Método de Explotación Subterránea por Cámaras y Pilares: Eficiencia, Adaptabilidad y Diseño Integral

1. Introducción al Método de Cámaras y Pilares

El método de explotación subterránea por cámaras y pilares, internacionalmente reconocido como Room and Pillar, constituye una de las técnicas más tradicionales y efectivas para extraer minerales en yacimientos tabulares. Su aplicación es especialmente frecuente en la minería del carbón, potasa, piedra caliza y otras rocas blandas o sedimentarias. La esencia del método radica en excavar una red ordenada de cámaras, dejando pilares de material in situ que garantizan la estabilidad del techo y la seguridad operacional.

Su popularidad responde a su flexibilidad para adaptarse a distintos escenarios geológicos, su compatibilidad con equipos mecanizados sin rieles (trackless) y su potencial de recuperación, que, si bien está condicionado por la necesidad de mantener pilares estructurales, puede incrementarse con una recuperación planificada de los mismos en etapas posteriores. En este artículo se analizan sus variaciones, ventajas, diseño, costos y casos de aplicación reales.

Te puede interesar: Métodos de Explotación Subterránea: Innovación, Adaptabilidad y Sostenibilidad en la Minería del Futuro

Video: Métodos de Explotación Subterránea

2. Variantes del Método Room and Pillar

2.1. Cámaras y Pilares Clásico

Se trata de la modalidad tradicional, utilizada principalmente en yacimientos horizontales o de baja inclinación con espesores limitados. Se crean cámaras ordenadas en forma de cuadrícula, separadas por pilares cuya geometría se diseña en función de la resistencia del macizo rocoso. Esta variante destaca por su facilidad de implementación, bajo requerimiento de preparación previa y posibilidad de emplear equipos trackless, optimizando así la productividad.

2.2. Cámaras y Pilares con Postes

Esta técnica, también conocida como Post Pillar, se adapta a yacimientos con buzamientos moderados a altos (20º a 55º) y gran desarrollo vertical. Incorpora relleno, muchas veces cementado, para brindar soporte adicional y permite trabajar desde la base del yacimiento hacia arriba, utilizando tajadas horizontales. Esta modalidad mejora la recuperación del mineral y proporciona superficies planas de trabajo.

2.3. Cámaras y Pilares en Escalones

Pensada para yacimientos inclinados (15º a 30º), esta variante configura las cámaras en un patrón escalonado descendente, manteniendo los pisos nivelados para el uso de maquinaria sin rieles. Las galerías de transporte se disponen en paralelo al buzamiento, y desde ellas se desarrollan las cámaras en ángulo. Es ideal para operaciones que requieren mayor adaptabilidad topográfica.

3. Ventajas y Desventajas Comparativas

Cada variante tiene beneficios y limitaciones. El método clásico es simple, de bajo costo y apto para mecanización, pero puede limitar la recuperación. La versión con postes permite mayor recuperación y estabilidad, aunque con mayores costos operativos y logísticos asociados al relleno. Finalmente, la versión en escalones posibilita una eficiente explotación en buzamientos pronunciados, pero exige diseño geométrico preciso y control riguroso del terreno.

4. Aplicaciones del Método Room and Pillar

Este método es versátil y se ha implementado con éxito en:

• Minería de carbón, sal, potasa y trona.
• Extracción de metales en vetas tabulares como plomo, zinc y cobre.
• Yacimientos inclinados gracias a variantes como Step Room and Pillar.

5. Casos Reales de Aplicación

Ejemplos destacados incluyen:

• Mina Kemi (Finlandia): combinación con subniveles y uso de cablebolts.
• Mina Dalen (Noruega): banco escalonado para piedra caliza.
• Oro en Sudáfrica: adaptaciones con pilares de madera/hormigón.
• Mount Isa (Australia): alta producción de cobre con Room and Pillar.
• Stawell (Australia): pilares rellenos cementados.
• El Soldado (Chile): aplicación inicial antes del hundimiento masivo.
• Ferbasa (Brasil): ranuras invertidas y desarrollo vertical.
• SMZ (Eslovaquia): combinación con relleno para extraer magnesita.

6. Diseño de Cámaras y Pilares: Consideraciones Clave

6.1. Evaluación Geotécnica:

Se estudia la competencia de la roca, presencia de fallas, esfuerzo in situ y condiciones hidrogeológicas.

6.2. Geometría del Yacimiento:

El buzamiento y el espesor condicionan el patrón de excavación. Yacimientos planos admiten diseños regulares, mientras que otros requieren variantes adaptativas.

6.3. Diseño de Pilares:

Se define su forma, dimensiones y distribución. Se considera la posibilidad de recuperación progresiva de pilares.

6.4. Aspectos Operativos:

Tamaño de equipos, sistemas de ventilación, disposición de relleno y secuencia de minado.

6.5. Factores Económicos:

Se busca maximizar la recuperación y reducir los costos de desarrollo y operación.

7. Costos Asociados y Factores Determinantes

7.1. Costos de Capital:

Incluyen infraestructura, adquisición de maquinaria, ventilación y sostenimiento inicial.

7.2. Costos Operativos:

Comprenden perforación, voladura, transporte, sostenimiento y relleno (cuando aplica).

7.3. Factores de Influencia:

Geometría del yacimiento, ley del mineral, profundidad y tecnología implementada afectan significativamente el costo.

Comparativamente, Room and Pillar suele ser más económico que métodos como Cut and Fill o Sublevel Stoping, especialmente cuando el diseño está bien optimizado.

8. Conclusión

El método Room and Pillar sigue vigente como una opción eficiente, flexible y rentable para la minería subterránea. Su aplicación requiere un diseño detallado basado en caracterización geotécnica rigurosa y evaluación económica. La incorporación de tecnologías como automatización, monitoreo geotécnico y software especializado mejora la seguridad y el rendimiento global del proyecto. Cuando se planifica correctamente, permite alcanzar altos niveles de recuperación, extender la vida útil del yacimiento y mantener operaciones seguras y eficientes.