La Mecánica de Rocas es un pilar fundamental de la ingeniería minera moderna, no solo para la seguridad de los taludes (las paredes inclinadas de la mina), sino también para la eficiencia económica de las operaciones. En una entrevista exclusiva para ACERO Y ROCA, el Constructor Civil e Ingeniero en Minas Luis Antonio Leiva Olea desglosó las estrategias de la geomecánica moderna (la ciencia que estudia cómo la roca se mueve y resiste), desde cómo administrar el riesgo dinámico de una tronadura (voladura) hasta la integración con el Big Data, destacando, además, los desafíos específicos de la minería en los Andes.

La clave, según el experto, reside en cambiar el paradigma: la roca debe ser tratada como un sistema estructural altamente variable, no como un material homogéneo. Esta visión, sin duda, influye en cada decisión de diseño.

Estabilidad: Cómo gestionar el riesgo dinámico de la tronadura

El acto de la voladura genera un riesgo temporal: la reducción momentánea del Factor de Seguridad (FS). Este FS es, esencialmente, un indicador numérico que dice cuánta resistencia tiene la roca de sobra frente a las fuerzas que intentan hacerla caer. Un FS de 1.5, por ejemplo, significa que es 50% más fuerte de lo necesario.

Esta reducción ocurre porque «por unos segundos, el macizo se comporta peor de lo que dice el cálculo estático,» debido a que las discontinuidades (grietas, fracturas, planos de debilidad natural) pierden fricción y los bloques quedan momentáneamente libres. La diferencia entre una operación madura y una que improvisa es que la primera sabe cuánto FS está dispuesta a «prestar» durante una voladura y bajo qué condiciones lo hace.

Para mitigar este riesgo, el ingeniero Leiva Olea establece cuatro capas de control indispensables:

Diseño de voladura: El control de vibraciones como primer filtro

El diseño debe considerar explícitamente el control de vibraciones. La detonación electrónica es una herramienta de estabilidad, ya que permite programar retardos precisos (tiempos exactos entre explosiones) y reducir la simultaneidad efectiva de carga. La voladura deja de ser «solo trabajo del tronador» y pasa a ser trabajo conjunto con geomecánica, ajustando la energía a la resistencia del macizo.

 Monitoreo en tiempo real y bucle de retroalimentación

Se requiere la instalación de geófonos triaxiales (sensores de vibración altamente sensibles) en puntos críticos y protocolos claros de interpretación. El monitoreo no debe ser solo un registro histórico, sino una herramienta de control. Se establece un bucle de retroalimentación (un ciclo de medir, evaluar y ajustar el diseño siguiente) para la voladura siguiente.

Umbrales conservadores: Sincronización para actuar sobre el FS ajustado

La información vibracional debe conversar con la geomecánica. Se deben fijar umbrales de vibración más conservadores (límites de vibración más bajos) para taludes con FS ajustado, sectores con bajo GSI (un índice que mide la calidad estructural de la roca) o con presencia de agua. Las voladuras cercanas se diseñan para no cruzar esos límites, incluso si esto implica modificar la fragmentación esperada.

«Para mitigar la reducción temporal del FS por vibraciones, la mina debe tratar la tronadura como un problema geomecánico dinámico: diseñar con iniciación electrónica, medir con geófonos triaxiales en tiempo real y ajustar cada voladura a la respuesta real del macizo. Cualquier cosa menos que eso es dejar la estabilidad del talud en manos del azar.”

Rentabilidad y riesgo: El equilibrio en el diseño de taludes

La rentabilidad en el diseño de taludes (buscando paredes más paradas o altas) no se logra empujando el talud hacia el límite, sino a través del conocimiento preciso del macizo.

Optimización sin Aumentar el Riesgo: Un talud empinado solo es rentable si su comportamiento está medido con alta resolución. La optimización ya no consiste en «enderezar» el talud completo, más bien, en graduar la inclinación según la realidad estructural de cada sector. Esto se logra con:

• Modelaciones faseadas: Analizar la respuesta del talud en distintas etapas de excavación.
• Monitoreo instrumental: Sistemas como radares interferométricos, prismas robotizados e InSAR satelital (tecnología que usa satélites para medir movimientos del suelo a escala milimétrica en grandes áreas).

«La rentabilidad no se logra inclinando más el talud; se logra conociendo mejor al macizo.»

La geomecánica al servicio de la eficiencia operacional: Ahorro de explosivos

El conocimiento geomecánico impacta directamente en la optimización del consumo de explosivos. Una mina con caracterización profunda no diseña voladuras para «romper roca», sino para administrar energía.

El error común, sobrecargar sectores fracturados y subcargar zonas competentes, se corrige cuando la geomecánica guía el proceso. Una roca masiva requiere mayor energía específica, mientras que un macizo fracturado necesita menos carga y una detonación más sincronizada. Esto reduce el consumo innecesario y mejora la fragmentación.

 Herramientas de decisión: Modelos y criterios geomecánicos

La elección del modelo geomecánico no es una preferencia académica, por el contrario, es una respuesta directa al comportamiento del macizo.

 InSAR satelital: Monitoreo esencial más allá del radar

Si los radares son los sensores que miden el movimiento hoy, la herramienta esencial para ampliar la capacidad de anticipación es el InSAR satelital. Esta tecnología ofrece una lectura de deformación a escala regional, detectando movimientos lentos del orden de milímetros por año en superficies de kilómetros cuadrados. De esta manera, permite identificar tendencias de movimiento con meses o años de anticipación, cambiando la estrategia de manejo del riesgo.

 Geomecánica digital y desafíos regionales de los Andes

El factor más subestimado en la industria es el agua, tanto superficial como subterránea, ya que actúa directamente sobre la resistencia efectiva (la fuerza real de la roca) del macizo al reducir cohesión, disminuir fricción y alterar el confinamiento. «La roca no falla por mala suerte; falla por agua mal controlada. La presión de poros es el enemigo silencioso de los taludes.”

El contraste de los Andes: Argentina versus Chile

Aunque Chile y Argentina comparten la geología andina, las condiciones que gobiernan la estabilidad son distintas:

• Andes de Argentina: Los problemas están dominados por la degradación (el desgaste por el clima, la meteorización profunda y los ciclos de congelamiento-deshielo). Esto exige caracterización fina para tratar las transiciones entre roca competente y suelos residuales.
• Andes de Chile: Los problemas están dominados por los esfuerzos (estructuras tectónicas activas y sismicidad frecuente). Los análisis deben incorporar mecanismos de falla estructural y sensibilidad a la vibración.

«En Argentina diseñamos contra la degradación; en Chile contra los esfuerzos.”

El impacto de la IA y el Big Data: Parámetros geomecánicos dinámicos

La mayor transformación en la disciplina es que la IA y el Big Data han convertido los parámetros geomecánicos en variables dinámicas (parámetros que cambian en el tiempo real). La IA procesa millones de registros (velocidad de penetración, vibraciones, deformaciones) para detectar patrones y ajustar los parámetros (GSI, cohesión, fricción) continuamente, en lugar de trabajar con valores estáticos de campañas puntuales.

Esto permite a los modelos numéricos utilizar parámetros que reflejan cómo el macizo realmente se está deformando, lo que a su vez hace que los análisis sean predictivos.

«La IA no reemplaza la geomecánica; la vuelve más honesta. Actualiza los parámetros según el comportamiento real del terreno y convierte los modelos en herramientas predictivas, no en simples fotos del momento.”

El error más frecuente de los geomecánicos principiantes es asumir que el macizo es homogéneo y continuo, queriendo representarlo con un único valor promedio. La roca falla en la peor zona, por lo tanto, la geomecánica es una disciplina donde el juicio profesional, basado en la lectura fina del macizo, sigue siendo insustituible.