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Simulación Matemática del Desgaste de Panal a Través del Transporte de Humedad y Depósito de Sal

Autores: Safonov, Alexander; Minchenkov, Kirill

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación Matemática del Desgaste de Panal a Través del Transporte de Humedad y Depósito de Sal


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Meteorización en panal
Superficies rocosas
Modelo de transporte de humedad
Erosión
Deposición de sal
Ciclos de secado

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La meteorización en panal es un fenómeno común que se encuentra en diversas superficies rocosas alrededor del mundo. Sin embargo, los mecanismos de formación de panales aún se comprenden mal. En este estudio, proponemos un modelo que describe el transporte de humedad dentro de la arenisca y la erosión resultante de la deposición de sal durante la evaporación de la humedad de la superficie de la roca. El modelo de transporte de humedad se basa en la ecuación de difusión no lineal, donde el contenido volumétrico de humedad es un parámetro combinado que tiene en cuenta el contenido de humedad y gas (vapor). El modelo de transporte de humedad considera la disminución de varios órdenes de magnitud en la difusividad de la humedad, observada durante el secado. Se asumió que la erosión ocurre cuando el frente de evaporación se encuentra cerca de la superficie de la roca. La profundidad de la erosión es proporcional a la tasa de flujo de humedad a través de la superficie en secado. Se utilizó el software de elementos finitos ABAQUS para la solución numérica de la ecuación de difusión no lineal. El esquema iterativo de simulación de erosión para diferentes ciclos de secado se implementó utilizando el lenguaje de programación Python. Los cálculos se realizaron en un entorno 2D para el modelo cuadrado con dimensiones de 50 mm x 50 mm. Los resultados de la simulación demuestran la posibilidad de obtener diversas formas de relieve (panales, tafoni) variando solo el valor de la distribución del contenido de humedad en el lado inferior, simulando la tasa de humectación interna de la roca.

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