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Hidrologia
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TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN SUSPENSION
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
Los grandes desarrollos hidroenergticos que se prograan en el
pa!s" as! coo lasestructuras hidr#ulicas que ha$ que construir en
el inediato %uturo" e&igen unae'aluaci(n pre'ia de su
%acti)ilidad tcnica $ econ(ica" dadas las grandes suas dedinero que
ha$ que in'ertir en ellas" a #s del car#cter de endeudaiento
e&terno queestas in'ersiones conlle'an*
+on )ase en esta e&igencia" el an#lisis del TRANSPORTE DE
SEDIMENTOS de los r!os $ho$as hidrol(gicas" ha adquirido una
iportancia capital" pues deterina la ,'idaecon(ica de las
o)ras-*
El transporte de sedientos es un %en(eno cople.o que responde a
dos
%unciones" una que representa las caracter!sticas de la ho$a $
otra las del r!o/una de las %unciones indica la cantidad"
naturale0a $ propiedades %!sicas de losateriales disponi)les para
el transporte" $ la otra" la capacidad del sisteahidr#ulico para
hacerlo*
Esta cople.idad hace que el pro)lea del transporte de sedientos
seaiposi)le de resol'er por la aplicaci(n siple de la teor!a de la
ec#nica de los1uidos*
La presencia de part!culas en el 1u.o altera el coportaiento
hidr#ulicouchas 'eces oti'ado por la presencia de eleentos
arti2ciales" coo sonapo$os de puentes o estructuras hidr#ulicas"
3ue hacen que se ropa el
equili)rio del 1u.o*
DEFINICION
Los sedientos que transporta una corriente de agua son
consecuencia naturalde la degradaci(n del suelo" puesto que el
aterial procedente de la erosi(nllega a las corrientes a tra's de
tri)utarios enores" por la capacidad quetiene la corriente de agua
para transportar s(lidos" ta)in por o'iientosen asa" o sea"
desprendiientos" desli0aientos $ otros*
En un punto cualquiera del r!o" el aterial que 'iene de aguas
arri)a puedeseguir siendo arrastrado por la corriente $ cuando no
ha$ su2ciente capacidadde transporte este se acuula dando lugar a
los llaados dep(sitos desedientos*
Las corrientes 1u'iales %oran $ a.ustan sus propios cauces" la
carga desedientos a transportar $ la capacidad de transporte
tienden a alcan0ar unequili)rio* +uando un trao del r!o consigue el
equili)rio" se considera que hao)tenido su per2l de equili)rio* Sin
e)argo" puede ser acepta)le que e&istantraos o sectores de un
r!o que hallan alcan0ado su equili)rio" aunque estnseparados por
traos que no tengan este equili)rio*
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EI transporte de sedientos esta ligado con la hidrodin#ica de
loscanales a)iertos* La introducci(n de part!culas dentro del 1u.o
altera elcoportaiento hidr#ulico* Se puede decir que los sedientos
que%oran el lecho pueden adoptar uchas %oras entre las que se
puedenencionar las dunas" las ri0aduras o super2cies planas 45igura
67/ esto
depende del proceso de transporte*
+uando el es%uer0o de arranque que el agua e.erce so)re el lecho
constituidopor sedientos es su2cienteente %uerte para reo'er una
capa de part!culas"estas no se desprenden inde2nidaente sino que
pueden adquirir un estado deequili)rio despus de ponerse en
o'iiento algunas capas anteriores* Seg8nR*A* 9agnold las part!culas
transportadas a:aden una %uer0a nue'a" noral allecho" que antiene
las part!culas del lecho e&puestas contra la tracci(n quese
e.erce por la e0cla de agua $ sedientos*
El estudio de los tipos de %ondo es iportante por su papel en la
rugosidad dellecho" transporte de sedientos" par#etros de 1u.o"
soca'aci(n $
sedientaci(n*
Figura 1
FORMAS DE TRANSPORTE DEL SEDIMENTO EN UNA CORRIENTEEl lecho de
una corriente natural que transporta aterial" est# copuesto
porgranos sueltos* Las corrientes transportan aterial en 'arias
%oras/ siendo la#s siple aquella en que las part!culas se desli0an
o ruedan*
El rodaiento ocurre cuando las part!culas est#n en continuo
contacto con ellecho/ es por esto" que no tienen una gran
iportancia* Si el lecho no esuni%ore" las part!culas generalente no
se antienen en contacto continuosino que saltan/ la intensidad de
los saltos auenta con los ca)ios de
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'elocidad de la corriente $ la part!cula es atrapada por la
corriente ascendente/esto puede ser prolongado*
Todos los tipos de o'iiento que tienen las part!culas se inician
cuandolas %uer0as de arrastre son a$ores que las
%uer0asesta)ili0antes/ las%uer0as que tienden a o'er oarrastrar los
sedientos son; la presi(n
hidrodin#ica" la sustentaci(n $ las %uer0as de 'iscosidad del
1u.o* Las%uer0as que o%recen resistencia a la acci(n de o'iiento
est#nrelacionadas con; el taa:o del grano $ la distri)uci(n de los
granos quee&isten en el %ondo* Las %uer0as que resisten el
o'iiento para lossedientos de a$or taa:o" tales coo gra'as $arenas
es el peso dela part!cula ientras que para los 2nos son las %uer0as
cohesi'as* Laspart!culas gruesas tienen un o'iiento en %ora
indi'idual ientrasque los 2nos tienen un o'iiento en grupos*
La iniciaci(n del o'iiento es un proceso e'entual* Se rige
entoncespor la pro)a)ilidad de que una part!cula se ue'e )a.o la
in1uencia delas corrientes tur)ulentas" es por esto" que dar una
de2nici(n e&acta de
o'iiento seria iposi)le" por lo que en los procesos de arrastre
noha$ una condici(n cr!tica que genere un coien0o )rusco" en
eloento en que la condici(n cr!tica es alcan0ada* La representaci(n
delo'iiento de las part!culas se puede 'er en la 2gura
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Figura 2CIASIFICACIN DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS SEGNMECANISMO
Y SEGN ORIGEN
De acuerdo con el ecaniso de transporte pueden ser distinguidas
dos%oras:
a. Carga de lecho:
Mo'iiento de part!culas en contacto con el lecho" las cuales
ruedan" sedesli0an o saltan*
b. Carga en !"en#$n:
Mo'iiento de part!culas en el agua* La tendencia de asentaiento
dela part!cula es continuaente copensada por la acci(n di%usi'a
delcapo de 1u.o tur)ulento*
De acuerdo con el origen del aterial de transporte" se hace la
siguientedistinci(n;
a% Tran"or&e de 'a&er#al de (ondo:
Este transporte tiene su origen en el lecho* Esto signi2ca que
el transporte esdeterinado por las condiciones del lecho $ del
caudal 4puede consistir encarga de %ondo $ en carga de
suspensi(n7*
)%Carga de la*ado:
Transporte de part!culas nulo o en u$ peque:as cantidades en el
lechodel r!o* El aterial es suinistrado por %uentes e&ternas
4erosi(n7 $ nodepende directaente de las condiciones locales
e&istentes 4puedesolaente ser transportado coo carga en
suspensi(n/ generalenteaterial 2no enor de => 7*
MEDIDAS DE CONCENTRACIN DE SEDIMENTOS
M!e&readore de ed#'en&o en !"en#$n
Estos uestreadores de)en tener %oras aerodin#icas para causar
el!nio distur)io a la corriente* De)en retener una uestra
que"posteriorente" secada en un calcinador de el peso del
sedientoretenido* Una 'e0 conocida el 'oluen de la uestra" se
calcula laconcentraci(n" por e.eplo en graos por litro*
Muestreadores utili0adosson el US P?@6 $ el US Dh=B 45igura C7*
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M!e&readore de ed#'en&o de"o#&ado en el lecho de lo
r+oSeg8n Linsle$ no ha$ ning8n uestreador de sediento de lecho
enteraente satis%actorio* E&iste un uestreador que opera por
di%erencia depresiones* En ese uestreador la entrada de agua
consiste inicialenteen un estrechaiento con su)siguiente
e&pansi(n que causa una
disinuci(n de presi(n $" posteriorente" disinuci(n de 'elocidad
locual %acilita la retenci(n del sediento*
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Figura 3
Med#da de la carga &o&al de ed#'en&o "or el#'#nac#$n
del ed#'en&odel lecho
+uando el sediento transportado en el lecho $ en suspensi(n
searelati'aente 2no" un 'ertedero que cause )astante tur)ulencia
puedeser usado para ele'ar toda la carga de sediento del lecho en
lacorriente* Se ide" entonces" la concentraci(n del sediento
ensuspensi(n aguas arri)a $ aguas a)a.o del 'ertedero* La
di%erencia" ser#la edida de la cantidad de sediento del lecho* Este
todo esaplica)le principalente a corrientes peque:as de agua*
CAPACIDAD DE LAS CORRIENTES NATURALES PARATRANSPORTAR
SEDIMENTOS.
Existen !s "r!#ei$ient!s "ara eter$inar #ua% es %a#a"a#ia
&ue tienen %as #!rrientes natura%es "ara trans"!rtar%!s
sei$ent!s e '!n! ( en sus"ensi)n. Un! es e% $*t!!ana%+ti#! "!r $ei!
e ')r$u%as e$"+ri#as ( !tr! e% e$ei#i!nes #!n a"arat!s
n!r$a%i,a!s.
Las ')r$u%as e$"+ri#as "er$iten #a%#u%ar %as #a"a#iaes$-xi$as e
trans"!rte si %as #!rrientes tuieran su/#ientessei$ent!s
is"!nib%es. Tienen $u#0as %i$ita#i!nes "!r&ue "!r
%! genera% %as ')r$u%as s!n esarr!%%aas en #!ni#i!nes
e%ab!rat!ri!. Dese e% "unt! e ista ana%+ti#! %as ')r$u%ase$"+ri#as
"ara #-%#u%! e #arga e '!n! 0an teni! unesarr!%%! $-s #!$"%et!
&ue %as e sei$ent!s en sus"ensi)n.Sin e$barg! %!s resu%ta!s
"r-#ti#!s siguen sien! in#iert!s.
L!s $ei!res n!r$a%i,a!s e sei$ent!s en sus"ensi)n "ararea%i,ar
a'!r!s s)%i!s s!n a$"%ia$ente uti%i,a!s en e% $un! (su #!n/abi%ia
es ae#uaa "ara !btener in'!r$a#i)na#e"tab%e en estui!s
0ir!$*tri#!s. N! se 0a teni! %a $is$a
'!rtuna #!n %!s $ei!res e #arga e '!n! ( "!r esta ra,)n ese us!
#!rriente $eir s!%a$ente %!s sei$ent!s en sus"ensi)n( asignar a %a
#arga e '!n! un "!r#entae e %! &ue se !btu!en sus"ensi)n.
ANALISIS DE LA CARA EN SUSPENSION.
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A#e"tan! &ue %a #arga en sus"ensi)n es a%i$entaa "!r
%aer!si)n "%uia% en %a #uen#a surge %a i/#u%ta e esti$ar
&u*!%u$en e sei$ent!s trans"!rta rea%$ente e% ri! ensus"ensi)n
( &u* !#urre #!n %!s sei$ent!s &ue e% ri! n!a#arrea.
La #a"a#ia e un ri! "ara trans"!rtar sei$ent!s ensus"ensi)n
e"ene e %as 'uer,as e sustenta#i)n &ue segeneran #!$!
#!$"!nentes erti#a%es e %a e%!#ia e% 4u!.La $agnitu e estas 'uer,as
e sustenta#i)n e"ene e %a$agnitu e %a e%!#ia e 4u! ( "!r tant! e%
#aua%.Mientras %a #!$"!nente erti#a% &ue s!stiene una "arti#u%a
esei$ent! sea $a(!r &ue e% "es! e esta %a "arti#u%a se$antiene
en sus"ensi)n5 e esta '!r$a e% #aua% #%asi/#a %as
"art+#u%as &ue e% ri! "uee trans"!rtar tant! en ta$a6!
#!$!en n7$er!.
Cuan! se "resenta una #re#iente %a #a"a#ia e trans"!rtee% ri!
au$enta "er! e% tran"!rte rea% e"ene e %a ura#i)ne %a es#!rrent+a
su"er/#ia% ire#ta e% -rea !ne se 0a(a"r!u#i! e% agua#er! #ausante e
%a #re#iente ( e %as#ara#ter+sti#as e% sei$ent! &ue a%#an#e a
%%egar 0asta e% ri!.Est! i$"%i#a &ue %a #arga en sus"ensi)n n!
es 'un#i)n 7ni#a e%#aua% sin! &ue e"ene ae$-s e %a er!si)n
"%uia% en %a
#uen#a.
A $eia &ue e% #aua% is$inu(e en e% ri! ta$bi*n is$inu(esu
#a"a#ia e trans"!rte5 est! 0a#e &ue %as "art+#u%as &ue n!se
"ueen s!stener en sus"ensi)n se sei$enten.P!steri!r$ente #uan! %as
e%!#iaes se in#re$enten "!rau$ent! e% #aua% "arte e est!s sei$ent!s
ser-n "uest!s
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en esta! e sa%ta#i)n te$"!ra% ( a%gun!s e e%%!s !%er-n a'!r$ar
"arte e %a #arga en sus"ensi)n.
C!$! se a"re#ia "!r %!s anteri!res #!$entari!s %a tarea eesti$ar
ana%+ti#a$ente %a #arga e sei$ent!s en sus"ensi)n
#!n una a"r!xi$a#i)n ra,!nab%e n! es '-#i%.
A#tua%$ente %a $e!r $anera &ue existe "ara eter$inar %a#arga
rea% en sus"ensi)n #!nsiste en %a $ei#i)n e esa #argauti%i,an!
$ei!res n!r$a%i,a!s. L!s "r!#ei$ient!s e t!$ae at!s ( "r!#esa$ient!
e %!s $is$!s tr!"ie,an sin e$barg!#!n una serie e in#!nenentes
eria!s e %assi$"%i/#a#i!nes &ue eben 0a#erse "ara &ue e%
$*t!! resu%te"r-#ti#!.
Dentr! e esas si$"%i/#a#i!nes est- "!r ee$"%! %a e
su"!ner&ue existe una re%a#i)n 7ni#a entre %!s #aua%es
%+&ui! ( s)%i!%! #ua% es #iert! s!%a$ente en #!ntaas !#asi!nes.
L!s "ares e"unt!s &ue se !btienen a "artir e series e a'!r!s
%+&ui!s (s)%i!s si$u%t-ne!s "resentan sie$"re una gran
is"ersi)na%ree!r e %as #uras te!ri#as e auste &ue se #a%#u%an
"!r$*t!!s nu$*ri#!s. Para "!er ex"%i#ar %a #ausa e esais"ersi)n es
ne#esari! tener en #uenta !tras ariab%es &ue seerian e %!s
"r!#es!s er!si!s en %a #uen#a ( e% regi$en e
trans"!rte e% ri! %! #ua% i$"%i#a ne#esaria$ente %ainestiga#i)n
"unt! "!r "unt! e %a "r!#een#ia e %!s#aua%es s)%i!s $ei!s.
A "esar e sus e/#ien#ias e% $*t!! e $ei#i)n ire#ta es e%$-s
a#e"ta! "ara esti$ar %a #arga en sus"ensi)n ( "arae%ab!rar %as
#uras e ura#i)n e% #aua% s)%i!.Desa'!rtunaa$ente s!n "!#!s %!s r+!s
en %!s #ua%es see'e#t7an estas $ei#i!nes en '!r$a siste$-ti#a.
trans"!rte e sei$ent!s
En el (dulo de tranporte de sedientos se resuel'en las
ecuaciones detransporte por carga de %ondo $ por carga en
suspensi(n* Teniendo en cuentaa)os odos de transporte se calcula la
e'oluci(n de la cota del %ondo de)ido a
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procesos de sedientaci(n $ erosi(n ediante la ecuaci(n de
E&ner* En la 'ersi(nactual 8nicaente se consideran
granuloetr!as uni%ores* En 'ersionesposteriores se incorporar#n
%orulaciones espec!2cas para e0clas de sediento*
Trans"!rte e sei$ent! "!r #arga e '!n!El caudal s(lido de %ondo
se calcula ediante %orulaciones ep!ricas en %unci(nde la tensi(n de
%ondo* El (dulo de transporte de sedientos por carga de
%ondoinclu$e las siguientes caracter!sticas;
U)ral de o'iiento de Shields
5orulaciones para caudal s(lido de %ondo
o Me$er PeterMuller con correcci(n de ongParer 4DF7
o Gan Ri.n 4DF>*
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Trino de deposici(n resuspensi(n
+#lculo de la concentraci(n de sediento en suspensi(n
seg8n%orulaciones de;
o Gan Ri.n
o Sith
o Harc!a
+#lculo de la 'elocidad de sedientaci(n de las part!culas
seg8n%orulaci(n de 'an Ri.n
+ondici(n de contorno de concentraci(n SS 'aria)le en tiepo
E% trans"!rte
5oras de transporte de ateriales enun r!o*
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El transporte es el despla0aiento de los %ragentos erosionados
aotras 0onas por edio de corrientes de agua" 'iento" etc*
Durante el transporte" estos %ragentos se siguen erosionando* Si
elrecorrido es corto" los %ragentos transportados ser#n angulosos*
Por el
contrario" si el recorrido es largo" los %ragentos
aparecer#nredondeados por los distintos e%ectos erosi'os" que han
actuado durante#s tiepo*
El transporte de los ateriales se puede producir de %oras
di%erentes*
5lotaci(n* En el agua" los ateriales enos densos que ella
sontransportados por la super2cie sin hundirse*
Disoluci(n* En el agua" algunos ateriales 'ia.an disueltos*
Suspensi(n* Los ateriales #s 2nos 4coo las arcillas7 no
'andisueltos" sino que se despla0an dentro de la asa del 1uido"
seaaire o agua*
Saltaci(n* Los ateriales se despla0an dando saltos epu.adospor
el agua o por el 'iento*
Rodadura* Los ateriales ruedan epu.ados por el agua o el'iento*
Por e.eplo" las part!culas es%ricas pueden despla0arsedando 'ueltas
so)re s! isas*
Reptaci(n* El 'iento o el agua epu.an los
ateriales"arrastr#ndolos por el suelo o por el %ondo del r!o o del
ar*
http://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.pnghttp://ve.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Formas%20de%20transporte%20de%20materiales%20en%20un%20r%C3%ADo.&url=/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_101.Ees.LCO.png
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Trans"!rte e Sei$ent!s %a#iares
Los sedientos glaciares reci)en el no)re de Tillo Tillita $ las
or%olog!as
que de.an son morrenas4de las que e&isten 'arios tipos seg8n
coo se
ha$an ido depositando7*
Los tipos de derru)ios glaciares de tillita son;
Derru)ios Supraglaciares 4Transporte pasi'o7*
Derru)ios Endoglaciares 4Transporte pasi'o7*
Derru)ios Su)glaciares 4Transporte acti'o7*
+uando en la orrena %rontal se e0clan todos los tills
transportados por el
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glaciar" podeos di%erenciar un 'oluen de ateriales transportado
en el
%ondo $ el 'oluen de aterial transportado en super2cie*
M!e%a!s Sei$entari!s %a#iares
El odelado sedientario glaciar #s iportante es la morrena* En
%unci(nde donde encontreos la orrena podeos descri)ir el a'ance del
glaciar/las orrenas se clasi2can en; 5RONTALES" LATERALES"
+ENTRALES JSU9HLA+IARES 4o de %ondo7*
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MODELO DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DE +ARHA DE 5ONDO EN+AU+ES
5LUGIALES
5rancisco Pa)lo Harc!a Hutirre0*
Ingeniero +i'il 4Konores7* Uni'* de Lancaster
4Inglaterra7"Master o% Science en Ing* Kidr#ulica* Uni'* de
Necastle upon T$ne 4Inglaterra7Doctor Ingeniero de +ainos" +anales
$ Puertos* Uni'* de Galencia 4Espa:a7Acadico de N8ero de la Acadeia
Nacional de +iencias de 9oli'ia*+atedr#tico de Kidrolog!a e
In'estigador*Uni'ersidad Aut(noa Ha)riel Rene Moreno*Santa +ru0
9oli'ia" ulio del >B
DIRECCI8N;PO 9O Q66Tel%ono; 4=B6C7C=C@Qeail;
%rancisco*garcia)olinter*co
%ranciscogarciacotas*co*)oSANTA +RU 9OLIGIA
A9STRACTO:RESUMEN
Se presenta un odelo paracuanti2car el transporte desedientos de
%ondo de aterialdel lecho en cauces 1u'iales*Dicho odelo est#
)asado en losprincipios din#icos del
o'iiento de part!culas tantoes%eroides coo de sedientosnaturales
en lechos de caucesalu'iales" e inclu$e dos'ariaciones sustanciales
en ladeterinaci(n de la din#ica deltransporte de sedientos*
Lapriera es el esta)leciiento delas condiciones cr!ticas o u)raldel
o'iiento de part!culas enlechos de cauces alu'iales apartir de
odi2caciones a larelaci(n e&istente de Shields"inclu$endo el
e%ecto de lasustentaci(n de la part!cula en laisa" lo
que ha dado a unanue'a relaci(n parala deterinaci(n deles%uer0o
cortantecr!tico/ $ por otrolado" se han
introducidorelaciones queperiten lae'aluaci(n $cuanti2caci(n de
lasustentaci(n $so)re todo su e%ectoen las part!culaspresentes en
ellechocoo %uer0aque act8a en ladirecci(n 'ertical $noral al plano
dedespla0aiento delas part!culas en ellecho" en con.unci(ncon las
coponentes
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de resistencia al 1u.o$ la gra'edad* Se hacopro)ado la)ondad de
la
encionadaecuaci(n porcoparaci(n con los'alores que
danecuacionesdeterinadas porautores cle)res*
PALA9RAS CLA;ES
KIDRAVLI+A 5LUGIAL" TRANSPORTE DESEDIMENTOS
6* ANTE+EDENTES J HENERALIDADES SO9RE EL TRANSPORTE
DESEDIMENTOS
El o'iiento de las part!culas se de)e a la acci(n que e.erce el
1u.o so)re ellas" atra's de las %uer0as norales $ de corte*
9ien se sa)e que los sedientos se ue'en en cauces alu'iales
seg8n dosecanisos/
Transporte de %ondo*
Transporte en suspensi(n*
El transporte de %ondo se caracteri0a" por e%ectuarse con las
part!culas en continuo e!ntio contacto con el lecho granular* Se da
en general paWra las part!culas dea$or taa:o" en las que el peso
so)repasa a las %uer0as del escurriiento* Elo'iiento se eW%ect8a
por la acci(n de %uer0as de arrastre" que son
pre%erenteente en la direcci(n del escurriiento* Este o'iiento
se caracteri0apor ser interitente/ es decir" que las part!culas se
ue'en $ se detienencontinuaente* Los per!odos de reposo son en
general ucho a$ores que los deo'iiento* Sin eW)argo" a edida que
auenta la capacidad de arrastre del1u.o" estos per!odos de reposo
se 'an haciendo cada 'e0 enores" tendindosepaulatinaente hacia una
uni%oraci(n del arrastre s(lido*
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El transporte en suspensi(n* se caracteri0a por %orar parte del
1u.o l!quido" $suspendido en este a partir de cierto ni'el por
encia del lecho acti'o hasta lasuper%!cie li)re* Este se d# en
cont!nuo interca)io de asa tur)ulento*
Ade#s" ha$ que di%erenciar estos ecanisos de transporte seg8n el
origen delaterial" )ien sea este de aterial del lecho o de la'ado"
siendo este 8ltio"aterial u$ 2no que no es del lecho" $ que ingresa
al sistea 1u'ial aguas arri)adel punto en consideraci(n $ pro'iene
de aportes de la cuenca*
En el transporte de %ondo que corresponde a aterial del lecho" o
as )ien altransporte de carga de %ondo se de)en di%erenciar los
siguientes odos detransporte;
Desli0ante o res)alante*
Rodante*Saltante*
El o'iiento rodante consiste en el a'ance de las part!culas por
edio de unarotaci(n en torno a un punto de contacto" generado por
un torque local*
I%ustra#i)n 1. Mo'iiento Rodante*
El o'iiento res)alante ocurre cuando las part!culas se
encuentran apo$adasso)re una super2cie su2Wcienteente plana de odo
que no e&iste un punto deapo$o en torno al cual rotar*
I%ustra#i)n 2. Mo'iiento Desli0ante o res)alante*
El tercer tipo corresponde a lo que se denoina ,transporte de
saltaci(nX/ aqu! laspart!culas son ele'aWdas desde el lecho por el
1u.o traducindose ello en saltosinteritentes que alcan0an alturas
de unos pocos di#etros de part!cula* Es unodo de transporte que se
da ta)in en 1u.os gaseosos o de aire/ se o)ser'a
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%recuenteente en el o'iiento de seWdiento inducido ediante la
acci(n del'iento 4transporte e(lico7*
I%ustra#i)n 3. Mo'iiento Saltante*
Di'ersos han sido los autores $" consecuenteente las teor!as e
hip(tesis )a.o lascuales se han dado innuera)les relaciones para
poder cuanti2car el transporte desedientos por el ecaniso de
transporte de %ondo* So)re todo" porque este es elecaniso que se d#
en ateriales que coponen el lecho de caracter!sticas
gruesas $ que generalente" pero no e&clusi'aente" se
despla0an ediante dichoecaniso*
Se tiene antecedentes desde Du)o$s 46B7 hasta Shields 46BC@7
cu$as %orulasest#n )asadas en los es%uer0os de corte tangenciales
so)re el lecho" hasta la cle)rerelaci(n de Me$erPeterMuller 46BQ7"
en la cual se hace $a re%erencia a la di%erenciade la resistencia
al 1u.o de)ida a la part!culas que coponen el lecho de
laresistencia total" $ propone una relaci(n de car#cter din#ico" $a
que equili)ra elpeso suergido de las part!culas con relaci(n al
es%uer0o de corte que se producepor la resistencia de la part!cula
$ el es%uer0o de corte que d# el u)ral deo'iiento/ es decir" al
es%uer0o residual disponi)le para que la part!cula se ue'a
4coo di%erencia entre el es%uer0o de corte total $ el necesario
para que la part!culaentre en o'iiento7*
Kans A* Einstein 4hi.o del cle)re %!sico $ ate#tico7 en 6BQ<
plantea un odelo en)ase a las pro)a)ilidades de que las part!culas
que coponen el lecho se pongan eno'iiento $ se desplacen" $ su
tra)a.o %ue posteriorente odi2cado por Rouse"9o$er $ Laursen en un
capitulo descrito por 9ron en 6B=>" dando lugar a la
%oruladenoinada de Einstein9ron* Esta eplea dos par#etros
adiensionales" coolos %undaentales en la descripci(n del o'iiento
de part!culas en el lecho $ utili0a$a los conceptos de 'elocidad de
asentaiento de las part!culas* En su %oraoriginal se aparta de los
conceptos de es%uer0o cortante cr!tico*
En 6B> Ashida Y Michiue" esta)lecieron una sencilla relaci(n
en )ase a es%uer0os decorte $ al di#etro ediano" aunque puede
utili0arse para e0clas* Esta %uecali)rada en un sinn8ero de r!os de
ap(n $ los Estados Unidos con datos de caucesnaturales $ de
la)oratorio*
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las siguientes 'aria)les $ par#etros" que inter'ienen en el
proceso;
A)F Ara del lecho su.eta al es%uer0o del 1u.o en sentido del
1u.o principal" esdecir" en sentido paralelo al %lu.o F 9 bL*
9 F Ancho de la secci(n*
bL F Longitud del #rea e&puesta al %lu.o en sentido paralelo
al %lu.o*
U)s F Gelocidad del 1u.o a ni'el de part!cula en el
lecho*4Ilust* Q $ =7
^F A)*
F Peso suergido de las part!culas*
I%ustra#i)n
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requeridas" es decir" Gps $ ^*
Para llo se utili0ar# el odelo de transporte de sedientos
reali0ado por el autordel presente tra)a.o $ la ecuaci(n din#ica de
o'iiento de sedientos en cauces
1u'iales [. Esquea de %uer0as que act8an so)re part!culas en
lecho1u'iales $ sistea de coordenadas cur'il!neo ortogonal sn0*
5uente; 5*P* HarciaHutirre0 [
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5r F 5uer0as resisti'as F %4 "5l"7/
F coe%* de %ricci(n din#ico entre las part!culas del lecho que
seue'en $ las que peranecen en el lecho*
F Es%uer0o de corte en el lecho" con direcci(n ,d del e.e s-
5c F 5uer0a centri%uga*
El sistea coordenado cur'il!neo ortogonal" que se sit8a so)re el
lecho" se de2necoo sigue;
,s- +ur'il!nea en l!nea central del canal principal*,n-
Perpendicular a ,s- $ ,0-,0- Perpendicular a ,s- $ ,n-
La ecuaci(n seg8n Harc!a Hutirre0 [
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Anal!ticaente el coponente de las 5uer0as resisti'as" est# dado
por la siguienterelaci(n" que corresponde al encionado trino de la
derecha de la ecuaci(n 4C7;
Donde;
Fs F +oponente de la %uer0as de arrastre en direcci(n ,s-*
@ ? F Es la resistencia de)ida al peso suergido de las
part!culas*
r 5ds F Es la resistencia de)ida al coponente de sustentaci(n
4elcoponente se considera positi'o hacia arri)a7*
r F +oe2ciente que relaciona los coe2cientes de arrastre 4+d7 $
de
sustentaci(n 4+l7*F +oe2ciente de %ricci(n din#ico de +oulo)*
Heneralente se deterina
e&perientalente* Este depende de las propiedades de las
part!culas $ de suo'iiento" $ del 1uido en el cual se
despla0an*
La relaci(n 4C7 est# e&presada en trinos de las %uer0as que
act8an so)re laspart!culas/ sin e)argo" $ coo quiera que se precisa
tener e&presiones en %unci(ndel #rea e%ecti'a del lecho so)re
la cu#l act8a el 1u.o 4A)7" al di'idir la relaci(n 4C7por dicha
Area se tiene la relaci(n en %unci(n de los es%uer0os o
tensiones4e&presados coo %uer0as di'ididas entre las #reas que
act8an7* As! la ecuaci(n 4C7"
queda escrita en la siguiente %ora;
Donde;
oF Es%uer0o de corte que e.erce el 1uido so)re el #rea del
lecho* Este secorresponde con el 'alor de 5dsA)*
Tr F Es%uer0o o Resistencia de corte de)ido al o'iiento de las
part!culas*Este es %unci(n de las %uer0as resisti'as que est#n
copuestas por los coponentes
del Peso suergido $ de las %uer0as de sustentaci(n 5l en sentido
del 1u.o* Este secorresponde con las %uer0as resisti'as ,5r- de la
relaci(n 4C7 $ 4Q7*
Tl F Es el es%uer0o residual que soporta el lecho in('il $ es
igual al es%uer0ode corte en el u)ral del inicio de o'iiento" es
decir la tensi(n de corte cr!tica enel lecho 4c7*
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^F A) F Es el peso suergido por unidad de #rea del lecho*
^Tan F +oponente del peso suergido por unidad de #rea del lecho
ensentido de la direcci(n ,s-*
Tan F Pendiente del lecho* +oo generalente este 'alor es
peque:o" puedeo)'iarse*
5inalente" con las relaciones en la %ora de la ec* 4C7 o 4=7" se
est# en posici(n depoder deterinar las 'aria)les necesarias para
copletar el an#lisis*
Q*6* Peso suergido por unidad de #rea del lecho 4^7*
Inclu$endo la relaci(n dada por 4Q7 $ la e&presi(n para la
Tensi(n residual" en larelaci(n 4=7" esta 2nalente queda en la
siguiente %ora;
Operando para o)tener ^" se tiene;
Donde;
^ F Peso suergido de la part!cula por unidad de #rea del lecho*
F Peso suergido de la part!cula* F Es%uer0o de corte que e.erce el
1uido so)re el #rea del lecho*F Es%uer0o de corte cr!tico que
e.erce el 1uido so)re el #rea del lecho" $ que
es el necesario para el inicio del o'iiento de las
part!culas*
El 'alor del peso suergido ,- de la part!cula" asuiendo que
estas sean es%ricasest# dado por;
Donde;
F Peso suergido de la part!cula*F Densidad de 1uido*F Densidad
de la part!cula*F Aceleraci(n de la gra'edad*
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F Di#etro de la part!cula*
El 'alor de b" representa la gra'edad espec!%ica de los
sedientos $ est# dada por;
O)ser'e el lector que si n! se t!$a en #uenta e% e'e#t! e %a
sustenta#i)n e%a "art+#u%a" la relaci(n 47 dar!a 'alores enores o
a$ores del `rea unitaria ,^-4Ger apartado Q*
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+oo quiera que este 8ltio an#lisis" aparte de incluir las
teor!as encionadas"toa en cuenta ediciones propias para las
condiciones encionadas" llegando as!a esta)lecer relaciones
anal!ticas de e.or a.uste" es que se inclu$e dentro de esteestudio
coo uno de los #s conclu$entes en el tea $ de #s actualidad* As!
pues
las relaciones propuestas por aes en 6BB> son las que
siguen;Para sei$ent!s natura%es
Para es'eras s!%as en %e#0! e es'eras
De acuerdo a aes" la arcada di%erencia entre estas %unciones
para el n8ero deRe$nolds en la regi(n de transici(n indican la alta
sensi)ilidad del odelo conrespecto a la estiaci(n de la %uer0a de
sustentaci(n* Esta sensi)ilidad en%ati0a elpo)re entendiiento que
se tiene del %en(eno de Xini#ia#i)n e% $!i$ient! e"art+#u%as ( su
in#!r"!ra#i)n a% 4u!- 4XentrainentX en la literatura Anglosa.ona7
en la 0ona de transici(n*
Se de)e o)ser'ar que el 'alor de ,r-" toa 'alores negati'os
hasta llegar a la 0onade transici(n de rugosidad $ que"
consecuenteente act8a en la isa direcci(n
que el peso suergido" por lo tanto" auenta la resistencia* Por
otra parte" $ a partirdel inicio de la 0ona tur)ulenta" este act8a
en direcci(n hacia arri)a opuesta al pesosuergido $ disinu$e el
'alor del coponente de las %uer0as resisti'as*
El hecho que se aca)a de encionar es de sua iportancia $a que el
e%ecto de lasustentaci(n ha sido ignorado por uchos autores $ este
deuestra que laresistencia es a$or hasta la 0ona de transici(n" $
por lo tanto el es%uer0o que de)ee.ercer el 1u.o para iniciar el
o'iiento de la part!cula 4es%uer0o de corte cr!tico7ser# a$or que
en el caso en que la sustentaci(n no se toe en cuenta* De
anerasiilar" a partir del inicio de la 0ona tur)ulenta la %uer0a de
resistencia ser# enor ala que se deri'a si no se toa en cuenta la
sustentaci(n $ en consecuencia el
es%uer0o de corte cr!tico ser# enor en estas condiciones*
Es rele'ante hacer notar que la con2guraci(n de las part!culas
en el lecho" )ien seansedientos naturales o part!culas es%ricas" es
iportante en el oento de e'aluarlas 'aria)les sedientol(gicas*
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Q*C* Tensi(n de corte cr!tica 4 c7*
Es iportante introducir la relaci(n que )asada en la ecuaci(n
4C7 lle'a aesta)lecer el 'alor del es%uer0o de corte que e.erce el
1u.o so)re las part!culas del
lecho que produce el inicio del o'iiento/ dicho es%uer0o de
corte reci)e el no)rede cr!tico*
Dicha relaci(n es la siguiente;
Donde;
c F Tensi(n de corte cr!tica adiensional* 4Re%* Tensi(n de corte
cr!tica de Shields7*
r F +oe2ciente que relaciona los coe2cientes de arrastre 4+d7 $
de sustentaci(n 4+l7*F +oe2ciente de %ricci(n din#ico de +oulo)*
Heneralente se deterina e&perientalente* Este depende de las
propiedades de las part!culas $ de suo'iiento" $ del 1uido en el
cual se despla0an*c F 4U)sU77 es clara en cuanto a la inclusi(n del
coponente de sustentaci(n $su iportancia en la e'aluaci(n del
proceso* Si este no se inclu$e" el denoinadorde 46>7 ser!a enor"
con lo que se tendr!a un 'alor a$or del es%uer0o cr!ticonecesario
para el inicio del o'iiento de las part!culas*
Para aclarar la situaci(n en lo que se re2ere a la inclusi(n de
la sustentaci(n en lae'aluaci(n del es%uer0o de corte cr!tico" se
inclu$en las gr#2cas 6 $ < donde seaprecia de %ora coparati'a
los es%uer0os de corte cr!ticos ,adiensionales- dados
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por Shields" con aqullos que pro'ienen de la aplicaci(n de las
relaciones 46>7 $ 4667con sustentaci(n 4Li%t7 $ sin sustentaci(n
4noli%t7/ para los dos casos" es decir parapart!culas de sedientos
naturales $ es%eroides*
r-/#a 1. Tensiones de corte cr!ticas adiensionales para
es%eroides seg8nShields" $ seg8n HarciaHutierre0 con $ sin
sustentaci(n [
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4Gps7 en direcci(n principal del 1u.o/ esta est# dada por ;
Donde;
F Gelocidad de 1u.o cercana al lecho* F Gelocidad de la
part!cula en el lecho*
F Tensi(n de corte adiensional de Shields* c F Tensi(n de corte
cr!tica adiensional* De2nida por 4667*
Q*=* Gelocidad del 1u.o en el lecho 4U)s7*
La 'elocidad del 1u.o a ni'el del lecho se esta)lece en %unci(n
de las condiciones derugosidad con dos odelos [77 que esnecesaria
para poder e'aluar todo el proceso*
ECUACI8N DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
Introduciendo las relaciones 46
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o'iiento" $ del 1uido en el cual se despla0an*
=*6* An#lisis de sensi)ilidad
El es%uer0o de corte cr!tico" de acuerdo a 46>7 es
proporcional a/
Dados los siguientes 'alores re%erenciales de; F >" / rF
>"= 47/ r F >"< 474Nota* El 'alor de r es 'aria)le seg8n
las condiciones de 1u.o $ NO constante* Ger
Se tiene que los es%uer0os de +orte ser!an proporcionales a;
Por otra parte" el peso suergido por unidad de #rea del lecho ^"
es proporcional a;
+on los isos 'alores anteriores" se tiene que ,^-;
RESULTADOS DE LA ECUACI8N ;ERSUS OTROS AUTORES
+oo quiera que la o)tenci(n de 'alores de la descarga de %ondo
en caucesalu'iales es )astante tediosa $ requiere de instruentos
especiales" aparte de
e&periencia" es di%!cil o)tener ediciones directas en cauces
naturales $"generalente" se las e%ect8a en la)oratorio*
Atendiendo a lo dicho" es que en la a$or!a de las ocasiones se
recurre a relacionesconocidas $ que han sido pro)adas" para as!
o)'iar ediciones )a.o condiciones de1u.o $ transporte de aterial
granular del lecho" que uchas 'eces no son
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controladas*
Para coparar la )ondad de la ecuaci(n descrita" se la ha
coparado con lassiguientes ecuaciones $ etodolog!as/ Du)o$s 46B7"
Shields 46BC@7" Me$erPeter
Muller 46BQ7" Einstein9ron 46BQ7" $ Ashida $ Michiue
46B>7*Para e%ectuar el estudio coparati'o se utili0aron datos de
car#cter hidr#ulico $ desedientos de la estaci(n de A)ap( en el Rio
Hrande en Santa +ru0 9oli'ia"e'aluados por el autor del presente
tra)a.o" los isos que se presentan en el+uadro No*6*
Cuar! Nr!. 1. Datos Kidr#ulicos $ caracter!stica de sedientosdel
lecho de la Estaci(n A)ap(
Los resultados nuricos de la aplicaci(n de las di'ersas
etodolog!as se uestraen el +uadro No*
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Cuar! Nr!. 2. Resultados de aplicaci(n de ecuaciones de
Transporte de cargade %ondo a la Estaci(n A)ap(* Rio Hrande Santa
+ru0 9oli'ia
r-/#a 3. Resultados de aplicaci(n de %orulas de Transporte de
carga de%ondo para la estaci(n de A)apo Rio Hrande Santa +ru0
9oli'ia*
Para poder tener una idea coparati'a as real de la actuaci(n $
)ondad de lasetodolog!as estudias" se procedi( a o)tener el 'alor
edio de todas llas cone&cepci(n de los resultados o)tenidos por
la etodolog!a de Harc!aHutirre0 cu$osresultados son los que se
quieren 'eri2car 4l!nea continua en la gr#2ca No C7 $" a2nes de
poder coparar la )ondad de a.uste de las relaciones del autor"
seseleccionaron aqullos datos que se encuentren a , j- de la
des'iaci(n con
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relaci(n a la edia o)tenida 4tra0o discontinuo en la gr#2ca C7*
Este tipo decoparaci(n es pr#ctica co8n en estudios coparati'os coo
el que se presenta*
CONCLUSIONES
El resultado de aqullos 'alores que caen dentro del rango
indicado en el p#rra%oanterior en %ora de porcenta.e con respecto
al total" se uestran en la gr#2ca No*Q" para cada una de las
etodolog!as/ $ a partir de llos se puede 'er la )ondad delos
resultados de las etodolog!as estudiadas $" de %ora particular" de
lasecuaciones que se presentan en el presente art!culo*
r-/#a
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Se presenta pues" una relaci(n que al incluir las 'aria)les
din#icas queinter'ienen en el proceso de o'iiento de part!culas en
el lecho d# )uenosresultados coparados con etodolog!as
siilares*
RE5EREN+IASHAR+IA HUTIERRE" 5rancisco Pa)lo Y 5ERNANDE 9ONO" uan
5rancisco*,AN ALTERNATIGE METKOD TO ESTIMATE TKE STA9LE TRANSGERSE
9ED SLOPEIN +URGED ALLUGIAL +KANNELS- TKE HAR+IAHUTIERRE
E3UATION-Proc* IG +ongress ,International Association %or K$draulic
Research-" IAKR*Palacio de los +ongresos Madrid Espa:a* 6BB6*
HAR+IA HUTIERRE" 5rancisco Pa)lo*,ESTUDIO DEL 5LUO LI3UIDO J
MASI+O J SUS INTERA++IONES" PARA ALTOSNUMEROS DE 5ROUDE" EN +AU+ES
A9IERTOS NATURALES ALUGIALES +ON
MEANDROS* ANALISIS J MODELA+ION DE LA EGOLU+ION DEL LE+KO
JMIHRA+ION DEL +AU+E*-TESIS DO+TORAL 4+UM LAUDE7 coo requisito
parcial para el t!tulo de ,DoctorIngeniero de +ainos" +anales $
Puertos*-Depto* de Ing* Kidr#ulica $ Medio A)iente* Uni'ersidad
Politcnica deGalencia"*Espa:a* 6BBQ*
HAR+IA HUTIERRE" 5rancisco Pa)lo*XUN MODELO DIN`MI+O PARA EL
MOGIMIENTO DE PART_+ULAS J SEDIMENTOSEN LE+KOS DE +AU+ES NATURALES
ALUGIALES-* PONEN+IA MAHISTRAL
CUARTO CONRESO NACIONAL DE ESTUDIANTES DE INENIERIA
CI;ILUNI;ERSIDAD MABOR DE SAN ANDRES. Pp* Q6* ULIO DEL >* LA PA
9OLIGIA*
RAUD]IGI" A**,LOOSE 9OUNDARJ KJDRAULI+S-*Pergaon Press"
O&%ord" U*]*"
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A tra's de la ta)la tenis todo el proceso que causa la erosi(n"
lacausa e%ecto de toda esta erosi(n es la sedientaci(n*
AENTE DEFINICI8NCLIMA ENUEPREDOMINA
EROSION SEDIMENTACION
Aguassal'a.es
Aguassuper2cialesde caudalinteritente
Llu'iasirregulares $torrenciales
DESkRTI+O
MEDITERRANEO
+#rca'as; Surcos que se %oran enateriales )landos 4etros7
9arrancos; +#rca'as grandes4decenas de etros7
Ra)las; 9arranco aplio
+hieneas de hadas; Se %oran apartir de rocas )landas con
rocasduras en su interior
+ono de de$ecci(n;Sedientos depositados alpie de un
torrente*
R!os
+orrientenaturalcontinua deaguassuper2ciales
Llu'iasregulares
4Ecuatorial"oce#nico*7
Galle; Depresi(n del relie'e en %ora
de G
Des2ladero; Galle estrecho que seorigina cuando el r!o pasa por
unaterial duro*
Maritas de gigante 4Pilancones7;Po0as circulares originadas
porreolinos de la corriente
+ascadas $ cataratas
R#pidos
Deltas; Dep(sitos desedientos de %oratriangular
4dese)ocadura7
Llanuras alu'ialessedientos
Gegas 1u'iales depositados
4%ondo de un 'alle7 en el r!o
Aguassu)terr#neas
Aguas quecirculan por elsu)suelo*
In2ltraci(n a1oraiento osurgencia
Teplados4con llu'ias7
]arst; odelado de aguassu)terr#neas so)re cali0as*
+ue'as o ca'ernas; Oquedades ohuecos por disoluci(n de las
cali0as
4Haler!as" chieneas" salas7
To)a cali0a
Estalactitas precipitacionesde
Estalagitas cali0a*
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Acu!%ero;Acuulo deagua
su)terr#nea
Sias; cue'a en sentido 'ertical
Dolina 47 depresiones del terrenooriginadas
Torca 4K*7 por el hundiiento deltecho de
Pol.e 4]*7 una ca'erna*
+olunas
Mares
Masas deagua salada
4CQ partes dela super2ciede la Tierra7
Todos
Acantilados; Escarpes a)ruptossituados en la costa" producidos
porlas olas
Plata%ora de a)rasi(n; Espacio llanosituado delante del
acantilado por laerosi(n del iso 4retroceso7
Pla$as; Deposito deateriales transportados porel ar
To)olo
5lecha litoral
9arras costeras
Kielo
4glaciares7
Hrandesasas dehielo que sedespla0an ensentidodescendente
Alpinos 40onasonta:osas7
+irco $ lengua
+asquete; 4r*Polares7 Hrane&tensi(n dehielo
Polar $ altaonta:a
+lias queipidan que
se %unda elhielo en'erano
+ircos; Hrandes paredes en %ora dean2teatro o seicircular
Galles en U; 5ondos planos $ paredesa)ruptas
I)(n; Lagos de onta:a que seoriginan por so)re e&ca'aci(n
delglaciar
Rocas a)orregadas; Rocas pulidas porlos ateriales que arrastra
el glaciar
Picos piraidales; Picos en %ora depir#ide 4las 'ertientes han
sidoerosionadas por cada uno de losglaciares7
Morrenas; Dep(sitos deateriales arrastrados por elglaciar*
Estos ateriales son
sedientos que pueden%orar rocas; TILLITAS4congloerado de
tipo)recha7
Giento Aire eno'iiento*Se genera pordi%erencias de
teperaturas
Regiones#ridas conpocasprecipitacion
es
De1acci(n 4so)re ateriales sueltos4arena77
+orrosi(n 4so)re ateriales duros7Desgaste de estos a causa de
losateriales que 'an en suspensi(n
al'eolos; Peque:os ori2cios originadosen las rocas duras
Roca en seta o pedestal
Dunas; acuulo de arena
Dep(sitos de loess lio"
pol'illo***
Ripplears 4Ri0adurasparalelas7 Peque:asondulaciones
Erg
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Reg o haada 4Desiertos de piedra7
Jardangs; +restas
La sei$enta#i)n
Sei$enta#i)n Trans'!r$a#i)n e sei$ent!s en r!#assei$entarias
etr+ti#as. Procesos de acuulaci(n" copactaci(n $ceentaci(n producen
lo que se denoina liti2caci(n de los sedientos"
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es decir" su trans%oraci(n en rocas*
Sa)er #s5en(enos e&ternos $ rocas sedientarias
Las rocas sedientarias son las que est#n %oradas por %ragentos
deotras rocas o por ateria deri'ada de la descoposici(n de restos
deseres 'i'os* Ka$ t***
La sedientaci(n es la acuulaci(n de los ateriales procedentes de
laerosi(n" en 0onas en las que los agentes e&ternos pierden su
capacidadde transporte de)ido a la prdida de energ!a*
La sedientaci(n ocurre noralente en 0onas )a.as de la
corte0aterrestre* Los ateriales que se depositan se denoinan
sedientos* En
uchos casos aparecen unas %oras de sedientaci(n
caracter!sticasde cada agente e&terno* Por e.eplo" las dunas
son %oras desedientaci(n propias del 'iento" ientras que las pla$as
lo son delar*
PROPIEDADES DE LOS SEDIMENTOS
Las caracter!sticas que de2nen los procesos de
suspensi(n"transporte $ depositaci(n del sediento dependen no s(lo
de lascondiciones del 1u.o sino ta)in de las propiedades
delsediento" coo son;
Ta'a,o* La propiedad #s iportante de una part!cula desediento es
su taa:o por lo cual" ha sido la 8nica propiedadque caracteri0a los
sedientos* Solaente si la %ora" densidad $distri)uci(n granulotrica
son see.antes en di%erentes sisteashidr#ulicos" se pudiese
considerar que la 'ariaci(n de su taa:ode2ne la 'ariaci(n del
coportaiento del sediento*
For'a* Es una caracter!stica que deterina el odo deo'iiento de
la part!cula 4grano de %ora aplanada" en el lecho"di%!cilente se
ue'e por rotaci(n" pero s! se despla0an
%#cilente o" e'entualente pueden saltar7 Noralente sede2ne a
tra's de la redonde0" es%ericidad $ el%actor de %ora.
Den#dad* Es la relaci(n entre la asa que posee una part!cula $su
'oluen* La gra'edad espec!2ca" s" se de2ne coo la relaci(nentre la
densidad de la part!cula s(lida ( la densidad del agua a Qgrados
cent!grados* La a$or!a de los sedientos de los r!os soncuar0os o
%eldespatos cu$a gra'edad espec!2ca es
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*@ para la galena*
Peo e"ec+-co* Es la relaci(n entre el peso de la part!cula $
su'oluen* Es igual al producto de la densidad por la aceleraci(n
dela gra'edad*
Poro#dad n; Se de2ne coo la relaci(n entre el 'oluen de'ac!os $
el 'oluen de granos o 'oluen de sedientos*
.eloc#dad de ca+da, /; Es la 'elocidad l!ite que adquiere
lapart!cula cuando cae en agua destilada" en reposo" de
e&tensi(nin2nita a una teperatura constante de
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C!nteni
