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APLICACIONES DEL ENSAYO DE TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA A PROBLEMAS DE LA INGENIERÍA GEOTÉCNICA EN LA MINERÍA

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APLICACIONES DEL ENSAYO DE TOMOGRAFÍA

ELÉCTRICA A PROBLEMAS DE LA INGENIERÍA

GEOTÉCNICA EN LA MINERÍA

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¿Quienes somos?

En Anddes nos especializamos en brindar servicios

de asesoría y consultoría para el desarrollo y

supervisión de proyectos ambientales,

electromecánicos, civiles y de construcción

principalmente para la industria minera y energética.

Orientamos nuestros esfuerzos en la búsqueda de

la satisfacción de las expectativas de nuestros

clientes mediante soluciones prácticas, eficientes,

con precios competitivos, altos estándares de

calidad e innovación.

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Nuestra historiaIniciamos nuestras operaciones en el Perú en abril de 2011 bajo el liderazgo de

profesionales con muchos años de experiencia en el desarrollo de proyectos para

la industria minera en el Perú y en otros países de la región como Chile,

Argentina, Brasil, México, Colombia y Bolivia.

En abril de 2013 constituimos Anddes Brasil Engenharia Ltda. en Belo Horizonte,

como soporte para el desarrollo de los proyectos en Brasil.

En octubre de 2013 constituimos Anddes Argentina SA en Mendoza, conformada

por profesionales con participación en el diseño de ingeniería y en aspectos

ambientales de los proyectos mineros más importantes de Argentina.

En septiembre de 2015 constituimos Anddes Chile SA en Santiago de Chile, con

la finalidad de participar en uno de los mercados mineros más importantes de la

región.

Nuestra experiencia como empresa y la de nuestro personal incluye la

participación en el desarrollo de importantes proyectos y operaciones para el

rubro minero y energético de la región.

Actualmente contamos, en Sudamérica con más de 350 colaboradores entre

ingenieros, técnicos, personal de campo y personal administrativo, habiendo

experimentado un rápido pero sostenido crecimiento desde el inicio de nuestras

operaciones.

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1. Introducción

2. Estado del Arte

3. Metodología

4. Resolución Geofísica

5. Aplicaciones en la Ingeniería Geotécnica

6. Casos de Estudio

7. Conclusiones

8. Recomendaciones

Contenido

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1. INTRODUCCIÓN

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¿QUÉ ES LA TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA?

Es un método de exploración geofísica que permite realizar diagnósticos del subsuelo mediante variaciones de la

resistividad eléctrica tanto lateralmente como en profundidad, a través de imágenes 2D y 3D.

Cortesía: Advanced Geoscience

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RESISTIVIDAD ELÉCTRICA

LEY DE OHM

𝜌 = 𝑘∆𝑉

𝐼Ω.m

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RESISTIVIDAD ELÉCTRICA

Grafico de valores típicos de resistividades de diferentes rocas, minerales (Orellana, 1982)

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2. ESTADO DEL ARTE

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¿CÓMO SE MIDE LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA?

Representación grafica de mediciones de resistividad eléctrica 1D (SEV).

Perfil geoeléctrico 1D.

PROFUNDIDAD DE INVESTIGACIÓN : z =𝐿

3

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EVOLUCIÓN DE LA TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA

ANTES AHORA

1D 2D 3D

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3. METODOLOGÍA

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3.1 ADQUISICIÓN DE DATOS EN CAMPO

FUENTE: ADVANCED GEOSCIENCES

FUENTE: IRIS INSTRUMENTS

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3.2 PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN

PERFIL DE RESISTIVIDAD APARENTE

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3.2 PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN

PERFIL DE RESISTIVIDAD APARENTEPERFIL DE RESISTIVIDAD ELÉCTRICA PROCESADO

Bofedal

Roca

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3.2 PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN

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4. RESOLUCIÓN GEOFÍSICA

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4. RESOLUCIÓN GEOFÍSICA

FUENTE: JASON DEXTER

Fuente: P. Pérez Cutillas

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5. APLICACIONES EN LA INGENIERÍA GEOTÉCNICA

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APLICACIONES EN LA INGENIERÍA GEOTÉCNICA

Identificación de saturación en presa de relave.

Detección de cavidades.

Modelamiento de bofedales.

Determinación del contacto suelo - roca.

Evaluación de zonas de deslizamientos.

Detección de fugas en presas de relave.

Estimación del nivel freático.

Exploración de acuíferos.

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6. CASOS DE ESTUDIO

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6.1 Detección de zonas saturadas en depósito de relave

FUENTE: JASON DEXTER

Evidencias de filtraciones aparentes en el talud de la presa de relave

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Modelo tridimensional de resistividades en el dique de la presa de relave

Roca: CalizaSuelo: Depósito morrénico.

Distancia (m)

Sección 2D de resistividad eléctrica

6.1 Detección de zonas saturadas en depósito de relave

Objetivo: Detectar zonas húmedas, saturadas.Ensayo geofísico: Tomografía eléctrica.Arreglo electródico: Dipolo – dipolo.Profundidad de exploración: 35 m.Resistividad anómala: 10 - 200 ohm.m.Separación entre electrodos: 10 m.

Ele

va

ció

n

(msn

m)

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6.2 Detección de cavidades

Área de estudio Túnel existente

L-01

L-02

Roca: Caliza

Suelo: Orgánico.

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6.2 Detección de cavidades

Objetivo: Identificar zonas kársticas.

Ensayo geofísico: Tomografía eléctrica.

Arreglo electródico: Dipolo – dipolo.

Profundidad de exploración: 15 m.

Resistividad anómala: > 10000 ohm.m.

Separación entre electrodos: 5 m.

SECCIÓN L-01

SECCIÓN L-02

POSIBLE EJE DE TÚNEL

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6.3 Caracterización de bofedales

Ele

vaci

ón

(m

snm

)

Distancia (m)

Perfil de resistividades en correlación con perforaciones

Distribución de las líneas geofísicas sobre la superficie del Bofedal

Objetivo: Estimar el espesor del Bofedal.

Ensayo geofísico: Tomografía eléctrica.

Arreglo electródico: Polo – dipolo.

Profundidad de exploración: 80 m.

Resistividad anómala: > 20 - 200 ohm.m.

Separación entre electrodos: 10 y 20 m.

BOFEDAL

ROCA INTRUSIVA

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6.3 Caracterización de bofedales - Modelo tridimensional del bofedal correlacionado con perforaciones y secciones de resistividad

20 m

80 m

20 m

20 m

0 m

11 m

80 m

10 m

20 m

20 m

0 m

80 m

Bofedal

Roca intrusiva

Roca intrusiva

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6.4 Diagnostico de deslizamientos

Área del deslizamiento

Objetivo: Identificar zonas saturadas.

Ensayo geofísico: Tomografía eléctrica.

Arreglo electródico: Polo - dipolo.

Profundidad de exploración: 20 m.

Resistividad anómala: < 30 ohm.m.

Separación entre electrodos: 5 m.

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Área del deslizamiento

LEYENDA

ARCILLAS

GRAVAS

CALIZAS Y

LIMOLITAS

6.4 Diagnostico de deslizamientos

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7. CONCLUSIONES

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7.0 CONCLUSIONES

Los ensayos geofísicos con un alto estándar de calidad son una buena herramienta para

identificar causas y magnitud de las condiciones geotécnicas de campo cuando se correlaciona y

valida con información proporcionada por ensayos directos.

El ensayo de tomografía eléctrica puede dar muy buenos resultados en pendientes abruptas bajo

ciertas condiciones:

Disponer de un levantamiento topográfico a detalle.

Instrumentación adecuada.

Diseño correcto de las líneas geofísicas.

La integración entre los perfiles de tomografía eléctrica y los ensayos directos a través de un

modelo geofísico es una buena herramienta de interpretación porque ayuda a visualizar

espacialmente las características principales de las estructuras del subsuelo.

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7.0 CONCLUSIONES

El ensayo de tomografía eléctrica es una muy buena herramienta para realizar diagnósticos de

las condiciones geotécnicas que se presentan en las instalaciones mineras de tal manera que se

pueda tomar decisiones rápidas y efectivas, y no solo en la etapa de construcción, sino también

en la etapa de post construcción y cierre de mina.

Los ensayos geofísicos no alteran el medio ambiente, es una tecnología limpia que evita

conflictos sociales.

La tomografía eléctrica reduce costos y tiempo en la investigación del subsuelo en los proyectos

mineros.

Los arreglos electrodicos dipolo - dipolo y polo - dipolo dieron los mejores resultados por definir

con gran detalle los objetivos explorados.

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8. RECOMENDACIONES

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8. RECOMENDACIONES

Los ensayos de tomografía eléctrica siempre deben ser validados por ensayos directos como

parte de un estudio geológico-geotécnico.

Se recomienda utilizar instrumentos geofísicos de alta sensibilidad debido a que en nuestro

país el 80% de los materiales presentes en las unidades mineras son muy complejos y requieren

equipos de alta tecnología.

Una buena practica en la ingeniería geotécnica es realizar mas de un tipo de ensayo geofísico

para aumentar el grado de confiabilidad de estos ensayos a través de la correlación de datos.

En toda campaña de adquisición de los ensayos geoeléctricos se recomienda llevar un control de

algunos parámetros geofísicos que todo equipo geoeléctrico debe tener, como son el voltaje

primario, la resistencia de contacto entre electrodos y el error del voltaje primario. Parámetros

básicos que aseguran la calidad de un buen dato geofísico.

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Agradecimientos:

Al área de Geofísica de Anddes por su apoyo en la elaboración del

presente trabajo, integrado por:

• Arturo Ortiz

• Diana Casas

• Edwin Jihuaña

• Francisco Quispe

• Pepe Aynaya

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