Resumen de Estudio de flujos granulares de tipo geológico por medio del simulador multisensor GRANFLOW-SIM

Roberto Bartali, Damiano Sarocchi, Yuri Nahmad-Molinari, Luis Ángel Rodríguez-Sedano

• español

  Las avalanchas y los flujos de escombro producidos por eventos catastróficos como las erupciones volcánicas se pueden entender como enormes flujos granulares. Debido a la imposibilidad de predicción y de la peligrosidad de dichos eventos por las altas temperaturas y las masas en movimiento involucradas, su estudio se limita a la observación remota y a la medición de los depósitos generados. La observación de estos fenómenos desde su inicio, es casi imposible de realizar dado que los tiempos de inicio y desarrollo son extremadamente cortos e imposibles de predecir con exactitud, además, debe llevarse a cabo desde una distancia considerable. El estudio del material depositado, ofrece importantes datos, pero sigue siendo un método indirecto para poder inferir la dinámica del flujo de escombros. En este artículo se describen las características del aparato GRANFLOW-SIM (Granular Flows Simulator), de sus sensores y el tipo de estudios que permite realizar. GRANFLOW-SIM es el primer aparato experimental en su tipo desarrollado y construido en México para el estudio y la simulación de diferentes tipos de flujos granulares observados en la naturaleza (tales como avalanchas, lahares y flujos de escombros) a escala y en tiempo real, por lo que emplea gran cantidad de sensores y cámaras de video de alta velocidad, repartidos a lo largo de las diferentes secciones que lo componen. La comprensión de los eventos precursores y detonadores, así como la manera en que estos flujos se desarrollan a lo largo de las pendientes volcánicas, es de fundamental importancia para prevenir desastres relacionados con ellos, salvaguardando así vidas e infraestructura. Una de las maneras en que estos fenómenos pueden ser estudiados y modelados es a través de aparatos experimentales que sean capaces de reproducirlos a escala. Estos aparatos experimentales deben permitir la medición del mayor número posible de variables involucradas durante el desarrollo del flujo, reproduciendo las características de laderas, barrancas naturales, condiciones de sedimentación y hasta la rugosidad del terreno. Puesto que el material que conforma la avalancha, se desplaza a gran velocidad, la medición de sus características en tiempo real implica un reto tecnológico, tanto en eventos observados en el campo como en los simuladores, requiriendo mucha velocidad para la captura de los datos y gran capacidad de almacenamiento de la información.

• English

  Avalanches and debris flows caused by catastrophic events such as volcanic eruptions can be seen as huge granular flows. Due to the impossibility ofprediction and danger of such events, given the high temperatures and the moving masses involved, their study is limited to remote observation and measurement of the deposits generated. The observation of these phenomena from the beginning is almost impossible because the start and development are extremely short and impossible to predict accurately; furthermore, it has to be done from a considerable distance. The study of deposited material provides important information, but it is still an indirect method to infer the dynamics of a debris flow. This article describes the characteristics of the device GRANFLOW-SIM (Granular Flows Simulator), its sensors, and the type of studies that it is able to do. GRANFLOW-SIM is the first experimental unit of its kind designed and built in Mexico to study and simulate different types of granular flows observed in nature (such as landslides, lahars, and debris flows) at real scale and in real-time, employing a large number of sensors and high speed video cameras spread throughout the different sections that comprise it. The understanding of the precursor events and trigger mechanisms, as well as how these flows develop along the volcanic slopes, are of fundamental importance in preventing disasters associated with them, and therefore safeguarding lives and infrastructure. One way in which these phenomena can be studied and modeled is through an experimental apparatus capable of reproducing them in scale. These experimental apparatuses should allow measurement of the maximum number of variables involved during the development of a flow, reproducing the features of hillsides, natural ravines, sedimentation conditions and roughness of the terrain. Since the material that constitutes the avalanche travels at high speed, the measurement of its characteristics in real time implies a technological challenge in both events observed in the field and in the simulators, requiring high speed data collection and large storage information capacity.