SANDBOX

SANDBOX, DEFORMACIONES GEOLÓGICAS POR COMPRENSIÓN Y EXTENSIÓN Alejandro Camargo Gar!a, "d#go$ %&'&(%% )*l#e++e Ga#r#a Naarro, "d#go$ %&'&%-. )ona+/an 0rrea Merado, "d#go$ %&'&%1(

RES0MEN En el presente trabajo pretende hacer un análisis de la formación y estructura de los pliegues y fallas de estructuras geológicas sedimentarias, por medio del modelo analítico Sandbox. Éste modelo es una caja rectangular que se puede realiar con diferentes materiales y sobre la cual se deposita arena, la cual será el análogo a las capas sedimentarias de la cortea terrestre! lo importante importante es que comprenda comprenda el pistón y al menos una pared que sea transparente transparente para que se pueda obser"ar las deformaciones formadas por las fueras de comprensión o extensión creadas por el pistón sobre las capas de tierras. #os resultados que se obtienen de este modelo es que al realiarse una fuera comprensi"a con el pistón sobre la arena nos genere unos pliegues y fallas! si se efect$a una fuera extensi"a se produca una dispersión de las capas de arena y formándose depresiones. Estos resultados son análogos a los resultados de fueras comprensi"as y extensi"as ejercidas entre una placa y otra, que permiten simplificar procesos geológicos complejos y así poder deducir la conducta mecánica de la cortea.

Pala2ra3 lae3$ sandbox, modelo analógico, deformaciones geológicas, fallas geológicas, placas tectónicas. ABSTRACT %n this report aims to analye the formation and structure of folding and faulting of sedimentary geological structures, using the analytical model Sandbox. &his model is a rectangular box that can be made 'ith different materials and on 'hich sand is deposited, 'hich is analogous to the sedimentary layers of the earth(s crust! the important thing is to understand the piston and at least one 'all that is transparent so you can obser"e the deformations formed by compressi"e forces or  extension created by the piston on the layers of land. &he results obtained from this model is that the comprehensi"e strength made 'ith the piston on the sand 'e generate folds and faults! if force is performed extensi"e dispersion of the sand layers and forming depressions occur. &hese results are similar to the results of comprehensi"e and extensi"e forces exerted bet'een a plate and another to simplify complex geological processes and thus deduce the mechanical beha"ior of the crust.

4e56ord3) sandbox, analogue model, geological deformation, geological faults, tectonic plates.

INTROD0CCIÓN En el presente trabajo se "a a describir y explicar los cambios que se generan en la corte cortea a terres terrestre tre por los mo"imie mo"imiento ntoss de exte extens nsió ión n y comp compre rens nsió ión n de las las capa capass tectónicas, El estudio de estos sistemas de defor formaci ación se ha impulsado por el desarr desarroll ollo o de las t*cnic t*cnicas as experi experimen mental tales, es,

que han permito caracteriar y cuantificar en el labo labora rato tori rio o los los proc proces esos os físi físico coss que que producen en la naturalea. +uando +uando ames -utton -utton /0123 /0123 expuso expuso las primeras teorías de formación de la cortea terres terrestre tre,, se pensab pensaba a que estos estos proces procesos os podían ser reproducidos en el laboratorio por  su gran complejidad! pero su colega ames

-all /4/53 realio un experimento donde deformo estratos de arcilla con una cobertura pesada, que demostraron la hipótesis de los procesos tectónicos. #uego 6a"re /4043, 7aubr*e /4013 y Schardt /4483 realiaron experimentos para estudiar los procesos de fractura y plegamiento de rocas. Estos trabajos trataron de obtener solo una simili tud morfológica entre los experimentos, las estructuras naturales y fallaron en considerar  la similitud física! ya que los materiales fueron seleccionados sin considerar la similitud con los materiales reales. -asta /1/9 se comenó a entender el principio de similitud física como la consideración predominante en laboratorios de modelado.  :l aplicar los principios teóricos cuantitati"os de ;orath /1/.

E3+r*+*ra3 Geol"g#a3$ #a rama de la geología que se encarga de estudiar las estructuras geológicas, se denomina geología estructural. #a geología estructural se encarga de estudiar el comportamiento de las rocas con respecto al campo tectónico, estos cambios se producen por los siguientes factores) tipo de roca, presión de confinamiento, fluidos intergranulares, cambios ambientales y la tasa de aplicación de cargas. 7ebido a que en el experimento a realiar, solo se estudian los cambios en los estratos generados por la presión. ?o se analiaran los otros cambios que pueden cambiar el comportamiento de las rocas.

De7orma#"n de *na roa 8or a*3a de la 8re3#"n 9om8ren3#"n:$ -ay < tipos de deformaciones que se pueden producir) /. Elástico) El cuerpo de la roca se deforma cuando se "e sometida a una presión, pero la deformación cesa cuando la presión desaparece. En las siguientes dos tipos de deformación por presión, la roca presenta deformación debido a que al aumentar la presión la roca supera su límite de elasticidad. 5. 7$ctil) #a roca se deforma sin que se presenten fracturas a simple "ista.

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Ma+er#ale3$ Sand2o= #a construcción de la caja del sandbox se puede realiar con diferentes materiales, lo importante es que comprenda el pistón y al menos una pared que sea transparente para que se pueda obser"ar la estructura formadas por las fueras de comprensión o extensión creadas por el pistón.

E3+r*+*ra del 3and2o=) •

F#g*ra &?; Fol#a#"n

Caja del 3and2o=) Se puede hace toda en acrílico para así poder "er  todo el contorno del experimento, pero hay que tener en cuenta que el espesor del acrílico debe ser mayor a 2 mm, porque no podrá soportar la presión que ejerce tanto el pistón como las arenas. &ambi*n, la caja se puede fabricar en madera pulida pero esta debe tener una o dos "entanas en acrílico que permitan la obser"ación de las estructuras formadas! la madera tiene la "entaja de que puede resistir una mayor  presión, y su fabricación puede ser  realiada por cualquier carpintero.

ASPECTOS EXPERIMENTALES El experimento del sandbox, nos permite reproducir a escala de laboratorio la formación, e"olución y geometría de las estructuras geológicas. El sandbox como tal se compone de cuatro paredes, donde una o dos de ellas pueden ser mó"iles, gracias a esto el sandbox permite recrear mo"imientos tantos compresi"os como extensi"os.  :demás de eso una o dos3 de las paredes

0Tomado de: http://www.rutageologi(a.(l/inde$.ph p option=(om'(ontent&view=arti(le& id=%2&3temid=#&limitstart=4, $plorando y (ono(iendo nuestra tierra, 12 de oviem!re del 2"1#

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Pared m"#l) #a pared mó"il pude ser del mismo material en el que se fabrique la caja, pero se debe tener  en cuenta que el tamaBo de la pared mó"il sea exacto al ancho de la caja para e"itar escapes de arena, además los bordes de las paredes deben ser pulidos y rectos para así facilitar el mo"imiento.

P#3+"n$ el pistón es primordial en el experimento ya que es el que ejerce la fuera de comprensión o extensión, este debe ir unido a la pared mó"il. El pistón más adecuado es uno motoriado, porque con *l se

pude ejercer una fuera constante a una "elocidad constante pero la des"entaja es el costo del mismo. @na prensa de banco de carpinteo tambi*n puede utiliarse como pistón, la "elocidad o el desplaamiento de la pared mó"il estaría definido por las "uelas dadas con la prensa. C se puede realiar  una pistón manual, la cual es unir un palo a la pared mó"il y uno mismo ejercerle la fuera de comprensión, la des"entaja es que no se puede determinar la si la fuera es constante, además se requiere un mayor esfuero para mantener el pistón en una sola posición en el momento de la obser"ación. Dara la construcción de la caja Sandbox, nos reunimos con el ingeniero industrial os*  :ldana DeBa dueBo de una empresa de acrílicos y madera, conocida como =;afordi>3! quien se encargó de modificar el plano inicial y construir el proyecto. 

El sandbox despu*s de haberse consultado y discutido con el ingeniero os* :ldana DeBa se realió en en ;76 =fibra "ulcaniada de densidad media>3 por raones de economía para el proyecto.

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Se utilió una prensa de banco de carpintero para utiliarlo como pistón, el cual es el encargado de generar la fuera de comprensión y extensión de la pared mó"il. #a mejor opción para realiar este experimento es utiliando un pistón motoriado pero por su costo no fue factible la idea de utiliar uno para nuestro experimento.

carpintería, porque este tiene que cruar toda la caja, para marcar el máximo mo"imiento horiontal de la pared. Dor tanto las medidas del sandbox no cambiaron mucho con respecto a la idea inicial y se construyó quedando con unas medidas de 82 cm de largo por 5< cm de ancho y 5< cm de alto. 

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para la realiación de nuestro sandbox se decidió utiliar solo una pared transparente. Dara tal fin se utilió una lámina de acrílico de tamaBo 5< cm x 82 cm, la cual es la medida de la cara más larga de la caja del sandbox, y de 4 mm de grosor, suficientemente gruesa para poder soportar las presiones que habría de soportar cuando se realiara el experimento.  &ambi*n se adicionaron unas "arillas metálicas fijas a lo largo del interior  de la caja y a su "e que atra"esaran la pared mó"il para crear estabilidad en la pared durante el mo"imiento de la misma por consejo del ingeniero os* :ldana quien se encargó de instruirnos en la realiación de los planos y luego se ocupó de la construcción de la misma.

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