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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2.7.3 Fórmula de Shields.

La fórmula que Shields propuso para evaluar el transporte de sedimentos es:

   (Ecuación 2.176)

Donde:

q_BT =  Transporte unitario total del material de fondo, (Kgf/seg.m).  Si se desea expresar en volumen, se utiliza la relación: , donde:

q_BT =  Transporte unitario total de material del fondo, (m³/seg.m)

g_w =   Gasto unitario líquido expresado en peso, (Kgf/seg.m). 

Si se desea expresar un volumen se utiliza la relación:

   (Ecuación 2.178)

Donde:

q =    Gasto unitario líquido, (m³/seg.m)

t_o =   Esfuerzo tangencial que el líquido ejerce sobre el fondo, (Kgf/seg.m).  Se obtiene de la relación: .

t_c =    Esfuerzo tangencial crítico en función de D50,(Kgf/seg.m).  Se obtiene de la curva de Shields, cuya ecuación propuesta por Maza, establece que:

   (Ecuación 2.179)

válida para D_* £ 333, donde:

   (Ecuación 2.180)

Cuando D_* > 333, t_c vale:

   (Ecuación 2.181)

Si se sustituyen las ecuaciones:  y  en la ecuación:  y se despeja el transporte de sedimentos, se obtiene:

   (Ecuación 2.182)

Al multiplicar esta ecuación por el ancho del fondo b, de la sección, y aceptando que      b = B, se obtiene:

   (Ecuación 2.183)

si además se agrupan las variables que dependen de las propiedades físicas del líquido y del material de fondo, se llega a:

   (Ecuación 2.184)

Donde:

   (Ecuación 2.185)

El coeficiente 10 de la ecuación anterior se debe modificar si b ¹ B según lo explicado en los dos métodos anteriores.

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