En Geología y Geotecnia. Modelos principales
El uso de modelos ha permitido los estudios conceptuales de desarrollos hidroeléctricos, desarrollar modelos de generación de caudales, evaluación del potencial de los recursos geotermales, evaluar las reservas y calibrar un modelo matemático de simulación hidrogeológica, análisis de la calidad de roca, estabilidad y de los criterios utilizados para la proposición de sostenimiento de una caverna; análisis del estado en que se encuentran los pozos profundos de producción de agua.
Algunos de los modelos son:
SWASE: Programa para calcular la estabilidad de cuñas en taludes o rellenos de tierra ante la eventualidad de fallas planas. Permite simular quiebres en la pendiente del plano de falla. Utiliza el concepto de razón de presión de poros para simular el nivel freático. Permite incluir aceleraciones sísmicas. Requiere ingresar datos de cohesión y ángulo de fricción interna en el plano de falla, y peso unitario y ángulo de fricción interna del material detrítico. El programa SWASE es aquel desarrollado en la Universidad de Kentucky, U.S.A. El programa SWASE4 es una adaptación de Geoestudios, que emplea coordenadas de puntos para definir el plano basal y el perfil de superficie.
FPLANA: Calcula el factor de seguridad como indicador de estabilidad de taludes rocosos con la presencia de fracturas planas de rumbo paralelo o subparalelo al rumbo del talud. Calcula el sostenimiento necesario para alcanzar el factor de seguridad deseado, empleando anclas de pernos o cables, y diseña la separación entre anclas y la longitud de cada una de ellas. El cálculo permite considerar diversas condiciones de agua en el talud, e incorporar aceleraciones sísmicas.
FCUÑA: Calcula el factor de seguridad como indicador de estabilidad de taludes rocosos con la presencia de juegos de fracturas que al intersectarse forman cuñas de roca. El programa permite considerar diversas condiciones de aguas en el talud, aceleraciones sísmicas y cargas adicionales (ejemplo edificios, camiones) sobre el talud. Calcula la tensión en pernos o cables de anclaje, necesaria para obtener el factor de seguridad deseado.
RXFALL: Es un modelo computacional que calcula los efectos de la caída de una roca desde una pared rocosa sobre un talud, la velocidad y forma (saltando o rodando) de desplazamiento, los puntos de impacto en el talud, y la distancia recorrida hasta detenerse. El programa permite utilizar diversas velocidades iniciales (ejemplo aceleraciones sísmicas), cambios de pendiente en el talud, coeficientes de retardo para simular la dureza de los puntos de impacto, y coeficientes de fricción para reducir la velocidad de desplazamiento de una roca que rueda. También permite simular los efectos de muros artificiales de contención y calcular las presiones de impactos.
REAME: Cálculo de estabilidad de taludes de tierra ante una eventual falla rotacional, basado en los programas de cálculo desarrollados en la Universidad de Kentucky, U.S.A. Define la ubicación de la falla circular más probable en un talud o muro de tierra, y calcula el factor de seguridad del plano de falla. Permite emplear diversos materiales constitutivos del talud de tierra, diversas condiciones y formas del nivel piezométrico, condiciones de aceleraciones sísmicas, y parámetros de resistencias al corte y pesos unitarios de los materiales involucrados. Particularmente utilizado en la estimación de estabilidad de muros de embalses de agua o relaves mineros.
VCORTE: A partir de pendientes naturales o artificiales del terreno, y los espesores de suelo, evalúa los volúmenes de cortes de taludes excavados en roca, suelos, o terrenos mixtos, para un cierto diseño de excavación de talud. Permite calcular los volúmenes de ensanches, en terrenos previamente excavados.
LINEMAP: Utilizando datos recolectados por el método geotécnico de “mapeo en línea”, mapeo geotécnico de sondajes, u otros métodos de mapeo, permite el análisis y determinación de las orientaciones preferenciales de rasgos estructurales en las masas rocosas.
ESFUERZO: Programa para el cálculo de la magnitud y dirección de los esfuerzos que se producen en las paredes de una excavación subterránea (túnel, caverna, etc.). Se basa en el conocido método de análisis de los esfuerzos del elemento bidimensional de periferia desarrollado en el Imperial College de Londres. Permite su empleo en excavaciones de cualquier tipo de sección, suponiendo materiales homogéneos, isotrópicos y de elasticidad lineal. La carga puede ser cualquier combinación de esfuerzos de campo, incluida la carga gravitacional.
EXCAVA: Programa para el dibujo de secciones en túneles, cavernas, etc., a partir de la más variada información topográfica. Calcula la sobreexcavación y la subexcavación en cada sección, a partir de la línea teórica de excavación. Calcula volúmenes excavados entre secciones, y volúmenes de sobreexcavación y subexcavación en una obra subterránea.
REDEFORM: A partir de repetidas mediciones de las longitudes de los lados y diagonales de un cuadrilátero en deformación, medido en una superficie con movimientos de reptación, el programa calcula los tensores principales de las razones de deformación y las direcciones y magnitudes de los esfuerzos principales causantes de la deformación, basado en el método de Nye.
En Avalanchas, Glaciares, Hielo y Nieve:
GEOESTUDIOS ha desarrollado los siguientes modelos de simulación:
AVALANCH: A lo largo de una senda de avalancha de tipo flujo o mixta, calcula las velocidades de corrida, las alturas de flujo, las presiones de impacto y las presiones sobre techos horizontales, y la distancia total de corrida de una avalancha, con la estimación de la altura del depósito de nieve al final de ella. Los resultados del programa de cálculo han sido contrastados en numerosas ocasiones con avalanchas reales, habiéndose probado la similitud con los eventos. Permite emplear diversas alturas iniciales y densidades del manto de nieve, sendas abiertas o confinadas, cambios de pendiente en la senda, diversos coeficientes de fricción kinética y turbulenta, y efectos de acumulación-erosión de nieve por acción del viento.
ICENET y CUAD: Programas para la determinación de los tensores de las razones de deformación en la superficie de un glaciar en bases a mediciones de cuadriláteros, y la orientación de esos tensores con respecto a la dirección de flujo del glaciar. A partir de los tensores, y basados en la ley de flujo de hielo, el programa calcula la magnitud de los esfuerzos principales en la superficie del glaciar
MDGR: Programa para modelar el desplazamiento de glaciares de roca, en su ambiente natural, o bien modificando el ambiente. Es posible incluir sobrecargas artificiales y cambios en las características climáticas. El programa calcula las fusiones basales y bajo el detrito superficial, las deformaciones del hielo, y los desplazamientos anuales. El programa acepta velocidades superficiales iniciales como datos de entrada, o bien las calcula. Requiere, entre otros, datos de entrada de espesor de hielo, densidades, y pendientes.
En Geofísica
Algunos de los modelos utilizados son:
GRAVTHAM: Programa para la confección de las tablas de Hammer para las correcciones de terreno (o correcciones topográficas), las que permiten calcular el efecto gravitacional de alturas y depresiones del terreno para cada sector y radio del método gráfico de Hammer, considerando densidades de las masas rocosas.
GRAVTBUG: A partir de datos de longitud, latitud, cota, corrección de terreno y gravedad observada de puntos gravimétricos, el programa calcula la corrección de latitud, la corrección de altura, y la corrección de Bouger para puntos de un circuito o línea gravimétrica. El programa reduce la gravedad observada al nivel del mar, calcula la gravedad teórica, y luego calcula la anomalía de Bouger.
GRAVIFIL: A partir de datos de longitud, latitud, cota, corrección de terreno, gravedad observada, densidad de las masas rocosas, densidad del relleno, el programa calcula las correcciones de latitud, altura y Bouger, reduce la gravedad observada al nivel del mar, calcula la gravedad teórica, la anomalía de Bouger, el espesor del relleno sedimentario, y la profundidad a la que se encuentra la roca bajo el relleno.