Optimización de los sistemas de sostenimiento aplicados en labores permanentes en unidades mineras subterráneas a partir de la evaluación hidrogeológica del macizo rocoso preexistente

Abstract

La investigación analiza la repercusión de las condiciones hidrogeológicas e hidroquímicas del macizo rocoso preexistente sobre la durabilidad y estabilidad del shotcrete en labores permanentes de minería subterránea de la Sierra Central del Perú. Este entorno se caracteriza por macizos fracturados, flujos subterráneos permanentes y aguas con variada mineralización, donde el desempeño del shotcrete depende tanto del diseño de mezcla como de los parámetros fisicoquímicos del agua con la que interactúa. Por ello, el estudio evalúa indicadores como pH, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, sulfatos, dureza, tipo hidroquímico y la permeabilidad secundaria asociada a discontinuidades y estructuras geológicas. La metodología considera la revisión y análisis comparativo de cinco unidades mineras (Atacocha, Carahuacra, El Porvenir, San Cristóbal y Andaychagua), integrando clasificaciones geomecánicas, datos hidroquímicos, información operacional y criterios técnicos de sostenimiento. Los resultados evidencian que aguas con altos niveles de sulfatos, TDS o conductividades elevadas incrementan la probabilidad de fisuración, formación de etringita, lixiviación de componentes cementicios y corrosión de fibras metálicas, afectando la adherencia y capacidad de confinamiento del shotcrete. Asimismo, la presencia de discontinuidades abiertas y elevada permeabilidad secundaria favorece flujos permanentes que intensifican los mecanismos de deterioro. De acuerdo con los ambientes hidrogeoquímicos identificados, se plantean dosificaciones óptimas de shotcrete para cada unidad minera, priorizando el ajuste de contenido de cemento, uso de aditivos y fibras, control de humedad y mejora del procedimiento de proyección. Finalmente, se concluye que la consideración conjunta de la evaluación hidrogeológica y el diseño del sostenimiento permite optimizar la vida útil del shotcrete, reducir rebote y costos de mantenimiento, y mejorar la seguridad estructural de las labores permanentes.