Desde hace
más cuatro años, en la Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas se viene desarrollando una investigación que busca contribuir al
sostenimiento de excavaciones subterráneas, seleccionando y dimensionando los
pernos de roca más apropiados, que garanticen la seguridad para el personal y
maquinaria así como la reducción de la contaminación ambiental que ocasionan
los desprendimientos de rocas. Emiliano Mauro Giraldo Paredez, con
la colaboración de 16 alumnos de diversos ciclos de estudios, vienen desarrollando una investigación que
mezcla la innovación, ingenio y dedicación en el marco de la línea de
investigación sobre sostenimiento de rocas en excavaciones subterráneas.
Se trata de un
proyecto de investigación Con/Con (con incentivo a la investigación y al
investigador), y al mismo tiempo, es una parte del trabajo de investigación
para la tesis doctoral del magíster Giraldo Paredez, quien explica que el
objetivo de este trabajo es determinar el diámetro óptimo de taladros donde se
deben instalar los pernos de roca en una excavación, a fin de garantizar un
sostenimiento eficiente.
En este
estudio que no tiene precedentes, tanto por la variedad de pernos que se viene
ensayando como por la cantidad de pruebas que bordea los 400, se vienen
estudiando los pernos de roca de mayor aplicación como son los Hydrabolt,
X-Pandabolt,
Split Set y las Barras Helicoidales con los materiales de acoplamiento:
cartuchos de resina, cartuchos de cementicio, lechada de cemento y la
combinación de resina con cementicio; instalados en tubos simuladores de
taladros de 33, 36, 38 y 40 mm de diámetro interior.
Por cada tipo
de perno y diámetro se ensayan 4 tamaños de 1, 2, 3 y 4 pies de longitud
efectiva de anclaje (bond length) y por cada combinación de perno,
diámetro y longitud se ensayan 3 ó 4 muestras para garantizar un alto grado de
confiabilidad, explica el docente sanmarquino, quien además destaca que, con
este método y la infraestructura diseñada y construida, se pueden determinar la
capacidad de anclaje de cualquier tipo de perno de roca, sin necesidad de
desplazarse a una excavación subterránea.
La aplicación práctica de este trabajo viene a ser el adecuado y
oportuno sostenimiento de macizos rocosos en excavaciones para evitar los
desprendimientos y derrumbes, siguiendo las recomendaciones del departamento de
geomecánica, área encargada de analizar la calidad del macizo rocoso (clase de
roca) y determinar el tipo de sostenimiento y su dimensionamiento. Dentro de
ello, los pernos de roca, son los elementos de sostenimiento de mayor aplicación
tanto en la minería como en construcción civil.
Según
explicó el investigador, previo al estudio que se viene desarrollando desde el
2013 en la EAPIM, el año 2011 se hicieron estudios de capacidad de anclaje de 4
tipos de pernos de roca en la mina Castrovirreyna (departamento de
Huancavelica): Swellex, Hydrabolt, Split Set y Barras Helicoidales instalados
con cementicio y resina. En total se hicieron 60 pruebas, cuyos resultados
fueron presentados en PERUMIN 30 Convención Minera (Arequipa) y publicados en
las revistas indexadas Minería y RIIGEO.
Asimismo, por
las ventajas comparativas demostradas por ciertos pernos en el estudio
anterior, se hizo un estudio de las propiedades mecánicas y de sostenimiento de
los pernos inflables, haciendo para ello, 36 ensayos en el laboratorio de
materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), demostrándose
que la capacidad de anclaje de los pernos de roca inflables se debe a la
presión del agua retenida en su interior.
Análogamente, el año 2012 se hizo un estudio a las placas de los pernos
de roca Python, Expanbolt, Esquinadas y refiladas para Hydrabolt, considerando
que las placas o planchuelas son complementos esenciales para el trabajo de los
pernos de roca; cuyos 35 ensayos también se hicieron en el laboratorio de
materiales de la PUCP.
Durante el
año 2014, fueron estudiados dos tipos de pernos inflables: Hydrabolt y
X-Pandabolt -que se presentan de 3 a 10 pies de longitud-, los cuales se
instalan inflándolos con una bomba hidroneumática a una presión de entre 25 y
30 Mpa. Para los efectos del referido estudio, se utilizaron pernos Hydrabolt
de 6 pies y
X-Pandabolt de
7 pies. Los primeros resultados demuestran que el diámetro óptimo para instalar
los Hydrabolt es 38 milímetros, mientras que para los
X-Pandabolt 40
milímetros, no obstante que en las operaciones mineras consideran 38 mm
igual que para el primero.
Bajo la
premisa de equidad de pruebas para todos los pernos en estudio, se ha diseñado
y construido estructuras, herramientas y artificios para simular un terreno, y
los taladros donde se instalan los pernos, a fin que sean útiles para ensayar
cualquier tipo de perno. Dicha implementación, con la cual actualmente es
posible instalar y hacer las pruebas de arranque (pull test) a cualquier tipo
de perno, ha sido desarrollada por el profesor Giraldo con la colaboración de
sus alumnos, invento que ya estaría siendo patentado en Indecopi.
Sin embargo, aún se
tiene limitaciones de equipamiento, puesto que actualmente se vienen usando
equipos alquilados o prestados para hacer la instalación y las pruebas de
arranque; por lo que el docente sanmarquino está convencido que la industria y
empresa deben ser los principales aliados de la investigación universitaria,
porque los resultados contribuirán al desarrollo del país.
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