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1.4

PROPIEDADES INDIVIDUALES DE LOS SEDIMENTOS

En el desarrollo de este tema, se tomará como base el libro de Hidráulica de Sedimentos del Prof. Julián Aguirre Pe, de la ULA/CIDIAT. a) Tamaño de la partícula Diámetro de sedimentación La partícula de sedimento se sustituye por una partícula esférica de igual densidad que cae con la misma velocidad terminal uniforme en el mismo fluido y a la misma temperatura. Diámetro de tamiz Apertura mínima de la malla de tamiz por la cual pasa la partícula de sedimento. Diámetro nominal Diámetro de una esfera con igual volumen de la partícula. Diámetro de caída normalizado Diámetro de una esfera con peso específico relativo 2.65 y que tiene la misma velocidad terminal uniforme de la partícula cuando ambas caen en una extensión infinita de agua destilada en reposo y a 24°C. Dimensiones triaxiales Longitudes medidas a lo largo de los tres ejes mutuamente perpendiculares. a longitud máxima b longitud media c longitud mínima El diámetro del tamiz y el diámetro de sedimentación son los parámetros de mayor uso: -

Las arenas se miden por el diámetro de tamizado Los limos y arcillas se miden por su diámetro de sedimentación

En la clasificación del tamaño de las partículas se empleará la versión ampliada de la escala de Wentworth por el Subcomité de Terminología de Sedimentos de la American Geophysical Union, dada en la Tabla N° 1.2 (Libro de Aguirre). b) Forma del sedimento Redondez = (radio medio de curvatura de las aristas de partícula) / (radio de la circunferencia inscrita en el perímetro de área máxima proyectada por la partícula) Esfericidad = (área de la espera equivalente en volumen) / (área superficial de la esfera) Factor de forma (FF) = c / (a.b)1/2 c) Peso específico del sedimento Debido a su gran estabilidad, el cuarzo es el mineral más común en la composición de los sedimentos transportados por el agua. Como el peso específico relativo de las arenas es muy próximo al del cuarzo 2.65, es que se emplea este valor en los cálculos y en los análisis. Curso de Transporte de Sedimentos - Dr.Ing. Samuel Quisca A. – UNALM - Setiembre 2004

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d) Velocidad del sedimentación (W) Fuerza que actúa el fluido sobre la partícula: (Fuerza de sustentación)

F = Cd (πd2/4)ρW2/2

Fuerza de gravedad:

F = (ρs-ρ)g(πd3/6)

Velocidad de caída:

W = { [ (ρs-ρ)/ρ] (4gd)/(3 Cd)}1/2

Cd

coeficiente que afecta a la presión dinámica de estancamiento ρW2/2 que corresponde a un valor medio sobre el área transversal de la partícula.

Por análisis de variables:

F = f1 (d, ρ, W, µ)

Habrá otra función f2 , tal que:

f2 (F, d, ρ, W, µ) = 0

Por el teorema de π Buckingham, se puede agrupar las variables en los dos números adimensionales y obtener la siguiente relación funcional: f3 (W.d.ρ/µ , F/(ρ.W2.d2)) = 0 F/[ρ(W2/2)(π.d2/4)] = f3 (W.d.ρ/µ) Si:

F/[ρ(W2/2)(π.d2/4)] = Cd = f3 (Re)

Figura N° 1.4

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e) Propiedades de los sedimentos en conjunto Distribución granulométrica y distribución de frecuencias de los sedimentos

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Propiedades Individuales del Sedimento: Tamaño de la Partícula, Forma del Sedimento, Peso Específico del Sedimento, Velocidad de Sedimentación. Propiedades de los Sedimentos en Conjunto: Distribución Granulométrica, Distribución de Frecuencias de los Sedimentos, Porosidad, Peso Específico Aparente, Angulo de Reposo.

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