Feijoo et al .S, La al o rme sói ns ti ev ti da al .d,de rocasys urel a c iónc onlares istenciaacom pre ns ióne nmi na
LA RESISTIVIDAD DE ROCAS Y SU RELACIÓN CON  
LA RESISTENCIAA COMPRESIÓN SIMPLE EN MINA  
1
2
Feijoo Calle Ernesto Patricio , Padrón Suarez Jhenifer Cristina  
1 2  
pfeijoo , jhenpad13 } @uazuay.edu.ec  
1
{
2
ORCID: 0000-0001-6901-7933 , ORCID: 0000-0001-7341-1685  
Universidad del Azuay, Facultad de Ciencia y Tecnología, Escuela de Ingeniería en Minas  
Recibido (02/03/20), Aceptado (20/03/20)  
Resumen: En el trabajo que se presenta a continuación, se propone un método de campo para  
correlacionar los valores de la resistencia a la compresión simple (RCS) y la resistividad en rocas, ya que  
en los proyectos mineros, muchas veces, resulta complicado determinar el valor de la RCS, para lo cual  
es indispensable enviar muestras al laboratorio, convirtiéndose en una actividad tediosa y costosa para la  
empresa. Si correlacionamos los valores de la resistividad de la roca con la RCS, podemos evitar enviar  
permanentemente dichas muestras, y mediante una relación establecer cuando amerita la ejecución de  
nuevas pruebas obligatoriamente en laboratorio. Este trabajo se lo desarrolló sobre la base de muestras  
y probetas de una zona denominada Cojitambo, provincia del Cañar (Ecuador) y en las mismas se  
ejecutaron medidas de resistencia eléctrica sobre cada una de las aristas de las probetas generadas y de esta  
forma contamos con un mayor número de datos de resistividad. Los resultados obtenidos permiten una  
correlación entre las propiedades antes descritas y se ha estructurado una posible metodología de cálculo.  
Palabras Clave: Minería, RCS, resistividad, roca.  
ROCK RESISTIVITY AND ITS RELATION TO  
UNCONFINED COMPRESSIVE STRENGTH IN A MINE  
Abstract: In the work that follows, a field method is proposed to correlate the values of the unconfined  
compressive strength (UCS) and the resistivity in rocks, since in mining projects, it is often difficult to  
determine the value of the UCS, for which it is essential to send samples to the laboratory, becoming  
a tedious and expensive activity for the company. If we correlate the values of the resistivity of the  
rock with the UCS, we can avoid permanently sending said samples, and by means of a relationship  
establish when the execution of new tests is required in the laboratory. This work was carried out on  
the basis of samples of an area called Cojitambo, province of Cañar (Ecuador) and on them, electrical  
resistance measurements were carried out on each of the edges of the generated specimens and in  
this way we have with a greater number of resistivity data. The results obtained allow a correlation  
between the properties described above and a possible calculation methodology has been structured.  
Keywords: Mining, UCS, resistivity, rock.  
61  
I I SI SS SN N2255442 2- 3- 34 40 01 1/ 1316-4821  
UNIVERSIDAD,CIENCIAyTECNOLOGÍA V o l .2 4 ,N º9 9 A b r i l2 0 2 0( p p . 6 1 - 6 7 )
Feijoo et al .S, La al o rme sói ns ti ev ti da al .d,deroc as y s ur e l a c ión c on lares i sten c i a a co mp re n s ióne n mina  
I.INTRODUCCIÓN  
adicionales de resistividad eléctrica, porosidad y sus  
En la explotación de minas y canteras es importante relaciones. Se presenta también una sección en la cual  
determinar la resistencia a la compresión simple de las se explica la metodología utilizada para la propuesta,  
rocas (RCS) ya que mediante este parámetro se pueden en la cual se describen las actividades ejecutadas para  
desarrollar clasificaciones de los macizos rocosos, y con los diferentes ensayos propuestos. La siguiente sección  
las cuales se determina la estabilidad de las estructuras muestra los resultados obtenidos y finalmente se pre-  
mineras, tanto a cielo abierto como en subterráneo.  
La resistencia de una roca o de sedimentos no bien  
sentan las conclusiones.  
consolidados está influida por la mineralogía de sus par- II.DESARROLLO  
tículas y por el contacto que hay entre ellas [1].  
Pero muchas veces debido a las condiciones en las Resistencia a la Compresión Simple de Rocas  
cuales se encuentran las labores mineras, resulta com-  
Se denomina resistencia a la compresión simple o  
plicado y a veces casi imposible enviar muestras de uniaxial de una roca (RCS) al esfuerzo medido sobre la  
roca a laboratorios para determinar el valor de la RCS, misma de una manera técnica. La resistencia a la com-  
y en estos tiempos es la problemática de los encargados presión simple de las rocas es el parámetro más común  
de evaluar la estabilidad de las estructuras en el campo, para definir los criterios de rotura y el comportamiento  
por lo que se presenta la imperiosa necesidad de gene- geomecánico de un macizo rocoso. Su obtención en en-  
rar alternativas in situ para la valoración de la RCS. En sayos de laboratorio requiere muestras cuidadosamente  
este trabajo se propone determinar propiedades eléctri- preparadas y de un tiempo considerable para conocer  
cas, como la resistividad de las rocas y correlacionarla su resultado, lo que puede representar un alto costo [4].  
con la RCS, para de esta manera obtener de una manera Esta valoración o parámetro se debe a la necesidad de  
aproximada dicho parámetro.  
emplear clasificaciones de macizos rocosos. Estas cla-  
En la Mecánica de Rocas, que es la encargada de sificaciones son conocidas como clasificaciones geo-  
estudiar las propiedades de las rocas y de los macizos mecánicas y derivan de la diferencia existente entre  
rocosos, es muy importante definir algunas de ellas, que las propiedades de la roca por su naturaleza y las del  
sin restar importancia a otras, se consideran prioritarias. macizo, que presenta diferentes grados de fracturación  
El comportamiento de una masa o macizo de roca in y meteorización. Las clasificaciones geomecánicas son  
situ es diferente de un material rocoso, debido a que el sistemas de valoración del comportamiento del terreno  
material rocoso es mucho más fuerte y un macizo roco- rocoso. Se basan en calificar numéricamente las pro-  
so presenta casi siempre sistemas de debilidades estruc- piedades y características específicas de la roca en un  
turales llamadas diaclasas (fracturas, fisuras, juntas, dis- emplazamiento determinado y posteriormente obtener  
continuidades, fallas de varios tamaños). Prácticamente una calificación final como la suma de las valoraciones  
todas las rocas que forman los kilómetros de la corteza parciales. Las diferentes clasificaciones toman en cuen-  
terrestre están atravesadas por fisuras y grietas de corta ta un parámetro fundamental, la resistencia a la compre-  
extensión [2].  
sión simple. La RCS es una medida de resistencia de la  
En este punto cabe analizar una de las propiedades matriz rocosa, la cual representa el esfuerzo de compre-  
de las rocas que se verá involucrada en la propuesta de sión axial máximo que puede soportar una muestra de  
correlación en este trabajo, tomando en consideración material antes de fracturarse [7].  
que la heterogeneidad de los materiales o rocas usados  
Este ensayo sirve para determinar la resistencia a  
siempre pueden ser un limitante para su análisis. Tam- compresión de una probeta cilíndrica de roca de altura  
bién, incluso en rocas aparentemente isótropas y ho- entre el doble y el triple del diámetro [5]. Normalmente  
mogéneas, entendiéndose como homogeneidad si dos estas probetas se obtienen a partir de testigos de perfo-  
muestras cualesquiera de una masa rocosa del mismo ración. También se pueden obtener muestras a partir de  
volumen e igualmente orientadas son idénticas desde bloques de roca; la extracción de estos bloques en la  
todos los puntos de vista [3], las propiedades pueden mina o en la obra, se debe llevar a cabo sin voladuras,  
variar según el grado de cementación o variaciones en ya que éstas pueden generar en la roca nuevas microfi-  
la composición mineralógica.  
suras o aumentar las existentes, lo cual se traduciría en  
El presente trabajo presenta una sección inicial de una pérdida de resistencia de las probetas que se obten-  
los conceptos básicos sobre la resistencia a la compre- gan de ellos. Averiguar la resistencia a compresión sim-  
sión simple o uniaxial de las rocas, como un paráme- ple de una roca es importante porque permite clasificar  
tro fundamental para la determinación de factores de la roca según su resistencia, es un parámetro importante  
estabilidad en las obras mineras, así como conceptos en los criterios de rotura más utilizados [6].  
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ISSN 2542-3401/ 1316-4821  
ISSN 2542-3401  
UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 24, Nº 99 Abril 2020 (pp. 61-67)  
Feijoo et al .S, La al o rme sói ns ti ev ti da al .d,de rocasys urel a c iónc onlares istenciaacom pre ns ióne nmi na
Tabla I. Clasificación de la roca en base a la resistencia a la compresión según la ISRM  
Descripción  
Extremadamente blanda  
Muy blanda  
Resistencia a la Compresión (MPa)  
< 1  
1‐5  
Blanda  
5‐25  
Moderadamente blanda  
Dura  
25‐50  
50‐100  
100‐250  
250  
Muy dura  
Extremadamente dura  
Las rocas presentan relaciones lineales y/o no linea-  
•La resistividad de los minerales que forman la parte  
les entre las fuerzas aplicadas y las deformaciones pro- sólida de la roca (su esqueleto);  
ducidas, obteniéndose diferentes modelos de curvas de  
•La resistividad de los líquidos y gases que rellenan  
tensión contra deformación para distintos tipos de rocas los poros de la roca;  
[
8].  
Para estimar la resistencia a compresión simple de  
una roca, se pueden usar métodos y/o ensayos que se  
•La humedad de la roca;  
•La porosidad de la roca;  
•La textura de la roca, y la forma y distribución de  
realizan en campo y/o laboratorio. Su obtención va des- sus poros;  
de una estimación meramente subjetiva hasta una medi-  
•Los procesos que ocurren en el contacto de los lí-  
ción indirecta. Uno de estos métodos es la obtención de quidos de los poros y el esqueleto mineral.  
la RCS a través de las propiedades índice de la roca [9].  
La resistencia de los minerales constituyentes de las  
rocas, es muy grande y oscila entre 106 y 1015 ohm·-  
metro [11]. Figura 1.  
Resistividad de Rocas  
La resistividad eléctrica de rocas y minerales es una  
La resistividad eléctrica, en particular, es muy alta  
propiedad extremadamente variable, y depende de va- en los especímenes secos en comparación con los va-  
rios factores. La resistividad de rocas cristalinas tales lores obtenidos con cualquier contenido de agua [12].  
como granulita, granito, diorita, etc., tomada in situ,  
Las rocas ígneas y metamórficas típicamente tienen  
depende en gran medida del agua que contengan en valores altos de resistividad. La resistividad de estas ro-  
fracturas y grietas. Análogamente, la porosidad, grado cas depende mucho del grado de fracturación que po-  
de saturación y la naturaleza de los electrolitos que lle- seen, y el porcentaje de agua que rellena las fracturas  
nan los poros, determinan la resistividad de rocas como del terreno. Las rocas sedimentarias comúnmente son  
areniscas, calizas, etc. Por regla general, las rocas com- más porosas y tienen un alto contenido de agua, lo que  
pactas son malas conductoras de la electricidad, pero normalmente hace disminuir los valores de resistividad  
las zonas de roca quebrantada y rota pueden tener a ve- [13].  
ces resistividad tan baja como algunas menas. Además,  
pueden presentar resistividad baja algunas arcillas, así  
como la creta, margas, etc. Cuando están secas la mayo-  
ría de las rocas no son conductoras [10].  
Para la determinación de la resistividad en el campo  
usaremos la relación:  
La resistividad eléctrica ρ de cualquier sustancia se  
determina numéricamente por la resistencia que se ob-  
tiene en un centímetro cúbico de esa sustancia, tomado  
de forma de cubo, a la corriente eléctrica dirigida per-  
퐴
퐿
ꢀ
= ꢁ �  
(1)  
pendicularmente a una de las aristas de ese cubo. Según Donde:  
el sistema de unidades elegido, la resistividad se mide ρ es la resistividad en ohm·metro (Ωm)  
en ohm·metro [10]. R es la resistencia que presenta la roca en ohmios (Ω)  
2
A una roca, como conductor de la corriente eléctrica, A es la sección de la roca en metros cuadrados (m )  
se le puede considerar como un agregado que consta de L es la longitud de la roca en metros (m) [14].  
un esqueleto sólido mineral, de líquidos y gases. En la La figura 1 proporciona un esquema con los márgenes  
resistividad de un tal agregado influyen los siguientes de variación más comunes en algunas rocas y minerales  
factores:  
[15].  
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Porosidad de Rocas  
obtención de muestras de un sector denominado Coji-  
Es definida como la razón entre el volumen de los tambo, el cual presenta una morfología de tipo multi-  
espacios vacíos entre la roca y el total volumen apa- forme, es una formación volcánica en la provincia del  
rente de la roca, también se refiere a la probabilidad de Cañar (Ecuador) [16]. Estas muestras se tomaron de  
encontrar vacíos en el volumen total [9]. Así también el afloramientos y tratando que la matriz rocosa extraída  
contenido de humedad presente en una roca es la rela- sea sana y que no contenga alteraciones. Es muy im-  
ción existente entre el agua contenida en los poros de la portante que las muestras tengan superficies frescas y  
roca y la masa de las partículas de la roca misma.  
limpias, que nos permita realizar una valoración correc-  
ta del estado de la roca a la cual se procede a realizar  
los ensayos.  
III.METODOLOGIA  
Para el desarrollo de este trabajo se inició con la  
Figura 1: Valores de Resistividades de rocas y minerales.  
Realizada la toma de muestras se las preparó para la mina, para lo cual con un multímetro común, se obtiene  
elaboración de probetas, en lo posible de iguales dimen- la resistencia y con sus dimensiones se obtuvieron sus  
siones. Las probetas preparadas tuvieron las siguientes respectivas resistividades. Inicialmente las probetas son  
dimensiones aproximadamente: 5 cm x 4 cm x 10 cm. sumergidas totalmente en agua por 30 minutos y luego  
En total se elaboraron 15 probetas. Figura 2.  
se las coloca sobre un papel absorbente, de manera in-  
mediata se procede a la toma del valor de la resistencia  
entre sus diferentes aristas. Figura 3.  
Figura 2: Muestras o probetas de roca  
En la primera fase se ejecutaron las pruebas para la Figura 3: Muestras o probetas de roca sumergidas  
obtención de la resistividad en campo o resistividad en en agua.  
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En una segunda parte, luego de haber determinado la mitación de los valores y parámetros determinados, y  
resistividad en cada arista de cada probeta, se las lleva además en dicha figura se han señalado las respectivas  
al laboratorio para la determinación de la resistencia a la gráficas.  
compresión simple. Para la ejecución de los ensayos se  
utiliza el equipo apropiado. Esta máquina es una prensa  
Humboldt que tiene facultades para someter materiales  
a ensayos de tensión y compresión. La presión se logra  
mediante placas o mandíbulas accionadas por tornillos  
o sistema hidráulico.  
Resistividad - RCS  
5
4
3
0
0
0
La máquina de ensayos tiene como función compro-  
bar la resistencia de diversos tipos de materiales, para  
esto posee un sistema que aplica cargas controladas so-  
bre una probeta (modelo de dimensiones preestableci-  
das) y mide en forma gráfica la deformación, y la carga  
al momento de su ruptura. (Figura 4).  
20  
1
0
0
0
50000  
100000  
150000  
200000  
250000  
Resistividad (Ωm)  
Figura 5: Valores de resistividad y RCS máxima.  
Resistividad - RCS  
5
4
3
2
1
0
0
0
0
0
0
0
50000  
100000  
150000  
200000  
250000  
Resistividad (Ωm)  
Figura 4: Máquina de compresión Humboldt.  
Las recomendaciones para la aplicación de la má- Figura 6: Valores de resistividad y RCS mínima.  
quina de compresión son:  
•
Adecuado para cilindros, cubos, vigas y núcleos de  
Las ecuaciones que se presentan a continuación, nos  
permiten determinar de una manera aproximada el valor  
mezclas.  
•
Rango de prueba de 2500 a 250000 lb (11 a 1112 de la resistencia a la compresión simple de la roca. Su  
KN) con una precisión de ± 0.5% de la carga indicada. detalle es:  
La configuración estándar incluye platos para pro-  
•
bar cilindros de 6 "x 12" (150 mm x 300 mm).  
ꢁꢂꢃ ꢄꢅꢆ = 0.0001ꢀ + 30.394  
(2)  
IV.RESULTADOS  
Luego de evaluar los datos, se ha establecido que la  
resistividad en mina presenta una serie de valores, que  
(3)  
ꢁꢂꢃ ꢄꢇꢈ = 0.0001ꢀ + 12.926  
establecen un máximo y un mínimo, en la correlación En donde:  
con la resistencia a la compresión simple. Esto se lo RCS en MPa  
puede observar en las figuras 5 y 6, y son relevantes ρ en Ωm  
estas series de valores, ya que establecen una zona de  
límites de valores, para la resistividad de las rocas o  
materiales que se están estudiando, es decir en esta zona  
de limites (máxima y mínima), están los resultados de  
resistencia a la compresión simple de dichos materiales.  
En la figura 7, se han establecido a las ecuaciones  
que generan la zona propuesta, proporcionando la li-  
65  
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REFERENCIAS  
Resistividad - RCS  
[
1]F. Blyth, M. Freitas, Geología para Ingenieros. Mé-  
xico D. F. México: 2003.  
2]M. Iriondo, Introducción a la Geología. Córdova. Ar-  
gentina: 2006.  
3]D. Ragan, Geología Estructural. Barcelona. España:  
980.  
5
4
3
2
1
0
0
0
0
0
0
[
[
1
[4]D. Burbano, T. García, «Estimación empírica de la  
resistencia a compresión simple a partir del ensayo de  
carga puntual en rocas anisótropas (esquistos y piza-  
rras)», Fi, vol. 1, n.º 2, pp. 13 - 16, dic. 2016.  
0
50000  
100000  
150000  
200000  
250000  
Resistividad (Ωm)  
[
5]P. Feijoo, C. Flores, B. Feijoo, «El concepto de Área  
Granulométrica y su relación con la Resistencia a la  
Figura 7: Ecuaciones máxima y mínima para RCS. Compresión Simple de Rocas», IESTEC, pp. 52-56,  
019.  
2
Analizadas las ecuaciones se determina que existe [6]C. Delgado, Evaluación de un cambio Tecnológico  
una correlación entre la RCS y la resistividad de la roca. para el Procesamiento de Minerales de Alta Dureza. Te-  
La relación entre las dos magnitudes presentan unos R2 sis. Universidad de Chile: 2013.  
de 0.63 y 0.83 para la máxima y mínima respectiva- [7]M. Galván, Mecánica de Rocas, Correlación entre la  
mente.  
Resistencia a Carga Puntual y la Resistencia a Compre-  
sión Simple. Cali. Colombia: 2015.  
[8]Secretaria de Comunicaciones y Transporte, Manual  
V.CONCLUSIONES  
de Diseño y Construcción de Túneles de Carreteras.  
Los ensayos planteados en este estudio, permiten co- México D. F., México: 2016.  
nocer la resistencia a la compresión simple de la roca [9]M. Galván, I. Restrepo, «Correlación de la resisten-  
(RCS) de una manera económica y en poco tiempo, lo cia a compresión uniaxial con la humedad y porosidad  
cual brinda cierta ventaja con respecto a los ensayos eficaz en rocas». DYNA, [S.l.], v. 83, n. 198, pp. 9-15,  
que se usan generalmente para conocer la resistencia a sep. 2016.  
compresión de las rocas en laboratorio.  
[10]D. Parasnis, Geofísica Minera. Madrid. España: Pa-  
Como se puede observar en las figuras 5, 6 y 7 las raninfo, 1971.  
rectas para el sitio de estudio, presentan una variación [11]V. Lakubovskii, L. Liajov, Exploración Eléctrica.  
máxima y mínima que permiten determinar los valores Moscú. Rusia: Nedra, 1980.  
de la RCS ágilmente.  
[12]L. Graham, G. Carrillo, Propiedades geofísicas de  
Podemos registrar, que rocas de similares caracterís- rocas y suelos calcáreos. Mediciones de laboratorio en  
ticas en resistencia, presentan una resistividad que esta- especímenes pequeños. Universidad Autónoma de Yu-  
rá contenida dentro de las rectas propuestas, lo que nos catán. México: 2002.  
permite establecer que solamente cuando la resistividad [13]E.Díaz, Implementación del código Zondres 2D  
no esté dentro de la mencionada área, se envíen nueva- para la modelación directa e inversa de datos de tomo-  
mente muestras de roca a laboratorio.  
grafía de resistividad eléctrica 2D. Universidad Nacio-  
Una vez evaluados los resultados, que se han obte- nal Autónoma de México, México: 2010.  
nido en las experiencias llevadas a cabo, reconocemos [14]M.Solana, Comparación de Técnicas Geofísicas  
el empleo del procedimiento para la determinación en para determinación de Suelos Agrícolas. Universidad  
campo de la resistencia a la compresión simple (RCS) Politécnica de Madrid. España: 2014.  
de las rocas y caracterizarla por medio de la resistividad [15]N. Pérez, P. Garnica, V. Hugo, N. Landaverde, Eva-  
eléctrica en mina.  
luación de la resistividad en campo y en laboratorio y su  
Este trabajo presenta una metodología de trabajo aplicación a pavimentos. Secretaria de Comunicaciones  
simple y sencillo, para la caracterización de la roca en y Transporte, México: 2010.  
un proyecto minero, por lo que su puesta a punto debe [16]P. Feijoo, M. Román, «Correlación entre la defor-  
profundizarse con un mayor número de muestras de di- mación y la resistencia a la compresión en rocas: un  
ferentes tipos de rocas y de esta forma el proceso sea diagnóstico de campo». Universidad Ciencia y Tecno-  
avalado.  
logía, Volumen 23, Número 91, pp. 14, 2019.  
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Feijoo et al .S, La al o rme sói ns ti ev ti da al .d,de rocasys urel a c iónc onlares istenciaacom pre ns ióne nmi na
RESUMEN CURRICULAR  
Patricio Feijoo C.Ingeniero en Minas (1997), graduado en 1991 inicia lmente  
como Tecnólogo Minero en la Universidad del Azuay en Cuenca (Ecuador),  
con estudios y pasantías adiciona les en Bolivia, Brasil, España, Australia en  
áreas de la geología , geofís ica y desarrollo de actividades de explotación de  
minas. En lo referente a la experiencia profesional ha estado vinculado al  
asesoramiento minero al estado ecuatoriano desde el año 2000 hasta el año  
Jhenifer Padrón S.Nació en Ecuador, Cañar en  
996. Recibió su título de Bachiller en Ciencias  
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Generales especialidad Físico Matemático en el  
año 2013. Actualmente cursa sus estudios en la  
Universidad del Azuay en la carrera de Ingeniería  
en Minas.  
2008 y luego en empresas privadas nacionales e internacionales. Desde el año  
1991 se encuentra vinculado también a la docencia en la Universidad del  
Azuay, en la cual hasta la fecha, mantiene el cargo de Profesor Titular e  
Investigador y permanentemente se ha dedicado a la generación e incentivos  
para la industria minera local y nacional, manteniendo un constante contacto  
con las instituciones y empresas mineras en Ecuador.  
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IS SI NS S N254225-4 32 4- 03 14 /0 11 316-4821  
UNIVERSIDAD,CIENCIAyTECNOLOGÍA V o l .2 4 ,N º9 9 A b r i l2 0 2 0( p p . 6 1 - 6 7 )