Simulaciones de flujos piroclásticos de pequeño volumen con TITAN2D para un futuro laboratorio de modelamiento en la Universidad de Los Andes
Simulaciones de flujos piroclásticos usando el programa Titan2D.
- Autores:
-
Gutiérrez Torres, Camilo Andrés
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/64367
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/64367
- Palabra clave:
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Depósitos piroclásticos y rocas
Simulación
Geociencias
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Charbonnier, S. J., & Gertisser, R. (2009). Numerical simulations of block-and-ash flows using the Titan2D flow model: examples from the 2006 eruption of Merapi Volcano, Java, Indonesia. Bulletin of Volcanology, 71(8), 953-959. https://doi.org/10.1007/s00445-009-0299-1 Murcia, H. F., Sheridan, M. F., Macías, J. L., & Cortés, G. P. (2010). TITAN2D simulations of pyroclastic flows at Cerro Machín Volcano, Colombia: Hazard implications. Journal of South American Earth Sciences, 29(2), 161-170. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jsames.2009.09.00522 Neglia, F., Sulpizio, R., Dioguardi, F., Capra, L., & Sarocchi, D. (2021). Shallow-water models for volcanic granular flows: A review of strengths and weaknesses of TITAN2D and FLO2D numerical codes. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 410, 107146. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.107146 Patra, A. K., Bauer, A. C., Nichita, C. C., Pitman, E. B., Sheridan, M. F., Bursik, M., Rupp, B., Webber, A., Stinton, A. J., Namikawa, L. M., & Renschler, C. S. (2005). Parallel adaptive numerical simulation of dry avalanches over natural terrain. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 139(1), 1-21. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.06.014 Patra, A., Bevilacqua, A., Akhavan-Safaei, A., Pitman, E. B., Bursik, M., & Hyman, D. (2020). Comparative Analysis of the Structures and Outcomes of Geophysical Flow Models and Modeling Assumptions Using Uncertainty Quantification. Frontiers in Earth Science, 8. https://doi.org/10.3389/feart.2020.00275 Procter, J. N., Cronin, S. J., Platz, T., Patra, A., Dalbey, K., Sheridan, M., & Neall, V. (2010). Mapping block-and-ash flow hazards based on Titan 2D simulations: a case study from Mt. Taranaki, NZ. Natural Hazards, 53(3), 483-501. https://doi.org/10.1007/s11069-009-9440-x Sheridan, M. F., Stinton, A. J., Patra, A., Pitman, E. B., Bauer, A., & Nichita, C. C. (2005). Evaluating Titan2D mass-flow model using the 1963 Little Tahoma Peak avalanches, Mount Rainier, Washington. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 139(1), 89-102. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.06.01123 Sieron, K., Ferrés, D., Siebe, C., Constantinescu, R., Capra, L., Connor, C., Connor, L., Groppelli, G., & González Zuccolotto, K. (2019). Ceboruco hazard map: part II-modeling volcanic phenomena and construction of the general hazard map. Natural Hazards: Journal of the International Society for the Prevention and Mitigation of Natural Hazards, 96(2), 893-933. https://doiorg.ezproxy.uniandes.edu.co/10.1007/s11069-019-03577-5 Simakov Nikolay A. and Jones-Ivey, R. L. and A.-S. A. and A. H. and J. M. D. and P. A. K. (2019). Modernizing Titan2D, a Parallel AMR Geophysical Flow Code to Support Multiple Rheologies and Extendability. In G. and A. S. and J. H. Weiland Michèle and Juckeland (Ed.), High Performance Computing (pp. 101-112). Springer International Publishing. Sparks, R. S. J., Wilson, L., & Hulme, G. (1978). Theoretical modeling of the generation, movement, and emplacement of pyroclastic flows by column collapse. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 83(B4), 1727-1739. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/JB083iB04p01727 Scott, A. C., Sparks, R. S. J., Bull, I. D., Knicker, H., & Evershed, R. P. (2008). Temperature proxy data and their significance for the understanding of pyroclastic density currents. Geology, 36(2), 143-146. https://doi.org/10.1130/G24439A.1 Sulpizio, R., Capra, L., Sarocchi, D., Saucedo, R., Gavilanes-Ruiz, J. C., & Varley, N. R. (2010). Predicting the block-and-ash flow inundation areas at Volcán de Colima (Colima, Mexico) based on the present day (February 2010) status. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 193(1), 49-66. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2010.03.00724 Patra, A., 2007. Release 2.0.0, 2007.07.09 Geophysical Mass Flow Group (GMFG). State University of New York at Buffalo, USA. <http://www.gmfg.buffalo.edu/software/titan_userguide.pdf> Vázquez, R., Macías, J. L., Arce, J. L., Cisneros, G., & Saucedo, R. (2019). Numerical simulation of block-and-ash flows for different eruptive scenarios of the Tacaná Volcanic Complex, México-Guatemala. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 373, 36-50. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.01.026 |
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Por lo anterior, lograr simular las zonas inundadas por dichos flujos, intentando reproducir las áreas cartografiadas en campo, permite definir una línea base para modelar representaciones geoespaciales de las áreas que pueden ser impactadas en el futuro (Sieron et al., 2009). En Colombia, el ejercicio de simulaciones se concentra en el Servicio Geológico Colombiano, entidad encargada de generar mapas oficiales de amenaza volcánica en el país. Este proyecto se propone como anclaje académico para aumentar la capacidad instalada en el país para el componente inicial de simulaciones, en busca de fomentar la investigación científica y académica. En la actualidad no existe un laboratorio ni un semillero de modelamiento de peligros volcánicos en la Universidad de Los Andes; en aras de contribuir con estos vacíos, este proyecto plantea la consolidación de una discusión en torno al uso del software Titan2D (Patra et al., 2005; Patra et al., 2010; Simakov et al. 2019), ampliamente utilizado para simular flujos piroclásticos (Capra et al., 2011; Charbonnier et al., 2012; Patra et al., 2005; Procter et al., 2010; Sieron et al., 2009; Sulpizio et al., 2010; Vásquez et al., 2019), para el montaje de dicho laboratorio o semillero. Para enfocar y calibrar los resultados, se tratará un caso de estudio conocido en el Volcán de Colima en México (Neglia et al., 2020) con su respectiva discusión y detalle de la simulación. El objetivo general de este proyecto de grado es documentar el proceso para la simulación de flujos piroclásticos de pequeño volumen (i.e. flujos por colapso de domos típicas de erupciones de Bloque y Ceniza (BAF, siglas en inglés, Block and ash flow) usando el programa Titan2D (Patra et al., 2005; Patra et al., 2010; Simakov et al. 2019), y discutir sobre el uso de este programa, tanto en ventajas como en desventajas, recomendaciones y consideraciones importantes.GeocientíficoPregradoGeociencias24 Páginasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesGeocienciasFacultad de CienciasDepartamento de GeocienciasSimulaciones de flujos piroclásticos de pequeño volumen con TITAN2D para un futuro laboratorio de modelamiento en la Universidad de Los AndesTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTitan2DDepósitos piroclásticos y rocasSimulaciónGeocienciasCapra, L., Manea, V. C., Manea, M., & Norini, G. (2011). The importance of digital elevation model resolution on granular flow simulations: a test case for Colima volcano using TITAN2D computational routine. Natural Hazards, 59(2), 665-680. https://doi.org/10.1007/s11069-011-9788-6Charbonnier, S. J., & Gertisser, R. (2009). Numerical simulations of block-and-ash flows using the Titan2D flow model: examples from the 2006 eruption of Merapi Volcano, Java, Indonesia. Bulletin of Volcanology, 71(8), 953-959. https://doi.org/10.1007/s00445-009-0299-1Murcia, H. F., Sheridan, M. F., Macías, J. L., & Cortés, G. P. (2010). TITAN2D simulations of pyroclastic flows at Cerro Machín Volcano, Colombia: Hazard implications. Journal of South American Earth Sciences, 29(2), 161-170. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jsames.2009.09.00522Neglia, F., Sulpizio, R., Dioguardi, F., Capra, L., & Sarocchi, D. (2021). 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J., Platz, T., Patra, A., Dalbey, K., Sheridan, M., & Neall, V. (2010). Mapping block-and-ash flow hazards based on Titan 2D simulations: a case study from Mt. Taranaki, NZ. Natural Hazards, 53(3), 483-501. https://doi.org/10.1007/s11069-009-9440-xSheridan, M. F., Stinton, A. J., Patra, A., Pitman, E. B., Bauer, A., & Nichita, C. C. (2005). Evaluating Titan2D mass-flow model using the 1963 Little Tahoma Peak avalanches, Mount Rainier, Washington. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 139(1), 89-102. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.06.01123Sieron, K., Ferrés, D., Siebe, C., Constantinescu, R., Capra, L., Connor, C., Connor, L., Groppelli, G., & González Zuccolotto, K. (2019). Ceboruco hazard map: part II-modeling volcanic phenomena and construction of the general hazard map. 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