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• Claudio Mondaca Lagos

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PERFORACIONES Y SONDEOS PARA MECANICA DE SUELOS

PERFORACIONES Y SONDEOS PARA MECANICA DE SUELOS

INDICE

1. 2.

INTRODUCCION.........................................................................................................6 SONDEOS Y PERFORACIONES ...............................................................................6 2.1 Definición ...............................................................................................................6 2.1.1 Sondaje o Perforación de Exploración..............................................................7 2.2 Sondeos ..................................................................................................................7 2.2.1 Objetivos Generales de los Sondeos.................................................................7 2.2.2 Reconocimiento del Terreno ............................................................................8 2.2.3 Sondajes a Rotación.........................................................................................8 2.2.4 Sondajes con Barrena.....................................................................................11 2.2.5 Número de Sondajes ......................................................................................11 2.2.6 Profundidad de los Sondajes ..........................................................................11 2.3 Obtención de Muestras........................................................................................12 2.3.1 Muestras Alteradas ........................................................................................12 2.3.2 Muestras Inalteradas ......................................................................................12 2.3.3 Obtención de Muestras de Suelos Blandos .....................................................13 2.3.1.1 Muestreo de Suelos Pulverulentos..............................................................16 2.3.4 Obtención de Testigos de Roca ......................................................................18 2.3.5 Presiones de los Terrenos...............................................................................21 2.4 Ensayos en Terreno (In-situ)...............................................................................22 2.4.1 Ensayo de Penetración S.P.T..........................................................................23 2.4.1.1 Objetivo .....................................................................................................23 2.4.1.2 Terminología .............................................................................................23 2.4.1.3 Equipos......................................................................................................24 2.4.1.4 Procedimiento ............................................................................................24 2.4.1.5 Empleo Seguro del Cabrestante y/o de los Huinches de Cuerda..................26 2.4.2 Ensayo de Penetración de Cono C.P.T. ..........................................................27 2.4.3 Penetraciones Estáticas (Ensayo de Penetración con Piezocono CPTU) ........29 2.4.4 Ensayo de Permeabilidad ...............................................................................29 2.4.4.1 Lefranc ......................................................................................................30 2.4.4.2 Lugeon.......................................................................................................32 2.4.5 Exploración Geofísica....................................................................................36 2.4.5.1 Refracción sísmica .....................................................................................37 2.4.5.2 DOWN-HOLE ...........................................................................................38 2.4.5.3 CROSS-HOLE...........................................................................................39 2.4.6 Ensayo Presiométrico de MENARD .............................................................40 2.4.7 Toma de muestras Inalteradas ........................................................................41 2.4.7.1 Shelby........................................................................................................42 2.4.7.2 Denison......................................................................................................42 3. FLUIDOS DE PERFORACIÓN.................................................................................43 3.1 Definición .............................................................................................................43 3.2 Objetivos ..............................................................................................................43 3.3 Alcances ...............................................................................................................43 3.4 Funciones de los Fluidos de Perforación.............................................................43 3.5 Propiedades de los Fluidos de Perforación ........................................................45 3.5.1 Agua libre y Costra........................................................................................46 3.5.1.1 Descripción del Ensayo de Agua Libre.......................................................46 3.5.2 Densidad de Fluidos de Perforación ...............................................................47 3.5.3 Viscosidad .....................................................................................................48

3.5.4 Tixotropía ......................................................................................................49 3.5.5 Contenido de arena ........................................................................................49 3.6 Procedimiento para la Elaboración de los Fluidos de Perforación....................50 3.6.1 Pretratamiento del Agua.................................................................................50 3.6.2 Orden de Adición...........................................................................................50 3.6.3 Tiempo de Mezclado......................................................................................50 3.6.4 Equipo Adecuado para Mezclar .....................................................................50 3.6.4.1 Mezcladores del Tipo Venturi ....................................................................50 3.6.4.2 Mezcladores del Tipo Propela ....................................................................51 3.7 Contaminación de los Fluidos de Perforación ....................................................51 3.7.1 Contaminación Física.....................................................................................51 3.7.1.1 Sólidos.......................................................................................................51 3.7.1.2 Líquidos.....................................................................................................52 3.7.2 Contaminación Química.................................................................................52 3.8 Circulación del Fluido de Perforación ................................................................52 3.9 Vigilancia de los Fluidos de Perforación.............................................................53 4. SITUACIONES EVENTUALES EN LAS PERFORACIONES ...............................54 4.1 Pérdida de Circulación de los Fluidos de Perforación .......................................54 4.2 Perforación Desviada...........................................................................................56 4.2.1 Causas ...........................................................................................................56 4.2.2 Métodos para Corregir la Desviación .............................................................56 4.2.3 Recomendaciones que Debemos Considerar ..................................................56 4.3 Atrapamiento de la Herramienta de Perforación...............................................57 4.3.1 Causas más comunes: ....................................................................................57 4.3.2 Recomendaciones ..........................................................................................57 4.4 Cementación ........................................................................................................57 4.5 Uso de Revestimiento...........................................................................................58 5. SUELOS ......................................................................................................................59 5.1 Introducción.........................................................................................................59 5.2 Identificación Visual de Suelos............................................................................59 5.2.1 Suelos Granulares ..........................................................................................59 5.2.2 Suelos Finos ..................................................................................................60 5.2.2.1 Identificación de Suelos Finos....................................................................60 5.3 Clasificación de Suelos.........................................................................................64 5.3.1 Descripción de los Suelos más Comunes........................................................65 5.4 Clasificación de Rocas .........................................................................................67 5.4.1 Ígneas ............................................................................................................68 5.4.1.1 Tipos de Rocas Igneas Plutónicas...............................................................69 5.4.1.2 Tipos de Rocas Igneas Volcánicas y Filonianas..........................................69 5.4.2 Sedimentarias ................................................................................................71 5.4.2.1 Tipos de Rocas Sedimentarias ....................................................................72 5.4.3 Metamórficas.................................................................................................73 5.4.3.1 Tipos de Rocas Metamórficas ....................................................................74 6. LAS HERRAMIENTAS DE PERFORACION .........................................................75 6.1 El Cincel de Percusión.........................................................................................76 6.2 Trépanos de Perforación .....................................................................................77 6.3 Punzonadora Cónicas ..........................................................................................78 6.4 Coronas Sacatestigos ...........................................................................................79 6.4.1 Coronas de Tungsteno....................................................................................79 6.4.2 Coronas de Diamante.....................................................................................81 6.4.3 Datos Utiles ...................................................................................................86

7.

MECANICA ELEMENTAL.......................................................................................91 7.1 Potencia del Motor...............................................................................................91 7.2 Bombas.................................................................................................................91 7.3 Barras de Perforación .........................................................................................92 7.4 Coplas...................................................................................................................92 7.5 Bombas de Lodo ..................................................................................................93 7.6 Bombas de Embolo ..............................................................................................93 7.7 Recomendaciones para el Uso de Barras y Revestimientos ...............................93 7.7.1 Tubos Muestreadores .....................................................................................94 7.7.2 Sacatestigos ...................................................................................................94 7.7.3 Coronas y Escareadores .................................................................................94 8. EL ARTE DE LA PERFORACION...........................................................................95 9. SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE PERFORACION ......................................96 9.1 Generalidades ......................................................................................................96 9.2 Introducción.........................................................................................................96 9.3 El Supervisor de Seguridad (SDS) ......................................................................96 9.3.1 Recomendaciones para el SDS.......................................................................98 9.3.2 Equipo de Protección Personal (EPP).............................................................98 9.3.2.1 Fundamento ...............................................................................................99 9.3.2.2 Requisitos ..................................................................................................99 9.4 Accidentes del Trabajo......................................................................................102 9.4.1 Otros Accidentes del Trabajo .......................................................................102 9.4.1.1 Causas de los Accidentes .........................................................................102 9.4.1.2 Causas Directas........................................................................................102 9.4.1.3 Causas Básicas.........................................................................................103 9.4.1.4 Clasificación de los Accidentes ................................................................103 9.4.2 Control de los Accidentes ............................................................................104 9.4.3 Seguro Social...............................................................................................105 9.4.3.1 Administradores del Seguro Social...........................................................105 9.4.3.2 Cuándo Opera el Seguro ..........................................................................105 9.4.4 En Caso de Accidentes.................................................................................107 9.5 Aseo y Limpieza del Entorno ............................................................................108 9.5.1 Introducción.................................................................................................108 9.5.2 Mantención de Condiciones de Orden y Aseo ..............................................108 9.5.2.1 Las Ventajas del Orden y el Aseo.............................................................108 9.5.2.2 Importancia del Orden y Aseo..................................................................109 9.5.2.3 Factor Personal ........................................................................................109 9.5.2.4 Recomendaciones para el Orden y Aseo en las Labores de Perforación ....110 9.6 Protección de Maquinas de Perforación ...........................................................111 9.6.1 Introducción.................................................................................................111 9.6.2 Definición....................................................................................................111 9.6.3 Prevención de Accidentes ............................................................................111 9.7 Empleo Seguro de Herramientas de Mano.......................................................113 9.7.1 Introducción.................................................................................................113 9.7.2 Recomendaciones Generales........................................................................114 9.7.3 Herramientas de Mano de Uso Frecuente .....................................................114 9.7.4 Adquisición Almacenamiento y Manutención ..............................................115 9.8 Área de Trabajo Óptima y Despejada ..............................................................115 9.9 Inicio de los Trabajos o Puesta en Marcha.......................................................117 9.10 Operaciones de Perforación ..............................................................................117 9.11 Utilización Segura de los Huinches, Cables y Accesorios de Izado..................119

9.12 Empleo Seguro del Cabrestante y Huinches Pequeño o de Cuerda.................122 9.13 Seguridad Durante el Desarrollo de la Perforación a Rotación Diamantina y la Extracción de Muestras ................................................................................................123 9.14 Seguridad de Mantenimiento ............................................................................125 9.15 Seguridad Durante el Transporte .....................................................................126 9.16 Carga y Descarga...............................................................................................127 9.17 Traslados Fuera de Caminos.............................................................................127 10. EL TRABAJO EN EQUIPO.....................................................................................129 10.1 El Grupo ............................................................................................................130 10.2 El Equipo De Trabajo .......................................................................................131 10.3 Directrices ..........................................................................................................131 10.4 Obligaciones del Facilitador..............................................................................132 10.5 Consejos para trabajar con comportamientos difíciles....................................132 11. GLOSARIO...............................................................................................................134

1.

INTRODUCCION

La principal finalidad de esta capacitación es entregar la mayor cantidad de herramientas técnicas, teóricas y prácticas con respecto a los trabajos que se realizan en perforación, destinada para todas aquellas personas que desarrollan labores dentro de la dinámica en el trabajo de las perforaciones geotécnicas tales como, los operadores, ayudantes 1ª, ayudantes 2ª, técnicos, supervisores, etc., tener la capacidad de conocer, aplicar y diferenciar los variados procedimientos de sondeos, las máquinas, las operaciones, ensayos in situ y el campo de aplicación de los sondeos, así como el comportamiento del terreno desde el punto de vista de las propiedades que afectan a su perforabilidad. Identificar y aplicar los diferentes aspectos de las leyes de Prevención de Riesgos Laborales y del Impacto Ambiental en la realización de sondeos, incluidos el transporte, la implantación, el abandono de los mismos y el trabajo en equipo. Este manual pretende convertirse en una herramienta de consulta permanente para todos aquellos que participan de los procedimientos en los trabajos de perforación con el fin de potenciar el aprendizaje como así también mejorar la calidad del trabajo y los factores humanos que esto implica. La mayoría de las técnicas de perforación tienen como base la experiencia acumulada de las prospecciones petrolíferas y la minería, vale decir, las perforaciones mas profundas. Dicha experiencia se suele utilizar en los sondeos y perforaciones geotécnicas para el estudio de los suelos en obras civiles, con la finalidad de obtener muestras de suelos para ensayo de las propiedades de la mecánica de los mismos, la extracción de testigos de rocas, determinar los índices resistencia y otros. Tomando como base esto es que los temas que se tratarán en esta capacitación tienen como objetivo principal orientar a quienes participan en estas materias para un mejor desempeño en su trabajo. La experiencia demuestra, sin embargo, que a pesar de su aparente simplicidad de trabajo, están sujetas también a toda posibilidad de incidentes originales por los cambios de equilibrio de las presiones geoestáticas y los cambios estos, que se producen en la medida que avanza en la perforación y por ello subsiste la conveniencia de aprovechar la experiencia de técnicas que permiten salvar estos incidentes. Por esta causa es por lo que se desarrollan las técnicas de inyección de las cuales el operador o sondeador aplicará la más conveniente deducida no sólo por los antecedentes del suelo en estudio, sino que por su propia experiencia.

2.

SONDEOS Y PERFORACIONES

2.1

Definición

Sondeo geotécnico: Perforación de pequeño diámetro que permite reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno, así como extraer muestras del mismo y realizar ensayos “in situ”. Se entiende como perforación en minería la acción o acto que, a través de medios mecánicos, tiene como finalidad construir un pozo. Para que esto se logre debe extraerse todo el material destruido dentro del agujero mediante la utilización de aire comprimido o agua. En este punto Sondajes Geotécnicos

es donde se produce la diferencia entre lo que es la perforación de exploración y la de producción. En el primer caso la materia que se extrae sirve con el propósito de analizar y poder determinar tipos, calidades y cantidades de mineral para la eventual explotación del yacimiento. La perforación de producción, en tanto, tiene por finalidad cargar el pozo con explosivos y generar la tronadura para poder quebrar la roca y así ir avanzando con la explotación de la mina.

2.1.1 Sondaje o Perforación de Exploración En la perforación de sondaje se puede definir dos grandes rubros: a) Diamantina: Es la que al producirse la perforación lo que se extrae es un testigo de roca. b) Circulación Reversa: Es donde se destruye absolutamente la roca y se saca un detrito.

2.2

Sondeos

Este método de reconocimiento, se emplea cuando se precisa conocer las características del subsuelo a profundidades imposibles de alcanzar por medio de una calicata. Los equipos, generalmente mecánicos e hidráulicos pueden perforar desde suelos blandos hasta durísimas rocas y su transporte se facilita al estar montados sobre camiones, sin embargo, la información en cuanto a la estratigrafía del subsuelo que entrega un sondeo, es más difícil de interpretar que la de una calicata, pero es mas completo debido a la profundidad alcanzada. Para situaciones en las que se necesita explorar profundidades mayores a 10-15 metros y/o frente a una condición de terreno suelto y napa de agua superficial, en general, resulta apropiado el uso de sondajes geotécnicos a rotación con toma de muestra y ensayes de penetración estándar (SPT). Adicionalmente, es recomendable la toma de muestra “inalteradas” a través de la penetración a presión de tubos Shelby. La gran ventaja de los sondajes es que permiten a cualquier profundidad deseada, observar el subsuelo extraído y la ejecución de ensayos de caracterización.

2.2.1 Objetivos Generales de los Sondeos  Determinar la ubicación y espesor de los estratos de suelo.  Ubicar la napa de agua.  Determinar la profundidad de la roca basal y sus características (si el proyecto lo requiere).  Obtención de muestras pera su posterior caracterización.  Llevar a cabo ensayos en terreno y/o en el laboratorio para estimar propiedades de los distintos estratos de suelo.  Definir problemas especiales que puedan generarse durante o después de la construcción Sondajes Geotécnicos

2.2.2 Reconocimiento del Terreno  Consiste en recorrer el sitio y evaluar visualmente las condiciones locales.  Generalmente sirve para responder a respuestas tales como: - Si hay evidencia de construcciones previas en el sitio. - Si hay evidencia de problemas de estabilidad de taludes. - Si existen construcciones cercanas. - Cuales son las condiciones de drenaje. - Que tipos de suelo y/o rocas se encuentran en la superficie. - Si existen problemas de acceso que puedan limitar los tipos de exploración. -Si existe recurso hídrico en el sector

2.2.3 Sondajes a Rotación El sentido de la rotación debe ser el mismo usado para la unión o enrosque de las piezas que constituyen la sarta de perforación. Todas las brocas, trépanos o triconos, son diseñados para cortar, triturar o voltear las distintas formaciones que pueden encontrarse a su paso. Estas herramientas son diseñadas para cada tipo de formación o terreno. El trabajo de perforación se realiza mediante la ayuda del fluido de perforación el cual desempeña las siguientes funciones: evita el calentamiento de las herramientas durante la operación, transporta en suspensión el material resultante de la perforación hacia la superficie del terreno y finalmente formar una película protectora en las paredes del pozo para de esta manera impedir el desmoronamiento o el derrumbe del pozo. Un equipo de perforación por rotación motorizado típico, tiene las siguientes partes: Mesa de rotación Su función es la de recibir la fuerza necesaria del motor para poder girar la sarta de de perforación. Estas mesas pueden ser accionadas por acople directo o por engranajes y son redondas con tamaño de acuerdo a la magnitud del equipo de perforación. En el centro lleva una abertura que puede ser cuadrada o hexagonal por la que pasa la barra giratoria llamada Kelly. Barra giratoria o Kelly Es una barra generalmente cuadrada de 4” de lado y que pasa por el centro de la mesa rotatoria y recibe de esta el necesario movimiento giratorio para poder perforar. El extremo inferior se acopla a las brocas y el extremo superior al eslabón giratorio llamado Swivel que lo soporta conjuntamente con toda la sarta de perforación. La barra es de acero de alta dureza y es hueca por el centro (2”), para de esta manera permitir el paso del lodo de perforación hidráulico. El Kelly puede subir, bajar o detenerse cuantas veces lo desee el perforador mediante el accionamiento de los controles respectivos. Sondajes Geotécnicos

Swivel o eslabón giratorio Es un mecanismo que va acoplado a la parte superior del Kelly, es una pieza hueca en el centro. Aquí se acopla la manguera que viene desde la bomba de lodos. Drill pipe o tubería liviana de perforación Tubería construida con acero especial y se usa agregándose cada vez que se introduce el Kelly totalmente en el pozo y vuelve a sacarse, ya que de esta manera a dejado el espacio disponible para la tubería. Drill collars o tubería pesada de perforación También conocida como Botellas o Sobrepeso. Son tubos de 6” ó más y de 10‘a 20’ de largo y con un peso de 500 a 700 Kg. Su finalidad es aumentar el peso de la sarta de perforación y conseguir fácilmente el corte con los tríconos. Tríconos o brocas de perforación Las brocas tienen la función de desagregación de las rocas durante la perforación de un pozo. Existe una amplia gama de tríconos y cada uno está diseñado para determinadas desagregar rocas con determinadas características mecánicas y abrasivas. Bomba de lodos Su función principal es tomar el lodo de perforación de la poza de fluídos y llevarla por la manguera hacia el Kelly y al fondo del pozo. El fluido de perforación asciende a la superficie llevando en suspensión el detritus de la perforación. Por un canal pasa al la poza de sedimentación donde se depositan por su propio peso partículas grandes y pesadas, arena, etc. Del pozo de sedimentación el agua con menos material en suspensión pasa por medio de otro canal hacia el pozo principal donde nuevamente es bombeado al pozo, cerrando en ciclo. Motor Pueden ir acoplados al chasis del remolque o puede usarse el mismo motor del camión del equipo de perforación. La potencia depende de la magnitud del equipo de perforación. La principal ventaja de este método es que es más rápido que el método a percusión.  Los sondajes a rotación pueden perforar cualquier tipo de suelo o roca hasta profundidades muy elevadas.  Se utilizan brocas que muelen el material del fondo mediante rotación y presión. El material se extrae por medio de agua inyectada a presión.  Para obtener muestras cilíndricas “inalteradas” se utilizan coronas diamantadas.

Sondajes Geotécnicos

Figura Nº 1: Esquema del método por rotación

Sondajes Geotécnicos

2.2.4 Sondajes con Barrena  La barrena se introduce en el suelo mediante rotación. Luego se extrae y se remueve el material adherido a ella. Este proceso se repite hasta llegar a la profundidad deseada.  Cuando el terreno es firme se remueve la barrena dejando el terreno sin protección.  Una vez que se retira la barrena es posible introducir equipos para tomar muestras “inalteradas”.  Este método presenta problemas cuando la barrena se encuentra con materiales muy resistentes.

Fotografía Nº 1: Sondaje con barrera helicoidal

2.2.5 Número de Sondajes  No existe una regla absoluta para especificar el número de sondajes; se requiere juicio y experiencia del ingeniero.  En general el número de sondajes debería aumentar a medida que: - La variabilidad del suelo aumenta. - La carga aumenta. - La estructura sea más crítica

2.2.6 Profundidad de los Sondajes  No existe una regla absoluta para especificar la profundidad de los sondajes.  En general el sondaje debería alcanzar una profundidad a la cual el incremento de esfuerzos sea menor a un 10% de la generada por la estructura a nivel de la fundación.

Sondajes Geotécnicos

2.3

Obtención de Muestras

La toma u obtención de muestras, es como se conoce al procedimiento por el que se recogen partes, porciones o elementos representativos de un terreno, a partir de las cuales se realizará un reconocimiento geotécnico del mismo. Las muestras son porciones representativas del terreno que se extraen para la realización de ensayos de laboratorio. Dependiendo de la forma de obtención, pueden clasificarse de forma general en dos tipos:  Muestras alteradas: conservan sólo algunas de las propiedades del terreno en su estado natural.  Muestras inalteradas: conservan, al menos teóricamente, las mismas propiedades que tiene el terreno "in situ".

2.3.1 Muestras Alteradas Obtenidas de trozos de testigo o de muestras de ensayo SPT. Análogamente al caso de muestras alteradas obtenidas en calicatas, se tienen en cuenta las mismas consideraciones.

2.3.2 Muestras Inalteradas Se consiguen mediante tomamuestras adecuados. Los más utilizados son los tomamuestras abiertos de pared gruesa y el tomamuestras de pared delgada o Shelby. También, en suelos muy sensibles a la alteración inherente a la maniobra, puede utilizarse el tomamuestras de pistón de pared gruesa o delgada. El utilizado con mayor frecuencia es el primero de los citados. Consta de un tubo cilíndrico de pared gruesa dotado de una zapata separable. El resto del tubo es bipartido (por dos generatrices), para la extracción posterior de la muestra una vez tomada. En el interior se aloja una camisa fina que generalmente es de PVC, aunque puede ser metálica, donde se introduce la muestra para enviarla al laboratorio, habiendo parafinado previamente las caras extremas para evitar pérdidas de humedad. En suelos blandos, el grosor de la zapata provoca una fuerte alteración de la muestra. Para evitarlo, se recurre al tomamuestras de pared delgada, también denominado Shelby. En este caso, no se introduce ninguna camisa en el interior del tomamuestras, sino que la muestra se envía al laboratorio dentro del mismo tubo Shelby, convenientemente tapado y parafinado. En suelos arcillosos muy duros o en rocas, no se pueden introducir tubos tomamuestras mediante presión o percusión: en el caso de arcillas muy firmes, la introducción del tubo tomamuestras por medio de un gran número de golpes, provoca la total alteración del suelo. Por ello, debe obtenerse la muestra con la batería de perforación. Si este suelo duro o roca requiere agua para el avance, (y esto puede dar lugar a una alteración de la muestra), se debe utilizar tubo sacatestigos doble. El testigo que va a ser enviado como muestra al laboratorio, debe ser envuelto en un mallazo y parafinado posteriormente.

Sondajes Geotécnicos

2.3.3 Obtención de Muestras de Suelos Blandos Las arcillas y limos no ofrecen mayores dificultades en las perforaciones de la Mecánica de Suelos, excepto en lo que se refiere a obtener muestras lo mas inalteradas posible. Al extraer el tubo muestreador del pozo hay un exceso de presión hidrostática sobre el testigo y las fuerzas de succión en su parte inferior. La combinación de estos dos factores pueden llevar a la pérdida de la muestra, especialmente en suelos con humedad alta. Para evitarlas se han desarrollado varios dispositivos tales como: orificios en el cabezal del tubo saca muestras, válvulas para abrir o cerrar, tubos de pistón estacionario y bulbos de vacíos, etc. Por otra parte el testigo es mas corto que la longitud de hincado. Este acortamiento (S) del testigo se debe a que los suelos se hacen mas compactos por la deflexión que experimenta hacia abajo en la proximidad de las paredes del tubo y el estiramiento a que se ven sometidos. La relación entre la longitud final y la columna de suelo de la que se ha extraído la muestra es la “relación de la recuperación” (Rc) en que: Rc = L: H Nota: Siendo L la longitud de la muestra y H la altura de la columna de suelo, o lo que es lo mismo, la longitud del hincado. Los suelos cohesivos y homogéneos pueden permitir una perforación continua obteniendo muestras de todos sus espesores sin mayor problema de los descritos y si fuera necesario una limpieza del pozo bastaría con una simple inyección de cualquier fluido de perforación y empleando una herramienta apropiada para tal efecto.  En cambio en las arenas, la muestra inalterada no es posible obtener si no se utilizan complejos procedimientos tales como inyección química, congelamiento y otros. En general, para obras civiles tales procedimientos son de alto costo.

Cualquiera sea el tipo de saca muestras para suelos blandos, resulta inevitable que se produzca cierta alteración del suelo. La alteración es mayor cerca de los bordes. El grado de alteración depende de las dimensiones del tubo y del procedimiento de hincado. Los mejores resultados se obtienen por una hinca rápida a velocidad constante. Para muestras de un diámetro dado y con el procedimiento descrito, el grado de alteración depende del índice de áreas, cuya formula reducida a su más simple expresión resulta:

Ar (%) = 100 De² - Di² Di² Nota: En la que De = diámetro exterior y Di = diámetro interior del tubo. Para tubos de aceros de pared delgada de 50.8 cm de diámetro, Ar es aproximadamente igual a 10%. En tubos bien proyectados para obtener muestras de 10 cm ø dicho valor no debe exceder de 40%. Sondajes Geotécnicos

Como los tubos tienen diámetro exterior algo menor en el extremo inferior del bisel, con objeto de disminuir el roce sobre la superficie cilíndrica de la muestra y la alteración correspondiente, se produce un efecto opuesto al permitir la expansión de la muestra en el interior del tubo; tal efecto puede ser calculado y se denomina coeficiente de huelga interno (Ci). Ci = Di - Ds Ds Nota: En que Ds = al diámetro en el interior del bisel. Se recomiendan valores del (Ci) no mayores del 1.5% para la mayor parte de suelos y toma de muestras a fin de conseguir la mayor compensación de estos efectos opuestos. En la Fig.2 se presentan características de tubos saca muestras y efecto de la hinca.

Sondajes Geotécnicos

Figura Nº 2: Tubo Muestreador para Suelos Blandos

Sondajes Geotécnicos

2.3.1.1 Muestreo de Suelos Pulverulentos Muestreador de Campana Bishop La dificultad en la toma de muestras de arenas finas se encuentra en la elevación del sacatestigos que se vacía con la facilidad desconcertante. El principio del aparato Bishop consiste en asegurar esta elevación por medio de una burbuja de aire. A causa de la presencia de de las fuerzas capilares que se ejercen sobre la cara inferior de la muestra, la arena adquiere una cohesión aparente y no se cae. Para llegar a este resultado, se instala el tubo de extracción en el interior del otro de gran diámetro en forma de campana que se puede llenar de aire cuando se desee. El aire comprimido que se introduce después de tomar la muestra, deforma una membrana de caucho que obtura en la parte superior del sacatestigos. Esta membrana reemplaza la bola habitual. El detalle de las operaciones consiste en realizar un muestreo de tipo corriente, luego se envía aire comprimido hasta que aparecen burbujas en la superficie del agua; después se levanta el conjunto. El inconveniente del aparato es que se necesita una perforación de 150mm de diámetro para obtener un testigo de 60 mm de diámetro.

Sacatestigo kjellman Como ya es sabido, el rozamiento del testigo con la pared interior del tubo, es lo que limita la longitud de aquel. Si se quieren conseguir testigos largos, hay que suprimir este rozamiento. Para llegar a este resultado kjellman fabrico, mediante unos flejes adosados de acero, una camisa fija con relación al sacatestigo. El rozamiento se realiza entonces entre dos partes metálicas convenientemente lubricadas. Los flejes de acero están dispuestos en bobinas en el anillo cortante (zapata). Después de un cambio de dirección apropiado, su extremo libre se fija a un pistón que extiende los flejes a medida que se hinca el muestreador y así ocurre que no hay ninguna posibilidad de contacto entre la muestra y el tubo sacamuestras. El volumen de las bobinas proporciona un coeficiente de pared relativamente importante, se contrarresta dando al anillo cortante (zapata) una longitud grande por debajo de las cavidades de las bobinas y una gran finura. La longitud de los testigos puede llegar a la docena de metros y esta limitada solo por el volumen de las bobinas.

Muestreador de Pistón En 1923 en Suecia, J. Olsen fabrico el primer muestreador de pistón. Al principio de la toma el pistón esta fijo en el nivel del anillo cortante (zapata). Se desciende el conjunto a través de la perforación hasta la zona de muestras. Entonces se libera el pistón y se extrae todo, junto con la muestra. Un anillo de cuero (suela hidráulica) puesto en la cabeza del pistón reemplaza la bola de los otros aparatos. Sondajes Geotécnicos

Figura Nº 3: Muestreador de Pistón

Perforación con Barrenos (Auger) Un procedimiento relativamente moderno que precisa de movimientos por sistema hidráulico para la rotación, y de maquinas perforadoras de gran potencia, con estructuras compactas, es el que emplea barrenos espirales para el despeje y avance de la perforación. Un tipo de barreno tiene su núcleo hueco, con un diámetro tal que permite introducir tubos para obtener muestras en suelos blandos y además por ciento, permite efectuar pruebas de Sondajes Geotécnicos

índices de resistencia a la penetración normal. La presencia de estratos con gravas y bolones limita la efectividad del sistema. Entonces puede emplearse procedimientos combinados de perforación, se extrae el barreno, se coloca el revestimiento y se continúa con algún otro método usual.

Muestreador Mohr Este aparato se caracteriza por:

  

Seis lengüetas en la base (algo similar a lo que se conoce como canastillo de retención). Un hilo metálico que acciona las lengüetas y corta el testigo por su base. Un tubo de aire comprimido que impide que se produzca un efecto de bombeo en el momento de la extracción.

El testigo se introduce en siete camisas superpuestas de 30 cm de longitud cada una. Una vez lleno el aparato y desprendidas las camisas, se separan estas por medio de un hilo metálico. Se sellan los extremos con parafina sólida. El aparato da resultados buenos en suelos coherentes. El mismo principio se aplica en el muestreador de Langer, pero es mucho más sencillo. La camisa interior es única y no lleva válvulas, ni hilo de acero, ni tubo de aire.

2.3.4 Obtención de Testigos de Roca Al perforar las rocas con rotación y empleando granalla, prismas de vidia o diamantes, se obtiene automáticamente un testigo a condición evidentemente a no emplear coronas macizas. Basta arrancar ese testigo, sin estropear, después de cortarlo para tener certificación continua. La experiencia demuestra que se recupera el mayor porcentaje de testigo con los diamantes y el menor por supuesto, con la granalla. Los prismas dan un resultado intermedio, excelente en algunos casos. Evidentemente que en el folleto solo se tratara de los diamantes y prismas en la parte pertinente a herramientas de corte. En lo que respecta a la testificación en rocas, desde el punto de vista de la Mecánica de los Suelos, solo interesa la testificación como comprobación de la existencia de rocas bajo el suelo de una fundación y los testigos que se extraen no van más allá de una profundidad prudente de unos cinco metros, a menos que se especifique otra cosa. La extracción de testigos en rocas se emplea como ya se ha dicho, para comprobar la presencia de ellas, para la identificación y la clasificación de su calidad. Con respecto a esto ultimo, es muy importante pues la obtención de buenos testigos. Se comprenderá con mayor facilidad la importancia de lo dicho si se estudian los tipos de fallas que presenten los testigos. Sondajes Geotécnicos

1. 2. 3. 4.

Juntas: Entre ellas una delgada capa de material fino. Fractura: Superficie áspera entre ellas. Partiduras: Es una fractura fresca. Separación: Una gruesa película de material fino o sales entre ellas.

La tercera falla es generalmente es consecuencia de la manipulación de las operaciones de perforación y es favorecida por el uso de malos saca testigos. Los testigos constituyen una de las más valiosas fuentes de información para el estudio de numerosas obras civiles de cierta envergadura respecto de: tipos litológicos, fracturamientos, callamiento, micro fracturas, grado de alteración, dureza, comportamiento mecánico, etc. Esta consideración permite establecer que mediante un examen critico, los testigos proporcionan valiosos antecedentes geológicamente significativos. Respecto del estado de las masas rocosas de superficie. Sin embargo, frecuentemente las descripciones de los testigos resultan poco afortunadas para señalar el estado y la condición mecánica de las masas rocosas. Mas aun, en oportunidades, la información que se entrega a menudo suele incluir solo el nombre o clasificación petrográfica de la roca cortada en el sondeo, complementada por alguna información adicional que contiene algún antecedente como dureza, grado de alteración fracturamiento, etc. La información así entregada en mucho representa el criterio subjetivo del encargado de los análisis de los testigos. Uno de los principales medios para establecer el carácter geotécnico de una masa roca, en base al análisis del testigo, lo constituye el denominado “porcentaje de recuperación” (PR). Para tales fines se ha establecido de una de las formas mas objetivas de cuantificar la cantidad en terreno de las masas de rocas, lo constituye el registro de fracturas presente en los testigos, como ya se menciono anteriormente. En esta forma una roca de buena calidad tendrá un bajo fracturamiento, , y una alta frecuencia de fracturamiento (4 a 6 fracturas de cada 10 cm) corresponderá a una roca de mala calidad. Otro sistema considerado como mas sensible, en base al análisis descriptivo del testigo, una vez extraído del saca testigo denominado (RM) “recuperación modificada” (en ingles: RQK: Rock Quality Designation) en el cual solo los trozos de rocas mayores que 10 cm se consideran como recuperados. Se estima que los trozos menores son consecuencia de esfuerzos de cortes, fracturamiento, microfisuramiento y alteración de la masa rocosa y por ello no deben ser contabilizados. El sistema (RM) proporciona una estimación preliminar de las variaciones en terreno de las propiedades de las rocas, a partir del examen de un trozo sano de roca, constituyendo por tanto un método mas adecuado que el (PR) para estimar la calidad de ellas. Al margen de las consideraciones expuestas y aceptando el hecho de los testigos en cierto modo sirve para evaluar el carácter geotécnico de las rocas, es necesario insistir que, en ciertos casos, la recuperación esta influenciada por: tipo del equipo de sonda, diámetro empleado, tipo de corona, velocidad de avance y rotación, habilidad del perforista, etc. Las condiciones esenciales que exige la aplicación del método (RM) es el uso de saca testigos del tipo NX además de una buena supervisión de la perforación, de la extracción y examen del testigo, ya que usualmente no resulta fácil de diferenciar las fracturas o discontinuidades naturales de las artificiales. Sondajes Geotécnicos

En la siguiente figura, se describen el método (PR) y (RM).

Figura Nº 4: Relación entre Porcentajes de Recuperación Modificada y Carácter Geotécnico de las Rocas

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2.3.5 Presiones de los Terrenos Antes de la perforación el terreno esta sometido a las acciones de la gravedad. Si la perforación se hace en terreno homogéneo, el esfuerzo vertical soportado por el terreno es igual al producto de su peso especifico (y) por la altura (z) a que ha llegado la perforación o en cualquier punto de ella, se tiene que: pv = z ∙ y El esfuerzo vertical se traduce en una comprensión que tiende a producir una dilatación transversal pasando entonces de un estado de equilibrio nuevo, variando sus tensiones a medida que se avanza en la perforación. Estos nuevos estados de tensiones dan origen a una serie de fenómenos que obligan a los perforistas y sondeadotes a sortearlos para evitarse problemas tales como derrumbes, atascamientos de herramientas y tubos de revestimientos. En el caso de este numero, el suelo ejerce un empuje sobre su superficie cilíndrica, equilibrándose las presiones por el esfuerzo que desarrolla el mismo. Los estados de esfuerzos que obren sobre los revestimientos se calculan de esta forma: a)

Suelos granulares

Del ensayo de Penetración Normal se obtiene el Angulo de fricción interna del suelo, o sea del rozamiento entre sus granos (ø aprox.) la presión horizontal del suelo en un punto dado es: ph = pv.tg ø Pero como en la longitud total del tubo existe una transmisión lateral de esfuerzos, es necesario determinar el coeficiente (K) en que: K = ph pv Y la presión horizontal real del suelo sobre el revestimiento es: ph = k.pv =k.z.y Lo cual significa que es posible determinar en que momento de la perforación se esta produciendo un esfuerzo sobre el tubo que puede causar un atascamiento, por lo que es conveniente reducir Nx a Bx. Si se conoce la capacidad de tracción máxima de huinche de la sonda para alzar la tubería, se puede calcular en que momento se alcanzara esa capacidad, conociendo la fuerza necesaria a emplear en una profundidad dada. Se tiene que:

F = 1.6.k.yd.1².tgø

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b)

Suelos finos: F = ‫ תּ‬. D .1 C.a

Ca es la adherencia, que es la cohesión existente entre un suelo y la superficie sólida de un tubo. Para romper la adherencia, los tubos se giran aplicando un “torque”, el que no es muy grande dando a que el diámetro D es pequeño: T = 1.6. Ca.D² .1 b en que ( l ) es longitud y ( b ) es el largo de la palanca o llave para girar el tubo. Estas formulas no se aplican corrientemente en la practica, pero demuestran la causa de muchos atascamientos de revestimientos. Finalmente, existen técnicas o procedimientos en que el revestimiento es empleado además, en determinaciones de índices de resistencia al cizalle, con métodos similares al de una penetración normal.

2.4

Ensayos en Terreno (In-situ)

Los ensayos "in situ" son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico, constituyendo una alternativa o complemento a los ensayos de laboratorio sobre muestras extraídas del terreno. Pretenden eliminar o reducir algunas de las limitaciones de los ensayos de laboratorio: El proceso de toma de la muestra, bien sea por golpeo, hinca o rotación, produce una alteración de la estructura del terreno. Esta alteración es más importante en la periferia de la muestra, pero en cierta medida afecta a la totalidad de la misma. Estudios teóricos muestran que las deformaciones verticales que se producen en un suelo arcilloso debido a la hinca de un tomamuestras de pared delgada, son del orden del 1% en el eje de la muestra. A esta alteración hay que añadir la que se produce en el transporte, almacenamiento, extracción de la muestra del tubo tomamuestras y tallado de la probeta. La extracción de la muestra del terreno implica la anulación de las tensiones totales a las que estaba sometida "in situ". En cuanto a las presiones intersticiales, el único control que se tiene sobre ellas es la protección de la muestra contra la desecación o humectación a través de sus paredes. El agua intersticial queda así en estado capilar, siendo esta succión la responsable de mantener la estabilidad de la muestra. Si no existe ninguna alteración, esta succión debe ser igual a la presión efectiva media a la que estaba sometida la muestra in situ. Mediciones de la succión existente en muestras reales, indican valores entre el 100% y el 60% de la presión efectiva media.

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2.4.1 Ensayo de Penetración S.P.T. 2.4.1.1 Objetivo El ensayo de penetración del tipo SPT, es un ensayo geotécnico que consiste en intentar penetrar 45 cm en el suelo a caracterizar, una Cuchara Normalizada mediante golpes de martinete en caída libre desde una altura 76 cm, golpeando este sobre una cabeza de golpe. La energía es trasmitida a la cuchara mediante la sarta de barras del tipo AW. Para esta penetración de 45 cm, se registra el número de golpes totales que han sido necesarios para descender en tramos de 15 cm cada uno o el número de golpes realizados para calificarlo de rechazo.

2.4.1.2 Terminología Máquina de sondaje: Equipo destinado a la perforación y que realiza muestreo, avance y/o limpieza del agujero permitiendo de esta manera continuar con los ensayos geotécnicos o proseguir con el muestreo. Por lo general dispone de sistema de rodillo o cabrestante para minimizar el esfuerzo para el levante del martinete. Martinete: Elemento metálico (masa de fierro) de 140 ± 2 libras (63,5 ± 1 kg.) y forma cilíndrica, pudiendo ser hueco (con pasada para barra guía) o de una sola pieza (elemento que incorpora la barra guía en forma interna), con sujeción en la parte superior para conectar cordel de manila o cáñamo (fibra vegetal). Cabrestante: Torno de eje vertical que se emplea para mover grandes pesos por medio de una maroma o cable que se va arrollando en él a medida que gira movido por la potencia aplicada en unas barras o palancas que se introducen en las cajas abiertas en el canto exterior del cilindro o en la parte alta de la máquina. Torno generalmente accionado por un motor y destinado a levantar y desplazar grandes pesos. Operador: Persona física e intelectualmente preparada y encargada de operar la máquina para realizar la perforación y extracción de muestras, como también ejecutar los ensayos geotécnicos y manipular todo lo que tenga relación con la máquina o utilización de ella. El perfil del operador deberá ajustarse de la mejor manera a satisfacer lo siguiente: Operador especializado (en Chile no se imparte la carrera de operador de Equipos de Perforación) con a lo menos 5 años de experiencia en estos trabajos, con conocimientos básicos de mecánica de suelos, mecánica automotriz, electricidad, etc. De requerirse se solicitará certificado de salud o examen preocupacional, si las condiciones geográficas y/o climáticas así lo exijan, cursos de seguridad (sean estos, los impartidos por la mutual correspondiente y/o los exigidos por la empresa o compañía a la cual se prestarán los servicios. Deseable poseer Licencia de Conducir clase B. 1° Ayudante: Técnico calificado, con conocimientos de descripción de suelos para llevar la estratigrafía del sondaje y para realizar trabajos con importantes esfuerzos físicos) debiendo llevar además el Libro de Obra para cada proyecto. Adicionalmente, será además el encargado de comunicarse con las jefaturas de la sección como también con el mandante y coordinar en terreno aquellas acciones para realizar correctamente los trabajos. De requerirse se solicitará certificado de salud o examen preocupacional, si las condiciones geográficas y/o climáticas así Sondajes Geotécnicos

lo exijan, cursos de seguridad (sean estos, los impartidos por la mutual correspondiente y/o los exigidos por la empresa o compañía a la cual se prestarán los servicios). Deseable poseer Licencia de Conducir clase B. 2° Ayudante: Segundo Ayudante (persona en condiciones de realizar importantes esfuerzos físicos) y que está en condiciones de realizar trabajos menores y de apoyo al operador de la máquina. Certificado de salud o examen preocupacional, si las condiciones geográficas y/o climáticas así lo exijan, cursos de seguridad (sean estos, los impartidos por la mutual correspondiente y/o los exigidos por la empresa o compañía a la cual se prestarán los servicios). Cuchara normal: Elemento metálico cilíndrico hueco, de 45 cm de largo (mínimo óptimo) y de 2 pulgadas de diámetro exterior y que en su interior se aloja la muestra ingresada si hubiese penetración. Barras: Sistema de transmisión de energía y acople de la cuchara normal, también al sistema de golpeo (martinete y cabeza de golpe), por lo general son de 5 o 10 pies (1,525 o 3.05 metros) cada una. Apriete de barras: Acción que realiza el ayudante y/o el operador, con llaves ajustables que se encuentren en buen estado, dependiendo también de las condiciones locales y particulares de trabajo y del tipo de martinete que se esté utilizando. Esta maniobra, sólo se deberá realizar cuando el Operador de la máquina así lo ordene, tanto de manera verbal complementada con un gesto técnico propio del apriete y además considerando que el martinete este en posición segura sin riesgo de caer.

2.4.1.3 Equipos Máquina de sondaje: 1 Equipo de perforación mecánico para avance y recuperación de muestra, con huinche y sistema de rodillo o cabrestante. Martinete: 1 martinete con masa aproximada de 63,5 ± 1 kilogramo. Cabeza de Golpe: 1 cabeza de golpe, sólo en caso de utilizar martinete con pasada por el centro o hueco. Cabrestante: 1 Rodillo o Cabrestante giratorio. Cordel: 1 cordel de manila o cáñamo con un largo óptimo. Barras o sarta de barras: Sistema de barras tipo AW, para transmisión de energía. Barra guía: Sistema de barra guía, sólo en caso de utilizar martinete con pasada por el centro o hueco. Cuchara normal: Cuchara de penetración y recuperadora de muestra de 2” de diámetro exterior.

2.4.1.4 Procedimiento El procedimiento general consiste en lo siguiente: Una vez habilitado el pozo y despejado hasta la cota del ensayo (profundidad desde donde se iniciará el hincado de la cuchara normal), se procede a introducir la cuchara normal, acoplando tantas barras como sea necesario para llegar al fondo del pozo. Una vez realizado Sondajes Geotécnicos

esto se ajusta la altura adecuada con barras de longitudes variables a modo que sobresalga la sarta de barras entre 1,00 a 1.50 metros aproximadamente desde la cota de inicio del pozo o nivel referencial (por lo general nivel de tierra) y será a esa altura donde quedará ubicada o se acoplará la cabeza de golpe con su barra guía para dar inicio al hincado, esto es, si sólo sí, se utilizara el martinete con pasada de barra guía o hueco. En caso contrario la altura se ajustará de acuerdo a las dimensiones que tenga el martinete con barra incorporada. El operador marcará visiblemente las barras, ya sea en la parte superior para dar la altura de caída del martinete (76 cm desde la cabeza de golpe hacia arriba) y también en la parte inferior, desde una cota de referencia, tres trazos equidistantes de 15 cm cada uno para verificar cuanto a penetrado la cuchara normal y poder así llevar el control del número de golpes ejecutados. Una vez dispuesto todo lo anterior se procede a activar el cabrestante o rodillo a modo de izar el martinete. Esta acción se realiza enrollando una cuerda de cáñamo una o dos vueltas sobre el rodillo. Luego, para el caso del martinete hueco o de cadena, se posiciona o se pasa por el hueco del martinete la barra guía a modo de asegurar que el martinete siempre caiga sobre la cabeza de golpe. De esta manera se está en condiciones de iniciar la serie de golpes que requiera el ensayo. El operador podrá solicitar al ayudante al inicio o durante el ensayo, que tome la barra con las manos (utilizando guantes), por debajo de la cabeza de golpe, indicando la manera correcta de hacerlo, para mantener principalmente la excentricidad de la sarta de barras, evitando así que no se golpeen estas contra el suelo o tubería de revestimiento, lo que provocaría perdidas de energía que afectan el resultado del ensayo. El operador, levanta el martinete hasta la altura indicada, se detiene y deja caer seguidamente el martinete en caída libre, posteriormente vuelve a levantar hasta la altura indicada y lo deja caer, esta acción se repite constante y continuamente hasta que: Se penetren 15 cm y en ese momento se gira toda la sarta de barra en el sentido de apriete a lo menos una vuelta o la sarta de barras, la barra guía o la cabeza de golpe se hayan soltado producto de los mismos golpes y será el operador del cabrestante quien ordene al o los ayudantes que aprieten con llaves todas aquellas partes que así lo requieran. La maniobra de apriete termina cuando hayan quedado listas las conexiones para continuar y nuevamente será el operador quien ordene al o los ayudantes retirarse pues se continuará con la secuencia de golpes. Las ordenes dadas para los aprietes y retirarse a posición segura serán dadas en forma fuerte y verbal, complementándola con gestos o gesticulaciones que indiquen estas acciones. Para estas maniobras se requerirá de tomar por parte del operador, de todas las medidas de seguridad que garanticen que, entre otras el martinete no se suelte y caiga. El ensayo continúa, anotando el número de golpes que han sido necesarios para penetrar los tres tramos de 15 cm cada uno y en caso contrario, indicar el número de golpes con que se calificó de rechazo (la cuchara no penetra y rebota). Concluido esto se retira el martinete de su guía y se deja ubicado sobre el suelo. Se desacopla la cabeza de golpe y se conecta el adaptador para iniciar el sacado de barras.

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Tabla de Correlación Tabla Nº 1: Consistencia de las Arcillas Estado Muy blanda Blanda Mediana Consistente Muy consistente Dura

Compresión Simple (Kg/Cm2) menor 0,25 0,25 - 1,00 0,50 - 1,00 1,00 - 2,00 2,00 - 4,00 mas de 4,0

Indice de Penetración N 0 - 2 golpes 2 - 4 golpes 4 -8 golpes 8 - 16 golpes 16 - 30 golpes mas de 30 golpes

Tabla Nº 2: Compacidad de las Arenas Estado Muy suelta Suelta Mediana Densa Muy dura

Densidad Relativa 0 - 0,15 0,15 - 0,35 0,35 - 0,65 0,65 - 0,85 0,85 - 1,0

Ø 28º 30º 30 41º

Indice de Penetración 0 - 4 golpes 4 -10 golpes 10 - 30 golpes 30 - 50 golpes mas de 50 golpes

2.4.1.5 Empleo Seguro del Cabrestante y/o de los Huinches de Cuerda  

 

  

Mantenga el cabrestante limpio y sin óxidos, libre de aceite y/o grasas. Este debe ser limpiado con escobilla en caso de tener óxidos. Revise el cabrestante en forma periódica (cada vez que se termina una faena de sondajes), cuando el motor no esté funcionando y verificar así que no hayan ranuras de desgaste provocadas por las cuerdas. Si la ranura observada es de más de 3 mm, el cabrestante debe ser reemplazado. Emplee siempre una cuerda limpia, seca y en buen estado. Una cuerda con aceite o húmeda puede agarrar el cabrestante pequeño y provocar que las herramientas de perforación u otros objetos sean izados rápidamente a la parte superior del mástil o torre. En caso que la cuerda agarre el cabrestante o se enrede de alguna forma en el tambor, libere la cuerda y de aviso o alerte enérgicamente para que todo el personal retroceda rápidamente y permanezcan alejados, incluido el operador. De ocurrir esto a menudo la cuerda se romperá y soltará todo lo que arrastro con ella. Si no se rompe, permanezca apartado del equipo de perforación hasta que el operador, evaluando la situación, detenga el motor y se tomen la medidas para desacoplar lo que este atrapado. El operador debe estar atento a las herramientas que se encuentran suspendidas y debe retirarse rápidamente después de apagar el motor. Existen equipos que traen incorporados frenos de emergencia y bocinas de alarma, las que deben ser usadas en caso de disponerlas. La cuerda debe estar siempre protegida del contacto de productos químicos, pues estos pueden provocar deterioros que no son detectados visualmente. Jamás enrolle la cuerda del cabrestante o cualquier otra cuerda, alrededor de una mano, muñeca, brazo, pie, tobillo o pierna, ni en ninguna otra parte de su cuerpo. Siempre mantenga un mínimo de 18 pulgadas de espacio entre la mano que esta operando y el tambor del cabrestante cuando este se este utilizando.

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        

Esté atento al hecho que la cuerda avanza hacia el cabrestante con cada golpe de martinete y que la herramienta utilizada avanza dentro del suelo. Jamás opere el cabrestante o efectúe cualquier tarea alrededor de la sonda con ropa desabotonada o de alguna manera no sujeta o cuando use guantes con puños anchos o tiras o cordones sueltos. Se recomienda que el uso de cabello largo en las personas que operan, transitan o realizan otras tareas en la máquina, no esté expuesto y sea tomado, de tal manera que permanezca contenido dentro del casco de seguridad. No use cuerdas que sean más largas que lo necesario. Una cuerda muy larga puede formar una lazada en el suelo o enredarse de alguna forma en el operador. No le dé más vueltas a la cuerda de las que sean necesarias para elevar la carga. No deje solo el cabrestante con la cuerda enrollada en el tambor. Ubique todos lo demás cables de izado de manera de impedir el contacto con la que se este empleando. El operador debe ser capaz de utilizar el cabrestante, permaneciendo de pie sobre una superficie nivelada con buenas condiciones de estabilidad y firmes, y sin distracciones o molestias. Permanezca siempre concentrado en lo que se está haciendo y se sugiere que todas las personas involucradas en el ensayo, vayan contando la cantidad de golpes que se han dado, de esta manera se darán cuenta en que etapa del ensayo están.

2.4.2 Ensayo de Penetración de Cono C.P.T. El ensayo de penetración estática CPT consiste en hincar a presión en el suelo a una velocidad constante de 2 cm/seg. una punta cónica que permite medir por separado la reacción que opone el suelo a la penetración del cono (qc) y el rozamiento de un manguito ubicado por encima del mismo (fs). El ensayo CPTU (piezocono) permite medir además la presión de poro que se genera durante la hinca. La reacción necesaria para la hinca está dada por el propio peso del vehículo o por anclajes al terreno. El ensayo CPT puede realizarse con puntas mecánicas o eléctricas. El ensayo CPTU es completamente electrónico y las medidas son efectuadas por captores de presión, amplificadas y tratadas por un convertidor A/D. Se calibra periódicamente siguiendo las normativas internacionales.

Este ensayo mide la resistencia de punta del cono y la resistencia por fricción. Es un ensayo rápido y entrega un perfil continuo. La desventaja es que es relativamente caro y no se obtienen muestras. Es más adecuado para suelos con cohesión.

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Figura Nº 5: Ensayo Cono Pentetración CPT

Figura Nº 6: Piezocono

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2.4.3 Penetraciones Estáticas (Ensayo de Penetración con Piezocono CPTU) El ensayo de piezocono es básicamente un ensayo de penetración estática continuo, con medida de presión intersticial, que se encuadra dentro del conjunto de los ensayos de campo realizados "in situ". Consiste fundamentalmente en la introducción de una sonda (llamada piezocono) en el terreno, a velocidad constante, unida a un sistema de varillas que se van añadiendo según se avanza en profundidad, con ayuda de un equipo de empuje movido por un motor. Durante la penetración se registran simultáneamente, mediante un sistema de censores, datos de resistencia por punta (Rp), resistencia por fuste (Rf) y de presión intersticial (u). La esencia del mismo es la incorporación, al ensayo clásico de penetración estática, de la medida de la presión intersticial que se genera durante la hinca y es ésta precisamente la característica principal que lo diferencia del resto de los penetrómetros estáticos.

2.4.4 Ensayo de Permeabilidad Antes de la construcción de una estructura de tierra, es importante verificar que las propiedades del suelo de la cimentación, sean las indicadas para garantizar la estabilidad y funcionamiento adecuado de la obra. En algunos casos, dichas propiedades pueden obtenerse en el laboratorio a partir de muestras inalteradas; sin embargo, es frecuente que, al no poder obtener muestras inalteradas o suficientemente representativas, se tenga que recurrir a pruebas de campo para el mismo fin. Las pruebas de campo tienen que adaptarse a las particularidades de cada obra y, en general, no es posible ni deseable establecer un procedimiento estándar para su ejecución. Pruebas de Permeabilidad de Campo Las pruebas de permeabilidad de laboratorio son útiles cuando la estructura que se forma está formada por un material que puede considerarse homogéneo, isótropo, o anisótropo, como en el caso del corazón impermeable de una cortina, construido con la tierra de un banco de préstamo homogéneo. En cambio, en las formaciones naturales, generalmente compuestas por mantos distintos, con variaciones importantes tanto en la disposición de los mismos como en las características de los materiales, es difícil estudiar el escurrimiento a partir de un número limitado de ensayes sobre muestras inalteradas. En mantos de arena y grava es casi imposible obtener especimenes inalterados. En estos casos es necesario recurrir a las pruebas de campo. El tipo de prueba de permeabilidad útil en cada caso particular depende de numerosos factores, tales como tipo de material, localización del nivel freático y homogeneidad o heterogeneidad de los distintos estratos del suelo, en cuanto a permeabilidad se refiere. En la tabla siguiente, tomando en cuenta ciertas características del problema bajo estudio, se expone la aplicabilidad de los diversos tipos de pruebas de permeabilidad a los suelos aluviales típicos de las boquillas de presas.

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Tabla Nº 3: Aplicabilidad De Los Diversos Tipos De Pruebas De Permeabilidad Bombeo con colocación de piezómetros

Absorción y filtración

Nivel freático

Material

Por encima del nivel freático

Homogéneo

X

Heterogéneo

X

Por debajo del nivel freático

Prueba lefranc

Bombeo con medición del abatimiento

Homogéneo

X

Heterogéneo

X

Trazadores radiactivos

micromolinete

X

X

X X

Cada tipo de prueba se analiza con métodos de cálculo más o menos elaborados; sin embargo, los resultados obtenidos de los diferentes métodos de interpretación, propios a cada prueba, son semejantes; debe prestarse especial atención a la forma en que se lleva a cabo el ensaye, ya que, dependiendo de los procedimientos utilizados, los resultados pueden variar de forma significativa. Además de las pruebas de permeabilidad mencionadas en la tabla anterior, se presenta la prueba de permeabilidad Lugeon, generalmente usada para masas rocosas.

2.4.4.1 Lefranc Se entuba la perforación por tratarse de terrenos pulverulentos y la cavidad se abre bajo la zapata del revestimiento. Se conserva abierta gracias a la inyección de agua que se realiza a través de las toberas de un trépano pequeño que se mantiene fijo a una determinada profundidad. La sobrecarga h de agua en la cavidad viene dada por la observación del nivel libre en el entubado y el caudal de inyección por la bajada del nivel del tanque. De este modo se tienen todos los elementos necesarios para calcular K, salvo el coeficiente C de la cavidad para evaluar este es preciso hacer una hipótesis sobre la forma de la misma. Por consiguiente, la interpretación del ensayo solo puede suministrar un orden de magnitud bastante aproximado de las permeabilidades. En general es suficiente, ya que el coeficiente C varía poco con la forma de la cavidad. Cuando la dimensión de los granos de las formaciones es demasiado grande para que el agua pueda formar una cavidad, es necesario recurrir a otro procedimiento. Algunas veces se puede realizar con la herramienta de perforación con una cavidad de forma dada asegurando su mantenimiento durante el tiempo que dura el ensayo la propia cohesión del terreno. En este caso no hay que olvidarse de comprobar que no sufre ninguna modificación durante el tiempo que se realizan las medidas. Sondajes Geotécnicos

En particular, si se toma como cavidad el espacio en forma de disco que se crea en la base del entubado, es necesario que no ascienda por él nada de terreno. Si esto no se cumple rigurosamente, no existe ningún medio de evaluar correctamente el coeficiente a considerar, ya que la parte de formación que se introduce en el entubado, en general antes de comenzar el ensayo, se ha descomprimido con relación a la que queda en su sitio y su permeabilidad cambia. Además, el cálculo demuestra que, cuando existe un terreno idéntico dentro y fuera del revestimiento basta con una pequeña subida para que la carga h que hay que sustituir en la fórmula sea una pequeña fracción de la sobrecarga aplicada. Por consiguiente, hay que evitar este tipo de cavidad. Cuando es posible se mantiene el hueco abierto llenándolo con grava gruesa calibrada. Los vacíos de esta son lo suficientemente grandes para que el agua de inyección no pierda la carga por su causa. Finalmente, se puede proveer el entubado de un elemento perforado debidamente calibrado. Si los caudales inyectados son muy pequeños y no se puede conseguir una cavidad inyectando agua, la bomba resulta inútil, entonces se puede introducir el agua con un bidón de capacidad conocida que mantenga siempre un nivel constante en el entubado. O más sencillo aún, después de haber llenado el revestimiento de agua, se mide la velocidad de descenso de esta. Como se ha visto, estos ensayos se pueden realizar de modo muy variado y conviene tomar diferentes valores de la sobrecarga para compensar los errores. La experiencia de estas muestras demuestra que su simplicidad es solo aparente y es necesario que las efectúen e interpreten técnicos que sepan lo que hacen. Con las inyecciones de agua se corre el riesgo de provocar fracturas que permiten que se establezca fácilmente una corriente de agua alrededor del entubado o, por el contrario, que se obturen las formaciones. Incluso aunque las aguas estén perfectamente limpias, se puede producir esta colmatación por el desprendimiento del gas disuelto en el agua. Por todas estas razones se prefiere generalmente efectuar los ensayos por bombeo. Pero es necesario tomar grandes precauciones para evitar que se produzcan arrastres del terreno que cambiarían completamente el valor del coeficiente C que se creía aplicable. Como generalmente las cavidades son de pequeñas dimensiones, las permeabilidades calculadas se refieren a un pequeño volumen de terreno y se pueden considerar como puntuales. Es necesario ensayar un gran número de puntos para poder tener un valor medio de la permeabilidad del terreno

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Figura Nº 7: Ensayo Lefrac a Nivel Constante

2.4.4.2 Lugeon Los ensayos Leugeón son análogos a los Lefranc. Lo mismo que estos, se ejecutan según avanza la perforación, se hace en rocas de baja permeabilidad en pequeño volumen; pero más o menos fisuradas, es necesario ejercer presiones relativamente grandes para inyectar el agua en las fisuras. Así pues se calcula la permeabilidad en grande. Supongamos una perforación invadida hasta una cierta profundidad. A partir de ella se perforan unos 5 metros. A continuación se fija un obturador en la parte superior de este tramo virgen y se inyecta agua a presión con una bomba. Un manómetro colocado en la boca del pozo, un contador de agua y una válvula de descarga, permiten medir los caudales inyectados a una presión dada.

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En general, se mide durante cinco o diez minutos el caudal inyectando a una presión constante. Después se trabaja con una presión mayor. La gama de presiones a emplear depende del estado de fisuración, pero al menos se emplean tres o cuatro valores que se volverán a utilizar cuando se haya alcanzado la presión máxima. Esta raramente es mayor a 10 kg/cm², ya que existe un límite a causa de la presencia del obturador y de la potencia de las bombas. Por otra parte, se corre el riesgo de producir una facturación artificial y trastornos del terreno que falsearían los resultados. La comparación de los resultados obtenidos con presiones crecientes y decrecientes es muy instructiva en lo que concierne al comportamiento del terreno. A menudo se comprueba que, cuando las presiones disminuyen, los caudales son mas elevados que cuando aumentan a consecuencia del lavado de las fisuras. Leugeón preconiza expresar los resultados evaluando la absorción con una presión de 410 kg/cm² en litros por minuto y por metro, con una duración del ensayo de 10 minutos. En su honor se suele denominar Lugeón a esta unidad. Si se expresa en unidades más consistentes, es decir, calculando el coeficiente de permeabilidad equivalente, se comprueba que un Lugeón vale de 1 a 2x10-7 m/s. Esta equivalencia solo tiene valor para un determinado grado de fisuración que justifique un cálculo de este tipo, si los caudales inyectados son pequeños. En efecto, Lugeón considera únicamente las presiones indicadas por el manómetro que se coloca en la superficie. Como las perforaciones y la tubería de conducción del agua son de pequeño diámetro, si los caudales inyectados son grandes y el tramo ensayado es un poco profundo, las pérdidas de carga en la tubería son del mismo orden de magnitud que las presiones medidas en el manómetro. Para poder evaluar correctamente el coeficiente de permeabilidad de las formaciones que hay que determinar la presión de inyección que existe en el centro de la cavidad. Por consiguiente, hay que tener en cuenta la profundidad del nivel estático del manto acuífero y calcular la pérdida de carga debida a la línea de conducción. Si no se toma esta precaución, las gráficas del ensayo, expresadas en lugeones brutos, representan casi exclusivamente la ley de variación de las pérdidas de carga en la tubería de conducción. No pueden suministrar ninguna indicación sobre el estado de fisuración de las rocas. La prueba consiste en inyectar agua a presión en tramos de perforación, lo cual tiene por objeto tener una idea aproximada de la permeabilidad en grande, o sea debida a las fisuras de la roca o del material granular cementado estudiado. Se varía la longitud de los tramos probados, así como la presión a la que se inyecta el agua, La llamada unidad Lugeon corresponde a una absorción de 1 litro de agua por minuto, por metro de sondeo, con una presión de inyección de 10 kg/cm2. En la práctica, la prueba consiste en obtener, para distintos tramos, curvas de gastos de absorción en función de la presión de inyección. La longitud de los tramos de perforación en los que se realiza la prueba debe adaptarse a la naturaleza del terreno. En numerosos casos resulta adecuado el empleo de tramos de prueba de Sondajes Geotécnicos

longitud reducida (1m o aun menos), con objeto de analizar detalladamente zonas de características excepcionales.

Figura Nº 8: Ensayo Leugeon A) Obturador Simple B) obturador Doble

A continuación de muestra el equipo, procedimiento, realización e interpretación de la prueba.

Equipo, procedimiento, realización e interpretación de la prueba Leugeon  EQUIPO Un obturador o empaque con su correspondiente tubo de inyección. Existen numerosos tipos de obturadores. Los mecánicos son adecuados para perforaciones de diámetro mayor de 90 mm.; el sello se logra comprimiendo una serie de rondanas de hule que presionan sobre las paredes de la perforación. En los obstructores de la copa de cuero, la presión de inyección acuña una serie de copas contra las paredes de la perforación; este tipo de obturados requiere que las perforaciones sean muy regulares y perfectamente cilíndricas. Los obturadores neumáticos constan de cubiertas cilíndricas de hule que se expanden por inyección de aire comprimido; estos obturadores son eficientes pero de colocación delicada. En todos los casos, la longitud del obturador debe ser de 30 cm. por lo menos y de preferencia de más de 1m. Sondajes Geotécnicos

Una bomba. La bomba necesita para inyectar agua a presión debe ser tal que no produzca variaciones rápidas de la presión, por tanto, debe usarse una de varios pistones, o de gusano, pero de preferencia una centrífuga de alta presión. Medidor de gastos de agua. Solo los medidores de tipo Venturi permiten determinar el gasto ¿con la precisión suficiente (orden de 1 por ciento) Uno o varios manómetros. El manómetro empleado para medir la presión debe ser de buena calidad y encontrarse en buen estado. Se calibrará cuidadosamente por comparación con un manómetro de precisión. Para evitar daños al manómetro, este no debe colocarse directamente en la manguera la tubería de desfogue de la bomba, ya que sufriría el golpeteo debido a funcionamiento irregular de los pistones de la bomba. Agua. El agua de inyección debe ser limpia y sin materiales de suspensión, para evitar taponamientos en el medidor de gastos de agua, así como en las fisuras del terreno por probar, los cuales pueden inducir errores apreciables en la prueba.  PROCEDIMIENTO Verificación del sello La colocación de los empaques en la perforación, con objeto de sellar el tramo por probar, puede resultar muy delicada. Para apreciar la calidad del sello, se inyecta agua y se observa si sube por la perforación, Si el agua sube, esto puede deberse a dos causas. 1. La perforación no es regular y el empaque no ajusta. 2. El terreno está muy fisurado y se establece un corto circuito alrededor del empaque. En el primer caso es necesario desplazar el empaque algunos centímetros y en ocasiones algunos metros, hasta poderlo ajustar perfectamente o aumentar la longitud del empaque para lograr un mejor sello. En el segundo, resulta difícil la realización de la prueba, y se debe pensar en efectuar otro tipo de ensaye. 

REALIZACIÓN DE LA PRUEBA 1. Verificando el sello, se anotan los datos correspondiente al tramo probado: profundidad del nivel freático (obtenida después de estabilizarse el nivel de agua en la perforación), profundidad y longitud del tramo probado, diámetro y longitud de la tubería de inyección. 2. Se aplica el primer incremente de presión de inyección, se observa el gasto correspondiente, y se espera de 5 a 10 min. a que se estabilice. Se anotan los valores del gasto y de la presión correspondiente en el registro de prueba. 3. Se repite el paso anterior hasta llegar a un presión máxima de 10 kg/cm2. y se procede, entonces, a aplicar decrementos de presión, anotando asimismo los valores de la presión y del gasto correspondiente. La secuencia de presiones aplicadas puede ser, por ejemplo, de 1, 2, 4, 6, 8, 10, 6, 4, 2, 1,kg/cm2. Es conveniente trazar el diagrama gasto-presión conforme progresa la prueba para ir observando las particularidades de la curva obtenida. La presión considerada debe e ser la presión efectiva, P, en la zona de prueba, y obtenerse a partir de la presión leída en la superficie, Pm, tomando en

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cuanta las pérdidas de carga en la tubería y en el obturador, Pc, así como la profundidad del nivel freático con respecto al plano de lectura del manómetro, Hm, P = Pm – (Hm / 10) - Pc Resulta delicado valorar Pc, sobre todo en lo referente a pérdidas de carga en el obturador; las pérdidas de carga en tuberías pueden calcularse con nomogramas adecuados, tomando en cuenta la naturaleza del material que las constituye. Es deseable que se desarrolle un sistema de medición directa de la presión en la cámara que elimine las graves incertidumbre en cuanto a estas correcciones. 4. Se calcula el valor de la absorción, en unidades Lugeon, dividiendo el gasto correspondiente a una presión de 10 kg/cm2, expresado en lt/min, entre la longitud de la zona probada, expresada en metros. Para dar una idea aproximada de lo que representa una unidad Lugeon, se puede establecer que, si se tuviera un medio poroso y homogéneo, en lugar de roca fisurada, sometido a una prueba de inyección, que diera una absorción igual a una unidad Lugeon, su permeabilidad sería.

 INTERPRETACIÓN DE LA PRUEBA El valor de la absorción en unidades Lugeon no es la única información que se puede obtener de esta prueba. La forma de las curvas gasto-presión es muy variable y depende esencialmente de las características de fisuración de la masa: distribución y espesor de las fisuras, tipo de relleno de éstas, etc. Al aumentar la presión de inyección, se puede observar que la variación del gasto no es lineal, salvo en contados casos. El tapamiento y destapamiento de las grietas con materiales de relleno provocan, a diversas presiones, fenómenos de aumento o disminución de la permeabilidad. Esta variabilidad de la permeabilidad en grande de la masa debe tomarse en cuenta para valorar la permeabilidad de diseño de la misma. A menudo se observan seudo discontinuidades en las curvas gasto-presión las cuales pueden atribuirse a la abertura y cierre reversibles de las fisuras que provocan una variación no lineal del gasto con la presión de inyección.

2.4.5 Exploración Geofísica Existen varios métodos de exploración geofísica para investigar el perfil del subsuelo. Ondas (mecánicas) -Refracción sísmica -Cross-hole -Down-hole Ondas electromagnéticas -Resistividad -Radar No alteran las condiciones del suelo (no-destructivos). Sondajes Geotécnicos

Los métodos de exploración geofísica fueron originalmente desarrolladas por la industria minera y petrolera. Para la ingeniería geotécnica tiene la ventaja de cubrir grandes áreas a un relativo bajo costo. Pueden utilizarse como primer paso en un proceso de exploración. La desventaja es que no se obtienen muestras. Se debe complementar con sondajes.

2.4.5.1 Refracción sísmica Método de exploración para estimar el espesor de los estratos y la velocidad de propagación de onda. Se basa en las leyes de propagación de las ondas. Consiste en generar ondas en el terreno mediante golpes o detonaciones, y medir el tiempo de llegada a distintos puntos.

Figura Nº 9: Refracción Sísmica

Ambas técnicas se han desarrollado fundamentalmente con el fin de determinar la velocidad de propagación de las ondas tangenciales o S (ver Figura Nº 10).

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Figura Nº 10: Onda Tangencial o S

El tipo de movimiento generado en el suelo por la propagación de este tipo de ondas afecta fundamentalmente a su esqueleto sólido y proporciona información de gran valor sobre su capacidad de deformación frente a los esfuerzos tangenciales. Para el estudio del comportamiento de las cimentaciones de máquinas vibratorias se necesita conocer las constantes de muelle con que reacciona el terreno en los distintos modos de vibración de las bancadas. En todos los casos, dichas constantes incorporan en su definición el módulo elástico de deformación tangencial G del terreno: G =  vS2 donde vS es la velocidad de propagación de las ondas tangenciales y  la densidad del terreno incluyendo su contenido en agua. Pero no sólo en dichos casos tiene aplicaciones geotécnicas la determinación de la velocidad vS. En la última versión del Parte 5 del Eurocódigo 8 para el diseño de estructuras se propone ese parámetro como índice básico para caracterizar un determinado emplazamiento y cada vez es mayor el número de correlaciones que aparece en la literatura técnica ligando la velocidad vS con otros parámetros geotécnicos, tales como el índice N del SPT o la resistencia por punta qc del penetrómetro estático. Ambas técnicas vienen siendo utilizadas de manera rutinaria durante los últimos veinte años por el Laboratorio de Geotecnia del CEDEX para el estudio de cimentación de distintos emplazamientos y de la deformabilidad de terraplenes, diques de estériles y núcleos de presas de tierra.

2.4.5.2 DOWN-HOLE El ensayo "down-hole" está enfocado fundamentalmente a detectar la velocidad de propagación de las ondas tangenciales SH (vibración de las partículas en la dirección horizontal) en su trayectoria vertical a través de una masa de suelo. El ensayo consiste en generar ondas tangenciales mediante una fuente de energía reversible que produzca un efecto de cizalla horizontal en la superficie del terreno, y en registrar la llegada del impacto a lo largo de un sondeo situado a una distancia comprendida entre 2 y 5 m del foco emisor (ver Figura Nº 11). Al estar la fuente de energía cerca del sondeo receptor, las ondas que interesa detectar se propagarán en una dirección muy próxima a la vertical por lo que es lícito suponer una Sondajes Geotécnicos

trayectoria directa desde el foco emisor a los receptores para calcular la velocidad de propagación de las ondas. Frente al ensayo cross-hole presenta la ventaja de que tan sólo exige la perforación de un sondeo para llevar a cabo los ensayos, y el inconveniente de que la energía sísmica que se puede generar mediante el golpe de una maza o martillo se amortigua rápidamente en el terreno alcanzando una profundidad máxima de 15 a 20 m.

Figura Nº 11: Ensayo Down-Hole

2.4.5.3 CROSS-HOLE El ensayo "cross-hole" tiene como objeto detectar los tiempos de transmisión de las ondas tangenciales SV (vibración de las partículas del terreno en la dirección vertical) a través de trayectorias horizontales directas entre un punto emisor situado en el interior del terreno y uno o más receptores situados a su misma cota a una cierta distancia. Para ello (ver Figura Nº 12) se sitúa sucesivamente una fuente de ondas, que cizalle verticalmente el subsuelo, a distintas profundidades dentro de un sondeo emisor y se registra el instante de llegada de las ondas tangenciales así generadas a uno o más sondeos receptores, que, dependiendo de la rigidez del material a ensayar y de la precisión de los equipos de medida, se suelen situar alineados con el sondeo emisor a distancias comprendidas entre 3 y 10 m. Es fundamental cuidar al máximo la perforación y recuperación de testigos en los sondeos para poder así determinar con la mayor precisión posible el espesor y buzamiento de los distintos estratos y capas encontradas. La testificación geofísica de los sondeos así como la realización sistemática de ensayos SPT a lo largo de sus columnas, constituyen una ayuda valiosísima a la hora de interpretar los registros Sondajes Geotécnicos

sísmicos. Otro aspecto de vital importancia que hay que tener en cuenta en el ensayo es el de asegurar el contacto íntimo entre la entubación definitiva de los sondeos, que alojará el equipo de medida, y el terreno mediante mortero o lechada de cemento. En la norma D4428 ASTM se proporcionan indicaciones de gran utilidad que contemplan estos aspectos.

Figura Nº 12: Ensayo Cross-Hole

2.4.6 Ensayo Presiométrico de MENARD El ensayo presiométrico consiste en la introducción en el terreno, de un campo radial de presiones por medio de la aplicación de una presión hidráulica que llena por completo la perforación en una longitud conocida, es decir, se ejecuta una dilatación en la sonda, mediante un gas, contra las paredes del sondeo y se mide la deformación volumétrica del terreno en sentido horizontal hasta llegar a la rotura de este. Este tipo de ensayo se realiza sobre el mismo terreno que posteriormente sufrirá los estados tensiónales producidos por la estructura. Las variaciones de volumen de la membrana se traducen en deformaciones del terreno, lo que permite medir el módulo presiométrico y la presión límite de rotura de este. El ensayo presiométrico es uno de los ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico. Consiste en la aplicación a las paredes de un sondeo, de una presión radial creciente, llegando o no hasta la condición límite de rotura del terreno. Para ello se introduce en el sondeo, Sondajes Geotécnicos

previamente perforado, el elemento de ensayo. Éste consiste en una célula cilíndrica, de pared lateral flexible, a cuyo interior, una vez colocada a la profundidad deseada, se aplica una presión mediante inyección de un fluido, midiéndose la expansión radial de la pared en función de la presión aplicada. El primer aparato de este tipo fue patentado por Ménard en los años 50, y sigue utilizándose actualmente con algunas variantes. En sus versiones más sencillas, la presión se aplica mediante la inyección de un líquido, y la deformación radial de la pared se mide indirectamente del volumen de líquido inyectado, supuesto incompresible. En algunos aparatos, pensados para el ensayo de rocas o suelos duros, la célula presiométrica lleva incorporados unos censores palpadores para medir directamente las deformaciones, que son de pequeño valor. En este caso, el fluido inyectado para medir la presión puede ser un gas. A los presiómetros para rocas se les suele llamar "dilatómetros", si bien existe una cierta confusión respecto al empleo de ambos vocablos, que en lo demás, son equivalentes. La utilidad de este ensayo radica en gran parte en el hecho de que existen soluciones analíticas sencillas, tanto en rango elástico como en rotura, que permiten interpretar adecuadamente el ensayo, sobre todo en suelos arcillosos (carga sin drenaje).

Fotografía Nº 2: Ensayo Presiométrico de MENARD

2.4.7 Toma de muestras Inalteradas La muestra inalterada será aquella que "prácticamente no ha sufrido modificaciones ni cambios en su naturaleza. el término inalterado es relativo, ya que ninguna muestra puede considerarse como enteramente libre de perturbación. En la mecánica de suelos se aplica el término a muestras que han sido obtenidas en una forma tal que su estructura física y sus propiedades permanecen inalteradas con relación a su estado en la masa de suelo de procedencia. Por esta razón no es aceptable la distorsión o contaminación de la muestra. La estructura del suelo, su contenido de humedad, y la configuración han de ser preservados. Hasta ahora no se han desarrollado métodos que permitan la extracción de especímenes sin alteración alguna. Son ejemplo de muestras inalteradas las muestras cúbicas y las de tomamuestras de pared fina. Sondajes Geotécnicos

2.4.7.1 Shelby El término "Shelby" no es característico de la mecánica de suelos; se usa para indicar que un tubo no tiene costuras, es decir, que no se advierte ninguna soldadura a su largo. Los tomamuestras de pared fina, poseen un diámetro exterior de 2 a 5 pulgadas (50.8 a 127 mm) y se construyen en materiales anticorrosivos de resistencia adecuada, con un espesor en sus paredes igual a 1/16". La longitud del tubo es de 5 a 10 veces el diámetro para penetración en materiales arenoso, y de 10 a 15 veces en el caso de materiales arcillosos. El tubo deberá permanecer circular y suave, sin abolladuras, mellas o rayados, limpio y libre de óxidos y suelo. La punta se hace biselada, formando un borde cortante para facilitar la penetración. La cabeza del tomamuestra de pared fina es un dispositivo que permite su unión a una barra o asta de perforación. La cabeza posee dos orificios para escape de agua de 9.1 mm de diámetro mínimo y una válvula de retención que cumple un doble propósito: Permitir el ascenso del agua freática o de lavado por tubería de perforación, cuando el tomamuestra baja, e impedir su paso en caso contrario para obviar la expulsión del espécimen. El tubo se hinca en el terreno a presión estática, de forma rápida y velocidad constante.

Figura Nº 13: Tubo Shelby

2.4.7.2 Denison Este muestreador opera a rotación y presión, permite recuperar muestras con poca alteración, en arcillas duras, limos compactos y limos cementados con pocas gravas, abajo del nivel freático; las muestras recuperadas son de 7.5 y 10 cm de diámetro. El barril Denison es el mejor muestreador para las tobas duras, si se muestrea arriba del nivel freático, se debe utilizar aire como fluido de perforación. En ambos extremos de cada muestra inalterada se deben realizar pruebas de resistencia con torcómetro y penetrómetro de bolsillo. Esta doble determinación de resistencia se efectúa inmediatamente antes de proceder a sellar muestras. El sellado tiene como por objeto proteger las muestras contra las vibraciones y la pérdida de contenido natural de agua, usando para ello papel de estaño y una mezcla de brea y parafina.

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3.

FLUIDOS DE PERFORACIÓN

3.1

Definición

Un fluido es aquel cuyas moléculas tienen poca coherencia entre si, tomando la forma del recipiente que lo contiene, como los gases o los líquidos. Tomando en cuenta esta definición, podemos decir que un fluido de perforación es aquel, que tiene características y propiedades especiales, que ayudan a terminar con éxito una perforación, y esta puede ser para pozos petroleros, pozos de agua, pozos de exploración minera, pozos con fines de exploraciones geotécnicas ,etc.

3.2

Objetivos

Este procedimiento tiene como objetivo orientar al perforista, ayudante y a todo el personal que se relaciona con esta actividad en la adecuada metodología para preparar fluidos de perforación y, además, establecer un método de control para esta operación, que permita a la línea de mando fiscalizar la correcta aplicación del procedimiento reduciendo al máximo los sucesos no deseados asociados a esta actividad.

3.3

Alcances

Este procedimiento aplica desde que se obtiene el agua para realizar el lodo, hasta que éste está preparado para ser utilizado en el proceso de perforación. Afecta a los perforistas, ayudantes de sondajes, supervisores directos y a todos los responsables de área, quienes deberán velar por el cumplimiento de este procedimiento, observando y analizando constantemente las prácticas de trabajo en busca permanente de un mejoramiento continúo del proceso.

3.4 Funciones de los Fluidos de Perforación . 1. Sacar los Recortes de formación a superficie, al perforar un determinado pozo se generan recortes de formación en tamaños y cantidad según sea el trepano o corona según sea el caso y la velocidad de penetración. La remoción del recorte debe ser continua para dejar al trepano el espacio libre para que cumpla su función de cavar o hacer un hueco nuevo a cada instante. El fluido junto con el caudal de bombeo debe ser capaz de acarrear estos recortes a superficie dejando limpio el fondo del pozo. La capacidad de limpieza del pozo es función del caudal de bombeo como de la densidad del fluido y su viscosidad. 2. Controlar las Presiones de formación. Toda formación tiene una determinada presión en sus poros denominada presión de poro o presión de formación, esta presión puede ser normal si su gradiente es de 0.433 a 0.465 psiFt (agua pura –Agua salada de 1.07 gCc ); todo valor por encima se llama presión anormal y todo valor por debajo se llama presión sub-normal. Si se conoce la presión y la profundidad de una formación se puede saber la densidad mínima que debe tener el lodo para controlar esa presión. La densidad mínima de trabajo debe estar Sondajes Geotécnicos

por encima debido a que se toma como presión hidrostática más un factor de seguridad de 300psi, elevando la densidad del fluido necesario para controlar la presión de formación. Esta presión de 300psi es un factor de seguridad que puede cubrir la disminución de presión causado cuando se está sacando la herramienta del pozo; ya que casi siempre causa un efecto de pistón. Para incrementar la densidad la industria cuanta con una serie de productos químicos, entre los más usados tenemos: Baritina, Carbonato De Calcio, Óxidos De Hierro, Cloruro De Sodio, De Potasio, De Calcio. Cada Uno Con Sus Ventajas Y Desventajas. 3. Estabilizar las paredes de las formaciones. Las formaciones que se atraviesan varían en sus características físico-químicas, según sea la profundidad en que se encuentra como también en su posición en la tierra, la estabilidad de la formación dependerá de la condición con que se atraviesa como también de la relación lodo-formación. La estabilidad de la formación depende en forma directa de la química de los fluidos. Un ejemplo de estos es el de que al perforar formaciones llamadas GUMBOS, estas al entrar en contacto con al agua del fluido toman gran cantidad de la misma aumentando varias veces su volumen, provocando lo que se conoce como cierre de agujero que causa los conocidos arrastres y resistencias de la herramienta en movimiento. 4. Sacar Información del fondo del pozo, un fluido que esta perforando en un pozo, continuamente trae información del fondo del pozo que el ingeniero de fluidos está capacitado para poder interpretar esta información y poder conocer las condiciones que están en el fondo del pozo. 5. Formar una película impermeable sobre las paredes de la formación, toda formación atravesada tiene cierta permeabilidad una más que otra; las arenas por lo general son bastante permeables y no así las arcillas, esta permeabilidad es lo que hace posible el paso del fluido a través de las rocas; debido a las exigencias de la perforación de tener una presión hidrostática mayor a la presión de formación, parte del líquido del fluido de perforación, llamado filtrado, penetra a horizontes en las formaciones, quedando sobre la pared de la formación una costra de sólidos conocido como película o revoque cuyo espesor queda definido por las características del fluido y las normas de perforación; esta película está muy ligada a la estabilidad del pozo que por lo general debe ser delgada, impermeable, lubricada y no quebradiza. 6. Lubricar y enfriar la sarta de perforación, los aditivos agregados al fluido de perforación generalmente son polímeros los cuales aparte de cumplir con sus funciones para los cuales fueron agregados dan al fluido características de lubricidad que ayuda a minimizar las fricciones entre la herramienta de perforación y las formaciones. Al girar la herramienta al girar o desplazarse genera fricciones con las formaciones el cual se manifiesta como torque (resistencia al giro), arrastre (cuando se saca la herramienta) y resistencia (cuando se mete la herramienta). A medida que se perfora un pozo la temperatura aumenta con la profundidad. El gradiente de temperatura en normal cuando por cada 100ft perforados la temperatura en el fondo del pozo aumenta 1ºf. El lodo entra desde superficie a bajas temperaturas y al circular a grandes profundidades va extrayendo calor de las formaciones enfriando el pozo; el fluido y el pozo en si forman un intercambiador de calor.

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7. Mantener en suspensión los sólidos, el comportamiento del lodo como fluido NONEWTONIANO, tanto en estado dinámico como es estado de reposo es distinto al comportamiento de un fluido NEWTONIANO, el lodo tiene un propiedad muy importante que es la de mantener en suspensión a los sólidos que lo componen con la finalidad de que los mismos no se depositen y obstruyan la perforación del pozo. Se llama TIXOTROPIA a la capacidad que tiene el lodo de generar energía en estado de reposo. 8. No causar corrosión a la herramienta, el fluido debe estar diseñado en el sentido me minimizar el efecto de corrosión en la herramienta de perforación. se llama corrosión a la degradación continua del metal el cual trata de alcanzar el estado inicial del cual partió. Es un proceso de oxido-reducción que ocurre sobre la superficie metálica por acción del fluido. 9. No dañar el medio ambiente, debido a las tendencias actuales de protección al medio ambiente, los fluidos de perforación se están diseñando de tal manera que en sui composición intervengan productos que no causen o sea mínimo el daño causado al medio ambiente, se trata de productos BIODEGRADABLES.

3.5

Propiedades de los Fluidos de Perforación

Cabe señalar que para que nuestros fluidos de perforación obtengan las funciones antes mencionadas es necesario que estos tengan ciertas características o propiedades tales como. Densidad, viscosidad, filtración, contenido de arenas y otras. Los fluidos de perforación son suspensiones coloidales a base de arcillas generalmente bentonitas en las que el agua se presenta bajo las siguientes formas:   

Agua Libre Agua Absorbida Agua de Solvatacion

La primera circula libremente entre las partículas. La segunda es una fina película de agua que esta unida firmemente a la superficie de las partículas. La tercera forma parte integral de las partículas transformándolas en una masa gelatinosa llamada “gel” o simplemente suspensión. Las propiedades fisicoquímicas de las arcillas demuestran que ellas poseen carga eléctrica y que la cualidad de la suspensión depende de esa carga eléctrica. Las características de los fluídos se pueden modificar haciendo un intercambio de iones (átomos que en las disoluciones se cargan de electricidad). Estos iones se incorporan al lodo por medio de electrolitos que se encuentran ya en las formaciones de suelos, ya en los auditivos que suelen emplearse. Los fluidos tienen un comportamiento complejo, pero para las prácticas de las perforaciones, es importante conocer solo algunas características.   

El agua libre y espesor de la costra. La densidad La viscosidad

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

La tixotropía

Son las que condicionan el comportamiento del fluido para la facilidad del trabajo de perforación.

3.5.1 Agua libre y Costra La formación sobre las paredes del sondeo de una costra que las sostenga, es la única justificación del empleo de fluidos. La creación de esta costra es el resultado de la absorción del agua libre por el suelo. Pero es preciso que esta costra sea delgada para permitir el paso de la herramienta de corte y a la vez, resistente para asegurar la estabilidad de la perforación. Si el agua libre es importante para obtener los efectos descritos, en algunos suelos puede provocar una desagregación y la costra será insuficiente para impedirla y es posible un derrumbamiento. En los pozos profundos esta costra merece toda la atención posible y es necesario hacer las consideraciones teóricas del caso en textos especializados. En los pozos poco profundos de las obras civiles lo importante es trabajar con fluídos densos que ejercen una buena contra presión para mantener la estabilidad de las paredes. Siendo el fin principal del fluido formar sobre las paredes del sondeo una costra que crea un entubado para impedir la impregnación de las capas atravesadas por el agua es necesario evaluar el espesor de la costra y la cantidad de agua libre. Un buen fluido se caracteriza por una costra delgada y resistente por un contenido mínimo de agua libre. Un fluido con bajo contenido de substancias coloidales presenta un contenido elevado de agua libre y una costra de gran espesor. La contaminación del fluido durante la perforación produce el mismo resultado. El control del agua libre se realiza por medio de un ensayo normalizado y cuyo resultado debe ser menor o igual a 20cm.

3.5.1.1 Descripción del Ensayo de Agua Libre Aparato: Filtro Prensa Baroid Se coloca una muestra de fluido en el cilindro filtrante sometida a una presión de 7kg/cm. El agua libre se separa de la arcilla y esta forma una costra sobre el filtro.

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Sea, Q – cantidad de agua escurrida T – tiempo de ensayo

Q = K . √t

y K=g √t

Habitualmente el ensayo dura media hora. Se puede hacer un ensayo menos preciso de 7.5 minutos. La experiencia demuestra que en este caso el agua libre es la mitad de la que corresponde al ensayo de 30 minutos. Cuando en el ensayo de 30 minutos la costra tiene un espesor superior o igual a 4.76 m/m, la que se deposita sobre las paredes del pozo tiene un espesor demasiado grande para descender y elevar la herramienta de perforación en buenas condiciones de seguridad.

3.5.2 Densidad de Fluidos de Perforación El valor de la densidad de un fluido suele ser aproximadamente 1.2. Puede aumentarse para impedir la caída de lentes. Entonces la presión diferencial que debe emplearse hade ser por lo menos de 25 a 30 Kg./cm (360 a 4030 psi aproximadamente). La arcilla diluida en agua no permite sobrepasar una densidad de 1. 4 por encima del cual, los fluidos no son bombeables. Entonces se cargan con diferentes productos que pueden ser: piritas, sideritas, galena o barita. La densidad se mide pesando un volumen conocido de fluido. El aparato mas simple y preciso es la balanza de Baroid que no es otra cosa que una romana adaptable a este uso. El uso de hidrómetros no es recomendable porque, en general las indicaciones del instrumento son falsas dada la rigidez de los fuidos. A falta de balanza Baroid se puede emplear un frasco graduado y pesarlo en una balanza corriente de laboratorio.

Fotografía Nº 3: Balanza de Baroid

La densidad de los fluidos de perforación es tal vez la medición que mas a menudo se controla. Como se sabe, la densidad es igual al peso de un volumen conocido, dividido por el mismo volumen. Se expresa así: Sondajes Geotécnicos

D = P

(gr./cm³) V

3.5.3 Viscosidad Es la propiedad de los fluidos debido al rozamiento interno de sus propias moléculas que opone resistencia a que el fluido “mane”, es decir, que corra o fluya. Una suspensión de arcilla no posee viscosidad constante en toda su masa. Además, son tan difíciles de separar la viscosidad y la tixotropía que las medidas de esta última se fundan frecuentemente, en las de viscosidad efectuándose primero una después de agitar el fluido y luego otra diez minutos después. Aunque se exprese la viscosidad en unidades absolutas, poises y centripoises (cm²/seg) no hay que olvidar que el resultado depende sobre todo del método operatorio seguido y que hay que conformarse con normas fijas para poder comparar los resultados de los distintos operadores entre si. Se emplean principalmente dos aparatos: 

El embudo de Marsh que permite la salida del fluido a través de un orificio calibrado pero bajo carga variable y que permite expresar la viscosidad por el tiempo necesario para llenar una capacidad conocida (normalmente 946 cm³).

Fotografía Nº 4: Embudo de Marsh



El viscosímetro de Stormer que da peso necesario para arrastrar un agitador a una velocidad de 60 rpm. Al revés que el anterior, este aparato permite determinar la resistencia inicial del gel debita a la tixotropía, al final de un tiempo de reposo determinado.

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Tabla Nº 4: Dimensiones del Embudo Marsh Diámetro Superior Alto Largo Tubo de Descarga Ø Interior del Tubo de Descarga Ø Exterior

15,2 cm 30,5 5,1 cm 4,8 mm 6,35 cm

La rejilla colocada en su parte superior y que cubre la mitad del diámetro es de 80 mallas/ pulgadas y esta ubicada a 90 mm bajo el borde superior.

Determinación De La Viscosidad Con Embudo De Marsh Según normas la prueba consiste en llenar de barro el embudo hasta la medida d 1500cc a través de la malla hasta completar 945cc, se vierte el fluido tomándose el tiempo en segundos.

3.5.4 Tixotropía Es la propiedad de un líquido por la que se convierte en gel cuando no circula. Es una propiedad muy apreciada de los fluidos de perforación porque el gel así formado cada vez que se detiene la circulación impide que el detritus sedimente en el fondo del pozo. Como se ve la tixotropía es un fenómeno muy complejo que depende esencialmente de sus constituyentes. Un aparato muy simple llamado “shearometro” y que consiste en un cilindro metálico graduado que permite evaluar la tixotropía tomando la profundidad a la que se hunde el cilindro en el fluido que se analiza. Ese método es también normalizado.

3.5.5 Contenido de arena La medida del contenido de arena puede hacerse por tamizado, centrifugado o elutriaxion (levigación). Si el fluido es muy espeso se le puede diluir. El Elutriometro se basa en una corriente de agua ascendente introducida por la base de un tubo de desbordamiento en el que se encuentra la muestra del fluido. En el momento que el agua aparece completamente limpia, se mide el volumen de arena que ha quedado en el fondo. Evidentemente las condiciones del ensayo están normalizadas para que la separación de las arenas corresponda a la dimensión del tamiz 200. La presencia de arena en el fluido es a causa de que, a pesar de los decantadores la parte fina del detritus pasa siempre al pozo del bombeo. El control de a arena es muy importante ya que un contenido de arena exagerado ocasiona un gran perjuicio en las bombas, por ser un serio elemento abrasivo.

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3.6

Procedimiento para la Elaboración de los Fluidos de Perforación

3.6.1 Pretratamiento del Agua -Asegurarse que el recipiente donde se va a preparar el fluido se encuentre en óptimas condiciones de higiene, sin residuos de preparaciones anteriores, que pudieran alterar la nueva preparación. -Medir el PH del agua de mezcla mediante el uso de tiras de medición verificando que este sea de un valor de entre 8 y 10 ,si esto no es así, el agua de mezcla debe ser tratada. Si el PH del agua de mezcla es inferior a estos valores se debe tratar con carbonato de sodio y si es superior se debe emplear bicarbonato de sodio. -Chequear la dureza del agua de mezcla (contenido de calcio) mediante la utilización de tiras de medición de dureza verificando que nuestra agua de mezcla no tenga niveles superiores a 150 PPM y si la medición es superior a esto debe ser tratada con carbonato de sodio. 3.6.2 Orden de Adición -Ceniza de soda -Bentonita -P A C (polímero viscosificante) -P H P A (polímero inhibidor de arcillas) -Surfactantes y lubricantes

3.6.3 Tiempo de Mezclado -Ceniza de soda: se mezcla instantáneamente no necesita tiempo de espera -Bentonita: se necesita de 10 a 15 minutos con un alto esfuerzo al cortejara que se mezcle adecuadamente. PAC Liquido: se necesita 5 minutos para su hidratación. PHPA Líquidos: se mezcla rápidamente y se puede usar en 2 0 3 minutos. Surfactantes y lubricantes: se mezclan rápidamente y no se necesita esperar para ser usados

3.6.4 Equipo Adecuado para Mezclar Para un buen rendimiento y desarrollo de los aditivos, especialmente la bentonita, se requiere de un alto esfuerzo de corte y tiempo suficiente para mezclar. Básicamente existen dos tipos de mezcladores los del tipo venturi y los de propeleta

3.6.4.1 Mezcladores del Tipo Venturi Ventajas: -Baratos y fáciles de hacer -Puede ser usado sin equipo auxiliar (sistemas hidráulicos o motores extras) Sondajes Geotécnicos

- Necesita de un mínimo mantenimiento. Desventajas: -No mueve el volumen suficiente para mezclar adecuadamente en tiempos cortos. -Cuando se usa la bomba de la maquina no permite perforar mientras se esta mezclando.

3.6.4.2 Mezcladores del Tipo Propela Ventajas: -Alta velocidad de corte -El fluido puede ser mezclado mientras se esta perforando. -Puede ser instalado o fijado en el estanque o puede usarse en forma portátil. Desventajas: -El modelo original es copiado incorrectamente -Angulo de inclinación incorrecto en las propelas. -Flujo hidráulico incorrecto.

3.7

Contaminación de los Fluidos de Perforación

Durante la ejecución de una perforación los fluidos pueden perder sus propiedades, ya sea por la aparición en las capas de suelos de sales o cementantes o bien por un cambio en las condiciones físicas.

Los cuerpos extraños al fluido pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

3.7.1 Contaminación Física 3.7.1.1 Sólidos Durante la perforación los fluidos se cargan de partículas cuyas dimensiones pueden ser mayores que las del fluido convirtiéndose en una suspensión heterogénea. La presencia de arenas no afecta la suspensión por una rápida sedimentación y no produce acción sobre la coagulación. En cambio su presencia provoca el desgaste de las bombas, tubos y trépanos y aumento del agua libre. La presencia de limos dentro del fluido puede provocar una coagulación con aumento de agua libre. La coagulación se presenta en forma “limosa” con grumos de material casi seco a causa de la filtración de agua libre. En este caso es posible un atascamiento de la herramienta. Antes que ocurran algunos de estos incidentes se debe agregar una suspensión nueva de arcilla coloidal (bentonita).

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Finalmente, las partículas finas de una capa de suelo pueden peatonizar el fluido, la densidad y viscosidad aumenta, lo que no es demasiado grave en si, pero la potencia de la bomba puede llegar a ser insuficiente.

3.7.1.2 Líquidos Cuando se trate de fluidos con base de agua, un incremento de esta puede diluirlos, disminuir su viscosidad y aumentar el agua libre, lo que haría inoficioso el uso de fluidos de perforación, se presentarían derrumbes y otros incidentes.

3.7.2 Contaminación Química Contrariamente a lo que se puede creer, la contaminación química por sólidos es la más peligrosa para los fluidos de perforación. Una intrusión de agua cargada de sales solamente es temporal, ya que basta aumentar la densidad del fluido para compensar la sobrepresión de dicha intrusión y su tendencia de infiltrarse a través del terreno. Solamente las aguas con presiones muy altas no pueden contenerse con este procedimiento. Por el contrario, la perforación de ciertos mantos yesiferos, por ejemplo, incorpora al fluido partículas nocivas de modo continuo, cuanto mas activas cuanto mas finas sean. Hasta que no se corta al horizonte en cuestión no se puede evitar esta contaminación. Si su espesor es solo de algunos metros, un tratamiento químico adecuado conservara las propiedades del fluido de perforación. La contaminación química de los fluidos agua – arcilla no proviene de una reacción química propiamente tal, sino que corresponde a uno de los fenómenos siguientes más o menos disociables:  Cambio de base entre la arcilla y la sal disociada cuyo efecto consiste en aumentar la viscosidad, la hidratación y la ionizacion de las suspensiones arcillosas.

3.8

Circulación del Fluido de Perforación

Dependiendo de la profundidad a perforar, se puede emplear a veces una simple excavación entibada o no. En el caso de perforaciones profundas se emplea una excavación entibada de unos 50m² de área por una hondura de 1.50m. Para perforaciones de obras civiles se emplean dos mitades de tambores o bien una mitad y un pequeño pozo. Se suele emplear técnicas diversas para llevar el fluido al tanque o pozo de bombeo. Pareciera que el mas practico para Mecánica de Suelos es el de hacerlo circular por una canaleta hasta un decantador y luego al pozo de bombeo. El decantador se limpia en momentos que el fluido no circula. Otra técnica agregada a la descrita consiste en colocar sobre el decantador una criba o malla para eliminar de inmediato los fragmentos más gruesos. Sondajes Geotécnicos

Las bombas que aseguran la circulación deben ser lo mas potente posibles. Algunos autores sostienen que no es posible determinar a priori la potencia óptima. El flujo de los fluidos viscosos y tixotropicos se conoce demasiado poco para permitir cualquier tipo de cálculo. Si se añade a esta complejidad en la estructura el efecto de las perdidas de carga propia de la circulación, que hacen que en un instante dado no todo el fluido de la circulación presente el mismo comportamiento físico, se concibe que no se puede evaluar la potencia de las bombas por el calculo. Solamente en la práctica se puede llevar a una estimación y aun en este caso hay que ser muy prudente al aplicar las deducciones. Cada vez que se detiene la circulación es conveniente agitar el fluido al reiniciarla para compensar la tendencia a la sedimentación de sus componentes. Finalmente se llama circulación directa cuando el fluido es impulsado por el interior de las barras de perforación. Otro tipo de circulación es la “reversible” o inversa que no es del caso tratar aquí.

3.9

Vigilancia de los Fluidos de Perforación

Considerando que el circuito de fluido debe comprender una cantidad tal que le permita circular sin escasez por los decantadores, bomba y cubrir el avance de la perforación por lo que la cantidad de lodo a preparar para cada pozo es fácilmente estimable en terreno forma practica, se debe controlar la cantidad por cada elemento componente del circuito, incluido el sondeo. Se deben tener en cuenta también que: 

Un horizonte permeable puede absorber los fluidos. Si se trata de fisuras o grietas, el fluido desaparece hasta que se obtura. La vigilancia permite compensar estas perdidas.



Algunas arcillas en capas con espesores importantes pueden peptonizar el fluido y aumentar exageradamente la viscosidad la que debe reducirse inmediatamente para no recargar la bomba de inyección.



Las aguas saladas, el yeso y el cemento puede flocular el fluido y bloquear la herramienta de perforación.



Un exceso de arena, debido a descuido del decantador, provoca desgaste de bomba y equipo de perforación. Un mal desarenado puede obligar a cambiar todo el fluido.

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4.

SITUACIONES EVENTUALES EN LAS PERFORACIONES

4.1

Pérdida de Circulación de los Fluidos de Perforación

La pérdida de circulación de los fluidos de perforación es uno de los problemas más costoso en la industria de las perforaciones. La severidad del problema puede variar de pérdidas parciales a perdidas totales de circulación. La pérdida de los fluidos puede ser muy alta, lo que puede a su vez resultar muy caro. Sin embargo, los efectos consecuentes pueden crear situaciones aun más desastrosas. 1.-

Categoría de las pérdidas de circulación  Filtración lenta  Perdida parcial  Perdida total

2.-

Causas

Factores Geológicos  Formaciones cavernosas: cavernas, vacíos, rellenos, etc.  Formaciones permeables: arenas, gravas, volcánicas (flujo basáltico)  Formaciones fracturadas Factores inducido por el operador  Exceso de velocidad en la bomba de inyección de lodos.  Exceso de viscosidad de los fluidos  Levantamiento y pistoneo de barras que causan altas presiones. Gradiente de fractura  El punto en el cual la presión hidrostática ejercida por la columna del fluido es superior a la presión ejercida por la formación.  Distinto para cada formación como resultado de las características geológicas individuales y esfuerzos encontrados. 3.-

Efectos  Si se produce una pérdida total del fluido y la sección superior del pozo es inestable, la pérdida de presión hidrostática permite que se produzcan derrumbes mientras se sacan las barras o se está perforando.  Por consecuencia de lo anterior se producen atrapamiento de las barras.  Afecta el rendimiento de las coronas  Bajos rendimientos de producción  Altos costos económicos.

4.-

Métodos para combatirla perdida de circulación.  Monitorear y controlar el peso del fluido.(control de sólidos)  Utilización de aire (espuma y lodo aireado)  Uso apropiado de las técnicas de perforación.

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 Utilización de materiales para la perdida de circulación 5.-

Materiales para la pérdida de circulación



Papel

Ventajas:  Bajo costo económico.  Fácil de obtener Desventajas:  Se fermentan  A veces solo tapan el hueco y no entran en la formación.  Hay que sacar el tubo interior antes de inyectar. 

Semillas de algodón

Ventajas:  Bajo costo económico  Fácil de obtener  Fácil mezclado Desventajas:  Se fermentan  No se puede utilizar mientras se esta perforando  A veces solo tapan el hueco y no entran en la formación  Se debe sacar el tubo interior para su inyección 

Aserrín

Ventajas:  Bajo costo económico  Fácil de obtener  Fácil mezclado Desventajas:  Se fermentan  No se puede utilizar mientras se esta perforando  A veces solo tapan el hueco y no entran en la formación  Se debe sacar el tubo interior para su inyección  Generalmente sirve para fracturas pequeñas 

Materiales especiales para la perdida de circulación

Ventajas:  Se logra recuperar la circulación de los fluidos  Se estabilizan las zonas inestables de las formaciones  Funcionan en grietas grandes  Fácil de mezclar  Fácil de inyectar Sondajes Geotécnicos

Desventajas:  Se elevan los costos económicos  Hay que medir las dosificaciones cuando se mezclan 6.-

Recomendaciones      

Conocer en que parte de la formación ocurre la perdida de circulación Utilizar concentraciones adecuadas desde el inicio de la perforación Combinar diferentes tamaños y formas para lograr un mejor efecto Control de sólidos Monitorear las propiedades de los fluidos de perforación Cuando se pierde retornos, aplicar a materiales de perdidas de circulación inmediatamente  Escoger el material adecuado para el tipo de pérdida de circulación.

4.2

Perforación Desviada

4.2.1 Causas La desviación de una perforación puede deberse a distintas causas, las que mencionamos a continuación:    

Formación con un lecho de roca dura en la perforación, Por el encuentro en la perforación de un clastos lateral, La presión excesiva sobre la herramienta de perforación, Instalación inadecuada de la sonda de perforación

4.2.2 Métodos para Corregir la Desviación  Incremento en la velocidad de rotación y disminución del peso en la herramienta de perforación (cuando la desviación no es extrema), esto se debe a que la herramienta muestra tendencia natural a seguir su curso vertical debido al efecto de péndulo.  Reperforando, debiendo asentar la herramienta de perforación con una guía tratando de devolverle la verticalidad al pozo.  Cementación y reperforado de la perforación  Relleno de la perforación con gravas y reperforado

4.2.3 Recomendaciones que Debemos Considerar  Asegurarse de una instalación adecuada de la sonda  Prácticas de buenas técnicas de perforación  Elegir el método adecuado para el tipo de desviación Sondajes Geotécnicos

4.3

Atrapamiento de la Herramienta de Perforación

4.3.1 Causas más comunes:  Embolamiento, Debido a la acumulación detritos en el fondo de la herramienta a causa de la baja de presión en la bomba de inyección y/o un fluido de perforación deficiente.  Desviación de la Perforación  Derrumbes en la perforación

4.3.2 Recomendaciones Buenas prácticas en las técnicas de perforación Control del flujo y presión de los fluidos de perforación Chequeo de las propiedades de los fluidos durante la perforación Tomar medidas preventivas

4.4

Cementación

La cementación conocida también como “grouting” es un procedimiento que se utiliza en faenas petrolíferas, también se emplea como método de mejoramiento de suelos. En las perforaciones de mecánica de suelos se emplea para evitar desprendimientos o hinchamientos de algunos horizontes arcillosos en que, cada uno por su cuenta pueden atascar la herramienta de perforación. El método consiste en inyectar dentro del pozo una mezcla de cemento y agua, se agrega generalmente un acelerador fraguado. La depositación de la mezcla se realiza colocando el tubo de flujo en el fondo del pozo y se procede a levantarlo moderadamente mientras se inyecta la mezcla. Cuando se trata de inyectar la mezcla infiltrándola entre los huecos del suelo, se suele emplear un obturador que permita aplicar presión sobre la mezcla. La bomba de presión debe ser lavada con agua limpia, en cuanto se termina la operación de inyección, igualmente la tubería usada. La cementación es usada generalmente en masa de suelo compuesto por gravas, bolones y clastos y en que la rotación es dificultosa por una cierta tendencia a girar de las gravas. Con la mezcla se unen las gravas y bolones o clastos y pueden perforar con coronas, los testigos que se obtienen traen una parte de cemento y otra de fragmentos naturales.

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4.5

Uso de Revestimiento

El método mas seguro de mantener estable las paredes de las perforaciones es empleando un revestimiento de tubos metálicos Se utilizan muchos tipos de tubería normalizada o especial. Los tubos negros extra fuertes son los que mas se usan por que permiten una utilización repetida. Vienen generalmente en longitudes de 1.5 a 3 metros. El extremo inferior de un revestimiento esta provisto de un anillo cortante de acero duro conocido comúnmente como zapata y cuya finalidad es romper las capas duras para permitir el paso del entubado. Si un terreno es razonablemente cohesivo, una perforación se hace sin revestimiento. No obstante, en suelos blandos, saturados a veces, homogéneos o con capas arenosas de espesores relativamente delgados, presenta mucha facilidad de trabajo. Por el contrario, en los suelos heterogéneos, o en grandes masa arena ripiosas, origina tantos problemas que es preferible preparar un buen fluido de perforación. Las gravas o cantos gruesos detienen el revestimiento y la insistencia en el hincado pueden llevar a su destrucción. Por otra parte, en mantos arenosos es posible que muchas veces queden tubos enterrados debido que una falta de control respecto de la profundidad sin considerar el efecto de las presiones laterales sobre la superficie cilíndrica del tubo.

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5.

SUELOS

5.1

Introducción

Los materiales que constituyen la corteza terrestre son clasificados en dos categorías: suelos y rocas. Se llama suelo a todo agregado natural de partículas minerales separables por medios mecánicos de poca intensidad, como ser, agitación en agua. Algunos autores lo definen como “el conjunto de granos y partículas que se encuentran en la parte superior de la corteza terrestre y que surgen de la desintegración de las rocas”. Una definición mas afinada aun, expresa que “es el producto de la meteorización de las toscas” entendiéndose por meteorización la acción mecánica al agua, aire y hielo, o a procesos químicos que suponen la transformación o disolución de los minerales. Según cual sea el origen de sus elementos componentes, los suelos, se dividen en dos amplios grupos; suelos cuyo origen se debe, esencialmente al resultado de la descomposición física y química de las rocas y suelos cuyo origen, los mismos constituyen un suelo residual; en caso contrario, forman un suelo trasportado, cualquiera sea el agente de trasporte.

5.2

Identificación Visual de Suelos

La caracterización visual que se realiza está orientada a describir, de la forma más técnica posible, las principales características de diferentes tipos de suelo que interesan a su comportamiento. Incluye su probable identificación, sin ayuda de ensayos de laboratorio, que permitirá realizar una evaluación de la que sería su clasificación de suelo en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, sistema éste que sí requiere de ensayos de laboratorio. Una diferenciación general permite separar los suelos granulares y los suelos finos. La denominación de suelos granulares corresponde a los materiales donde predominan los tamaños mayores a la malla ASTM #200 que corresponde a 0.074 mm (este es aproximadamente el menor tamaño de partículas individuales que el ojo humano puede alcanzar a distinguir), mientras que los suelos finos son aquéllos en que predominan los tamaños menores a esta malla.

5.2.1 Suelos Granulares Terminología Entre los suelos granulares, la malla ASTM # 4, que corresponde a una abertura de 4.76 mm, permite separar las gravas de las arenas; de esta manera las gravas se definen como las partículas mayores a aproximadamente 0.5 cm. Las gravas se distinguen entre gruesas (1.9 cm y 7.6 cm) y finas (menores a 1.9 cm). Continuando dentro de este sistema, las arenas se dividen en gruesas, medias y finas, dependiendo de los porcentajes relativos que son retenidos entre la malla #4 (4.76 mm) y la #10 (2.00 mm), entre esta malla y la #40 (0.425 mm) y entre ésta y la #200, respectivamente. Sondajes Geotécnicos

El término bolón se refiere a los tamaños mayores a 3 pulgadas y como el ensayo granulométrico convencional analiza solo las partículas menores a 3“, se hace indispensable evaluar en terreno (por ejemplo, en las paredes de un pozo o calicata), el tamaño máximo (cuando éste supere las 3 pulgadas) y el porcentaje aproximado de bolones. Características Relevantes de los Suelos Granulares  Composición predominante del suelo y distribución de tamaños (se utilizan los términos bien graduado y pobremente graduado)  Color  Estado de humedad  Tamaño máximo y porcentaje de bolones  Forma de los granos, ya que ello determina diferenciación de ciertas propiedades de ingeniería, tales como resistencia al corte y compresibilidad; se utilizan términos: partículas redondeadas, sub-redondeadas, angulares, sub - angulares  Estado de meteorización o alteración de las partículas,  Cantidad de finos, es decir porcentaje en términos aproximados,  Plasticidad de los finos,  Compacidad (esta condición solo es posible de observar en terreno para los suelos granulares)  Otros, como por ejemplo, existencia de raicillas, escombros, materiales orgánicos, etc. Ejemplo Descriptivo Luego de la observación detallada de los ítems anteriores, que solo interesan para la descripción visual que sigue, ésta se expresará de acuerdo al siguiente modelo: Grava muy arenosa, bien graduada, de color café claro, humedad baja, muy compacta, partículas de grava sub-redondeadas; presenta aproximadamente un 20% de bolones con un tamaño máximo de 12”, contiene pocos finos, menos de 10%, éstos de mediana plasticidad; existen algunas gravas aisladas muy alteradas y meteorizadas en un % menor al 5% .

5.2.2 Suelos Finos 5.2.2.1 Identificación de Suelos Finos En Geotecnia, los suelos finos se diferencian en limos y arcillas, no por tamaño, sino por sus características plásticas. A pesar de que las arcillas son de menor tamaño que los limos, existen suelos de tamaños muy finos que no tienen ni la forma, ni las características, ni la plasticidad, ni el comportamiento de las arcillas. Aceptando que la plasticidad de un suelo es el rango de humedades dentro del cual el suelo se mantiene en estado plástico, se procede a realizar las siguientes operaciones manuales para su diferenciación y reconocimiento: Ensaye de sacudimiento Se forma una pasta homogénea con suelo y agua, tal que la pasta de suelo colocada sobre la palma de la mano (constituyendo una bolita pequeña de suelo) no se encuentre aún en un estado semi-líquido, es decir, mantenga su forma pero cerca de este límite. Se procede entonces a golpear lateralmente la palma de la mano varias veces con la otra mano . Si la muestra cambia de forma y el agua aflora de manera relativamente rápida a la superficie con Sondajes Geotécnicos

los golpes, podemos asegurar que estamos frente a un limo de baja plasticidad. Si lo anterior no se produce, es decir, no existe cambio de forma, ni el agua asoma a la superficie, estamos tratando con una arcilla de mediana a alta plasticidad. Entre estos dos casos, existen suelos que se encuentran a medio camino en términos de plasticidad. Hablamos entonces de arcillas limosas o de limos arcillosos.

Figura Nº 14: Ensayo de Sacudimiento

Ensaye de amasado Una vez realizado el ensaye de sacudimiento, se reconstituye una bolita de suelo con parte de la pasta de suelo húmeda que se tenía en la palma de la mano. Se procede a amasarla, ya sea en la palma de la mano o sobre una superficie lisa hasta formar un bastoncito de suelo que alcance 3 mm de diámetro. Si el bastoncito no se rompe en varias partes para ese diámetro, se vuelve a amasar la pasta con los dedos y se repite la operación, tantas veces como sea necesario para que finalmente el bastoncito se rompa en varias partes al alcanzar el diámetro de 3 mm. El tiempo que toma esta serie de operaciones de amasado para alcanzar este estado define cuán plástico es el suelo. Poco tiempo indica poca plasticidad, mucho tiempo indica alta plasticidad. Es conveniente siempre trabajar sobre las mismas superficies secas (palma o placa lisa, usando por ejemplo toalla nova) para que el proceso sea válidamente comparable. Otra información importante de este ensaye, es la resistencia que muestra el bastoncito al ser amasado, particularmente cuando la humedad está próxima al límite plástico. Gran esfuerzo para amasar la pasta indica alta plasticidad, reducida resistencia al amasado, baja plasticidad.

Brillo Una vez alcanzada la humedad que ha llevado al bastoncito a romperse en trocitos, es decir, una vez alcanzado ese estado (límite plástico), se procede a unir con relativa fuerza la pasta hasta formar un grumo cohesivo. En este estado se oprime la muestra contra la uña y se observa el brillo que ella presenta en su superficie. Intenso brillo es un indicador de alta plasticidad.

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Resistencia de una Muestra Seca Esta observación solo se puede realizar cuando existe la disponibilidad de una muestra de suelo secada al aire o al horno. Si una “caluga” de suelo secada de esta manera presenta gran dificultad para la ruptura, se tratará de una arcilla o, lo que es lo mismo, de un suelo muy plástico. Características Relevantes de los Suelos Finos  Tipos de suelos predominantes, teniendo en cuenta que en casos intermedios habrá que indicar que el suelo puede ser una arcilla limosa de media a alta plasticidad o un limo muy arcilloso,  Estado de humedad,  Color (colores muy oscuros a negros son indicadores de contenido orgánico),  Olor (intenso olor es evidencia de suelo muy orgánico),  Consistencia (solo si se tienen muestras en su condición natural, es decir, inalteradas o se realiza la identificación en terreno, por ejemplo, en las paredes de una calicata),  Otros, raicillas, etc. Matriz Suele llamarse matriz a los finos contenidos entre los granos de suelos gruesos especialmente las gravas, bolones y clastos y dependiendo del tipo de finos puede ser matriz arcillosa, limosa o arcilla limosa y viceversa. Si un suelo esta compuesto de una combinación de dos clases distintas de material, para identificarlo se utiliza el nombre del material predominante y a continuación se agrega el del que esta en menor proporción. Por ejemplo: arena limosa, significa que en el suelo predomina la arena y tiene un contenido limoso. Una arcilla arenosa es un suelo con las propiedades de las arcillas, pero que contiene una cantidad apreciable de arena. Las propiedades de los agregados de granos de arena y gravas se describen cualitativamente por medio de los términos: suelta medianamente densa y densa. En los suelos finos se denominan con los términos: dura, consistente medianamente consistente y blanda. Los ensayos descritos, fáciles de hacer a simple vista, necesitan de una mejor comprensión para visualizar su significado. Por eso, nada mejor que estudiar las propiedades plásticas de los suelos. Plasticidad Existen suelos que al ser remoldados, cambiando su contenido de agua, si es necesario, adoptan una consistencia característica, la cual se conoce como Plasticidad. Esta característica es tan demostrativa que se emplea ampliamente en la clasificación de los suelos finos, especialmente en las arcillas. Las investigaciones han probado que la plasticidad de un suelo es debida a su contenido de partículas más finísimas de forma de láminas pequeñísimas. Se reconoce además, que existe una relación especifica entre la plasticidad y los fenómenos fisicoquímicos (procesos eléctricos entre las sustancias minerales que componen las arcillas) que son determinantes, en el comportamiento mecánico de las arcillas. Por otra parte, la forma laminar de las partículas ejerce una influencia importante en la compresibilidad del suelo, mientras que el tamaño pequeñísimo, propio de esas partículas, hace que la permeabilidad del conjunto de suelo sea muy baja. Sondajes Geotécnicos

Según su contenido de agua en orden decreciente, un suelo susceptible de ser plástico, puede situarse en cualquiera de los siguientes estados de consistencia. 

Estado Liquido: Con las apariencias y propiedades de una suspensión (barro liquido)



Estado Semi Liquido: Con las propiedades de un fluido viscoso.



Estado Plástico: En que el suelo se comporta plásticamente.

 Estado Semi Sólido: Con apariencia de un sólido, pero que disminuye de volumen al secarlo. 

Estado Sólido: En que el volumen del suelo no varía con el secado.

Determinación De La Plasticidad En Terreno Esta determinación tiene por objeto señalar la cualidad plástica de un suelo para completar la información obtenida de las muestras de un pozo o sondeo. Dominando bastante el ensayo de amasado y sacudimiento se puede estableces tipos de propiedad plástica muy acertadamente, aunque no exactamente como en laboratorio. Suele ocurrir que un suelo es descrito como un limo algo arcilloso, deducido del ensayo en terreno, pero en laboratorio ocurre que es una arcilla limosa o arcilla plástica limosa. La situación se debe a que el amasado y agregado de agua que se realiza en el laboratorio es mas prolongado el primero y bien controlado el segundo, a la vez, la propiedad plástica se desarrolla como ya se ha dicho, ligada al fenómeno fisicoquímico, como ocurre en arcillas muy activas resultando que siendo la fracción arcillosa menor que la limosa, es, no obstante, predominante por ser activa, variando así la clasificación en terreno. Por otra parte, en terreno hay ciertas ventajas por sobre el ensayo de laboratorio cuando se presentan suelos heterogéneos con capas pequeñas de suelos finos, en que un operador de sonda o el encargado de las muestras pueden estimar las propiedades plásticas de las capas muy rápidamente, estableciendo las variaciones respectivas a lo largo del estrato. En laboratorio generalmente se hacen ensayos de muestras que resultan ser mezclas de esas capas. Ejemplo Descriptivo Arcilla limosa, algo arenosa, de alta a mediana plasticidad, de color café oscuro, muy húmeda a saturada, consistencia media a alta, presenta algunas raicillas dispersas. Tabla Nº 5: Identificación de Suelos Finos AMASADO

SACUDIMIENTO

TIPO SE SUELO

buen rollito

no aflora agua o lo es lentamente

arcilla

buen rollito

aflora parte de agua

arcilla limosa

mal rollito

aflora agua rápidamente

limo

rollito regular tiende a romperse

aflora poco agua

limo arcilloso

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5.3

Clasificación de Suelos

La clasificación de los suelos se realiza por el tamaño de las partículas que lo componen, es decir la “Composición Granulométrica”, el Límite Líquido y el Índice de Plasticidad. (Normas ASTM) En la Tabla Nº 6 se presenta la clasificación de las partículas del suelo, las que se clasifican en consideración a su diámetro. Tabla Nº 6: Clasificación de las Partículas del Suelo Arcillas Menores de 0,005 m/m Limos Entre 0,005 y 0,074 m/m Suelos Gruesos Arenas Finas Entre 0,075 y 0,42 m/m Arenas Medias Entre 0,42 y 2,0 m/m Arenas Gruesas Entre 2,0 y 4,76 m/m Gravas Mayores a 4,76 m/m Suelos Finos

Para efectos prácticos de terreno se presenta en la Tabla Nº 7, una clasificación optativa de tamaños de suelos gruesos. Arenas Finas Arenas Medias Arenas Gruesas Gravas Finas Gravas Medias Gravas Gruesas Bolones Clastos

Tabla Nº 7: Clasificación Práctica de Terreno Menores de 1/2 m/m de 1/2 a 2,0 m/m de 2,0 a 5,0 m/m de 5,0 a 10,0 m/m de 10,0 a 20,0 m/m de 20,0 a 76,0 m/m de 76,0 a 250,0 m/m mayores a 250,0 m/m

La simbología que a continuación se presenta en la Tabla Nº 8, se conoce como Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (en ingles U.S.C.S)

Tabla Nº 8: Simbología de Suelos SÍMBOLO DEL GRUPO

DIVISIÓN PRINCIPAL SUELOS DE GRANOS GRUESOS (50% O MÁS ES RETENIDO EN UN TAMIZ No. 200

GW GRAVAS (50% O MÁS DE LA FRACCIÓN GRUESA ES RETENIDO POR EL TAMIZ No. 4)

GRAVAS. LIMPIAS GP

GM GRAVAS CON FINOS GC

ARENAS (50% O MAS DE Sondajes Geotécnicos

ARENAS LIMPIAS

SW

NOMBRES TÍPICOS Gravas bien gradadas y mezclas de arena y grava con pocos finos o sin ellos. Gravas y mezclas de gravas y arenas mal gradadas con pocos finos o sin ellos. Gravas limosas, mezclas de arena, grava y limo. Gravas arcillosas, mezclas de arena, grava y arcilla. Arenas y arenas gravosas bien gradadas

SÍMBOLO DEL GRUPO

DIVISIÓN PRINCIPAL

SP

LA FRACCIÓN GRUESA PASA POR EL TAMIZ No.4)

SM ARENAS CON FINOS SC

ML

LIMOS Y ARCILLAS (LIMITE LÍQUIDO DE 50% O INFERIOR) SUELOS DE GRANOS FINOS (50% O MAS PASA POR EL TAMIZ No. 200)

CL

OL

MH LIMOS Y ARCILLAS (LIMITE LÍQUIDO SUPERIOR A 50%)

CH

OH

SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS

PT

NOMBRES TÍPICOS con pocos finos o sin ellos. Arenas y arenas gravosas mal gradadas con pocos finos o sin ellos Arenas limosas, mezclas de arena y limo. Arenas arcillosas, mezclas de arena y arcilla. Limos inorgánicos, arenas muy finas, polvo de roca, arenas finas limosas o arcillosas. Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas limosas, suelos sin mucha arcilla. Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. Limos inorgánicos, arenas finas o limos micáceos o de diatomeas, limos elásticos. Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas grasas. Arcillas orgánicas de plasticidad alta o media. Turba, estiércol y otros suelos altamente orgánicos.

NOTA: Los tipos SW y GW solo pueden clasificarse exactamente en laboratorio con el ensayo de granulometría.

5.3.1 Descripción de los Suelos más Comunes Las arenas y gravas son agregadas sin cohesión de fragmentos angulares o redondeados, poco o no alteradas, de rocas y minerales. Las partículas menores de 5 milímetros se clasifican como arena y aquellos de mayor tamaño hasta 7. 6 cm, como gravas. Los Fragmentos mayores se conocen como bolones, hasta 25 cm. de diámetro y mayores que esta dimensión, son conocidos como clastos.

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Los limos inorgánicos son suelos de grano fino con poca o ninguna plasticidad. Las variedades menos plásticas consisten generalmente en las partículas más o menos equidimensionales de cuarzo. Los tipos más plásticos contienen un porcentaje apreciable de partículas en forma de escamas y se denominan limos plásticos. Debido a su textura suave, los limos inorgánicos son tomados comúnmente como arcillas, por lo que en terreno se precisan de algunos ensayes prácticos para distinguirlos. Los limos orgánicos son suelos de granos finos más o menos plásticos con una mezcla de partículas de materia orgánica finamente dividida. A veces contienen fragmentos visibles de materia vegetal parcialmente descompuesta o de otros elementos orgánicos. Estos suelos tienen colores que varían de gris a gris muy oscuro, y pueden contener productos gaseosos originados de la descomposición de la materia orgánica, lo que les da un olor característico. Las arcillas son agregados de partículas microscópicas derivadas de la descomposición química de los constituyentes de rocas. Son suelos plásticos dentro de límites extensos en contenidos de humedad y cuando secos son duros. Las arcillas orgánicas son aquellos suelos de este tipo que derivan de algunas de sus propiedades físicas mas significativas de la presencia de materia orgánica finamente dividida, Cuando están saturados, son generalmente muy compresibles, y cuando secos tienen una resistencia muy alta. Tienen colores que varían de gris oscuro a negro y pueden poseer un olor característico. Las turbas son agregados fibrosos de fragmentos finos y muy finísimos de materia orgánica descompuesta. Su color varía de un castaño claro a negro, son altamente compresibles Bajo ciertas condiciones geológicas especiales se forman suelos que están caracterizados por uno o más rasgos, tales como estructura con presencia de agujeros dejados por las raíces extintas, o estratificación regular poco común. Tales suelos tienen nombres especiales, como sigue: Morenas, depósitos glaciares no estratificados de arcilla, limo, arena y gravas. Tufas, agregados finos de materiales y fragmentos de roca muy pequeños expelidos por volcanes y transportados por viento y agua. Loess, son sedimentos eólicos uniformes y cohesivos, esto ultimo debido a la presencia de agujeros verticales dejados por las raíces extinguidas. Las tierras diatomáceas, son depósitos de polvo silico fino generalmente blanco, compuesto total o parcialmente de los residuos de diatomeas. Este término se aplica a un grupo de algas unicelulares de origen marino de agua dulce. Marga, es un término utilizado en la forma vaga para identificar varios tipos de arcillas marinas calcáreas compactas de color verdoso. Las arcillas laminadas consisten en capas alteradas de limo mediano gris inorgánico y d arcilla limosa y más oscura. El espesor de las capas raramente excede de un centímetro. Los elementos que forman las arcillas laminadas fueron transportados a lagos de agua dulce por el agua proveniente del deshielo al terminar el periodo glaciar.

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Tosca, es el nombre que se le da a una fuerte impregnación calcárea de suelos de composición variable, en general de origen loesico, dando como resultado un material de composición y resistencia también variable, pero que regularmente tiene una gran proposición de calcáreo y es muy compacto. Greda, es un termino popular con el cual se designa una variedad grande de suelos, pero que normalmente están constituidos por arcillas muy plásticas mas o menos compactadas, aunque a veces se incluyen dentro de esta denominación hasta areniscas arcillosas, que como rocas entran en la categoría de rocas blandas. Las bentonitas, son arcillas con un alto contenido de montmorillonita cuyos cristales tienen la propiedad de hincharse por la admisión de moléculas de agua dentro de su reticulado molecular. Además, debido a la extraordinaria importancia de la actividad de las superficies de sus elementos coloidales, las propiedades físicas de cualquier arcilla montmorillonitica pueden variar entre límites extensos según cual sea la naturaleza de los cationes contenidos en su capa absorbida. Propiedades de das Fracciones Muy Finas Si las partículas de cualquier sustancia son tan pequeñas que la actividad de la superficie de sus granos tiene una influencia apreciable sobre las propiedades de un agregado de los mismos, se dice que la sustancia se encuentra en estado coloidal y sus partículas se denominan partículas coloidales. Las propiedades que dependen exclusivamente de la acción producida por la actividad de la superficie se distinguen con el nombre de propiedades coloidales. Si una muestra de la fracción muy fina de un suelo es agitada en agua, la misma pasa al estado de suspensión. La superficie de cada partícula es el asiento de una carga negativa y, si el agua es pura, las partículas se repelen sin ponerse en contacto. Se dice entonces que la muestra se encuentra en estado de completa dispersión.

5.4

Clasificación de Rocas

En geología se llama "roca" a cualquier material constituido como un agregado natural (un sólido cohesionado) formado por uno o más minerales. Generalmente las rocas están formadas por varias especies mineralógicas (rocas compuestas), pero también existen aquellas constituidas por un solo mineral (rocas monominerálicas). Suelen ser materiales duros, aunque también las hay blandas, aunque no lo creas, como las rocas arcillosas o las arenas. Las rocas se pueden clasificar según varios criterios, tales como su composición química o la permeabilidad, aunque el criterio más usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formación. De acuerdo con este criterio se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias y metamórficas.

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5.4.1 Ígneas Las rocas ígneas se forman por consolidación de un magma. Un magma es un fundido de rocas que contiene cristales en suspensión y gases disueltos (principalmente vapor de agua). Abundantes pruebas apoyan la hipótesis de que el magma se forma por un proceso denominado fusión parcial. La fusión parcial se produce a varios niveles dentro del manto superior y corteza. La mayor parte del magma se compone de iones móviles disueltos de los ocho elementos mas abundantes de la corteza terrestre: Silicio, oxígeno, aluminio, potasio, calcio, sodio, hierro y magnesio. Conforme se enfría un magma, los iones disueltos disminuyen su velocidad y empiezan a disponerse en estructuras cristalinas ordenadas. Este proceso se conoce como cristalización. Los primeros minerales que cristalizan tienen espacio para crecer y tienden a tener caras cristalinas mejor desarrolladas que los últimos, que rellenan el espacio restante (Serie de Bowen). Por último, todo el magma se transforma en una masa sólida de silicatos ínter penetrados que denominamos rocas ígneas. Existen dos tipos principales de rocas ígneas, ellas son: Rocas extrusivas o volcánicas, que cristalizan sobre superficie y rocas intrusivas o plutónicas, que cristalizan bajo superficie. Existe gran variedad de rocas ígneas y se generan en distintos ambientes tectónicos: En márgenes divergentes (rifts oceánicos y continentales) y en márgenes convergentes (arco isla, arco continental). Tanto la composición química y mineral varían según el ambiente tectónico que les dio origen.

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5.4.1.1 Tipos de Rocas Igneas Plutónicas CRISTALIZACIÓN: surgidas del magma Las rocas que se forman a partir del enfriamiento de los magmas se denominan ROCAS IGNEAS. Estas rocas son muy comunes y se dividen en tres tipos diferentes: plutónicas, volcánicas y filonianas.

Granito

ROCAS PLUTÓNICAS, se forman cuando el magma solidifica en el interior de la Tierra. Como en el interior las temperaturas son elevadas, el enfriamiento de los magmas es muy lento. En estas condiciones los minerales disponen de mucho tiempo para crecer, por lo que estas rocas presentan cristales relativamente grandes (se ven bien a simple vista). Como la presión del interior es también muy elevada, los minerales crecen estrechamente unidos formando rocas densas y sin huecos.

Granito Rosa

Los granitos son las rocas plutónicas más comunes. Están compuestos por una mezcla de los minerales cuarzo, feldespatos y micas. El gabro es otra roca plutónica muy común, se reconoce por la ausencia de cuarzo y sus tonos oscuros.

Gabro

5.4.1.2 Tipos de Rocas Igneas Volcánicas y Filonianas

ROCAS VOLCÁNICAS se originan cuando los magmas enfrían en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas.

Basalto

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En estas condiciones el enfriamiento es muy rápido con lo que los cristales disponen de muy poco tiempo para formarse y crecer. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio).

Al originarse en la superficie, donde la presión es baja, pueden adquirir un aspecto esponjoso.

Basaltos

Es común clasificar las rocas volcánicas en función de su composición química. Una roca muy frecuente y fácil de reconocer por sus tonos oscuros es el basalto. La riolita, por el contrario, presenta tonos claros. Independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en: 

Volátiles (gases)



Piroclastos, fragmentos rocosos. Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia.

Lavas Cordadas



Piedra Pómez

o

Los trozos de pequeño tamaño son las cenizas volcánicas

o

Llamamos a los de mayor tamaño escorias (son parecidas a las de los hornos de carbón).Cuando adquieren aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas.

Coladas, materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas.

La piedra pómez es una variedad de lava particularmente esponjosa (es tan ligera que flota en el agua). El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico.

Obsidiana

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Los magmas también pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que

Filón

soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas. En este caso las rocas resultantes se denominan ROCAS FILONIANAS. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.

Pórfido

Pegmatita

5.4.2 Sedimentarias Las rocas sedimentarias proveen un panorama fascinante de las condiciones superficiales del pasado en la Tierra. Esto debido a que ellas se forman en o cerca de la superficie y no han sido fundidas o fuertemente alteradas por las altas presiones y temperaturas que producen las rocas ígneas y metamórficas. Los restos de plantas y animales son incorporados en los sedimentos que posteriormente se transformaran en rocas. Estos serán preservados, por lo que proveen un registro de la vida y las condiciones climáticas que existieron en el pasado en la Tierra. La formación de rocas sedimentarias envuelve numerosos procesos. Las rocas expuestas en superficie (ígneas, metamórficas o sedimentarias) reaccionan con la atmósfera e hidrosfera produciendo una pérdida de partículas llamadas sedimentos. Estos sedimentos son erosionados por el agua, viento y hielo y ayudados por la gravedad son transportados, normalmente, lejos de su punto de origen. Los sedimentos se acumulan en capas, junto con depósitos minerales provenientes de soluciones y restos de organismos y plantas que vivieron en o cerca del área de depositación. Posteriores cambios físicos y químicos transforman las capas de sedimentos en rocas sedimentarias. Por lo tanto, las rocas sedimentarias son formadas a partir de Sondajes Geotécnicos

sedimentos en o cerca de la superficie de la Tierra por una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos.

5.4.2.1 Tipos de Rocas Sedimentarias

SEDIMENTACIÓN: rocas estratificadas Las rocas originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, se denominan ROCAS SEDIMENTARIAS. 

ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños.



ROCAS SEDIMENTARIAS QUÍMICAS Y ORGÁNICAS son las formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. aunque también puede originarse por precipitación de cementos calcáreos. Las tobas calcáreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación.

Conglomerado

Arenisca

Arcillas

Calizas

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Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias orgánicas originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Poseen un enorme interés económico.

Calizas Fosilífera

Toba Calcárea

5.4.3 Metamórficas Como ya lo mencionamos en el punto 5.4.1, las rocas ígneas se forman mediante la solidificación de un fundido silicatado denominado magma; las rocas sedimentarias se forman por una variedad de procesos a bajas temperaturas cercanas o en la superficie. La tercera categoría –las rocas metamórficas- fueron originalmente ígneas, sedimentarias o incluso metamórficas, pero su carácter ha sido cambiado por procesos en el interior de la corteza. Los factores que controlan el proceso metamórfico es la temperatura y presión. Debe tenerse presente que la fuente de calor para estas transformaciones proviene de la desintegración radiactiva de isótopos que ocurre en el interior de nuestro planeta y de la energía que fue acumulada por millones de planitesimales acrecionados durante la formación de nuestro planeta Tierra. El planeta esta diferenciado por conjunto de capas que van desde el núcleo hasta la exosfera. Es posible observar el aumento de temperatura y presión hacia el núcleo. La Tierra está sometida a un continuo enfriamiento (calor irradiado por la Tierra, volcanismo, tectónica…) y en la corteza existe un aumento gradual de la temperatura con la profundidad, al que usualmente se llama gradiente geotérmico. Este varía de una zona a otra de la corteza siendo su valor medio de 1ºC cada 33 m. Una roca a medida que es sometida a condiciones más profundas se ve inmersa en un medio de mayor temperatura y de mayor presión. Cuando las temperaturas son bajas -en las cercanías de la superficie- los procesos se asignan al ciclo exógeno o sedimentario, y más precisamente a la diagénesis o litificación. En cambio, cuando las temperaturas alcanzan el punto de fusión de las rocas envueltas en un evento metamórfico, generándose un fundido (fusión anatéctica o anatexis), los procesos pasan al campo de las rocas ígneas. Sondajes Geotécnicos

Entre estas dos temperaturas, que definen los límites superior e inferior del metamorfismo, se desarrolla el proceso metamórfico. Es importante dejar bien en claro que el metamorfismo tiene lugar mientras las fases minerales integrantes de una roca determinada están en estado sólido. Es así que los procesos del metamorfismo son "procesos en estado sólido" con pocas o mínimas fases volátiles involucradas (agua y dióxido de carbono), además el sistema es isoquímico: la composición química volumétrica de la roca es invariante y las nuevas especies minerales (especies neoformadas) estarán condicionadas por la química original. La forma en que aumentan la temperatura y la presión no es la misma en diferentes puntos de la corteza. Existen zonas anómalamente calientes con abundante magmatismo donde la temperatura se incrementa muy rápido con la profundidad, especialmente cerca de las cámaras magmáticas que están próximas a la superficie. Por el contrario nuestro planeta muestra zonas anómalamente frías en que aún a profundidades importantes la temperatura es relativamente baja. De todo ello surge que en las rocas que han sufrido transformación metamórfica habrá algunas en que los cambios en la mineralogía y textura se deben fundamentalmente al aumento de temperatura mientras que habrá otras en que la presión y la deformación son los factores más importantes que condicionan el cambio mineral.

5.4.3.1 Tipos de Rocas Metamórficas

RECRISTALIZACIÓN: rocas transformadas Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos ROCA METAMÓRFICA.

Pizarra

Pizarra Fosilífera

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El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises. Las pizarras son arcillas metamorfizadas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles.

Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan foliación algo deformada y los fósiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico.

Esquisto

El Gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras. Otras rocas metamórficas muy comunes son: El mármol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico. La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas.

Gneis

Mármol

6.

El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a las grandes temperaturas. También se produce metamorfismo en los bordes de las placas tectónicas debido fundamentalmente a las grandes presiones que actúan y también en los alrededores de los magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes.

LAS HERRAMIENTAS DE PERFORACION

La ejecución de una perforación se logra empleando herramientas para las cuales corresponde un procedimiento de perforación. No existe sin embargo un método universal y siempre es preciso elegir uno que se adapte al resultado que se busca. A la vez una perforación de reconocimiento no se realizara siempre pensando en grandes rendimientos en perjuicio de la calidad del reconocimiento sino con métodos que permitan una buena recuperación de muestras lo menos alterada posible y establecer la situación del nivel freático (posiblemente el estudio hidrológico del suelo). Al mismo tiempo la herramienta de avance que se emplea hasta el punto siguiente del muestreo a prueba de reconocimiento deben permitir gran velocidad de trabajo. La elección del procedimiento depende del objetivo del reconocimiento y de la naturaleza del terreno a atravesar; el arte del sondeador o perforista consiste en saber elegir el procedimiento Sondajes Geotécnicos

que mejor se adapte. Las prácticas rutinarias no son aconsejables en ningún tipo de perforación pues induce a emplear un tipo de herramienta sin considerar la naturaleza diferente de los suelos. En consecuencia el arte de un sondeador u operador consiste en ser extremadamente cuidadoso en la obtención de la muestra o testigo y en la medición de índices de penetración, pero a la vez demostrara gran agilidad en la perforación de avance o de despeje hasta el punto siguiente de pruebas o ensayos.

6.1

El Cincel de Percusión

La práctica de los sondeadotes enseña que el mejor cincel para avance en limpieza o despeje, es el Cincel Cruz y cuyas toberas (orificios de salida del fluido) no actúan directamente sobre el fondo del pozo, sino que están colocadas en cierto ángulo que permite desalojar el detritos en forma lateral. La percusión es ampliamente favorecida si se aplica un peso adicional directamente sobre el cincel ya que la energía de la percusión es más efectiva que la que recibe el cincel cuando es transmitida por las barras en que una parte de esta energía se diluye en la flexión de las mismas. Esto último ocurre en suelos compactos y ripiosos. Este tipo de herramienta es bastante usado en las perforaciones por Mecánica de los Suelos debido a su facilidad de maniobra y las dificultades se presentan solo cuando es indebidamente usado. En mantos conchíferos por ejemplo, no es muy efectivo aplicar percusión a cincel debido al efecto de camada de muelles, que amortigua grandemente el golpeo. Cuando se usa inyección de agua en suelos ripiosos, el golpeo mismo favorece los derrumbes de la zona afectada y el agua ayuda a convertir los granos en un serio factor abrasivo. Muchas veces hay atascamientos. En los suelos arenosos es excelente herramienta para despejes rápidos

Figura Nº 15: Cincel Cruz

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6.2

Trépanos de Perforación

Es un dispositivo que se coloca en el final de una sarta de perforación para que rompa, corte y muela las formaciones rocosas mientras se perfora un pozo. Ya sea éste un pozo de gas, agua o petróleo. Los trépanos son huecos para permitir el paso del fluido de perforación, que sale a chorros por picos intercambiables. El fluido de perforación lubrica y refrigera el trépano y ayuda a expulsar la roca molida hacia la superficie. En formaciones rocosas no consolidadas los chorros de agua a alta presión ayudan a remover la roca en forma directa permitiendo reducir los tiempos de perforado. En Mecánica de Suelos el Trepano es una herramienta que trabaja a rotación y pueden ser escalonados con tres o cuatro alas provistos de aristas cortantes de carburo tungsteno. Donde el cincel no es efectivo, lo es el trepano; en suelos conchinfleros es excelente para despeje rápidos. En gravas con cierta alteración (meteorización) trabajan bien al corte si se cuida la velocidad de avance y de rotación adecuada. Debe recordarse que los trépanos al igual que el cincel, son herramientas que se utilizan en despeje y limpiezas de zonas que están por enzima de las que interesa muestrear o efectuar mediciones. Además los trépanos tienen serios problemas en materiales con alto contenido de sílice o en partes ripiosas, con los cantos laterales que los tienden a desviar de su curso. Dependiendo la calidad de los trépanos se pueden aplicar grandes velocidades de avance en los ripios, trabajo este que resulta bastante duro para los trépanos, por consiguiente, en algunos casos es un sistema de perforación que resulta inconveniente.

Figura Nº 16: Trépanos de Perforación

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6.3

Punzonadora Cónicas

En la práctica son conocidas como Triconos o “Rock Bits”. El tricono consta de tres rodillos. Pero hay de dos y cuatro. El más usual es el de tres. El de cuatro rodillos es conocido como “Roller Bits”. Los rodillos son conos dentados que ruedan y se deslizan sobre el terreno, cuando se aplica la rotación. Este sistema de perforar es conocido como sistema Rotary que no obtiene testigo para diferenciarlo del sistema de rotación que extrae el testigo. Los rodillos no son rigurosamente cónicos con sus ejes cortándose con el de las barras de perforación por que no se tendría de este modo más rodamiento sin deslizamiento por el fondo del pozo; si no están formados por unos troncos de cono encajados entre si. Solamente el rodillo central se desliza de un modo importante y el externo tiene como misión alisar la perforación. El deslizamiento es muy pequeño en triconos para terrenos duros; por el contrario debe ser importante en los de terrenos blandos porque el raspado es mas eficaz. Las herramientas de cuatro rodillos dispuestos a 90º entre si no son idénticos y el punto de encuentro de los dos ejes octogonales es excéntrico con respecto al eje de las barras de perforación.

Forma de los Dientes La forma de los dientes varia según la naturaleza de las formaciones a perforar:  En el caso de terrenos relativamente blandos, los dientes son agudos, largos y están separados. 

Para terrenos duros son cortos, obtusos y están muy próximos unos a otros.

Como se puede observar el tipo de herramienta a usar depende de la clase la formación a perforar. Al efectuar la rotación los rodillos se deslizan sobre el suelo el desgrane se realiza por el punzonamiento ejercido por los dientes, por lo tanto es importante saber el factor de presión sobre la herramienta y la velocidad de rotación.

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Figura Nº 17: Tipos de Triconos y Trépanos

6.4

Coronas Sacatestigos

La corona es una herramienta utilizada para perforar y mediante la cuál se recuperan muestras en forma de núcleos cilíndricos.

6.4.1 Coronas de Tungsteno Aunque en realidad el carburo de tungsteno lo constituye el único metal que se emplea en la fabricación de coronas, se les llama corrientemente prismas o widia (que significa “como el diamante”) y presentan una gran dureza y resistencia al desgaste. Se fabrican también de carburo de wolframio en una aleación de negro humo y cobalto. Este último le da las características de dureza y tenacidad. Su coeficiente de dilatación lineal es la mitad del que presenta al acero. A pesar de la resistencia al desgaste, las aristas de widia pierden su afiliado. En particular el contenido silicio de los suelos y rocas, es extremadamente abrasivo y afecta la arista cortante. Esto se debe a que el cuarzo tiene una dureza 9 y la widia es levemente mayor, como 9.2 (escala Mohs). Si bien es importante la técnica usada en el engaste de los prismas, lo es también la técnica del afiliado de las aristas. El material es muy frágil, cualquier golpe los afecta especialmente en sus bordes cortantes. Una vez que se ha reafilado, los bordes deben ser pulimentados en piedras de asentar o de carburo silicio. Las coronas de widias reemplazan eficazmente a las de diamantes en la perforación de rocas blandas, meteorizadas, o bien, rocas sanas con bajo contenido de sílice. El comportamiento de la widia depende de sus propias características y de la masa rocosa que se va a perforar. Sondajes Geotécnicos

Ejemplo de características:

Material Rocas Blandas Rocas Duras

Angulo de Ataque negativo negativo

Avance mm/rev 1 - 0,5 1 - 0,5

Velocidad de Corte m7min 45 6

Para las primeras el ángulo de ataque es de unos 10º y para las segundas (granito) de unos 15º. El problema que se presenta en la widia es que el flujo de agua o lodo no puede ser suspendido en ningún instante de la perforación, los cambios de temperatura les afecta. En la perforación de gravas sanas, se emplean placas especiales que son aptas para soportar golpes como en las cepilladoras mecánicas. Las condiciones que exige un uso adecuado de las coronas widia son muy complejas y se necesita un buen adiestramiento, por lo que se recomienda que una corona debe ser probada en el terreno fijado las condiciones mas favorables para su trabajo.

Figura Nº 18: Corona de Widia

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6.4.2 Coronas de Diamante En perforaciones mineras son conocidas como “diamantinas”. Existen dos grupos de coronas: 

Diamantes montados en la superficie

Figura Nº 19: Corona de Diamantes montados en la Superficie

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

Diamantes impregnados

Figura Nº 20: Corona de Diamantes Impregnados

Los primeros van incrustados en toda la superficie de la corona. El número de diamantes por quilates van desde 10 a 80 piedras. El diamante pierde su efectividad por el pulido, rotura o quebradura. Los segundos son diamantes quebrados en granos finos como arena y son impregnados en el interior de la corona. Mientras se desgasta la corona, van desapareciendo nuevos diamantes. Los componentes estructurales de una corona sacatestigos son:   

Regular Dura Extradura

De acuerdo a las necesidades que se presentan en las perforaciones se toma como regla básica las siguientes definiciones: 

Matriz regular: Para perforar en terrenos no abrasivos.



Matriz dura: Para terrenos medianamente abrasivos



Matriz extradura: Para terrenos muy abrasivos y quebradizos.

La matriz dura es preferible en terrenos homogéneos blandos a medianamente duros por sus mayores características de elasticidad. El diamante esta insertado en la matriz de modo que solo un tercio de su diámetro es el que sobresale. Sondajes Geotécnicos

La parte que sobresale el diamante mejor se comporta en terrenos duros y abrasivos. Es claro que de debe considerar la velocidad de penetración del diamante en la roca. Sobre esto, el grado de penetración, los entendidos enumeran 6 factores que influyen en ello. Lo más esencial es analizar los tres factores más conocidos y que inciden directamente en el éxito de una perforación con diamante. Estos factores son:   

Rotación Presión de trabajo Presión de la bomba de flujo

En un granito duro el numero de metros perforados alcanza su máximo valor entre 700 y 1000 rpm. En las areniscas la máxima velocidad de perforación es de 680 rpm. Pero si la presión sobre los diamantes es demasiado pequeña, se desgastan rápidamente. Para cada formación de suelo hay una relación entre velocidad de rotación minima y la presión ejercida sobre cada piedra de la corona. Parece ser que cuando mas dura sea la roca y sobre todo cuanto menor es la velocidad de rotación, mayor ha de ser la presión sobre la corona, pero las presiones demasiado altas favorecen la desviación de la perforación. La velocidad de avance depende igualmente de la naturaleza y tamaño de los diamantes. Un empleo de un mayor número de diamantes aumenta considerablemente el avance. Pero un mayor número de diamantes acorta la vida de las coronas ya que disminuye la superficie que soporta el efecto abrasivo del detrito. Figura Nº 21: Patrones de Desgaste de las Coronas de Diamantes Impregandos

Corona de diamantes impregnados nueva

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Cuando la profundidad de impregnación se termine por completo.

Carga excesiva; caída de barras; caída libre El patrón de desgaste en la cara deberá ser del tubo interior en un barreno o pozo seco; relativamente plana con las orillas corona aplastada por barra sujetadora o achaflanadas. prensa de pie.

La matriz se erosiona antes que el diamante se haya gastado, resultando una alta exposición de diamantes y prematura pérdida del diamante, y baja vida de la corona, causada por sobrepeso. Incremente las RPI, o cambie a una corona de serie mas baja.

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Frecuente causada por penetración excesiva para las RPM usadas (RPI muy bajas). También puede ser causada por desgaste del núcleo por reperforación.

Sobreavance. Aumente la velocidad de avance. En formaciones quebradas, agregué cemento o cambie a una serie mas baja. Si perfora sobre un núcleo perdido, verifique el barril. Insuficiente fluido; Verifiqué el ajuste de la longitud del tubo interior; verifiqué la bomba y fugas en las sarta de perforación; incremente el flujo de agua.

Falta de agua. Verifique la bomba y la sarta para posibles fugas; Verifique los ajustes del tubo interior. Mantenga el flujo refrigerante apropiado.

Soplar con arena la cara, (arenadora), pasar la cara de la corona por un esmeril para exponer el diamante. Intente de nuevo con 200/250 RPI. Si la cara se pule repetidamente cambie la corona por una serie mas alta.

Vibración; cambié las RPM. Fuga en circulación de agua; incremente el flujo de agua. La corona está escariando un pozo mas pequeño verifique el diámetro exterior del escariador y cámbielo si ha perdido su diámetro nominal.

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Insuficiente Flujo de agua. Verifique la bomba y fugas en la sarta, inclemente el flujo de agua

6.4.3 Datos Utiles A continuación presentamos una serie de información relevantes a la hora de perforar, que no podemos enajenar a las labores de sondajes.

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Tabla Nº 9: Dimensiones de Elementos de Perforación Elemento

Corona D.E.

Tamaño

TT46 BQ NQ NQ3 HQ HQ3 PQ PQ3 BX NX HX BW NW NX H HW PW

STD STD OVER STD OVER STD OVER STD OVER STD STD STD STD OVER STD OVER STD

Escariador D.I.

D.E.

Barra D.I.

Zapata Hilos Pulg.

D.E.

Pulg.

MM

Pulg.

MM

Pulg.

MM

Pulg.

MM

Pulg.

MM

1,811 2,345 2,400 2,965 3,032 2,965 3,032 3,763 3,830 3,763 4,827 4,827 2,345 2,400 2,965 3,032 3,650

46,00 59,56 60,96 75,31 77,01 75,31 77,01 95,58 97,28 95,58 122,61 122,61 59,56 50,96 73,31 77,01 92,71

1,389 1,432 1,432 1,875 1,875 1,775 1,775 2,500 2,500 2,406 3,345 3,270 1,432 1,432 1,875 1,875 2,400

35,3 36,4 36,4 47,6 47,6 45,1 45,1 63,5 63,5 61,1 85,0 83,1 36,4 36,4 47,6 47,6 61,0

1,830 2,360 2,400 2,980 3,032 2,980 3,032 3,783 3,830 3,783 4,827 4,827 2,360 2,400 2,980 3,032 3,650

46,5 59,9 61,0 75,7 77,0 75,7 77,0 96,1 97,3 96,1 122,6 122,6 59,9 61,0 75,7 77,0 92,7

1,693 2,187

43,0 55,5

1,417 1,812

36 46

4 3

2,750

69,9

2,375

60,3

3

3,500

89.9

3,062

77,8

3

4,625

117,5

4,062

103,2

3

2,250

57,2

1,906

48,4

4

2,875

73,0

2,385

60,6

3

3,500

88,9

3,000

76,2

3

Sondajes Geotécnicos

D.E.

Revestimiento D.I.

D.E.

D.I.

Pulg.

MM

Pulg.

MM

Pulg.

MM

Pulg.

MM

2,965 3,615 3,615 4,625 4,625 5,650

75,3 91,8 91,8 117,5 117,5 143,5

2,370 2,992 2,992 3,975 2,975 4,777

60,2 76 76 101 101 121,3

2,875 3,500 3,500 4,500 4,500 5,500

73 88,9 88,9 114,3 114,3 139,7

2,375 3,000 3,062 4,000 4,000 5,000

60,3 76,2 77,8 101,6 101,6 127

Hilos Pulg.

4 4 4 4 4 3

Tabla Nº 10: Litros de Agua o Líquido Contenido en Barras Wireline (aprox) Tipo de Barra BXWL NXWL HXWL CPWL BQ NQ HQ PQ

Longitud 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m

Cantidad de Liquido Contenido en Litros 1,95 2,90 4,56 8,36 1,66 2,86 4,75 8,36

Tabla Nº 11: Peso de Barras Wireline (aprox) Tipo de Barra BXWL NXWL HXWL CPWL BQ NQ HQ PQ BX NX H

Peso Expresado en Kilogramos 5,70 10,05 12,92 20,39 5,95 7,74 11,46 20,39 8,62 11,46 16,10

Longitud 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m

Tabla Nº 12: Factores de Conversión más Requerido

Galones Ej.:

por 3,785 35 galones X 3.785 =

Es igual a litros 132.475 Litros

Pies Ej.:

por 0,305 35 pies X 0,305 =

Es igual a metros 3,05 metros

Libras Ej.:

por 0,454 50 libras X 0,454 =

Es igual a kilos 22,70 kilos

Horsepower (HP) por Ej.: 70 X 0,746 Bar Ej.:

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0,746 =

por 14,5 100 Bares X 14,5

Es a kilowatt 52,22 KW

=

Es igual a PSI 1450 PSI

Figura Nº 22: Accesorios de Perforación

-Barriles -Accesorios

- Pescantes - Accesorios

CABEZAS INYECTORAS DE AGUA -Cabeza inyectora compacta -Cabeza inyectora universal -Cabeza inyectora interior mina -Cabeza inyectora esgametal 2" -Stuffing box

ELEMENTOS DE DESGASTE -Resortes -Portaresortes -Seguros de resortes -Anillos estabilizadores -Anillos de retención -Candados -Porta candados

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TAPÓN ELEVADOR -Tapón elevador de 5.000 Lbrs. -Tapón elevador de 10.000 Lbrs. -Tapón elevador de 25.000 Lbrs.

BARRAS DE PERFORACIÓN Barras LTK-46 Con roscas a solicitud del cliente como 43mm, AWJ, CHJ, etc. Tubos exteriores Tubos interiores

ACCESORIOS -Machos de pesca de todo tipo -Herramientas de rescate -Llaves para tubo interior -Prensas de pie -Mordazas

REPUESTOS BOMBA DE LODO -Repuestos bomba de lodo 420535 -Asiento de válvula (canastillo) -Bolitas de acero -Empaquetadura de cobre-asbesto -Sopapas de caucho -Porta sopapas de bronce -Pistones -Llaves porta sopapa

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7.

MECANICA ELEMENTAL

En las labores de perforaciones para reconocimiento de suelos, el equipo que se emplea esta compuesto por:       

La sonda con su respectiva torre (o Herrick). La bomba de agua o de barro, según el caso Barras de perforación. Instrumentos de medición o muestreadotes Revestimientos Sacatestigos con su escariador y coronas Set de herramientas, como cincel, trépanos, triconos comúnmente y otros equipos tales como martinetes, cabezas de hincar, prensas de seguridad, cable manilla, llaves de mordaza, cadenas etc.

Las sondas se fabrican de diversas estructuras y tamaños; las mas pequeñas van montadas sobre columnas y son especiales para trabajos en galerías; las de tamaño mediano van montadas generalmente sobre camiones, se aprovecha el motor del vehiculo para accionarlas. Los sistemas de avance de las sondas pueden ser:    

A mano, por medio de volantes o palancas. Mecánico, mediante tornillo. Hidráulico. A motor, aire o aceite, como las turbinas.

7.1

Potencia del Motor

La potencia necesaria para realizar una perforación depende del diámetro de la misma, la velocidad de avance instantáneo y la profundidad del sondeo. Por otra parte de acuerdo a la rigidez de las barras empleadas, la velocidad y profundidad, se llegaría a alcanzar una gran flecha lateral si no lo impidieran las paredes del sondeo, como consecuencia resulta un rozamiento de barras con el terreno o tubos de revestimientos. Como puede observarse se presentan muchas variables. En una perforación profunda, la potencia del motor ha de servir para hacer avanzar la herramienta y vencer el rozamiento de las barras. Todo ello hace que el motor de la sonda tenga exigencias múltiples en el transcurso de la perforación y todos los mecanismos que accionan están, por consiguiente, sometidos a duras pruebas de acción y desgaste.

7.2

Bombas

Para realizar el lavado de la perforación y la refrigeración de la herramienta, se requiere que haya una circulación constante de algún fluido que cumpla ciertas condiciones.

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En el caso de los sondeos en roca o en terrenos arcillosos de paredes estables en que no hay peligro de la perforación de cierre una vez que la herramienta se retire, se emplean bombas de agua. En cambio, en los realizados en terrenos de paredes inestables, se emplean bombas de barro en que, este ultimo, junto con refrigerar y arrastrar los detritos, sostenga las paredes de la perforación. Para realizar sondeos de reconocimiento con sistema de rotación, se emplean casi exclusivamente las bombas de embolo porque se adaptan mejor a las condiciones del trabajo. Cualquier bomba que cumpla con la condición de entregar un gasto de entre 15 y 150 litros/minuto según las necesidades y que de una presión entre 20 y 50 Kg./cm², es utilizable siempre que sea portátil. La presión disponible de la bomba debe ser relativamente elevada por que ocurre frecuentemente que la corona se obstruye al pasar formaciones blandas, entonces una presión elevada es capaz de restablecer la circulación ya que de lo contrario habría sido necesario levantar toda la columna de perforación cada vez que la corona se obstruye. Con todas estas consideraciones, tanto el motor de la sonda, como los mecanismos que acciona, el motor de las bombas y el mecanismo impulsor del fluido, debe ser constantemente lubricados y se debe llevar un registro de sus elementos expuestos a desgaste, principalmente rodamientos y empaquetaduras, para efectuar los recambios oportunamente, evitando que se produzcan “pannes” en desarrollo de faenas.

7.3

Barras de Perforación

Cuando estas son sometidas a trabajos de percusión, sus acoplamientos están exigidos a esfuerzos de choques que pueden ocasionar fracturas en sus roscas y el mejor modo de evitarlas es cerciorándose de que han sido engrasadas antes de atornillarlas fuertemente. En rotación, las barras están exigidas a esfuerzos de flexión y torsión y este ultimo es a veces causante de alguna de ellas se queden dentro del pozo. Cuando se produce el embolamiento, la tendencia es la de aplicar mayor tensión sobre las barras; en el cambio de velocidad de rotación, de mayor a menor y en cualquier circunstancia de sobrepresión, cuando se ha alcanzado el aliviamiento, por efecto mismo de la torsión, las barras tienden a desatornillarse en cualquier punto a lo largo de la columna. Este efecto ocurre notablemente en las perforaciones inclinadas en suelos blandos en que la torsión es favorecida por la sobrecarga del suelo sobre las barras. El remedio para eliminar parte de la torsión es evitar las sobrepresiones, cuidando que no ocurran embolamientos, ni atascamientos y en el caso de perforación inclinada, repasar esta alivianando las barras antes de efectuar una paralización de la rotación.

7.4

Coplas

Las coplas evidentemente son parte de las barras por lo que el destornillamiento se produce en ellas y cuando son fabricadas en material demasiado duro, generalmente se fracturan. Una Sondajes Geotécnicos

buena medida para evitar estos incidentes es cuidar que el cono de ajuste de coplas y barras sea exacto y el acoplamiento sea engrasado para lograr desconexiones rápidas.

7.5

Bombas de Lodo

Al hacer rotación en terrenos de paredes inestable, es necesario prevenir el derrumbe de los pozos durante la perforación. En estos casos es necesario recurrir el revestimiento, a la cementacion o cuando no es necesario hacer pruebas de infiltración se puede emplear el lodo. Cual de los métodos a emplear, es decisión del perforista o sondeador; puede que decida realizar una combinación de sistemas. En todo caso deberá usar la técnica mas adecuada en cada caso, sin perder de vista lo que mas interesa es el muestreo o medición del estrato y mas que rapidez interesa la calidad de sus trabajo. Esta empieza desde luego, teniendo un dominio completo del uso de la bomba, la calidad del lodo, de su vigilancia y por sobre todo, justifique el empleo del lodo y no del revestimiento.

7.6

Bombas de Embolo

Estas bombas son las que mejores resultados dan en los trabajos de perforación, por su autonomía de funcionamiento, mayores presiones cuando el caso lo requiere. Pueden ser de simple o doble efecto al igual que las bombas centrifugas, requieren de chupadores herméticos y resistentes. La altura de succión no debe exceder de cuatro metros. Por la forma de trabajo de estas bombas, se requiere que a la salida del fluido, se instale una válvula de seguridad para que descargue las presiones elevadas que se pueden producir al interrumpirse la circulación ya sea por embolamiento u otra causa. Esta válvula debe regularse de manera que se abra con una presión levemente superior a la presión máxima de trabajo.

7.7

Recomendaciones para el Uso de Barras y Revestimientos



Cuando inicie el traslado del equipo al lugar del sondeo, no maltrate las barras ni revestimientos, pues sus hilos se estropean fácilmente y después habrán dificultades para atornillarlos.



Examine cada uno de ellos detenidamente, separando y descartando aquellos que presenten torceduras o abolladuras y limpiando aquellos que presenten obstrucciones.



Antes de iniciar el trabajo, coloque ordenadamente el equipo de barra y tubos en banquillos o trozos de madera.



Mantenga protegida con una leve capa de grasa consistente los extremos de los hilos, evitando que se oxiden en la intemperie.



Use barretillas para mover los equipos pesados, nunca lo haga con barras o tubos.



Descarte las barras o tubos que tienen mucho desgaste en los extremos roscados.

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7.7.1 Tubos Muestreadores Se sabe que la calidad de la muestra depende de la calidad del tubo sacamuestras. La alteración es disminuida cuando los biseles están correctos. Úsese vaselina o grasa para proteger los tubos de la oxidación. Cualquier tubo puede ser usado como sacamuestras a condición de que sea relativamente delgado, pero resistente; el grado de alteración o el coeficiente de huelga interno debe ser calculado en cada cambio de tubo.

7.7.2 Sacatestigos 

Mantenga los barriles perfectamente ordenados, en condiciones de uso y con sus protecciones colocadas en sus extremos.



Los hilos y rodamiento deben estar perfectamente lubricados para defenderlos de la oxidación.



Durante su uso examine constantemente el desgaste que presenta el casquete exterior o el cabezal, para cambiarlo en el momento oportuno.



Cuando arme el barril con la respectiva corona y escareador, verifique los diámetros y que el tubo interior gire libremente.



Las llaves de mordazas (stillson) son perjudiciales para la corona, úselas con precaución, pero de preferencia deben destornillarse con llaves de mordazas lisas (parmalees).



Para sacar el testigo, golpear el barril con maceta de madera.

7.7.3 Coronas y Escareadores     

Nunca dejar coronas y escareadores en el cajón de herramientas. Manténgalos separados y envueltos. Se ha de emplear la corona adecuada al terreno a perforar. Asegúrese de que la corona sea la apropiada y lleve un registro sobre la matriz. Cuando perfore con coronas de widia o diamantes observe cuidadosamente la velocidad de avance, la circulación del fluido y asegúrese de usar la técnica conveniente a tal tipo de coronas.

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8.

EL ARTE DE LA PERFORACION

Textos especializados en perforaciones sostienen, que este trabajo no es solo ciencia técnica, también es arte. El arte del perforista o sondeador consiste en resolver los problemas que le depara la perforación mientras atraviesa los estratos o formaciones que no pueden ser vistas desde la superficie. El arte también consiste en que, haciendo uso de su experiencia, va previendo las posibles alternativas en cuanto a estratos o cambios de herramientas; en la instrucción del personal en la discusión sobre tal o cual técnica de inyección.

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9.

SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE PERFORACION

9.1

Generalidades

Esta ítem contiene procedimientos y sugerencias de seguridad y está destinada para ser utilizada como guía en la operación segura de los equipos de perforación en sondajes geotécnicos, se deberá considerar que muchos aspectos serán condicionantes en la labor al momento de llegar al lugar de sondeo como lo es el clima, condiciones del suelo, lugar geográfico etc. por lo que la práctica, experiencia, seguimiento de instrucciones, la prudencia y el sentido común serán imprescindibles durante toda la tarea.

9.2

Introducción

Este punto ha sido desarrollado en función y en beneficio de la protección de la salud e integridad, según lo indica la Ley 16.744 que Establece Normas Sobre Accidentes del Trabajo y Enfermedades Profesionales, que establece la obligatoriedad de informar sobre los riesgos existentes en el lugar de trabajo. Primeramente, se recomienda que para determinadas faenas, se evalúe desde el punto de vista de un profesional, la concurrencia al inicio de los trabajos de un Supervisor de Seguridad para tomar conocimiento de las condiciones físicas, ambientales y de trabajo a las cuales estarán expuestos todos los trabajadores de terreno. De no ser necesario, se le asignará al encargado de faena, realizar la supervisión de seguridad, teniendo como instrumento de evaluación todos aquellos documentos disponibles que se hayan emitido a la fecha de salida a faena. Considerando lo anterior, será esencial que los trabajadores escuchen las instrucciones de seguridad que le serán entregadas y las acaten debidamente. Dentro de la actividad de perforación, también están comprometidas otras operaciones como son, el Mantenimiento, Transporte, Carga -descarga, etc., y que de igual forma deben realizarse de manera segura sin comprometer la integridad física de quienes las ejecuten como también la integridad de los equipos y accesorios. Como consecuencia de esta etapa, se produce la primera responsabilidad del trabajador y es escuchar las instrucciones de seguridad que le han entregado. Todos los reglamentos o restricciones internas, locales o de instancias superiores, actualmente vigentes, prevalecen sobre las recomendaciones y sugerencias que se expresan en este documento.

9.3

El Supervisor de Seguridad (SDS)

Entiéndase por Supervisor de Seguridad a aquellas personas cuyas responsabilidades incluyen, entre otras, la asignación de trabajos, reasignación de los mismos, orientando en prácticas de higiene y seguridad, supervisando los trabajos perforación y tareas, la aplicación de los procedimientos y normas de seguridad, la supervisión y control de las condiciones de seguridad de las operaciones, la indagación de causas y responsabilidades en casos de Sondajes Geotécnicos

incidentes, la administración de la información relevante y necesaria para gestionar efectivamente las operaciones del turno, la supervisión del trabajo de otras personas, la administración, evaluación, desarrollo y formación de otras personas, la supervisión de la calidad de insumos, procesos y productos o servicios, y el cumplimiento de los planes operacionales definidos por la empresa.



El Supervisor de Seguridad, tendrá la responsabilidad por la seguridad y la autoridad para hacerla cumplir, la cual, será de primera importancia en cuanto al resguardo de la vida y protección de los trabajadores.



El Supervisor de Seguridad, deberá utilizar todos los elementos de protección personal necesarios a la faena que se este ejecutando como así velará por el cumplimiento en el uso correcto de E.P.P. por parte de los demás trabajadores.



El Supervisor de Seguridad, deberá realizar todos los días al inicio de cada jornada de trabajo una charla de 5 minutos, en que aborde y comente acerca de los riesgos presentes en la actividad que desarrollan, programar la faena, se recordaran situaciones experimentadas y otras que contribuyan a crear conciencia de la importancia de la seguridad en el trabajo de las cuales deberá llevar un registro diario firmado por todos los trabajadores asistentes a la charla y mencionar los temas tratados.



El Supervisor de Seguridad, deberá velar por la mantención y limpieza adecuada de las herramientas y equipos de perforación para su correcto funcionamiento por lo que deberá inspeccionar visualmente herramientas y deberá hacer funcionar el equipo antes de comenzar la faena para verificar si existiesen daños estructurales, pernos y tuercas sueltas, revisar cadenas de transmisión, protecciones o cubiertas de protección sueltas o faltantes, fugas de fluidos, mangueras dañadas, manómetros faltantes, etc. Para ello lo informará en documento Reporte Diario de Equipos e Implemento de Seguridad. Además deberá estar atento a ruidos inusuales e identificar la fuente si es posible sin que esto ponga en riesgo su propia integridad



El Supervisor de Seguridad, debe revisar y probar todos los mecanismos de seguridad como protecciones, sistemas de bloqueo de emergencia, etc. al inicio del turno de perforación. Para esto se deberá dejar registro de dicha actividad y no se podrá realizar el trabajo si dicha actividad no se ha realizado.



El Supervisor de Seguridad, deberá velar por que las herramientas eléctricas cuenten con protecciones, cables, enchufes y extensiones en buen estado, como también exigir a los trabajadores informar sobre el mal funcionamiento de las mismas.



El Supervisor de Seguridad, deberá asegurarse que el operador (que puede ser el mismo) posea entrenamiento adecuado, sea idóneo al puesto, que esté completamente familiarizado con la máquina y que además posea conocimientos generales de mecánica.



El Supervisor de Seguridad, deberá observar la actitud que mantenga el trabajador en su función, tanto emocional como físicamente asegurándose así que no pondrá en riesgo su integridad ni la de sus compañeros de trabajo.

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

El Supervisor de Seguridad, debe asegurarse antes de iniciar una faena que exista un botiquín de primeros auxilios con lo necesario, el que no contara bajo ninguna circunstancia con medicamentos, y un extintor de incendio operativo para lo cual será indispensable que tanto él como los trabajadores se encuentren capacitados en la labor de primeros auxilios en caso de emergencia y, utilizar en forma correcta extintores de incendio.



El Supervisor de Seguridad deberá mantener listado de direcciones y números telefónicos de unidades de asistencia en emergencia en la zona en que encuentre la faena (Hospitales, Centros de Atención, Servicios de Ambulancias, Carabineros, etc.). Debiendo informar de la existencia y ubicación de la lista a todos los trabajadores al inicio de la faena.

9.3.1 Recomendaciones para el SDS  Los trabajadores con cabello largo deberán usarlo tomado.  No permitir el uso de ropa holgada, desabotonada, puños anchos etc. evitando así atrapamiento con partes móviles.  No permitir el uso de anillos ó joyas que pudieran generar conducción eléctrica.  No permitir que se realicen trabajos bajo efectos del alcohol.  No permitir hacer bromas que pudieran poner en riesgo la integridad de los trabajadores.

9.3.2 Equipo de Protección Personal (EPP) Los Elementos de Protección Personal (EPP), tienen como propósito proteger a los trabajadores, de riesgos que pueden producir lesiones o enfermedades. Su función específica es evitar el contacto directo del cuerpo con los agentes agresores y evitar el ingreso de sustancias químicas peligrosas al organismo. Dado que los riesgos inherentes al trabajo pueden afectar al cuerpo entero o a una parte de él, los EPP se clasifican de acuerdo a la parte del cuerpo a la que presta protección, por ejemplo:           

Cuerpo completo. Cabeza. Cara. Ojos. Oídos. Tronco. Abdomen Brazos. Piernas. Pies. Vías respiratorias.

La decisión del uso de los elementos de protección personal para proteger de un riesgo específico, debe ser la última alternativa a una decisión complementaria, cuando el riesgo no ha podido ser controlado totalmente por medidas de ingeniería o por métodos de organización del trabajo.

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9.3.2.1 Fundamento

Los elementos de protección personal por bueno que sean, no proporcionan comodidad al trabajador, sino seguridad, con el tiempo el usuario se acostumbrará a su uso.

9.3.2.2 Requisitos La barrera que proporcionan los EPP ante agentes agresores externos, será efectiva si se usan los EPP mientras se está expuesto a riesgo y se mantienen en buen estado de conservación. Los EPP deben reunir las siguientes características:  Garantizar protección eficaz.  Que no genere nuevos riesgos.  Que no genere molestias innecesarias.  Compatible con las condiciones del lugar de trabajo. Sondajes Geotécnicos

 

Compatible con las condiciones anatómicas y fisiológicas del trabajador. Compatible con la tarea a realizar.

Sistema Básico de Administración de los E.P.P. Un sistema básico de administración de los EPP debe considerar los siguientes aspectos: Análisis del Riesgo Consiste en identificar aquellos riesgos que no pueden controlarse por medios de ingeniería o métodos de organización del trabajo. Selección y Adquisición de los EPP La selección, previamente requiere que se identifiquen las características del EPP teniendo en cuenta:  La magnitud del riesgo  El tiempo o frecuencia de exposición  Las condiciones del puesto de trabajo Definidas las especificaciones del equipo, se procede a su adquisición, comparando los EPP que existen en el mercado. En esta etapa lo que se debe priorizar es el cumplimiento de las características definidas para el equipo y no el ahorro de costos. Un EPP que no cumpla las características no garantiza la protección del riesgo. Es necesario, exigir que los EPP cumplan con las normas y exigencias de calidad de acuerdo a lo establecido en el Decreto Supremo Nº 18 de 1982 del Ministerio de Salud. (Certificación de calidad de elementos de protección personal contra riesgos ocupacionales).

Utilización de los EPP Para la utilización correcta de los EPP es necesario tener en cuenta las siguientes recomendaciones:  Deben ser usados permanentemente cuando se está expuesto al riego, única manera de garantizar la eficacia de la protección.  Deben ser cuidados, es decir, limpiarlos, lavarlos y guardarlos de acuerdo a las normas proporcionadas por el fabricante.  El usuario debe informar cualquier desperfecto que significa pérdida de la eficacia protectora del EPP. Reposición de los EPP Se debe estructurar un sistema ágil y expedito para garantizar la reposición oportuna de los EPP que se han deteriorado o perdido su eficacia. Mantenimiento Algunos EPP deben estar sujetos a reparaciones, las cuales se deben programar y realizar de acuerdo a instrucciones proporcionadas por el fabricante.

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Evaluación de los EPP La evaluación sistemática y permanente considerada la revisión del estado de los EPP que se están utilizando y el grado de utilización por parte de los trabajadores, con el objeto de garantizar la eficacia de la protección de los EPP. REGISTRO

Nº 001 ENTREGA DE ELEMENTO DE PROTECCIÓN PERSONAL

Nombre del Solicitante:_____________________________________________ Sección o Labor:________________________________ Fecha:___/___/___ Fecha de entrega anterior:___/___/___ La entrega es por:

Marcar con una X

Primera entrega Por programa Por defecto o ruptura Por cambio de labor Otra

Si la razón es otra especificar_______________ _______________________________________ _______________________________________

Elemento (s) de Protección Personal entregado (s) TIPO

MODELO

CANTIDAD

DURACIÓN

ESTADO Nuevo Nuevo Nuevo Nuevo Nuevo Nuevo Nuevo

Recibí Conforme Nombre y Firma del Trabajador ______________________________________

RESPONSABLE DE LA ENTREGA: ________________ _____________________________ MONITOR EN PREVENCIÓN DE RIESGOS

cc.:Archivo Bodega Trabajador interesado

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Usado Usado Usado Usado Usado Usado Usado

9.4

Accidentes del Trabajo

El accidente del trabajo constituye la base del estudio de la Seguridad y lo enfoca desde el punto de vista preventivo, estudiando sus causas (por qué ocurren), sus fuentes (actividades comprometidas en el accidente), sus agentes (medios de trabajo participantes), su tipo (como se producen o se desarrollan los hechos), todo ello con el fin de desarrollar la prevención. Accidente del trabajo Toda lesión que una persona sufra a causa o con ocasión del trabajo y que le produzca incapacidad o muerte (Ley 16.744) Accidentes de trayecto: son los ocurridos en el trayecto directo entre la habitación y el lugar de trabajo y viceversa.

9.4.1 Otros Accidentes del Trabajo   

Los sufridos por dirigentes sindicales a causa o con ocasión de su cometido gremial. El experimentado por el trabajador enviado al extranjero en casos de sismos o catástrofes. El experimentado por el trabajador enviado a cursos de capacitación ocupacional.

Se excluyen los accidentes producidos por fuerza mayor extraña y sin relación alguna con el trabajo o los producidos intencionalmente por la víctima. Procedimiento legal en caso de accidente del trabajo: El empleador deberá denunciar el accidente inmediatamente de producido o dentro de las 24 horas siguientes. También podrá denunciarlo el trabajador accidentando o cualquier persona que haya tomado conocimiento de este hecho. En casos de urgencia, la institución de salud prestará la atención médica sin la Orden de Atención, la que deberá ser presentada por el trabajador, familiar o empleador dentro del plazo máximo de un día hábil después de efectuada la atención.

9.4.1.1 Causas de los Accidentes Los accidentes ocurren porque la gente comete actos incorrectos o porque los equipos, herramientas, maquinarias o lugares de trabajo no se encuentran en condiciones adecuadas. El principio de la prevención de los accidentes señala que todos los accidentes tienen causas que los originan y que se pueden evitar al identificar y controlar las causas que los producen.

9.4.1.2 Causas Directas Origen humano (acción insegura): definida como cualquier acción o falta de acción de la persona que trabaja, lo que puede llevar a la ocurrencia de un accidente. Origen ambiental (condición insegura): definida como cualquier condición del ambiente laboral que puede contribuir a la ocurrencia de un accidente. Sondajes Geotécnicos

No todas las acciones inseguras producen accidentes, pero la repetición de un acto incorrecto puede producir un accidente. No todas las condiciones inseguras producen accidentes, pero la permanencia de una condición insegura en un lugar de trabajo puede producir un accidente.

9.4.1.3 Causas Básicas Origen Humano: explican por qué la gente no actúa como debiera. No Saber: Desconocimiento de la tarea (por imitación, por inexperiencia, por improvisación y/o falta de destreza). No poder: Permante Incapacidad física (incapacidad visual, incapacidad auditiva), incapacidad mental o reacciones sicomotoras inadecuadas. Temporal: adicción al alcohol y fatiga física. No querer: Motivación: apreciación errónea del riesgo, experiencias y hábitos anteriores. Frustración: estado de mayor tensión o mayor agresividad del trabajador. Regresión: irresponsabilidad y conducta infantil del trabajador. Fijación: resistencia a cambios de hábitos laborales. Origen Ambiental: Explican por qué existen las condiciones inseguras.  Normas inexistentes.  Normas inadecuadas.  Desgaste normal de maquinarias e instalaciones causados por el uso.  Diseño, fabricación e instalación defectuosa de maquinaria.  Uso anormal de maquinarias e instalaciones.  Acción de terceros.

9.4.1.4 Clasificación de los Accidentes No existe una clasificación única para los tipos de accidentes que ocurren en los ambientes laborales. Las estadísticas, de acuerdo a sus características, clasifican los accidentes según su tipo de acuerdo a sus objetivos. En todo caso se debe destacar que el tipo de accidente se puede definir diciendo “que es la forma en que se produce el contacto entre el accidentado y el agente”. 1.- Accidentes en los que el material va hacia al hombre: Por golpe. Por atrapamiento. Por contacto. Sondajes Geotécnicos

2.- Accidentes en los que el hombre va hacia el material: Por pegar contra. Por contacto con. Por prendimiento. Por caída a nivel (por materiales botados en los pasillos, piso deteriorado, manchas de aceite en el suelo, calzado inapropiado). Por caída a desnivel (desde escaleras o andamios). Por aprisionamiento. 3.- Accidentes en los que el movimiento relativo es indeterminado: Por sobreesfuerzo. Por exposición. La ventaja de conocer la tipología de cada accidente estriba en que a cada tipo le corresponderán medidas específicas de prevención.

9.4.2 Control de los Accidentes El desarrollo de la Seguridad ha permitido implementar una serie de herramientas que ayudan a prevención de los accidentes y/o enfermedades de tipo ocupacional. Estos instrumentos de control están insertos en una serie de decretos de nuestra legislación con el fin de hacer obligatorios su cumplimiento. 1. Comité Paritario: El D.S. 54 del 1969 del Ministerio del Trabajo y Previsión Social, reglamenta la constitución y funcionamiento de los Comités Paritarios de Higiene y Seguridad. Este decreto incorporó a los trabajadores como eje interno fundamental en la prevención y control de los accidentes y enfermedades profesionales en su propio lugar de trabajo. El comité paritario está formado por: A) 6 trabajadores nominados por el empleador, donde 3 son titulares y tres son suplentes. B) 6 trabajadores elegidos por sus pares mediante un proceso de votación, donde las 3 primeras mayorías son los titulares y los tres siguientes son suplentes. 2. Departamento de Prevención de Riesgos: De acuerdo a lo indicado por el Decreto 40 de 1969 Ministerio del Trabajo y Previsión Social, toda empresa con mas de 100 trabajadores debe formar un Departamento de Prevención de riesgos, dirigido por un experto en la materia, profesional o técnico. La contratación del experto será a tiempo completo o parcial, lo que se definirá de acuerdo a los límites establecidos en el respectivo decreto, art. 10 y 11. Este departamento deberá planificar, organizar, asesorar, ejecutar, supervisar y promover acciones permanentes para evitar accidentes del trabajo y enfermedades profesionales. Además están obligados a llevar las estadísticas completas de accidentes y de enfermedades profesionales, tales como tasa mensual de frecuencia, tasa semestral de gravedad y tasa anual de riesgos. 3. Reglamento Interno: De acuerdo a lo indicado por el Decreto 40 de 1969 Ministerio del Trabajo y Previsión Social, toda empresa o entidad estará obligada a establecer y mantener al Sondajes Geotécnicos

día un reglamento interno de seguridad e higiene en el trabajo, cuyo cumplimiento será obligatorio para los trabajadores. La empresa deberá entregar gratuitamente un ejemplar del reglamento a cada trabajador. Si la empresa o entidad ocupa normalmente 25 o más trabajadores deberá confeccionar un reglamento interno de orden, higiene y seguridad (art. 149 de la ley 18.620), que contenga las obligaciones y prohibiciones a que deben sujetarse los trabajadores en relación a sus labores en la empresa o establecimiento. El procedimiento y contenidos de este reglamento está indicado por el DS.54 de 1969 del Ministerio del Trabajo y Previsión Social. 4. Derecho a Saber: El D.S. 50 de 1988, del Ministerio del Trabajo y Previsión Social estableció la obligación de los empleadores de informar oportuna y convenientemente a todos sus trabajadores acerca de los riesgos a que están expuestos en sus labores, de las medidas preventivas y del procedimiento correcto de trabajo. Esta obligación puede estar inserta como un capítulo más dentro del reglamento interno de higiene y seguridad de la empresa.

9.4.3 Seguro Social No se trata de ser alarmista, pero las posibilidades de sufrir un accidente en el lugar de trabajo existen. Afortunadamente, para todos los trabajadores dependientes de nuestro país (es decir, aquellos que poseen contratos de trabajo), existe un seguro social obligatorio de cargo del empleador que los protege frente a accidentes que pudieran sufrir dentro de su lugar de trabajo o contra las llamadas "enfermedades profesionales". La protección de este seguro no sólo cubre los accidentes ocurridos en el lugar de trabajo, sino que también abarca los denominados accidentes de trayecto, entre la casa y el lugar de trabajo y viceversa. 9.4.3.1 Administradores del Seguro Social Administran este seguro social el Instituto de Normalización Previsional (INP) en coordinación con los servicios estatales de salud, y los tres servicios mutualizados existentes: la Asociación Chilena de Seguridad (ACHS), el Instituto de Seguridad del Trabajo (IST) y la Mutual de Seguridad de la Cámara Chilena de la Construcción. Cuando se habla de mutualización del seguro o de servicios mutualizados, se entiende la relación de los servicios médicos o prestaciones médico-asistenciales otorgadas por estas entidades, las que además otorgan prestaciones económicas y desarrollan labores preventivas.

9.4.3.2 Cuándo Opera el Seguro El seguro contra accidentes del trabajo actúa en forma independiente a la cobertura de Fonasa o isapre. Sin embargo, usted debe tener presente que ambos sistemas no operan a la vez; es decir, en la medida que la enfermedad o accidente sea producto del trabajo, opera este seguro; si en cambio su origen no tiene que ver con el trabajo, entra a cubrir su sistema de salud. La calificación de enfermedad común o del trabajo llevó a que en más de una ocasión el paciente sufriera un "pingponeo" entre instituciones a la espera de una atención. Sondajes Geotécnicos

Con las disposiciones legales que actualmente existen, esta situación no debería volver a repetirse. Según se señala hasta antes de la vigencia de la Ley N.º 19.394 (junio de 1995), que agregó un artículo (77 bis) a la Ley N.º 16.744, efectivamente ocurrían situaciones de falta de atención oportuna a los trabajadores cuando los sistemas de salud discrepaban respecto a la naturaleza del accidente o enfermedad, produciéndose un verdadero "juego de ping pong" del paciente, donde a veces no era acogido por ninguno de los dos sistemas de salud. De esta manera, en la actualidad, si un trabajador se dirige a la mutual que le corresponde, y ésta le informa que debido a la naturaleza del accidente o la enfermedad debe concurrir al sistema de atención público-privado, la segunda instancia está obligada a atenderlo, sin posibilidad de poder derivarlo nuevamente. Esta legislatura se aplica en ambos sentidos. Lo que sí es importante destacar es que esta "derivación" no se aplica en casos de pacientes graves o con riesgo vital. Según explica el fiscal de la Mutual de Seguridad de la Cámara Chilena de la Construcción, Jorge Mandiola, en casos de emergencia debe otorgarse la atención médica hasta que el paciente se encuentre estabilizado en su estado de salud y en condiciones de ser trasladado. Alcance de los beneficios En el caso de que un trabajador sufra un accidente en su trabajo, o una enfermedad profesional, según la legislación vigente puede optar a dos tipos de beneficios: Prestaciones médicas: El seguro contempla el otorgamiento gratuito de prestaciones al trabajador accidentado o enfermo hasta su curación completa o mientras subsistan los síntomas de las secuelas causadas por el accidente o la enfermedad. Los beneficios son: 1. Atención médica, quirúrgica y dental en establecimientos externos o a domicilio. Hospitalización si fuere necesario, a juicio del facultativo tratante. 2. Medicamentos, productos farmacéuticos, prótesis y aparatos ortopédicos y su reparación. 3. Rehabilitación y re-educación profesional. 4. Los gastos de traslado cuando corresponde y cualquier otro necesario para el otorgamiento de estas prestaciones. Prestaciones económicas: En caso de accidente o enfermedad profesional, si el trabajador queda con incapacidad temporal, tendrá derecho a un subsidio que va a reemplazar la remuneración que dejará de percibir mientras esté incapacitado. Este corresponde al promedio de las tres últimas remuneraciones mensuales imponibles anteriores al evento (recuerde que el sueldo imponible por ley tiene un tope de 60 UF). El subsidio tiene una duración máxima de 52 semanas prorrogables por otras 52. Si al cabo de este tiempo no se hubiera logrado la curación o rehabilitación se presumirá que presenta una invalidez que será evaluada por médicos del organismo administrador, sólo en caso de accidente, o por el servicio de salud respectivo en caso de enfermedad profesional para estimar si tendrá derecho a una indemnización o bien a una pensión. Tendrá derecho a una indemnización - que se paga de una sola vez- si el grado de incapacidad va de un 15 a menos del 40%. En cambio, tendrá derecho a una pensión cuando el grado de incapacidad supera el 40% (la base de cálculo de la pensión considera el promedio de las remuneraciones imponibles de los seis meses anteriores al accidente o diagnóstico). Esta Sondajes Geotécnicos

pensión puede ser por invalidez parcial, caso en que recibirá el 35% del promedio de sus últimas remuneraciones, o por invalidez total, donde la pensión llega al 70%. Con todo, la pensión no es vitalicia, y se pagará hasta que el trabajador cumpla la edad legal para jubilarse en su AFP o INP (65 años los hombres; 60 las mujeres). Para activar el sistema Cuando una persona sufre una lesión a causa o con ocasión del trabajo debe informar a su empleador - lo habitual es que en las empresas esta labor recaiga en el departamento de Recursos Humanos o Bienestar- para que coordine su envío a la mutual a la que la empresa está adherida. El empleador deberá extender la "Denuncia Individual de Accidente del Trabajo" (DIAT) dentro de las 24 horas de ocurrido el siniestro. Para la atención médica la empresa deberá entregar la DIAT al momento en que el trabajador se presente en el centro de atención. En casos de urgencia, sólo bastará presentar credencial de identificación de la empresa, sin perjuicio de la posterior denuncia del accidente por parte de ésta.

9.4.4 En Caso de Accidentes Dirigirse rápidamente al CENTRO DE SALUD ACHS más cercano al lugar de trabajo. Llamar al 1404 solicitando ambulancia. Este número se encuentra disponible los 365 días del año, las 24 horas y puede ser marcado, sin costo, desde teléfonos fijos y celulares a nivel nacional.

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9.5

Aseo y Limpieza del Entorno

9.5.1 Introducción El orden en las faenas de trabajo comprende todas las operaciones. Este orden considera al trabajador en primer lugar y al proceso productivo. La mantención de adecuadas condiciones de orden, además del aseo, crean un ambiente seguro y grato; es decir, producen un clima favorable para el trabajo productivo. El orden en las faenas de trabajo comprende las operaciones que se realizan, con todos sus detalles. Este orden se ha establecido después de un estudio que considera tanto al trabajador como el proceso productivo. A ello se une el aseo como un factor de buen funcionamiento, que, además, evita accidentes.

9.5.2 Mantención de Condiciones de Orden y Aseo Es fácil establecer orden y aseo en los equipos que son de responsabilidad exclusiva de un operador. Pueden establecerse normas y reglamentos que fijen responsabilidades en este sentido. La situación es diferente cuando los elementos o equipos son usados por varios operadores. Es el caso de las herramientas de mano, equipos eléctricos portátiles como taladros, etc. Para poder establecer orden y aseo en estos elementos y equipos es necesario designar a una o más personas (supervisores) para que vigilen permanentemente estas condiciones. En cuanto a los operadores de máquinas y equipos, el orden y aseo deben estar comprendidos dentro de sus obligaciones de trabajo. Antes del final de la jornada deberán haber dedicado cierto tiempo a dejar ordenado y limpio el lugar de trabajo, listo para empezar la nueva jornada.

9.5.2.1 Las Ventajas del Orden y el Aseo Las ventajas de la aplicación de un programa de orden y aseo en las faenas quedan resumidas por aspectos como los siguientes:  Aumento de la producción debido al ordenamiento y la eliminación de desperdicios (residuos).  Mejor control de materias primas, repuestos, etc.  La labor de inspección adquiere un carácter importante. El control de la calidad del trabajo es influido por el estado del orden y la limpieza. MOD Se ahorra tiempo. Se elimina la búsqueda de herramientas, materiales, etc. Los trabajadores disponen de más espacio para trabajar libremente. No pierden tiempo despejando el lugar en que tengan que hacer sus labores. Sondajes Geotécnicos

 Los pisos están libres de obstáculos y limpios en lugar de estar llenos de basuras.  Disminuye el riesgo de accidentes.  Se facilitan los trabajos de conservación y reparación. Los trabajadores encargados de hacer mantención tienen fácil acceso a las máquinas.  Se reduce el riesgo de incendio. Se reduce la posibilidad de combustiones espontáneas.  Se eleva la moral de trabajo del personal. Los trabajadores se acostumbran a vivir en buenas condiciones materiales y sanitarias en sus hogares. Se interesan más por su trabajo cuando se les obliga a mantener la limpieza y el orden en su lugar de trabajo. ULO V Para desarrollar en el trabajador hábitos de orden y limpieza es necesario tener claridad sobre la importancia de los hechos que se anotan a continuación:  Importancia del orden y la limpieza en la prevención de accidentes.  El factor personal en cuanto al orden y la limpieza  El planeamiento en el orden y la limpieza.

9.5.2.2 Importancia del Orden y Aseo En relación a la importancia del orden y la limpieza cabe considerar que:  Una administración orientada hacia la seguridad, considera el orden y la limpieza como parte importante de las buenas relaciones industriales.  El orden y limpieza levantan el ánimo de los trabajadores y ayuda a atraer trabajadores mejor calificados.  El desorden y la falta de aseo son factores importantes en la producción de accidentes e incendios.

9.5.2.3 Factor Personal Si consideramos el factor personal en cuanto al orden y limpieza, surgen responsabilidades para directivos, superiores y trabajadores. Los Directivos: Deben mantener un eficiente programa de limpieza, con personal adecuado. Los Supervisores: Deben revisar permanentemente las condiciones de orden y limpieza, integrando a los trabajadores en su mantención. Los Trabajadores: Deben valorar la importancia de las condiciones de orden y aseo, procurando su mantención: deben, además, informar sobre cualquier condición que altere el orden y la limpieza y que, por lo tanto, pueda ser causa de accidentes. Planteamiento del Orden y la Limpieza: Planificar estos aspectos significa observar y establecer una serie de pasos y procedimientos, adecuados al lugar de trabajo y a los trabajadores. Este planeamiento se manifiesta a través de:

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a. b. c.

El diseño ordenado de procedimientos y equipos. El espacio adecuado para materiales, herramientas y equipos. Prever donde habrá desperdicios, chatarra, filtraciones, polvo, etc.

Habilitar algún medio de control, como por ejemplo disponer de: - Receptáculos metálicos para desperdicios no combustibles y chatarras. - Receptáculos para derrames, mallas contra astillas, etc. - Drenaje para charcos. - Recipientes metálicos cubiertos para basura combustible. - Envases de seguridad para líquidos inflamables. d. e. f.

Diseño adecuado para limpieza y reparación de las ventanas, tragaluces y equipos de iluminación. Planear el uso de colores que contrasten apropiadamente. Determinación clara y definida de las áreas de almacenamiento, circulación y trabajo en los recintos industriales.

9.5.2.4 Recomendaciones para el Orden y Aseo en las Labores de Perforación



Se deberá disponer de un lugar de almacenamiento adecuado para las herramientas, materiales e insumos, de manera que estas, puedan ser manipuladas en forma conveniente y sin que queden expuestas a inclemencias del tiempo ni esparcidas por el suelo evitando caídas, golpes, etc. de los trabajadores.



Evite almacenar o transportar cualquier elemento que no corresponda dentro o sobre la torre (mástil) del equipo de perforación, ejemplo: barras, tuberías, etc.

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Las tuberías, barras, revestimientos, barrenas y herramientas de perforación similares, deben ser ordenadamente apiladas y distribuidas en terreno estable, de manera segura a modo de impedir que se desparramen, rueden o deslicen.



Todo elemento de gran masa, debe ser colocado en un lugar seguro sobre el suelo o sistema de caballetes, debiéndolos asegurarlo para impedir desplazamientos cuando no está en uso.

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Las áreas de trabajo, plataformas, pasarelas, andamiajes u otras vías de acceso, deben mantenerse libres de materiales, herramientas, desechos u obstrucciones y de sustancias tales como hielo, grasa o aceite que provoquen superficies resbaladizas que provoquen caídas y/o accidentes más graves.



En caso de circular sobre andamios, asegurarse que este bien construido, aplomado, nivelado, con sus diagonales, que cuente con a lo menos 4 tablones o bandejas y barandas de protección. Sobre 1.50 m. todo trabajo se realizará con arnés de seguridad.

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Mantenga todos lo controles, articulaciones de control, artefactos de operación, etc., libres de aceites, grasa y/o hielo como también de objetos que pudieran activarlos en forma accidental.

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Almacene gasolina sólo en recipientes destinados para ello, no le de otro uso que no sea exclusivamente como combustible.

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Todo desperdicio o basuras de tipo orgánico e inorgánico que se produzcan durante todo el periodo que se ejecuten los trabajos, deberá ser contenida en recipientes apropiados y en un lugar destinado alejado de la faena, para ser posteriormente trasladados y eliminados en aquellos lugares autorizados para tal efecto.

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Al término de la faena, el grupo de trabajo deberá recoger todos aquellos desperdicios sólidos que se hayan producido durante la permanencia en ese lugar, tratando además y en la medida de lo posible, dejar el lugar en condiciones similares a las encontradas al momento de llegar a realizar el sondaje.

9.6 Protección de Maquinas de Perforación 9.6.1 Introducción El uso de maquinaria supone riesgos efectivos de accidentes que es necesario prevenir. El primer requisito es tener personal capacitado para manejar determinadas máquinas. Además, es fundamental que las máquinas tengan protecciones adecuadas y se realice, también, una mantención oportuna de ellas.

9.6.2 Definición Las máquinas se pueden definir como un conjunto de piezas con movimientos combinados con el que se aprovecha su fuerza para hacer un trabajo. Las maquinarias ocasionan una cantidad relativamente pequeña de accidentes, pero de gravedad elevada, arrojando altos porcentajes de amputación e incapacidades permanentes.

9.6.3 Prevención de Accidentes La prevención debe comenzar antes que el trabajador ingrese a la empresa, a través de exámenes médicos y sicológicos, con el objeto de determinar las condiciones físicas y mentales del trabajador, seleccionando el mejor dotado para la labor que se quiere ejecutar. Después viene la etapa de entrenamiento y capacitación del personal sobre el trabajo que va a realizar y el conocimiento de los riesgos que tiene el uso de la maquinaria. En materia de protección de máquinas hay que considerar las secciones o partes que tiene más riesgos de accidentes:

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    

Punto de Operación Transmisión de Energía Partes en movimiento Partes estáticas Controles o comandos

Protecciones en el Punto de Operación: El objetivo de esta protección es evitar que las manos del operador entren en contacto con la herramienta de la máquina. Este riesgo de accidente se puede controlar con alguna de las siguientes recomendaciones.         

Diseñar o construir la máquina de modo que no requiera protección (sin riesgo). Que la protección sea parte integrante de la máquina. Adoptar sistemas de alimentación de la máquina, automáticos o mecánicos. Proveer a la máquina de protecciones adicionales, tales como defensas, cubiertas, etc. Dotar a la máquina de sistemas de células fotoeléctricas que la detienen al ser interrumpido el haz de luz. Que la máquina tenga sistemas mecánicos sincronizados con el sistema de operación, haciendo retirar las manos del punto de operación. Disponer de interruptores retirados de la máquina, con controles de presión constantes. Que la máquina tenga interruptores bimanuales. Proporcionar al operador herramientas auxiliares.

Transmisión de la Energía: Son aquellos elementos que sirven para transmitir movimientos desde el motor hasta la máquina. Los tipos o sistemas más comunes son: a. Ejes b. Poleas – Correas c. Engranajes d. Cadenas e. Acoplamientos a. Ejes: De transmisión aéreos: Todos los ejes de transmisión aéreos ubicados a menos de 2 metros de altura deben protegerse. Estos cogen o enrollan a cualquier elemento suelto como ropa, pelo, etc. Los ejes de transmisión subterráneos: No presentan riesgos. b. Poleas-Correas: Deben cubrirse totalmente cuando se encuentran a menos de 2 metros de altura. Presentan riesgos cuando se sueltan o cortan, golpeando al trabajador, o cogiendo ropas sueltas de los operarios. c. Engranajes: El riesgo principal es su poder de trituración. Por ello, deben protegerse totalmente. d. Cadenas: También ofrecen graves riesgos, por lo cual deben protegerse.

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Partes en Movimiento: Hay máquinas que desplazan parte de su estructura para efectuar el trabajo. En consecuencia, se deben instalar resguardos que impidan que los operadores entren en contacto con ella. Partes Estáticas: No ofrecen riesgos. Deben pintarse de colores amarillos con franjas negras, a fin de visualizarlas mejor y no chocar contra ellas. Comandos O Controles de las Maquinas: Son los dispositivos para poner en marcha o detener las máquinas. Deben cumplir con ciertos requisitos:  Facilidad de acceso  Que no obliguen a esfuerzos excesivos  Que no estén cerca de un punto de riesgo  Que no se accionen en forma imprevista, producto de golpes o presión accidental  Que puedan ser bloqueados en caso de realizar una reparación o mantención.  De fácil detención, en lo posible con freno ante una emergencia.  Deben proteger efectivamente al operador y a las personas que laboran o transitan cerca de las máquinas:  No deben incidir en el rendimiento.  No debe interferir en la iluminación o ventilación.  No debe entorpecer las labores de manutención, reparación, etc.  No deben crear nuevos riesgos.

9.7 Empleo Seguro de Herramientas de Mano 9.7.1 Introducción Las herramientas de mano son elementos auxiliares que están destinados a aumentar la eficiencia del trabajo. Su uso requiere de normas de seguridad para evitar accidentes. Existe una gran variedad de herramientas de mano; su uso correcto y su adecuada mantención son fundamentales para la seguridad en el trabajo. Las herramientas de mano son elementos auxiliares destinados a aumentar la eficiencia de las manos. Con tal objeto se usan prácticamente en todos los lugares de trabajo. Producen un sin número de accidentes, que, sin ser graves, disminuyen la eficiencia y productividad. Las causas más comunes de accidentes se deben al uso de herramientas en mal estado o inapropiadas y al uso incorrecto de las herramientas. Es necesario conocer los riesgos de sufrir un accidente como consecuencia de un uso inadecuado que se haga de las herramientas, entre los que se pueden destacar los siguientes.  dolencias debido a sobreesfuerzos, tales como desgarros, lumbalgias o fracturas  Cortes o pinchazos sufridos durante la manipulación y trabajo con las herramientas de corte.  Golpes diverso Sondajes Geotécnicos

9.7.2 Recomendaciones Generales    

Es necesario seleccionar la herramienta adecuada para el trabajo que se va a ejecutar. Debe asegurarse que las herramientas estén en buenas condiciones. Es necesario usarlas correctamente, según el trabajo a realizar. Es importante guardarlas en un lugar donde no sufran daños y donde no representen un peligro para los trabajadores.

Las siguientes recomendaciones deberán estar seguidas de un buen criterio.

 

Cuando una herramienta se dañe o se encuentre en mal estado ej. Mangos rotos o ausentes, sin fijaciones etc., repárela antes de volver a usarla, de no ser posible deséchela, deben ser utilizadas y mantenidas siempre en buen estado de conservación. Cuando emplee martillo, cincel, etc., cualquiera sea el propósito, utilice lentes de seguridad y solicite a los demás, que estén próximos a usted, que también los utilicen para evitar lesiones oculares producto de la proyección de partículas.

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Mantenga todas las herramientas limpias, ordenadas y almacenadas cuando no estén en uso, las cortantes y/o punzantes deberán ser guardadas con fundas protectoras.

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Emplee las herramientas adecuadas para el trabajo correcto, por ejemplo, use llaves sobre las turcas para las tuercas y no alicates, etc. éstas deben ser utilizadas para los fines que fueron diseñadas.



Ponga especial cuidado de mantener las llaves para tubos y barras en buen estado, limpie en forma frecuente con escobillas de acero.

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Cuando esté desacoplando uniones sobre el suelo o plataforma, preocúpese de la ubicación de sus manos de manera evitara atrapamiento o aplastamiento ante la eventualidad de que la unión se deslice o ceda bruscamente.

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Recuerde, en el caso de las llaves, estas no son intercambiables en sus aplicaciones, las hay para guiar (apretar y/o aflojar tuercas) como llaves para tuberías y piezas cilíndricas, las llaves se clasifican en fijas (de punta, corona, combinada, dado, cubo, tubo) y ajustables (francesa, inglesa)

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No se debe lanzar o dejar caer las herramientas, todas deberán ser entregadas cuidadosamente con la mano entre el personal y para el caso de trabajo en altura se deberá emplear cable de izado.

9.7.3 Herramientas de Mano de Uso Frecuente Alicates: Sirven para sujetar, doblar alambres, etc. No deben utilizarse como martillo, ni trabajar en líneas eléctricas energizadas. Es necesario mantener los alicates limpios, con su pasador aceitado. Barrenas y Brocas: Deben mantenerse con el temple correcto y el filo apropiado. No deben usarse inclinadas, lo que suele hacerse para aumentar el diámetro de la perforación. Sondajes Geotécnicos

Cinceles: El uso de cinceles requiere de protección para los ojos. Debe conservarse afilado y su cabeza sin rebabas. Cuchillos y Navajas: Las operaciones de corte con estos elementos se deben realizar hacia fuera para evitar lesiones. Los mangos deben estar firmes y sus filos sin trizaduras. Se deben guardar en fundas para proteger el filo. Cortafríos: Se usa en forjas y herrería. Revisar que su mango quede bien ajustado en el ojo y acuñado y la cabeza sin trizaduras ni rebabas. Destornilladores: Al usar destornilladores, el filo de la hoja debe quedar perpendicular a la ranura del tornillo. Tanto el mango, como el vástago y la hoja debe estar en óptimas condiciones. Formones: Se usan para desbaste en maderas. Se deben mantener afilados, sin roturas del mango ni astilladuras. Limas: Se usan en el desbaste de materiales metálicos. Deben mantenerse limpios de material acumulado. Llaves: hay que revisarlas periódicamente, eliminando las que tienen desgastes, deformaciones, melladuras, grietas, trizaduras, etc. Machos: El mango y la cabeza deben estar firmemente unidas, sin astilladuras o grietas. Martillos: Revisar los mangos y ajuste de cabeza, de tal forma que el mango y la cabeza no estén sueltos. Palas: Debe revisarse el estado de sus partes antes de utilizarlas. El mango no debe tener quebraduras o astilladuras. Su unión con la hoja debe ser firme. Punzones: Hay que cuidar que la punta tenga siempre forma de cono con un ángulo de 60º. Serruchos y Sierras: Es necesario revisar que sus dientes estén trabados, con filo, y que el mango esté en buenas condiciones.

9.7.4 Adquisición Almacenamiento y Manutención Adquisición: Debe ser planificada de acuerdo a l tipo de trabajo que se realiza, disponiendo herramientas en la calidad y cantidad necesarias. Almacenamiento: Deben mantenerse en un pañol o bodega donde queden almacenadas con seguridad, a fin de no dañarse unas con otras. Mantención: Cualquier herramienta en malas condiciones debe ser retirada. Además, se debe planificar una revisión periódica de ellas.

9.8 Área de Trabajo Óptima y Despejada Antes de perforar o dentro de lo que se denomina Instalación en el punto de Sondeo, se debe efectuar un despeje y nivelación adecuada del terreno para acomodar la máquina y todos los demás equipos y accesorios propios de la faena de sondaje.

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Verifique que al levantar la torre, esta no quede a menos de 6 metros considerando la distancia más corta hacia cables de transmisión eléctrica.

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No se debe iniciar la perforación cuando árboles, ramas, terrenos inestables, depresiones u obstrucciones de terreno, produzcan condiciones inseguras tanto para los trabajadores como para la manipulación de maquinarias y herramientas.

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Se deberán ubicar y tomar en cuenta todas aquellas instalaciones de servicios aéreos y subterráneos antes de instalar la faena para realizar el sondaje, considerando siempre cualquier tendido eléctrico como cargado y peligroso.

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Asegúrese de disponer de planos de ubicación o verificación en terreno por parte de especialistas de aquellas instalaciones o tendidos de servicios existentes en el lugar, a modo de garantizar que no existan riesgos de electrificación o explosión por ejemplo en el caso de tendido de redes de gas.

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No levante líneas eléctricas por cuenta propia para acceder a algún lugar, para tal efecto llame al servicio correspondiente o solicítelo al administrador de obra si existiera.

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Si se estima conveniente y después de realizada la observación en terreno considerando factores de seguridad, excave a mano y con mucho cuidado un antepozo de una profundidad mínima de 1 a 2 metros o hasta penetrar en el suelo natural, dicha actividad se debe realizar con arnés de seguridad y con una correcta entibación y nunca será realizada por una sola persona.

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De ser posible no permitir que se realicen faenas que produzcan vibración en las cercanías a la excavación.

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Mantenga atento a movimientos de las paredes de las excavaciones, aparición de grietas en el borde o a la presencia de filtraciones de agua.

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En caso de rotura de ductos no observados anteriormente salga inmediatamente de la excavación y luego informe a su superior directo.

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No transite cerca de los bordes de la excavación.

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No encienda fuego en el área de trabajo, ni fume recuerde que en la faena se utilizan y almacenan varios tipos de combustibles.

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De ser necesario (OMITIR) y dada las condiciones del lugar, se procederá al cierre perimetral del área de trabajo, considerando la utilización de todos aquellas dispositivos, tales como, mallas, conos, huinchas disuasivas o preventivas (peligro), barreras, señalización adecuada, etc. para aquellas faenas que por reglamento, disposiciones o instructivos especiales se obligue a tomar medidas singulares de cierres y señalización, éstas deberán ser acatadas en su totalidad cumpliendo además con horarios especiales de trabajos si así fuera el caso.

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9.9 Inicio de los Trabajos o Puesta en Marcha Una vez finalizado todo el proceso de instalación de faena, se recomienda lo siguiente.

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Todo el personal de la sonda y las visitas deben ser advertidas de “mantenerse alejadas” de la sonda inmediatamente antes y durante la puesta en marcha del motor.

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Asegúrese de que las cajas de transmisión se encuentren en neutro, que todas las palancas del huinche se encuentren desengranadas, que todas las palancas hidráulicas se encuentren en las posiciones correctas (apagadas o no accionadas) y que la cuerda del cabrestante no se encuentre en posición antes de poner en marcha el motor del equipo de perforación.

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Disponga a lo menos de un Extintor de Fuego y ubíquelo en una zona despejada próxima a la máquina y al operador.

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Inicie encendido y ponga en marcha todos los motores según lo indica el manual del fabricante para cada equipo. Utilice protección auditiva durante toda la exposición al ruido.

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9.10 Operaciones de Perforación En esta etapa es primordial que todos los ejecutores mantengan atención al procedimiento y las indicaciones entregadas, en especial la comunicación entre el operador y el ayudante deberá ser clara, precisa y comprensible.

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Si en el lugar a sondear las condiciones climáticas presentan por ejemplo lluvias torrenciales, tormenta eléctrica o alguna condición ambiental critica se deberá poner fin a las operaciones de perforación y todos los trabajadores deberán permanecer apartados del equipo y resguardarse de las inclemencias presentes en el lugar.

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No desplace la sonda de un punto de muestreo a otro con la torre levantada.

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Antes de levantar la torre de deberá verificar que no existan obstrucciones en altura (cables etc.) como también se debe nivelar y estabilizar con los gatos elevadores o encubado firme. Verifique esta nivelación a lo menos 2 veces al día.

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Antes de levantar la torre, todo el personal de la sonda (a excepción del operador) deberán alejarse de las áreas inmediatas de la parte trasera y los costados del mástil. Previo al levante del mástil, se debe informar claramente a todo el personal de la sonda que la torre será levantada.

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Recuerde que antes de levantar la torre y de iniciar la operación de perforación asegurar y/o fije el mástil si se requiere conforme a las recomendaciones del fabricante.

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El operador de la sonda sólo debe operar el equipo desde la posición donde se ubican los controles. Si el operador, por algún motivo debe hacer abandono del área de los controles,

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este debe cambiar la transmisión controlando el mando de rotación en neutro y colocar la palanca de control de avance en neutro, además deberá detener el motor antes de abandonar la sonda.

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Si los trabajos se realizan en un área cerrada, asegúrese de que los gases producto de la combustión en los motores, sean conducidos hacia fuera del área. Verifique las condiciones de ventilación con personal especializado.

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Retire el lodo y grasas de su calzado, antes de subir a la plataforma de trabajo o sobre la máquina para evitar resbalones o caídas, utilice siempre pasamanos o barandas si están disponibles.

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Observe si el suelo está resbaladizo, recuerde que fluidos como los lodos de perforación, están permanentemente retornando desde el pozo o derramándose en la operación de obtención de muestra. Limpie su entorno de trabajo las veces que sea necesario y mantenga las condiciones seguras para el desplazamiento o traslado.

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En condiciones de temperatura anormales (Tº bajo cero), no tome contacto por ejemplo con piezas metálicas de la sonda o con herramientas sin guantes de protección, podría producirse quemaduras por congelamiento ante el contacto de la piel húmeda con el metal en forma instantánea.

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En el caso de prever temperaturas bajo cero, preocúpese de que todas las líneas de aire y agua, al igual que las bombas sean drenadas cuando no se encuentren en uso.

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Todos los pozos originados para el sondaje deben ser debidamente señalados y posteriormente, al terminar la faena, deberán ser cubiertos para evitar que el personal de la sonda, las visitas a faenas o los animales caigan dentro del él.

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En el uso de escalas de mano preocúpese que estén bien construidas y en buen estado, apóyela firmemente en el piso y en un ángulo que asegure su estabilidad (75º), debe tener dispositivos antideslizantes en sus patas (zapatas).

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Al ascender o descender tome con ambas manos los largueros y baje mirando de frente la escala, nunca de la espalda a la escala al bajar o subir.



Cuando una herramienta sea de gran tamaño no intente subirla por la escala de mano, para ello emplee una cuerda de izado y un tiesto o balde para herramientas o un gancho de seguridad para elevar para elevar o bajarlas.



Cuando personal de la sonda deba realizar trabajos tanto en la torre, sobre andamios con 2 cuerpos y más, este deberá emplear cinturón de seguridad y estrobo o cable de enganche (úselo y asegúrese en un punto que no sea la superficie en la que esta trabajando). Estos implementos deben encontrarse en buen estado.



El cable de seguridad debe ser asegurado a la torre a un miembro estructural que forme parte integral de la torre y el enganche debe hacerse por sobre la línea de la cintura y que no ocasione molestias para la ejecución del trabajo.

Sondajes Geotécnicos



El personal que ha ascendido a la torre, antes de engancharse, debe inspeccionar inmediatamente si hay miembros rotos, conexiones sueltas, pernos u otros materiales sueltos o ausentes.



En trabajos en altura, nunca adhiera o sujete herramientas a partes de su cuerpo, o en sus bolsillos para ello utilice un portaherramientas tipo carpintero.



Los trabajadores que se encuentran en el piso, no deben situarse bajo andamios, maquinarias elevadas o bajo ningún elemento que se encuentre suspendido.



Antes de levantar cualquier objeto sin utilizar un huinche, asegúrese de que la carga esta dentro de su capacidad personal de levante. Si lo requiere, pida ayuda.



Para el levante, traslado y descarga de materiales recuerde usar la técnica apropiada, aproxímese al objeto, posicione un pie detrás del objeto y el otro al lado en dirección hacia donde se dirigirá, doble las rodillas manteniendo su espalda rectilínea y el mentón erguido, tome el objeto firmemente con ambas manos, apegue los brazos al cuerpo y póngase de pie lentamente usando los músculos de las piernas, recuerde tomar la carga usando agarre palmar.



De ser posible siempre utilice elementos de apoyo como carros de mano, traspaleta, carretillas etc. al mover objetos pesados.

9.11 Utilización Segura de los Huinches, Cables y Accesorios de Izado El uso de huinches, cables y accesorios de izado debe efectuarse de acuerdo a recomendaciones señaladas en los distintos documentos de apoyo disponibles.

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Todos los cables de acero y uniones deben ser inspeccionados por lo menos una vez a la semana, utilice el documento “Cables de Acero para Uso en Equipos de Perforación” y observe si hay:

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Alambres rotos, Abrasión, corrosión Desgastes, fatiga Reducciones de diámetros Daño producido por calor Devanado inadecuado de la polea Atascamiento, enredos Aplastamiento. Separación de las fibras Proyección del alma del cable Daños a los accesorios de izado.

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

Los cables de acero deben ser reemplazados cuando la inspección visual acusa un daño excesivo (OMITIR). Todos los cables de acero que no hayan sido usados recientemente, deben ser inspeccionados minuciosamente antes de colocarlos al servicio nuevamente.



Las uniones y conexiones de los extremos constan de ojales de empalme y diversos mecanismos manufacturados. Todas las uniones y conexiones de los extremos deben ser inspeccionadas permanentemente y no sobrecargarlas.



Si se emplea un motón (polea por donde pasan los cables o cuerdas) giratorio del tipo de rodamientos de bolas para levantar las barras o tuberías de perforación, debe ser engrasado o lubricado a diario, para asegurar que el motón gire libremente cuando está sometido a carga.



Si se emplea un mecanismo de deslizamiento de barras para izarlas, no levante si las uniones están sueltas y no acople ni suelte las uniones, cuando la columna de barras está siendo soportada por el mecanismo de deslizamiento de barras.



Si las barras o tuberías deslizaran hacia el pozo nuevamente, no intente frenar la caída de las barras con sus manos ni con herramientas.



Los cables de acero deben ser adecuadamente encajados en cada polea. Recuerde que si el cable es muy grueso, la polea comprimirá el cable, si el cable es demasiado pequeño, ranurará la polea.

Recomendaciones y medidas de precaución que deben ser comprendidas y puestas en práctica para la utilización segura de los cables de acero y de los accesorios.



Emplee huinches para manipulación de herramientas de perforación sólo para el levante vertical de las herramientas (excepto cuando esté perforando pozos inclinados).



La sonda podrá ser desplazada utilizando el huinche principal, si el cable es enrollado en la polea adecuada y conforme a las características de la máquina y a las recomendaciones del fabricante.



Podrá utilizar el huinche principal para aproximar barras, tuberías o algunas herramientas de perforación desde los contenedores dispuestos (caballetes), si y sólo sí, estos se encuentren en la línea de trabajo normal del huinche (longitudinalmente a la torre y la máquina), se debe evitar que esta maniobra exceda la capacidad de levante bajo esta condición. Esta acción deberá estar debidamente programada con todo el personal de faena y será el operador quien marque los ritmos y señale el inicio y término de las operaciones.



No utilice el huinche para herramientas en labores de levante de otras piezas. Recuerde que el cable es más delgado y está diseñado para otras funciones.



Cuando las tuberías o herramientas de perforación se hayan pegado y no es posible izarlas con un huinche, desconecte la línea del huinche y conecte las herramientas pegadas al sistema o mecanismo de avance de la sonda. Jamás emplee los gatos niveladores para agregar levante adicional.

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

En circunstancias en que una máquina, el carro de equipo o un vehículo quede empantanado y se intente sacar, emplee solamente un huinche conectado a la parte trasera o delantera de los móviles, asegurando que se hayan conectados los cables en lugares adecuados, fijos y de manera correcta antes de iniciar estas maniobra, permanezca alejado mientras dure este proceso.



Minimice las cargas de impacto sobre el cable, distribuya cargas de manera uniforme y constante.



Evite cargar repentinamente en condiciones de tiempo frío y jamás emplee cables congelados.



Proteja los cables de extremos o bordes afilados.



Reemplace las guías y rodillos defectuosos, como también poleas o rodamientos de poleas desgastados.



Verifique el estado en que se encuentran los ganchos y seguros. Si es necesario reemplácelos.



Conozca cual es la carga de trabajo segura para el equipo y para el aparejo o polea que está utilizando. Jamás exceda ese límite. Conozca y no exceda la capacidad nominal de carga de los ganchos, anillos, eslabones, motones giratorios, grilletes y demás accesorios de izado.

 

Siempre use guantes para manipular cables de acero. No guíe el cable de acero en el tambor del huinche con las manos.



Posterior a la instalación de un cable de acero nuevo, primero levante una carga liviana para permitir que el cable se ajuste.



El embrague y los frenos de los huinches deben ser revisados y probados periódicamente, debiendo incluirse en programa de mantención.



Jamás efectúe operaciones de levante cuando las condiciones de tiempo sean tales que exista condiciones de riesgo inminente para el personal, el público o la propiedad.



Jamás deje cargas suspendidas en el aire cuando el huinche no está siendo utilizado.



Mantenga sus manos lejos de los huinches, cables, ganchos de levante, poleas y puntos de compresión cuando se esté desenrollando o estirando y cuando la carga está siendo izada recuerde mantenerse alejado.



Jamás utilice lazos para amarrar la carga que va a ser izada, pues, por ejemplo, la tubería podría deslizar y caer posteriormente.

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

Preocúpese de no dejar cables atravesados en lugares donde transiten vehículos o maquinarias recuerde que podrían cortarse, ser aplastados etc. pudiendo así provocar una situación de riesgo.

9.12 Empleo Seguro del Cabrestante y Huinches Pequeño o de Cuerda La seguridad requiere de la atención y cooperación de todos los trabajadores de la faena y aplicar además todos los procedimientos propuestos.



Mantenga el cabrestante pequeño limpio y sin oxidaciones, ni aceites y/o grasas. Este debe ser limpiado con una escobilla de acero en caso de tener herrumbre (óxido).



Revise el cabrestante pequeño en forma periódica, cada vez que se deba salir a una faena y cuando el motor no esté funcionando, para ver si hay ranuras de desgaste provocadas por la cuerda. Si se forma una ranura y esta es superior mas o menos a 3 mm, el cabrestante pequeño deberá ser reemplazado.



Emplee siempre una cuerda limpia, seca y en buen estado. Preocúpese que no entren en contacto con productos químicos, aceite, grasas o humedad y guardarlas en lugar apropiado protegidas del sol, lluvia etc. que pudieran dañarlas.



En caso de que la cuerda agarre el cabrestante pequeño o se enrede en el tambor, de aviso de peligro inmediatamente, todo el personal, incluyendo al operador; deberán retroceder rápidamente y permanecer alejados, posteriormente planifique en forma segura la liberación de la cuerda. Recuerde mantener el lugar de sondeo despejado y las herramientas que no estén en uso guardadas para evitar que al momento del izado queden elementos enganchados en la cuerda que podrían caer sobre los trabajadores.





Jamás enrolle la cuerda del cabrestante o cualquier otra cuerda, cable, alambre, alrededor de una mano, muñeca, brazo, pie, tobillo o pierna, ni en ninguna otra parte de su cuerpo.



No tome la cuerda mientras dure el proceso, permanezca atento, recuerde que con cada golpe, la herramienta avanza penetrando en el suelo, por lo que la cuerda también avanza.



Jamás opere el cabrestante o efectúe cualquier tarea alrededor de la sonda con ropa desabotonada u holgada, cabello largo suelto, guantes con puños anchos, mangas holgadas o cordones sueltos, con esto evitara atrapamiento con partes móviles.



No le dé más vueltas a la cuerda de las que sean necesarias para elevar la carga. Pues, la cuerda se puede atrapar.



No deje solo el cabrestante con la cuerda enrollada en el tambor.



Preocúpese en el caso de utilizar más de un cable de izado de ubicarlos de manera de impedir el contacto con el que se esté empleando o se atraviesen, para evitar roces que podrían provocar desgastes.

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

No use una cuerda más larga que lo necesario. Una cuerda demasiado larga puede formar una lazada en el suelo o enredarse en las piernas del operador.



Cuando emplee el cabrestante y la cuerda para introducir o sacar, asegúrese de que todas las conexiones roscada estén apretadas y permanezca alejado del impacto del martinete.



El operador del cabrestante, debe realizar la operación permaneciendo de pie sobre una superficie nivelada y con buenas condiciones de estabilidad, firmes y sin distracciones ni molestias, recuerde mantenerse atento.



Recuerde que tanto el operador como todos los trabajadores involucrados en la faena de sondaje deberán permanecer atentos al proceso, de esta manera se podrán dar cuenta en que etapa del ensayo se encuentran.



Cuando el operador del cabrestante solicite colaboración al ayudante para la realización de ensayos, antes de iniciar o continuar con la maniobra, deberán repasar e indicar exactamente lo que se va ha realizar, las indicaciones allí entregadas deberán quedar claras para ambos, se debe recordar también la manera correcta de realizarlo.



Las indicaciones entregadas por el operador, ya sea para los aprietes, desacoples, volver o retirarse a posición segura, etc., serán dadas en forma verbal, fuerte y clara, complementándolas siempre con señales conocidas por todos, que indiquen o representen las acciones solicitadas, el ayudante a su vez deberá responder en forma verbal, fuerte y clara, complementando con señales que la instrucción dada fue entendida, cumplida o para manifestar lo contrario cuando alguna situación le impida cumplirla.



Recuerde siempre que el sistema verbal o de señales utilizados debe ser conocido por todos los trabajadores de la operación de sondaje.

9.13 Seguridad Durante el Desarrollo de la Perforación a Rotación Diamantina y la Extracción de Muestras El conjunto de herramientas y accesorios para perforación rotatoria deben ser revisados permanentemente y antes de iniciar la perforación.



Las cabezas de inyección y los tapones elevadores, deben ser lubricados y revisados para verificar que no presenten rodamientos atascados antes de usarlos.



Las mordazas (jaws) del mandril (chuck) para barras o tuberías, deben ser revisadas periódicamente y reemplazadas cuando no se encuentren en condiciones óptimas de ser utilizadas.



La capacidad de los huinches y de las poleas debe ser revisadas antes de aplicar el peso de la sarta de barras e incluir el peso adicional aportados por otras cargas inesperadas (capacidad de los equipos de acuerdo al fabricante), considerando además la exigencia de una serie de maniobras que se realizan en estas operaciones.

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Existe una serie de medidas especiales que deben tomarse para una perforación a rotación diamantina o con extracción de testigos. Estas acciones involucran la utilización del “chuck”, desacople de uniones, el levante y el descenso de las barras de perforación, etc.



El operador del equipo de perforación debe realizar todas las operaciones de la máquina y sólo en caso necesario y con la autorización expresa del operador, otro miembro del equipo (personal asignado y preparado) podrá sustituirlo.



Las barras de perforación no deben frenarse durante el descenso con el “chuck”, para el caso de los sistemas hidráulicos. Utilice el cable del huinche mayor para esas operaciones.



Antes de utilizar prensas manuales, para sujeción de las tuberías, verifique que se encuentran en buen estado de funcionamiento y revise tuercas e hilos.



El operador será quien ordene la colocación o retiro de las prensas manuales. Deberá también asegurarse que en la operación de apriete o sujeción con las prensas, el sistema de izado debe estar detenido y frenado. Las tuberías o barras de perforación no deben sujetarse, ni bajarse dentro del pozo con llaves para tubos.

 

Si por accidente o error la sarta de barras o tuberías, es soltada dentro del pozo, no intente agarrar las barras que están cayendo con las manos ni con llaves, recuerde retroceder rápidamente y permanecer alejado, posteriormente planifique en forma segura la manera de sacarlas del pozo.



En circunstancias que la circulación de fluidos esté interrumpida, se debe aliviar y reducir la presión existente en la tubería y mangueras entre la bomba y la obstrucción antes de realizar cualquier maniobra de desconexión, realice esta maniobra con cautela.



En la operación de izado de tuberías o barras desde el interior del pozo, estas deben ser limpiadas para una manipulación segura. Utilice una goma, trapo u otro elemento apropiado como limpiador, jamás utilice sus manos para limpiar los fluidos de perforación provenientes del pozo, recuerde utilizar guantes.



Recuerde mantener despejada la zona de trabajo para el libre tránsito y si utiliza un antepozo para retorno de fluido de perforación, asegúrese de mantenerlo señalizado y cubierto con una base o tapa resistente que soporte al personal del equipo de perforación y cuando termine la faena recuerde dejarlo tapado por completo.



Las barras o tuberías no deben ser apoyadas contra la torre sin asegurarlas, cuando han sido retiradas ubíquelas sobre los caballetes dispuestos para ese fin. Recuerde hacerlo de manera uniforme y colocada de tal manera, que no exista riesgo de desplazamiento o caídas, amárrelas.



Permanezca siempre alejado de la tubería o barras en rotación.

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9.14 Seguridad de Mantenimiento Un mantenimiento adecuado a todos los equipos y máquinas de sondajes, proporcionará condiciones seguras en las operaciones de perforación. De igual manera, el mantenimiento debe efectuarse en forma segura.



Use lentes de seguridad cuando efectúe mantenimiento en el equipo o herramientas de perforación.



Detenga el motor del equipo de perforación para efectuar reparaciones, ajustes o lubricaciones (excepto aquellas actividades que sólo pueden efectuarse con el motor en funcionamiento). Tome las medidas necesarias para prevenir el accionamiento involuntario del motor, como por ejemplo, quitar las llaves de encendido, desconectar batería, incluir cartel de advertencia, “NO PONER EN MARCHA”, etc.



Siempre bloquee las ruedas, baje los gatos niveladores y aplique los frenos de mano antes de trabajar debajo de los equipos de perforación.



Cuando sea posible y apropiado, libere toda la presión en los sistemas hidráulicos, el sistema de fluido de perforación y sistemas de presión de aire antes de efectuar mantenimiento.



Adopte las medidas y posiciones de seguridad al abrir tapones de drenaje, tapas de radiadores u otras piezas sometidas a presión.



No toque el motor o sistema de escape del motor después de su funcionamiento hasta que el motor y el sistema de escapa hayan tenido el adecuado tiempo de enfriamiento.



Jamás suelde o corte, en o cerca de un estanque de combustible.



No emplee gasolina u otros líquidos inflamables o volátiles como agente limpiador en o alrededor del equipo de perforación.



Siga las recomendaciones de los fabricantes para aplicar la cantidad y el tipo adecuado de lubricantes, aceites hidráulicos y/o refrigerantes.



Reubique todas las piezas, tapas, tapones, abrazaderas, conectores, cables, cadenas, etc., que hayan sido retiradas antes de volver a poner en servicio el equipo.



No modifique piezas o partes componentes de la máquina sino ha sido evaluado por un profesional idóneo, considerando además la autorización por escrito para realizarla ejecución de dicha modificación.

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9.15 Seguridad Durante el Transporte La persona que transporta el equipo de perforación desde o hacia la faena de perforación debe:



Disponer de la licencia adecuada y conducir de acuerdo a leyes y reglamentos vigentes. Cuando corresponda ajustarse a reglamentos internos o normas especiales.



Portar guía de despacho emitida para efectos de transporte de equipos a faena y solicitar al encargado de la emisión de estas, la renovación en caso de ser necesario.



Conocer la altura del transporte (espacio superior) y de la carga, ancho, largo y peso del equipo de perforación y si corresponde con carro incluido. Debe conocer además, límites de carga, ancho y altura de las carreteras y puentes, asegurándose de que estos límites no sean excedidos, dejando un margen adecuado.



Verifique que el transporte asignado dispone de todas los accesorios que exige la Ley de tránsito, por ejemplo, extintores, gatas, llaves, triángulos reflectantes, señales de advertencia o peligro, etc. y otros que también pueden ser útiles como linterna, abrigo, etc.



La cabina del conductor debe estar desocupada, limpia y ordenada. Además debe portar en la cabina de todas las llaves de encendido y de otro tipo para desacoplar el carro.



Verifique y asegure el estado de la carga, revise cuerdas de amarre, toldos, elementos sueltos, etc., y cubra con una carpa si es necesario. Recuerde que la caída de algún objeto desde el camión, puede ocasionar graves accidentes.



Antes de iniciar el movimiento del transporte, verifique el estado y buen funcionamiento de las luces, frenos (incluidos los del carro y auxiliares), neumáticos, etc. Para el caso de frenos de aire, espere el tiempo adecuado para que se acumule aire en el estanque.



Jamás mueva un equipo de perforación si los frenos del vehículo no están en buen estado o alguna de las luces no estén en funcionamiento.



Considere la distancia que sobresale la torre al virar o al aproximase a otros vehículos o estructuras. Siempre tenga en cuenta que realizará virajes amplios.



Jamás transite con la torre del equipo de perforación parcial o completamente levantada.

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Solicite ayuda si lo requiere para estacionar o en el caso de ubicar la sonda en el punto de perforación.

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Jamás deje el vehículo y el equipo de perforación, con las llaves de encendido puestas.



Detenga el vehículo en lugares con bermas o zonas de descanso, las veces que sea necesario a modo de realizar un viaje seguro y sin contratiempos.

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

Siempre que detenga el vehículo, déjelo frenado y enganchado, y sólo en caso de requerirlo o cuando la pendiente sea fuerte bloquee las ruedas o acúñelas.



Si tiene como opción elegir la programación y horario de conducción, opte por aquel que se sienta mejor y le permita cumplir con lo comprometido.

9.16

Carga y Descarga

Cuando cargue o descargue un equipo de perforación en o desde un remolque o camión:



Emplee rampas de diseño adecuado que sean firmes y lo suficientemente resistentes.



Cargue y descargue sobre suelo nivelado.



Utilice como guía a alguien para que le ayude desde el suelo para realizar las distintas maniobras de carga, descarga y/o enganche y desenganche.



Revise los frenos o sistema de frenado del equipo o carro antes de aproximarse a rampas e iniciar maniobras.



Distribuya uniformemente el peso del equipo de perforación, herramientas y accesorios sobre el camión o remolque, de manera que el centro del peso esté aproximadamente en la línea media del remolque de modo que parte de la carga del remolque sea transferida al enganche del vehículo.

9.17

Traslados Fuera de Caminos

Las siguientes sugerencias de seguridad se refieren al desplazamiento fuera de caminos:



Antes de mover el camión y/o el equipo de perforación, recorra a pie la ruta tentativa de desplazamiento, inspeccionando si existen depresiones, hondonadas, baches u otros obstáculos que afecten la movilidad.



Revise permanentemente el sistema de enganche, frenado y otro, para ver si hay pernos, tuercas, espárragos, ejes, soportes, etc., dañados o sueltos.



Antes de mover el camión y/o el equipo de perforación sobre terrenos empinados o escabrosos, haga descender a todos los pasajeros y asegúrese de que no se ubiquen en lugares de las posibles trayectorias de ascenso y de descenso del vehículo. Los “mirones” deben alejarse y tomar posición segura.



Viaje con cuidado cuando se desplace por las laderas de un cerro. Evalúe la capacidad del equipo de perforación para trasladarse en una ladera, pues adicionar herramientas u otros pesos podrían aumentar y/o cambiar el centro de masa del móvil. Cuando sea posible, viaje directamente cerro arriba o ladera abajo.

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

Aumente la presión de los neumáticos antes de viajar por terrenos empinados (no exceda la presión nominal de los neumáticos).



Intente cruzar los obstáculos tales como troncos o canales pequeños, de frente y no en ángulo.

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10.

EL TRABAJO EN EQUIPO

Básicamente toda empresa u organización está compuesta por personas, las cuales deben trabajar en pro de metas, objetivos y propósitos en común. Pero para que ello tenga éxito, no sólo se requiere de los profesionales adecuados y bien remunerados; se necesita del “Trabajo en equipo”. El concepto anterior no significa solamente "trabajar juntos". “Trabajo en equipo es toda una filosofía organizacional, es una forma de pensar diferente, es un camino ganador que las empresas han descubierto en los últimos años para hacer realmente que el trabajador SE COMPROMETA con los objetivos de la empresa",. Si nos acercamos a esta definición lo más rescatable es que la organización debe “Hacer suyo” el concepto de trabajar en equipo y ser capaz de transferirlo a cada uno de los componentes de la organización, por muy humilde que sea. Pero existen claras diferencias entre lo que es el trabajo en equipo y el equipo de trabajo. Por su parte, el trabajo en equipo está más relacionado con los procedimientos técnicos y estrategias que utiliza un grupo determinado de personas para conseguir sus objetivos propuestos. Mientras el equipo de trabajo, involucra a un grupo humano con habilidades y funciones a desarrollar para el cumplimiento de metas finales. Cuando hablamos de trabajo en equipo, nos referimos a un grupo de gente bien organizado, cada uno con sus correspondientes responsabilidades y tareas perfectamente definidas, teniendo a la cabeza un líder, idealmente aceptado por todos y quien será el guía para que el equipo a través de ciertas reglas, oriente sus esfuerzos en forma comprometida en un mismo sentido. A continuación revisaremos algunas ventajas y también desventajas del Trabajo en Equipo. Ventajas del trabajo en equipo:  Al tratarse de personas diferentes, cada uno entrega un aporte en particular al equipo. Habrá quienes tengan más habilidades manuales, mientras otros le darán un mayor uso a su intelecto. Habrá líderes y otros seguidores. En definitiva, la diversidad hará el enriquecimiento mutuo.  Tratándose de seres con capacidad de razonar de manera diferente, es lógico encontrar a individuos que discrepen por las diferencias de sus ideas, pero que resulta beneficioso considerando obtener mayor creatividad en la solución de problemas.  Se logra la integración de metas específicas en una meta común.  Prevalece la tolerancia y el respeto por los demás.  Al sentirse parte real de un equipo, donde son tomados en cuenta, las personas se motivan a trabajar con un mayor rendimiento.

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Desventajas: 

  

Es difícil coordinar las labores de un grupo humano, por la diversidad en las formas de pensar, capacidades, disposición para trabajar, responsabilidad, entre otros factores y luego orientarlos hacia un mismo objetivo. Muchas diferencias en las formas de pensar, puede llevar a discusiones que dividan al grupo. Entendiéndose que el trabajar en equipo implica asumir responsabilidades como tal, es posible que al cometer errores nadie quiera asumirlos en forma particular. Finalmente, el trabajo en equipo supone unir fuerzas y capacidades para ser más eficaces y más eficientes, es decir, lograr algo con menos esfuerzo.

El Trabajo en equipo es la labor que individualmente se hace para colaborar en un fin común. Es una actitud de servicio a metas u objetivos generales, donde cada integrante del equipo decide voluntariamente subordinar parte de su libertad o intereses particulares a un objetivo máximo, convencidos de que es la mejor manera de conseguir el fin de un proyecto. Requiere hacerse con un respeto consciente a la dignidad de las personas, a sus intereses y habilidades que otorgan una diversidad, en su aporte personal, al equipo. En el trabajo en equipo todos los roles son importantes, el líder no siempre es el más relevante, más bien es un líder coordinador que también debe cumplir con algunos roles específicos. El trabajo en equipo demanda una comunicación adecuada, donde cada integrante pueda explicitar sus pensamientos y acciones, informando sus tareas y resultados para alcanzar la meta común. Este tipo de trabajo posee una fuerza interna, centrada en el aporte sistémico y la visión objetiva y clara de la misión. Requiere de un clima cómodo y adecuado, creando una positiva atmósfera de trabajo donde las personas deben participar activamente con un sentimiento de cooperación, donde cada uno se hace responsable de su parte a lograr o cumplir, con plena conciencia de la interdependencia existente con el trabajo de los demás. Los aspectos más generales de las metas y tareas, requieren de decisiones tomadas en consenso.

10.1 El Grupo El grupo es una reunión de personas que se juntan en forma circunstancial u ocasional, no siempre con dependencia clara entre las tareas e intereses de cada integrante. Del mismo modo las acciones pueden ocupar una dimensión más importante que las metas en común, al igual que el actuar individual puede ser más marcado, donde aflora más el deseo de una motivación personal que de equipo. No existe una meta clara y definida, ni plena conciencia de la dependencia entre unos y otros integrantes. En el grupo suele verse una actitud de conveniencia del mismo para la persona y no de la persona hacia el grupo.

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10.2 El Equipo De Trabajo Son las personas que deben realizar distintas acciones según sus cualidades y competencias, para el logro del trabajo en equipo. Un buen resultado del trabajo en equipo, pasa en gran medida por tener un adecuado equipo de trabajo, donde en algunos casos requiere de acomodar a los integrantes del equipo a tareas específicas, perfeccionarlas y prepararlas para lograr que sean un aporte a la meta final. El equipo de trabajo debe tener la confianza y franqueza, para reconocer debilidades y fortalezas que le permitan buscar apoyo y una adecuada orientación para ser un aporte real. El equipo de trabajo debe tener claridad y conocimiento de los mismos, de tal modo de sacar el máximo provecho de cada uno y favorecer el trabajo sistémico. Los buenos equipos logran dos objetivos: realizar la tarea y elevar la satisfacción de sus componentes. Si queremos conseguir ambas metas debemos:     

Llegar a conocer al resto de los componentes del grupo y sus puntos fuertes Establecer directrices Utilizar un facilitador Tener siempre abiertas las líneas de comunicación Saber cómo evitar (o resolver) los problemas comunes

10.3 Directrices Establecer ciertas reglas básicas sirve para asegurarse de que todos los componentes están de acuerdo con el modo en que va a funcionar el equipo. Tendrá que implantar normas relativas al modo de realizar el trabajo, al papel y las responsabilidades del facilitador, a las vías de comunicación entre los miembros del grupo y a la forma de organizar de las reuniones. Podemos ponernos de acuerdo ya en alguna de las pautas, otras se desarrollarán a medida que avance el curso. 1. Normas relativas a la tarea: ¿Cómo se distribuirá el trabajo? ¿Quién decidirá los plazos? ¿Qué ocurre si alguien no consigue hacer frente a sus obligaciones y, por ejemplo, entrega su trabajo fuera de plazo? ¿Cómo se va a examinar el producto? ¿Qué sucede si hay diferentes opiniones en cuanto a la calidad del trabajo? ¿Qué ocurre si existen hábitos de trabajo diferentes (por ejemplo, algunos quieren terminar los trabajos enseguida; mientras que otros trabajan mejor bajo la presión de una fecha de entrega). 2. Normas para el facilitador: ¿Utilizará un facilitador? ¿Cómo se va a elegir? ¿Habrá turnos rotativos en el cargo? ¿Cuáles son sus responsabilidades? (véase más abajo) 3. Normas sobre comunicación: ¿Cuándo debería tener lugar la comunicación y a través de que medio (por ejemplo, hay a quienes les gusta el correo electrónico mientras que otros prefieren el teléfono)? Sondajes Geotécnicos

4. Normas sobre las reuniones: ¿Qué horario tiene cada uno? ¿Debería existir alguien encargado de coordinar las reuniones? ¿Hay preferencias a la hora de celebrar las reuniones? ¿Qué lugar es bueno para celebrarlas? ¿Qué sucede si se llega tarde a una reunión? ¿Qué pasa si un miembro del grupo se pierde una reunión? ¿Y si son varias? 5. Normas de comportamiento: ¿Se puede comer en las reuniones? ¿y fumar? ¿Qué ocurre si alguien domina la discusión? ¿Cómo se pueden cambiar las normas si alguien no se siente cómodo con la forma de actuar del grupo? Acerca de los objetivos: A menudo, en los equipos de estudiantes, existe la presunción no declarada de que todos desean obtener la nota máxima en el curso y de que esa debería ser la meta principal del equipo. Pero a veces, a medida que el semestre avanza y todos comienzan a sentir la presión del tiempo, hay que decidir qué cursos tienen prioridad. Si el curso en cuestión tiene más prioridad para algunos componentes del equipo que para otros, se puede generar desacuerdo en el seno del grupo. Tratar el asunto ayudará a aliviar la tensión y le servirá para hallar una solución al problema. Mantenga la comunicación entre los miembros del grupo. Además, tal vez haya otros objetivos que deseen tener en cuenta en su trabajo conjunto durante el semestre, como por ejemplo, tener un gran nivel de camaradería en el equipo, aprender cómo trabajar juntos en un proyecto en equipo o aprender a interactuar con los demás como miembro de un equipo.

10.4 Obligaciones del Facilitador El facilitador no es necesariamente el líder del grupo, aunque puede serlo. Es mejor pensar en él como alguien que cuida de que el grupo avance en la dirección adecuada (por ejemplo, hacia la productividad). Así, la tarea del facilitador sería:      

Concentrar la atención del equipo en la actividad (tanto a corto como a largo plazo) Conseguir que todos los miembros del equipo participen Hacer que el equipo no se salga del plazo convenido (tanto a corto como a largo plazo) Sugerir alternativas cuando el equipo se encuentre estancado Ayudar al los miembros del equipo a afrontar los problemas Resumir y clarificar las decisiones del equipo

Recomiendo encarecidamente que se sigan turnos para ocupar el puesto del facilitador a lo largo del proyecto. La experiencia de ser facilitador es positiva, como también lo es experimentar una serie de estilos de facilitación.

10.5 Consejos para trabajar con comportamientos difíciles Una personalidad difícil en un grupo puede hacer que éste sea improductivo y que el trabajo en equipo no sea agradable. A continuación, presentamos algunas propuestas para solucionar problemas: Cómo actúa la persona

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Descripción

Qué hacer

Demasiado habladora

Esta persona corresponde normalmente a uno de estos cuatro tipos: (a) muy entusiasta y trabajador; (b) un fanfarrón; (c) muy informado y deseoso de mostrarlo; (d) incapaz de leer las reacciones de los demás y de utilizarlas para supervisar su propio comportamiento.

Demasiado callada

Puede ocurrir que se trate de una persona tímida o que esté aburrida, cansada o insegura de sí misma y que no participe en el grupo.

Discute

¿Critica las ideas, el modo de proceder del grupo o a otros miembros del grupo?

Se queja

Esta persona puede tener una manía particular o tal vez se queje sólo por quejarse.

A veces se puede recurrir al humor para tratar de disudir a alguien de que domine la conversación; cuando éste deje de hablar, asegúrese de dirigir la conversación hacia otra persona. Si el comportamiento de la persona no se puede corregir con discreción, es conveniente que un miembro del equipo le explique en privado que, aunque todos aprecian su entusiasmo, lo más justo para todos los componentes del equipo es que dispongan del mismo tiempo para hablar. Procure lograr que se muestre un poco más comunicativa: pregúntele su opinión acerca de algún tema o sobre algo personal; dígale que agradece su participación. Si la persona critica las ideas, sírvase de su opinión para evaluar el trabajo que el grupo está realizando: es posible que esta persona le proporcione un buen feedback. Si critica a otros, dígale el efecto que sus críticas tienen en el equipo y en sus miembros individuales. Sea explícito y señale que su comportamiento es perjudicial para los objetivos del equipo. Escuche la queja; si es legítima, reserve parte del tiempo del grupo para resolver el problema. Haga notar que parte de su tarea de este semestre es aprender a resolver problemas. Solicite a la persona que se reúna con usted para intentar arreglar lo que le preocupa.

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11.

GLOSARIO

SONDEO. Perforación de pequeño diámetro que permite reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno, así como extraer muestras del mismo y realizar ensayos “in situ”. GEOTECNIA. Técnicas de evaluación del comportamiento de los suelos, bajo la solicitación de cargas y bajo el ataque de los agentes atmosféricos. ENSAYOS IN SITU. Son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico, constituyendo una alternativa o complemento a los ensayos de laboratorio sobre muestras extraídas del terreno. MUESTRA. Material de suelo ó roca tomada con propósito de estudio en un laboratorio de mecánica de suelos. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS. Las propiedades físicas de los materiales son las que describen el estado que guarda las partículas componentes del suelo, que definen su apariencia. Las mecánicas son las que describen el comportamiento de los suelos bajo esfuerzos inducidos y cambios del medio ambiente. PROPIEDADES ÍNDICE. Son propiedades útiles para la clasificación de los suelos cohesivos y proveen correlaciones con las propiedades mecánicas de los suelos. SISMICIDAD. Grado de frecuencia ó de intensidad de los sismos que ocurre lugar en una zona determinada. EXPLORACIÓN. Acción que se realiza con la finalidad de determinar las condiciones del subsuelo y sus propiedades físicas, índice y mecánicas. ESTATIGRAFÌA. Elemento gráfico que define la descripción de las capas componentes del subsuelo, su profundidad, su espesor y algunas de sus propiedades. MUESTRA ALTERADA. Porción del suelo extraído con fines de estudio en el laboratorio, que no requiere su conservación en estado natural. PRUEBA DEL CONO. Método de exploración de suelos, que consiste en el hincado de un penetrómetro con la punta cónica. El número de golpes para el avance de la perforación en determinada profundidad, permite calcular la resistencia al esfuerzo cortante del suelo. MUESTRA INALTERADA. Porción de suelo extraído con fines de estudio de laboratorio en donde requiera que se conserve en estado real ó natural, para realizarle pruebas especiales y determinar las propiedades mecánicas del estrato estudiado. MÉTODOS GEOFISICOS. Métodos de exploración que se realizan utilizando fenómenos físicos, tales como la gravedad de la tierra, ondas sísmicas, resistividad y el magnetismo de la tierra. PRUEBA DE PENETRACIÓN ESTANDAR. Método de exploración de suelos que consiste en hincar un penetrómetro mediante el golpeo de un martinete, donde el número de golpes es el parámetro principal para calcular el esfuerzo cortante de los suelos estudiados. TUBO DE PARED DELGADA. Herramienta para muestrear suelos. TUBO SHELBY. Herramienta para muestreo inalterado mediante el hincado de gatos hidráulicos. BARRIL DENISON. Herramienta para muestreo inalterado mediante la ayuda de equipo rotario. BROCA TRICÓNICA. Herramienta cortadora de suelo usada en la perforación mediante equipo rotario. FLUIDO DE PERFORACION. Es aquel, que tiene características y propiedades especiales, que ayudan a terminar con éxito una perforación, y esta puede ser para pozos petroleros, pozos de agua, pozos de exploración minera, pozos con fines de exploraciones geotécnicas ,etc. Sondajes Geotécnicos

FLUIDO BENTONITICO. Mezcla de agua con bentonita, auxiliar en la perforación mediante equipo rotario, que sirve para estabilizar las paredes de sondeos. BROCA DE DIAMANTE. Herramienta cortadora de roca usada en la perforación mediante equipo rotario. COMPRESIÓN TRIAXIAL. Prueba especial usada para determinar las características de esfuerzo deformación y de resistencia de los suelos. ENSAYO LEFRANC. Prueba de permeabilidad para suelos. ENSAYO LUGEON. Prueba de permeabilidad para terrenos rocosos fracturado en donde se utiliza equipo de bombeos y medidores Venturi. SUELOS. Se llama suelo a todo agregado natural de partículas minerales separables por medios mecánicos de poca intensidad, como ser, agitación en agua.

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