Transporte de sedimentos en cauces de alta pendiente

Abstract

En este trabajo se constata que ni el número de Reynolds del contorno ni el parámetro de Shields son variables adecuadas para predecir las condiciones críticas de iniciación del movimiento de partículas sueltas en el lecho de canales o ríos con contornos de gran rugosidad (profundidad menor que 10 veces la rugosidad) y alta pendiente (pendiente mayor que 0,005). Se analiza el criterio de la velocidad media del flujo en la definición de las condiciones de iniciación del movimiento y se considera el número de Froude crítico de la partícula como criterio alterno para estimar las condiciones hidráulicas de iniciación del movimiento. Se contrastan los resultados de la formulación teórica con datos experimentales de diversos autores. Se describen algunos de los procedimientos más empleados en la estimación del transporte del material sólido constitutivo del lecho de una corriente de alta pendiente. Las dos características comunes de tales métodos es que no fueron desarrollados con el propósito específico de estimar el transporte de sólidos en cauces de altas pendientes y segundo, que consideran como parámetro regulador del transporte la diferencia ente el esfuerzo cortante medio en el lecho y el esfuerzo cortante crítico correspondiente a las condiciones de iniciación del movimiento. Luego se presentan dos metodologías desarrolladas específicamente para estimar el transporte sólido en cauces de alta pendiente. La primera considera el exceso de caudal sobre el caudal crítico unitario como variable determinante de las condiciones de arrastre y la segunda incorpora la influencia del número de Froude densimétrico de las partículas en exceso a su valor crítico. Se comparan los resultados de las diferentes aproximaciones con mediciones de laboratorio y con bancos de datos de ríos, disponibles en la literatura. Se propone una nueva función de transporte, que se ajusta mejor que las relaciones funcionales analizadas, para estimar el transporte de sedimentos gruesos en ríos de alta pendiente y gran rugosidad.