Modelado no paramétrico de fracturas tridimensionales a partir de mapas de fracturas

Resumen

Los macizos rocosos incluyen discontinuidades en forma de fracturas o juntas que, en general, resultan críticas en la determinación de las propiedades mecánicas o de flujo de la masa rocosa a escala ingenieril. Avances recientes en el poder de cálculo de los ordenadores ha hecho posible la representación explícita de estas fracturas en un modelo de macizo rocoso. Sin embargo, en la práctica, los sistemas de fracturas tridimensionales son imposibles de medir, y la mejor alternativa disponible es o medir las fracturas en sondeos (unidimensional) o sus trazas sobre la superficie del terreno (bidimensional). La construcción de un sistema tridimensional de fracturas que es representativo de la realidad se convierte en un problema inverso desafiante, ya que es esencialmente una relación de una realidad con correspondencia a muchas posibilidades diferentes. La mayoría de las metodologías existentes comienzan con asunciones sobre la distribución de las propiedades medidas, realizan una serie de correcciones de sesgo y entonces utilizan más asunciones y análisis estereológico para establecer un modelo tridimensional de fracturas. La práctica usual es concentrarse en aspectos particulares (parámetros) del modelo de fracturas tridimensionales que pueden producir una representación sesgada del sistema de fracturas reales. En este trabajo se describe el marco de una optimización sistemática no paramétrica que permite construir un modelo de fracturas tridimensionales más realista ya que reproducen mejor los estadísticos de los datos de fracturas obtenidos de mapas. Este enfoque no necesita una corrección por sesgo si el muestreo del modelo de fracturas es consistente con el utilizado en la toma de datos. Esta metodología se puede utilizar asimismo para evaluar la incertidumbre del modelo de fracturas, el cual es un importante, pero frecuentemente ignorado, componente del modelado en las metodologías existentes. Además, esta metodología no paramétrica es flexible y puede tratar con datos de diferentes fuentes (por ejemplo diferentes planos de muestreo con diferentes orientaciones o mezclas de muestreos en planos y a lo largo de sondeos). Esto representa un avance significativo sobre los métodos existentes ya que diferentes fuentes de datos presentan frecuentemente diferentes características estadísticas incluso para el mismo conjunto de fracturas. El conjunto de datos de Stripa Mine se ha usado para demostrar la aplicación del método propuesto.