La dinámica del flujo de viento sobre un modelo de una megadondula de la zona de estudio “Campo Piedra Pómez”, Puna Austral, Argentina

Abstract

En Marte se observan formas llamadas Transverse Aeolian Ridges (TARs), las cuales son crestas perpendiculares a la dirección del viento y poseen un tamaño intermedio entre óndulitas y dunas. La generación de estas formas está controlada en un primer orden por el régimen de flujo y la granulometría del sedimento. Sin embargo, para hacer una comparación de los procesos conocidos en la Tierra, es importante escalar los tamaños teniendo en cuenta también, la gravedad y la atmósfera. En la Tierra, las geoformas que más se asemejan en geometría y tamaño son las megaóndulas, estudiadas en ambientes desérticos. En particular, las megaóndulas de Campo PiedraPomez (una región volcánica en la provincia de Catamarca, Argentina) han sido descriptas como uno de los mejores análogos para las TARs y megaóndulas de Marte.La región de la Puna es un altiplano de 4000 m de altura y se caracteriza por vientos normales fuertes y ráfagas unidireccionales provienentes del noroeste que alcanzan entre 35 y 50 km/h. El proceso de formación de estas geoformas es aún discutido, pero estaría vinculado a la acumulación por los fuertes vientos y por otro lado, asociado a la litología característica de la zona, un sustrato ignimbrítico fácilmente erodable. En las crestas se ubican los clastos de tamaño grava (metamorfitas) y en el seno los clastos tamaño bloque de pómez blanca. Para tratar de entender la génesis y evolución de las megaóndulas, estudiamos la dinámica del flujo de viento sobre un modelo de megaóndula dentro de un túnel de viento. Primeramente, en el campo se realizó un perfil topográfico de una megaóndula simple para construir una maqueta a escala. Luego, se realizaron experimentos dentro del túnel de viento de circuito cerrado en el Laboratorio de Capa límite y Fluidodinámica Ambiental de la Universidad Nacional de La Plata, donde se midieron las velocidades y las presiones. Además, se realizaron visualizaciones del flujo utilizando humo. La maqueta consistió en una estructura de madera recubierta por una lámina de material de alto impacto. El modelo simula una megaóndula solitaria con cresta simple en 2D y un tamaño de 20 cm de amplitud, 90 cm de ancho y 210 cm de largo. Para el acabado final, la superficie fue cubierta con papel de lija para simular la rugosidad de los clastos.El objetivo del trabajo era entender cómo se comporta el flujo en las distintas partes de la geoforma.Aquí se resumen algunos de los resultados preliminares de los experimentos realizados y sus implicancias para el estudio de las megaóndulas de la Puna como análogos de Marte. Analizando los perfiles de velocidad obtenidos en un plano de medición se registraron: aumentos de velocidad en la cresta y burbujas o zonas de reflujo de menor velocidad ubicadas cerca de la superficie sobre la pendiente de sotavento. En cuanto a las presiones, se distinguieron zonas de succión o presión negativa en una zona adyacente a la cresta sobre la pendiente de sotavento que coincide con la zona dEn Marte se observan formas llamadas Transverse Aeolian Ridges (TARs), las cuales son crestas perpendicularesa la dirección del viento y poseen un tamaño intermedio entre óndulitas y dunas. La generación de estas formasestá controlada en un primer orden por el régimen de flujo y la granulometría del sedimento. Sin embargo, parahacer una comparación de los procesos conocidos en la Tierra, es importante escalar los tamaños teniendo encuenta también, la gravedad y la atmósfera. En la Tierra, las geoformas que más se asemejan en geometría ytamaño son las megaóndulas, estudiadas en ambientes desérticos. En particular, las megaóndulas de Campo PiedraPomez (una región volcánica en la provincia de Catamarca, Argentina) han sido descriptas como uno de losmejores análogos para las TARs y megaóndulas de Marte.La región de la Puna es un altiplano de 4000 m de altura y se caracteriza por vientos normales fuertes y ráfagasunidireccionales provienentes del noroeste que alcanzan entre 35 y 50 km/h. El proceso de formación de estasgeoformas es aún discutido, pero estaría vinculado a la acumulación por los fuertes vientos y por otro lado,asociado a la litología característica de la zona, un sustrato ignimbrítico fácilmente erodable. En las crestas seubican los clastos de tamaño grava (metamorfitas) y en el seno los clastos tamaño bloque de pómez blanca.Para tratar de entender la génesis y evolución de las megaóndulas, estudiamos la dinámica del flujo de vientosobre un modelo de megaóndula dentro de un túnel de viento. Primeramente, en el campo se realizó un perfiltopográfico de una megaóndula simple para construir una maqueta a escala. Luego, se realizaron experimentosdentro del túnel de viento de circuito cerrado en el Laboratorio de Capa límite y Fluidodinámica Ambiental de laUniversidad Nacional de La Plata, donde se midieron las velocidades y las presiones. Además, se realizaronvisualizaciones del flujo utilizando humo. La maqueta consistió en una estructura de madera recubierta por unalámina de material de alto impacto. El modelo simula una megaóndula solitaria con cresta simple en 2D y untamaño de 20 cm de amplitud, 90 cm de ancho y 210 cm de largo. Para el acabado final, la superficie fue cubiertacon papel de lija para simular la rugosidad de los clastos.El objetivo del trabajo era entender cómo se comporta el flujo en las distintas partes de la geoforma.Aquí se resumen algunos de los resultados preliminares de los experimentos realizados y sus implicancias para elestudio de las megaóndulas de la Puna como análogos de Marte. Analizando los perfiles de velocidad obtenidosen un plano de medición se registraron: aumentos de velocidad en la cresta y burbujas o zonas de reflujo de menorvelocidad ubicadas cerca de la superficie sobre la pendiente de sotavento. En cuanto a las presiones, sedistinguieron zonas de succión o presión negativa en una zona adyacente a la cresta sobre la pendiente desotavento que coincide con la zona de reflujo y baja velocidad.Es interesante considerar los mismos efectos ante una predicción de los perfiles de viento de las TARs sobre lasuperficie Marte. e reflujo y baja velocidad. Es interesante considerar los mismos efectos ante una predicción de los perfiles de viento de las TARs sobre la superficie Marte.