Comportamiento reológico y depositación de sedimentos finos en suspensión

Resumen

Los mecanismos de deposición de sedimentos finos suspendidos y de su transformación en sedimentos consolidados son de interés tanto para reconstruir procesos sedimentarios, como para prever sedimentación futura en canales de navegación, puertos, embalses y zonas costeras. El comportamiento reológico newtoniano de suspensiones de baja concentración y densidad (hasta aproximadamente 10 gr/1), cuya tasa de deformación es función lineal del esfuerzo aplicado, permite estudiar los fenómenos de asentamiento, resuspensión y comportamiento viscoso utilizado como parámetros la densidad total, la concentración de la suspensión, la granulometría del material y los esfuerzos cortantes causados por corrientes y oleaje. Por el contrario, el comportamiento reológico no newtoniano (plástico o seudoplástico) de suspensiones de alta concentración (hasta 300 gr/1) y con densidades de hasta 1.30 gr/cc, llamadas "fluff'' en Venezuela, no permite relacionar los parámetros medibles "in situ" ( concentración y densidad) con los parámetros de viscosidad y rigidez, necesarios para evaluar los procesos de asentamiento y resuspensión de sedimentos finos. Sin embargo, estudios recientes permiten cuantificar en laboratorio los valores de viscosidad y rigidez, requeridos para definir el comportamiento reológico de los fluidos no newtoneanos. De esta forma, se pueden establecer relaciones cuantitativas entre estos parámetros fundamentales y aquellos medibles directamente en el campo . Estas relaciones permiten determinar, por ejemplo, los valores límites del esfuerzo cortante necesario para resuspender el material sedimentado, pudiéndose así estudiar los procesos de transformación desde suspensiones a sedimentos y las tasas de sedimentación resultantes.

ABSTRACT

The mechanisms of deposition of suspended fine sediments and their transformation into consolidated sediments are of interest to study sedimentary processes as well as to know the amount of silting in navigation channels, ports, reservoirs, etc. While it is possible to use parameters which are measurable "in situ" to study the settling, resuspension and viscous behavior of suspensions with low concentration and density, because of their newtonian rheologic behavior, the non-newtonian behavior of high concentration suspensions up to 300 gr/1 (called "fluff'' in Venezuela) makes it impossible to relate their concentration and density, measurable "in situ", to the viscosity and yield stress values necessary to know the settling and resuspension of fine sediments under the effect of currents and waves. However, recent studies ·allow to measure in laboratory conditions viscosity and yield stress of non-newtonian fluids such as "fluff'', so that quantitative relationships between these last parameters and the density and concentration, measurable "in situ", can be established. The knowledge of these relationships allow to determine the critical shear stress needed to resuspend fine material, so that the settling of suspensions and the rate of silting can be effectively studied.