Paper Aplicaciones de La Fisica en La Ingeneria 1

7/23/2019 Paper Aplicaciones de La Fisica en La Ingeneria 1

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plicaciones de la física en la Ingeniería de

minas

Anthony Alonso TriveñoMamani

Facultad de ciencias físicas eingenierías /Universidad

Católica de Santa Maríathony__!hotmail"com

BSTR CT

In This scientific article focuses on the concept of theapplications of physics in our professional career studiesin this case the engineer of mines.Physics is the science of Nature in the broadest sense.Physics is the basic science of the cosmos, that is, thewhole from a scientific point of view. Althoughapparently physics is to seek or find a mathematization

of observable reality is not so. rom a practical point of view, the field of physics is much broader, as it is used,for e!ample, in e!plaining the emergence of moretypical of other sciences such as chemistry and biologyemergent properties. This makes physical and methodscan be applied and used in other fields of science andused for any type of scientific research. "n the other hand mining engineering it is based on mathematics andnatural science to study the transformation ande!traction raw materials either a technologicaltechnological growth# the management and conservationof the same# optimizing resources for promoting

growth, sustainable development and the welfare of some cities or the country itself .It is why physicalscience being a totally necessary, is applied to miningengineering in the different processes of mining andresources and the use of machinery re$uired for thisfield.

RESUMEN

%n el presente articulo cientifico se concentra en elconcepto de la aplicaciones de la fisica en nuestracarrera profesional de estudios en este caso la ing&nierade minas.

'a f(sica es la ciencia $ue estudia la Naturaleza en susentido m)s amplio. 'a f(sica es la ciencia b)sica $ueestudia el cosmos, es decir, el todo desde el punto devista cient(fico. Aun$ue, aparentemente, la f(sicaconsiste en buscar o encontrar una matematizaci*n de larealidad observable, no es as(. +esde un punto de vistaaplicado, el campo de la f(sica es mucho m)s amplio, ya$ue se utiliza, por eemplo, en la e!plicaci*n de laaparici*n de propiedades emergentes, m)s t(picas deotras ciencias como la $u(mica y la -iolog(a. %sto hace

$ue la f(sica y sus m&todos se puedan aplicar y utilizaen otros campos de la ciencia y se utilicen parcual$uier tipo de investigaci*n cient(fica. Por otro ladola Ingenier(a de minas se fundamenta en lamatem)ticas y las ciencias naturales para estudiar latransformaci*n y e!tracci*n materias primas ya se para un crecimiento tecnol*gico tecnol*gico # emaneo y conservaci*n de los mismas# optimizando lo

recursos para fomenta el crecimiento, desarrollosostenible y el bienestar de algunas ciudades o el pa(mismo .%s por ello $ue la f(sica siendo una cienciatotalmente necesaria, es aplicada a la ingenier(a dminas en los diferentes procesos de e!tracci*n dminerales y recursos as( como la utilizaci*n dma$uinaria necesaria para este campo.

KEYWORS

ock mechanics, physics, underground mining, mining%N/IN%%IN/, mining! " BR S C" #E

0ec)nica de rocas, f(sica, miner(a subterr)neaingeniera minera, e!tracci*n

INTROUCCI$N

'a ingenier(a de minas va de la mano de la f(sica, y$ue esta estudia los cambios en la naturaleza, ya sea ensuelos o )reas subterr)neas, a medida $ue avanza en etiempo se van presentando muchos cambios y por endecon estos un crecimiento tecnol*gicos, estos le aportan ala ingenier(a de minas el meoramiento de productos oservicios, para entender estos cambios de la naturaleza$ue generan los avances tecnol*gicos la f(sica brinda laayuda perfecta para comprenderlos y meorarlos. 'f(sica le brinda una herramienta de gran ayuda a laingenier(a minera y no solo a esta sino a todos los serevivos, $ue es la energ(a no podr(amos imaginarnos unmundo sin energ(a, esta es la llave del desarrollo para uncrecimiento industrial. %s a$u( donde la f(sica toma m)fuerza dentro de la ingenier(a minera ya $ue esta se basen procesos de producci*n1 e!tracci*n2 y la f(sica es dvital importancia dentro de estos, ya $ue le dherramientas 3tiles como el estudio de los movimientos

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el uso de la energ(a, aplicaci*n de fuerzas, entre otras.5omo ingeniero siempre se debe indagar el por$u& delas cosas y es all( donde la f(sica uega un gran papel, ya$ue es de gran ayuda y ofrece diversas respuestas al por$u& de las cosas. %l ingeniero no solo indaga si noingenia como su misma palabra lo dice, para ingeniar nuevas cosas este debe basarse en varias teor(as e

hip*tesis $ue la f(sica le brinda para $ue as( sus ideassean factibles y aplicables en cual$uier medio. 6oy end(a el descuido del hombre por la naturaleza ha sidoabismal, las empresas solo les preocupan generar ganancias y por ende descuidan el da7o $ue puedanocasionar a los dem)s con la contaminaci*n $ue puedangenerar. %s a$u( donde el ingeniero minero debe buscar soluciones para este problema dela mano de la f(sica$ue le ofrece conceptos y materiales $ue son de granayuda para reducir este riesgo, el aplicar en conceptosde voladuras y perforaciones, en general en diferentescampos $ue se presenten.

'a f(sica es definida como la ciencia $ue estudia losfen*menos $ue ocurren en el universo, es por ello $uese relaciona con muchas de nuestras actividadescotidianas, tal vez sin $ue nos demos cuenta, por lo $ueme atrevo a decir $ue la f(sica no solo se halla en los

libros, est) presente en todo nuestro mundo. 5omo laingenier(a minera afecta a nuestro mundo, entonces est)gobernado por todas las leyes de la f(sica. Por eemplosi estamos construyendo una presa, tenemos $ue ver lavelocidad con $ue llega el ri*,y la presi*n de agua $uenuestra presa va a soportar y en base a ello debemoshacer los c)lculos necesarios para $ue los materialessoporten esta gran cantidad de agua $ue llegara, y nosolo eso hay $ue ver c*mo afecta la gravedad al ri*, para saber en $u& punto es m)s recomendable situarla

presa, y si esta presa generara energ(a el&ctrica hay $uehacer los contemplar la cantidad de agua $unecesitaremos para obtener una cantidad de energ(necesaria, seg3n se nos pida, para saber $u& tan factiblees realizar la dicha obra, o si como se mencion* antes econveniente situaren otro lugar para $ue tengamos la potencia necesaria y la m)s satisfactoria. %sto solo po

citar un eemplo, la f(sica est) ah( en todas nuestraconstrucciones en todas las grandes obras de lhumanidad, desde el famoso coliseo, pasando por lograndes puentes colgantes y por $u& no el famossegundo piso del perif&rico. 5omo afectan las obras deingenier(a el entorno 5uando hablamos de la labor de uningeniero, estamos hablando de una persona $ue utilizsu ingenio para resolver problemas $ue rodena sentorno, es decir las obras $ue realiza un ingeniero est)nenfocadas en traer un beneficio al medio $ue le rodeaPero 8esto siempre sucede de esta manera9 0uchas delas obras se han construido para beneficiar a la sociedad

muchas veces, estas traen muchos cambios a la maneraen $ue la gente vive, y no solo la gente, pero esto lomencionare m)s adelante. 'os cambios pueden ser tanto positivos como negativos, ya $ue. %s por eso $unosotros como futuros ingenieros debemos contemplaeste tipo de situaciones $ue repercutir)n en el entorno$ue rodee las obras $ue construyamos debemos tener encuenta $ue el beneficio $ue traeremos al lugar debe semayor a las desgracias $ue llevaremos. Tenemos $ucontemplar eso en todas nuestras obras para ser unograndes ingenieros.5omo mencionamos anteriormente la fisca en la miner(

se basa principalmente en la mec)nica de rocas yresistencias de materiales $ue nos proporcionan suaplicaciones.Un ingeniero minero y su #erfil de estudiante5onceptuar al hombre y a la sociedad inspirada enideales cristianos, humanos y de e$uidad.: espeto a los derechos y valores universales dehombre, la 5onstituci*n 'eyes y Normas $ue rigen e pa(s.: +esarrollar la conciencia cr(tica, el esp(ritu solidario yla sensibilidad social, identific)ndose con su comunidafrente a la problem)tica $ue afronta, para promover l

transformaci*n de la sociedad peruana, reafirmandovalores e identidades culturales as( como asumir ldefensa y conservaci*n de los recursos naturales, con unaprovechamiento racional.: Incrementar y cultivar su cultura general, en el )mbitocient(fico y human(stico, desarrollandoe$uilibradamente los aspectos espirituales, y psico biol*gicos orientados hacia su autorrealizaci*n personay social.



: +ebe de tener esp(ritu de aventura, don de mando,fluidez en el establecimiento de relaciones inter: personales, tolerancia a situaciones conflictivas,fortaleza f(sica. Asimismo debe de poseer habilidadescomo capacidad para resolver problemas, habilidadnum&rica, capacidad de an)lisis y s(ntesis.: +ebe tener inter&s por actividades $ue supongan el

maneo de instrumentos, m)$uinas y herramientas,inter&s por la investigaci*n, as( como inter&s por desarrollar sus conocimientos con nuevas tecnolog(as.$erfil #rofesional:0aneo de los conflictos sociales.:+iagnosticar, formular, eecutar, evaluar, planes, programas y proyectos orientados hacia elaprovechamiento de los recursos minerales de maneraracional y con el menor peruicio para el medioambiente.: 'ocalizaci*n y %valuaci*n de ecursos Naturales.: Arran$ue del 0ineral del ;ubsuelo y ;uperficie.

: %!tracci*n de los 0inerales < no met)licos< y sucomercializaci*n.: +imensionamiento y desarrollo de Proyectos 0ineros.: "rganizaci*n de la Producci*n de un 5entro 0inero.: %valuaci*n econ*mica y determinaci*n de costos.: +ise7o e instalaci*n de servicios mineros y plantas detratamiento 0ineral.: Aplicar la Administraci*n %strat&gica.: Tasaciones y peritae.: 5ontrato en eecuci*n en obras mineras.: 5onocer y aplicar la legislaci*n ambiental vigente.: =tilizar y desarrollar tecnolog(as apropiadas para la

puesta en marcha y e!plotaci*n minera.: Profesional s*lido en tecnolog(a minera, cient(fica, conformaci*n human(stica y con conocimiento en otrosidiomas. Adem)s, tendr) la capacidad gerencial paraformar su propia empresa.$erfil %cu#acional y Social Como T&cnico":rente al tradicional campo ocupacional del Ingenierode 0inas el desarrollo tecnol*gico permite al corto ymediano plazo los siguientes campos ocupacionales.: Administraci*n de "peraciones 0ineras.: >entilaci*n y ;eguridad minera.: Ingenier(a de Proyectos.

: 5omputaci*n y programaci*n aplicada a la 0iner(a ensus diferentes ?reas.: 0ec)nica de ocas y >oladura.: %!plotaci*n y comercializaci*n de 0inerales no0et)licos.: %!plotaci*n y comercializaci*n Aur(fera.: %!plotaci*n de recursos adioactivos.: %!plotaci*n de recursos met)licos en los fondosmarinos.' 5ontrol de medio ambiente.

: +esastres naturales.: %!plotaci*n de no 0et)licos etc.(a mec)nica de rocas'a problem)tica de la ingenier(a mec)nica en todos lodise7os estructurales es la predicci*n decomportamiento de la estructura bao las cargaactuantes o durante su vida 3til. 'a tem)tica de la

ingenier(a de mec)nica de rocas, como una pr)cticaaplicada a la ingenier(a de minas, es concerniente a laaplicaciones de los principios de la ingenier(a mec)nicaal dise7o de las estructuras de roca generadas por laactividad minera. %sta disciplina est) estrechamentrelacionada con las corrientes principales de lmec)nica cl)sica y de la mec)nica de materiales, perohay varios factores espec(ficos $ue la identifican comoun campo distinto y coherente de la ingenier(a.=na amplia definici*n de la mec)nica de rocas es la $ueofreci* el =; National 5omite on ock 0echanics en4@B y subsecuentemente modificada en 4@CBD

'a mec)nica de rocas es la ciencia te*rica y pr)ctica decomportamiento mec)nico de las rocas y de los macizorocosos# es la rama de la mec)nica referente a lrespuesta de la roca y del macizo rocoso a los campode fuerza de su ambiente f(sico.5omo se define la tem)tica, es de fundamentaimportancia para la ingenier(a de minas por $ue el actode crear e!cavaciones para minar cambia los campos defuerza del ambiente f(sico de la roca. %l estudio de larespuesta de la roca a estos cambios re$uiere de laplicaci*n de t&cnicas anal(ticas espec(ficamentdesarrolladas para dicho prop*sito, los cuales ahor

forman parte de la tem)tica. 'a mec)nica de rocaforma parte de la amplia tem)tica de la geomec)nica$ue se enfoca a la respuesta mec)nica de todos lomateriales geol*gicos, incluyendo los suelos. 'a eruditsociedad de geomec)nica en Australia, 'a Australian/eomechanics ;ociety, define a la geomec)nica como<la aplicaci*n de principios geol*gicos y de ingenier(al comportamiento de los suelos, del agua subterr)nea yal uso de estos principios a la ingenier(a civil, ingenier(de minas, ingenier(a de costas e ingenier(a ambiental enel sentido m)s amplio<.%sta definici*n de geomec)nica es casi sin*nimo de

termino ingenier(a geot&cnica, la cual es definida como<la aplicaci*n de la ciencia de mec)nica de suelosmec)nica de rocas, ingenier(a geol*gica y de otradisciplinas relacionadas a la construcci*n en ingenier(civil, las industrias de e!tracci*n y a la preservaci*n ymeora del ambiente< 1Anon, 4@@@2. %l terminoingenier(a geot&cnica y el adetivo geotecnia ser) usadode igual manera es este te!to.'os principios de aplicaci*n de la mec)nica de rocas enla miner(a subterr)nea est) basada en premisas simple

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y $uiz)s evidentes en si. Primero, se postula $ue a unmacizo rocoso se le puede atribuir un sistema de propiedades mec)nicas $ue pueden ser medidas en una prueba est)ndar o se $ue pueden ser estimadosutilizando t&cnicas establecidas. %n segundo lugar, seafirma $ue el proceso de la e!plotaci*n minerasubterr)nea genera una estructura rocosa con huecos,

elementos de soporte, estribos y $ue el funcionamientomec)nico de la estructura es favorable al an)lisisutilizando los principios de la mec)nica cl)sica. 'atercera posici*n es la capacidad de predecir y controlar el comportamiento mec)nico de la roca encaonante endonde el proceso de minado puede garantizar oincrementar la seguridad y el comportamientoecon*mico de la mina. %stas ideas pueden ser algoelementales. ;in embargo, incluso la aplicaci*n limitadade los conceptos de mec)nica en la e!cavaci*n y en losdise7os estructurales en minas es una innovaci*ncomparativamente reciente 16ood y -rown, 4@@@2.

Com#le*idades inherentes en la mec)nica de rocas;e ha observado $ue la mec)nica de rocas representa un uego de principios, un cuerpo de conocimiento y varios procedimientos anal(ticos relacionados al campo generalde la mec)nica aplicada. 'a pregunta $ue surge es $ue problemas mec)nicos se presentan en los mediosgeol*gicos, suficientes para ustificar la formulaci*n oel reconocimiento de una disciplina coherente, dedicadade la ingenier(a9 'os cinco temas $ue se discutir)n acontinuaci*n determinan la naturaleza y el contenido de

la disciplina e ilustra la necesidad de esforzarse eninvestigar y para desarrollar funciones y metodolog(asespecificas en la ingenier(a de minas.

Algunas relaciones con sus #ro#iedades físicas• +esistencias a la tensión

'as rocas se distinguen de todos los dem)smateriales comunes de ingenier(a, a e!cepci*ndel concreto, por su baa resistencia a la tensi*n.'os especimenes de roca probados en pruebasde tensi*n unia!ial han fallado a esfuerzos muy

baos en comparaci*n a los valores obtenidos enlas pruebas a la compresi*n simple 1=5;2+ebido a $ue las uniones y otras fracturaofrecen poca o nula resistencia a la tensi*n, lresistencia a la tensi*n en un macizo rocoso puede asumirse como nula. 'a implicaci*n desta propiedad en dise7os de e!cavaciones en

roca es $ue ninguna zona identificada por ean)lisis ser) sueta a esfuerzos de tensi*n, en la pr)ctica, destensionarla, y causar re distribuci*nde esfuerzos locales. 'a destensi*n puede dacomo resultado una inestabilidad en la roca, locual se ver) refleado en desprendimientespont)neo o progresivo de la roca.

• ,fectos del agua su-terr)nea%l agua subterr)nea puede afectar ecomportamiento mec)nico de las rocas en dosentidos. %l mas obvio es el $ue ocurre en laoperaci*n de la ley del esfuerzo efectivo. %

agua bao presi*n en las uniones $ue definen blo$ues reduce el esfuerzo normal efectiventre las superficies de las rocas y por lo tantoreduce la potencial resistencia al corte. %n larocas porosas, como la arenisca, la ley deesfuerzo efectivo tiene un comportamiento igua$ue al de suelos granulares. %l efecto de fisurao poros de agua bao presi*n reducen eesfuerzo ultimo del macizo, en comparaci*ncon las condiciones $ue se presentan cuando secolocan drenes.=n efecto m)s sutil del agua subterr)nea sobre

las propiedades mec)nicas de las rocas puedesurgir de la acci*n nociva del agua edeterminadas rocas y minerales. Por eemplo, laarcilla se muestra suave en presencia de aguareduciendo el esfuerzo y aumentando ldeformabilidad del macizo rocoso. 'as rocaargilizadas, como las pizarras y las areniscaargilizadas, tambi&n demuestran una marcadreducci*n en la resistencia de los materialeseguida de infusi*n en el agua 1infusi*n.:acci*nde introducir en agua caliente ciertas sustanciaorg)nicas para e!traer de ellas las parte

solubles2.'a implicaci*n de los efectos del agusubterr)nea en la resistencia del macizo rocososon muy considerables para las pr)cticas dminer(a. Puesto $ue el comportamiento de lroca se pude determinar por su ambiente geohidrol*gico, puede ser esencial en algunos casomantener un control de las condiciones del agusubterr)nea en el )rea de la mina. Adem)s puesto $ue las operaciones de relleno son



importantes en algunas operaciones dee!plotaci*n de minas, se debe considerar cuidadosamente desde el punto de vista de lascaracter(sticas de los esfuerzos bao lascondiciones variables del agua subterr)nea.

• .ntem#erismo

%l intemperismo se puede definir como laalteraci*n f(sica o $u(mica de la superficie de laroca debido a las reacciones con los gasesatmosf&ricos y soluciones acuosas. %l procesoes an)logo a los efectos de la corrosi*n enmateriales convencionales. %l inter&s ingenierildel intemperismo se genera debido a suinfluencia en las propiedades mec)nicas delmaterial intacto, as( como la potencialidad delefecto significativo del coeficiente de fricci*nen la superficie de la roca. Parece $ue mientrasel intemperismo causa una reducci*n constante

en las propiedades de la roca, el coeficiente defricci*n de una superficie puede sufrir unareducci*n 1-oyd, [email protected] pesar de $ue los procesos f(sicos como elciclo termal y la insolaci*n pueden ser importantes en la miner(a a tao abierto, el proceso del intemperismo subterr)neo es en sumayor parte de origen $u(mico. %sto incluyedisoluci*n y el fen*meno de cambio de iones,o!idaci*n e hidrataci*n. Algunos efectos delintemperismo son f)cilmente apreciables, comola disoluci*n de calizas en un ambiente de

alteraci*n debido al agua subterr)nea. %n otroscasos, como en la o!idaci*n de la pirrotita, lasusceptibilidad de algunas formas de mineralesa un r)pido ata$ue $u(mico no esta totalmentecomprendido. "tro problema de alteraci*n se presenta en rocas b)sicas $ue contienenminerales como el olivino y piro!enos. 'ahidr*lisis produce montmorilonita, la cual esuna arcilla e!pansiva con un comportamientomec)nico especialmente intratable.

(a resistencia de materiales%s otra aplicaci*n a la ingenier(a ya $ue utiliza lest)tica como tema fundamental para el desarrollo decurso. 'a resistencia de materiales cl)sica es una disciplina d

la ingenier(a mec)nica, la ingenier(a estructural y lingenier(a industrial $ue estudia los s*lidos deformablemediante modelos simplificados. 'a resistencia de unelemento se define como su capacidad para resistiesfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, ad$uirideformaciones permanentes o deteriorarse de alg3nmodo.

=n modelo de resistencia de materiales establece unarelaci*n entre las fuerzas aplicadas, tambi&n llamadacargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientoinducidos por ellas. /eneralmente las simplificacione

geom&tricas y las restricciones impuestas sobre el modode aplicaci*n de las cargas hacen $ue el campo dedeformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.

Para el dise7o mec)nico de elementos con geometr(acomplicadas la resistencia de materiales suele seinsuficiente y es necesario usar t&cnicas basadas en lateor(a de la elasticidad o la mec)nica de s*lidodeformables m)s generales. %sos problemas planteadoen t&rminos de tensiones y deformaciones puedeentonces ser resueltos de forma muy apro!imada conm&todos num&ricos como el an)lisis por elemento

finitos.,nfoue de la física en la resistencia de materiales'a teor(a de s*lidos deformables re$uiere generalmentetrabaar con tensiones y deformaciones. %stamagnitudes vienen dadas por campos tensorialedefinidos sobre dominios tridimensionales $usatisfacen complicadas ecuaciones diferenciales.

;in embargo, para ciertas geometr(as apro!imadamenteunidimensionales 1vigas, pilares, celos(as, arcos, etc.2 o bidimensionales 1placas y l)minas, membranas, etc.2 eestudio puede simplificarse y se pueden analiza

mediante el c)lculo de esfuerzos internos definidosobre una l(nea o una superficie en lugar de tensionedefinidas sobre un dominio tridimensional. Adem)s ladeformaciones pueden determinarse con los esfuerzointernos a trav&s de cierta hip*tesis cinem)tica. %nresumen, para esas geometr(as todo el estudio puedreducirse al estudio de magnitudes alternativas deformaciones y tensiones.

F



,l esuema teórico de un an)lisis de resistencia demateriales com#rende0

• 'a hip*tesis cinem)tica establece c*mo ser)nlas deformaciones o el campo dedesplazamientos para un determinado tipo deelementos bao cierto tipo de solicitudes. Para piezas prism)ticas las hip*tesis m)s comunes

son la hip*tesis de -ernouilli:Navier para lafle!i*n y la hip*tesis de ;aint:>enant para latorsi*n.

• 'a ecuaci*n constitutiva, $ue establece unarelaci*n entre las deformaciones odesplazamientos deducibles de la hip*tesiscinem)tica y las tensiones asociadas. %stasecuaciones son casos particulares de lasecuaciones de 'am&:6ooke.

• 'as ecuaciones de e$uivalencia son ecuacionesen forma de integral $ue relacionan lastensiones con los esfuerzos internos.

• 'as ecuaciones de e$uilibrio relacionan losesfuerzos internos con las fuerzas e!teriores.

%n las aplicaciones pr)cticas el an)lisis es sencillo. ;econstruye un es$uema ideal de c)lculo formado por elementos unidimensionales o bidimensionales, y seaplican f*rmulas preestablecidas en base al tipo desolicitaci*n $ue presentan los elementos. %sas f*rmulas preestablecidas $ue no necesitan ser deducidas paracada caso, se basan en el es$uema de cuatro puntosanterior. 0)s concretamente la resoluci*n pr)ctica de un problema de resistencia de materiales sigue lossiguientes pasosD

• 5)lculo de esfuerzos, se plantean las ecuacionesde e$uilibrio y ecuaciones de compatibilidad$ue sean necesarias para encontrar los esfuerzosinternos en funci*n de las fuerzas aplicadas.

• An)lisis resistente, se calculan las tensiones a partir de los esfuerzos internos. 'a relaci*nentre tensiones y deformaciones depende deltipo de solicitaci*n y de la hip*tesis cinem)ticaasociadaD fle!i*n de -ernoulli, fle!i*n deTimoshenko, fle!i*n enviada, tracci*n, torsi*nde 5oulomb, teor(a de 5ollignon para tensionescortantes, etc.

• An)lisis de rigidez, se calculan losdesplazamientos m)!imos a partir de las fuerzasaplicadas o los esfuerzos internos

(a #erforación y la voladura'a perforaci*n y voladura es una t&cnica aplicable a lae!tracci*n de roca en terrenos competentes, donde losmedios mec)nicos no son aplicables de una manerarentable. As(, partiendo de esta definici*n, este m&todoes aplicable a cual$uier m&todo de e!plotaci*n, bien en

miner(a, bien en obra civil, donde sea necesario unmovimiento de tierras. 'a t&cnica de perforaci*n yvoladura se basa en la eecuci*n de perforaciones en laroca, donde posteriormente se colocar)n e!plosivos $uemediante su detonaci*n, transmiten la energ(a necesaria para la fragmentaci*n del macizo rocoso a e!plotar. +eesta forma, se tienen dos tecnolog(as clarament

diferenciadasD la tecnolog(a de la perforaci*n y ltecnolog(a de dise7o y eecuci*n de voladuras. 'at&cnicas de perforaci*n, adem)s de la aplicaci*n a laeecuci*n de perforaciones para voladuras, se emplean para multitud de aplicaciones, como puede ser le!ploraci*n, drenaes, sostenimiento, etc. ' perforaci*n en roca ha ido evolucionando con el tiempocon la incorporaci*n y empleo de diferentes tecnolog(asaun$ue muchas han ido cayendo en desuso, bien por laeficiencia conseguida, o bien por otros condicionantee!ternos 1econ*micos, medioambientales, etc.2. 'as m)empleadas y desarrolladas se basan en sistemas d

perforaci*n mec)nicos, conocidos como sistemas d perforaci*n Ga rotaci*nH y Ga percusi*nH. ;on estom&todos, cuya eficacia se enmarca en energ(aespec(ficas por debao de los 4. JKcmE , los $ue ser)nm)s ampliamente descritos y desarrollados en este libro%!iste una relaci*n intr(nseca entre la perforaci*n y lvoladura, ya $ue puede afirmarse categ*ricamente $ueGuna buena perforaci*n posibilita una buena voladura pero una mala perforaci*n asegura una mala voladuraH;e entiende por buena perforaci*n a$uella $ue se hahecho con los medios y t&cnicas m)s adecuadas y $uadem)s se ha eecutado de forma correcta. Asimismo

una buena voladura ser) a$uella $ue cumple con eobetivo para $ue el $ue fue dise7ada.



,sfuer1os mec)nicos reali1ados #or una mauina o#ara la construcción de -ancos utili1andoconce#tos de la física5uando aplastamos un obeto, lo estamos sometiendo ados fuerzas en la misma direcci*n y en sentido opuesto.'a fuerza de acci*n es la $ue nosotros aplicamos y la

fuerza de reacci*n es la $ue evita el desplazamiento delcuerpo, consiguiendo su e$uilibrio.%n este caso el obeto est) comprimido. 'as part(culas$ue componen el material tienden a untarse. %l cuerpoacorta en la direcci*n en la $ue aplicamos lauerza y se produce un aumento de superficietransversal.Todos los obetos $ue utilizamos a diario, est)nsometidos a distintos esfuerzos dependiendo de sudise7o, de su colocaci*n y del conunto de fuerzas $ueact3an sobre el mismo.Algunos materiales son m)s id*neos $ue otros para

resistir determinados esfuerzos

C%M$+,S.23;i aplicamos L fuerzas de igual magnitud, en la mismadirecci*n y sentido opuesto sobre un cuerpo y tendemosa acortar &ste, estamos comprimiendo el obeto. %lcuerpo acorta y disminuye su longitud

Tracción5uando estiramos un cuerpo, aplicamos L fuerzas deigual magnitud, igual direcci*n y sentido opuesto,estamos traccionando ese obeto. 'as part(culas del

material tienden a separarse y el obeto aumenta delongitud

F(,4.23;i aplicamos una fuerza vertical, en el punto medioentre L apoyos sobre un elemento resistente horizontal,estamos sometiendo al cuerpo a esfuerzos de fle!i*n. %lcuerpo tiende a curvarse, a comprimirse en la partesuperior y a traccionarse en la parte inferior

C%+TA5U+A=na viga biapoyada, est) sometida a una fuerza de

acci*n y a L fuerzas de reacci*n. Adem)s de trabaar afle!i*n tambi&n est) sometida a esfuerzos de cortadura.5ada una de las secciones de la viga est) sometida a Lfuerzas de sentido contrario perpendiculares a la viga.'as part(culas $ue componen cada secci*n tienden adeslizarse.

$A35,%5uando comprimimos un obeto esbelto, se ar$uea yflecta. %ste efecto se denomina pandeo. %s muy com3nen soportes verticales.

Torsión5uando giramos una llave de tubo para afloar las

tuercas y cambiar una rueda, estamos torsionando lallave. 'a torsi*n consiste en aplicar una fuerzatransversal con una determinada distancia generando unmomento en el ee longitudinal de una pieza

C



Ma%eriales & m'%odos Materiales

• 0ateriales de consulta 1te!tos universitarios2• 0ateriales de computo e impresi*n

M&todos'a elaboraci*n de presente art(culo cient(fico, prop*sitocomo investigaci*n ha demandado al autor elordenamiento de la informaci*n compilada de varioslibros y autores.+esultados%l resultado de la presente investigaci*n es el art(culotitulado inducción electromagn&tica donde el articulocontiene aspectos te*ricos b)sicos y fundamentales paraentender las diferentes aplicaciones de la fisicaen laingeneria para los alumnos $ue $uieran complementar sus conocimientos y la resoluci*n de problemas.

Concl(siones

• 'a f(sica es fundamental en la ingenier(a de minas ya$ue influye en la toma de decisiones de losmateriales y procesos, los cuales son esenciales eneste tipo de ingenier(a.

• . la (sica va ligada a la filosof(a del hombre# estonos lleva a esa necesidad del ser humano de saber, de

poder e!plicar por $u& estamos a$u(, $u& es todo eso$ue nos rodea, $u& usos les podemos dar

• 'os principales procesos mineros como la mec)nicade rocas, resistencias de materiales, voladura y

perforaci*n utilizan la f(sica.• 'a f(sica nos permite formar el perfil de un ingeniero

minero debido a su uso cotidiano• 5on este art(culo nos damos cuenta de las m3ltiples

aplicaciones te*ricas de la f(sica moderna en el siglo!!

Referencias

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problemas %d. >Q6, 4@@.

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Paper Aplicaciones de La Fisica en La Ingeneria 1

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