1.
Presentar a ingenieros y profesionales afines interesados, las diferentes teorías,
conceptos
y fórmulas para evaluar el cálculo del transporte de sedimentos en ríos
aluviales.
2.
Presentar teniendo en cuenta la complejidad del tema, en un lenguaje sencillo,
un material de información y consulta adecuadamente ordenado para este tema y
otros temas relacionados con el estudio de la hidráulica fluvial.
3.
Definir y establecer una guía metodológica que permita disponer de diferentes
fórmulas para evaluar el transporte de sedimentos en ríos aluviales, esto,
para disponer de una herramienta útil, de fácil utilización y consulta para
dichas fórmulas.
4.
Recopilar de acuerdo con la bibliografía disponible, diferentes fórmulas
empleadas en el cálculo del transporte de sedimentos, indicando su origen,
utilización y recomendaciones sobre su aplicación.
5.
Verificar el análisis dimensional de dichas ecuaciones en el Sistema
Internacional y en el Sistema Inglés, así como las dimensiones de las
variables para cada caso estudiado. Se realizará un análisis dimensional
completo y preferiblemente, las fórmulas se desarrollarán en el Sistema
Internacional de Unidades.
6.
Implementar un Web Site que permita a los ingenieros y profesionales de otras áreas
aportar apropiadamente a este tema y otros temas referentes al conocimiento en
la Ingeniería Fluvial. Este
trabajo puede también consultarse en el siguiente Web-Site:
[http://transportesedimentos.tripod.com]
7. Generar un espacio de investigación dedicado al conocimiento específico del tema, con el objetivo de convertirlo en un Sitio Web dinámico, donde éste, permanentemente estará en desarrollo, incrementándose periódicamente gracias a los aportes recibidos y a la complementación del mismo por parte del autor.
El
presente trabajo desarrollado para este Web Site, como complemento de un informe
escrito, corresponde a una parte del proyecto de grado para optar el Título de
Especialista en Recursos Hidráulicos y Medio Ambiente del Ing. Gregorio Marín
Uribe en la Escuela Colombiana de Ingeniería, bajo la dirección del Ing. Héctor
Alfonso Rodríguez Díaz, profesor de la misma Universidad.
Este trabajo tratará en la primera parte generalidades sobre hidráulica
fluvial y en la segunda sección, específicamente se ha logrado recopilar y
presentar de manera adecuada, según la bibliografía disponible, diferentes fórmulas
para el cálculo del transporte de sedimentos en ríos aluviales.
Para
cumplir con los objetivos anteriormente propuestos, fundamentalmente se ha
tomado como referencia la estructura del curso Hidráulica Fluvial preparado por
el Ing. Héctor Alfonso Rodríguez Díaz y sus correspondientes apuntes; curso
que se dicta en la Especialización en Recursos Hidráulicos y Medio Ambiente de
la Escuela Colombiana de Ingeniería. Agradezco
especialmente al Dr. Rodríguez la oportunidad de utilizar sus excelentes
apuntes de clase que nos suministró durante su curso.
A
grandes rasgos, en la primera parte de este documento se presentan nociones de
hidráulica fluvial y se tratan los conceptos y las ecuaciones generales que
evalúan el cálculo del transporte de sedimentos en ríos aluviales; ya que éstas
consideran el origen del material (sedimentos) y la forma como dicho material se
transporta. Además se presentan algunas generalidades sobre el transporte de
sedimentos en las corrientes de agua, con la finalidad de facilitar la aplicación
de técnicas de comparación, mediciones y formulaciones matemáticas
disponibles para la estimación del caudal sólido transportado por los ríos
aluviales. Tales estimaciones propuestas son de utilidad para facilitar la
aplicación de análisis cualitativos, construcción de modelos físicos y matemáticos,
mediciones en campo y la elaboración de diferentes estudios como: modificación
de cauces, modificación de canales naturales y la variación del volumen de
depositación de sedimentos en un embalse, entre muchos otros.
En esta área del conocimiento existen, básicamente, dos escuelas: una
determinística, que procura expresar por medio de ecuaciones el fenómeno físico
del transporte de sedimentos; otra, empírica, que procura obtener relaciones
entre las variables medidas directamente a través de datos obtenidos y medidos
en campo. A la primera escuela pertenecen los investigadores DuBoys, Einstein,
Kennedy, Vanoni, Brooks, etc. A la segunda, Blench, Conti, Colby, etc.
Una vez analizados los conceptos teóricos generales para el cálculo del transporte de sedimentos y de acuerdo con el origen del material y su modo de transporte, en la segunda parte de este trabajo, se procederá a presentar las fórmulas más comunes reportadas por la bibliografía disponible y su selección será hecha de acuerdo con la consistencia en sus unidades.
Nota:
La medida y estimación de caudal sólido será buena en la medida en que se pueda
determinar con precisión el origen y el modo de transporte del material que
es conducido por el río; con lo cual en primera instancia, es posible obtener
una buena aproximación del valor del caudal sólido transportado. Tal estimación
de éste fenómeno físico de gran complejidad, se realiza mediante la calibración
adecuada de las diferentes fórmulas empíricas, teóricas y técnicas de medida.
Esto es posible a partir de un cuidadoso proceso de control y toma de datos
de campo (in situ) para las diferentes situaciones presentadas. Cabe anotar
que los procesos hidráulicos y geomorfológicos para cada río en particular dependen
de diferentes variables, que hacen del modelamiento del transporte de sedimentos
una situación particular para cada caso.1
1.
Por
ejemplo la ecuación semiteórica de Einstein-Brown, obtenida en Estados Unidos
por el hijo del célebre físico alemán; la anéctoda (¿apócrifa?) dice que
el padre desaconsejó al hijo que se dedicara como deseaba a una materia tan
compleja como la mecánica del transporte de sedimentos, debido a la cantidad e
impresibilidad de las variables que involucra dicho fenómeno.
*1
Ing. GREGORIO MARÍN URIBE:
Ingeniero Civil - Escuela Colombiana de Ingeniería. Especialista en Recursos
Hidráulicos y Medio Ambiente.
*2
Ing.
HÉCTOR ALFONSO RODRÍGUEZ DÍAZ:
Ingeniero Civil - Escuela Colombiana de Ingeniería. Ingeniero Hidrólogo del
Cedex de Madrid. Realizó estudios de Doctorado en la ETSCCP de Madrid. Fue director
técnico de la Unidad de Estudios Fluviales del Ministerio de Transporte y director
del Buque Explorador Cormagdalena. Es profesor de pregrado y posgrado en la
Escuela Colombiana de Ingeniería, vinculado al Centro de Estudios Hidráulicos.
Enviar
correo electrónico a gregoriomarin@engineer.com
con preguntas o comentarios sobre este sitio Web.
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Última modificación:
Septiembre de 2002