Cómo se ve un buen resultado: diseño y construcción para estabilización de talud de banco
Una inestabilidad a escala de múltiples bancos en la mina de mineral de hierro West Angelas de Rio Tinto bloqueó el acceso a mineral de alta ley ubicado debajo. El enfoque de diseño y construcción de Geovert utilizó construcción descendente mediante acceso por cuerda para instalar un sistema de malla anclada y estabilizar de forma segura el talud de banco.
En nuestra serie “Cómo se ve un buen resultado”, analizamos cómo se ve un buen resultado en los distintos tipos de trabajo que realizamos, desde estabilización de taludes en respuesta de emergencia y sostenimiento del terreno en minería, hasta mitigación de riesgos geológicos y mantenimiento de integridad de activos. Estos no son ejemplos de proyectos perfectos ejecutados en condiciones ideales. Son trabajos reales, donde las soluciones tuvieron que adaptarse a medida que cambiaban las condiciones, donde la colaboración definió los resultados y donde la experiencia técnica se encontró con restricciones prácticas.
Resumen
Una inestabilidad a escala de múltiples bancos en la mina de mineral de hierro West Angelas de Rio Tinto generó un problema conocido en las operaciones a cielo abierto: mineral de alta ley esterilizado debajo de terreno inestable. Las tronaduras o vibraciones de maquinaria pesada cerca de la zona de inestabilidad podían desencadenar movimientos adicionales, lo que representaba una preocupación tanto para la seguridad del personal que trabajaba en la mina como para la estabilidad a largo plazo de la pared del rajo. Rio Tinto comprendía los riesgos y recurrió a consultores externos para obtener orientación sobre soluciones prácticas que permitieran acceder al mineral de alta ley, asegurando al mismo tiempo la seguridad de todo el personal y la maquinaria que operaba en el área.
El problema
Tras un evento de inestabilidad en el talud de banco, una cantidad significativa de material fracturado quedó socavada y suspendida aproximadamente 150 m por encima del piso del rajo. La geología del área consistía principalmente en Formación de Hierro Bandeado (BIF), con la inestabilidad ocurriendo a lo largo de un plano de estratificación de lutita inclinado a aproximadamente 40 grados. Los trabajos de perforación y tronadura lograron reducir parte del material en voladizo; sin embargo, permaneció una capa de roca de 0,75 m que representaba un riesgo para el personal que trabajaba debajo.
Un desafío de acceso
Una de las principales restricciones del proyecto fue el acceso. Los equipos tradicionales desde el terreno no podían operar sobre un talud de banco empinado, y la construcción de una barrera contra caída de rocas a media ladera habría requerido que los trabajadores accedieran a un área ubicada bajo terreno inestable conocido. Rio Tinto, en colaboración con Geovert, determinó que la metodología más segura era la instalación descendente de sostenimiento del terreno mediante acceso por cuerda y equipos livianos de perforación. Este enfoque permitió que las cuadrillas trabajaran directamente sobre la cara del talud, minimizando la exposición al terreno inestable y evitando la necesidad de grandes movimientos de tierra o infraestructura pesada de acceso. Esto representó un hito importante para Rio Tinto, que anteriormente había prohibido los trabajos de acceso por cuerda en sitios de mineral de hierro.
La solución: malla de alta resistencia anclada
La solución seleccionada consistió en la instalación de un sistema de malla de alta resistencia pretensada y anclada, utilizando malla Geobrugg TECCO combinada con pernos de roca y placas de fijación especializadas. El objetivo del sistema era estabilizar activamente la roca superficial suelta y evitar que el material fallado cayera al rajo inferior.
Se instalaron aproximadamente 6.000 m² de malla de alta resistencia y 498 anclajes en toda el área afectada del talud. La malla se fijó mediante anclajes de barra roscada galvanizada de 25 mm, instalados con una separación aproximada de 3 m x 3 m. Cada anclaje fue instalado y tesado para asegurar que la malla permaneciera firmemente ajustada contra la cara del talud.
Se instaló refuerzo adicional cerca de la cresta, donde se consideró más probable la presencia de daño por tronadura y aflojamiento del macizo.
El diseño de estabilización se enfocó en controlar la inestabilidad superficial, en lugar de una falla global profunda del talud. El análisis de ingeniería evaluó múltiples mecanismos potenciales de falla, incluidos:
Deslizamiento de la capa superficial de roca
Punzonamiento de la malla
Desprendimiento local de bloques entre anclajes
Carga combinada de tracción y corte sobre los anclajes
El sistema fue diseñado para que las fuerzas generadas por la roca inestable se transfirieran a través de la malla y las placas de fijación hacia los pernos anclados y, finalmente, hacia terreno estable detrás de la zona de falla.
El sistema de malla de alta resistencia ofreció varias ventajas frente a enfoques más tradicionales de mitigación de caída de rocas. Era liviano, flexible, rápido de instalar y adecuado para terrenos de difícil acceso. También permitió que la cara del talud permaneciera visible para futuras actividades de inspección y monitoreo.
Gestión de construcción y seguridad
El aseguramiento de calidad fue una parte clave de la ejecución del proyecto. Se ensayaron muestras de lechada en un laboratorio acreditado por NATA para confirmar el cumplimiento de las resistencias a compresión especificadas.
Se seleccionaron anclajes a lo largo de toda la extensión del proyecto, con ensayos adicionales dirigidos a zonas de peores condiciones del terreno identificadas por los perforistas durante la instalación. Aproximadamente el 5% de todos los anclajes instalados fue sometido a ensayos de tracción al 120% de la carga de diseño para verificar su desempeño en condiciones reales de terreno.
También se instalaron sistemas de monitoreo, incluidos cables TDR, dentro del talud para permitir el monitoreo continuo de deformaciones.
La metodología descendente mediante acceso por cuerda redujo significativamente la exposición del personal al terreno inestable, al mismo tiempo que minimizó la interrupción de las actividades mineras en curso. El uso de equipos livianos especializados también redujo los requisitos de movilización y mejoró la eficiencia constructiva en un área de trabajo confinada.
Prueba en terreno
Después de la construcción ocurrieron varios eventos de caída de rocas, incluida la liberación de un gran bloque de aproximadamente 3,5 m de largo, 1,5 m de ancho y alrededor de 12 toneladas de peso. El sistema de malla anclada retuvo con éxito el material caído sin daños significativos en la malla ni en el sistema de anclajes.
Este desempeño en condiciones reales demostró que los supuestos de diseño y los cálculos de ingeniería reflejaban con precisión las condiciones reales del sitio.
La retención exitosa del bloque entregó una confirmación práctica de que el sistema de malla, anclajes y placas de fijación era capaz de gestionar las condiciones de carga previstas. De manera importante, el material retenido no impactó las operaciones mineras ubicadas debajo, y ningún trabajador ni equipo quedó expuesto a riesgos adicionales durante estos eventos.
Qué demuestra este proyecto
El proyecto demuestra cómo los sistemas diseñados de malla de alta resistencia pueden entregar una solución práctica para gestionar riesgos de inestabilidad en grandes operaciones mineras a cielo abierto. En lugar de intentar eliminar todos los peligros de caída de rocas, el proyecto se enfocó en controlar los riesgos lo suficiente como para permitir que las operaciones mineras continuaran de forma segura bajo el área afectada.
El proyecto también destaca la importancia de combinar diseño geotécnico con metodologías constructivas prácticas, y demostró cómo una malla de alta resistencia anclada puede ser una solución eficaz, económica y operacionalmente práctica para gestionar riesgos de caída de rocas en entornos complejos de minería a cielo abierto.