Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio de Educacin SuperiorUniversidad de OrienteNcleo de BolvarDepartamento de Geologa

Profesor: Bachilleres: *Yinna Salazar. C.I: 20773316 * Erasto Jimnez. CI: 24.193.985 * Josdarwin Gomez CI: 24.482.787*Annel

Ciudad Bolivar, Julio 2015

Introduccion

Lasedimentacines la acumulacin por deposicin de todos aquellos materiales alterados y transportados previamente. Siempre tiene lugar cuando disminuye la energa de los agentes de transporte. Por ejemplo cuando el ro llega al mar. Los sitios donde se acumulan los sedimentos se llamanmedios sedimentariosy de su estudio se desprende que podemos conocer losmedios de transportey erosin que han sufrido los materiales, tambin de dnde proceden y qu medio haba cuando se depositaron esos materiales.

Las interacciones entre un flujo de agua y un suelo no cohesivo han sido estudiadas con mayor detenimiento, y ms ampliamente que las existentes con un suelo cohesivo, entre otros motivos porque a lo largo de los cursos de las corrientes naturales abundan mucho ms los materiales no cohesivos, aun en el lecho de aquellos tramos con mrgenes arcillosas, ya que la mayor parte de los ros escurren sobre suelos no cohesivos; por ello, en la hidrulica fluvial se trata ms con las propiedades de los sedimentos o suelos no cohesivos.

Los sedimentos naturales estn constituidos por una gran variedad de partculas que difieren entre s en tamao, forma y densidad. Desde el punto de vista de la resistencia que oponen a ser arrastrados y de su comportamiento al ser transportados por una corriente de agua, se distinguen primordialmente dos clases de sedimentos: cohesivos y no cohesivos. Sin embargo, hay sedimentos que muestran caractersticas mixtas, o sea presentan, a la vez, cohesin y friccin interna.

Los sedimentos que transporta una corriente de agua son consecuencia natural de la degradacin del suelo, puesto que el material procedente de la erosin llega a las corrientes a travs de tributarios menores, por la capacidad que tiene la corriente de agua para transportar slidos, tambin por movimientos en masa, o sea, desprendimientos, deslizamientos y otros.

1) Definicin de Sedimentacin:

Lasedimentacines el proceso por el cual elsedimentoen movimiento se deposita. Un tipo comn de sedimentacin ocurre cuando el material slido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de unro,embalse,canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Todacorriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la seccin tiene una capacidad de transportar material slido ensuspensiny otras molculas endisolucin.

Se da el nombre genrico de sedimentos a las partculas procedentes de las rocas o suelos y que son acarreadas por las aguas que escurren y por los vientos. Todos estos materiales, despus de cierto acarreo, finalmente son depositados a lo largo de los propios cauces, en lagos o lagunas, en el mar y en las partes bajas de la cuenca, principalmente en la planicie, lo que da origen a la formacin de sta y a su levantamiento. El sedimento que se deposita en un gran cuerpo de agua recibe de sta su estructura y carcter finales.

1.1) Fuentes de los sedimentosNo es posible indicar con precisin todas las fuentes que producen los sedimentos que llegan a un ro y que son acarreados por su corriente. Sin embargo, de acuerdo con la definicin anterior, la fuente principal la constituyen los suelos y rocas que se encuentran en su cuenca, y el agua y el viento son, en nuestro medio, los principales agentes de erosin y de transporte. Por otro lado, dada la actividad del hombre en el medio que lo rodea, las fuentes del sedimento pueden clasificarse en naturales y artificiales.

1.2Clasificacin de los Sedimentos:

a) Sedimento no cohesivo, tambin denominado material granular, es el formado por granos gruesos o partculas sueltas, como las arenas y gravas. En los granos gruesos de los sedimentos o suelos, la fuerza de gravedad predomina fuertemente sobre cualesquiera otras fuerzas, por ello todas las partculas gruesas tienen un comportamiento similar. Adems, esto significa que el peso de las partculas es la fuerza principal que resiste las fuerzas de arrastre y sustentacin, o sea el empuje de la corriente, y dado que la fuerza de gravedad siempre est presente, al disminuir o cesar la accin del agua, las partculas se detienen, caen y se depositan. Por tanto, el empuje que debe ejercer un flujo de agua para mover o transportar tales partculas es funcin del peso de cada una de ellas, y cuando se depositan lo hacen apoyndose directamente unas en otras, teniendo cada partcula varios puntos de apoyo y dejando vacos entre ellas. As, el comportamiento mecnico e hidrulico de los sedimentos no cohesivos queda definido por la compacidad del depsito, o sea el grado de acomodo alcanzado por las partculas, y por la orientacin de las mismas.

b) Sedimento cohesivo es el formado por partculas de grano muy fino, constituidas por minerales de arcilla, que se mantienen unidas entre si por la fuerza de cohesin, la cual se opone a que las partculas individuales sean separadas o arrancadas del conjunto del que forman parte. Esa fuerza de unin es considerablemente mayor que el peso de cada grano, y es la que resiste a las fuerzas de arrastre y sustentacin causadas por el flujo de agua. Por tanto, una vez que la cohesin ha sido vencida, las partculas desprendidas o levantadas pueden llegar a comportarse como las no cohesivas, aunque siempre serntransportadas o mantenidas en suspensin con mayor facilidad, ya que por ser muy pequeas su peso prcticamente no influye en sus movimientos; en cuanto cesa la accin del agua, muchas de ellas (coloides) no se depositan, a menos que por la presencia de sales se facilite el proceso de floculacin (formacin de grumos o flculos).

2) Propiedades de los Sedimentos:

2.1Forma. Es una caracterstica que determina el modo de movimiento de la partcula (grano de forma aplanada, en el lecho, difcilmente se mueve por rotacin, pero s se desplazan fcilmente o, eventualmente pueden saltar) Normalmente se define a travs de la redondez, esfericidad y el factor de forma.

2.2 Madurez Textural: Representa el grado de desarrollo que han alcanzado los procesos de transporte y sedimentacin, y si stos han sido no selectivos. Se dice que una roca sedimentaria es ms madura cuanto ms redondeados y seleccionados estn los clastos que la integran. La madurez textural es un ndice que refleja el tiempo transcurrido entre la erosin del material detrtico original y su depositacin fina.

2.3 Madurez Mineralgica: es una medida del grado de meteorizacin que han sufrido lossedimentos. Est representada por la proporcin de minerales resistentes respecto a la de los minerales alterados. Implica la retencin por la roca de sus componentes minerales ms estables, esdecir: Sedimentos mineralgicamente ms maduros son aquellos que contienen un porcentaje mayor de minerales estables y fsicamente ms resistentes, como el cuarzo, fragmentos sil exiticos y minerales pesados ultra estables (circn, turmalina, etc.)

La madurez mineralgica est estrechamente relacionada con la serie de Bowen.

2.4 Escogimiento o Seleccin: El grado de clasificacin o seleccin es la propiedad que describe la variabilidad del tamao de grano en una roca sedimentaria detrtica. Aquellas rocas que muestran solo una clase granulomtrica bien definida, siendo el tamao de todas las partculas similar, se dicen bien seleccionadas. Por oposicin, aquellas en que sus constituyentes presentan una gran diversidad de tamaos se denominan mal seleccionadas. La seleccin de una roca es una propiedad que condiciona fuertemente su porosidad, y por lo tanto su comportamiento frente a la circulacin de cualquier fluido, por ejemplo agua, gas o aceite.2.5 Textura: est dada por las propiedades y relaciones de los granos o partculas que constituyen la roca, por lo tanto se define como las condiciones de interrelacin entre estas partculas o granos componentes de la roca. Existen varias variables que condicionan la textura de una roca, estas variables se denominan elementos texturales. Los elementos texturales estn controlados por diversos factores, como agentes de transporte, procesos hidrodinmicos, ambiente de depsito y cambios post de posicionales diagenticos y epigenticos. Los elementos texturales son: forma, redondes y textura superficial.

2.6 Tamao: El tamao de las partculas es una de las propiedades de los sedimentos ms importante y ms utilizada. Definirlo no es fcil debido a que las formas que presentan son irregulares. No obstante, suele definirse en trminos de su volumen o de su velocidad de cada, o por la abertura de la malla de una criba o por sus dimensiones triaxiales.

El tamao de las partculas sedimentarias se obtiene normalmente midiendo en forma directa los fragmentos rocosos, cribando las arenas y las gravas y sedimentando los limos y las arcillas

2.7 Redondez de la partcula como un todo es el promedio del redondeamiento de todas sus esquinas. Depende del tamao y la resistencia mecnica de los granos y, en general, aumenta con el transporte. La redondez es el dato morfolgico de mayor inters en la tipificacin del ambiente de sedimentacin de algunas rocas sedimentarias, especialmente las areniscas y limonitas.

2.8 La esfericidad es la medida del grado a que se aproxima una partcula a la forma de una esfera. Definiendo tambin el comportamiento dinmico de la partcula, est relacionada con las diferencias existentes entre los distintos dimetros o longitudes de los ejes de la partcula.

2.9 Porosidad n: Se define como la relacin o fraccin del volumen de poros o espacios vacos con respecto al volumen de granos o volumen total de la roca.Es decir, n = Vn/V.

2.10 Velocidad de cada: Es la velocidad lmite que adquiere la partcula cuando cae en agua destilada, en reposo, de extensin infinita a una temperatura constante de 24 grados centgrados.2.11 Peso especfico. Es la relacin entre el peso de la partcula y su volumen. Es igual alproducto de la densidad por la aceleracin de la gravedad. (El peso especfico del sedimento gs, es algunas veces designado por ws). Se relaciona la densidad por la segunda Ley de movimiento de Newton. gs = rs . g En esta relacin g representa la aceleracin de la gravedad en ft/seg o en m/seg. El peso especfico de una partcula slida sumergida es: gs= gs - g. Donde g es el peso especfico del agua.2.12Densidad. Es la relacin entre la masa que posee una partcula y su volumen. La gravedad especfica, gs, se define como la relacin entre la densidad de la partcula slida y la densidad del agua a 4 grados centgrados. La mayora de los sedimentos de los ros son cuarzos o feldespatos cuya gravedad especfica es 2.65; sin embargo, gs vara desde 1.35 a 1.70 para la piedra pmez hasta 7.6 para la galena.

3) Distribucin Granulomtrica de los Sedimentos sobre el Fondo o Lecho.

Las formas del lecho de cauces aluviales se definen como todas las irregularidades ms grandes que el tamao mayor de las partculas que lo conforman e y ofrecen una mayor resistencia al flujo que caracteriza estos canales. La forma del cauce depende principalmente del material que compone el lecho, la intensidad de los procesos erosivos y est ligada a la frecuencia de las crecientes. Tambin se debe al balance entre la fuerza del agua y la resistencia del lecho y de los materiales de las bancas. Entre los tipos de lechos tenemos:

Lecho plano sin transporte de sedimentos: Se caracteriza principalmente por la poca resistencia al flujo y de aqu el poco transporte de sedimentos. Es propio de lechos que soportan poco caudal.

Lecho rizado: Est caracterizado por ondulaciones que resaltan por encima del nivel del lecho, llamados rizos, los cuales son pequeas formas con una pendiente alta, aguas abajo y suave en la parte aguas arriba, el espaciamiento y la geometra estn dados a1 azar para un caso individual, pero son uniformes en sentido estadstico.

Conformacin de Dunas: Las dunas son formas triangulares, pero de mayor longitud y altura que los rizos, sus dimensiones pueden ser del orden de 0.06 a 27 m. para la altura y de 0.6 a 1.000 m. de largo (Las dunas ms grandes son llamadas bancos).

La resistencia al flujo se presenta bsicamente, por el fenmeno de separacin en la capa del fluido entre dos dunas, creando zonas de contra flujo.

Las diferencias mecnicas entre lechos rizados y lecho de dunas son bsicamente las siguientes: La relacin profundidad resistencia al flujo es opuesta: En un lecho de rizos a un aumento en la profundidad se produce una disminucin en la resistencia al flujo, mientras que en un lecho de dunas se produce un aumento, pero se tiene la condicin de que est formado por arena con D > 0.3 mm. No se forman rizos si la arena es gruesa D > 0.6 mm. La resistencia al flujo en las dunas es dependiente del tamao del grano, mientras que en los rizos no.

Antidunas: Al igual que las ondas estacionarias, las antidunas adoptan aproximadamente una forma de tren de ondas en el lecho del cauce que se manifiesta tambin en la superficie del agua. Aunque las partculas se muevan aguas abajo, las ondulaciones pueden permanecer en el sitio o tambin pueden moverse. Las antidunas siguen un proceso de formacin cclico que demora de 0.5 a 2 minutos. Ellas crecen al moverse aguas arriba, luego se destruyen y despus son lavadas por el flujo para empezar otra vez el ciclo. El coeficiente de rugosidad de Manning vara entre 0.012 y 0.020.

En la siguiente imagen se representa los tipos de lechos descritos anteriormente:

4) Mtodo de Meyer Peter y Mller

Las frmulas de Meyer - Peter y Mller sirve para calcular el arrastre en la capa de fondo, fueron obtenidas a partir de experiencias realizadas de 1932 a 1948 en el Instituto Tecnolgico Federal de Zrich. Un resumen de todas ellas fue presentado en 1948. Los autores mencionados efectuaron cuatro series de pruebas, al final de las cuales propusieron una frmula para cada una, aunque la ltima, abarca todos los resultados obtenidos y por tanto, es de carcter general, por lo que es la que se incluye en este texto. Garca F., M. y Maza A., J. A. (1996).Dichas pruebas se hicieron Ira material granular con las siguientes caractersticas:

1. Partculas de dimetro uniforme con peso especfico de 2680 Kg/m3.2. Partculas de dimetro uniforme, pero usando en cada prueba, uno de tres materiales con peso especfico diferente.3. Partculas de diferentes tamaos; es decir, granulometras ms o menos graduadas, con peso especfico de 2680 Kg/m3.4. Igual que la 3, pero realizando adems pruebas para otros dos materiales con pesos especficos diferentes.

Formulas a utilizar

1 /6 n' =D 90 (4-32) 26

1 / 3 1/ 2 n= R S (4-33) V

= s (4-34

o = RS (4-35)

Para canales muy anchos, B > 40 m, se tiene: * = HS (4-36) Dm Convenciones:

g = aceleracin debida a la fuerza de la gravedadn = rugosidad debida a las partculas de sedimento en fondo plano.n = coeficiente de rugosidad de Manning = densidad relativa de las partculas sumergidas = peso especfico del aguas= peso especfico del sedimento* = parmetro de Shields

5) Transporte de los Sedimentos en Suspensin:

Las partculas de materia slida que son barridas por la corriente turbulenta de un ro constituyen el material en suspensin. Este proceso de transporte est controlado por dos factores: la turbulencia del agua y la velocidad de cada de cada grano individual. La velocidad de cada es la relacin que eventualmente alcanza un grano cuando la aceleracin causada por la gravedad se equilibra con la resistencia del fluido a travs del cual est cayendo el grano. En este caso el fluido es el agua. S se deja caer un grano de arena en un estanque tranquilo, se asentar hacia el fondo a una velocidad siempre creciente hasta que la friccin del agua sobre el grano equilibre este grado de incremento; despus se asentar el grano a una velocidad constante, que es su velocidad de cada. Si se introduce una fuerza que iguale o exceda esta velocidad, se logra mantenerlo en suspensin. La velocidad de cada aumenta con el tamao de la partcula, suponiendo que su forma general y densidad permanecen iguales. Cuanto ms grande es una partcula, ms turbulento deber ser el flujo que se necesita para mantenerla en suspensin; y puesto que la turbulencia aumenta con la velocidad de flujo, resulta que la cantidad ms grande de material es movida durante la poca de avenidas, es decir, cuando las velocidades y la turbulencia son mayores, de manera que solamente en unas cuantas horas o muy pocos das durante la poca de inundaciones, una corriente transporta ms material que durante perodos de flujo bajo o normal mucho ms largos.

6) Carga Total de los Sedimentos:

El clculo de la prdida de suelo a partir de la medida del movimiento de los sedimentos en las corrientes y los ros tropieza con varios problemas. La realizacin de las mediciones lleva tiempo y resulta cara; su precisin puede ser baja; incluso si se dispone de datos correctos sobre el movimiento de una corriente no se sabe de dnde procede el suelo y cundo se produjo el movimiento. Alguno de los problemas tcnicos se examina en Dickinson y Bolton (1992). Sin embargo, puede resultar til hacer comparaciones del movimiento en diferentes corrientes, o en diferentes momentos del ao, o de cuencas hidrogrficas en las que se dan diferentes usos a la tierra. En el Captulo 1 se explic por qu unos datos cuantitativos necesitan pares de cuencas calibradas para que sean confiables y por qu se deben evitar los tratamientos "antes y despus".

El movimiento de los sedimentos en las corrientes y ros presenta dos formas. Los sedimentos en suspensin estn constituidos por las partculas ms finas mantenidas en suspensin por los remolinos de la corriente y slo se asientan cuando la velocidad de la corriente disminuye, o cuando el lecho se hace ms liso o la corriente descarga en un pozo o lago. Las partculas slidas de mayor tamao son arrastradas a lo largo del lecho de la corriente y se designan con el nombre de arrastre de fondo. Existe un tipo intermedio de movimiento en el que las partculas se mueven aguas abajo dando rebotes o saltos, a veces tocando el fondo y a veces avanzando en suspensin hasta que vuelven a caer al fondo. A este movimiento se le denomina saltacin y es una parte muy importante del proceso de transporte por el viento; en la corriente lquida la altura de los saltos es tan reducida que no se distinguen realmente del arrastre de fondo.

Las cantidades relativas que avanzan en suspensin y el arrastre de fondo varan considerablemente. En un extremo, cuando el sedimento procede de un suelo de grano fino como el limo depositado por el viento, o una arcilla aluvial, el sedimento puede estar casi totalmente en suspensin. En el otro extremo, una corriente de montaa limpia y rpida puede tener cantidades insignificantes de materia en suspensin y casi la totalidad del movimiento de la grava, los guijarros y las piedras se produce en el lecho de la corriente. Concentraciones elevadas de sedimento como las que se dan en algunos ros, como el ro Amarillo de China y el Mississippi de los Estados Unidos, pueden causar cambios significativos en las propiedades de resistencia del agua. La viscosidad ser mayor y la velocidad de asentamiento de las partculas inferior, por lo que el umbral entre el sedimento en suspensin y el arrastre del fondo resulta confuso.

Conclusin

Las partculas en suspensin que caen al fondo de un cuerpo de agua se llaman slidos sedimentables. A medida que se encuentran en los lechos de los ros y arroyos, estos slidos sedimentados son tambin conocidos como los sedimentos camas. El tamao de los slidos sedimentables variar segn el sistema de agua - en zonas de alto flujo, ms grande, sedimentos de grava de tamao ser resolver en primer lugar. Las partculas ms finas, incluyendo limo y arcilla, se pueden llevar todo el camino a un estuario o delta.

En ambientes marinos, los sedimentos casi todos suspendidos se asentarn. Esto es debido a la presencia de iones de sal en el agua. Sal iones de bonos para las partculas en suspensin, animndoles a combinar con otras partculas en el agua. A medida que los colectivos que aumenta el peso, el sedimento comienza a hundirse al fondo del mar. Esta es la razn por ocanos y otros ecosistemas marinos tienden a tener niveles de turbidez inferiores (mayor claridad del agua) que ambientes de agua dulce.Mientras estuarios y otras reas de marea pueden ser considerados marinos, no son necesariamente ms claro que el agua dulce. Los estuarios son el punto de recogida de sedimentos en suspensin que baja del ro. Adems, en una zona de mareas, el movimiento constante de agua hace que el sedimento del fondo para volver a suspender continuamente, impidiendo claridad de alta agua durante los perodos de marea. La claridad de un estuario depender de su nivel de salinidad, ya que esto le ayudar con la deposicin de partculas

Muchas partculas de sedimento son a base de minerales. La naturaleza exacta del sedimento es dependiente de la ubicacin, y la geologa de esa ubicacin. De tipo glacial sedimentos es comn en las cadenas montaosas, mientras que los ros de baja altitud son ms aptos para recoger sedimentos basada suelo. En los cursos de agua de alto flujo, transporte de sedimentos incluir grava locales, piedras y pequeas rocas. Rocas ms duras son menos propensos a convertirse en el sedimento, mientras que las rocas blandas erosionan ms rpido y son fcilmente arrastradas por el agua que fluye.

El flujo de agua, tambin llamado de descarga de agua, es el elemento ms importante de transporte de sedimentos. El flujo de agua es responsable de recoger, el movimiento y el depsito de sedimentos en un canal de agua. Sin flujo de sedimentos podra permanecer suspendido o depositarse - pero no se mover aguas abajo. Flujo se requiere para iniciar el transporte. Hay dos formas bsicas para calcular el flujo.