5.6. Transporte en Suspensi_n

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5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

5.6. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN SUSPENSINFormas de transporte de sedimentos

Carga total de fondo qst = qs + qss Carga total qt = qst +qs Carga de fondo en suspensin qssCarga de lavado qsl Carga total en suspensin qsst = qss + qslCarga de fondo qs

El transporte en suspensin, significa que las partculas se mantienen en suspensin. Se integra de dos partes: La primera llamada carga de lavado, que es el sedimento muy fino que es arrastrado y que no entra en contacto con el fondo La segunda parte, es la carga de fondo en suspensin. Las partculas son de mayor tamao o peso y se mantienen en suspensin por la presencia de vrtices. En algn momento pueden hacer contacto con el fondo y transportados por saltacin o acarreadas cerca del fondo. El anlisis individual de las partculas se asocia a la velocidad o esfuerzo cortante actuante. El anlisis de grupo de las partculas se refiere a concentracin volumtrica o peso volumtrico distribuido en la corriente.


Velocidad del flujo Concentracin de los sedimentos Arrastre de sedimentos en suspensin

INTERACCIN HIDRODINMICA - SEDIMENTOuCqss5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

INTERACCIN HIDRODINMICA - SEDIMENTO




Tipo de flujoConcentracin Condicin de transporteNewtonianoInferior al 1 %Suspensin y carga de FondoCuasi NewtonianoInferior al 8-10 %Suspensin muy concentrada (Turbiedad)No NewtonianoSuperior al 10 %Hiperconcentracin de suspensin, carga de fondo con elementos gruesos

Velocidad de cada influenciada por la concentracinen van Rijn (1989).Clasificacin de flujos en funcin de la concentracin de partculas en suspensin, en Martnez (2001).5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS


Variacin del coeficiente de viscosidad vs la concentracin C. de van Rijn (1989).

nm / n





http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/T_TRANSPORTE_SEDIMENTOS.pdf5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

= a5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

La figura muestra grficamente la distribucin de la concentracin dada por la ecuacin anteriorZ = Nmero de Rouse o parmetro de suspensin

y

y5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS


C = a Qb Qsa = d Q f

La relacin de la concentracin de sedimentos en suspensin (C) y caudal al momento del muestreo (Q) se desarrolla en general una relacin del tipo:

Relacin entre caudal slido de arrastre y caudal al momento del muestreo. http://mingaonline.uach.cl/scielo.php?pid=S0717-92002003000100010&script=sci_arttext5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Distribucin vertical de concentraciones en funcin del dimetro de las partculas5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

De las ecuaciones desarrolladas para cuantificar el arrastre de sedimento en suspensin, con base en la teora de intercambio. para un flujo permanente, el caudal slido transportado en suspensin, se define como la integral del producto de la velocidad u por la concentracin C a lo largo de la profundidad del flujo e igual a

Mtodo de Einstein 1950. Este mtodo fue desarrollado para un flujo permanente, con perfil de velocidad tipo logartmico, dado por Keulegan, y distribucin de la concentracin igual al expresado en la ecuacin 9.99. Adicionalmente, supone la existencia de una capa de fondo de donde ocurre el arrastre de fondo


a partir del cual, se evala la concentracin del sedimento en la parte superior de esa capa. Para estas condiciones, se determina que

donde


C = factor de correccinLa integracin numrica de I1 e I2, fue ejecutada por Einstein, y se muestra en las siguientes figuras respectivamente para varios valores de A y de Z.

Funcin de I1, en trminos de A y Z. Einstein 1950, en Graf (1984).A5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Funcin de I1, en trminos de A y Z. Einstein 1950, en Graf (1984)

Bagnold (1966), propone su modelo sustentado en la eficiencia de la potencia del flujo transmitida a travs de la friccin entre las partculas. Despus de establecer el balance de energa relacionada con el arrastre de fondo en suspensin, ste se expresa como: 5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

Donde es la energa disipada para poner en suspensin el sedimento.

= peso especfico del agua, d = profundidad del flujoS = pendiente hidrulica U = velocidad media del flujo = factores de eficiencia de transmisin de energa

Para la ecuacin anterior toma la forma

Siendo = parmetro de Shields. D = dimetro medio de las partculas, en m.U= velocidad media del flujo, en m.W= velocidad de cada de las partculas en m/s.5. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

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