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Académicos chilenos publican investigación que podría predecir avalanchas

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Académicos del Instituto de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de O´Higgins, aportan luces para entender cuándo la pendiente de un cerro se puede volver inestable y desplomarse si es sometida a movimientos del piso, como ocurre en los sismos, en un artículo fue publicado en la prestigiosa revista Scientific Reports.

El problema del tambor rotante es un "clásico" en el área de los medios granulares y ha sido estudiado desde hace casi 50 años, para entender el rol de la fricción cuando se tiene una colección de partículas. Sin embargo, nunca se había explorado qué ocurre cuando se perturba el tambor mediante una oscilación periódica, simulando así lo que ocurre en los movimientos telúricos.

En ese contexto los académicos del Instituto de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de O´Higgins, Dr. Gustavo Castillo y Dr. Cristóbal Quiñinao, junto a los investigadores Dr. Vicente Salinas, de la Universidad Autónoma y Dr. Sebastián González, de la Universidad Politécnica de Milán, realizaron la investigación "Triggering avalanches by transverse perturbations in a rotating drum" (Gatillando avalanchas granulares mediante perturbaciones transversales en un tambor rotante) que busca entender, de forma novedosa, un fenómeno tan complejo como el de las avalanchas y fue publicada en la prestigiosa revista Scientific Reports.

Los investigadores estudiaron cómo se pueden detonar las avalanchas mediante movimientos del suelo. Debido a la gran complejidad de este fenómeno natural, la investigación buscó estudiarlo mediante simulaciones numéricas en un caso idealizado, pero donde se logren capturar los ingredientes esenciales del fenómeno. El problema idealizado consistió en analizar un tambor rotante con partículas en su interior el cual, además de rotar, fue perturbado con un movimiento transversal periódico (como el de los sismos). Se observó que si el tambor gira lentamente, las partículas comienzan a subir por éste como un conjunto hasta que, debido a la gravedad, caen en forma de avalancha. Esto se repitió todo el tiempo de manera periódica.

"Mediante el análisis del movimiento de las partículas pudimos escribir un modelo matemático que describe el sistema y que nos permitió concluir, entre otras cosas, que la amplitud del movimiento impuesto (y no su aceleración como usualmente se cree) es la clave para gatillar las avalanchas. En otras palabras, este estudio aporta luces para entender cuándo la pendiente de un cerro se puede volver inestable y avalanchar si es sometida a movimientos del piso como ocurre en los sismos", explicó el Dr. Castillo, quien dirigió la investigación.

"Fue muy agradable poder trabajar con investigadores jóvenes en algo nuevo para todos nosotros. Además, este estudio es muy importante para la UOH pues, como con toda publicación científica, le da la posibilidad de destacarse a nivel internacional, mostrando así que se puede hacer investigación de gran nivel desde nuestra Institución", agregó el Dr. Castillo.

La revista Scientific Reports es publicada por Nature Research, que cubre todas las áreas de las ciencias naturales, y tiene una gran influencia a nivel internacional, siendo la séptima revista científica más citada del mundo en el año 2019.
El artículo se puede revisar en https://www.nature.com/articles/s41598-021-93422-2