E8 Transporte de Sedimentos

Tópico

El transporte de sedimentos es el movimiento de partículas sólidas —arena, grava, limo y arcilla— por acción del agua o del viento, y es precisamente este proceso el que modela la mayor parte del relieve terrestre, tanto en las escalas de tiempo humanas como en las escalas de tiempo geológicas.

En los ríos, el sedimento se mueve de dos maneras distintas: como carga de fondo, formada por partículas que ruedan o saltan a lo largo del propio lecho del río, y como carga en suspensión, formada por partículas que la turbulencia del flujo logra mantener suspendidas dentro del agua; en ambos casos, el movimiento del sedimento solo comienza cuando la tensión de corte que el flujo ejerce sobre el lecho supera una tensión crítica, conocida como la tensión crítica de Shields, que depende tanto del tamaño como de la densidad de los granos que forman ese lecho.

El criterio de Shields establece, de manera precisa, que ese inicio del movimiento ocurre cuando un número adimensional propio de cada grano supera un valor crítico de apenas cuarenta y siete milésimas, para granos no cohesivos sumergidos en agua.

El transporte de la carga de fondo sigue relaciones empíricas, como la de Meyer-Peter y Müller, según las cuales el flujo de sedimento que se mueve por el fondo escala con el exceso de tensión de corte que sobrepasa a esa misma tensión crítica de Shields recién descrita.

La carga en suspensión, en cambio, sigue el perfil de Rouse: su concentración decrece con la altura sobre el fondo siguiendo una ley de potencias, y es precisamente el número de Rouse, la razón entre la velocidad de caída del propio grano y el producto entre la constante de von Kármán y la velocidad de fricción del flujo, el que determina qué tan rápido decrece esa concentración con la altura.

El transporte eólico de arena es, en muchos sentidos, análogo a este transporte fluvial: la saltación es su mecanismo dominante, con granos que salen lanzados al aire por el impacto de otros granos y describen trayectorias balísticas antes de volver a caer; el umbral de movilización en arena seca, del mismo tipo que ya se describió al hablar de la erosión eólica, se alcanza con vientos de entre cinco y seis metros por segundo medidos a un metro de altura sobre el suelo.

Las dunas son el patrón de depósito que esa arena movilizada termina formando, a escalas que van de apenas un metro hasta mil metros de longitud; y la capacidad de transporte de todo este sistema escala entre el cubo y la cuarta potencia de la velocidad de fricción del flujo, lo que hace que sean precisamente los eventos extremos de mayor energía, aunque poco frecuentes, los que terminan dominando el presupuesto de sedimentos de cualquier río o de cualquier campo de dunas a largo plazo. Así, desde las partículas sólidas con las que arranca este documento hasta los eventos extremos con los que termina, pasando por la tensión crítica de Shields, el perfil de Rouse y el umbral de movilización eólica, el transporte de sedimentos hace que el relieve que hoy vemos sea, en el fondo, la huella acumulada de innumerables granos que un día superaron su propio umbral de movimiento.

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