Consideraciones hidrogeológicas para el desarrollo de un sistema múltiple de sensores de presión de poros

Abstract

Una de las principales variables que necesitan ser manejadas apropiadamente en minas a cielo abierto es la presión de poro generada detrás de los taludes, ya que disminuye la resistencia al corte del suelo. El trabajo de diseño analítico y numérico para taludes ha utilizado tradicionalmente el nivel freático como entrada para los modelos geotécnicos, asumiendo implícitamente condiciones hidrostáticas en profundidad. Esta simplificación contrasta con la realidad del entorno minero, en especial en grandes minas a cielo abierto y en operaciones con programas activos de despresurización, en las que los gradientes hidráulicos verticales pueden llegar a ser importantes. En los últimos años se ha producido un avance importante en la consideración y comprensión de la hidrogeología en la mina; y cada vez es más frecuente la utilización de modelos hidrogeológicos para la obtención de las distribuciones de la presión de poro en profundidad. Sin embargo, estos modelos presentan una limitación fundamental como es la ausencia de datos suficientes para calibrarlos. Las medidas de presión de poros en la mina son en general escasas, dispersas y se limitan en el mejor de los casos, a tres o cuatro profundidades diferentes. Para hacer frente a la ausencia de datos, el proyecto Smart Open Pit Slope Management Project de CORFO entre CSIRO Chile y la U. de Chile contempla el desarrollo de una nueva herramienta de medición simultánea y en tiempo real del estado de la deformación y la presión de poros en profundidad con una densidad de muestreo hasta un orden de magnitud superior a los métodos convencionales. Disponer de datos reales de deformación y presión de poro representará una oportunidad única en términos de I+D en la comprensión del régimen de presiones hidráulicas que afectan a la estabilidad del talud de las minas y en la validación y el desarrollo de modelos geotécnicos acoplados. La integración del sensor de poros a la nueva herramienta plantea desafíos como son: asegurar que la medida es fiable, precisa, no se ve alterada por el método de instalación y proporciona información en un tiempo razonable. Todo ello sin perder de vista el contexto hidrogeológico de la variable a medir (presión de poro), sus posibles variaciones en profundidad y las dificultades que enfrenta su medición en un entorno de minería a rajo abierto en rocas de baja permeabilidad. La tesis para la obtención del magister se fundamenta en la identificación de los factores claves y las consideraciones a tener en cuenta en el desarrollo de la nueva herramienta, desde la selección e integración de los elementos y su método de instalación en sondaje, hasta una propuesta de infraestructura para llevar a cabo la instalación y las pruebas a realizar previas a su instalación en terreno.