Memoria para optar al título de Geólogo / Las rocas poseen propiedades mecánicas las cuales definen la capacidad del material para resistir acciones externas o internas que implican la aplicación de fuerzas sobre el mismo, además de parámetros geológicos-geotécnicos, los cuales varían en distintos tipos de rocas. Este trabajo, tiene como finalidad realizar una caracterización geotécnica y posteriormente un análisis del comportamiento mecánico a partir de correlaciones entre los parámetros de las rocas ensayadas en el Laboratorio de Block Caving del Departamento de Minas, mediante una descripción de los parámetros geológicos-geotécnicos (UCS, ángulo de fricción, cohesión, módulo de Young, coeficiente de Poisson, rugosidad/JRC) presentes en probetas de rocas ensayadas. Se realiza un trabajo de reconocimiento, registro y organización de muestras disponibles para armar un catastro de todo el material con el cual se dispone y se recopila información de ensayos anteriores realizados en el laboratorio, los cuales entregan los valores de cohesión (C), ángulo de fricción interna (ϕ), módulo de Young (E) y coeficiente de Poisson (v) (pertenecientes al laboratorio de Block Caving). El resto de los parámetros se obtuvieron mediante la revisión y descripción de muestras de mano, obtenidas de distintos lugares de Chile. Se describieron características como: mineralogía, rugosidad, alteraciones, dureza, etc. Se realizaron diagramas de dispersión de datos de los parámetros (UCS, ángulo de fricción, cohesión, módulo de Young, coeficiente de Poisson, rugosidad/JRC) con respecto a la litología y JRC. Entre los resultados de este trabajo, se comparó la litología con parámetros de roca intacta, como la compresión simple (UCS), el ángulo de fricción (ϕ), la cohesión (C), valores para el módulo de Young (E) y el coeficiente de Poisson (v). Para resultados de ensayos realizados en discontinuidades, se compara el coeficiente de rugosidad (medido después del ensayo) y la mineralogía (al ser cuarzo el relleno de las cuatro muestras), con la cohesión y el ángulo de fricción. En general, para roca intacta la mayoría de los parámetros geomecánicos se encontraban dentro de los rangos propuestos bibliográficamente. Existe un número menor de muestras que se alejan de los valores referenciales, siendo la meteorización, alteración y variación mineralógica presentes en estas muestras posiblemente las responsables. En cambio, para discontinuidades se encontró una relación entre el coeficiente de rugosidad (JRC), mineralogía, cohesión (C) y ángulo de fricción (ϕ), lamentablemente este análisis se realizó solamente con 4 muestras, razón por la cual no se puede concluir nada al respecto.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Los numerosos afloramientos de rocas ultramáficas serpentinizadas presentes en el prisma de acreción Carbonífero son un rasgo distintivo de la Serie Occidental de la Cordillera de la Costa del centro-sur de Chile. En particular, en el sector de La Cabaña se han reconocido cuerpos de peridotitas con distinto grado de serpentinización. En Centinela Bajo, el análisis químico de olivinos relictos primarios muestra una composición de Fo que varía entre 89 y 92, y contenidos de Al2O3<0.15% en peso y de NiO<0.45% en peso, lo que representaría un manto que ha experimentado grados significativos de fusión parcial, e indicaría que la peridotita original corresponde a una porción de manto empobrecido. El cuerpo de Lavanderos corresponde a una dunita completamente alterada a serpentina (antigorita) y estaría asociada a una zona de cizalle entre el macizo peridotítico y los esquistos micáceos de la roca encajante. Las cromitas accesorias y masivas tanto de Lavanderos como de Centinela Bajo presentan una alteración variable a cromita rica en Fe+2 asociada a un incremento de Fe2O3 y FeO y una disminución en el contenido de Al2O3 y MgO. Las concentraciones de elementos menores (Ti, V, Zn y Ni) es baja y generalmente menor a 0.4% en peso con la excepción de MnO (<0.9% en peso). Las cromitas de Lavanderos presentan un #Cr que varía entre 0.6 a 1.0, mientras que el #Mg (Mg/Mg+Fe+2) es menor a 0.5, y una razón (Fe+3/Fe+3+ Fe+2)<0.4. En Centinela Bajo las cromitas presentan un grado de alteración menor y tienen un #Cr y #Mg que varía entre 0.65-1.0, y 0.7-0.3, respectivamente y una razón (Fe+3/Fe+3+ Fe+2)<0.4. La composición isotópica de Re y Os de las cromitas es acorde con el promedio de las cromitas de ofiolitas reportado en la literatura. Sin embargo, se sugiere que las condiciones de serpentinización y metamorfismo de las cromitas de La Cabaña podrían haber removilizado estos elementos, formando inclusiones secundarias de minerales del grupo del platino, por lo tanto la composición de Os de las cromitas no necesariamente reflejarían la composición del manto parental. La composición química de las serpentinitas es similar a la de serpentinitas cuyo protolito corresponde a dunitas de ambientes de suprasubducción. Los estudios realizados indican que el proceso de serpentinización se llevó a cabo mediante fluidos de fuentes sedimentarias y metasedimentarias, bajo condiciones reductoras y temperaturas inferiores a 400 ºC.

Ingeniera Civil Mecánica / En el presente trabajo se estudiará el comportamiento mecánico de roca seca tipo ígnea, la cual corresponde al 95 % de la corteza terrestre [1]. Esto con la finalidad de contribuir a estudios relacionados con la predicción de sismos y también al campo de la extracción de recursos naturales en ambientes poco favorables. El objetivo principal de este estudio es mejorar y precisar las ecuaciones constitutivas no-lineales propuestas por R.Bustamante y K.R Rajagopal que permiten modelar el comportamiento mecánico de las rocas, lo cual se logra mediante los siguientes objetivos específicos: Analizar tres modelos matemáticos aplicados a datos experimentales de ensayos de compresión sin restricción lateral, compresión con restricción lateral y compresión triaxial. Luego, se aplica error de mínimos cuadrados entre los datos experimentales utilizados y los obtenidos de manera teórica para definir la combinación de constantes que entrega el mejor ajuste de los datos teóricos a la curva experimental. Finalmente, a través del ensayo acústico se busca verificar la validez de las ecuaciones constitutivas propuestas. Para este estudio se supone en particular expresiones donde las deformaciones se tienen como funciones de los esfuerzos y la roca al ser sometida a deformaciones pequeñas presenta un comportamiento elástico no-lineal. Para este fin, inicialmente se recolectarán datos experimentales obtenidos de los ensayos en roca ya mencionados. Luego, excluyendo el ensayo acústico, a través del software Python se realizará un ajuste a las curvas características de esfuerzo y deformación, utilizando 3 modelos matemáticos que se basan en las ecuaciones constitutivas presentadas en la sección 2.2.3, aplicando error de mínimos cuadrados entre los datos teóricos y experimentales para obtener la combinación de constantes que generan el ajuste más preciso a la curva experimental. Finalmente, a través del uso de ecuaciones incrementales se busca analizar el ajuste de los datos experimentales correspondientes al ensayo acústico con las ecuaciones constitutivas determinadas anteriormente y comprobar la utilidad de éstas. Los tres modelos propuestos permiten modelar el comportamiento de las rocas, con un error relativo promedio que va desde 7,29 % a 113,0 %. Se debe mencionar que las ecuaciones constitutivas propuestas sólo pueden ser aplicadas hasta un rango de esfuerzo de 15 [MPa] a 30 [MPa]. Respecto al ensayo acústico, las curvas teóricas siguen la tendencia de la curva experimental, lo cual permite validar parcialmente las ecuaciones constitutivas propuestas. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el proyecto FONDECYT N° 1160030

El Proyecto de Investigación titulada: “Influencia de las capacitaciones en los índices de accidentabilidad por desprendimiento de rocas en el ciclo de minado subterráneo de la empresa contratista Minera Promer EIRL.” tiene por objetivo general implementar capacitaciones como medidas de control para evitar accidentes por desprendimiento de rocas y mejorar los índices de accidentabilidad de la Empresa Contratista Minera PROMER EIRL. en el ciclo de minado subterráneo.

Memoria para optar al título de Geógrafo / El objetivo de este trabajo es identificar las condiciones de amenaza de origen natural desde los sistemas de vertientes, específicamente movimientos en masa, como caída de rocas y flujos, en el flanco cordillerano costero entre Punta Teatinos y Cuenca Aguas Saladas , IV región. La diversidad, características y organización en la disposición espacio-temporal de los procesos morfogenéticos del relieve, constituyen la base de la metodología aplicada para identificar lugares susceptibles a caída de rocas o flujos. La geodinámica del sector muestra dos grandes sistemas: el litoral y el continental, siendo este último, en sus vertientes, el lugar donde se concentra el estudio. Los resultados muestran que en el área de estudio existe una amenaza alta a caída de rocas pero baja a flujos. Esto por las características de la vertiente granítica y de las unidades hidrológicas en la misma, las cuales presentan un tamaño pequeño y su capacidad de transportar material es baja, sin embargo las incisiones entre las formas dan a deducir que en casos de pluviosidad intensa los talwegs pueden volver a activarse, afectando potencialmente la conectividad de la ruta panamericana.

La presente tesis determina que la alteración en las rocas ornamentales por la acción del medio ambiente en el Centro Histórico de Lima, está relacionada a un sistema de agentes ambientales fisicoquímicos, bioquímicos, emanaciones de gases tóxicos del parque automotor, movimientos sísmicos y a la ergonomía, condiciones que degradan o alteran a las areniscas grises, mármoles, travertinos y tobas. En la zona o área de estudio que es el Centro Histórico de Lima existen diversos monumentos públicos que tienen rocas ornamentales alterándose ellos son: Las Iglesias de San Francisco de Asís, Santo Domingo de Guzmán, San Agustín, Nuestra Señora de la Merced, San Pedro y San Pablo, La Catedral de Lima, El Palacio de Gobierno, El Palacio Municipal y El Palacio Arzobispal entre otros; es en estas obras civiles antiguas que las rocas ornamentales fueron usadas en sus pisos, zócalos interiores o zócalos exteriores y obras de arte (estatuas), todas ellas están sometidas a la acción del medio ambiente el cual las altera. Las rocas ornamentales que mayor alteración muestran, son las areniscas grises ubicadas en los zócalos de las iglesias de San Francisco de Asís, San Agustín y Nuestra Señora De La Merced, luego siguen las tobas ubicadas en las fachadas de las iglesias ya mencionadas, siguen los travertinos usados en los enchapes de los edificios públicos. El mármol es la roca ornamental más estable al medio ambiente de Lima, sin embargo está expuesta a la destrucción oculta antrópica y mal intencionada en un bajo porcentaje, se presume que se debe a actos delictivos de personas anónimas que integran parte de la población limeña. XVI Las rocas ornamentales que tienen mayor resistencia a la alteración del medio ambiente de Lima, son aquellas que se encuentran en ambientes protegidos del intemperismo o ambientes que están ubicados en los interiores de las obras civiles antiguas, estas rocas ornamentales están ubicadas en los pisos, gradas y pasamanos de escaleras, enchapes de paredes, zócalos y estatuas. Indicamos que estas últimas obras de arte, tienen actual mantenimiento a base de ceras o resinas que les permite conservar su belleza original (palacio Municipal, palacio de Gobierno). En este trabajo se ha descrito el proceso de acopio de muestras y de datos técnicos, la forma y detalle de nuestros muestreos, las preparaciones de las secciones en lámina delgada, el análisis de las mismas usando el microscopio metalográfico, una parte de las conclusiones a las que hemos llegado es a través de la esquematización con imágenes obtenidas a base de vistas fotográficas que se adjunta en el panel dado en el anexo. En el área de trabajo las rocas ornamentales estudiadas no son las únicas, existen también diferentes variedades de granitos, andesitas, alabastros, modernas losetas tipo veneciana, hermosos vidrios y cerámicos usados en pisos zócalos como enchapes de antiguas y modernas obras civiles. Se piensa que los modelos arquitectónicos antiguos fueron acabados con rocas ornamentales, pensando en una duración promedio de 150 años, que en si equivalen a dos generaciones humanas, sin embargo el transcurrir del tiempo demuestra que al terminarse una generación humana, la generación que viene no necesariamente actúa igual a la anterior, la nueva va acorde con el avance de las técnicas y la ciencia que arrastra a la moda arquitectónica más sofisticada, valiéndose de ella se han preparado hermosas y duraderas baldosas con el uso de rocas ornamentales nacionales y extranjeras (labradoritas azules), y a pesar de ello estas baldosas van siendo desfasadas por diferentes colores de hermosos vidrios, el granito artificial y bellos cerámicos. XVII La compleja discontinuidad actual de embellecimiento y adornos de las modernas obras civiles no debe soslayar, la protección y conservación de las rocas ornamentales principalmente areniscas, mármoles, travertinos y tobas para conservar nuestro patrimonio Cultural en el Centro Histórico de Lima, la cual ya ha sido declarada patrimonio de la humanidad por la UNESCO. Así mismo el uso ecológico de estas rocas ornamentales como el mármol debe hacerse extensivo a los travertinos, tobas (sillar ignimbrita - Arequipa) y areniscas dando así mayor uso a nuestros recursos naturales no metálicos.

Este trabajo de tesis ofrece un resumen y perspectiva de las actividades que se desarrollan actualmente sobre el tema de simulación de fragmentación de roca por voladura bajo un enfoque sistémico e intenta repasar algunos alcances técnicos en cuanto al proceso de optimización de la voladura vía modelos de simulación de fragmentación y su influencia en la rentabilidad de la operación global (mina y molienda). Evaluando el papel que juega la distribución de la fragmentación de la roca por voladura en el desempeño eficiente del carguío, transporte, chancado y molienda con un énfasis en el uso adecuado de la energía, es decir de usar energía donde es mas eficiente (voladura), y conservarlo donde es menos (chancado). El enfoque sistémico esta referido al estudio o evaluación de un sistema (proceso) en su totalidad como conjunto. Enfoque holístico. Para realizar las evaluaciones se desarrollo primero bajo un enfoque sistémico un modelo de simulación de aproximación global al arranque (mina; perforación, voladura, carguio y transporte) y del procesado del mineral (chancado y/o molienda), que compara en base a los datos actuales, diferentes configuraciones de diseños de los sub-procesos e identifica los indicadores de rendimiento claves (KPI’s) como guías para la optimización del proceso de voladura, y con ello determinar la solución optima de reducción del tamaño de roca y distribución granulométrica que complementada a un segundo modelo de análisis económico financiero permita encontrar la mayor rentabilidad global de la operación mina-molienda, es decir el máximo valor por roca volada. El primer modelo evalúa la influencia de la fragmentación de la roca en los costos unitarios, implementando; para el análisis de fragmentación los modelos desarrollados por JKMRC (TCM y CZM), el modelo de Kuz Ram extendido con la función Swebrec y Rosin Rammler, corregidos en los parámetros de diseño de voladura y calibrados en la distribución de la fragmentación mediante el análisis digital de imágenes, y para el análisis de costos se implemento el modelo de conminución Bond que utiliza de entrada las distribuciones de fragmentación. El segundo modelo económico financiero que se enfoca básicamente en el 20% de las causas que generan el 80% de los costos de operación, usando el VAN y TIR como indicadores de rentabilidad para diferentes escenarios de distribución de fragmentación, evaluados del primer modelo (diferentes costos), determinando la rentabilidad optima de la operación. / Tesis

La perforación y voladura de rocas son procedimientos muy importantes en la minería subterránea para la extracción de minerales, es por esta razón que es importante que estos procedimientos se realicen correctamente, de forma que sean eficientes y brinden la seguridad necesaria para el operario. Casi la mayoría de los jumbos hidráulicos y neumáticos en el mundo son operados manualmente, y en el Perú, ninguna empresa minera tiene como activo una perforadora automática o teleoperada. Esto genera riesgos para su salud, por el riesgo de derrumbes y agentes tóxicos en el ambiente; y además la repetitividad del trabajo depende directamente de la experiencia del operador. Con este fin se han seleccionado los sensores y actuadores para la teleoperación de la maquinaria y el control del brazo perforador en un grado de libertad, tomando como referencia el jumbo hidráulico Boomer 282, del fabricante Atlas Copco. La selección de este modelo fue para poder probar que se puede realizar un control remoto de cualquier maquinaria con mandos manuales. El sistema cuenta con sensores lineales para medir la carrera de los cilindros hidráulicos, un sistema anti-colisión, cámaras para la visión de operador a distancia y control automático de la posición del brazo perforador para su movimiento vertical. El resultado es el vehículo teleoperado por medio de WiFi y con el control del movimiento vertical de su brazo perforador, así como el control electrónico de las funciones de perforación por medio de válvulas electrohidráulicas y controladores. / Articulo de Investigacion

En la presente tesis se estudia e integra la petrogénesis de dos grupos de rocas ígneas cenozoicas de Chile central: (1) intrusivos syn- y post-mineralización del pórfido de Cu-Mo El Teniente (34º04’S70º21’W), y (2) unidades dispersas del área cordillerana entre 33º00’-34º30’S representativas del magmatismo de arco desarrollado entre el Oligoceno medio-Plioceno en el margen continental. El estudio de las primeras se realizó en base a determinaciones con técnicas microanalíticas en cristales de circón, para estudios de morfología y estructura cristalina, y análisis de composición química e isotópica. En el caso de las segundas, se realizó un muestreo a nivel regional en la zona comprendida entre 33º45’- 34º30’S y 70º20’-69º50’W y se aplicaron estas mismas metodologías y, además, determinaciones geocronológicas, químicas e isotópicas tradicionales. Los resultados globales obtenidos en este estudio, que incorpora la información existente en la literatura, muestran un condicionamiento de primer orden en la composición isotópica de los magmas andinos cenozoicos por dos grandes variables: (1) la arquitectura litosférica heredada, y (2) los procesos tectónicos mayores que han moldeado esta litósfera durante la construcción del orógeno moderno. Esto incluye tanto magmas estériles de la región como magmas asociados a la mineralización de pórfido cuprífero de El Teniente. Las unidades ígneas cenozoicas muestran una segmentación isotópica espacial y temporal en la región. Espacialmente, están delimitadas por la ocurrencia en dos porciones morfoestructurales distintas del orógeno: la Cordillera Principal occidental (CPW; formaciones Abanico y Farellones), y la Cordillera Principal oriental (CPE; series volcanosedimentarias mesozoicas). El magmatismo albergado por la CPE muestra una composición más enriquecida (εHfI:-4 a +4; εNdI:0 a +3) respecto de aquel albergado por la CPW (εHfI:+5 a +10; εNdI:+2 a +7). Temporalmente, esta segmentación desaparece cuando las unidades de ambas áreas comparten una composición enriquecida común (εNdI:-2 a +2), la que puede ser entendida como una expansión hacia el oeste de las signaturas de la CPE, en un proceso que ocurre como máximo a partir de los 4,8 Ma. Los antecedentes estudiados indican que la composición isotópica observada es, en gran medida, una característica primaria que resulta de la evolución temprana de los magmas que ascienden desde el manto en zonas MASH de la litósfera profunda. Bajo esta hipótesis, la segmentación espacial pre-4,8 Ma radica en diferencias composicionales, al menos isotópicas, del basamento bajo estas dos regiones. Se ha inferido que la expansión de la signatura enriquecida de la CPE hacia la CPW, desarrollada post-4,8 Ma, es el resultado de un transporte de material de este a oeste a niveles corticales profundos que es responsable, también, del alzamiento Andino en Chile central. Las rocas intrusivas del yacimiento El Teniente son parte del magmatismo desarrollado en la CPW (εHfI:+6,1 a +8,4). Sus cristales de circón muestran una serie de características morfológicas y composicionales que indican la conservación de una impronta primaria y descartan procesos de contaminación cortical significativos a través de la evolución magmática. Ellas indican, también, que la composición isotópica de Hf y O es heredada de la fuente. La signatura isotópica de Hf de estos magmas es indistinguible de aquella del magmatismo estéril precedente desarrollado en este sector. Ello sugiere una fuente común e indica que ambos eventos derivan del dominio MASH inferido bajo la CPW. Bajo el marco de la evolución tectónica y magmática cenozoica de Chile central, se ha considerado que la ocurrencia de fusión por deshidratación en este dominio es un proceso fundamental en la génesis de los magmas de El Teniente. Estos tendrían en mayor proporción un componente derivado de este proceso respecto del magmatismo cenozoico precedente, cuyo componente principal derivaría de la evolución de magmas ascendentes del manto. La modelación realizada del fraccionamiento isotópico de O en una reacción de este tipo indica que ésta puede producir fundidos con una signatura deprimida y en el rango composicional de las rocas de El Teniente. Los ~25 Ma de magmatismo que preceden la formación del yacimiento se consideran fundamentales en el enriquecimiento progresivo de la zona MASH bajo la CPW, convirtiéndola así en un reservorio fértil de donde extraer magmas potencialmente mineralizadores. En un área del margen continental bajo una misma evolución geológica, la fusión por deshidratación puede ocurrir a escala regional y explicar la generación simultánea de yacimientos a través de la CPW. Este proceso puede considerarse como clave en la generación de los depósitos gigantes de pórfido cuprífero, pero no exclusivo de la generación de los yacimientos este tipo.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Este trabajo describe, modela y analiza la ocurrencia de un deslizamiento en roca de un talud ubicado en el Cerro Catedral en el sector del cajón del Maipo, Chile. Además, analiza la factibilidad que el deslizamiento haya sido gatillado por un sismo cortical superficial. La metodología del trabajo contempla una campaña de terreno para obtener muestras que se ensayan en laboratorio e información estructural de la zona, una fase de reconstrucción geométrica para generar un modelo 2D acorde a la topografía del cerro y finalmente una fase de modelamiento numérico para analizar la estabilidad estática del talud y su respuesta dinámica, considerando registros sísmicos de terremotos superficiales. Los resultados evidencian que el talud es inestable estáticamente si la resistencia del plano de falla es puramente friccional y que requeriría la presencia de al menos un puente de roca para ser estable. Por otro lado, los análisis dinámicos muestran que los registros evaluados amplifican considerablemente en el talud con respecto a su base (por un factor mayor a 2) y que los registros que gatillan la remoción son compatibles con la actividad sísmica esperable para la zona de estudio. Además, los análisis muestran que los desplazamientos asociados a la remoción correlacionan mejor con la aceleración y velocidad máximas en el centro de masa y en la base del talud y que el umbral de aceleración que gatilla la remoción es altamente sensible a la resistencia a la tracción de la roca.