Rocas equilibradas, preparado en posición para 24, 000 años, se han utilizado para evaluar la integridad sísmica actual de la presa Clyde en un estudio dirigido por la Universidad de Otago.

Profesor Mark Stirling, del Departamento de Geología de Otago, junto con colegas de Nueva Zelanda e internacionales, identificó y evaluó las edades de las formaciones rocosas que desafían la gravedad ubicadas a unos 2 km del sitio de la presa. Utilizaron estos datos para determinar las aceleraciones máximas del suelo que las rocas podrían soportar antes de caer.

La información se utilizó para establecer el espectro de terremoto de evaluación de seguridad (SEE) para la presa, o los movimientos de tierra máximos esperados del terremoto que ocurren con un período de retorno de 10, 000 años, que rige la evaluación de la seguridad y el diseño sísmico de la estructura.

Es la primera vez que se utilizan rocas precariamente equilibradas para establecer movimientos sísmicos de diseño formal para una importante estructura de ingeniería existente.

Como informan los investigadores en el Boletín de la Sociedad Sismológica de América , la aceleración máxima del suelo para el nuevo espectro SEE, desarrollado a partir de los datos de rocas, así como un modelo actualizado de peligro sísmico para la región, se reduce significativamente en comparación con las estimaciones preliminares desarrolladas en 2012.

Sin embargo, Los valores del movimiento del suelo del nuevo diseño son similares a los utilizados —por casualidad— cuando se construyó la presa en la década de 1980.

"No hay nada que se deba hacer en cuanto al fortalecimiento de la presa, "Dice el profesor Stirling.

"Sin embargo, el estudio muestra a todas las autoridades pertinentes que la presa cumple con las normativas modernas ".

El estudio también sirve como una importante prueba de concepto para futuras aplicaciones de características geológicas frágiles (FGF) en el diseño de ingeniería.

Los FGF son especialmente útiles para establecer parámetros de diseño de ingeniería en lugares donde el período entre terremotos relevantes es muy largo — 10, 000 años o más. En estos casos, las características geológicas pueden ayudar a probar estimaciones probabilísticas de riesgo sísmico.

Si bien los sismólogos han explorado la utilidad de estas características para otros proyectos de diseño de ingeniería, como el depósito de desechos nucleares cancelado de Yucca Mountain en Nevada y la planta de energía Diablo Canyon en California, la presa Clyde es la primera en utilizar características frágiles para establecer el movimiento del suelo del diseño.

En una amplia meseta ubicada al suroeste de la presa llamada Cairnmuir flat, Los afloramientos de roca de esquisto que sobresalen del paisaje son tallados por la erosión en configuraciones potencialmente inestables.

En un esfuerzo concienzudo, los investigadores identificaron estas rocas precariamente equilibradas y tomaron medidas de campo de sus geometrías para estimar su fragilidad. Luego, los investigadores analizaron las formaciones utilizando datos de radionúclidos que estiman cuánto tiempo ha estado expuesta a la atmósfera la superficie de una roca. Estos datos pueden ofrecer una estimación de cuánto tiempo ha estado equilibrada una roca en una posición específica.

"En términos de recopilación de datos, fue la estimación de la edad de FGF la más desafiante, "Dice el profesor Stirling.

"Requería la participación de un especialista, trabajo fisico duro, y por lo general había grandes incertidumbres al interpretar las fechas para decir cuánto tiempo habían sido frágiles los FGF ".

Al combinar estos datos con información sobre terremotos pasados ​​a lo largo de la cercana falla de Dunstan, los investigadores concluyeron que las rocas en el plano de Cairnmuir habían estado en su posición inestable durante al menos 24, 000 años. Esto sugiere que todos ellos han sobrevivido al menos a dos terremotos de falla de Dunstan.

Luego desarrollaron una distribución de fragilidad de todas las rocas precariamente equilibradas en su estudio, basado en la aceleración máxima del suelo, para determinar las aceleraciones máximas del suelo con más probabilidades de derribar cualquier estructura de roca frágil aleatoria con una probabilidad superior al 95 por ciento. Esta información luego ayudó a recomendar un nuevo espectro SEE para el sitio de la presa.

Con base en nuestros cálculos preliminares de riesgo sísmico probabilístico para el sitio, "Sabíamos que los FGF en el área serían derribados por estos fuertes movimientos del suelo si ocurrían; es fácil estimar aproximadamente la fragilidad de las características a simple vista en el campo, "El profesor Stirling explica.

Entonces era solo cuestión de tiempo e investigación, él agregó, antes de que se revisaran las nuevas estimaciones de peligro de la presa Clyde.