MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / FEBRERO 2024 / EDICIÓN 557 71 son opciones interesantes frente a los tradicionales cables o barras de acero. Armaduras de grafeno “El valor módulo de Young del grafeno es 0.5 TPa, esto supone el doble que el del acero (0.21TPa) o el silicio (0.19 TPa), aunque menor que el del diamante (1.05 TPa). Esto quiere decir que tiene una gran resistencia a la rotura sin deformarse, propiedad muy útil en nanotecnología”. (Frank, I. W. et al. 2007). El grafeno es una de las formas del carbono, como lo son también el grafito y el diamante. El grafeno es tan delgado, que un milímetro de grafito contiene tres millones de capas de grafeno. Es el material más resistente que se conoce en la naturaleza, más fuerte que el acero estructural con su mismo espesor y más duro que el diamante, pero con un grosor que oscila entre 1 y 10 átomos de carbono. Al ser tan fino y apreciarse solamente dos de sus dimensiones, se le considera un material bidimensional, el único que es capaz de mantenerse estable hasta con el grosor de un átomo. Por ello, se plantea el uso de perfiles de grafeno ya que cuentan con capacidades mecánicas y físicas idóneas con un gran potencial, en la Figura 3 se presentan los valores de este material en perfiles para usos geotécnicos. Análisis metodológico Se necesita diseñar un sistema de anclajes permanentes para alcanzar el factor de seguridad adecuado en un talud de 12 metros de altura, conformado en una arcilla arenosa con = 18 kN/m3, c´= 5 kPa y φ´=28°. El suelo tiene una resistencia a la compresión simple (qu) de 50 kPa. La resistencia a compresión de la lechada a los 28 días (Fck) es de 21 MPa. No se detecta nivel freático en la zona de interés. Tener en consideración que el espacio disponible para el corte es de 16 metros, medidos horizontalmente. Verificación global del sistema Teniendo un modelo primigenio, es necesario culminar el diseño y la verificación de estabilidad de cada anclaje, en este punto tendremos una comparativa entre los cálculos con barras de acero Freyssi500-E y el modelo propuesto de barras de grafeno (ver Tabla 1). Cálculo de la carga nominal mayorada Siendo: PN = Carga nominal del anclaje obtenida en el cálculo de estabilidad global. F1 = Coeficiente de mayoración. PND = Carga nominal mayorada del anclaje. Verificación de la tensión en el anclaje Siendo: Pnd= Carga nominal mayorada del anclaje. AT = Área de la sección del tirante. fpk = Fuente: Estabilidad de taludes en suelos. Ortuño A., L., (2010). Figura 2. Esquema de momentos estabilizadores y desestabilizadores en un talud.
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