PONIENDO NUMERO A LA GEOLOGÍA – UN PUNTO DE VISTA DE UN IGENIERO

EVER HOEK

RESUMEN

La asignación de números a la geología requiere un delicado balance entre la opinión comúnmente sostenida, que la geología no puede ser cuantificada y la visión optimista que cada unidad física puede describirse en términos matemáticos precisos. En realidad, muchas características geológicas no pueden ser cuantificadas precisamente y suposiciones inteligentes basadas en la experiencia y en argumentos lógicos son lo mejor que se puede esperar.

Este artículo explora el proceso usado para hacer algunas de estas suposiciones y describe como los resultados son aplicados al diseño ingenieril. Esto muestra que con cuidado, ingeniería racional, las decisiones se pueden tomar a pesar de las limitaciones de los datos de entrada.

En años recientes, el desarrollo de hardware y software de computación, han hecho más fácil investigar la influencia variedades de los valores para cada parámetro de entrada. Sin embargo, el cuidado que se debe tomar al diseñar está conducido por más bien por un sano raciocinio geológico y una rigurosa ingeniería lógica que por las atractivas imágenes que aparecen en la pantalla del computador.

Introducción

El profesor Peter Fookes, en la primera lectura del Glossop (Fookes 1997), dio una excelente descripción de los numerosos pasos requeridos en el desarrollo del modelo geológico. Este modelo, aunque conceptual, dibujado a mano o en la forma de un computador, genera un modelo sólido en 3 Dimensiones, es el componente principal sobre el cual cualquier proyecto de construcción básico debe estar basado. Un buen modelo geológico permitirá a los geólogos e ingenieros implicados en el proyecto entender las interacciones de los muchos componentes que arreglan la corteza de la tierra y hacen racional las decisiones ingenieriles tomadas con base en este entendimiento.

Un proyecto donde no exista un adecuado modelo geológico, las decisiones solo se podrán tomar con base en un Ad Hoc y los riesgos de los problemas de construcción debido a condiciones geológicas imprevistos son muy altos.En esta, la segunda lectura del Glossop, me gustaría llevar el proceso de diseño al siguiente paso. Intentaré describir como un ingeniero pone número a lo largo del modelo cualitativo descrito por Fookes. Mucho geólogos están incomodos con esta necesidad de asignar números a la geología y muchos afirmarán que el contenido de los materiales geológicos, no siendo hechos por el hombre como el acero o el concreto, no se pueden cuantificar. Mientras tenga algo de simpatía por esta versión, tengo que afrontar la realidad que el diseño de ingeniería requiere números en la forma de la tensión en sitio, presión de agua de poro, la fuerza de la masa de roca y el modulo de deformación. Estos número son requeridos para calculas la estabilidad de taludes, la capacidad portante de las fundaciones, la capacidad de soporte para excavaciones subterráneas y el movimiento de las aguas subterráneas contaminantes. Sin estos números el proceso de diseño de ingeniería no es posible.Por supuesto la roca y el suelo no están hechas por el hombre y sus propiedades pueden variar enormemente en cortas distancias. La interacción de diferentes componentes en un maciso rocos puede ser muy complejo y estas interacciones son difíciles para cuantificar. Estas variaciones se deben considerar e incorporar en los mismos números y usar cada número en el proceso de entrada del proceso de diseño de ingeniería.

Ayuda para Geólogos artísticamente desafiados.

Los dibujos tridimensionales de bloques y secciones incluidos en la versión escrita de la primera lectura de la conferencia del Glossop, preparado por o con la asistencia de Mr. G. Petifer, son obras maestras en miniatura de arte geológico.Desafortunadamente, tengo que decir que en mis 35 años de consultor alrededor del mundo rara vez me he encontrado con estos dibujos geológicos que vienen cerca de estos en términos de claridad de presentación y transmisión de útil información de ingeniería geológica.

Lo opuesto es generalmente el caso y he gastado muchas incómodas horas intentando descifrar un plan geológico y secciones de menor calidad. Por supuesto, esa habilidad artística del geólogo no determina esa exactitud de la interpretación geológica presentada, pero seguramente ayuda cuando los dibujos están bien ejecutados, claramente captura y aproximadamente a escala.La ayuda para los desafíos artísticos de los geólogos es el camino en la forma en que los computadores generan modelos sólidos tridimensionales. Tales modelos son ahora relativamente comunes en la ingeniería mecánica y estructural y hasta en el campo médico.Los modelos de mayor interés para los geólogos eran desarrollados para conocer la necesidad de la exploración mineral geológica sus esfuerzos para definir la forma tridimensional y su grado de distribución mineral en los depósitos superficiales. Por muchos años esos geólogos han usado sofisticadas técnicas estadísticas y tendencias de análisis de superficies para interpolar y extrapolar entre las intersecciones de la perforación. La evolución hacia el modelado en tres dimensiones era un paso natural.La industria minera ha abrazado esas técnicas de modelado por computador y tales modelos pueden ser ahora encontrados e mis departamentos de planeación y geotecnia así como en oficinas exploración y geología minera.Uno de los más espectaculares ejemplos de tales modelos fueron construidos por el grupo de Geotecnia de Chuquicamata que abrieron la mina de cobre en el Norte de Chile, ver Figura 1. Un ejemplo típico de un modelo en 3 dimensiones es ilustrado en la figura 2.