S7 Notas Profundizacion Acc Geotc1201

GEOTECNIA
CONCEPTOS DE FACTOR DE SEGURIDAD
¡BIENVENIDOS!
A continuación, profundizaremos en lo relativo al cálculo del factor de seguridad del macizo

rocoso considerando conceptos y factores con la finalidad de evaluar su estabilidad que le
permita el diseño de labores mineras.
COMENCEMOS
ANTECEDENTES RELEVANTES
La estabilidad de las labores mineras es un aspecto fundamental dentro de la industria, ya

que a través de la misma se garantiza la integridad de las infraestructuras subterráneas, y
con ello la seguridad de los trabajadores.
El análisis de estabilidad en la geotecnia minera se centra en evaluar y predecir la capacidad
que ofrecen las estructuras subterráneas de resistir las fuerzas y presiones que actúan sobre
ellas.
Dicha capacidad se expresa a través del llamado factor de seguridad, el cual es el objeto de
estudio de esta semana.
Para conocer más:
• El macizo rocoso es toda masa rocosa presente en la naturaleza, como las montañas
que puedes apreciar en diferentes parajes.
• Sus características están determinadas por su origen, y el efecto que los diversos
factores ambientales pueden haber tenido a lo largo de los años.
• Mediante el estudio de estabilidad de labores mineras, a través del cálculo del Factor
de seguridad, se pretende evitar este tipo de situaciones.
FACTOR DE SEGURIDAD
El análisis de estabilidad en rocas se utiliza para evaluar la estabilidad de estructuras

rocosas, considerando aspectos como la geometría de la masa rocosa, sus propiedades
geotécnicas y las cargas aplicadas. Se identifica la superficie de falla potencial, que puede
ser natural o inducida por actividades humanas. Luego, se evalúan los esfuerzos aplicados,
como el peso de la roca y las cargas externas, y se tienen en cuenta las propiedades
mecánicas de la roca, como su resistencia y fricción interna. Además, se considera la
hidrogeología si hay presencia de agua. El factor de seguridad se calcula dividiendo la
resistencia al deslizamiento entre los esfuerzos aplicados. Un factor de seguridad mayor a
1 indica estabilidad, mientras que uno menor a 1 implica riesgo de falla.
El análisis convencional de estabilidad geotécnica en rocas se realiza mediante métodos
analíticos o numéricos, dependiendo de la complejidad del problema y la disponibilidad de
datos. Estos análisis permiten evaluar la estabilidad de estructuras rocosas como taludes,
laderas, túneles o pilares en minas. Al considerar la geometría de la masa rocosa, las
propiedades geotécnicas y las cargas aplicadas, se determina si existe riesgo de
deslizamiento o colapso. Estos análisis son cruciales para garantizar la seguridad en
proyectos de ingeniería y facilitar la adopción de medidas de mitigación adecuadas, como
sistemas de soporte o refuerzo estructural, en caso de ser necesario.
CONCEPTO DE FACTOR DE SEGURIDAD

El factor de seguridad (FS), es una relación existente entre el esfuerzo máximo soportado
por el cuerpo y el esfuerzo aplicado, como se aprecia en la siguiente ecuación:
𝜎𝑚
𝐹𝑆 =
𝜎𝑎
Donde:
σm: Esfuerzo máximo soportado
σa: Esfuerzo aplicado
De acuerdo a Ferrer & González de Vallejos (2007), este método corresponde a una de las
maneras existentes para determinar el factor de seguridad, pero no la única. Sin embargo,
esta fórmula es la más general para determinar el factor de seguridad en la ingeniería y
geotecnia.
FACTORES INFLUYENTES EN LA ESTABILIDAD
A lo largo de las semanas, se han conocido diferentes conceptos relevantes para determinar
las propiedades físicas de las rocas, además de conocer su comportamiento y evaluar su
calidad. Todos estos factores son influyentes para conocer la estabilidad en las labores
mineras, donde es importante que recordemos los siguientes:
• Cohesión (c).
• Ángulo de fricción (Ø).
• Esfuerzos actuantes.
• Buzamiento.
• Orientación de discontinuidades.
Es importante considerar, que dependiendo de la obra que se realice (obras civiles,

construcción, minería), el rango aceptable de FS variará. Sin embargo, un factor de
seguridad aceptable, en cuanto a la estabilidad de las labores mineras se refiere, deberá
encontrarse en general en el siguiente intervalo de valores:
1 ≤ 𝐹𝑆 ≤ 2
Un valor inferior a 1 es indicativo de una alta probabilidad de rotura. Un valor superior a 2

no es representativo de la realidad, por lo que podría significar error en la resolución de la
ecuación, y se sugiere una revisión del cálculo.
FACTORES INFLUYENTES EN LA ESTABILIDAD
Considera a siguiente situación:

Se está evaluando la estabilidad de una galería minera, la cual posee una sección transversal
rectangular de 3 metros de alto, y 2 metros de ancho. La misma se encuentra a una
profundidad de 500 metros, y está sujeta a un estado de esfuerzos de 15 MPa debido a la
presión de las rocas intermitentes.
De acuerdo al estado de discontinuidades, el macizo rocoso tiene una buena
caracterización, y presenta un estado de esfuerzo cuya resistencia máxima es de 18 MPa.
Para determinar el factor de seguridad de la galería en cuestión, se emplea la ecuación (1),
y se reemplazan los valores correspondientes:
18 [𝑀𝑃𝑎]
𝐹𝑆 =
15 [𝑀𝑃𝑎]
𝐹𝑆 = 1,2
Considerando que el valor obtenido del factor de seguridad (FS= 1,2) se encuentra
comprendido dentro del intervalo aceptable indicado previamente (1,0 < FS < 2,0), se puede
concluir que la galería estudiada es estable.
AVERIGUA MÁS
TE RECOMENDAMOS
Debido al riesgo implícito de las labores mineras, es fundamental realizar una

determinación preliminar del factor de seguridad, a fin de tomar las medidas apropiadas, y
garantizar la seguridad del personal. Para conocer más al respecto, te invitamos a revisar
algunos documentos adicionales:
• Ferrer, M. & González Vallejo, L. I. (2007). Manual de campo para la descripción y
caracterización de macizos rocosos en afloramientos. Instituto Geológico y Minero
de España. https://elibro.net/es/lc/iacc/titulos/52571
• Varios, A. (2018). XVIII Curso de Geotecnia Aplicada. Universidad de Jaén.
https://elibro.net/es/lc/iacc/titulos/112945
• Bongiorno, F. (2010). Evaluación geotécnica del Río Topo, Autopista Caracas – La
Guaira, Venezuela. Revista Ciencia e Ingeniería. Vol. 31, No. 1, 2010. Red Facultad
de Ingeniería. ULA. https://elibro.net/es/lc/iacc/titulos/17734

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