LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
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Ensayo Triaxial en Calama: Parámetros de Resistencia para Minería y Construcción

Entre el sector de la Banda Ancha y las inmediaciones del río Loa la diferencia no es solo topográfica: los limos salinos cementados de la terraza alta responden distinto bajo carga que las gravas arenosas del cauce. En Calama, con 2260 metros de altitud y una pluviometría que apenas supera los 5 mm anuales, la resistencia al corte no se puede estimar con correlaciones de libro. El ensayo triaxial mide directamente la envolvente de falla sobre muestras inalteradas o remoldeadas, aplicando presiones de confinamiento que reproducen la condición real de la obra. Para cimentaciones profundas en terreno salino conviene cruzar estos datos con la exploración CPT y obtener un perfil continuo de la resistencia de punta antes de definir el tipo de fundación.

En suelos salinos de Calama la cohesión aparente puede perderse por completo al cambiar la humedad: el triaxial drenado lo cuantifica antes de que ocurra en obra.

Cómo trabajamos

Un error frecuente en faenas mineras es asumir que la compactación en seco garantiza la estabilidad: la salmuera intersticial precipita con la humedad ambiental nocturna y genera puentes cementantes que se deshacen al saturarse. El ensayo triaxial consolidado drenado (CD) resuelve esa incertidumbre porque mide la cohesión aparente y el ángulo de fricción interna en trayectorias de carga que siguen la secuencia constructiva real. Trabajamos con probetas de 50 y 100 mm, controlando la saturación mediante contrapresión hasta alcanzar parámetros B de Skempton superiores a 0.95. La rotura instrumentada con transductores LVDT internos elimina el error por pandeo de membrana, especialmente crítico en arenas gruesas con partículas de hasta 19 mm. Para el control de compactación en rellenos estructurales, el ensayo Proctor nos da la densidad de referencia y luego la envolvente triaxial valida el diseño.
Ensayo Triaxial en Calama: Parámetros de Resistencia para Minería y Construcción

Particularidades de la zona

En Calama vemos a menudo que las calicatas para instalaciones de faena se ejecutan sin ensayos de resistencia y luego aparecen asentamientos diferenciales en bases de molinos o espesadores. El problema no es la carga máxima sino la pérdida de succión matricial en los primeros dos metros de costra salina cuando se riega por control de polvo. Una envolvente triaxial saturada da el piso inferior de resistencia; si el diseño usa parámetros de muestra seca el factor de seguridad real puede caer de 2.5 a menos de 1.1. En depósitos de relaves es todavía más crítico: la licuefacción estática se evalúa con triaxiales cíclicos y la diferencia entre un material contractivo y dilatante define la necesidad de compactación profunda o drenes.

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Normativa técnica vigente

ASTM D4767-11: ensayo triaxial consolidado no drenado, NCh3171.Of2010: geotecnia - ensayo de compresión triaxial, ASTM D7181-20: ensayo consolidado drenado en suelos

Otros servicios relacionados

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Triaxial cíclico

Determinación del potencial de licuefacción en arenas de relave bajo carga sísmica, con medición de presión de poros en cada ciclo.

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Probetas talladas de ignimbrita o toba volcánica, con control de porosidad y ensayos multietapa para optimizar la cantidad de testigos.

04

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Ensayo triaxial con control de deformación radial nula para obtener el coeficiente de empuje en reposo, dato de entrada para muros y túneles.

Parámetros típicos

ParámetroValor típico
Tipo de ensayoUU, CU, CD según ASTM D4767 / NCh3171
Diámetro de probeta38, 50 y 100 mm
Presión de confinamientoHasta 2000 kPa (celda de Bishop)
Parámetro B de Skempton≥ 0.95 (saturación validada)
Velocidad de deformación CD0.012 a 0.6 mm/min (controlada por t100)
InstrumentaciónLVDT internos + célula de carga sumergible
Criterio de roturaMáximo desviador o 20% de deformación axial

Dudas habituales

¿Qué tipo de muestra se necesita para un ensayo triaxial en Calama?

Para suelos finos se requieren muestras inalteradas tipo Shelby de mínimo 75 mm de diámetro, selladas con parafina inmediatamente después de la extracción. En el caso de arenas y gravas arenosas del río Loa se puede trabajar con muestras remoldeadas a la densidad de campo indicada por el cliente, preparadas por compactación húmeda en 5 capas iguales. Las muestras no deben presentar fisuras de desecación, lo cual es particularmente importante en las arcillas magras que afloran al sur del aeropuerto El Loa.

¿Cuánto cuesta una batería de ensayos triaxiales?

Una batería estándar de tres probetas consolidadas drenadas (CD) con tres presiones de confinamiento distintas se sitúa en el rango de $924.000 a $1.493.000, dependiendo de si las muestras son inalteradas o remoldeadas y de la granulometría del material. Este valor incluye la preparación de probetas, saturación con contrapresión, consolidación, rotura a velocidad controlada y la emisión del informe con parámetros c' y φ'.

¿Qué parámetros entrega el informe de un triaxial CD?

El informe entrega la envolvente de Mohr-Coulomb con cohesión efectiva (c') y ángulo de fricción interna (φ'), además de las curvas de esfuerzo desviador versus deformación axial, la variación de deformación volumétrica, el módulo de elasticidad secante al 50% de la rotura y la trayectoria de tensiones en el plano p'-q. También se incluye la determinación del parámetro de resistencia no drenada Su si se solicita la modalidad CU con medición de presión de poros.

¿Por qué no basta con un SPT en lugar del triaxial para el diseño de fundaciones?

El SPT entrega un índice de resistencia a la penetración útil para correlaciones empíricas, pero no mide directamente la cohesión ni el ángulo de fricción del suelo. En los suelos salinos cementados de Calama, donde la cohesión aparente puede desaparecer con cambios de humedad, el triaxial es indispensable para obtener la envolvente de falla efectiva y modelar numéricamente el comportamiento tenso-deformacional de la cimentación bajo cargas de servicio.

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