GRUPO: GEOLOGÍA, MATEMÁTICA Y COMPUTACIÓN

Acerca de GMC

GMC es el acrónimo de Geología, Matemáticas y Computación; es un semillero adscrito al Grupo de Investigación de Geotecnia del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Minas en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) dirigido por profesionales universitarios de diversos grados académicos y ramas.

El objetivo principal del grupo es el de aplicar las matemáticas, estadística y las ciencias computacionales a los diversos problemas de la geología estructural, ingeniería geológica, geofísica, geomecánica y geotecnia en el subcampo de la geología aplicada. Los objetivos secundarios son: aplicar el lenguaje matemático para definir problemas geológicos; matematizarlos; plantear sus rutas de solución aplicando las matemáticas, estadística y métodos numéricos; y solucionar los problemas mediante la implementación de lenguajes de computación y manejadores de bases de datos.

Estos objetivos se logran si se concentra también la atención a: crear algoritmos en lenguajes diversos (de preferencia Python 3.X) para automatizar cálculos geológicos repetitivos; crear programas para la solución rápida, generalizada y automática de los problemas geológicos planteados.

About

El principal reto del grupo GMC es el de convertir la geología latinoamericana en una disciplina menos descriptiva y más predictiva, con el uso de modelos matemáticos desarrollados para ese fin, desarrollando los propios códigos computacionales.

La visión es el de matematizar los problemas geológicos y resolverlos mediante el desarrollo de códigos computacionales propios.

PORTAFOLIO DE SERVICIOS

Prestamos servicios académicos y de investigación dentro de nuestra universidad a diferentes departamentos y facultades; así como a colegios, las empresas públicas y las empresas de la industria en el proceso de matematización, automatización y análisis de datos de problemas relativos a la geología.

Entrenamiento

Entrenamiento en las herramientas computacionales (descritas en esta misma página) e instrucción en conceptos de matemáticas y estadística aplicada a datos relacionados al estudio de procesos y materiales geológicos.

Matematización y automatización

Desde la aplicación de modelos ya definidos hasta el proceso de planteamiento, matematización, implementación y solución de problemas relacionados al estudio mecánico de procesos y materiales geológicos.

Análisis de datos

Desde la automatización de la toma de datos, preprocesamiento, procesamiento, análisis y presentación de datos relacionados a procesos geológicos y materiales geológicos.

Investigación

Investigación científica en el campo de la geología aplicada con el procedimiento de matematización, automatización y análisis de datos.

PREFACIO

La geología fue dentro de las demás ramas de las Ciencias de la Tierra la que primero se desarrolló en la historia; pese a que su naturaleza fue en su gran trayectoria especialmente una ciencia descriptiva, y el uso de los números no era común en un principio. Solo a finales del siglo XIX fue que muchos de esos datos fueron expresados en forma alfa-numérica o numérica.

Geólogo de Datos

Hoy en día se tiene disciplinas científicas en desarrollo que partieron de la geología, tales como la astrofísica, cosmogeofísica y la geología nuclear. Ya la geología ha madurado como ciencia y ahora entró a una etapa hacia su completa matematización.

La geología se apoya mucho en las matemáticas del medio continuo (e.g. álgebra lineal y tensorial, regularización y problemas inversos, análisis de Fourier, solución numérica de ecuaciones diferenciales parciales), matemáticas del medio discontinuo, y en la estadística (e.g. problemas estocásticos, análisis multivariado, estadística espacial); que logran explicar fenómenos que antes eran logrados solo a partir de una descripción heurística.

La geología, en su búsqueda por ser ciencia exacta está entrando a explorar nuevos ámbitos; por ejemplo, el incremento del interés hacia la exploración formal de las cuerpos celestes en nuestro sistema solar a través de los viajes tripulados y ahora no-tripulados.

Por estas razones, el rol del geólogo ha cambiando para este siglo; ya no puede ser un geólogo tradicional, él ahora necesita conocimientos de matemáticas, estadística, y programación computacional, algo asó como un Geólogo de Datos.

SER PARTE DE ...

Puede ser parte activa de este grupo cualquier persona adscrito a un centro de educación medio (colegio a nivel medio) o superior (universidad), o profesional independiente o dependiente que esté interesado en este desarrollo de soluciones matemático-estadísticas basado en el procesamiento y análisis de datos del medio geológico con fines aplicativos y orientado a la automatización mediante programas computacionales de propio desarrollo.

El interesado tiene que llenar el formulario de entrada. Con el formulario se analizará en qué posición el aplicante puede desempeñarse mejor; y a partir de ahí el aplicante se entrena según la vocación y el rol que desee desempeñar dentro del grupo. Es importante tener experiencia en el lenguaje de programación Python 3, y demostrar que se hizo algunos códigos propios. El dominio de las matemáticas es indispensable, pero las matemáticas son infinitas. ¿Dominio de qué temas? -- Se pretende llegar inclusive al nivel de conocimientos de geometría diferencial y topología, pero se está empezando por álgebra lineal y optimización, todo esto con soluciones numéricas y aplicaciones prácticas a la geología.

CAMPOS DE ACCIÓN

Geología

applied geology

Geología aplicada, geología estructural, geofísica, geomecánica, geoténcica.

Matemáticas y estadística

mathematics and statistics

Álgebra y pre-cálculo; geometría del espacio (geometría tridimensional); álgebra vectorial, matricial y tensorial; análisis matemático de ecuaciones diferenciales parciales, hasta la dimensión \(\mathbb{R}^4\); estadística descriptiva en \(\mathbb{R}^n\); y topología.

Computación

doing computational programs

Programación computacional, manejo de datos y grandes datos.

HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES

Trabajamos únicamente con el sistema operativo Linux, y usamos software libre.

Programas para la documentación

El programa que usamos para generar los documentos es \(\LaTeX\) con sus innumerables paquetes. También empleamos el lenguaje de marcas Markdown para las memorias de cálculo y NISO-JATS con MathJAX para los documentos científicos.

Lenguajes de programación

El lenguaje de programación por defecto es Python 3 en su IDLE. Aceptamos Fortran y Octave para las pruebas prototipo. Para la documentación de rutinas usamos Jupyter.

Manejadores de bases de datos

El manejador de base de datos que usamos es postgreSQL con PostGIS en el caso de que se necesite el uso de datos espaciales. Qgis también es una alternativa.

Herramientas de dibujo

Para la elaboración de figuras vectoriales usamos Inkscape y TicZ, y para la edición de imágenes raster usamos Gimp.

INFRASTRUCTURA E INSTALACIONES

PROYECTOS

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Proyectos de investigación

La principal actividad del grupo en los proyectos de investigación es el apoyo con los servicios que ofrecemos; somos una herramienta más que un ejecutor de proyectos de investigación.

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Desarrollo de programas computacionales

Desarrollamos programas computacionales de licencia libre como Buzy+, GeonetDigitizer y PyCSS.

Enseñanza

Creamos modelos físicos y modelos virtuales de enseñanza de la geología.

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