Pernos de anclajePernos de anclaje

Profesor : Rafael Fonseca Profesor : Rafael Fonseca Alumno : Luis Cortés G Alumno : Luis Cortés G

Todo macizo rocoso en su estado natural se Todo macizo rocoso en su estado natural se encuentra en equilibrio estático producto de encuentra en equilibrio estático producto de la compensación de todas las fuerzas la compensación de todas las fuerzas internas y externas que actúan sobre el.internas y externas que actúan sobre el.

Este equilibrio natural es alterado al Este equilibrio natural es alterado al realizar una excavación, produciéndose una realizar una excavación, produciéndose una redistribución de presiones en el contorno redistribución de presiones en el contorno de dicha excavaciónde dicha excavación

Para controlar estos esfuerzos y asegurar la Para controlar estos esfuerzos y asegurar la estabilidad de la labor, se hace necesario estabilidad de la labor, se hace necesario agregar a la resistencia de la roca agregar a la resistencia de la roca circulante, la resistencia de algún elemento circulante, la resistencia de algún elemento de soporte o fortificación colocada en forma de soporte o fortificación colocada en forma y momento adecuado.y momento adecuado.

Dentro de las finalidades de la fortificación, Dentro de las finalidades de la fortificación, se tiene:se tiene:

Salvaguardar la integridad física de quienes Salvaguardar la integridad física de quienes laboran dentro de la mina y evitar cualquier laboran dentro de la mina y evitar cualquier daño que pudieran sufrir las maquinarias y daño que pudieran sufrir las maquinarias y equipos que allí se encuentran.equipos que allí se encuentran.

-- Asegurar la estabilidad de la Asegurar la estabilidad de la excavación. Es decir, el objetivo excavación. Es decir, el objetivo fundamental de la fortificación es mantener fundamental de la fortificación es mantener abiertas y seguras las excavaciones abiertas y seguras las excavaciones mineras durante la explotación. Para mineras durante la explotación. Para conseguirlo, se debe compensar los conseguirlo, se debe compensar los desequilibrios producidos en las masas de desequilibrios producidos en las masas de las rocas que soportan las rocas que soportan

La clasificación de un sistema de La clasificación de un sistema de sostenimiento es muy importante donde se sostenimiento es muy importante donde se puede nombrar los siguientes tipos:puede nombrar los siguientes tipos:

FORTIFICACIÓN PASIVA (SOPORTES).FORTIFICACIÓN PASIVA (SOPORTES).

FORTIFICACIÓN ACTIVA (REFUERZOS).FORTIFICACIÓN ACTIVA (REFUERZOS).

A) A) FORTIFICACIÓN PASIVA FORTIFICACIÓN PASIVA (SOPORTES).(SOPORTES).

Se fundamenta en la utilización de Se fundamenta en la utilización de elementos rígidos que actúan sólo cuando elementos rígidos que actúan sólo cuando hay un desplazamiento notable de la galería hay un desplazamiento notable de la galería o túnel en el cual se encuentra, o sea, se o túnel en el cual se encuentra, o sea, se limita a soportar la presión de la roca limita a soportar la presión de la roca fracturada.fracturada.

En este sistema encontramos las En este sistema encontramos las formas tradicionales de fortificación: marcos formas tradicionales de fortificación: marcos de madera o fierro, concreto simple o de madera o fierro, concreto simple o reforzadoreforzado

B) B) FORTIFICACIÓN ACTIVA FORTIFICACIÓN ACTIVA (REFUERZOS).(REFUERZOS).

Es una fortificación que comienza a Es una fortificación que comienza a actuar inmediatamente una vez colocado el actuar inmediatamente una vez colocado el cemento fortificante incorporando a la roca cemento fortificante incorporando a la roca como elemento estructural integrante del como elemento estructural integrante del sistema de fortificación. sistema de fortificación. Este sistema Este sistema interviene la distribución de presiones interviene la distribución de presiones alrededor de la cavidad, a modo de impedir alrededor de la cavidad, a modo de impedir el fracturamiento de la roca. En este el fracturamiento de la roca. En este sistema se pueden hallar los elementos sistema se pueden hallar los elementos como como PERNOS DE ANCLAJEPERNOS DE ANCLAJE, el tensado , el tensado de cables, los enrejados y el shotcrete.de cables, los enrejados y el shotcrete.

C) C) FORTIFICACIÓN COMBINADAFORTIFICACIÓN COMBINADA

En la práctica por razones operacionales y En la práctica por razones operacionales y de seguridad se hacen combinaciones entre de seguridad se hacen combinaciones entre los soportes y refuerzos.los soportes y refuerzos.

PERNOS DE ANCLAJE PERNOS DE ANCLAJE

El sistema de estabilización más utilizado en la El sistema de estabilización más utilizado en la actualidad en la minería subterránea es el actualidad en la minería subterránea es el apernado, cuyo uso data del siglo 19, y que en las apernado, cuyo uso data del siglo 19, y que en las últimas décadas se ha trasformado en una últimas décadas se ha trasformado en una excelente alternativa a los tradicionales sistemas excelente alternativa a los tradicionales sistemas de reforzamiento en minería y obras civiles.de reforzamiento en minería y obras civiles.

Entre las principales razones que destacan Entre las principales razones que destacan para preferir este sistema de soporte se pueden para preferir este sistema de soporte se pueden mencionar las siguientes:mencionar las siguientes:

Puede ser utilizado en excavaciones de Puede ser utilizado en excavaciones de cualquier geometría.cualquier geometría.

Tiene un costo económico Tiene un costo económico comparativamente bajo.comparativamente bajo.

En general es de fácil instalación.En general es de fácil instalación. Es posible de mecanizar totalmente su Es posible de mecanizar totalmente su

instalación.instalación. Factible de adaptar su diseño a las Factible de adaptar su diseño a las

condiciones locales de la roca.condiciones locales de la roca. Puede combinarse con otros sistemas de Puede combinarse con otros sistemas de

soportes.soportes.

Los tipos de pernos más aplicables empleados en Los tipos de pernos más aplicables empleados en minerías y obras civiles se fundamentan en el minerías y obras civiles se fundamentan en el mismo concepto básico, y su diseño presenta mismo concepto básico, y su diseño presenta leves modificaciones.leves modificaciones.

Existen diferentes tipos de pernos de anclaje que Existen diferentes tipos de pernos de anclaje que se utilizan como sistema de fortificación. Estos se utilizan como sistema de fortificación. Estos pernos se pueden clasificar según la forma de pernos se pueden clasificar según la forma de anclarlos en: pernos de anclaje puntual y en anclarlos en: pernos de anclaje puntual y en pernos de anclaje repartido, además se pueden pernos de anclaje repartido, además se pueden clasificar según su forma de actuar en: “pasivos y clasificar según su forma de actuar en: “pasivos y activos”. Los pernos pasivos deben ser colocados activos”. Los pernos pasivos deben ser colocados antes que se produzca la acomodación de la roca antes que se produzca la acomodación de la roca y los activos en cualquier momento y los activos en cualquier momento

Dentro de las variedades de tipos de Dentro de las variedades de tipos de pernos existentes en el mercado se pernos existentes en el mercado se pueden distinguir los siguientes tipos:pueden distinguir los siguientes tipos:

1.- PERNOS DE ANCLAJE PUNTUAL O 1.- PERNOS DE ANCLAJE PUNTUAL O DE CABEZA DE EXPANSIÓN.DE CABEZA DE EXPANSIÓN.

En esta clasificación corresponden los En esta clasificación corresponden los pernos que poseen en un extremo que va pernos que poseen en un extremo que va dentro de la perforación un mecanismo de dentro de la perforación un mecanismo de expansión que permite su anclaje en la roca expansión que permite su anclaje en la roca y en otro extremo una placa que se aprieta y en otro extremo una placa que se aprieta con una tuerca sobre la roca.con una tuerca sobre la roca.

Fueron muy populares hace 20 años, pero Fueron muy populares hace 20 años, pero hoy en día están en desuso, porque en hoy en día están en desuso, porque en rocas con resistencias a la compresión rocas con resistencias a la compresión menores de 1500 psi la roca se muele y se menores de 1500 psi la roca se muele y se suelta el perno.suelta el perno.

Además se pueden utilizar según la forma Además se pueden utilizar según la forma de actuar en pasivos y activos.de actuar en pasivos y activos.

Se pueden nombrar los siguientes tipos:Se pueden nombrar los siguientes tipos: - Pernos de Cono.- Pernos de Cono. -- Pernos de Anclaje MecánicoPernos de Anclaje Mecánico. De . De

acuerdo al fabricante tiene diferentes acuerdo al fabricante tiene diferentes nombres.(nombres.(Ancrall, Ars-Sur-Moselle, Ancrall, Ars-Sur-Moselle, Goldenberg, PattinGoldenberg, Pattin).).

PERNOS DE CONO.PERNOS DE CONO. Estos pernos consisten en una barra que en Estos pernos consisten en una barra que en

extremo que va en interior de la perforación posee extremo que va en interior de la perforación posee una rayadura donde va soldado un cono. Al una rayadura donde va soldado un cono. Al golpearlo contra el fondo de la perforación el golpearlo contra el fondo de la perforación el perno se expande y se ancla. Como todos estos perno se expande y se ancla. Como todos estos tipos de pernos en el otro extremo poseen una tipos de pernos en el otro extremo poseen una placa.placa.

El mayor inconveniente de este perno es El mayor inconveniente de este perno es que requiere que la perforación esté de acuerdo al que requiere que la perforación esté de acuerdo al perno. Una perforación muy larga no permite que perno. Una perforación muy larga no permite que el cono toque el fondo y funcione el mecanismo, y el cono toque el fondo y funcione el mecanismo, y perforaciones muy cortas dejan demasiado perno perforaciones muy cortas dejan demasiado perno afuera y se requiere hacer un hilo mas largo para afuera y se requiere hacer un hilo mas largo para tuercas de apriete. entre estos podemos clasificar tuercas de apriete. entre estos podemos clasificar los de madera.los de madera.

PERNOS DE ANCLAJE MECÁNICO.PERNOS DE ANCLAJE MECÁNICO. Los pernos de anclaje con cabeza de Los pernos de anclaje con cabeza de

expansión o casquillo de expansión como también expansión o casquillo de expansión como también se le conoce, son los más usado comúnmente ya se le conoce, son los más usado comúnmente ya sea en aplicaciones mineras como en civiles. A sea en aplicaciones mineras como en civiles. A medida que el perno es rotado una cuña que el medida que el perno es rotado una cuña que el perno lleva en su extremo, por diseño, es tirada perno lleva en su extremo, por diseño, es tirada dentro del casquillo cónico de expansión. Esto dentro del casquillo cónico de expansión. Esto hace que el casquillo, al expandirse se “apriete” hace que el casquillo, al expandirse se “apriete” contra la pared de la perforación , produciendo así contra la pared de la perforación , produciendo así el anclaje del perno.el anclaje del perno.

Si se quiere para aplicaciones en sistemas Si se quiere para aplicaciones en sistemas de sostenimiento definitivo, el espacio entre de sostenimiento definitivo, el espacio entre el perno y la perforación puede ser relleno el perno y la perforación puede ser relleno con lechada de cemento o resina.con lechada de cemento o resina.

Es recomendable que estos pernos Es recomendable que estos pernos sean utilizados en rocas duras o sean utilizados en rocas duras o medianamente duras. No deben ser medianamente duras. No deben ser utilizados para rocas duras , ya que esta utilizados para rocas duras , ya que esta condición de roca impedirá la expansión del condición de roca impedirá la expansión del casquillo, que se aprisiona a la roca , y el casquillo, que se aprisiona a la roca , y el anclaje se soltaría bajo las cargas del anclaje se soltaría bajo las cargas del terreno.terreno.

Uno de los aspectos importantes en los Uno de los aspectos importantes en los pernos de anclaje es la aplicación de pernos de anclaje es la aplicación de tensión para asegurase que todo el tensión para asegurase que todo el elemento está en contacto y además que se elemento está en contacto y además que se le está aplicando una fuerza positiva a la le está aplicando una fuerza positiva a la roca. En el caso de condiciones menores roca. En el caso de condiciones menores de seguridad de funcionamiento de los de seguridad de funcionamiento de los pernos, la aplicación de tensión no es pernos, la aplicación de tensión no es crítica, su aplicación puede ser realizada crítica, su aplicación puede ser realizada con llaves de torque convencional o con con llaves de torque convencional o con llaves de torque neumáticas.llaves de torque neumáticas.

-VENTAJAS:-VENTAJAS: 1)1) El costo es relativamente bajo El costo es relativamente bajo 2)2) Entrega inmediatamente después de ser Entrega inmediatamente después de ser

instalado, la acción de sostenimiento.instalado, la acción de sostenimiento. 3)3) Con la acción de rotar el perno, la tensión Con la acción de rotar el perno, la tensión

se entrega en la cabeza del perno, en contacto se entrega en la cabeza del perno, en contacto con el macizo rocoso, repartiendo la tensión en con el macizo rocoso, repartiendo la tensión en todo el perno.todo el perno.

4)4) Aplicando algún tipo de relleno, después de Aplicando algún tipo de relleno, después de aplicar la tensión al perno , puede servir como aplicar la tensión al perno , puede servir como sostenimiento permanente.sostenimiento permanente.

5)5) Es un sistema versátil de sostenimiento Es un sistema versátil de sostenimiento para condiciones de roca dura.para condiciones de roca dura.

-DESVENTAJAS:-DESVENTAJAS: 1)1) Su uso está limitado a rocas Su uso está limitado a rocas

medianamente duras o duras.medianamente duras o duras. 2)2) Debe ser monitoreado y chequeado Debe ser monitoreado y chequeado

para verificar las condiciones de tensión para verificar las condiciones de tensión aplicadas se mantienen en el tiempo.aplicadas se mantienen en el tiempo.

3)3) Pierde su capacidad de sostenimiento Pierde su capacidad de sostenimiento como resultados de las vibraciones de la como resultados de las vibraciones de la tronaduras o cuando la roca se deteriora tronaduras o cuando la roca se deteriora alrededor del collar de la perforación alrededor del collar de la perforación producto del alto esfuerzo de la roca.producto del alto esfuerzo de la roca.

Algunos antecedentes de diseños de pernos Algunos antecedentes de diseños de pernos de anclaje mecánico:de anclaje mecánico:

Calidad del acero del perno 70 Kp/mm2 Calidad del acero del perno 70 Kp/mm2 Diámetro del perno 16 mmDiámetro del perno 16 mm Resistencia a la cedencia 14 tonResistencia a la cedencia 14 ton Resistencia a la ruptura 18 tonResistencia a la ruptura 18 ton Peso del perno sin planchuela o tuerca 2 Kg/mtPeso del perno sin planchuela o tuerca 2 Kg/mt Largo del perno sin restriccionesLargo del perno sin restricciones Diámetro de la perforación 35-38 mmDiámetro de la perforación 35-38 mm Tipo de perno Acero liso.Tipo de perno Acero liso.

2.- PERNOS DE ANCLAJE REPARTIDO.2.- PERNOS DE ANCLAJE REPARTIDO. Estos tipos de pernos se caracterizan Estos tipos de pernos se caracterizan

porque están sujetos a la roca a lo largo de porque están sujetos a la roca a lo largo de todo el perno, este sistema tiene una gran todo el perno, este sistema tiene una gran ventaja y es que une todas las ventaja y es que une todas las discontinuidades de la roca ayudando a que discontinuidades de la roca ayudando a que nos se formen grandes planchones. En este nos se formen grandes planchones. En este sistema no necesariamente se debe colocar sistema no necesariamente se debe colocar la plancha exteriorla plancha exterior

La utilización es sólo del tipo pasivo y se La utilización es sólo del tipo pasivo y se pueden nombrar los siguientes tipos:pueden nombrar los siguientes tipos:

pernos con lechada de cemento o pernos con lechada de cemento o procedimiento inyecto.procedimiento inyecto. - - Pernos de mortero o procedimiento Pernos de mortero o procedimiento inyectoinyecto - - Pernos con resina epóxica.Pernos con resina epóxica. - - Pernos con anclaje de fricción (Split Pernos con anclaje de fricción (Split Set Y Sistema Swellex)Set Y Sistema Swellex) - - Pernos reusable de anclaje Pernos reusable de anclaje

mecánico.mecánico.

PERNOS CON LECHADA DE CEMENTO.PERNOS CON LECHADA DE CEMENTO. Estos pernos han sido utilizados tanto en Estos pernos han sido utilizados tanto en

aplicaciones de ingeniería de minas como civiles. aplicaciones de ingeniería de minas como civiles. Normalmente se usa un perno de acero estirado, Normalmente se usa un perno de acero estirado, de longitudes variables, el cual puede ser de longitudes variables, el cual puede ser terminado para y el espacio anular entre la terminado para y el espacio anular entre la perforación y dosificación.perforación y dosificación.

Una lechada de cemento con acelerador es Una lechada de cemento con acelerador es bombeada en la perforación y después se bombeada en la perforación y después se introduce el perno a presión. La lechada a veces introduce el perno a presión. La lechada a veces penetra en las grietas de la roca sellándolas y penetra en las grietas de la roca sellándolas y mejorando la resistencia de la roca.mejorando la resistencia de la roca.

Características de la lechada de cemento.Características de la lechada de cemento. La calidad de la mezcla de agua y cemento La calidad de la mezcla de agua y cemento

más adecuada para ser utilizado, ha sido definida, más adecuada para ser utilizado, ha sido definida, estudiando las variaciones que se producen en el estudiando las variaciones que se producen en el esfuerzo de compresión uniaxial y al módulo de esfuerzo de compresión uniaxial y al módulo de deformación, al aplicar diferentes cargas, con deformación, al aplicar diferentes cargas, con diferentes razones agua/cemento.diferentes razones agua/cemento.

La experiencia ha demostrado que con La experiencia ha demostrado que con razones de agua / cemento de 0,35-0,40, se razones de agua / cemento de 0,35-0,40, se logran resultados significativamente superiores logran resultados significativamente superiores que con otras dosificaciones.que con otras dosificaciones.

En todo cazo razones de agua/cemento En todo cazo razones de agua/cemento superiores e inferiores a las indicadas, nos superiores e inferiores a las indicadas, nos determinarán mezclas más fluidas que determinarán mezclas más fluidas que conllevarán en cada caso dificultades particulares conllevarán en cada caso dificultades particulares de manipulación y colocación.de manipulación y colocación.

-VENTAJAS:-VENTAJAS: 1)1) Es un sistema de sostenimiento competente Es un sistema de sostenimiento competente

de alta duración.de alta duración. 2) 2) La posibilidad que el perno sea afectado por La posibilidad que el perno sea afectado por

la corrosión, es mínima.la corrosión, es mínima. 3) 3) El sistema permite que el perno actúe con El sistema permite que el perno actúe con

altas cargas en diferentes condiciones de Rx.altas cargas en diferentes condiciones de Rx. -DESVENTAJAS: -DESVENTAJAS: 1)1) Es un sistema de alto costo.Es un sistema de alto costo. 2)2) El uso del cemento estándar requiere El uso del cemento estándar requiere

algunos días antes que el perno pueda toma algunos días antes que el perno pueda toma carga.carga.

3)3) La calidad de la mezcla agua/cemento es La calidad de la mezcla agua/cemento es difícil de chequear y mantener constante.difícil de chequear y mantener constante.

Volumen a ocupar por la lechada de Volumen a ocupar por la lechada de cemento:cemento:

Si tenemos lo siguiente:Si tenemos lo siguiente: D1: Diámetro de perforaciónD1: Diámetro de perforación D2: Diámetro del pernoD2: Diámetro del perno Lp: Largo de la perforaciónLp: Largo de la perforación V1: Volumen a ocupar por la lechada de V1: Volumen a ocupar por la lechada de

cemento.cemento. Entonces: V1= Pi * (D12 * D22 )* Lp / Entonces: V1= Pi * (D12 * D22 )* Lp /

44

Algunos antecedentes de diseño de pernos con Algunos antecedentes de diseño de pernos con lechada de cemento:lechada de cemento:

Calidad del acero 110 Kp/mm2Calidad del acero 110 Kp/mm2 Diámetro del perno 20 mmDiámetro del perno 20 mm Resistencia a la cedencia 28 tonResistencia a la cedencia 28 ton Resistencia a la ruptura 34 tonResistencia a la ruptura 34 ton Peso del perno 2,6 Kg/mtPeso del perno 2,6 Kg/mt Largo del perno sin restriccionesLargo del perno sin restricciones Diámetro de la perforación 35-38 mmDiámetro de la perforación 35-38 mm Tipo de perno Acero con Tipo de perno Acero con

estrías profundas.estrías profundas.

Ejemplo: V1= П * (D12 * D22 )* Lp / 4Ejemplo: V1= П * (D12 * D22 )* Lp / 4

V1 = 3.1415 * (0.0352 – 0.0202 )* 1 / 4V1 = 3.1415 * (0.0352 – 0.0202 )* 1 / 4

V1 = 0.000648 m3 = 648 Cm3V1 = 0.000648 m3 = 648 Cm3

PERNOS DE MORTERO O PROCEDIMIENTO PERNOS DE MORTERO O PROCEDIMIENTO PERFO.PERFO.

En este caso se utiliza un mortero rico en En este caso se utiliza un mortero rico en cemento y con acelerador. El mortero se coloca cemento y con acelerador. El mortero se coloca en 2 medias cañas agujereadas que se unen en 2 medias cañas agujereadas que se unen formando un cilindro que se introduce en la formando un cilindro que se introduce en la perforación, posteriormente se introduce el perno perforación, posteriormente se introduce el perno que puede ser un fierro de construcción que que puede ser un fierro de construcción que desplaza parte del mortero por los orificios desplaza parte del mortero por los orificios produciendo la adherencia a la roca.produciendo la adherencia a la roca.

Se utiliza en reemplazo del inyecto cuando Se utiliza en reemplazo del inyecto cuando se requiere de fortificaciones más pesadas.se requiere de fortificaciones más pesadas.

PERNOS CON RESINA EPÓXICA.PERNOS CON RESINA EPÓXICA. Estos pernos son utilizados principalmente en Estos pernos son utilizados principalmente en

sistema en que el perno debe ser terminado.sistema en que el perno debe ser terminado. Es un sistema de anclaje del tipo temporal y que Es un sistema de anclaje del tipo temporal y que

puede transformarse en permanente al ser puede transformarse en permanente al ser instalado con un relleno combinado de resina instalado con un relleno combinado de resina epóxita y lechada de cemento.epóxita y lechada de cemento.

El tipo cartucho de resina está compuesto por dos El tipo cartucho de resina está compuesto por dos elementos separados en compartimentos elementos separados en compartimentos diferentes los cuales el comportamiento exterior diferentes los cuales el comportamiento exterior contiene la resina y el exterior el elemento contiene la resina y el exterior el elemento catalizador.catalizador.

Para la colocación del anclaje de resina, el Para la colocación del anclaje de resina, el procedimiento es el siguiente:procedimiento es el siguiente:

Los cartuchos de resina son empujados Los cartuchos de resina son empujados dentro de la perforacióndentro de la perforación

El perno de anclaje es rotado dentro de la El perno de anclaje es rotado dentro de la perforación, rompiendo el plástico envoltorio perforación, rompiendo el plástico envoltorio del cartucho, provocando la mezcla de los del cartucho, provocando la mezcla de los componentescomponentes

El fraguado de la resina ocurre a los pocos El fraguado de la resina ocurre a los pocos minutos dependiendo de las características minutos dependiendo de las características de la resina epóxita, produciendo un fuerte de la resina epóxita, produciendo un fuerte anclaje del perno a la roca a través de la anclaje del perno a la roca a través de la resina.resina.

-VENTAJAS-VENTAJAS:: 1) 1) El perno entrega rápidamente la acción de El perno entrega rápidamente la acción de

sostenimientosostenimiento 2)2) Si se usa una resina de rápido frague en el fondo de Si se usa una resina de rápido frague en el fondo de

la perforación, el perno de anclaje puede ser tensionado.la perforación, el perno de anclaje puede ser tensionado. 3)3) Alta resistencia a la corrosión en instalaciones Alta resistencia a la corrosión en instalaciones

permanentes.permanentes. -DESVENTAJAS:-DESVENTAJAS: Influencia de las condiciones ambientales Influencia de las condiciones ambientales

subterráneas propia de una actividad minera pueden subterráneas propia de una actividad minera pueden afectar las características químicas de la resina.afectar las características químicas de la resina.

La resina tiene una vida útil limitada dependiendo La resina tiene una vida útil limitada dependiendo de las condiciones ambientales que se tengan.de las condiciones ambientales que se tengan.

El sistema de perno de anclaje con resina es de alto El sistema de perno de anclaje con resina es de alto costo.costo.

Algunos antecedentes de diseño de los pernos Algunos antecedentes de diseño de los pernos con resina:con resina:

Calidad del aceroCalidad del acero 58 kp/mm258 kp/mm2 Diámetro del pernoDiámetro del perno 20 mm20 mm Resistencia a la cedenciaResistencia a la cedencia 12 ton12 ton Resistencia a la rupturaResistencia a la ruptura 18 ton18 ton Peso del pernoPeso del perno 2,6 kg/mt2,6 kg/mt Largo del pernoLargo del perno sin restriccionessin restricciones Diámetro de perforaciónDiámetro de perforación 35 a 38 mm35 a 38 mm Tipo de pernoTipo de perno Acero con Acero con

estrías medias.estrías medias.

PERNOS CON ANCLAJE DE FRICCIÓN.PERNOS CON ANCLAJE DE FRICCIÓN. Estos pernos representan el más reciente Estos pernos representan el más reciente

desarrollo en las técnicas de sostenimiento de desarrollo en las técnicas de sostenimiento de roca.roca.

Son pernos fijados a la roca en toda su Son pernos fijados a la roca en toda su longitud por el efecto de fricción que se produce longitud por el efecto de fricción que se produce entre el perno y la pared de perforación, y no entre el perno y la pared de perforación, y no requiere de elementos de anclaje adicionales tal requiere de elementos de anclaje adicionales tal como cemento o resina.como cemento o resina.

Respecto a los pernos de fricción más Respecto a los pernos de fricción más conocidos, se tiene: Split set y Swellex, salvo la conocidos, se tiene: Split set y Swellex, salvo la pequeña diferencia que debe tenerse presente pequeña diferencia que debe tenerse presente para su adecuada instalación y funcionamiento, para su adecuada instalación y funcionamiento, en general son rápidos de instalar, entregan una en general son rápidos de instalar, entregan una capacidad de soporte inmediato una vez capacidad de soporte inmediato una vez instalados, y operan muy bien en una variedad de instalados, y operan muy bien en una variedad de condiciones de la roca.condiciones de la roca.

-PERNO SPLIT SET.-PERNO SPLIT SET. Este estabilizador de rocas consiste en Este estabilizador de rocas consiste en

un tubo ranurado longitudinalmente, un tubo ranurado longitudinalmente, ahusado en un extremo para facilitar la ahusado en un extremo para facilitar la penetración en el barreno, y una planchuela penetración en el barreno, y una planchuela de sujeción que va inserta en el extremo del de sujeción que va inserta en el extremo del perno. La colocación se realiza con una perno. La colocación se realiza con una máquina perforadora manual, implementada máquina perforadora manual, implementada con un culatín especial, que permite la con un culatín especial, que permite la inserción del split set dentro del barreno.inserción del split set dentro del barreno.

Su resistencia es mucho mayor, pero por su alto Su resistencia es mucho mayor, pero por su alto costo solo se utiliza para fortificaciones muy costo solo se utiliza para fortificaciones muy pesadas.pesadas.

El perno split set, produce la estabilización El perno split set, produce la estabilización de la roca, principalmente por la fuerza de de la roca, principalmente por la fuerza de compresión que la expansión del tubo ranurado compresión que la expansión del tubo ranurado produce contra la pared de la perforación.produce contra la pared de la perforación.

En ambientes químicos adversos, ácidos, no En ambientes químicos adversos, ácidos, no es adecuado para tipo de soporte permanente, es es adecuado para tipo de soporte permanente, es más económico que un perno de fierro cementado más económico que un perno de fierro cementado de similar capacidad de soporte, y muy adecuado de similar capacidad de soporte, y muy adecuado para la instalación de la malla.para la instalación de la malla.

-VENTAJAS:-VENTAJAS: 1)1) Instalación muy simpleInstalación muy simple 2)2) Entrega inmediata acción de soportamiento.Entrega inmediata acción de soportamiento. 3)3) Cede y mantiene plena sujeciónCede y mantiene plena sujeción 4)4) El pleno contacto alrededor de la fortificación provee El pleno contacto alrededor de la fortificación provee

gran resistencia al desplazamiento de la roca a lo largo de gran resistencia al desplazamiento de la roca a lo largo de los planos de cizalle y de estratificación.los planos de cizalle y de estratificación.

5)5) Fácil aplicación con malla de sostenimiento.Fácil aplicación con malla de sostenimiento. -DESVENTAJAS:-DESVENTAJAS: 1)1) El diámetro de perforación es muy importante para El diámetro de perforación es muy importante para

lograr un correcto funcionamiento del sistema.lograr un correcto funcionamiento del sistema. 2)2) A menos de usar aceros galvanizados en la A menos de usar aceros galvanizados en la

fabricación de los pernos, no se pueden usar por largo fabricación de los pernos, no se pueden usar por largo tiempo, por problemas de corrosión.tiempo, por problemas de corrosión.

La razón de popularidad del perno tipo split La razón de popularidad del perno tipo split set es su fácil colocación y la facilidad de set es su fácil colocación y la facilidad de colocarlo. En mina El soldado se colocaba colocarlo. En mina El soldado se colocaba mediante un jumbo y su rendimiento era 50 mediante un jumbo y su rendimiento era 50 pernos por turno con sólo dos hombres y pernos por turno con sólo dos hombres y colocación de mallas; no existe ningún otro colocación de mallas; no existe ningún otro perno que pueda competir en rendimiento perno que pueda competir en rendimiento de colocación.de colocación.

-PERNOS SWELLEX.-PERNOS SWELLEX. Este tipo de perno corresponde a un Este tipo de perno corresponde a un

tubo que ha sido previamente deformado, tubo que ha sido previamente deformado, hasta llegar a un diámetro de 28 mm.hasta llegar a un diámetro de 28 mm.

Es muy similar al anterior pero este Es muy similar al anterior pero este tubo está cerrado en sus dos extremos, tubo está cerrado en sus dos extremos, mediante un manguito soldado, teniendo en mediante un manguito soldado, teniendo en uno de ellos un orificio por donde se inyecta uno de ellos un orificio por donde se inyecta agua a presión, que expande el tubo agua a presión, que expande el tubo previamente plegado, provocando el previamente plegado, provocando el contacto con la pared de la perforación.contacto con la pared de la perforación.

El Swellex también es adecuado para El Swellex también es adecuado para soporte en medios muy deformables o que soporte en medios muy deformables o que estén sometidos a vibraciones por efecto de estén sometidos a vibraciones por efecto de tronaduras, y debido a que no puede ser tronaduras, y debido a que no puede ser postensado sólo actúa frente al movimiento postensado sólo actúa frente al movimiento de la roca, es decir, es un elemento de de la roca, es decir, es un elemento de soporte pasivo, y adecuado para ser usado soporte pasivo, y adecuado para ser usado a corto y mediano plazo. a corto y mediano plazo.

Algunas de las ventajas que se pueden Algunas de las ventajas que se pueden nombrarnombrar

-VENTAJAS:-VENTAJAS: 1)1) Simple y rápida instalaciónSimple y rápida instalación 2)2) Entrega la acción de sostenimiento Entrega la acción de sostenimiento

inmediatamente después de ser instalado.inmediatamente después de ser instalado. 3)3) Puede ser usado en diferentes Puede ser usado en diferentes

condiciones de tipo de roca.condiciones de tipo de roca.

Algunos antecedentes del diseño típico Algunos antecedentes del diseño típico del perno swellexdel perno swellex

Diámetro del tubo deformadoDiámetro del tubo deformado 28 mm28 mm Resistencia a la cedenciaResistencia a la cedencia 14 ton.14 ton. Resistencia a la rupruraResistencia a la ruprura 14 ton.14 ton. Peso aproximadoPeso aproximado 2 kg/mt2 kg/mt LongitudLongitud sin sin

restriccionesrestricciones Diámetro perf. recomendadoDiámetro perf. recomendado 35 a 38 35 a 38

mmmm

PERNOS REUSABLES DE ANCLAJE PERNOS REUSABLES DE ANCLAJE MECÁNICO.MECÁNICO.

Consiste en una lámina colocada Consiste en una lámina colocada sobre el perno y unida a una golilla. Al sobre el perno y unida a una golilla. Al apretar la tuerca la lámina se deforma y así apretar la tuerca la lámina se deforma y así de esta forma se produce la adherencia. de esta forma se produce la adherencia. Como es recuperable se utiliza en Como es recuperable se utiliza en fortificaciones transitorias, como es por fortificaciones transitorias, como es por ejemplo minería del carbón.ejemplo minería del carbón.

PERNOS CABLES CON LECHADA DE PERNOS CABLES CON LECHADA DE CEMENTO.CEMENTO.

Corresponden a elementos de acero formados Corresponden a elementos de acero formados por cables flexibles lisos, trenzados o destrenzados por cables flexibles lisos, trenzados o destrenzados en tamos que actúan en muy buena forma para en tamos que actúan en muy buena forma para condiciones de grandes bloques inestables.condiciones de grandes bloques inestables.

El uso de estos cables pernos cables de El uso de estos cables pernos cables de sostenimiento, no tensionados, ha crecido sostenimiento, no tensionados, ha crecido rápidamente en los trabajos mineros y su utilización rápidamente en los trabajos mineros y su utilización es normalmente rellenado la perforación con es normalmente rellenado la perforación con lechada de cemento. En estas condiciones queda lechada de cemento. En estas condiciones queda como un refuerzo de larga duración.como un refuerzo de larga duración.

Existen diferentes tipos y diseños de cables Existen diferentes tipos y diseños de cables de fortificación, y su resistencia a la tracción va a de fortificación, y su resistencia a la tracción va a depender de las características especiales de cada depender de las características especiales de cada uno.uno.

-VENTAJAS:-VENTAJAS: 1)1) Son de bajo costoSon de bajo costo 2)2) Correctamente instalado se transforma en un Correctamente instalado se transforma en un

sistema de sostenimiento competente y duradero.sistema de sostenimiento competente y duradero. 3)3) Pueden instalarse cualquier longitud de cables en Pueden instalarse cualquier longitud de cables en

sectores de espacios reducidossectores de espacios reducidos 4)4) El sistema asegura altas resistencia de los cables El sistema asegura altas resistencia de los cables

instalados, en diversas condiciones de roca.instalados, en diversas condiciones de roca. 5)5) Actuando como soportes permanente, tiene alta Actuando como soportes permanente, tiene alta

resistencia a la corrosión.resistencia a la corrosión. -DESVENTAJAS-DESVENTAJAS:: 1)1) Normalmente no se utilizan tensionadosNormalmente no se utilizan tensionados 2)2) El uso de cemento común en la lechada de relleno, El uso de cemento común en la lechada de relleno,

necesita de varios días antes que el cable pueda empezar necesita de varios días antes que el cable pueda empezar a sufrir cargas del terreno.a sufrir cargas del terreno.

3.- PERNOS MIXTOS (Cabeza de 3.- PERNOS MIXTOS (Cabeza de expansión y anclaje repartido).expansión y anclaje repartido).

Son generalmente activos. En el caso Son generalmente activos. En el caso de su forma de actuar los sistemas activos de su forma de actuar los sistemas activos aplican una fuerza a la roca y generalmente aplican una fuerza a la roca y generalmente se usan los pernos de anclaje puntual que se usan los pernos de anclaje puntual que se presentan y los cables pretensados. En se presentan y los cables pretensados. En cambio los pasivos sólo actúan cuando el cambio los pasivos sólo actúan cuando el cerro presiona y son los de anclaje cerro presiona y son los de anclaje repartido.repartido.