TEMA V PROPIEDADES DE LOS SEDIMENTOS EN UN CAUCE

V.1 Distribución teórica de la granulometría.

Tamaño. La propiedad más importante de una partícula de sedimento es su tamaño por lo cual, ha sido la única propiedad que caracteriza los sedimentos. Solamente si la forma, densidad y distribución granulométrica son semejantes en diferentes sistemas hidráulicos, se pudiese considerar que la variación de su tamaño define la variación del comportamiento del sedimento

Forma. Es una característica que determina el modo de movimiento de la partícula (grano de forma aplanada, en el lecho, difícilmente se mueve por rotación, pero sí se desplazan fácilmente o, eventualmente pueden saltar) Normalmente se define a través de la redondez, esfericidad y el factor de forma

Densidad. Es la relación entre la masa que posee una partícula y su volumen. La gravedad específica, se define como la relación entre la densidad de la partícula sólida y la densidad del agua a 4 grados centígrados. La mayoría de los sedimentos de los ríos son cuarzos o feldespatos cuya gravedad específica es 2.65; sin embargo, varía desde 1.35 a 1.70 para la piedra pómez hasta 7.6 para la galena

Peso específico. Es la relación entre el peso de la partícula y su volumen. Es igual al producto de la densidad por la aceleración de la gravedad

Porosidad n: Se define como la relación entre el volumen de vacíos y el volumen de granos o volumen de sedimentos

V.2 Velocidad de caída de una partícula.

Este parámetro ayuda describir el comportamiento de las partículas en el seno de un líquido, la velocidad de caída es la velocidad que adquiere una partícula al caer dentro de un líquido y se alcanza cuando el peso de la partícula se equilibra con el empuje ascendente que ejerce el líquido sobre la partícula. El valor de la velocidad de caída depende del tamaño y forma de la partícula, de la viscosidad y de la temperatura

V.3 Inicio de arrastre en suelos cohesivos y granulares. Diámetro equivalente.

La determinación de la condición crítica de arrastre es una actividad importante en la ingeniería de ríos, ya que permite inferir las condiciones que originarían el acarreo o transporte de partículas del material del cauce, o bien las que favorecerían su depósito, de ahí que sea fundamental para el diseño, por ejemplo, de canales sin revestimiento y de protecciones de enrocamiento

En una muestra de suelo no cohesivo interesa conocer la forma en que están distribuidos los tamaños de las partículas que el tamaño de una sola de ellas. Se trata de conocer la granulometría real o característica del material que constituye el lecho de un tramo de río.

V.4 Diseño d cauces sin arrastre.

La metodología existente para el diseño de canales cubre principalmente la selección adecuada de la sección hidráulica por donde fluye el agua, en condiciones de flujo uniforme y caudal máximo. Con este objeto algunos criterios se han presentado, aplicables a canales con y sin recubrimiento y aunque los criterios de diseño se dedujeron para las condiciones de flujo uniforme, su aplicación se puede extender en buena medida a las de flujo variado en cualquiera de sus formas.

Cualquiera que sea el canal por diseñar, el ingeniero debe conocer las propiedades del material que constituirá la plantilla y taludes después de efectuar la excavación. Dicho material formara el cuerpo del canal cuando no se recubra o servirá para soportar el recubrimiento cuando se utilice. También es importante conocer las propiedades del sedimento proveniente de otros sitios, que el agua va a transportar en suspensión. Estos aspectos son tratados con amplitud en este capítulo, para entender mejor los métodos de diseño de canales no revestidos, así como el transporte de sedimentos que se expone en el siguiente capítulo.

Primero se exponen los procedimientos generales de diseño de los canales, recubiertos o no, consistentes en la selección del talud, las velocidades mínima y máxima del flujo y los criterios para estimar el libre bordo