Aprenda acerca de la exploración geológica: SPT, perforación de núcleo y circulación inversa

La exploración del subsuelo es un proceso fundamental en la ingeniería geotécnica, la minería y la geología, cuyo objetivo es comprender las propiedades físicas y la composición de la tierra bajo la superficie. Proporciona datos críticos para diseñar cimientos, evaluar la estabilidad de taludes, explorar recursos minerales y mitigar riesgos geológicos. Entre las diversas técnicas empleadas, la Prueba de Penetración Estándar (SPT), la Perforación con Testigo y la Perforación de Circulación Inversa (RC) son métodos ampliamente utilizados, cada uno con aplicaciones y ventajas distintas.

1. Prueba de Penetración Estándar (SPT)

La Prueba de Penetración Estándar es una prueba de penetración dinámica in situ utilizada principalmente en investigaciones geotécnicas de sitios para evaluar las propiedades geotécnicas de los suelos y las rocas blandas.

• Método: Un muestreador de barril partido de paredes gruesas se introduce en el suelo en el fondo de un pozo de perforación mediante un martillo de caída con un peso estándar (63,5 kg) y una altura (760 mm). Se registra el número de golpes necesarios para introducir el muestreador a través de tres intervalos consecutivos de 150 mm. La suma de los golpes para los dos últimos intervalos (300 mm de penetración) se informa como el valor N de SPT.
• Aplicaciones:
  • Estimación de los parámetros de resistencia del suelo (por ejemplo, ángulo de fricción, densidad relativa).
  • Evaluación del potencial de licuefacción de suelos arenosos durante los terremotos.
  • Determinación de la capacidad portante para cimientos poco profundos.
• Ventajas: Simple, rentable y proporciona datos inmediatos para la clasificación preliminar del suelo.
• Limitaciones: Menos fiable en suelos cohesivos o capas de grava; los resultados pueden verse influenciados por las prácticas de perforación y el equipo.

2. Perforación con Testigo

La perforación con testigo es una técnica utilizada para recuperar muestras cilíndricas intactas (muestras de testigo) de roca y, a veces, de suelo para una inspección visual detallada, pruebas de laboratorio y análisis geológico.

• Método: Una broca rotativa con una corona impregnada de diamante o aleación corta un anillo anular en el subsuelo, dejando un núcleo central que entra en un barril de testigo. El barril de testigo se recupera periódicamente para extraer la muestra.
• Aplicaciones:
  • Caracterización geotécnica de la masa rocosa (por ejemplo, RQD - Designación de Calidad de la Roca).
  • Exploración mineral y estimación de la ley del mineral.
  • Estudios de geología estructural (por ejemplo, zonas de falla, planos de estratificación).
• Ventajas: Proporciona muestras de alta calidad y sin alteraciones para un análisis exhaustivo (resistencia, permeabilidad, mineralogía).
• Limitaciones: Caro, consume mucho tiempo y es menos eficaz en formaciones no consolidadas o fracturadas.

3. Perforación de Circulación Inversa (RC)

La Perforación de Circulación Inversa es un método rápido y eficiente utilizado principalmente en la exploración mineral y en proyectos geotécnicos a gran escala para obtener muestras representativas de virutas de profundidad.

• Método: Se utiliza una tubería de perforación de doble pared: el fluido de perforación (aire o agua) se bombea por el espacio anular entre los tubos interno y externo, lavando los recortes a través del tubo interno hasta la superficie. Esto evita la contaminación de la muestra y permite la recolección continua de muestras.
• Aplicaciones:
  • Exploración rápida de minerales (por ejemplo, oro, cobre, mineral de hierro).
  • Análisis geoquímico y estimación de recursos.
  • Investigación de perfiles de suelo profundos o depósitos aluviales.
• Ventajas: Altas tasas de penetración, mínima contaminación cruzada, rentable para perforaciones profundas.
• Limitaciones: Las muestras están alteradas (virutas en lugar de núcleos), lo que limita las pruebas geotécnicas detalladas; no es adecuado para suelos cohesivos o que requieran muestras intactas.

Conclusión

Cada uno de estos métodos—SPT, Perforación con Testigo y Perforación RC—sirve para un propósito único en la investigación del subsuelo. La elección depende de los objetivos del proyecto, los tipos de materiales, los requisitos de profundidad y las limitaciones presupuestarias. Si bien el SPT es ideal para evaluaciones superficiales del suelo, la perforación con testigo destaca en la caracterización detallada de la roca, y la perforación RC ofrece velocidad y eficiencia para la exploración mineral. La integración de estas técnicas a menudo proporciona la comprensión más completa de las condiciones del subsuelo.

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