El Laboratorio de Simulación de Procesos Geológicos (SIMGEO) fue creado en 1995 como una empresa conjunta entre la Facultad de Geología de la Universidad de Barcelona (UB) y Geociencias Barcelona (GEO3BCN-CSIC) en el campo de la modelización experimental y teórica de procesos geológicos.
El SIMGEO busca promover la aplicación de modelos experimentales y teóricos al estudio de procesos geológicos y, en particular, procesos que implican un riesgo para las personas y el medio ambiente, a través de financiamiento obtenido a través de proyectos de investigación públicos y privados, y contratos y acuerdos.
El SIMGEO ofrece a los investigadores un gran espacio y equipos para diseñar y desarrollar modelos experimentales. El SIMGEO cuenta con un laboratorio de petrología experimental y síntesis mineral, un canal hidráulico de 16 m de longitud y un laboratorio informático equipado con el software necesario para desarrollar modelos matemáticos y simulaciones utilizando sistemas de información geográfica.
Instalaciones
- Sistema de modelización analógica de cámara de magma que consiste en un cilindro de vidrio transparente presurizable (hasta 6 atm) de 25 cm de diámetro y 40 cm de altura, que incluye un barómetro y un termopar, para seguir la temperatura y la presión interna durante todo el experimento, permite la entrada de diferentes fluidos en el mismo experimento para visualizar el efecto de la mezcla de magmas de diversos tipos y propiedades, también permite inyectar gas a presión en la mezcla, para estudiar el efecto de los volátiles en los procesos que ocurren, y también puede calentar los fluidos hasta alrededor de 80º para poder considerar variaciones en sus propiedades (por ejemplo, densidad o viscosidad) debido a cambios de temperatura. La descompresión del tanque está controlada por una serie de válvulas externas operadas remotamente, y dos cámaras digitales de alta velocidad de alta resolución documentan los experimentos permitiendo medidas internas de estructuras de fluido que se desarrollan durante los experimentos como fuentes, gotas, etc.
- Petrología experimental. Este laboratorio está compuesto por tres recipientes de cierre frío de enfriamiento rápido calibrados para presiones entre 1 y 4000 bar y temperaturas de 0 a 1000 °C. Las condiciones de fugacidad de oxígeno (fO2 = NNO +1 ± (0.5)) se determinan por el material (Inconel 105 y Nimonic) que se utilizó para construir la bomba hidrotérmica. El laboratorio permite la realización de tres a seis experimentos simultáneamente dependiendo del tamaño de las muestras utilizadas, y es conveniente para simular un rango de condiciones en magmas evolucionados saturados y subsaturados en agua que se diferencian en condiciones poco profundas (0-3 kb y hasta 1000 °C). El equipo también es adecuado para la síntesis mineral en el mismo rango de condiciones y para el estudio de procesos hidrotermales. El laboratorio también cuenta con todo el equipo necesario tanto para la preparación de muestras previa al experimento como para la observación de las muestras experimentales mediante microscopía electrónica y microsonda.
- Canal hidráulico de 16 m de longitud. El sistema hidráulico de los experimentos consiste en un canal de tanque de 15 m de largo por 37 cm de ancho y 40 cm de profundidad. Todas las mediciones son útiles. Las paredes laterales del canal son de vidrio a prueba de balas, transparentes, que no deforman las imágenes que se muestran, para poder verificar las pruebas de sedimentos. La unión del vidrio con la base de metal es perfectamente hermética al agua. El canal está soportado por un sistema metálico lo suficientemente rígido como para no permitir flexiones longitudinales o transversales que puedan dañar las pruebas. El fondo del canal está hecho de metal y el mecanizado es suficiente para evitar cualquier irregularidad en el fondo durante las pruebas. Hay un mecanismo de elevación a lo largo del canal que permite realizar ensayos de simulación con pendientes variables. Este sistema es fiable y no deja compensaciones de pendientes predefinidas. La elevación se realiza por un extremo del canal y en el otro extremo hay un dispositivo de bisagra que asegura la estabilidad de todo el sistema. El sistema de elevación es hidráulico y se opera automáticamente mediante un sistema automatizado adecuado. Para evitar movimientos aleatorios, hay trinquetes de seguridad que no permiten ninguna variación no deseada de la inclinación elegida. Dos contenedores uno en la entrada y otro en la salida con filtros de hundimiento de flujo. Este es el mecanismo habitual para controlar la profundidad del flujo durante las pruebas. La circulación de agua se realiza en un sistema cerrado, y por lo tanto, la masa acuosa está cerrada y se recircula a través del canal indefinidamente.
- Laboratorio de modelización matemática. Varios paquetes comerciales y gratuitos de SIG están disponibles (ArcGIS, QGIS), así como software para procesamiento digital de imágenes, modelización numérica utilizando el método de elementos finitos (COMSOL. 4.2a) y modelización geológica y visualización en 3D (3D Geomodeller y RockWorks 16). Sistema experimental estructural y tectónico análogo. Mesa modular de modelización diseñada para emular una amplia variedad de configuraciones tectónicas: extensión, compresión, deslizamiento lateral, fallas del basamento, inversión tectónica, cuñas dobles, tectónica de sal, deslizamiento gravitacional, etc. Un total de seis motores controlados por un controlador digital permiten realizar pruebas uni, bi o triaxiales transmitiendo la deformación a los brazos mecánicos. El número y la configuración de los motores permiten modelar cualquier campo de deformación. La velocidad y orientación del movimiento se monitorean continuamente por una computadora que permite variarla durante el experimento. La mesa de modelización también permite llevar a cabo modelos a diferentes escalas, desde la cuenca hasta la escala cortical. Se toman fotografías digitales con lapso de tiempo de la superficie superior del modelo y se controlan mediante una computadora. Estas fotografías se complementan con un escaneo de luz blanca de alta resolución (SIDIO Pro de Nub3D) que captura la topografía del modelo durante la ejecución del experimento, registrando cambios en la topografía a escala milimétrica.
Información del servicio
- Responsable científica del CSIC: Adelina Geyer