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.
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Última modificación: Septiembre - Octubre de 2002