Desarrollo de sensores de impacto para definir la dinámica de la saltación en megaripples de Purulla, Puna Austral

MILANA, JUAN PABLO; KRÖHLING, DANIELA; GIULIANI, JAVIER

Puerto Madryn

Congreso; 14° Reunión Argentina de Sedimentología; 2014

Asociación Argentina de Sedimentología

El área de Purulla (Catamarca), en la Puna austral, presenta transporte activo de grava y formas de lecho eólicas anormalmente grandes para medios terrestres. Se ha podido constatar que los megaripples locales estan activos, debido a la regeneración de algunos de los megaripples destruidos por efecto antrópico como confección de huellas, o paso de vehículos semipesados. En contribuciones anteriores se pudo confirmar que hay un importante transporte de grava, no solo por arrastre, lo que no hemos podido evaluar correctamente aún sino por saltación. Los muestreadores diseñados para atrapar esta grava también fueron diseñados para capturar la población que viaja por arrastre, pero la fuerte turbulencia causada por las estructuras de muestreos que son tres cajoneras de 10 niveles de acero reforzado. Luego de tres años de muestreo, podemos asegurar que: 1) existe un transporte activo de grava por saltación muy importante, definiendo asi una estructura de la capa de saltación, muy anormal; 2) los eventos de transporte de gravas son muy irregulares y no ocurren todos los años. La mayor energía parecía ocurrir a unos 70cm de altura, cuando lo normal es que esto ocurra a los 7-8 cm. Sin embargo, aún no podemos saber la energía asociada a los impactos repetidos de estos clastos, por lo que efectuamos varias pruebas con elementos de medición lo suficientemente reforzados como para resistir dichos impactos. El primer sensor testeado fue un sensor de pérdida de granos de cosechadoras modificado. El problema de este sensor es la saturación del mismo debido a impactos cercanos a los otros, de forma tal que no puede medir la energía de cada impacto sino una envolvente que no necesariamente refleja la energía cinética de los impactos recibidos. Por ello, se procedió a testear un sensor piezoeléctrico que utiliza las propiedades de los cristales de cuarzo de generar una micro-corriente eléctrica al ser presionados. Dicha micro-corriente es proporcional a la presión efectuada, por lo que se puede efectivamente rankear los impactos que el sensor recibe. Por otra parte, la velocidad de recuperación del sensor es muy alta por lo que no observamos que se saturara por impactos muy seguidos. El siguiente problema es definir un rango de trabajo, por lo que si se elige una escala muy elevada, corremos el riesgo de no registrar los impactos, y si se elige una escala muy baja, la energía de los impactos superará el rango de detección por lo que tendremos muchos valores de energía máxima, sin verdaderamente conocer el pico máximo de energía. Para definir la escala, procedimos a bombardear artificialmente al sensor con las dos litologías observadas en Purulla: 1) clastos líticos (vulcanitas y metasedimentitas de peso específico 2,5-2,6 g/cm3) y 2) fragmentos de tefra y de la ignimbrita (peso específico variable entre 0,9 y 1,5 g/cm3). Para cada tipo de litologías se construyeron curvas de respuesta del sensor, relacionando la energía cinética teórica de la caída del casto sobre el sensor y la respuesta eléctrica del sensor a cada uno de los impactos. Si bien en cada uno de estos sets de pruebas, los datos se alineaban en una envolvente de resultados lógica, lo llamativo fue observar que el tipo de piso sobre el cual se apoyaba el sensor, ejercía un importante control en la respuesta del mismo.Lo segundo que debe considerarse entonces es que debido a este factor de rigidez, para valorar en forma más correcta los impactos es necesario asociar los mismos a valores de velocidad del viento. Por ello se montó el sensor de impacto conjuntamente con un sensor de velocidad del viento. El tema final a resolver es la cantidad de información que se puede acumular, debido a que la recolección de la misma suele ser anual debido a la inaccesibilidad de la zona. Por ello, se programó el elemento de recepción de datos para activarse unicamente cuando el sensor de impactos es excitado. Al recibir un impacto, el mecanismo de registro que es un sistema conocido como arduino, muestrea el valor de velocidad del viento y ambos resultados son grabados en la unidad de memoria del arduino que es una tarjeta de memoria sólida SD, que asegura los datos de que no se pierdan una vez escritos. Todo el sistema está montado en una caja enterrada y es alimentado por una batería conectada a un panel fotovoltaico externo. El objetivo del montaje de esta aparatología no solo es la evaluación de la energía asociada a los impactos, sino también poder definir si hay un factor de fluidez en el transporte aéreo de clastos sobredimensionados. La hipótesis a probar es el efecto de densificación del aire por carga de sedimento por unidad de volumen. El incremento de la energía cinética registrada en el sensor, en forma desmedida respecto de la velocidad del viento registrada, permitirá confirmar la hipótesis de flujos de turbidez aéreos.