Geomecanica

LA GEOMECÁNICA EN LA PERFORACIÓN Y VOLADURA DE
ROCAS
Presentado en VIII Seminario Internacional de Explosivos - INDUMIL
noviembre de 2009, BOGOTÁ
Publicado con autorización del autor

ÁLVARO CORREA ARROYAVE
Ingeniero de minas y metalurgia
Doctor Ingeniero Mecánica de Rocas
Especialista en Técnicas Modernas de Voladura
Profesor Escuela de Ingenieros Militares
Profesor Universidad SantoTomás
Profesor Pensionado Universidad Nacional de Colombia
Gerente Técnico PERVOL S.A.

INTRODUCCIÓN
En el diseño de voladuras, las características físicas, químicas y mecánicas de las rocas,
(entre otras de sus propiedades) así como la estratigrafía y los rasgos estructurales del
macizo rocoso, juegan un papel importante pues determinan la geometría de la voladura,
el consumo específico yla regulación de los tiempos de retardo tanto en voladuras a cielo
abierto como subterráneas, pero también el consumo de aceros de perforación y las
molestias sobre la comunidad y el entorno. Así lo ha dejado muy explícito el Instituto
Tecnológico Geominero de España en su excelente obra Manual de Perforación y
Voladura de Rocas, en especial en sus capítulos 17 y 18 dedicados al estudio delas
rocas y de los macizos rocosos respectivamente.
Los elementos básicos de geología que tienen incidencia en la perforación y voladura son:
1) las características físicas y mecánicas de las rocas que conforman el macizo rocoso, 2)
la estratigrafía, esto es, la presencia de estratos menos resistentes, y eventualmente más
delgados, y presencia de cavidades y 3) los rasgos estructurales, estoes, la presencia de
planos de estratificación, diaclasas principales y secundarias, en lo que tiene que ver
fundamentalmente con sus actitudes.
Otro parámetro que debe tenerse en cuenta en un diseño racional, está obviamente,
asociado con los objetivos de la voladura; este otro actor puede conllevar a modificar los
diseños en virtud a favorecer la granulometría a lograr, así como a evitar ladilución del
material a remover.
El principio de una buena voladura se fundamenta en una buena supervisión al proceso
de perforación.

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1.- CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS DE LAS ROCAS
Los materiales que constituyen los macizos rocosos poseen ciertas características
ingenieriles función de su origen y de los procesos geológicos posteriores a los que han
podido estarsometidos. Es así como se tienen las rocas ígneas, sedimentarias y
metamórficas.
Rocas Ígneas
Las masas de roca ígnea homogénea son normalmente densas y la fragmentación
uniforme resultante de un procedimiento de voladura y una malla determinada, puede ser
menos problemática que la que se tendría en masas rocosas sedimentarias o
metamórficas. Los sistemas de diaclasa que existen normalmente,exhibiendo dirección e
inclinación con una orientación preferencial específica (diaclasas de enfriamiento)
influencian tanto la fragmentación como las condiciones de regularidad del frente y el
fracturamiento del macizo rocoso detrás de la última línea volada. En las rocas de origen
volcánico, también es frecuente encontrar un gran número de cavidades formadas
durante su enfriamiento.
RocasSedimentarias
Las rocas sedimentarias presentan una variación más amplia de problemas de voladura,
por ejemplo, las calizas inorgánicas de origen químico son más densas y usualmente algo
más frágiles que las orgánicas formadas a partir de conchas y esqueletos de organismos
vivos, más porosas y resilientes que las primeras; esto sugiere que para estos casos,
puede dar mejor resultado en lavoladura un agente de voladura de baja velocidad que
dilate la roca, que uno con una velocidad mayor. La consistencia del material cementante
en los aglomerados, areniscas y pizarras, influye notoriamente en la voladura y
fragmentación de estas rocas.
Rocas Metamórficas
El bandeamiento en una roca metamórfica tal como el gneiss, tiene una influencia
preponderante en la fragmentación. Las...