MORFODINÁMICA DE LECHOS COHESIVOS SUJETOS A CONVECCIÓN TÉRMICA
TOMÁS FUENTES (1)
DAISUKE NOTO (2)
HUGO N. ULLOA (3)
TOMÁS TREWHELA (4)
Investigamos experimentalmente la morfología de un lecho cohesivo movilizado por convección térmica, un tópico pobremente explorado y de relevancia en lagos y regiones costeras. Utilizando una celda “Rayleigh-Bénard” levemente inclinada θ ∝ O(1 %), es posible direccionar el gradiente térmico y el flujo convectivo para generar arrastre de material orgánico micrométrico. Esta movilización produce formas sedimentarias con erosión y deposición heterogénea al fondo de la celda. Para tres inclinaciones de fondo, (θ =) 0, 1,5 y 3°, manteniendo constante el forzante térmico (número de Rayleigh), se determinó el campo de velocidad en la subcapa viscosa sobre el lecho móvil, permitiendo una estimación precisa de los esfuerzos de corte que actúan sobre el sedimento. Los resultados muestran una región con alto esfuerzo de corte que logra erosionar y generar diversas perturbaciones morfológicas en el lecho. Mediante análisis espectral, identificamos las longitudes de onda principales que emergen en el sistema, además de ver cómo a mayor θ—i.e. esfuerzos cortantes más intensos—dichas longitudes disminuyen. De forma global, calculamos el volumen desplazado, encontrando un estado de equilibrio o saturación que puede ser descrito mediante un modelo exponencial cuyos parámetros responden a θ. Nuestros resultados demuestran la posibilidad de tener transporte de sedimentos por convección, abriendo nuevas condiciones para la aparición de formas de fondo, como rizos, en configuraciones de flujo no exploradas.
1 Estudiante Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibañez –
tofuentes@alumnos.uai.cl
2 Investigador postdoctoral, Department of Earth and Environmental Science, University of Pennsylvania – dnoto@
sas.upenn.edu
3 Profesor Asistente, Department of Earth and Environmental Science, University of Pennsylvania –
ulloa@sas.upenn.edu
4 Profesor Asistente, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibañez – tomas.trewhela@uai.cl
Fuentes_Tomas_TrabajoSOCHID_revfinal.pdf
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