La geotecnia se refiere a la aplicación de principios geológicos y de ingeniería en el comportamiento de suelos, rocas y aguas subterráneas, además del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la tierra para diseñar cimentaciones para estructuras como edificios, puentes, estabilización de taludes, entre otras.
Algunas etapas para estos estudios incluyen la exploración, análisis de muestras, caracterización, diseño del proyecto y monitoreo geotécnico mediante instrumentos, el que puede llevarse a cabo durante las etapas de construcción, operación y cierre.
Algunas tecnologías relacionadas a la instrumentación geotécnica corresponden a implementación de sistemas de comunicación inalámbrica para la transferencia de lecturas obtenidas, uso de fibra óptica, sensores MEMS, escáner láser, entre otras, implementados con comunicación inalámbrica para la transferencia de lecturas obtenidas o bien mediante fibra óptica.
Los proyectos constructivos de todo ámbito se fundan sobre el suelo o roca, razón por la cual su estudio y análisis resulta fundamental. “No existe obra física en la superficie de la tierra o al interior de la misma en que las estructuras que se construyan o los equipos que se instalen no apliquen algún tipo de solicitación o carga sobre el suelo o roca en el que se apoyen y a la vez no originen algún tipo de interacción entre los componentes del terreno y ellos”, señala Luis Valenzuela, ingeniero consultor. La aplicación de principios geológicos y de ingeniería en el comportamiento de suelos, rocas y aguas subterráneas, se denomina geotecnia, la que además se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la tierra para diseñar cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, centrales hidroeléctricas, entre otros.
En minería, estos estudios resultan de vital importancia considerando no solo la construcción de proyectos, sino que también por la explotación de mineral. Y es que la geotecnia toma en cuenta las fuerzas naturales e inducidas como resultado del desarrollo de excavaciones subterráneas o a rajo abierto, solucionando el problema de potenciales inestabilidades en las labores. “En los proyectos mineros la geotecnia y su ingeniería son fundamentales para analizar fundaciones de edificios y equipos, definir métodos de excavación y soportes de túneles, cavernas, piques y de los rajos mineros. También cumplen un rol importante en el diseño de las presas en depósitos de relaves y en especial de las presas construidas con arenas de relaves”, cuenta Valenzuela, agregando que últimamente la geotecnia ha llegado a cumplir un papel importante en el análisis y solución de problemas ambientales a través del estudio de flujos subterráneos de fluidos (agua u otros).
Esta disciplina, además, se asocia a dos aspectos relevantes: la seguridad de los trabajadores y la sustentabilidad de los procesos productivos. En el caso del primero posibilita tomar las acciones necesarias para que una mina tenga la estabilidad suficiente, con lo cual las personas pueden trabajar sin sufrir lesiones o accidentes fatales producto de un derrumbe.
Desde el punto de vista de los procesos productivos, en tanto, la estabilidad lograda del macizo rocoso permite desarrollar, en forma continua, todas las actividades asociadas a la extracción de minerales desde la mina, con los consiguientes beneficios esperados (continuidad operacional).
Dependiendo del tipo de proyecto que se quiera realizar, los pasos para llevar a cabo la primera fase de un estudio geotécnico son similares y lo que cambia son las escalas, cantidad y especificidad de ensayos requeridos, los que están relacionados con los riesgos que se quieran cubrir.
En primer lugar se comienza por el análisis de los antecedentes existentes (fotografías satelitales y aéreas, geología y geomorfología disponible, estudios de proyectos cercanos, reconocimiento del sitio por especialistas en la geología y geotecnia, etcétera), para luego dar paso a la prospección. “Por lo general la inspección visual y la toma de muestras se realiza a través de sondajes y/o calicatas. Su elección dependerá de factores como el aspecto económico y el tipo de material, entre otros, ya que, por ejemplo, en suelos arenosos saturados o suelos muy cementados, la calicata presentará problemas para realizarse, mientras que las sondajes tienen más facilidad para traspasar ese tipo de elementos”, explica Lenart González, ingeniero geotécnico senior del IDIEM de la Universidad de Chile. El profesional señala que tanto las calicatas como los sondajes tienen por objetivo extraer muestras para obtener una estratigrafía del suelo; de esta forma, el ingeniero geotécnico define cuáles muestras se deben ensayar en el laboratorio y así obtener parámetros geotécnicos relevantes para el proyecto. También se pueden realizar ensayos in situ cuando sea necesario, tanto en profundidad como en superficie.
“Una vez que se realiza el reconocimiento visual, la revisión de todos los antecedentes, las exploraciones y todos los ensayos que se estimen necesarios, se termina con una caracterización del terreno de fundación de la obra, identificando la distribución areal y en profundidad de los distintos estratos de suelo, roca, zonas de contacto, fallas geológicas, suelos complejos que requieran remoción, definir niveles freáticos, etcétera”, detalla José Campaña, Consultor Geotécnico de Arcadis.
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