En el estudio de afloramientos rocosos, la geología estructural analiza las cinemáticas propias de una deformación tectónica «antigua» en la escala de millones de años; mientras que la geomecánica exclusivamente analiza cinemáticas producidas por una deformación actual. Si bien ambas disciplinas se apoyan en los métodos estructurales clásicos (mapeo geológico, medición de discontinuidades, estereografía, entre otros), no tienen los mismos objetivos de estudio. Ello se debe a que la geología estructural, por ejemplo, lidia con estructuras tectónicas generadas por deformaciones contemporáneas a la génesis de sistemas de fallas corticales o yacimientos minerales; y la geomecánica trabaja con estructuras no necesariamente tectónicas a las que se les estima su susceptibilidad a colapsar ya sea por sus formas, gravedad o la acción del agua. Por estos motivos, se entiende que la primera está más vinculada al mundo académico, aunque tiene amplia base para ser aplicada en la industria. Y la segunda, en efecto, está vinculada con la ingeniería en el sentido más estricto de la palabra. Por tales motivos, sus métodos, formas de medición estructural, datos y modelos no se interpretan de la misma manera ya que buscan fines distintos. En esta publicación, se hará un repaso práctico sobre las diferencias entre geología estructural y geomecánica poniendo énfasis en sus objetivos, elementos de estudio e implicancias en situaciones reales.
Es común que entre profesionales exista desconocimiento o confusión en los objetivos que la geología estructural y geomecánica buscan alcanzar.
La geología estructural «pura y «dura» tiene que ver, en palabras muy generales, con el estudio académico de la génesis de zonas de cizalla en las profundidades o cerca de la superficie de la corteza terrestre. En las zonas de cizalla se pueden tener fallas, pliegues, diaclasas, vetas y diques que pudieron formarse en uno o más eventos tectónicos o diferentes tiempos geológicos. Tales estructuras pueden preservarse y observarse en la actualidad dentro de los afloramientos rocosos, al mismo tiempo que pueden estudiarse de forma muy técnica midiendo sus, rumbos, buzamientos, persistencia, etc. Sin embargo, la geología estructural va más allá. Se encarga de conferirles una explicación genética y evolutiva, es decir, no solo se limita a describirlas y presentar datos duros; también establece modelos cinemáticos para establecer y predecir geometrías de las zonas de cizalla, e igualmente establece modelos dinámicos capaces de indicar cual fue el estado de paleoesfuerzos en términos de las orientaciones de los σ1-σ2-σ3. Para esto último, necesita además contar con mediciones de cabeceos (pitch o rake) en marcadores tectónicos, mapeo geológico a detalle enfocado en la estratigrafía de secuencias y discordancias, toma de muestras de geocronología para conocer el timing de la deformación, toma de muestras de paleomagnetismo para establecer rotaciones tectónicas, muestras orientadas para petrografía, entre otros. Los modelos resultantes son muy importantes al momento de generar interpretaciones de escala regional o incluso local ya que con ellas se reconstruye la deformación en regiones deformadas por compresión o extensión. Así, es posible entender que el estudio académico brindado por la geología estructural incluso es útil en la exploración y producción minera. Conocer los fundamentos y los procedimientos más prácticos de la geología estructural permiten entender cómo es que se producen las acumulaciones de elementos metálicos en yacimientos tectónicamente controlados. Esto se logra empleando la información estructural junto con las leyes metálicas obtenidas en muestreos superficiales o sondajes orientados, de los que se derivan modelos tectónicos 3D que puedan ser afines a Au, Ag, Cu, Pb, Zn, etc.
La geomecánica, como parte de la geotecnia, busca estudiar discontinuidades en las rocas para determinar su peligro asociado e impacto en obras civiles y construcciones mineras. Tales discontinuidades pueden ser fallas, diaclasas o cualquier otro tipo de fractura con o sin desplazamiento. La intersección de una o más familias de las discontinuidades puede dar lugar a bloques susceptibles a colapsar ya sea por gravedad, inducidos por sismos modernos o escorrentía. En estos estudios la edad de la deformación tectónica (en millones o miles de años) no es un factor trascendental en la mayor parte de casos, particularmente en sitios de tectónica inactiva. Así también, no es obligatorio conocer el origen de las discontinuidades debido a que en el campo no siempre es posible determinar el origen particular de una o más de ellas. En ese sentido, las discontinuidades se describen desde un sentido mucho más práctico: si aparecen en afloramientos y si tienen planos bien definidos; y se les describe función de datos puntuales como rumbos, buzamientos, persistencias, rugosidad, etc. Es decir, datos que conserven características actuales y que puedan en efecto inducir colapsos de rocas a partir de la intersección de las discontinuidades. Al igual que la geología estructural, la geomecánica permite establecer modelos geométricos 2D/3D en los que se busca, no reconstruir la deformación, sino más bien establecer sitios de potencial peligro geológico gracias al cálculo numérico de factores de seguridad aplicables en tunelería, tajos abiertos y labores mineras subterráneas.
En la siguiente imagen, se aprecia una síntesis de lo explicado anteriormente:
Finalmente, con lo dicho anteriormente es posible decir que las diferencias entre geología estructural y geomecánica, desde sus fundamentos, son más que obvias. Las diferencias impactan en los objetivos: no es lo mismo hacer un trabajo de geología estructural orientada a la explicación evolutiva de una región o yacimiento minero, en comparación a estudios en tajos abiertos con la finalidad de conferir estabilidad a los taludes.
Desde afuera, ambas disciplinas podrían parecer muy similares o que tienen métodos 100% en común. Esto no es forzosamente así: empezando con los mapeos estructurales de los geomecánicos, que raramente registran los mismos detalles; medición de datos, que comúnmente pueden tener más o menos cantidad de mediciones, hasta los propios métodos de cálculo estereográfico pueden resultar diferentes. Métodos «similares» no hacen a la geología estructural y geomecánica parte de lo mismo, y más aún tratar de aplicarlas con un mismo sentido no tiene caso. Por lo tanto, en todo proyecto en el que se requiera hacer un «estudio estructural» siempre es necesario preguntarse qué objetivos e interpretaciones se desean obtener. Hacer una lista de ellos, desde el principio, es clave para armar un flujo de trabajo que pueda desembocar en los mejores resultados sin pérdidas innecesarias de tiempo.