Muros de tierra retenida: Una alternativa para la industria

Gentileza VSL
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En la minería, la tierra retenida se emplea en muros de contención, principalmente en niveles de altura o carga, donde no es factible técnica y económicamente construir uno.

El sistema consiste en la estabilización mecánica de un terraplén a través de la interacción de las partículas del material de relleno y el refuerzo utilizado.

Esta solución destacaría por el mejoramiento de las propiedades mecánicas del suelo, rapidez en su montaje, una adecuada adaptación a asentamientos diferenciales, ductilidad y liberación de energía durante un sismo.

Patricia Avaria R.
Periodista Construcción Minera

Constantemente la industria minera busca alternativas constructivas y tecnológicas para mejorar sus procesos productivos. Ante esa necesidad, el mercado responde y ofrece diversas opciones para facilitar esa tarea y fortalecer los proyectos. Una de esas tantas soluciones son los muros de tierra retenida, sistema que – en términos generales- consiste en la estabilización mecánica de un terraplén a través de la interacción de las partículas del material de relleno y el refuerzo utilizado.

Alejandro Irisarri, ingeniero civil  y gerente comercial de Edificación & VSoL de VSL Sistemas Especiales de Construcción S.A., cuenta que la  teoría básica de estos muros involucra la transferencia de esfuerzos desde el suelo a la malla de refuerzo a través de la capacidad de soporte. La presión de soporte se desarrolla en el área proyectada de las barras transversales, la cual se transfiere a las longitudinales, quedando en estado tensional, permitiendo que una masa de suelo sea capaz de soportar carga en sentido del refuerzo. “Al momento de deslizar el suelo, los refuerzos interactúan con este por roce, resistiendo los esfuerzos inducidos por tracción y logrando obtener un terraplén estable con cara vertical (90°), este macizo de suelo es el que en su total soporta los empujes de suelos tanto estáticos como sísmicos que sufre la estructura durante su tiempo de uso”, explica el ejecutivo.

En la minería este sistema se utiliza en muros de contención, principalmente en niveles de altura o carga donde no es factible técnica y económicamente construir uno. “Dentro del área, estos representan una interesante aplicación, ya que pueden ejecutarse con un elemento frontal de menor costo que el hormigón, como por ejemplo, mallas de acero, metal desplazado o madera, de no requerirse una vida útil considerable, cuenta Irisarri.

De acuerdo al ingeniero, este sistema estructural destacaría por el mejoramiento de las propiedades mecánicas del suelo, rapidez en su montaje, una adecuada adaptación a asentamientos diferenciales, ductilidad y liberación de energía durante el sismo. No obstante, también se puede utilizar en obras viales urbanas e interurbanas, donde igualmente la fundación de estribos de puentes puede ser apoyada directamente sobre el material de relleno reforzado; en la estabilización de taludes de suelos, estructuras de contención en las que se minimiza el volumen de los trabajos de excavación, de almacenamiento  de  materiales, obras marinas tales como extensiones de puertos, y condominios.

A continuación, dos proyectos mineros que han utilizado este sistema para la construcción de sus muros.

Proyecto Sierra Gorda

Entre los meses de mayo y diciembre de 2013 la Compañía Minera Sierra Gorda, ubicada en la región de Antofagasta, construyó un muro de contención a través del sistema de tierra retenida, TEM, de la empresa VSL. Este proyecto, como la mayoría de los proyectos de muros TEM para la minería, se establece bajo el concepto de ingeniería, suministro y supervisión de la colocación de los elementos provistos. Sin embargo, la colocación y supervisión del relleno conformante del muro las realiza el cliente principal. El muro en sí, contiene todas las tierras que se generan en el desnivel que produce el chancador primario, alcanzando una altura de 30 metros en su punto más alto. En este caso, el muro se adosa a una excavación en roca, por lo que se tuvo que hacer un trabajo de acople de las placas prefabricadas a la excavación real.

Alejandro Irisarri explica que este proyecto está compuesto por el armado del relleno mediante flejes poliméricos, sistema que generó un beneficio al independizar la solución de los agentes agresivos que pueda presentar el suelo, sobre todo los del norte. Los flejes se transportaron y acopiaron en rollos,  se extendieron en longitudes de entre 25 y 30 metros, para lo cual se realizó un tensado manual de los flejes sobre el relleno compactado. El relleno se dispuso en capas que no podían exceder de 40 cm debido a que la distancia entre clavijas de amarre a las placas de hormigón es de 37.5 cm, siempre y cuando los rodillos de compactación aseguraran un 95% del proctor modificado. “En las zonas cercanas a la placa, las compactaciones debieron ser de capas más pequeñas de tal forma de conseguir el mismo resultado con equipos de compactación menores y de esta manera no desalinearlas”, indica.

Para el montaje del muro, se realizó un pedestal de nivelación. Luego, se desarrolló la colocación primera línea de placas y se ejecutó la capa de relleno hasta primera línea de flejes. Después, se colocó la primera línea de flejes y se rellenó para cubrir la primera placa. Posteriormente, se procedió a la colocación de la segunda capa de placas y así sucesivamente.

Irisarri advierte que en los proyectos mineros la selección de un relleno que cumpla con las características necesarias para la ejecución de un muro TEM suele ser el principal desafío; y a ello, se suma la forma de hacerlo llegar al lugar donde debe colocarse. En el caso del proyecto de Sierra Gorda, el muro tapaba una excavación en roca, por lo cual el acceso por detrás del muro se encontraba a 40 metros de altura y por delante se hacía impracticable hacer una rampa que debía crecer hasta los 30 metros de altura para permitir el ingreso de los camiones. Por lo tanto, hasta los primeros 5 metros de altura, se dejó una apertura a uno de los costados del muro para que los camiones ingresaran por delante. “Entre los 5 y los 15 m, aproximadamente, el material se vertía desde arriba, desde cerca de 35 metros y se remezclaba en el lugar de colocación con palas mecánicas y ya desde los 15 metros hacia arriba, se construyó una rampa que permitía que los camiones bajaran desde el punto alto y con eso evitar el remezclado”, cuenta el ingeniero.

Para el montaje de los elementos del muro, se utilizó una cuadrilla entre 8 a 10 trabajadores (por el largo de flejes de este tipo de muros), junto con una grúa pluma que levante 1,3 toneladas a 8 metros. Consultado por la logística del material hacia las faenas, Alejandro Irisarri, explica que se trasladó en camiones desde los puntos de confección del relleno seleccionado hasta el lugar de colocación.

Proyecto Esperanza

En 2009, entre los meses de agosto y diciembre, la Compañía Minera  Antofagasta Minerals en su División Esperanza, ubicada en la región de Antofagasta, se construyó un muro de tierra retenida con el objetivo de asegurar el bienestar de sus trabajadores y sus equipos de producción.

Este proyecto, al igual que el anterior, se estableció bajo el concepto de ingeniería, suministro y supervisión de la colocación de los elementos provistos, donde la construcción y supervisión del relleno conformante del muro, las realizó la constructora.

La diferencia con el proyecto anterior es que el chancador contiene parte de la tierra y el muro TEM contiene los derrames laterales del relleno en el trasdós (plano superior externo convexo de un arco o bóveda) del equipo que conforma además la plataforma de circulación de los camiones. El experto cuenta que “al contrario del proyecto de Sierra Gorda, para la generación de la plataforma se elevó un relleno completo de una altura aproximada de 38 metros, trasformando este muro en el más alto construido con sistema polimérico hasta ese momento”.

De acuerdo a las características técnicas del muro de minera Esperanza, el cual según el ingeniero marcó un record de altura, fue construido a través del armado del relleno mediante flejes poliméricos. Estos se trasladaron y se acopiaron en rollos, los que se extendieron en longitudes de entre 25 y 30 metros, por lo cual se realizó un tensado manual de los flejes sobre el relleno compactado. El relleno, al igual que el caso anterior,  fue instalado en capas que no podían exceder de 40 centímetros. El experto cuenta que “en las zonas cercanas a la placa, las compactaciones se debieron montar en las capas más pequeñas, de tal forma de conseguir el mismo resultado con equipos de compactación menores y de esta manera no desalinearlas”. A esto agrega que, la placa se instaló desalineada para que el trabajo de compactación la dejara a plomo.

En cuanto al montaje de la estructura, se realizó el mismo procedimiento del proyecto anterior, es decir, se realiza la colocación de la primera línea de placas, se ejecuta la capa de relleno hasta primera línea de flejes, se coloca la primera línea de estos, se rellena para cubrir la primera placa y nuevamente procede a la colocación de la segunda capa se placas y así sucesivamente. Para llevar a cabo esta obra y al igual que la anterior, se utilizaron pala mecánicas, motoniveladoras, camiones, rodillos vibradores grandes y pequeños.

Obras de gran envergadura que protegen y aseguran a los equipos de la industria y a los trabajadores del sector. Una alternativa para la industria.

Post Author: Fabiola Garcia Sanders