Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza un estudio técnico del crecimiento del eje de corona de la presa de depósito de relave Suyckutambo Etapa I, que comprende hasta la cota 4794.5 con el método de disposición “Aguas Abajo”. Ubicada en en el distrito Suyckutambo, provincia Espinar del departamento Cusco, a una altitud entre los 4500 y 5 000 m.s.n.m. La unidad Suyckutambo está emplazada sobre la formación denominada Grupo Tacaza, conformado por un conjunto de rocas compuestas por basaltos y arcosas en la parte baja y aglomerados de andesita con tobas dacíticas en la parte alta; formada por una secuencia de vulcanismos correspondiente a la segunda fase de la orogénesis andina, y se ha depositado a partir de la fase de distensión consecutiva al plegamiento del oligoceno inferior. El depósito de relaves de la unidad minera Suyckutambo, está conformado por un dique de arranque de 10 metros de altura (Etapa 0), conformado por material de préstamo, lo que ha permitido depositar relaves (Etapa I). El dique tiene talud aguas arriba de 1.5H:1.0V y aguas abajo de 2.0H:1.0V. Para que la presa de depósitos de relave se encuentre en condiciones favorables de estabilidad se realizaron trabajos de movimientos de tierra; conformación del dique mediante la colocación de material de relave cicloneado (relave grueso), bajo un continuo monitoreo compactado al 95% en capas de 0.30m, para llegar hasta la cota 4794.5 como parte de la Etapa I, realizando un total de 45 capas y con un contenido de humedad menor a 15.6. Trabajos de impermeabilización de vaso talud aguas arriba con geomenbrana HDPE 1.5mm para evitar problemas de filtración. Con respecto a las obras civiles, toda la cimentación que ocupará el dique final será impermeabilizada con material de baja permeabilidad (material arcilloso); se realizaron sistemas de drenajes el cual consta de un dren chimena, vertical y horizontal conformado por arena gravosa, cuyo fin es derivar las aguas de escorrentía y las aguas de filtración del cuerpo de dique, si es que fuera el caso, a una poza de paso, derivándolo a planta para su reutilización (recirculación). Con finalidad de proveer estabilidad en la base del talud se realizó la construcción de un sistema de muro gavión y colindante a la estructura el dren vertical. La presente tesis contempla la actualización de las condiciones geotécnicas de la presa de depósitos de relave hasta la cota 4794.5, los estudios se basaron en el análisis de estabilidad física de taludes para lo cual se utilizó el programa de cómputo SLIDE (Rocsience, 2003) versión 6. Se realizaron ensayos de mecánica de suelos de campo para la conformación del dique hasta la cota 4794.5. Para los monitoreos geotécnicos se realizó la instrumentación mediante sondeos piezométricos el cual permite el control de la evolución de la profundidad del agua en el terreno y las presiones intersticiales, se instalaron 3 piezómetros. Con el objetivo de medir los asentamientos y desplazamientos horizontales, se instalaron 3 hitos de control en la corona del dique, para los monitoreos topográficos. / Tesis

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / El proceso de planificación minera es un etapa clave con miras a la obtención del mejor valor del negocio, no obstante, existen ciertas incertezas en el proceso asociadas a interferencias de distinta naturaleza. En este trabajo se busca desarrollar una metodología que permita incorporar en forma dinámica interferencias del tipo operacional con origen geotécnico. Es común observar en etapas previas de ingeniería que dichas interferencias sean consideradas y cuantificadas con el objetivo de establecer su impacto en el proyecto. La Mina El Teniente de CODELCO, cuya producción representa aproximadamente el 8% del cobre fino a nivel nacional, se encuentra constantemente en crecimiento desarrollando la ingeniería de cada uno de los nuevos sectores productivos e identificando los riesgos críticos a la materialización del proyecto como lo es la existencia de estallidos de rocas producto de la geotecnia y profundidad donde se desarrolle el nuevo proyecto. El siguiente trabajo propone una metodología para incorporar la probabilidad de ocurrencia de un evento sísmico de magnitud determinada en base a variables geotécnicas, minerías y operacionales .La metodología se compone principalmente por dos modelos; El primero busca estimar el peligro sísmico en base a características geotécnicas y operacionales, el cual fue definido en el informe Peligro Sísmico para el Plan Exploratorio (PSPEX). El segundo es un modelo de optimización que alimenta el software de planificación minera Universal Delphos Sequencer and Scheduler (UDESS). Integrando ambos modelos mediante bloques de iteración y evaluación secuencial de los resultados, se genera un plan de producción e incorporación de área que permita establecer la mínima probabilidad de peligro sísmico inherente al cumplimiento del plan definido para las zonas de análisis. Se definen tres casos en los cuales se busca controlar el peligro sísmico en un caso pasado o PSPEX; replicando la extracción e incorporación por periodos, uno presente o PND; el cual permite producir o incorporar sin replicar temporalidad y finalmente uno futuro ; que permita estudiar el impacto de cada una de las variables geotécnicas involucradas. Se generaron planes de producción acordes a lineamiento de planificación entregados por la División El Teniente. En todos y cada uno de estos casos, se logró disminuir la probabilidad de peligro sísmico por zona, en algunos de ellos cumpliendo el Peligro Sísmico Límite (PS_Límite) establecido y en otros casos su disminución considerable debido a las restricciones exigidas para el cumplimiento del plan no lo permitían. Se desprende una evaluación del valor presente neto por iteración asociada a la variación de la probabilidad, lo cual puede definir criterios evaluación al momento determinar el valor del proyecto afecto a riesgo. La metodología logra incorporar el peligro sísmico para una zona de análisis dados sus parámetros geotécnicos y operacionales en forma dinámica. Dada su flexibilidad, es posible que fueran incorporadas otras interferencias operacionales definidas por modelos cuyas variables puedan ser controladas en el modelo de optimización, como el propuesto en este trabajo de tesis. Se recomienda continuar con la profundización del modelo de Peligro Sísmico, el cual permita una calibración automática y/o extrapolación de este, para su aplicación en otros sectores o minas. De este modo podría ser considerado el Peligro Sísmico en forma dinámica en el desarrollo de la Planificación Minera de nuevos sectores productivos.

Actualmente en Chile se están diseñando presas de arenas de relaves con alturas superiores a 250 m. A nivel mundial son escasos los antecedentes de construcción y del comportamiento de las arenas cicloneadas que conforman los muros resistentes de estos depósitos baja las altas presiones de confinamiento. El objetivo principal de desarrollar este trabajo, fue analizar el comportamiento de arenas de relaves a altas presiones de confinamiento teniendo como marco de referencia lo reportado en arenas naturales. En particular, lo relativo al impacto de las altas presiones de confinamiento sobre las propiedades de resistencia al corte bajo condiciones drenadas y no drenadas, rigidez del material a pequeñas y grandes deformaciones, así como su efecto sobre sobre la resistencia cíclica. Se presentan resultados de ensayos geotécnicos realizados sobre arenas de relaves de cobre, bajo presiones de confinamiento de hasta 30 kg/cm2 . Los ensayos corresponden a 4 diferentes tipos de relaves, provenientes de 4 operaciones mineras distintas. Se ensayó un amplio rango de presiones de confinamiento, densidades y contenidos de finos, de modo de cubrir la mayor diversidad de casos. Estos ensayos incluyen: granulometría, propiedades índices, compactación, triaxiales estáticos (drenados y no-drenados), triaxiales cíclicos, triaxiales a pequeñas deformaciones y ensayos en columna resonante. La interpretación de los resultados de los ensayos ha permitido establecer un marco de referencia del comportamiento de las arenas de relaves a altas presiones, con las siguientes conclusiones principales: La rotura de partículas no es tan pronunciada como en algunas arenas naturales, La envolvente de resistencia drenada no es sensible a las altas presiones ni al rango de contenido de finos ensayados, La resistencia no drenada promedio disminuye al incrementarse el contenido de finos, pero son comparativamente mayores que los reportados en la literatura técnica para arenas naturales, El módulo de deformación tangente inicial (Ei), para el rango de densidades y presiones ensayadas, es poco sensible al rango de contenido de finos ensayados (12% - 30%), Se observa un fuerte incremento en el módulo de corte máximo por efecto de las presiones de confinamiento e índice de vacíos, Para presiones de confinamiento mayores que 10 kg/cm2 , no hay cambios significativos en el valor de la resistencia cíclica (Rc), La aplicación de los factores de ajuste por sobrecarga (Ky anisotropía K típicos, indicados en la literatura técnica para arenas naturales, puede implicar la subestimación del valor de la resistencia cíclica en arenas de relave.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Inicia con la identificación y diagnóstico de los deslizamientos ocurridos en el tramo crítico en mención, la realización de ensayos de laboratorio para muestras representativas de cada sector y posteriormente, el análisis de sus estados de inestabilidad en condiciones estáticas y pseudo-estáticas. Se propone un sistema de estabilización definitivo mediante sistema de anclajes; así como también, la posterior protección de filtraciones y erosión del talud, lo cual se traduce en una medida de solución alternativa que permitirá restablecer la normalidad de transitabilidad de la Carretera Canta - Huayllay entre los Km 103+280 al Km 103+500. / Tesis

Analiza el comportamiento geoestructural, geomorfológico, geodinámico y geomecánico de los macizos rocosos de las Formaciones Farrat, Inca, Chulec y Pariatambo, que se encuentran en la zona Ronquillo-Corisorgona, macizos que presentan laderas inestables por fuerte fracturamiento, originado por la geotectónica regional y local, así como por la meteorización superficial y en profundidad. / Tesis

Ingeniero Civil / El presente trabajo estudia experimentalmente el mecanismo de acuñamiento inducido térmicamente descrito por Pastén (2013), el que explica la acumulación de desplazamientos en taludes de roca sometidos a cambios cíclicos de temperatura superficial. El objetivo del trabajo es validar experimentalmente el mecanismo de acuñamiento y determinar las condiciones geométricas y patrones de difusión térmica que lo exacerban. El modelo experimental contempla el uso de un modelo físico que consiste en un sistema bloque-cuña de acrílico que reacciona en un marco rígido de aluminio montado dentro de un contenedor térmicamente aislado con un sistema interno de control de temperaturas. El diseño experimental del sistema contempla la elección de los materiales constituyentes, el dimensionamiento de las piezas de acrílico, la elección de los sensores de desplazamiento y temperatura, el estudio de la estabilidad del bloque frente al deslizamiento y volcamiento, y el análisis térmico. Las variables experimentales que considera este trabajo son el ángulo de inclinación de la base y la amplitud de temperaturas y el periodo del ciclo térmico. Los resultados obtenidos del modelo experimental confirman la directa proporcionalidad entre el periodo cíclico y la amplitud de temperatura al interior del acrílico. Además, se determina que los desplazamientos plásticos por ciclo del sistema son proporcionales a la amplitud de temperatura al interior del acrílico. Finalmente, se obtiene que el sistema acumula desplazamientos en la etapa cíclica y en la de enfriamiento final. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto Fondecyt de Iniciación N° 11130363

Presenta el modelamiento desde el predimensionamiento de elementos hasta el cálculo de estructural para modelos con base rígida, base rígida con elementos agrietados e interacción suelo – estructura (ISE). Para ello se hace uso de un edificio de 5 pisos con sistema Dual, ubicado en San Isidro. En el desarrollo de los modelos se hace uso del programa ETABS, sin embargo, algunos cálculos se presentan manualmente para dar al lector la visión de cómo es el diseño analíticamente. Se buscó ser lo más detallado y minucioso posible en la presentación de la obtención de los coeficientes de rigidez que involucra el modelo con ISE, así mismo se presenta demostración teórica del modelo que rige dicho modelo, el cual es el modelo Barkan. Este modelo tiene una explicación extendida e histórica de cómo se originó. Con los modelos realizados se procedió a obtener las derivas, fuerzas y periodos a los que está sometido cada modelo. Donde con estos resultados se realiza una comparación y se realiza el diseño estructural para posteriormente ver diferencias económicas relacionadas al casco. Finalmente, se presenta el análisis de las diferencias observadas entre los tres modelos estudiados.

Ingeniera Civil / Este trabajo estudia el plan de monitoreo geotécnico y estructural implementado durante la construcción de dos piques circulares de la Línea 3 del Metro de Santiago. El plan de monitoreo utiliza instrumentos tales como celdas de presión, strain meters, prismas de medición de convergencia y teodolitos ópticos electrónicos de alta precisión, con los que se obtienen registros de presiones del suelo sobre el manto del pique, tensiones en el hormigón y deformaciones al interior del pique, respectivamente. Los piques están localizados en distintos suelos. El pique El Cortijo está emplazado en la comuna de Conchalí en suelo fino, posee un diámetro de 15 m y una profundidad final de 33 m. El pique Plaza Chacabuco se ubica en la comuna de Independencia en suelo grueso, posee un diámetro de 25 m y una profundidad final de 28,3 m. En la interpretación de las lecturas obtenidas se observan, para algunos casos, resultados distintos a los esperados teóricamente según proyecto. La relación que habría entre las lecturas y las actividades constructivas desarrolladas durante el monitoreo son esenciales para lograr dar una interpretación adecuada a la evolución de las tensiones y deformaciones. De éste trabajo se obtienen lecciones respecto a la implementación de un proyecto de instrumentación, el plan de monitoreo, la interpretación de las lecturas obtenidas y el valor de éste para lograr obras más seguras y diseños más eficientes.

Magíster en Minería. Ingeniero Civil de Minas / El diseño de taludes es una tarea crítica en proyectos de minería a cielo abierto. Generalmente, planificadores y diseñadores buscan operar en paredes tan empinadas como sea posible para optimizar la cantidad de mineral extraído y reducir el lastre. Sin embargo, esto conlleva una disminución en la estabilidad del talud. De este modo, se requiere una gestión adecuada del talud para permitir a los planificadores y operadores realizar su trabajo con seguridad. Una de las principales variables que debe ser manejada adecuadamente en minas a cielo abierto es la presión de poros que se genera detrás de los taludes ya que esta presión disminuye la resistencia al corte del suelo. Para controlar la influencia de la presión de poros se han desarrollado distintos tipos de instrumentos para monitorear presión de agua en minas y usar los datos obtenidos como input en la toma de decisiones. Entre los instrumentos desarrollados para monitorear presión de agua subterránea están los piezómetros, que se han convertido en tecnologías establecidas en proyectos civiles y mineros. Existen distintos tipos de piezómetros y entre ellos la tecnología más aceptada para realizar monitoreo de agua en minas es la de Vibrating Wire Piezometer (VWP). En esta tesis se desarrollaron lineamientos para seleccionar instrumentación basada en las características de una mina. Utilizando estos lineamientos se seleccionaros dos tecnologías para ser comparadas, los VWP y los Networked Smart Markers (NSM). Esta comparación involucra el desarrollo de un proyecto minero teórico que incluye empinar una pared potencialmente inestable de la mina como contexto para el uso de los instrumentos. Posteriormente, se desarrollaron lineamientos para integrar un programa de monitoreo al plan minero. Para comparar dichas tecnologías, se proponen dos programas de monitoreo equivalentes y se consideran los costos de los equipos para ser instalados en los años 3 y 13 del plan minero. Un análisis de pits anidados reveló que el VAN del proyecto aumenta a medida que la pared se empina, de este modo, el parámetro de control en la comparación es cuál programa es más barato al tomar en cuenta el ingreso extra y una tasa de descuento del 8% para calcular el VAN. Los resultados de esta comparación mostraron que el uso de VWP es más barato que el uso de NSM (600,015.5[US$] versus 766,142.5[US$]). Sin embargo, esta diferencia en costo es pequeña considerando la escala del proyecto (0.39% de la inversión), además empinar la pared generó 42,420,000[US$] extra al VAN original del proyecto, lo que hace que ambas alternativas sean factibles para llevar a cabo el monitoreo propuesto. Los NSM sin embargo poseen una ventaja para realizar mediciones multipunto ya que permiten un mayor número de puntos de muestreo en un mismo pozo. / Slope design is one of the most critical tasks in open pit mine projects. Generally, mine planners and slope designers aim to operate on walls as steep as possible to optimize the amount of ore retrieved from the mine while reducing the extracted waste. However, this approach also involves a reduction in overall slope stability. Consequently, a proper management of slope stability is required to assist mine planners and operators to perform their work safely. One of the main variables that need to be properly managed in open pit mines is the pore water pressure generated behind the slopes, as this pressure decreases the ground s shear strength. To manage the influence of pore water pressure, several geotechnical instruments have been developed over the years to monitor pore water pressure and to use the data to make proper decisions. Piezometers are devices developed to monitor groundwater pressure that have become established technologies to measure pore water pressure in civil and mining projects. There are different types of piezometers with varying characteristics. The most accepted sensing technology for pore pressure monitoring in mines is the Vibrating Wire Piezometers (VWP). This thesis developed guidelines for the selection of instrumentation given the characteristics of a mine site. Using those guidelines, Vibrating Wire Piezometers and the emergent technology of Networked Smart Markers (NSM) were selected to be compared. For this comparison, a theoretical mine project, that included the steepening of a potentially unstable wall, was developed as context for instrumentation use. Subsequently, guidelines for the integration of a pore water pressure monitoring program into the mine plan were developed. To compare the selected technologies, two equivalent monitoring programs were proposed considering the current installation costs of the devices and installations in years 3 and 13 of the mine life. A nested pit analysis revealed that the NPV of the project increases when the wall gets steeper, therefore, the parameter of interest is which program is less expensive compared to the extra income, considering a discount rate of 8% to calculate the NPV of the project. The results of this comparison showed that the use of Vibrating Wire Piezometers was less expensive than the NSMs (600,015.5[US$] against 766,142.5[US$]). However, this difference in cost is small in terms of the scale of this project (0.39% of the investment) and the steepening of the wall generated 42,420,000[US$] extra to the NPV of the original project, thus, making both alternatives feasible to perform the proposed monitoring. NSMs are, however, more suitable to perform multi-point readings as they allow a higher number of measurement points in a single borehole.

Geóloga / En la presente memoria se explora la manera de relacionar complementariamente los modelos geológico-estructurales y modelos geotécnicos para una mina de rajo abierto, generados a partir de una misma base de datos. La base de datos disponible contiene la ubicación, orientación y características de fallas, vetillas y fracturas. El estudio se divide en dos etapas de trabajo: la primera es la implementación de un programa que calcula la densidad de fracturas (DF) para una base de datos discreta. La segunda etapa consiste en establecer un modelo de DF y, posteriormente, explorar la existencia de relaciones espaciales con el modelo estructural de dominios y la geología del depósito Los Pelambres. Adicionalmente, se genera un modelo unificado estructural-geotécnico. Para el cálculo de la DF el programa se divide en tres fases de procesamiento de datos: primero divide la base de datos en grupos según su proximidad espacial, luego, linealiza los datos pertenecientes a cada grupo y, finalmente, calcula la DF en una celda de 15 m de largo. Los resultados muestran que los programas implementados constituyen una herramienta que puede contribuir a disminuir los tiempos de generación de modelos de DF, mejorarlos cualitativamente y mejorar cuantitativamente los modelos estructurales en un menor tiempo optimizando el desarrollo minero. Los modelos de DF permitieron definir la distribución espacial en el rajo de 3 zonas en relación a la concentración de DF: alta, media y baja. Se observa que la zonación de DF está estrechamente relacionada con el sistema de fallas y lineamientos de arsénico de rumbo NE, correspondientes a fases tardías de deformación frágil, posterior a la mineralización en Los Pelambres. El modelo unificado estructural-geotécnico complementa la zonación de dominios estructurales con la variación de DF. Es construido a partir de un modelo de bloques del parámetro DF con una grilla de 60x60 m., estos bloques son clasificados en 4 categorías: bajo, medio, alto y muy alto. El modelo unificado muestra que DF está controlada mayormente por la litología, siendo los macizos mayormente fracturados aquellos dominados por rocas volcánicas y los menos fracturados por rocas intrusivas.