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INVESTIGACIÓN
SAN MARCOS
al día
3
Determinación de la capacidad de anclaje de pernos
de roca
El profesor Emiliano Mauro
Giraldo Paredez, con la colaboración
de 16 estudiantes de diversos ciclos
de estudios de la citada Escuela
sanmarquina, viene desarrollando un
trabajo de investigación que mezcla la
innovación, el ingenio y dedicación en
el marco de la línea de investigación
sobre sostenimiento de rocas en
excavaciones subterráneas.
Se trata de un proyecto de
investigación Con/Con (con incentivo
a la investigación y al investigador),
y al mismo tiempo, es una parte del
trabajo de investigación para la tesis
doctoral del magíster Giraldo Paredez,
quien explica que el objetivo de este
trabajo es determinar el diámetro
óptimo de taladros donde se deben
instalar los pernos de roca en una
excavación, a fin de garantizar un
sostenimiento eficiente.
En este estudio que no tiene
precedentes, tanto por la variedad
de pernos que se viene ensayando
como por la cantidad de pruebas, que
bordean las 400, se vienen estudiando
los pernos de roca de mayor
aplicación como son los Hydrabolt,
X-Pandabolt, Split Set y las Barras
Helicoidales con los materiales de
acoplamiento: cartuchos de resina,
cartuchos de cementicio, lechada de
cemento y la combinación de resina
con cementicio, instalados en tubos
simuladores de taladros de 33, 36, 38
y 40 mm de diámetro interior.
Por cada tipo de perno y diámetro
se ensayan cuatro tamaños de 1, 2, 3 y
4 pies de longitud efectiva de anclaje
(
bondlength
)yporcadacombinaciónde
perno, diámetro y longitud se ensayan
tres o cuatro muestras para garantizar
un alto grado de confiabilidad, explica
el docente sanmarquino, quien además
destaca que, con este método y la
infraestructura diseñada y construida,
se pueden determinar la capacidad de
anclaje de cualquier tipo de perno de
roca, sin necesidad de desplazarse a
una excavación subterránea.
La aplicación práctica de este
trabajo viene a ser el adecuado y
oportuno sostenimiento de macizos
rocosos en excavaciones para evitar
los desprendimientos y derrumbes,
siguiendo las recomendaciones del
Departamento
de
Geomecánica,
área encargada de analizar la calidad
del macizo rocoso (clase de roca) y
determinar el tipo de sostenimiento
y su dimensionamiento. Dentro
de ello, los pernos de roca son los
elementos de sostenimiento de mayor
aplicación tanto en la minería como en
construcción civil.
Desde hace más de cuatro años, en la Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas (EAPIM) se viene desarrollando una investigación que busca contribuir
al sostenimiento de excavaciones subterráneas, seleccionando y dimensionando los pernos de roca más apropiados que garanticen la seguridad para el personal y
maquinaria; así como la reducción de la contaminación ambiental que ocasionan los desprendimientos de rocas.
Investigación sanmarquina en Ingeniería de Minas
Según explicó el investigador, previo
al estudio que se viene desarrollando
desde el 2013 en la EAPIM, el año 2011
se hicieron estudios de capacidad de
anclaje de cuatro tipos de pernos de
roca en la mina Castrovirreyna (región
de Huancavelica): Swellex, Hydrabolt,
Split Set y Barras Helicoidales
instalados con cementicio y resina.
En total se hicieron 60 pruebas, cuyos
resultados fueron presentados en
PERUMIN 30 Convención Minera
(Arequipa) y publicados en las revistas
indexadas
Minería y RIIGEO.
Asimismo,
por
las
ventajas
comparativas demostradas por ciertos
pernos en el estudio anterior, se
hizo un estudio de las propiedades
mecánicas y de sostenimiento de los
pernos inflables, haciendo para ello, 36
ensayos en el laboratorio de materiales
de la Pontificia Universidad Católica
del Perú (PUCP), demostrándose que
la capacidad de anclaje de los pernos
de roca inflables se debe a la presión
del agua retenida en su interior.
Análogamente, el año 2012 se hizo
un estudio a las placas de los pernos de
roca Python, Expanbolt, Esquinadas y
refiladas para Hydrabolt, considerando
que las placas o planchuelas son
complementos esenciales para el
trabajo de los pernos de roca; cuyos
35 ensayos también se hicieron en el
laboratorio de materiales de la PUCP.
Equipo de investigación de la EAP de Ingeniería de Minas liderado por el profesor Emiliano
Giraldo Paredez.
Ensayo de arranque en la EAPIM, con el docente investigador y los futuros ingenieros de minas.
Prueba de arranque de las barras helicoidales en la mina Castrovirreyna.
Estudios relacionados
Durante el año 2014, fueron
estudiadosdos tiposdepernos inflables:
Hydrabolt y X-Pandabolt –que se
presentan de 3 a 10 pies de longitud–,
los cuales se instalan inflándolos con
una bomba hidroneumática a una
presión de entre 25 y 30 Mpa. Para
los efectos del referido estudio, se
utilizaron pernos Hydrabolt de 6 pies
y X-Pandabolt de 7 pies. Los primeros
resultados demuestran que el diámetro
Ensayos en EAPIM
óptimo para instalar los Hydrabolt
es 38 milímetros, mientras que para
los X-Pandabolt 40 milímetros, no
obstante que en las operaciones
mineras consideran 38 mm igual que
para el primero.
Bajo la premisa de equidad
de pruebas para todos los pernos
en estudio, se han diseñado y
construido estructuras, herramientas
y artificios para simular un terreno,
y los taladros donde se instalan los
pernos, a fin de que sean útiles para
ensayar cualquier tipo de perno.
Dicha implementación, con la cual
actualmente es posible instalar y
hacer las pruebas de arranque (
pull
test
) a cualquier tipo de perno, ha
sido desarrollada por el profesor
Giraldo con la colaboración de sus
alumnos, invento que ya estaría
siendo patentado en Indecopi.
Sin embargo, aún se tienen
limitaciones de equipamiento, puesto
que actualmente se vienen usando
equipos alquilados o prestados para
hacer la instalación y las pruebas
de arranque; por lo que el docente
sanmarquino está convencido de que
la industria y empresa deben ser los
principales aliados de la investigación
universitaria, porque los resultados
contribuirán al desarrollo del país.
Instalación de Split Set en la mina Castrovirreyna.
Barra Helicoidal con cartucho de cementicio
y en tubo de 40 mm seccionado.
Split Set en tubo de 37 mm seccionado.