la brújula
TRANSCRIPT
BRÚJULA Y MANEJO DE DATOS
En realidad, la Geología comprende un conjunto de "ciencias geológicas", así conocidas
actualmente desde el punto de vista de su pedagogía, desarrollo y aplicación profesional.
Ofrece testimonios esenciales para comprender la Tectónica de Placas, la historia de la vida
a través de la Paleontología, y cómo fue la evolución de ésta, además de los climas del
pasado. En la actualidad la geología tiene una importancia fundamental en la exploración
de yacimientos minerales (Minería) y de hidrocarburos (Petróleo y Gas Natural), y la
evaluación de recursos hídricos subterráneos (Hidrogeología). También tiene importancia
fundamental en la prevención y entendimiento de desastres naturales como remoción de
masas en general, terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, entre otros. Aporta
conocimientos clave en la solución de problemas de contaminación medioambiental, y
provee información sobre los cambios climáticos del pasado. Juega también un rol
importante en la Geotecnia y la Ingeniería Civil.
Una rama importante de la geología es la geología estructural y es la que estudia las
estructuras geológicas presentes en la corteza, ya sea de todo el planeta o de una
determinada región. Esta rama de la geología es una herramienta muy importante en la
comprensión de los depósitos minerales e hidrocarburiferos, así como también en la
identificación de zonas de estabilidad sobre las cuales se realizan edificaciones.
En los estudios geológicos de esta naturaleza se realiza la identificación y análisis de las
principales estructuras geológicas, y su reconocimiento, para luego realizar el mapeo de las
estructuras tectónicas de un determinado sector.
PRINCIPALES ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS.
Como parte fundamental de cualquier estudio de estructuras geológicas presentes en un
yacimiento, se deben distinguir los tipos de estructuras que están presentes en la roca. Su
objetivo es identificar sus características e influencia en aspectos de seguridad tales como:
La inestabilidad de un talud o galería por la presencia de una falla.
La tendencia estructural definida por un plegamiento.
La secuencia de encendido para que las operaciones sean de mayor eficiencia.
Por todo lo anteriormente nombrado se debe tener conocimiento de las estructuras básicas
fundamentales definidas en geología estructural:
Fallas: Es una grieta y/o discontinuidad que se forma por fractura en las rocas de la
corteza terrestre, a lo largo de la cual ha habido movimiento de uno de los lados
respecto del otro. Las fallas se forman por esfuerzos tectónicos actuantes en la
corteza. La zona de ruptura tiene una superficie generalmente bien definida
denominada plano de falla.
Diaclasa: Es la fractura o fisura en una masa rocosa en la que no se observa un
movimiento relativo de sus lados. En general, las diaclasas interceptan superficies
primarias, tales como estratificación, exfoliación, esquistosidad, etc. Se desarrollan
preferentemente en los miembros competentes de una serie, más que en
incompetentes.
Plegamiento o pliegue: Es una deformación de las rocas, generalmente
sedimentarias, en la que elementos de carácter horizontal, como los estratos o los
planos de esquistosidad (en el caso de rocas metamórficas), quedan curvados
formando ondulaciones alargadas y más o menos paralelas entre sí. Los pliegues se
originan por esfuerzos de compresión sobre las rocas que no llegan a romperlas; en
cambio, cuando sí lo hacen, se forman las llamadas fallas. Existen dos tipo
característicos de pliegues: Anticlinal (convexo); Sinclinal (cóncavo).
LA BRÚJULA Y SUS APLICACIONES
En este capítulo nos enfocaremos en adquirir el conocimiento básico del uso de la brújula,
herramienta fundamental para identificar y determinar las características de las principales
estructuras en la corteza terrestre. En la jerga geológica existen términos muy empleados
que hacen mención a la orientación e inclinación de las estructuras las cuales se deben tener
cuidado en su manejo:
Rumbo: Se puede definir como línea que resulta de la intersección del plano
geológico con un plano horizontal, y cuya intersección genera una línea que marca
un ángulo con respecto al norte magnético.
Figura 1.- Los puntos ABCD representan un plano; línea roja representa la intersección
del plano geológico y plano horizontal; la sigla a representa el ángulo que forma la
intersección de planos (línea roja) y el norte magnético.
Manteo: El manteo es el ángulo entre el plano geológico y un plano horizontal. El
manteo de un plano horizontal es 0°, de un plano vertical es 90°.
Dirección de inclinación y Dip-direction: Es la dirección de inclinación del plano.
El dip direcction es el resultado de la dirección de máxima pendiente de un plano, la
cual es proyectada sobre un mapa en vista de planta
Figura 2.- Representación gráfica de las componentes de un plano geológico.
La Brújula
Una brújula, es un instrumento que permite determinar la orientación con respecto a la
superficie terrestre, a través de una aguja que indica la dirección del norte magnético;
generalmente consiste en un recipiente con tapa transparente, en cuyo interior una aguja
imantada, montada sobre un eje o flotando en un medio acuoso (como el keroseno, para
mayor estabilidad en la indicación), señala este norte magnético.
Figura 3.- Tipos de brújula tradicionales.
BRÚJULA DEL TIPO BRUNTON
La brújula "Brunton" se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo. Es decir
mediciones del tipo "medio circulo" y del "tipo americano". También mediciones del
concepto "circulo completo" son posibles. La brújula "Brunton" existe en la versión
azimutal (de 0 hasta 360º) y en la versión de cuadrantes (cada cuadrante tiene un rango
entre 0-90º) el “rumbero”
Figura 4.- Brújula tipo Brunton.
La brújula Brunton tiene un clinómetro, un botón para fijar/liberar la aguja. La escala es
azimutal / contrarreloj. Adentro de la escala, un poco escondido, se nota la escala del
clinómetro y las niveles.
a) Brunton para medidas tipo americano
1. La brújula está en orientación del rumbo, junto a las rocas
2. La burbuja del nivel esférico tiene que estar en el centro
3. La aguja tiene que estar libre
4. Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W
5. Se pone la brújula perpendicular al rumbo
6. Se usa el clinómetro
7. La burbuja del nivel tubular tiene que estar en el centro
8. Se toma la lectura del clinómetro como manteo
9. Se estima la dirección de inclinación en letras (N, NW, E, SE, S, SW, W, NW)
Figura 5.- Características de medidas tipo americano.
b) Brunton como círculo completo
1. Se usa el espejo como placa para medir
2. El espejo tiene que estar junto con la roca
3. La burbuja del nivel esférico tiene que estar en el centro
4. La aguja está libre
5. Se fija la aguja
6. Se estima la dirección de inclinación del plano
7. Se elige la aguja más cerca de la estimación como valor de la dirección de inclinación
8. Se toma este valor: dirección de inclinación
9. Se mide con el clinómetro el manteo: Nivel Tubular tiene que estar en el centro
10. Se toma la lectura del clinómetro como manteo.
Roseta de diaclasas
Objetivo: Una roseta de diaclasas es un diagrama sencillo para visualizar las direcciones de
los rumbos generales de estructuras tabulares (diques, vetas) y de planos tectónicos
(diaclasas, fallas). En este tipo de diagrama no hay información sobre el manteo o la
dirección de inclinación. En conclusión se puede describir este diagrama como un
histograma de forma redondo. Significa los rangos de rumbo se ubican al margen del
circulo desde arriba (Norte o 0º) hacia abajo (Sur o 180º) en sentido de reloj. La cantidad de
los datos a respeto de un rango se encuentra en el eje desde el centro (como 0%) hacia al
margen (como 100%). Solamente es necesario calcular la mitad de los rangos (el medio
circulo) porque el rumbo es un elemento bidireccional y automáticamente cubre el rango
opuesto es decir el rango de diferencia de 180º (lado opuesto) se marca igualmente.
Figura 6.-Roseta de diaclasas.
Procedimiento para confeccionar una roseta:
Para confeccionar una roseta se necesita una base de datos tectónicos (alrededor de 200
datos). Además existen programas computacionales que calculan este tipo de diagrama
automáticamente. Pero sería mejor siempre verificar los resultados porque existen varios
tipos diferentes de este tipo de diagramas. Además existen tres tipos de notaciones para
datos tectónicos. Lo mejor es verificar que tipos de datos espera el computador y qué tipo
de roseta va a confeccionar. Para eliminar errores graves se recomienda la confección de
una roseta gráficamente y comparar los resultados.
Figura 7.- Parámetros de confección de una base de datos para la rosa de diaclasas.
Confección grafica:
1. Sí, existe una base de datos de circulo completo (Dirección de inclinación / manteo) es
necesario transformar los datos a datos de rumbo. El procedimiento es sumar o restar 90º a
la dirección de inclinación y el resultado es la dirección de rumbo. Es más sencillo efectuar
este cálculo con la ayuda de una tabla de conversión (Tabla 1).
2. La tabla para traspasar los datos hacia el rumbo permite un traspaso sin calcular. Se
traspasan los datos tectónicos por rangos no por cada dato.
Las dos primeras columnas (Dir1 y Dir2) pertenecen a datos de la dirección de inclinación,
la tercera columna indica el rumbo correspondiente. Significa que dos rangos de una
dirección de inclinación tienen como resultado el mismos rango de rumbo.
Ejemplo: 65/31 como dirección de inclinación pertenece al rango 60-69 (columna Dir1)
entonces esta adentro del rango 150-159 como Rumbo. 242/74 como dirección de
inclinación se ubica como dirección bajo columna Dir2 y pertenece entonces al rango de
rumbo (igual como el dato anterior) 150-159. Significa los dos planos (65/31 y 242/74)
tienen un rumbo casi igual, solamente se inclinan a lados opuestos. Pero para la roseta
solamente el rumbo tiene valor por eso pertenecen al mismo rango.
Figura 8.- tabla de transformación de datos.
3. Conteo de la cantidad de los datos:
Se busca para todos los datos de la base de datos su rango correspondiente y marca este
rango con una línea en la columna "cant." Al final se cuenta las líneas de un rango.
Ejemplo
Figura 9.- Rango de clasificación de datos.
4. Rango mayor = 100 %: Se define al rango de mayor cantidad de datos como 100 %.
5. Se calcula el %de los otros rangos en base a la cantidad del rango mayor (100 %).
Figura 10.- Transferencia de datos sobre la rosa de diaclasa.
6. Se rellena los segmentos del diagrama con los valores del rumbo correspondientes.
Significa el rango de 100% se rellenan desde el centro hacia el margen. Eso mismo se hace
con el segmento opuesto. Un rango qué solamente corresponde con 40 % de datos se
rellenan desde el centro hacia la línea de 40 %. (Además del sector opuesto).
Rosas de diaclasas computacionales:
Mucho más fácil es realizar la rosa de diaclasa con un programa computacional. Por
supuesto con todas las preocupaciones, es muy recomendable verificar los resultados. Por la
gran cantidad de diferentes tipos de rosas hay que siempre mencionar en el texto
descriptivo el tipo de la rosa y la cantidad de datos usados. Como la rosa es un diagrama de
las estructuras verticales o semi-verticales sería mejor eliminar todos los elementos de un
manteo (o buzamiento) menor de 20º. Nunca jamás de usan elementos con un valor del
manteo menor de 10º. La razón es que planos casi horizontales marcan una gran variedad
en el rumbo - una pequeña irregularidad cambia fuertemente el rumbo. Por eso las
estructuras casi horizontales "ensucian" el diagrama. La mayoría de las programas tienen
filtros propios para excluir estos datos no deseados. Sí no es así hay que eliminarlo
manualmente.
En situaciones no tan complejos es relativamente fácil para comprobar los resultados: En la
rosa de diaclasa (del rumbo) los elementos tectónicos siempre aparecen perpendicular a los
polos correspondientes de la red de Schmidt.