La máquina de hacer montañas

Los procesos geológicos que hacen surgir montañas y cordilleras son muy lentos y ocurrieron hace muchísimo tiempo. No habría forma de verlas surgir si no fuera por los experimentos y modelados que realizan Ernesto Cristallini y su equipo. Allí, usando arcillas y siliconas reproducen, en una mesa de modelado, cómo nace una montaña.

Las placas tectónicas, planchas gigantescas de rocas que flotan sobre un mar de magma, se mueven lenta pero inexorablemente. En algún momento, hace millones de años, fueron las encargadas de esculpir el paisaje que nos rodea, dando origen a montañas y cordilleras. Las orogénesis han dejado marcas en el relieve de la Tierra y en la configuración actual de los continentes. En la historia de nuestro planeta ha habido varios períodos de formación de montañas. El Caledoniano, hace 400 millones de años; el Herciniano, hace 270 millones de años; y el Alpino, que se produjo hace unos 35 millones de años, dando origen a los Alpes y al Himalaya. Pero, claro, en aquellos convulsionados y jóvenes tiempos de nacimiento de cordilleras y montañas, no había seres humanos que pudieran gozar del espectáculo. Y, aunque las placas siguen con su lento movimiento y hay montañas que, según dicen, continúan creciendo, para poder “ver” y estudiar de qué manera se pliega la corteza terrestre es necesario simular los movimientos geológicos en el laboratorio. De eso se ocupan los investigadores del Laboratorio de Modelado Geológico (LaMoGe) que dirige Ernesto Cristallini.

“Trabajamos en simulaciones análogas y numéricas de procesos geológicos. En el primer caso me refiero a modelos físicos, experimentales, donde con materiales comunes se intenta reproducir una situación geológica a escala de laboratorio. Es decir, un proceso geológico como el desarrollo de un pliegue, que forma una montaña en la corteza terrestre, puede durar algunos millones de años y puede tener dimensiones de varios kilómetros o decenas de kilómetros. Nosotros los reproducimos usando arenas, arcillas, siliconas, jarabes, etcétera, en tamaños que no superan el metro y en tiempos de algunas horas y hasta un par de días”, explica el investigador. Con esas simulaciones, el equipo de Cristallini  busca comprender algunos procesos que les permiten comparar con lo que ocurre en la naturaleza. “Estos modelos son útiles tanto científica como económicamente ya que permiten entender la localización de zonas de deformación y fracturamiento que pueden ser importantes para alojar un hidrocarburo o un mineral”, agrega. Los modelos numéricos, por su parte, tienen el mismo objetivo, pero son desarrollados en una computadora. “Éstos permiten poner en escala mejor las distintas variables entre el prototipo natural y el modelo pero, por otro lado, contemplan una cantidad de variables mucho más reducidas que los análogos, que no dejan de ser procesos reales y concretos (no virtuales). La interrelación de estos dos tipos de modelos es muy buena y eficiente para entender los procesos geológicos naturales”, sostiene el investigador.

Ernesto Cristallini (en el centro) junto a su grupo de investigación. Foto: Juan Pablo Vittori.

En el Laboratorio de Modelado Geológico, los investigadores tienen una mesa de modelado, donde se arman los experimentos, combinando motores (paso a paso) controlados por una computadora, con un armado específico para cada modelo hecho en vidrio, acrílico, madera y aluminio. En ese armado se disponen los materiales de modelado que usualmente son arenas de colores, arcillas, siliconas, jarabes, miel, entre otros. El experimento se corre deformando los materiales con un pistón movido por los motores. “Los motores se mueven lentamente, aproximadamente a 1 cm/hora. Esto nos permite ir fotografiando a intervalos de un minuto cada experimento. Después se hace una película del mismo. Y con un scanner 3D se va relevando la topografía del modelo, también a intervalos regulares. Una vez terminado el experimento, se lo endurece, usualmente usando gelatinas que percolan a través de los materiales. Una vez endurecido, se lo secciona en fetas de 1 mm, que se van fotografiando con alta resolución. Posteriormente con un software se integran todas las fotografías en un volumen de datos, que nos permite hacer cortes virtuales en cualquier dirección del experimento. De esta manera, se puede interpretar muy bien lo ocurrido en el modelo, ya que contamos con toda la evolución fotográfica y topográfica y además podemos ver el interior del modelo en el corte que necesitemos”, relata Cristallini.

Tanto el modelado análogo como el numérico, especialmente este último, tienen mucha aplicación en la industria de hidrocarburos. “Actualmente, hay muchos yacimientos que están buscando porosidad y permeabilidad secundaria por fracturamiento (ahí se puede alojar un hidrocarburo y de ahí se puede extraer). Sin embargo, los métodos de obtener información en el subsuelo (por ejemplo la sísmica de reflexión) no suelen resolver las zonas fracturadas. Es decir, no se ven, no sabemos dónde están. Las simulaciones de deformación permiten predecir los lugares que pueden estar fracturados, o que tienen más probabilidad de estarlo. Una vez ubicado estos sitios, una perforación puede evaluar la zona fracturada y eventualmente extraer hidrocarburos”, concluye Cristallini.

Laboratorio de Modelado Geológico (LaMoGe)

(Departamento de Geología)

Laboratorio 108. Pabellón II, entrepiso. Tel.: 4576-3390, interno 828.

https://sites.google.com/site/lamoge/

Dirección: Ernesto Cristallini

Integrantes del grupo: Cecilia Guzmán, Daniel Yagupsky.

Tesistas de doctorado: Jeremías Likerman, Paulo Santarem, Fabial Dominguez, Natalia Hernández, Leodan Ramirez.

Tesistas de grado: Claudia Menduniña, Gastón Relañez, Feliciano Paganini.