Determina los valores de la permeabilidad mediante ensayos hidráulicos in situ tipo Lugeon y Lefranc en el eje de las presas y el portal de entrada al túnel de derivación y el eje del conducto forzado de las centrales hidroeléctricas Limacpunco, Ttio y Capiri del Complejo Hidroeléctrico Araza ubicado en la cuenca del Río Araza. Realiza la interpretación de los gráficos de Presión Efectiva (PEF) vs Q (l/min/m), para determinar los valores de permeabilidad en el portal de entrada del túnel derivación de las tres centrales hidroeléctricas. / Tesis

El documento digital no refiere asesor / Determina el comportamiento de la mineralización del oro en rocas pertenecientes al Batolito de la costa, superunidad Santa Rosa, Chosica-Lima. La zona de estudio abarcó todo el distrito de Lurigancho-Chosica y de lo mapeado se deduce que más del 70% de rocas pertenecen a la Superunidad Santa Rosa de edad Cretácico superior (75-90 ma), diferenciándose la Superunidad Santa Rosa oscuro compuesto de dioritas-tonalitas y la Superunidad Santa Rosa claro de tonalitasgranodioritas. Las fracturas tienen un patrón general de dirección andina (NO-SE), donde la mineralización de oro y cobre se ha depositado La mineralización se concentra en dos zonas; la primera La Cantuta-9 de Octubre; que es más aurífera que cuprífera y la otra San AntonioCarossio; que es más cuprífera que aurífera. Esta mineralización se presenta en vetas de cuarzo-óxidos. Existe minería informal en el sector La Cantuta-9 de Octubre, que explota oro en óxidos, realizando socavones y procesando el mineral en la quebrada de California en quimbaletes. Los trabajos de campo abarcaron todo el distrito de Lurigancho-Chosica, llevando a cabo un mapeo geológico que contempló la toma de datos de las estructuras mineralizadas. Se describieron los tipos de rocas del área, recolectando muestras de mano y seleccionando algunas para un estudio petrográfico, la evaluación de las alteraciones hidrotermales fue muy importante para determinar si estas se hallan focalizadas a las estructuras o si es un comportamiento regional. Se dio énfasis a la mineralización y sus asociaciones, que nos sirvió para la recolección de muestras que posteriormente fueron seleccionadas, para un estudio mineragráfico. El estudio nos sirvió para determinar el comportamiento del oro en las estructuras mineralizadas de la superunidad Santa Rosa; sector Chosica, que se halla a nivel submicroscópico y para ubicar dichas estructuras en un modelo de depósito (Depósito hidrotermal asociado a intrusivos). El análisis químico de las muestras arroja un alto contenido de oro por zonas, siendo la más alentadora la zona de La Cantuta - 9 de Octubre. / Tesis

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo de esta memoria es evaluar los resultados de una prueba de terreno que se desarrolló en la mina El Teniente, sobre la aplicación de pernos Swellex como elemento de soporte. Se comparan estos resultados con el perno rosca lechado que actualmente se usa en fortificación de desarrollos de mina El Teniente. La prueba consistió en la instalación de 2.000 pernos Swellex en las galerías del nivel de hundimiento de Teniente 4 Sur. Los pernos Swellex se instalaron en condiciones similares a los pernos rosca lechado, con que se fortifican las galerías. La evaluación de la prueba fue hecha en base a los aspectos siguientes: operacionales, económicos, experimentales y teóricos. Se determinaron rendimientos y costos de instalación de los pernos Swellex y rosca lechado para comparar ambos elementos de soporte. Además, se realizaron ensayos en laboratorio y terreno para comprobar y conocer las características principales de estos elementos de soporte. Por último, se hizo una modelación y simulación de la excavación apernada con el objetivo de evaluar el efecto del perno Swellex como refuerzo inmediato al momento de instalarse. El rendimiento de instalación de los pernos Swellex fue mejor que el de los pernos rosca. Con respecto al costo de instalación del perno Swellex, este resultó mayor que el del perno rosca, debido al mayor precio de este elemento de soporte. El ensayo de tracción comprobó que las capacidades de anclajes de los pernos Swellex son del orden de 11 a 12 toneladas y la de los pernos rosca lechado son de 15 a 20 toneladas. La simulación confirmó el efecto de refuerzo inmediato del perno Swellex una vez instalado. Se concluye que el uso del perno Swellex es una buena alternativa, debido a su buen rendimiento de instalación que disminuye la exposición al riesgo de las personas y equipos y a que su capacidad de refuerzo inmediato, una vez instalado, permite el acceso inmediato a las galerías o lugares de trabajo. Su principal limitación es su costo de adquisición.

El presente estudio trata sobre la interpretación y análisis de la Reflectometría Óptica Brillouin de Dominio Temporal (BOTDR) en su aplicación a pernos de anclaje en túneles. Su motivación surge de la búsqueda de perfeccionamiento o mayor eficacia en el monitoreo de sistemas de soporte en túneles, respecto a los métodos existentes en la actualidad. La tecnología BOTDR emplea fibra óptica para monitorear deformaciones con ventajas sobre métodos tradicionales, al permitir incluir extensos tramos con inmunidad a influencias electromagnéticas. La teoría establece que existen cambios en la frecuencia de la luz que pasa a través de la fibra óptica cuando ella se deforma, y que tales cambios están directamente relacionados con las deformaciones axiales que determina automáticamente el sistema analizador BOTDR. Éste sistema permite obtener las curvas de espectro de frecuencia, de donde se deduce la frecuencia característica asociada al máximo nivel de potencia. Para la aplicación en pernos de anclaje, ha sido necesario observar el procedimiento que usa el sistema deteniéndose en la curvas de espectro, y utilizar varias alternativas para la obtención de parámetros correlacionándolos con las mediciones de deformaciones unitarias a través de strain gages. Existe una importante restricción en la resolución espacial, ya que el sistema BOTDR sólo permite obtener las deformaciones unitarias axiales promedio en la fibra óptica en tramos de un metro de longitud. Su aplicación directa en pernos de anclaje es por tanto cuestionada, en particular debido a la gran variación de la deformación tanto en el tiempo, como en la posición a lo largo del perno. La alternativa que este estudio recomienda utilizar, consiste en modificar la curva del espectro de frecuencias aplicando una determinada función potencia, calcular luego su frecuencia promedio obtenida como centro de gravedad del área de esta curva y asociar esta frecuencia promedio con la deformación de la fibra. Las confirmaciones experimentales permiten trabajar con tramos de hasta aproximadamente 50 cm de longitud. Se entregan recomendaciones para la aplicación práctica de la fibra óptica en pernos de anclaje y su instrumentación en túneles utilizando un monitoreo central a través de una misma fibra óptica que permita obtener las deformaciones en un conjunto de pernos. Asimismo, se entregan recomendaciones para la continuidad de esta investigación.

Se ha realizado un estudio de proveniencia sedimentaria de las rocas del Grupo Península Trinidad (GPT), que aflora en el norte de la Península Antártica. Este grupo es una sucesión metasedimentaria que está dominada por areniscas y lutitas, pero también incluye algunos conglomerados. Ha sido interpretado como un depósito de turbiditas en el margen paleo-Pacífico de Gondwana, en el Paleozoico superior- Mesozoico inferior. El conocimiento de las características de su fuente y también el régimen tectónico en el cual ocurrió el depósito permite realizar correlaciones entre posibles fuentes y también con otros complejos sedimentarios. El estudio petrográfico y de la catodoluminiscencia de cuarzos detríticos en areniscas del GPT indican que los sedimentos que forman estas rocas provienen de un arco disectado, cuyas raíces fueron erosionadas, dejando expuestas rocas plutónicas de grano grueso y también metamórficas. En este contexto, las diferencias petrográficas entre las diversas localidades muestreadas, corresponden a distintas petrofacies producidas por la erosión de la misma fuente. Por otra parte, las características geoquímicas de las areniscas y lutitas también sugieren que ellas se habrían originado a partir de una fuente común, que sería ígnea de composición intermedia a ácida. De acuerdo con la textura y química de las rocas, el depósito habría ocurrido en un margen continental activo. Cuatro nuevas determinaciones de espectros de edades U-Pb en circones detríticos de areniscas del GPT permitieron conocer la edad de la fuente y también la edad máxima de depósito. Los patrones de edades muestran que la fuente principal es pérmica, de ca. 260 a 285 Ma, sin embargo, también hay una gran población ordovícica, sobre todo en la muestra de cabo Legoupil. La familia de circones más jóvenes indica la edad máxima de depósito, la cual está en el límite Pérmico-Triásico. Estos resultados son muy similares a los publicados para otras sucesiones del margen de Gondwana, especialmente para el Complejo Duque de York (CDY), que aflora en Patagonia, del cual también se presentó una datación en este trabajo, específicamente de la isla Desolación, parte más sureña del CDY y que tiene los mismos resultados que el GPT. Un caso especial son los conglomerados que afloran en la Península View Point. Los clastos más grandes y más comunes representan fuentes proximales que corresponden a intrusivos calcoalcalinos, típicos de arcos magmáticos asociados a regímenes convergentes, sin embargo, es probable que estos clastos deriven de depósitos más antiguos. Estudios recientes sostienen que los conglomerados se depositaron en el límite Carbonífero-Pérmico y que por lo tanto, son la parte más antigua del GPT. Su fuente se ubicaría posiblemente en el bloque de las Montañas Ellsworth-Whitmore, en la Antártica del oeste. El GPT presenta muchas similitudes petrográficas, geoquímicas, isotópicas y geocronológicas con otras sucesiones que se depositaron en el margen paleo-Pacífico de Gondwana, especialmente con el CDY, sugiriendo un depósito y fuente común para ambos. Rocas con las características descritas apropiadas para ser potenciales fuentes del GPT y CDY afloran en el Macizo Nordpatagónico, en Patagonia, y también en Marie Byrd Land, en la Antártica. Sin embargo, no se descarta que la fuente esté ubicada en Tierra del Fuego y parte de la Península Antártica, pero en la actualidad ésta se encuentre cubierta por depósitos más jóvenes.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / Uno de los problemas más importantes de la minería es la estimación de la estabilidad estructural de la mina, a lo largo de su vida útil. Para estimar la estabilidad estructural, se requiere conocer el campo de esfuerzos, y considerar un criterio de falla del material rocoso. El campo de esfuerzo depende de la geometría del macizo rocoso y de su evolución. El criterio de falla depende de conocer en detalle la composición y comportamiento del macizo rocoso. Una gran dificultad de los métodos de explotación subterránea basados en el Caving es que no se conoce la geometría ni las fases del material con la precisión deseada. Tampoco se conoce la evolución desde material competente a material extraído. De esta manera, no se pueden estimar los esfuerzos ni establecer la estabilidad de la mina, con la precisión deseada. Para estimar la geometría y las fases del material, se desarrolló e implementó un modelo dinámico 3D, de elementos discretos. En un comienzo, estos elementos discretos, están unidos por resortes representando la roca competente. Estos resortes se pueden romper como efecto de cargas superiores a su límite de ruptura, tal cual lo establece el criterio de falla de Mohr-Coulomb. De esta manera, los elementos unidos por los resortes representan la roca en estado competente, y los elementos que cuentan con suficientes resortes rotos, representan el material conminuído que se extrae por las bateas. Esta cantidad de material esta determinado por la información de extracción. La información de extracción es una fuente de información abundante y valorada. Dado que se cuenta con la cantidad de material extaído por cada batea y parámetros de roca se puede modelar el comportamiento del material en función de extracción. Conocido este comportamiento, se puede estimar la geometría de la mina. Los resultados obtenidos muestran la evolución de la cavidad, Cave Back, al interior de un macizo rocoso explotado por el método de Block Caving.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Los depósitos de sínter silíceo son rocas formadas por la evaporación y enfriamiento de aguas termales alcalinas cloruradas, de pH cercano a neutro y ricas en sílice disuelta. Las texturas y morfología que muestran estos depósitos están fuertemente influenciadas por las condiciones ambientales de formación, y por las características hidrodinámicas del agua termal. La ocurrencia en superficie de depósitos sínter revela la existencia de sistemas hidrotermales de alta temperatura en profundidad, y, por lo tanto, su estudio se relaciona a la exploración geotérmica y mineral. A pesar de que actualmente existen numerosos proyectos de exploración en la Zona Volcánica Central de Los Andes, poco se han estudiado las características particulares de los depósitos de sínter que se han formado en este ambiente. El campo geotermal El Tatio, que se ubica en el Altiplano del norte de Chile a gran elevación, se caracteriza por presentar condiciones climáticas extremas (gran oscilación térmica y alta tasa de evaporación) y una geoquímica de aguas termales particular (alta concentración de sílice disuelta, arsénico y boro). Estas características hacen que El Tatio sea un lugar ideal para estudiar la influencia de las condiciones ambientales y la geoquímica de aguas termales sobre las características de los sínteres silíceos. En el presente estudio se presentan análisis de laboratorio (ICP-OES, ICP-MS, SEM and DRX) y mediciones en terreno, las características mineralógicas, químicas y texturales de los depósitos de sínter silíceo de El Tatio, y las características hidrodinámicas de las aguas termales a partir de las cuales ellos se forman. Adicionalmente, se desarrolla un experimento in situ para estimar la tasa de precipitación de sílice en El Tatio. Los sínteres silíceos de El Tatio están formados por micro- y nano-esferas de ópalo-A, y presentan un alto grado de desorden estructural, evidenciado por altos valores de FWHM (7.8-12.5 °2Ɵ), que se atribuye a la incorporación de cationes como Ca2+ y Na+ en su estructura. Otras fases cristalinas, como la halita y el yeso, también son comunes en El Tatio. Minerales de calcio y arsénico, como la cahnita, ocurren como relleno de cavidades y formando laminaciones continuas dentro del sínter. La ocurrencia de estas fases minerales se debe a la alta concentración de elementos como boro, arsénico y calcio en las aguas termales, y su formación se relaciona con el proceso de formación de los sínteres silíceos a través de procesos de evaporación total. Los depósitos de sínter de El Tatio se caracterizan también por presentar texturas asociadas a temperaturas bajo cero, y relacionadas a las condiciones hidrodinámicas y a la temperatura del flujo de agua termal. Estas características contrastan con las de los sínteres formados a baja elevación, lo que resalta la importancia de comprender el origen de la mineralogía y texturas particulares de los sínteres formados a alta elevación para poder utilizarlos exitosamente como herramienta de exploración. El estudio integrativo de los sínteres formados en campos geotermales activos del norte de Chile, que incluya tanto la caracterización mineralógica y textural de los depósitos, como la caracterización de las aguas termales y la estimación de tasas de precipitación de sílice, proporciona nuevos conocimientos acerca de los procesos que influyen en la formación de los depósitos de sínter silíceo en el contexto andino.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Geotécnica / Ingeniera Civil / Debido al crecimiento de proyectos mineros de tipo subterráneo en Chile y el mundo, surge la necesidad de mejorar las metodologías de diseño geotécnico relacionadas a estos proyectos, específicamente asociadas al diseño de pilares, el cual no ha sido estudiado en profundidad, pero que es fundamental para el éxito de un proyecto minero. Así, el siguiente estudio consiste en realizar un análisis numérico orientado a determinar curvas de estabilidad de pilares. Esto permite mejorar la actual estimación de estabilidad de pilares, la que tradicionalmente se realiza mediante fórmulas empíricas desarrolladas con una base de datos acotada a sitios específicos, por lo que quedan limitadas según el tipo de roca, dimensiones de pilar, estado tensional y otras características individuales de la mina estudiada. Para estos efectos, se propone un criterio de falla para macizos rocosos, basado en el modelo de Mann y Müller para albañilería, dadas las similitudes entre ambos materiales. Este criterio de falla permite incorporar todos los mecanismos de falla que podrían afectar al macizo, lo que actualmente no ha sido considerado por otro modelo constitutivo. Este modelo considera explícitamente las propiedades de resistencia al corte de las discontinuidades presentes en el macizo rocoso y la resistencia a la compresión no confinada de la roca intacta. Así, una vez obtenida la envolvente de falla para macizos rocosos, se realiza un modelamiento numérico en el programa de diferencias finitas FLAC 2D de pilares tipo muro , de manera de resolver un problema bidimensional y obtener las curvas de estabilidad de estos pilares. Posteriormente, mediante el uso de factores de reducción (Esterhuizen, et al., 2011), se agrega el efecto de orientación y frecuencia de las discontinuidades en los resultados de resistencia de pilares, lo que se traduce en una reducción de la resistencia y de las curvas de estabilidad. Con el fin de validar estas curvas se comparan con las de Lunder y Pakalnis (1997), por ser una de las más utilizadas actualmente, obteniéndose resultados aceptables. Finalmente, los resultados entregados por la modelación numérica son consistentes cualitativamente con lo que se ha observado en la literatura, ya que: 1.- Al disminuir uno (o ambos) parámetros de resistencia al corte de las discontinuidades, la resistencia de los pilares también disminuye. 2.- Los pilares esbeltos presentan una falla tipo progresiva o de slabbing axial , pudiendo atravesar el eje central del pilar, mientras que pilares de geometrías más gruesas (mayor ancho) presentan slabbing axial progresivo , pero sin penetrar el eje central, esto se debe principalmente al confinamiento en el núcleo de pilares gruesos (Dirige & A. Archibald, 2006). 3.- Al aumentar el tamaño del pilar (para W_p/H_p constante) o al aumentar la esbeltez (para un mismo ancho de pilar), la resistencia disminuye, esto se conoce como efecto tamaño y efecto forma, respectivamente (Hudson, et al., 1972).

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Los sistemas de fortificación tienen como objetivo resistir las solicitaciones estáticas y dinámicas propias del proceso de extracción minera, las cuales poseen altas dosis de energía involucrada, energía que debe ser absorbida por los elementos de fortificación, permitiendo su deformación y evitando a la vez que ocurran fallas en ellos. Esto corresponde a la capacidad de absorción de energía. Los pernos helicoidales de anclaje, en su estado natural son capaces de almacenar energía, debido a su capacidad de deformación pero al momento de ser instalados en minería, estos pernos son lechados a columna completa quedando un sistema rígido, con menor capacidad de deformación, lo cual los hace fallar frágilmente frente a una solicitación dinámica. De aquí nace la idea de entregarle al perno capacidad de absorber energía, aislando una parte de su longitud de la lechada, mediante una funda de PVC, es decir dejando una longitud libre mayor a la actual. El trabajo de título realizado tuvo como objetivo general estudiar el efecto de la longitud libre en la capacidad de absorción de energía en pernos helicoidales. El estudio constó de dos partes principales, un estudio analítico del efecto de la variación de la longitud libre, lo que posteriormente fue estudiado junto con todas las variables que participan en el balance energético de un sistema de fortificación minero. Teóricamente y a partir de los ensayos y resultados estudiados en la literatura, se deduce que el efecto de aumentar la longitud libre en sistemas de fortificación, genera un aumento en la capacidad de absorción de energía de los elementos, siendo el aumento para el caso estático mayor que el para el caso dinámico. Paralelamente se realizó la segunda parte del trabajo, la cual consistió en generar y realizar una prueba de terreno con su respectiva instalación de instrumentación geomecánica (3 celdas de carga y 3 Rockbolt Stressmeter). El estudio práctico concluyó que los valores de carga para pernos enfundados son bastante constantes en el tiempo, varían entre 0,6 [tonf] y 0,85 [tonf].esta variación se debe al efecto de la precisión de la celda de carga. Por lo tanto, la carga medida en terreno corresponde al apriete dado por el sistema de anclaje externo, en cambio los rockbolt stressmeter entregaron valores esperados de carga bajo las condiciones que estaba midiendo. Los valores de carga máxima fueron 7 [tonf]. Las deformaciones durante el período de monitoreo, fueron crecientes linealmente, lo que implica que los pernos completamente lechados estaban trabajando en el rango lineal de su comportamiento.

El principal objetivo de este trabajo de título es el estudio de los esfuerzos en roca hundida a través de la utilización de un software 2D UDEC (Universal Distinct Element Code) basado en el método de los elementos discretos. Esto involucra la simulación de los experimentos realizados en un modelo físico de block caving a escala y el estudio de la influencia de propiedades mecánicas (granulometría, forma y ángulo de fricción) y parámetros de diseño (ancho de punto de extracción y porcentaje de extracción) en los esfuerzos verticales obtenidos numéricamente. En este estudio se analizaron los resultados experimentales obtenidos de un modelo físico de flujo gravitacional (Castro, 2006) y se escogió parte de ellos para realizar la comparación con los resultados de las simulaciones. Así fue como se estableció una metodología para desarrollar los modelos en UDEC en cuatro etapas: i) modelos de prueba (a fin de establecer los parámetros más adecuados), ii) modelos sin extracción (para determinar el más representativo), iii) modelos con extracción aislada (con el objeto de estudiar la influencia del ancho del punto de extracción y el ángulo de fricción del material sobre los esfuerzos verticales) y iv) un modelo con extracción múltiple (para analizar la influencia del porcentaje de extracción de los esfuerzos en la base). Para todos ellos se definió la geometría, propiedades mecánicas, ley de comportamiento, condiciones de borde, condiciones iniciales y propiedades a evaluar. Con la realización de los modelos de prueba, se determinó que el tamaño medio de las partículas de grava del modelo se estableciera en el rango entre 12 cm y 20 cm, dado que no fue posible utilizar menores tamaños. De la modelación sin extracción se obtuvo que la granulometría media correspondiente a 16 cm (modelo 16cm_fill) fue la más representativa de los esfuerzos verticales medidos experimentalmente, con un error relativo medio de 28% y una desviación estándar de 14%. Por otra parte, en la modelación sin extracción se observó que el esfuerzo vertical podía aumentar o disminuir a medida que aumentaba el ancho del punto de extracción y no se produjo variación del esfuerzo sobre la base al cambiar el ángulo de fricción. Así mismo, a partir del modelo de extracción múltiple se obtuvo que el esfuerzo vertical sobre el centro de la base del modelo aumentó a una tasa constante hasta llegar a un máximo de seis veces el valor inicial. Se establece que la modelación en UDEC presentada en este trabajo permite replicar de manera aceptable los esfuerzos verticales medidos en el modelo físico de flujo gravitacional, observándose formación de arcos estables e inestables y concentración local de esfuerzos. Así mismo, se observa que la forma y granulometría de las partículas desempeña un papel relevante en la distribución de esfuerzos y el flujo desarrollado en las etapas de extracción. La mayor barrera de la modelación correspondió a la imposibilidad de alcanzar la granulometría media del material granular usado en el experimento (del orden de un centímetro), dada la cantidad de partículas que se requieren generar, lo que instaura un desafío al desarrollo futuro del software.