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Desarrollo de una metodología para la generación de modelos computacionales orientados a la determinación del perfil de esfuerzos a escala regional utilizando el método de elementos finitos (mef)

Resumen

La simulacion y el modelamiento geomec ´ anico regional intenta recrear la evoluci ´ on´ de las diversas estructuras geologicas a lo largo del tiempo. La habilidad y veracidad ´ del modelo permite calcular deformaciones, esfuerzos, temperaturas, vectores de flujo, evolucion qu ´ ´ımica de componentes, entre otros. Mejorando as´ı, nuestro conocimiento acerca del comportamiento dinamico de la tierra. ´ Los modelos geologicos intentan reproducir la forma de las estructuras resultante ´ de la continua evolucion de la interacci ´ on no lineal de las rocas y un comportamiento ´ de grandes deformaciones; el metodo de elementos finitos se presenta como t ´ ecnica de ´ solucion num ´ erica alternativa, que debido a su f ´ acil adaptabilidad e implementaci ´ on en ´ geometrias complejas, permite resolver este tipo de problematicas mediante la adaptaci ´ on´ de modelos constitutivos implementados a traves de ecuaciones diferenciales carac- ´ ter´ısticas. El desarrollo de una secuencia de pasos metodologicos que calcula el perfil ´ de esfuerzos y estado de deformacion, objeto de este estudio, por lo tanto se convierte ´ en una pieza clave en el analisis geomec ´ anico de la zona de inter ´ es; utilizando las ecua- ´ ciones planteadas en la dinamica de fluidos las cuales describen el comportamiento de ´ grandes deformaciones en la litosfera, adem ´ as se hace uso de funciones matem ´ aticas ´ que recrean la fluencia y la regla de flujo asociado a la descripcion de posibles zonas ´ fracturadas. La reolog´ıa necesaria para describir la litosfera es altamente no lineal y cerca de ´ la superficie donde las temperaturas no son mayores a 600oC (estratos someros) hace necesario considerar un comportamiento lineal durante las primeras etapas de la deformacion en el modelo constitutivo del material. La teor ´ ´ıa de visco plasticidad por tanto se presenta como la funcion matem ´ atica que caracteriza el comportamiento de los ´ materiales de los modelos simulados en el codigo GALE escrito en C. C ´ odigo de libre ´ distribucion que ha sido dise ´ nado para modelar procesos tect ˜ onicos sobre escalas de ´ tiempo geologico.