La energía de tronadura vuelve al centro del debate técnico en minería subterránea con un modelo que intenta reducir la brecha entre el diseño “promedio” y el comportamiento real del macizo rocoso. Un estudio científico validado con 42 sets de datos de tronadura en galerías horizontales de El Teniente propone una formulación teórica para predecir el factor de energía de tronadura (Fe) en túneles, incorporando explícitamente el Rock Mass Rating (RMR) y variables geomecánicas.
El trabajo fue desarrollado por Alejandro Díaz, Heber Hernández, Javier Gallo y Luis Álvarez, y está publicado en la revista Mining. Su foco es directo: si el macizo cambia, la energía requerida para fragmentar también cambia, y eso debe reflejarse en la estimación del Fe.
Qué busca resolver el modelo: fragmentación, sobreexcavación y costos
En túneles mineros, el reparto de energía en la voladura impacta la fragmentación, el contorno excavado y los costos asociados al ciclo completo (perforación, carguío, transporte y chancado). En operaciones donde la variabilidad geomecánica es alta, una misma receta de carga puede traducirse en resultados dispares.
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En paralelo, la industria empuja automatización y control fino del proceso, como se ha visto con la primera tronadura subterránea 100% teleoperada realizada por Enaex y Codelco, lo que eleva la exigencia por modelos de predicción más consistentes y trazables.
De “explosivo/volumen” a “roca/macizo”: el cambio de enfoque
La diferencia con métodos tradicionales es el punto de partida. En lugar de estimar el Fe solo desde el explosivo y el volumen excavado, el modelo introduce la energía de agrietamiento (Eg) del macizo rocoso, derivada de la energía de deformación en materiales frágiles (asociada al módulo de Young) y ajustada por RMR.
La lógica es que la energía necesaria para iniciar y propagar grietas no es constante: depende de la calidad del macizo, su grado de fracturamiento y su respuesta mecánica frente al pulso de la voladura.
Validación con datos operacionales de El Teniente
Para validar el planteamiento, los autores utilizaron 42 datasets de tronadura tomados de galerías horizontales en El Teniente. La base integró:
Parámetros geométricos: sección del túnel, longitud de perforación, diámetro, número de tiros y metros perforados.
Variables de explosivos: tipo y consumo.
Propiedades geomecánicas del macizo: con énfasis en el RMR.
El uso de información de una operación subterránea de gran escala aporta un elemento aplicado, en un contexto donde el desarrollo de infraestructura y accesos es parte del desafío permanente de continuidad, como ocurrió con el túnel Adit 77 proyectado como principal acceso a la mina subterránea.
Resultado clave: a mayor RMR, mayor Fe y mayor %Eg
El estudio reporta una tendencia clara: cuando sube el RMR (mejor calidad de macizo), aumentan tanto el factor de energía (Fe) como el porcentaje de energía efectivamente destinada al agrietamiento (%Eg). En términos operacionales, el hallazgo se traduce en que macizos más competentes requieren mayor energía de entrada para iniciar y propagar fracturas.
Ejemplo reportado:
RMR 66: Fe promedio 7,62 MJ/m³ y %Eg 4,8%.
RMR 75: Fe 8,47 MJ/m³ y %Eg 6,4%.
Los autores interpretan esta relación como coherente con la mecánica de rocas: a menor fracturación previa, mayor energía requerida para lograr fragmentación efectiva.
La litología también cambia el consumo energético: diorita vs andesita
Además del RMR, el estudio identifica diferencias por litología en los valores de Fe y %Eg:
Diorita: Fe 8,34 MJ/m³ y %Eg 7,0%.
Andesita: Fe 7,61 MJ/m³ y %Eg 3,7%.
El resultado refuerza que la roca no es un “detalle” dentro del diseño: la litología altera el nivel de energía necesario y la eficiencia relativa con que esa energía se transforma en agrietamiento.
Qué declara el paper sobre el aporte frente a métodos convencionales
El artículo plantea que, frente a métodos de predicción del Fe basados solo en explosivo y volumen excavado, su propuesta integra el RMR para asignar energía con mayor precisión y fortalecer la toma de decisiones en el diseño de voladuras.
La referencia del trabajo está identificada como DOI 10.3390/mining6010002.
Por qué este tipo de modelación gana espacio en minería subterránea
La discusión sobre energía explosiva y control de resultados también se conecta con capacidades de prueba, medición y estandarización. En Chile, líneas de trabajo asociadas a experimentación con explosivos y desempeño energético han sido parte del avance tecnológico sectorial, como refleja la puesta en marcha del laboratorio académico para pruebas de explosivos de la UAI.
En un escenario de operaciones profundas, mayor heterogeneidad geomecánica y presión por eficiencia, modelos que integran variables del macizo se alinean con la tendencia a capturar mejor la realidad de la excavación en túneles y galerías, un entorno descrito en la visión general de la minería subterránea y sus desafíos operacionales.
