Análisis comparativo de modelos numéricos de elementos finitos en dos y tres dimensiones aplicado a estudios de distribución de presión de poro en minería

Abstract

La distribución de las presiones de poro en la pared del rajo minero es uno de los datos de entrada clave para los estudios de estabilidad geotécnica del rajo, lo que significa que está intrínsicamente relacionado con maximizar la recuperación del mineral y disminuir los costos operacionales a través del diseño de las paredes del rajo y de sistemas de drenaje artificial. En la actualidad es ampliamente utilizada la modelación numérica con un enfoque bidimensional para la obtención de la distribución de presión de poro en el tiempo, debido a los beneficios que entrega en cuanto a su fácil construcción de los modelos, tiempos de resolución bajos, facilidad de probar distintas alternativas de drenaje artificial, entre otros. No obstante, existe la inquietud si al considerar que los flujos no son estrictamente radiales se genera una diferencia significativa con los resultados obtenidos por medio de la modelación numérica con un enfoque bidimensional. En este trabajo de título, las comparaciones entre los resultados obtenidos por medio de enfoques tridimensional y bidimensional concluyeron que existen diferencias significativas generadas por la geometría semi radial del rajo, así como también por la conceptualización del efecto producido por un pozo de bombeo como método de drespresurización artificial. Estas diferencias se logran compensar a través de conductividades hidráulicas equivalentes y por medio de un procedimiento adaptado de representación del efecto de los pozos de bombeo sobre la sección bidimensional. Estas conclusiones entregan beneficios comerciales importantes a los consultores que hacen uso de modelos bidimensionales, reduciendo el tiempo involucrado en el proceso de calibración con la piezometría aledaña a la sección modelada, dismuniyendo la incerteza de los resultados, y de la posibilidad de obtener resultados más precisos de simulación de distribución de presión de poros en el tiempo utilizando modelos numéricos bidimensionales.