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2.6.3.2  Modificación al procedimiento de Einstein.
Hidráulica fluvial. Conceptos generales sobre morfología, dinámica y el transporte de sedimentos en ríos aluviales. Ecuaciones y métodos de uso más extendido para su evaluación y cálculo.


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2.6.3.2  Modificación al procedimiento de Einstein.

 

La aproximación general de Einstein estima la descarga de material del lecho para diferentes condiciones de flujo y características del sedimento, de esta manera, el método puede ser usado para diferentes propósitos. Colby y Hembree (1955), además de otros, introdujeron y propusieron otras modificaciones al procedimiento original de Einstein   El procedimiento modificado de Einstein, estima la carga total, que incluye a su vez la carga de lavado, para una descarga de agua de medidas hechas con un medidor de profundidad-integrador para muestras de sedimentos en suspensión y otros flujos y características de sedimento.  Así, el procedimiento modificado de Einstein, no puede ser usado con propósitos de diseño.

 

Las mayores diferencias entre el procedimiento de Einstein original hecho en 1950 y el procedimiento modificado presentado por Colby y Hembree en 1955 son las siguientes:

 

1. El procedimiento modificado es basado en las medidas de la velocidad media del flujo, en lugar del cálculo de la velocidad del flujo con la pendiente dada y la profundidad es observada en cada vertical, en vez de la medida de la velocidad.

 

2. El exponente de la carga suspendida Z, en la ecuación: , es determinado del valor de Z observado para un tamaño de grano dominante.  Valores de Z o otros tamaños de grano son deducidos del tamaño dominante, y son asumidos para variar la potencia 0.7 de su velocidad de caída.

 

3. Un ligero cambio se introduce en el factor de “ocultamiento”.

 

4. La profundidad D es usada en reemplazo del radio hidráulico.

 

5. El valor de intensidad de carga del fondo de Einstein es arbitrariamente dividido por un factor de dos para encajar los datos de transporte observados más estrechamente.

 

Simons y Sentürk en 1977 proporcionaron un buen resumen de la aplicación del procedimiento de Einstein a lo propuesto por Colby y Hembree en 1955.

 

Los datos necesarios para la aplicación del procedimiento modificado de Einstein son la descarga del río Q, la velocidad media V, el área de la sección transversal A, el ancho del canal B, la profundidad media Du a medidas verticales tomadas para muestras de sedimento suspendido, la concentración medida de la descarga de sedimentos C´s, la distribución de tamaño de la carga medida is, la distribución de tamaño del material de fondo a una sección transversal ib y la temperatura del agua T.

 

El primer paso es calcular el caudal de carga suspendida para las diferentes fracciones de tamaño por unidad de ancho en la zona de muestreo de una sección transversal q´si.

La descarga de sedimentos a través de la unidad de ancho de la zona de muestreo es:

 

   (Ecuación 2.92)

 

Donde:

Q´=   Descarga de agua en la zona de muestreo.

 

La relación entre Q´y Q es:

 

   (Ecuación 2.93)

 

Donde:

a´ =   La distancia del fondo del río al tubo de entrada del muestreador.

Asumiendo que la distribución de velocidades es como se presenta en la ecuación

, entonces:

 

   (Ecuación 2.94)

Donde:

E´ =  a´/Du y,

 

   (Ecuación 2.95)

 

en donde la cantidad x puede ser encontrada de la figura 3.9 del libro de Yang, (Referencia: Sediment Transport, Theory and practice; Chih Ted Yang 1996. Figura 3.9) por ensayo y error, con D reemplazándolo por R.  De las ecuaciones 2.92 y 2.94 se tiene que:

 

 


Escuela Colombiana de Ingeniería. Centro de Estudios Hidráulicos y Ambientales.
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