Origen Evolución y Edad de los elementos geomorfológicos, relación con la hidrogeología, predicciones de procesos de erosión, movimiento de laderas, etc.

PROCESOS GEODINÁMICOS

En los mapas geotécnicos se debe incluir el carácter dinámico del medio geológico aportando información sobre procesos dinámicos externos e internos:

• Localización y extensión de los procesos.

• Edad.

• Límites y rasgos morfológicos y asociados.

• Condiciones, causas y factores condicionantes.

• Previsiones de procesos potenciales

MÉTODOS CARTOGRÁFICOS

Para la realización de una cartografía geotécnica se debe disponer de la información geológica básica sobre un plano topográfico. En caso de no existir base topográfica a la escala requerida, ésta debe ser realizada por métodos convencionales o a partir de fotografías aéreas .

ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA

Se basa en la clasificación de unidades geotécnicamente homogéneas, que pueden abarcar diferentes edades geológicas. El detalle y el grado de homogeneidad dependerá de la escala, objetivo del mapa y datos disponibles.

Las unidades geotécnicas y su distribución espacial generalmente se establecen a partir de la litología, origen y características geológicas de los materiales, determinadas a partir de la

información y mapas geológicos existentes, fotointerpretación, observaciones y medidas de campo. Según la escala del mapa y los datos disponibles, las unidades se definen con distinto grado de homogeneidad.

REPRESENTACIÓN DE DATOS

La información sobre las características y propiedades geotécnicas de los suelos y rocas deben representarse en el mapa:

a) Asignando propiedades geológico – geotécnicas a los diferentes conjuntos litológicos o

unidades establecidas.

b) Delimitando las unidades homogéneas respecto de alguna propiedad (resistencia,

densidad, plasticidad, grado de fracturación, grado de alteración, etc.)

c) Zonificando en unidades geotécnicamente homogéneas y asignando valores cuantitativos.

d) Mediante isolíneas de valores cuantitativos.

INSTRUMENTACIÓN GEOTÉCNICA

La instrumentación geotécnica instalada se compone de instrumentos que pretender medir la deformación de la ladera como inclino metros y extensómetros, asimismo instrumentos que permiten medir la cantidad de agua en el subsuelo como piezómetros. Estos instrumentos tienen que ser instalados y observados por especialistas.

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS

EXTENSOMETROS

- EXTENSOMETRO DE CINTA MANUAL

El extensómetro de cinta manual, esta diseñado para medir pequeños cambios de distancia en las paredes o techos opuestos de las excavaciones, túneles u operaciones mineras. Puede también ser utilizado para supervisar la deformación en estructuras, para apoyar y para medir los movimientos de cuestas inestables. La lectura se proporciona a traves de los reloj indicadores, manual. El uso principal incluye monitorear deformaciones en Minería y en obras Civiles y para el monitoreo de deformaciones de deslizamientos de tierra.

- EXTENSOMETRO DE CINTA DIGITAL

El extensómetro de cinta Digital, es diseñado para medir pequeños cambios de distancia entre las paredes o techos opuestos de las excavaciones, túneles u operaciones mineras. Puede también ser utilizado para supervisar la deformación en estructuras, para apoyar y para medir los movimientos de cuestas inestables. La lectura se proporciona electrónicamente vía un panel delantero LCD, digital. Su uso principal incluye monitorear deformaciones en Minería y en obras Civiles.

- EXTENSOMETRO DE BARILLA

Este equipo es usualmente instalado en Perforaciones, y es utilizado para medir deformaciones axiales (compresión y tracción) a lo largo de esta perforación. Consisten en unas varillas corredizas o alambres tensados, anclados en determinados puntos del barreno. Sus usos principales incluyen monitorear deformaciones en Minería y en obras Civiles y para el monitoreo de deformaciones de deslizamientos de tierra activos o potencialmente activos, además de ser un método muy eficaz en el monitoreo de obras duraderas.

- EXTENSOMETRO DE BARRA TELESCOPICA

El objetivo es medir la convergencia o divergencia, es decir las variaciones de las distancias en función del tiempo, entre dos puntos de referencia situados sobre el contorno de cualquier excavación subterránea, siendo estas mediciones importantes para el control de deformaciones en estudios relacionados al comportamiento del macizo rocoso y al diseño de excavaciones subterráneas El campo de aplicación es en Minería y obras civiles

MARTILLO DE SCHMIDT

El martillo de Schmidt es un instrumento para ensayos de dureza y/o resistencia del material por un método no destructivo. El instrumento mide el rebote sobre la superficie de la estructura y mediante unos cálculos de gabinete son determinados las resistencias o durezas de los diferentes puntos tomados en la prueba. Aplicado en Minería y obras civiles.

EQUIPOS DE CARGA PUNTUAL

- EQUIPO DE CARGA PUNTUAL MANUAL

El equipo de carga puntual hace una prueba indirecta de tensión, usados para determinar los valores de esfuerzo en un especimen de roca. Se estima los parámeros de resistencia compresiva uniaxial y a la resistencia a la tracción a partir de un ensayo sencillo y económico. En la versión análoga o manual, los resultados son extraidos a traves de un reloj indicador. Aplicado para realizar ensayos in situ en minería u obras civiles.

- EQUIPO DE CARGA PUNTUAL DIGITAL

Se utiliza para estimar ciertos parámetros de esfuerzos de la roca como la resistencia compresiva uniaxial y a la resistencia a la tracción a partir de un ensayo sencillo y económico ya que las muestras a ensayar requieren poca preparación y pueden tener formas regulares o irregulares. La carga aplicada es mostrada directamente a traves de una pantalla LCD, digital. Aplicado para realizar ensayos in situ en minería u obras civiles

EQUIPOS DE PULL TEST

La maquina de arranque de pernos permite determinar la capacidad de carga o de anclaje de los pernos de roca (anclaje puntual o repartido) en un determinado macizo rocoso, mediante el ensayo del "Pull Test", esta capacidad de anclaje de un perno de roca (Rock Bolt), esta determinado por 4 aspectos importantes: Longitud del perno, diámetro del taladro, tiempo de instalación y calidad del macizo rocoso, además permite controlar el comportamiento del perno de roca durante y después de su instalación. Los equipos de Pull test son diseñados para variados tipos de ensayo en pernos Swellex, Split Set, Perno Helicoidal, Pernos cementados, etc.

PIEZOMETRO TIPO CASAGRANDE Y CUERDA VIBRANTE

- PIEZOMETRO TIPO CASAGRANDE

El piezómetro del tipo Casagrande mide presiones de poros del agua y los niveles del agua de una manera simple y rentable. Es un piezometro de tubo abierto en el cual el nivel de agua es medido directamente desde la superficie con un indicador de profundidad. Aplicado en el monitoreo de aguas en Diques, pozos de alimentación, terraplenes, relaveras, etc

- VW PIEZOMETROS PEQUEÑOS

Mide las presiones de poro, los niveles del agua y temperatura Estos piezómetros se diseñan únicamente para permitir la automatización de los pozos de alimentación con piezometros no estandares de pequeños diametros.

- VW PIEZOMETRO DE ALTA RESISTENCIA

Mide las presiones de poro, los niveles del agua y temperatura Estos piezómetros se diseñan para enterrarse directamente en terraplenes, diques y otras estructuras donde se colocarán materiales en secuencia. Recomendado para el uso en presas de tierra

- VW PIEZOMETRO PARA ALTAS TEMPERATURAS

Mide las presiones de poro, los niveles del agua y temperatura. Estos piezómetros se diseñan especialmente para lugares donde la temperatura alcance los 200 – 230 °C

- VW PIEZOMETROS RESISTENTES (CORROSION , DE TITANIO)

Mide presiones de poro, los niveles del agua y temperatura. Se diseñan específicamente para el uso en ambientes altamente corrosivos tales como terraplenes, relaveras, campos de lixiviación o en áres críticas en donde es escencial la resistencia a largo plazo. Recomendado en trabajos mineros

DISTANCIOMETROS LASER DIGITAL

Los distanciometros son utilizados para determinar la distancia sin contacto por medio de un láser. Los distanciómetros determinan con precisión la distancia hasta el punto de medición..

MEDIDORES DE CAMBIOS DE ESFUERZOS

- BOREHOLE PRESSURE CELLS

La celda de presión en perforaciones (Borehole pressure cell - BPC) se utiliza para medir cambios de tensión de la roca y se diseña para ser rellenada dentro de una perforación. El BPC es fabricado a partir de dos placas de acero soldadas con autógena juntas alrededor de su periferia.

- VW BOREHOLE STRESSMETERS (BSM)

El medidor de esfuerzos de cuerda vibrante en Perforaciones se diseña para medir cambios de tensión en roca. Se puede instalar en perforaciones hasta 30 metros de profundidad. Los cambios en la tensión en la roca causan un cambio relacionado en la frecuencia resonante de la cuerda vibrante que es captado y leido por la caja lectora. Aplicado en Minería y en Obras Civiles.

- VW BIAXIAL STRESSMETERS

El Medidor de esfuerzo Biaxial de cuerda vibrante, se diseña para medir cambios de la tensión compresiva en roca, sal, concreto o hielo. Los sensores de cuerda vibrante orientados a 60°, permiten que los cambios principales tensionales sean medido en el eje perpendicular al instrumento. Aplicado en Minería, Obras Civiles y otros

- VW SOFT INCLUSION STRESS CELL – SISC

El SISC de cuerda vibrante, es una versión mas amplia que el medidor de esfuerzo de cuerda vibrante (BSM). Es recomendado utilizarlo en los agujeros de overcoring(mediciones de esfuerzo in situ) como un post monitoreo o control.

MEDIDORES DE ESFUERZOS IN SITU

- BOREHOLE DEFORMATION GAGE – BDG Y ACCESORIO

El sensor Borehole Deformation Gage - BDG, es usado para medir los cambios de deformaciónes producidas por un fenomeno de relajamiento, logradas al liberar un fragmento de roca de las tensiones virgenes o estado de esfuerzos

CELDAS DE PRESION EN TERRENOS

Estos instrumentos son diseñados para medir la presión total en terraplenes y terraplenes de la tierra. Todas las células consisten en dos placas circulares del acero inoxidable soldadas con autógena juntas alrededor de su periferia y espaciadas aparte por una cavidad estrecha llenada de aceite saturado. La presión de tierra que cambia exprime las dos placas juntas que causan un aumento correspondiente de la presión del líquido dentro de la célula. El transductor de presión de cuerda vibrante convierte esta presión en una señal eléctrica que será transmitida como frecuencia vía el cable a la localización de la lectura.

CELDAS DE TENSION EN CONCRETO

Las celdas consisten en dos placas de acero rectangulares soldadas con autógena juntas alrededor de la periferia con un líquido saturado que ocupa el espacio entre las placas. Un tubo corto conecta la célula con un transductor de presión de cuerda vibrante. Para la protección del medio ambiente, no se utiliza ningún mercurio en estas células. Un tubo de la pretensión se proporciona para ampliar la célula después de que el concreto haya secado. Las células o celdas de este tipo también se utilizan para las medidas de la tensión en concreto total.

ICLINOMETROS

El inclinometro de punta se utiliza conjuntamente con la cubierta del inclinómetro para la medida de los movimientos laterales de tierra, estas pueden ocurrir en cuestas, zonas de deslizamiento, caminos de presa y terraplenes inestables, camino de terraplenes. También se utilizan para medir desviaciones en las paredes de las excavaciones, ejes, túneles y en compuertas flotantes, etc.

MEDIDORES DE CONVERGENCIA

El medidor de convergencia, se utiliza para supervisar encierros o disminución de la distancia en excavaciones subterráneas, túneles, etc. Consiste de un transductor de resorte tensionado, un torniquete, una varilla conectada (acero inoxidable, fibra de vidrio o grafito), una abrazadera de barra y un par de pernos de argolla de acero inoxidable.

CAJAS REGISTRADORAS

Las cajas registradoras son diseñados para la recolección de datos de los instrumentos instalados, para la futura gestion, procesamiento e interpretación de estos. Son disponibles para cada tipo de instrumentación, compatibles y fáciles de usar.

CABLES

Los cables son diseñado para una variedad de usos geotécnicos e hidrológicos. Son impermeables, tienen buenas características eléctricas y pueden ser enterrados en suelo o ser encajados en concreto. La construcción del cable consiste en unos o más pares blindados con los alambres individuales del dren para la protección eléctrica del ruido. Una variedad de cubiertas del cable está disponible incluyendo el de PVC para los usos estándares, el de Teflon para el uso en las altas temperaturas y el poliuretano para el uso en las situaciones donde se requiere la resistencia adicional a la abrasión. También hay disponibles los cables armados, para el uso en presas de la tierra, y cables de alambre filtrante y los tubos integrales de respiradero.

EQUIPO DE MONITOREO DE VIBRACIONES

- SISMOGRAFO

Instrumento para medir las velocidades de ondas generadas por las voladuras que afectan los hastiales remanentes en las excavaciones subterraneas. Es decir nos sirve para poder cosiderar los efectos de estas vibraciones dentro de nuestro diseño y así reducir el costo en sostenimiento, en voladura, optimizar la voladura y aumentar la seguridad.

MEDIDORES DE TENSIONES

El indicador de Tensiones enclavado a sido diseñado para medidir las tensiones dinámicas en estructuras de concreto, caminos del asfalto y suelos. Abarca una tensión completa del puente ser calibrada probando el anillo juntado entre dos rebordes, con un resorte y un eje. Cuando los rebordes se mueven uno a otro, la tensión en el resorte cambia y por lo tanto la tensión en el anillo es probada. Un tubo del PVC sirve como cubierta protectora y sostiene el indicador en la tensión inicial deseada

SENSORES DE AGRIETAMIENTO

El Crackmeter ha sido diseñado para medir los cambios y movimiento a través de las grietas y juntas en estructuras o para medir el movimiento de masa de rocas, deslizamiento de tierras y Fallas activas, en superficie. Es instalado cementandose, empernándose, o enlazado dos roscas en anclas (con las juntas de rótula) en los lados opuestos de la grieta y después unidos los extremos de la galga a las anclas.

MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTOS DE GRAN RANGO

Los medidores de desplazamientos de gran rango, son idealmente diseñados para la medida de las dislocaciones grandes, asociadas a los derrumbamientos, etc. Se puede también utilizar para supervisar el movimiento de los cantos rodados, nieve, etc., en cuestas inestables

IMPORTANCIA DE MONITOREO GEOTECNICO

Monitoreo es esencial en cada etapa de exploración de las minas. Se usa para definir con precisión las diferentes condiciones geológicas y para cuantificar algunos parámetros durante un lapso de tiempo:

- Con el uso de equipos de análisis (laboratorio, en el sitio) durante la fase de diseño, lo cual ayudara a determinar las características geotécnicas de un mineral y de la masa de roca que lo acompaña.

- Para evaluar las condiciones geológicas a medida que la excavación avanza. Para confirmar las hipótesis del diseño inicial, determinar las necesidades con respecto a las estructuras de soporte que se definieron y el momento óptimo para instalar los instrumentos de acuerdo a las normativas

- (NATM).

- Una vez que la mina subterránea esté operando, el monitoreo constante permite máxima seguridad durante el acceso a la galería de operaciones bajo tierra.

- En el caso de una mina a cielo abierto, a medida que la excavación avanza, la solidez de la pendiente podría ser afectada y derrumbarse, por lo cual es muy importante de observarla y monitorearla todo el tiempo.

- Las estructuras auxiliares también deben ser asesoradas por completo y necesitan de un control y un monitoreo continuo.

- Durante la ubicación, la construcción y la operación de la mina, para evitar desastres ambientales, es necesario un monitoreo bien planificado e implementado, lo que garantiza una construcción y operación exitosa de la mina. El monitoreo de las minas está determinado por las regulaciones de cada país y está ligado estrechamente al aplicación de estándares administrativos rígidos.

PRINCIPALES PROBLEMAS GEOTECNICOS EN LA MINERIA

La Geotecnia es la rama de la Ingeniería que se ocupa del estudio de la interacción de las construcciones con el terreno.

Los problemas geotécnicos básicos son:

El terreno como cimiento: todas las obras deben apoyarse en el terreno; debe por tanto definirse la forma de este apoyo, y la transmisión de cargas de la estructura al terreno, para lo que debe estudiarse la deformabilidad y resistencia de éste.

El terreno como productor de cargas: en ocasiones, para crear un desnivel, o con otro motivo, se construyen estructuras cuyo fin es contener el terreno (p. ej., muros de contención, revestimientos de túneles); para su dimensionamiento, debe calcularse la magnitud y distribución de los empujes ejercidos por el terreno.El terreno como propia estructura: otras veces, para crear un desnivel no se construye una estructura de contención, sino que se deja al propio terreno en talud; debe en este caso estudiarse la inclinación que debe darse a este talud para garantizar su estabilidad.

El terreno como material: en obras de tierra (rellenos, terraplenes, presas de materiales sueltos), el terreno es el material de construcción, por lo que deben conocerse sus propiedades, y la influencia que en ellas tiene el método de colocación (compactación).

LABORES GEOTECNICAS EN MINERIA

El rol de Geotecnia es crítico, ellos proveen información relativa a la calidad del macizo rocoso, especialmente cuando se trata de taludes finales de la cantera o de la mina a cielo abierto o de

una fase que da paredes que van ha permanecer por más de dos años. La seguridad en la estabilidad de taludes es muy importante, ellos en la cantera o mina a cielo abierto garantizan un desarrollo económico y seguro de la explotación del mineral en minas a cielo abierto.