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ESTABILIDAD DEL TALUD DE RECLAMACIÓN EN LAS PILAS DE CARBÓN
El ángulo de reposo del carbón es típicamente de 35°-38°, el cual puede variar de acuerdo a la
composición de la pila (ver foto). El carbón en las pilas permanece estable cuando es almacenado a su
ángulo de reposo. La operación de cargue del carbón configura bancos de carbón con taludes altos y
muy pendientes que exceden significativamente el ángulo de reposo, taludes que se consideran marginal
y temporalmente estables y constituyen una fuente de peligro para la operación. Esto nos conduce a que
se tomen medidas adicionales tendientes a mejorar las condiciones de la reclamación para controlar los
riesgos inherentes a la operación.
Las pilas en permanente construcción y reclamo presentan un mayor potencial de cambios y riesgos
debido a su propia dinámica. Dependiendo de que tan reciente ha sido construida la pila, hay necesidad
de considerar el fenómeno conocido como " cohesión aparente" la cual representa la "falsa" o temporal
resistencia de la pila debida al aumento del grado de compactación con el tráfico de equipos y al
contenido de humedad presente que incrementa la tensión superficial entre los granos de carbón. Es
común observar menor resistencia en aquellos sectores de la pila que reciben menos tráfico o donde el
efecto de la tensión superficial se pierde por desecación del material. En general, cada vez que un
material granular se mantiene a un ángulo mayor que el ángulo natural de reposo del material, el talud es
marginalmente estable, en consecuencia, se debe considerar el riesgo asociado a la ocurrencia de un
deslizamiento.
Si el carbón está suelto o no está compactado suficientemente, la superficie del carbón mantendrá el
ángulo de reposo del material y la pila tendrá la suficiente resistencia interna para soportar su propio
peso. Un aumento en el grado de compactación del carbón disminuye los espacios vacíos dentro de la
pila e incrementa la resistencia interna del material almacenado. Si la pila no tiene la suficiente
resistencia interna, el carbón de la cara de los taludes muy inclinados se deslizará y romperá con un
ángulo ligeramente superior al ángulo de reposo. Entre mayor altura tenga el talud de reclamo mayor es
la probabilidad de falla del talud.
La "habilidad" del talud de permanecer en su lugar puede desaparecer rápidamente con una disminución
del contenido de humedad. La evaporación del agua de la pila afectará su estabilidad. A medida que el
carbón se seca debido a la evaporación, la resistencia interna del talud disminuye en comparación a la
establecida originalmente durante la construcción.
La configuración de la pila también influye en la estabilidad de la misma. La conformación de la pila se
debe hacer de tal forma que no presente depresiones en la parte superior que facilite la acumulación de
agua y se evacue rápidamente la escorrentía para evitar la saturación del carbón.
El graneo de material o pequeños desprendimientos de la cara del banco es un indicador de que el talud
es inestable. Igualmente, antes de la ocurrencia de un deslizamiento, es muy probable que se observe
grietas de tensión varios metros atrás de la cresta del talud.
Las pilas de carbón normalmente tienen una altura variable entre 8 y 20 m, manteniendo un promedio de
14 m. El talud lateral típico de las pilas conformado por descarga de carbón con camiones es de 35°38°. Actualmente en las pilas el talud del banco de reclamación toma la correspondiente altura de la pila
en el frente de avance (entre 8 y 20 m), con ángulo de la cara del banco de 70°-75°, el cual resulta
demasiado alto en comparación con el ángulo de reposo del material. En consecuencia, los taludes
conformados al momento de reclamar el carbón se consideran marginalmente estables, por lo que se
debe considerar el riesgo asociado a la ocurrencia de un deslizamiento en el frente de cargue que
eventualmente podría impactar el cargador.
Con el propósito de reducir el nivel del riesgo de la operación de cargue en las pilas de carbón, se
recomienda evaluar la conveniencia de implementar el cargue de carbón por niveles, con alturas de
banco máximas de 10 m, y taludes de reclamación con pendiente general máxima de 40°-45°. La forma
general de la cara del banco de reclamación podrá quedar conformada por una combinación del talud
inferior resultante de la operación de cargue del carbón con cargador (talud 0.5:1 con ~5 m de altura) con
el talud superior resultante de la operación de perfilado del talud con buldózer (talud 2:1 con ~5 m de
altura), como se ilustra en la siguiente gráfica:
2:1
H= 10 m
0.5:1
38.6°