El Centro de Investigación, Desarrollo e Investigación de Estructuras y Materiales de la Universidad de Chile (Idiem) destacó la relevancia del hormigón proyectado como soporte principal en túneles mineros. Según su especialista Claudio Olate, un shotcrete bien diseñado mejora el rendimiento constructivo y protege a los trabajadores en cada fase del proceso.

Durante la aplicación del material suelen aparecer dificultades que afectan su desempeño. Entre las fallas frecuentes se observan pérdida rápida de trabajabilidad, segregación de la mezcla y obstrucciones en las tuberías de proyección. Estos problemas aumentan el rebote del material y elevan los consumos de insumos.

Una vez colocado, el shotcrete puede presentar baja resistencia inicial, problemas de adherencia y fallas para cumplir parámetros de durabilidad definidos por las faenas. Estas desviaciones reducen la vida útil del sostenimiento y elevan los riesgos en las labores subterráneas.

Desde el Idiem señalan que la mayoría de estos problemas se previenen con un diseño adecuado de la mezcla y un control estricto de materias primas. Una combinación equilibrada de áridos, cemento y aditivos asegura cohesión, bombeabilidad y estabilidad dimensional.

El especialista del Idiem recomienda monitorear variables como granulometría, humedad, docilidad y temperatura del mortero fresco. También subraya la importancia de ejecutar una carga secuencial correcta, un mezclado eficiente y una adecuada coordinación entre equipos operativos.

Ensayos y validaciones

Para asegurar resultados confiables, el Idiem enfatiza la necesidad de validar la mezcla mediante ensayos de laboratorio y pruebas en terreno. Estas incluyen evaluaciones de docilidad, resistencia inicial mediante penetrómetro o pistola Hilti y análisis de permeabilidad para verificar la durabilidad del material.

En formulaciones con fibras, se añaden ensayos de resistencia residual en paneles, que permiten confirmar la capacidad del shotcrete para soportar deformaciones.

Claudio Olate concluyó que el shotcrete es una solución estructural fundamental que debe cumplir parámetros técnicos estrictos para funcionar bajo condiciones extremas, típicas de la minería subterránea chilena.

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La meteorización, proceso natural que transforma la roca en suelo, genera una franja intermedia difícil de clasificar. En esta zona, los materiales no son lo suficientemente resistentes para ser tratados como roca, ni lo suficientemente blandos para ser considerados suelo. Esta condición plantea un reto técnico que impacta directamente en la evaluación de resistencia, deformabilidad y diseño estructural.

Para enfrentar este desafío, la División Geotecnia Laboratorio de IDIEM ha desarrollado una metodología innovadora. Francisco González, jefe de la Unidad Laboratorio de Rocas, explicó que el enfoque se centra en garantizar la representatividad de las muestras, aplicando técnicas como el tallado in situ de bloques inalterados y la preparación de probetas sin uso de agua. Esto permite obtener parámetros fieles a las condiciones reales del terreno.

El trabajo de IDIEM no se limita a una disciplina. La institución integra la experiencia de sus laboratorios de Mecánica de Suelos, Mecánica de Rocas, Geología y Química para ofrecer una caracterización integral. Esta colaboración multidisciplinaria permite entregar datos completos y confiables, que incluyen resistencia, deformabilidad, permeabilidad, abrasividad y mineralogía.

Gracias a este enfoque holístico, la caracterización de materiales de transición realizada por IDIEM se convierte en un insumo esencial para la toma de decisiones en proyectos mineros. Con ello, la institución consolida su papel como socio técnico clave de la minería chilena, garantizando seguridad, eficiencia y sustentabilidad en cada etapa del desarrollo de obras.

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El shotcrete, o hormigón proyectado, enfrenta desafíos técnicos que requieren un riguroso control de calidad para garantizar su durabilidad y efectividad. Claudio Olate, especialista en tecnología del hormigón del IDIEM, explica que una correcta aplicación del shotcrete es vital para la estabilidad de las obras subterráneas y la seguridad de los trabajadores.

Entre los problemas más frecuentes en terreno están la pérdida rápida de trabajabilidad, segregación de la mezcla y obstrucción en tuberías de proyección. Además, un alto rebote del material puede causar pérdidas y mayor consumo de aditivos, afectando la eficiencia del proceso.

Un shotcrete óptimo necesita una combinación balanceada de áridos, cemento y aditivos para asegurar bombeabilidad, cohesión y resistencia inicial. El control constante de parámetros como granulometría, humedad y temperatura es fundamental para el éxito del proceso, enfatizan desde IDIEM.

Las pruebas de laboratorio y ensayos en campo son esenciales para validar la mezcla antes de su uso. Evaluaciones de docilidad, resistencia mecánica y durabilidad permiten asegurar que el shotcrete cumpla con los altos estándares técnicos requeridos en minería.

Durante el Mes de la Minería, IDIEM reafirma su compromiso con la innovación y calidad técnica, aportando soluciones que fortalecen la seguridad y eficiencia en la minería subterránea chilena a través de tecnologías como el shotcrete.

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El triaxial gigante de IDIEM permite evaluar suelos para megaestructuras mineras y energéticas con un nivel de precisión y escala sin precedentes en Latinoamérica. Este equipo, ubicado en el laboratorio geotécnico del Instituto de Investigaciones y Ensayos de Materiales (IDIEM) de la Universidad de Chile, es uno de los tres existentes a nivel mundial y está especialmente diseñado para ensayar partículas de gran tamaño, utilizadas en obras de alta exigencia como tranques de relaves y presas hidráulicas.

Los estudios geotécnicos convencionales no permiten analizar materiales de gran diámetro. Sin embargo, este triaxial alcanza los 100 centímetros, lo que lo hace ideal para proyectos en minería y energía. El equipo ha recibido muestras provenientes de Chile, Perú, Argentina, Colombia e incluso Asia, como en 2009 cuando se ensayaron 12.9 toneladas de suelo traídas desde Kyrgyzstan.

Las pruebas permiten proyectar el comportamiento mecánico de los materiales bajo presiones extremas, que pueden alcanzar los 2000 kPa. Además del triaxial, el laboratorio realiza ensayos de compactación, consolidación y caracterización de densidades, fundamentales para asegurar la estabilidad estructural de grandes obras.

Pablo Cárcamo, jefe del laboratorio de geotecnia de IDIEM, destaca que esta tecnología entrega resultados basados en evidencia empírica, aportando certeza al diseño de taludes y muros. Cada prueba es monitoreada con precisión mediante sensores, manómetros y reguladores de presión de alta tecnología.

En definitiva, el triaxial gigante de IDIEM fortalece la seguridad y calidad en el desarrollo de megaestructuras mineras y energéticas, posicionando a Chile como líder regional en ingeniería geotécnica aplicada.

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Gabriela Gonzalez, gerente comercial de Idiem recalcó el rol de la empresa en la industria minera nacional. “Tenemos muchas o soluciones para la minería como lo son los proyectos de sondaje y prospecciones geotécnicas, proyectos de monitoreo de salud estructural para los activos críticos de la operación minera”. 

Idiem contó con una muestra representativa de probetas de distintos tamaños, que serán introducción al destacado «triaxial gigante». Este instrumento, único en su categoría y en Latinoamérica, demuestra la capacidad del Idiem para atender proyectos de geotecnia de diversas escalas.

Además del triaxial gigante, Idiem exhibió otros equipos clave para la industria minera, como el equipo de medición de velocidades de onda, que mide la velocidad de transmisión de la onda primaria a través de una probeta de roca, proporcionando datos fundamentales para caracterizar el comportamiento de los materiales.  

Finalmente, el microscopio óptico, utilizado para el análisis petrológico, permitirá determinar tipos de roca, características mineralógicas y texturales, así como realizar análisis de dureza relativa, adaptándose a las necesidades específicas de cada cliente.

Trabajo de Idiem

Iván Bejarano, jefe del laboratorio de Geotecnia e Ingeniería de Idiem explica el proceso de trabajo que desarrolla el laboratorio. “Nosotros nos dedicamos a proyectos que son bastante transversales. Primeramente hacemos las prospecciones geotécnicas, es decir, vamos a terreno con sondas. Luego tomamos muestras o realizamos estos ensayos allí”.

Posteriormente Idiem realiza una segunda etapa donde lleva estas muestras a los laboratorios. “Finalmente desarrollamos informes de mecánica de suelos que están orientados y destinados a responder a la necesidad del cliente, ya sea a sistemas de fundaciones, caracterización de suelo o cualquier otro tipo de problemas geotécnicos que se necesite resolver habitualmente”, indicó Bejarano. 

Pablo Cárcamo, jefe del laboratorio de geotecnia del Idiem, destacó que “la presencia del Idiem en Expomin 2025 refleja nuestro compromiso con la innovación y el aporte a la industria minera. Invitamos a todos los asistentes a visitar el stand para conocer de cerca nuestras soluciones y capacidades».

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