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tipos de flujos

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Flujos

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS-TACNA

NDICE

INTRODUCCION.....2 LOS FLUJOS...3 FLUJO DE ESCOMBROS.....4 FLUJO DE LODO.......5 FLUJOS DE DETRITO............10 FLUJO DE LOESS15 FLUJO RAPIDO16 AVALANCHA DE ESCOMBROS...16 Formacin de la avalancha...17 Transporte.....17 Depositacin.....17

INTRODUCCIN

El fenmeno de erosin en masa incluye el desprendimiento, transporte y depositacin de grandes masas de suelo, por accin del agua. Las masas en movimiento se comportan como un fluido pero su comportamiento es diferente al de los flujos de sedimentos, especialmente debido a la alta concentracin de slidos. A estos movimientos se les denomina genricamente como flujos o avalancha.

LOS FLUJOSEn un flujo existen movimientos relativos de las partculas o bloques pequeos dentro de una masa que se mueve o desliza sobre una superficie de falla. Los flujos pueden ser lentos o rpidos, as como secos o hmedos y los puede haber de roca, de residuos o de suelo o tierra.Los flujos muy lentos o extremadamente lentos pueden asimilarse en ocasiones a los fenmenos de reptacin y la diferencia consiste en que en los flujos existe una superficie fcilmente identificablede separacin entre el material que se mueve y el subyacente, mientras en la reptacin la velocidad del movimiento disminuye al profundizarse el perfil, sin que exista una superficie definida de rotura.La ocurrencia de flujos est generalmente, relacionada con la saturacin de los materiales subsuperficiales. Algunos suelos absorben agua muy fcilmente y la saturacin conduce a la formacin de un flujo.Algunos flujos pueden resultar de la alteracin de suelos muy sensitivos, tales como sedimentos no consolidados.

1. FLUJO DE ESCOMBROSEstos ocurren cuando masas de roca, tierra o escombros bajan por un declive. Los derrumbes de tierra pueden ser pequeos o grandes y pueden moverse a bajas o a muy altas velocidades. Son activados por tormentas, terremotos, erupciones volcnicas, incendios y por la modificacin del terreno hecha por el hombre.Los flujos de escombros es un tipo de deslizamientos formado por una mezcla de roca saturada de agua y suelo hmedo.Se denomina a veces como un lahar(procedentes de una volcn) o como tierra corriente o flujos de lodo el deslizamientos de residuos parecen hormign fluido esta caracterstica puede conducir a la formacin de diques en los mrgenes de flujos de escombros sin restriccin como los mrgenes .Flujo de Escombro Volcnico La ChircaEn reconocimiento de campo realizado en el l sitio se observa bloques de lava volcnica mayores que 2 m de dimetro, escoria, arena y cenizas sueltas movilizada por eventos lluviosos que obstaculizan temporalmente el camino de San Marcos - Altagracia. Tipos de flujos de acuerdo a las caracteiastic as de la mezcla y el canal2. FLUJO DE LODO

Los flujos de lodo generalmente consisten de altas concentraciones de partculas finas (limos y arcillas), aunque tambin transportan grandes bloques o cantos de roca. De hecho el fluido se comporta como un slurry homogneo con una onda frontal y una serie de pulsaciones (Figura 1.1). De acuerdo a experimentos de Wan y Chien (1.989), un fluido se convierte en un slurry homogneo a una concentracin de partculas finas de solamente 90 kg/m3. A medida que la concentracin aumenta la estructura de los sedimentos se flocula rpidamente y la viscosidad aumenta en forma fuerte formndose una especie de cohesin de la mezcla suelo-agua.Al formarse el slurry de partculas finas y agua este se comporta como un flujo no-Newtoniano, del tipo conocido como fluido Bingham.Cuando el contenido de partculas finas es bajo, puede ocurrir un flujo viscoso continuo en el cual no se formauna parte frontal ni ocurren pulsaciones y se asemeja ms al modelo de fluido Newtoniano de ManningMecnica del movimientoEstos flujos fueron descritos por Johnson y Rodine(1984) como una serie de ondas tanto en planta como en perfil. Son flujos viscosos y se caracterizan por pulsos intermitentes. Un evento puede incluir desde 10 hasta cientos de esos pulsos. A medida que avanza cada onda, esta va adhiriendo nuevos depsitos y se vuelve ms delgado y ms lento. Posteriormente viene la segunda onda, luego la tercera y as sucesivamente.El periodo de estos flujos intermitentes vara de 10 a 40 segundos y sus longitudes varan de 50 a 300 metros.El frente del flujo intermitente generalmente es alto y empinado, consiste principalmente de grandes bloques de roca y presenta comnmente la mayor amplitud del flujo. Este frente es llamado en el oriente cabeza del dragn, y se le conoce en la literatura de habla inglesa con el nombre de Snout (trompa).Tiene generalmente una forma de lengua convexa con una fuerte pendiente (Figura 1.2). El flujo viscoso salpica lanzando sedimentos hacia arriba y el movimiento genera un ruido muy intenso que puede incluso hacer temblar la tierra. Debido a su alta velocidad y gran inercia los flujos viscosos se superelevan en forma importante en las curvas e incluso puede ascender pendiente arriba en algunos sitios hasta alturas superiores a 10 metros.Cuando un flujo viscoso encuentra un obstculo, su energa cintica se transforma en energa potencial y se levanta hasta alturas, de acuerdo a la frmula:

Dnde:Uc = Velocidad de la parte frontal del flujoFlujo viscoso en las curvasEn el extrads de las curvas la superficie del flujo se levanta en forma importante debido a la fuerza centrfuga, la cual se convierte en fuerza hacia arriba, en un proceso de colisin entre partculas. Esta sobre-elevacin en las curvas es utilizado como parmetro para calcular la velocidad del flujo (Johnson y Rodine, 1984).La velocidad promedio del flujo se puede obtener de la siguiente expresin:Figura 1.1

Figura 1.2

Donde:

DepositacinEn los canales anchos o al desbordarse el flujo se forman depsitos laterales alargados al lado del canal.En esta forma el flujo va depositando sedimentos a lo largo de su recorrido.Representacin idealizada de un flujo viscoso mostrando las diferentes ondas( Jahnson y Rodine, 1984)

La depositacin final del flujo viscoso mantiene la estatura dinmica de su movimiento creando filas de islas o dunas que son paralelas a la direccin del flujo, las cuales pueden tener forma de lengua.Comnmente, tiene una superficie ligeramente convexa, as como un frente empinado. Durante la sedimentacin no ocurre clasificacin de los sedimentos y las partculas se mueven como una masa integral. La velocidad de depositacin es muy pequea.Un ejemplo de flujo de lodo fue la avalancha del ro Pez en Colombia, en 1994

3. FLUJOS DE DETRITO

En los flujos de detritos los sedimentos controlan totalmente el flujo y el componente agua es menos importante. El movimiento de los flujos de detritos se le puede relacionar generalmente con flujo turbulento de granos. Este mecanismo no requiere de la presencia de una fase lquida o gaseosa y el movimiento se produce por transferencia de momentum al colisionar las partculas o bloques que se mueven.Su comportamiento se aleja del modelo hidrulico tpico. Los flujos son no-viscosos y son generalmente flujos turbulentos de dos fases. La fase lquida es un slurry consistente en agua y partculas finas y la fase propiamente slida son las partculas gruesas. Las partculas gruesas ruedan y saltan con velocidades mucho menores que las del slurry y se puede escuchar el ruido de golpeo de las partculas unas con otras, con ondas superficiales y salpicaduras, se observa claramente la turbulencia del flujo.

Mecnica del movimientoEl flujo de detritos generalmente ocurre en zonas de alta pendiente e involucra concentraciones altas de material slido, principalmente de partculas gruesas y bloques. Debido a las altas pendientes del flujo de detritos se pueden transportar fcilmente partculas o bloques de gran tamao a alta velocidad. Los flujos de detritos son extremadamente destructivos, debido a las fuerzas de impacto de los grandes bloques.La mxima velocidad registrada en China para flujos de detritos es de 13.4 m/s. pero se reporta que se pueden alcanzar velocidades hasta de 20 m/s. En algunos trabajos se mencionan velocidades (no medidas) hasta de 36 m/s .Aunque los flujos de detritos contienen partculas ms gruesas, mayores concentraciones, mayores pesos especficos y menores cantidades de agua, la mecnica del movimiento en algunos aspectos es similar a los de los flujos hiperconcentrados. En ocasiones el movimiento es intermitente, como en los flujos de lodos, pero la amplitud de la onda es relativamente pequea (20 a 50 cm) y usualmente el flujo no es completamente interrumpido entre las ondas.La velocidad es mayor al aumentar la pendiente del canal y la velocidad disminuye al aumentar la concentracin de slidos.

DepositacinAl disminuir la velocidad del flujo, la avalancha trata de desacelerar, aumentar de espesor y finalmente parar. Este proceso puede ocurrir por la disminucin de la pendiente, al aumento del ancho del canal o la presencia de obstculos que aumenten la resistencia al flujo.

Cuando ocurren ampliaciones o cambios significativos en el cauce se puede producir depositacin de las partculas ms gruesas. A medida que se depositan ms materiales se forma una especie de diques que hacen levantar el flujo, aumentndose el proceso de depositacin.

Cuando el cambio en el ancho del cauce es muy fuerte, o se presenta una disminucin fuerte de la pendiente del cauce, la velocidad disminuye abruptamente y se deposita la mayora del material slido, formando abanicos o barras de grandes bloques. Primero se depositan las partculas de mayor tamao, mientras las partculas finas tratan de recorrer una distancia mayor antes de producirse la sedimentacin y puede ocurrir que las partculas en suspensin recorran caminos de muchos kilmetros despus de que las partculas grandes se depositaron.Generalmente los flujos de detritos corren a lo largo de caones estrechos y cuando encuentran un rea ms amplia tratan de detenerse,