TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DE FONDO EN UN FLUJO TURBULENTO ALTAMENTE HETEROGÉNEO
MAGDALENA BARROS (1)
CRISTIÁN ESCAURIAZA (2)
El transporte de sedimentos de fondo en flujos rugosos y heterogéneos está fuertemente influenciado por la variabilidad espacial de la turbulencia cercana al lecho, inducida por macro-rugosidades. Sin embargo, el transporte de fondo suele estimarse a partir del esfuerzo de corte global en flujos uniformes, sin considerar las variaciones espaciales y temporales del flujo ni del transporte. Este trabajo busca comprender en mayor profundidad los
mecanismos que gobiernan el transporte de fondo en flujos rugosos con macro-rugosidades, y evaluar el impacto de la variabilidad espaciotemporal del flujo sobre las predicciones de transporte. Para ello, se realizaron simulaciones de alta resolución (LES) del flujo turbulento sobre un arreglo de bolones dispuestos sobre un lecho rugoso. De manera acoplada, se resolvieron las trayectorias e interacciones de partículas de sedimento móviles bajo condiciones de transporte bajo y moderado. Los resultados revelan la coexistencia de dos regiones bien diferenciadas en el lecho: una zona entre los bolones, caracterizada por alta turbulencia y un transporte de sedimentos elevado y continuo; y otra en la estela de los bolones, con bajos niveles de velocidad y esfuerzo de corte, donde el transporte es altamente
intermitente. Esta dinámica genera una distribución de sedimentos en el lecho altamente heterogénea, con mayores concentraciones en las estelas que en las zonas de alto transporte. Además, se evalúa la incertidumbre asociada al uso de un valor constante para la condición umbral de movimiento de los sedimentos basada en el parámetro de Shields. Se observa que este parámetro presenta grandes fluctuaciones temporales, lo que puede introducir errores significativos en la estimación del transporte de fondo. En conjunto, este estudio aporta información valiosa sobre los procesos que controlan el transporte de fondo en flujos altamente heterogéneos, y remarca la importancia de considerar la variabilidad espaciotemporal del flujo en su modelación y predicción.
1 Estudiante de Doctorado, Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental, Pontificia Universidad
Católica de Chile – email: mmbarros1@uc.cl
2 Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental, Pontificia Universidad Católica de
Chile – email: cescauri@uc.cl
BarrosM_EscauriazaC_Revisado.pdf
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