Estabilidad de pendientes en tajos a cielo abierto

Abstract

El material excavado anualmente en minería a cielo abierto, y un número sustancial de pendientes, son también excavados para estribos de presas, en canteras y para cetros fines; va incrementándose más y más. Aunque esta actividad, a través de la Ingeniería Minera y Civil, han creado muchas explotaciones en pendientes a varios ángulos de inclinación, no representa un esfuerzo desmesurado dedicado a la solución de los problemas que implica el anteproyecto de los ángulos de inclinación óptimos de la pendiente. Las grandes necesidades de materias primas y la construcción de estructuras civiles en macizos requieren soluciones cuantitativas a estos problemas de tal manera que las pendientes puedan ser proyectadas y explotadas con economía y seguridad. La minería a cielo abierto cuenta con la mayor producción de minerales que cualquier otro método sencillo de laboreo. Esta gran producción ha sido posible, por el desarrollo de una más amplia capacidad de maquinaria y la economía resultante asociada a una escala de operaciones. También, al hecho de que mientras los costes de minas subterráneas experimentan un continuo incremento, los costes de las minas a cielo abierto son relativamente estables e incluso decrecientes. La crematística de la minería a cielo abierto cuenta, en el límite, con todo la pendiente y se esfuerza en asegurar su estabilidad. Los métodos clásicos de análisis de estabilidad de pendientes están basados en aproximaciones de la forma de la superficie de rotura, algunos de estos métodos han encontrado aplicaciones prácticas en el diseño de pendientes en minas a cielo abierto. Por exigencia de la explotación la pendiente debe conservar una cierta constancia a lo largo del transcurso de la misma, la propia de los ángulos de trabajo. Por los factores económicos involucrados este ángulo de pendiente debe ser el máximo posible para cada punto del contorno final de la excavación, pero por razones de seguridad este máximo debe estar acotado superiormente. La naturaleza compleja de los terrenos obliga a establecer cierta diferenciación entre su comportamiento, cuando son ensayados en laboratorios bajo condiciones simples y bien definidas, y su comportamiento real en el terreno, donde las condiciones mencionadas pueden no ser exactamente igual a las impuestas en el ensayo. Además, y por la misma causa, puede haber también diferencias en cuanto a magnitud entre las previsiones derivadas de la teoría de la Mecánica de Rocas y del Suelo y de la amplitud de los fenómenos que luego se producen en la realidad. Esto no significa un divorcio completo entre la realidad, el laboratorio y la teoría. Por el contrario, la única manera de resolver en forma fehaciente los problemas que la ingeniería plantea, consiste en balancear con criterio los resultados que la teoría arroja, en función de los ensayos de laboratorio con el conocimiento empírico sobre la validez relativa que en cada caso particular deba asignarse a dichos resultados. Nunca olvidar las innumerables limitaciones que la naturaleza impone a la aplicación de soluciones matemáticas. Muchas veces se da más énfasis a la necesidad de utilizar grandes refinamientos en la obtención de muestras y en la solución de esos pocos problemas que pueden resolverse con exactitud, olvidando que sólo se tiene soluciones óptimas en medios homogéneos, continuos e isótropos. Pero aún en estos casos, debe siempre recordarse que la presencia en el subsuelo de discontinuidades no reveladas por la perforación puede invalidar por completo los resultados de los cálculos. El papel que el presente trabajo pretende llenar en la bibliografía es modesto, pero necesario, es tan solo un manual de iniciación. Su alcance se limita a los conceptos fundamentales. La preparación de la presente tesis, ha tenido en cuenta constantemente las recomendaciones y orientaciones de mi exprofesor de "Mecánica de Rocas", Ing. Fidel Ramírez A., a quién agradezco sinceramente por su valiosa asesoría prestada.