La resistencia compresiva uniaxial (UCS) es un parámetro clave en mecánica de rocas, pero su determinación directa requiere testigos de calidad. En Chile, donde los macizos rocosos presentan alta fracturación y anisotropía, las correlaciones indirectas mediante Point Load Test (Is50) y Brazilian Tensile Strength (BTS) permiten estimar el UCS de forma rápida y económica. Esta calculadora integra las correlaciones propuestas por ISRM y ASTM, incluyendo el factor K=24 para macizos rocosos, facilitando el diseño de taludes, cimentaciones y excavaciones mineras.

¿Cuándo se aplica?

Esta calculadora es aplicable en proyectos de edificación en roca, minería a cielo abierto y subterránea, infraestructura vial (túneles, cortes en roca) y obras portuarias en Chile. Se usa para clasificar macizos rocosos según GSI, estimar capacidad portante de fundaciones directas sobre roca, diseñar sostenimiento en túneles y evaluar estabilidad de taludes en grandes excavaciones. Es particularmente útil en zonas precordilleranas y cordilleranas donde predominan rocas ígneas y metamórficas, así como en la costa con rocas sedimentarias cementadas.

Fórmula principal

UCS = K × Is₅₀ (con K = 24 para macizos rocosos, rango 20-25 según ISRM)
UCS = a × BTS + b (típicamente a ≈ 10, b ≈ 0, según ASTM)

Variables:

UCS: resistencia compresiva uniaxial (MPa)
Is₅₀: índice de carga puntual corregido a D=50 mm (MPa)
K: factor de correlación ISRM (adimensional, ~24)
BTS: resistencia a tracción indirecta brasileña (MPa)
a, b: coeficientes de regresión (adimensionales)

Ejemplo numérico

En un macizo granítico de la Región Metropolitana, se realizaron 10 ensayos PLT obteniendo Is50 promedio de 3.2 MPa. Aplicando K=24, el UCS estimado es 76.8 MPa. Complementariamente, 5 ensayos BTS arrojaron 5.1 MPa; con a=10, UCS=51 MPa. El valor de diseño se adopta como 64 MPa (promedio), consistente con clasificación GSI=65.

Normativa aplicable

NCh 1508.Of2014 — Geotecnia: Estudio de mecánica de suelos
NCh 433.Of2012 — Diseño sísmico de edificios
ASTM D5731-16 — Point Load Strength Index
ASTM D3967-16 — Brazilian Tensile Strength
ISRM Suggested Methods (2007) — Correlaciones UCS-PLT

Consideraciones para proyectos en Chile

En Chile, la alta sismicidad exige estimaciones conservadoras del UCS para diseño sísmico de fundaciones y taludes. Se recomienda calibrar localmente los factores K y a,b con ensayos UCS directos, especialmente en rocas volcánicas (andesitas, basaltos) y metamórficas (esquistos). En la zona centro-sur, la meteorización superficial reduce significativamente la resistencia, por lo que los ensayos PLT y BTS deben realizarse en muestras representativas del macizo. Las prácticas locales del DS61 MINVU para estabilidad de taludes exigen considerar la anisotropía y el RQD.

Limitaciones del método

Las correlaciones son empíricas y pueden no ser válidas para rocas muy blandas o muy duras fuera del rango calibrado.
No reemplaza ensayos UCS directos para diseños definitivos en obras críticas (grandes presas, túneles profundos).
La presencia de discontinuidades, anisotropía y humedad no se captura en las correlaciones estándar.

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Calculadora UCS desde PLT (Is50) y BTS: Correlaciones ISRM/ASTM para Macizos Rocosos en Chile