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TRANSPORTE
Y
DEPÓSITO
CAPACIDAD DE CARGA: Propiedad que tiene el medio de
transporte para poder transportar sedimentos sin depositarlos
TIPOS DE TRANSPORTE
Los patrones de transporte HIDRÁULICO y EÓLICO básicamente son muy
similares, la diferencia es que éste último requiere de una mayor velocidad para
mover las partículas de similar tamaño, debido a su menor densidad
La velocidad a lo largo de todo el canal no es uniforme. Es
mayor hacia el centro y hasta una profundidad somera a media.
TIPOS DE FLUJO
El movimiento de los fluidos se tiene a partir de dos tipos de flujo
que dependen de la velocidad del medio, de la viscosidad del
fluido y de la rugosidad del fondo sobre el cual se da dicho flujo
LAMINAR
El flujo tiene movimiento continuo y uniforme,
en él las partículas siguen trayectorias paralelas
entre sí corriente abajo
TURBULENTO
El flujo sigue trayectorias con cambios marcados
de dirección, las líneas de corriente de las
partículas se desorganizan formándose remolinos o
turbulencias, pero el flujo neto va corriente abajo
El Flujo Laminar se da solo a bajas velocidades del fluido sobre
superficies eventualmente lisas. Muchos de los flujos de agua y
viento bajo condiciones naturales son Flujos Turbulentos.
NÚMERO DE REYNOLDS
Describe matemáticamente la relación entre las fuerzas inerciales y
de viscosidad
Velocidad del Flujo
Profundidad del medio
Viscosidad cinemática
Cuando las fuerzas de viscosidad dominan, como en un flujo de
lodo, el Re es bajo y el flujo es laminar (velocidades y profundidades
bajas del medio también tienden a generar un Re bajo)
Cuando las fuerzas inerciales dominan y el flujo se incrementa,
como en la mayoría de los ríos, el Re se incrementa y el flujo es
turbulento
Un incremento en la viscosidad también puede generar un Re bajo
La Capa Limítrofe (boundary layer) es una zona donde el flujo se
retarda debido a las fuerzas de fricción del medio con el fondo.
NÚMERO DE FROUDE
Describe matemáticamente la relación entre las fuerzas inerciales y
la Fuerza de gravedad
Velocidad del Flujo
Profundidad del medio
Gravedad
Cuando el Fr es <1, la velocidad a la que una onda se mueve es
mayor que la velocidad del flujo, por lo que las ondas pueden viajar
aguas arriba y el flujo es tranquilo o subcrítico
Si el Fr es >1, las ondas no pueden propagarse aguas arriba por lo
que se dice que el flujo es rápido o supercrítico
TRANSPORTE DE PARTÍCULAS
1) Erosión y arrastre de los sedimentos del fondo
2) Mantener el movimiento de las partículas corriente abajo a lo
largo o sobre el fondo.
VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN
Es la velocidad a la cual cae una partícula a través de un fluido
inmóvil.
Cuanto mayor sea la partícula, más rápido caerá al fondo. La forma y el peso
específico de los granos influyen también en la velocidad de sedimentación. Los
granos planos se hunden en el agua más despacio que los esféricos, y los granos
densos caen hacia el fondo más deprisa que los granos menos densos. Cuanto
más lenta sea la velocidad de sedimentación y más fuerte la turbulencia, más
tiempo permanecerá en suspensión una partícula de sedimento y más lejos será
transportada corriente abajo por el flujo del agua.
Densidad de la partícula
Viscosidad del medio
C=
Profundidad del medio
D = Diámetro de la partícula
Valores de la "velocidad de sedimentación" correspondiente a partículas de
peso específico 2,65 kg./dm.3 y a una temperatura del agua de 10° C,
teniendo en cuenta distintos diámetros y los tiempos necesarios para
sedimentar 0,3 m
FLUJO DE SEDIMENTOS POR GRAVEDAD
(Sediment Gravity flow)
Son flujos de sedimento movidos pendiente abajo por
efecto de la gravedad, y son diferenciados a partir del
mecanismo de soporte dominante de sedimentos
3 mecanismos principales de transporte de sedimento
grueso
Deslizamientos
Derrumbes
Flujos de masa
PROCESOS DE TRANSPORTE EN MASA
FLUJO DE SEDIMENTOS POR GRAVEDAD
TÉRMINO GENERAL
Término específico
Mecanismo de
soporte de
sedimento
Corrientes
de turbidez
Turbulencia
Flujo de
sedimento
Fluidificado
Flujo de
Granos
Flujo entre
granos hacia
arriba
Interacción
de granos
Flujo de
detritos
Soporte de
matriz
Depósito
Turbidita
distal
Turbidita
proximal
Conglomerado
resedimentado
Flujoturbiditas
Lodolitas con
cantos
Middleton y Hampton, 1976
Corrientes de densidad o turbidez.- mezclas menos densas de grava, arena
y lodo transportadas por agua que fluyen sobre pendientes fuertes a suaves de lagos,
plataformas continentales y al pie del talud continental. Con alto Re, por lo que suelen ser de
flujo turbulento y por tanto presentan gradación. El espesor del flujo es mayor corriente
arriba; pueden tener grandes volúmenes. Se depositan ampliamente con espesores muy
variables.
DE BAJA A MODERADA DENSIDAD.- Se caracterizan por presentar ciclos de
depósitos rápidos de velocidad decreciente (corriente de turbidez) cubiertos
por depósitos de aguas tranquilas: “secuencia Bouma”
FLUJOS DE SEDIMENTO FLUIDIFICADO: En los cuales el
sedimento se sostiene por el flujo de fluido que escapa de entre
los granos a medida que estos se asientan por gravedad
Son movimientos no cohesivos, licuados de partículas. El material es
expandido y se comporta como un fluido viscoso cuando es atravesado por
un flujo (hacia arriba). Esto puede suceder en arenas con empaque pobre
cuando la presión de los poros se eleva por arriba de la presión hidrostática.
Los granos se sostienen por el fluido en lugar de contacto entre granos y el
sedimento se mueve pendiente abajo como un tapete de tracción. La
fluidificación como mecanismo de transporte tiene el problema de que la
presión de los poros se disipa muy rápidamente pero su importancia estriba
en su ocurrencia combinada con otros mecanismos de soporte. La
depositación ocurre cuando la presión en los poros decae y el flujo se
paraliza gradualmente del fondo hacia arriba.
FLUJOS DE SEDIMENTO FLUIDIFICADO
Water
Water
Water
Liquefied sand
Liquefied sand
Resedimented sand
Resedimented sand
FLUJOS DE GRANO: En los cuales el sedimento se sostiene
por interacciones directas de grano a grano
Son el resultado del contacto de grano a grano en lugar de turbulencia del
fluido (Bagnold, 1954). Esta presión dispersiva es proporcional al esfuerzo
cortante transmitido por los granos. En estos flujos el sedimento se mueve
pendiente bajo por acción de la gravedad y los granos se mantienen en un
estado de dispersión, principalmente por que rebotan al golpearse unos con
otros. Esta presión dispersiva debe vencer la tendencia de los granos a
asentarse. Algunos autores han descrito a los flujos de grano como “Esfuerzo
Tangencial Laminar de Sedimento No Cohesivo”, lo cual implica la ausencia
de turbulencia.
En estos flujos, la depositación ocurre por emplazamiento de masa, esto es, el
cese repentino del flujo por depositación simultanea de una capa de varios
granos de espesor.
FLUJOS DE GRANO
Dunas
Rizaduras
FLUJOS DE DETRITOS: En los cuales los granos más gruesos
se sostienen en una mezcla de sedimento fino y fluido intersticial
como matriz.
Son movimientos de mezclas de detrítos de roca y agua inducidos por
gravedad. Los flujos detríticos se asemejan a concreto húmedo y los granos son
sostenidos por consistencia y flotabilidad. Los minerales arcillosos y el agua
forman un lodo con cohesión finita o consistencia lo cual sostiene al flujo. El
soporte de granos por la consistencia del fluido (propiedad que el agua no
posee) distingue a los flujos detríticos verdaderos de los flujos de grano o de las
corrientes de turbidez
El depósito ocurre por emplazamiento de masa repentino cuando la fuerza
que mueve al fluido disminuye hasta un valor menor que la consistencia de la
mezcla.
http://geology.com/articles/debris-flow/
FLUJO DE DETRITOS
FLUJO DE DETRITOS
FLUJO DE DETRITOS
FLUJO DE DETRITOS
Clasificación de los flujos y movimientos en masa en taludes como
una función de la fracción sólida y el tipo de material
Características geomorfológicas y
sedimentológicas de diferentes tipos de flujos
SEDIMENTOS DEL TAMAÑO DEL LODO (limo y arcilla)
Estos sedimentos son transportados generalmente en suspensión, salvo los del
tamaño del limo, los cuales pueden ser parte dela carga de fondo (bed-load)
Hidráulica comparativa de arcillas , limos y arenas
Principales procesos que controlan el transporte y depósito de la
fracción más fina de sedimentos son:
- Asentamiento por gravedad
- Floculación
- Pelletización
FLOCULACIÓN
Proceso a través del cual las partículas más finas en los sedimentos se
aglomeran y forman partículas más gruesas.
El proceso físico de floculación
depende de la atracción natural
de pequeñas partículas planas a
través de las atracciones de Van
der Waals
El exceso de carga negativa en la
superficie de las arcillas tiende a
separarlas
para
formar
agregados, a menos que existan
grandes concentraciones de
iones cargados, como en el agua
de mar, por lo que son más
comunes las lutitas marinas que
las lutitas fluviales.