SEDIMENTOLOGIA - Transportes e Fluidos

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Transporte Sedimentar 
• Ocorre através de um meio fluido: 
– Ar 
– Água 
– Gelo 
– Fluxo gravitacional (denso): mistura de 
sedimento e água e/ou ar 
Tipos de fluido 
Baixa viscosidade (Ar e Água): 
• Grãos livres 
• Corrente seleciona os grãos  separa os mais 
leves 
• Grãos mais pesados são transportados mais 
devagar que os leves 
 
Alta viscosidade / densidade (Gelo e mistura de 
sedimento/água/ar/gelo) 
• Viscosidade elevada devido à grande 
concentração de sedimentos no fluido 
• Os grãos não são transportados 
individualmente, mas como um conjunto 
LAMINAR VS. TURBULENT FLOW 
NÚMERO DE REYNOLDS 
Re = 
UD 
  
Re= no. de Reynolds 
 = densidade do fluido 
U = velocidade do fluxo 
D = profundidade 
 = viscosidade 
Fluxo Laminar-- Re < 500 
Transicional -- 500 < Re < 2000 
Fluxo Turbulento -- Re > 2000 
Mede a razão entre forças de inércia e forças de 
viscosidade 
NÚMERO DE REYNOLDS 
 
Re = 
(0.998 g/cm3) (10cm/s) (50 cm) 
Laminar flow -- Re < 500 
Transitional -- 500 < Re < 2000 
Turbulent flow -- Re > 2000 
 0.00998 (g/cm/s) 
 Re = __________________________ = 50.000 
UD 
  
 * notar: fluxo laminar quase nunca existe 
em fluxos de águas superficiais e ar 
Fr = no. de Froude 
U = velocidade do fluxo 
g = gravidade 
D = profundidade 
Fr = 
 U 
gD 
Fluxo subcrítico -- Fr < 1 (regime de fluxo inferior) 
Fluxo supercrítico -- Fr > 1 (regime de fluxo superior) 
NÚMERO DE FROUDE 
 
 
Mede a razão entre forças de inércia e forças 
gravitacionais 
 
Fr = 
 U 
gD 
Fluxo subcrítico -- Fr < 1 (Regime de fluxo inferior) 
Fluxo supercrítico -- Fr > 1 (Regime de fluxo superior) 
(100cm/s) 
[(980 cm/s2)(50 cm)]0.5 
1. Fr = ________________________ = 0.45 
(100cm/s) 
[(980 cm/s2)(10 cm)]0.5 
2. Fr = ________________________ = 1.01 
CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FLUXO 
p
ro
fu
n
d
id
a
d
e
 
Velocidade do fluxo 
Fluxo laminar 
subcrítico 
Fluxo 
laminar 
supercrítico 
Fluxo 
turbulento 
supercrítico 
Fluxo turbulento 
subcrítico 
Para uma partícula ser transportada 
por um fluido: 
 
• Erosão, ou retirada do sedimento do 
leito 
• Manutenção do sedimento corrente 
abaixo 
Partículas Transportadas por Fluidos 
 
 
Velocidade Crítica 
Função da: 
- Força de cisalhamento do fluido 
- Viscosidade do fluido 
- Tamanho, forma e densidade da 
partícula 
 
Forças atuantes sobre o grão 
 
Partículas Transportadas por Fluidos 
 
 
LEI DE STOKES 
 
 
D 
g 
U = 
 1 (s -f)gD
2 
18  
onde: U = velocidade do fluxo 
 D = diâmetro da partícula 
  = viscosidade 
 f = densidade do fluido
 s = densidade da partícula 
 g = gravidade 
 f 
s 
Define a velocidade terminal, 
a velocidade de decantação 
das partículas 
Mecanismos de Transporte 
Fluido de Baixa viscosidade 
• Suspensão: sustentação do grão acima da 
superfície deposicional 
• Saltação: manutenção temporária do grão 
em suspensão 
• Tração: movimento por arrasto e 
rolamento 
– Arrasto: deslocamento do grão rente à 
superfície deposicional 
– Rolamento: rotação do grão em torno de um 
eixo, por sobre outros grãos da superfície 
deposicional 
Movimento dos grãos pelo transporte 
de fundo, saltação e suspensão: 
DIAGRAMA HJULSTROM - INÍCIO 
DO TRANSPORTE SEDIMENTAR 
V
e
lo
c
id
a
d
e
 l
im
ia
r 
d
e
 t
ra
n
s
p
o
rt
e
 (
c
m
/s
) 
Tamanho do grão (mm) 
Deposição 
Erosão e Transporte 
TRANSPORTE EM SUSPENSÃO 
MORFOLOGIA DO LEITO E 
CARACTERÍSTICAS DO FLUXO 
Fr < 1 = REGIME DE FLUXO INFERIOR 
Fr > 1 = REGIME DE FLUXO SUPERIOR 
Regime de Fluxo Superior 
ESCALAS DE FORMAS DE 
LEITO ARENOSAS 
Comprimento de onda Altura 
Marcas 
onduladas Dunas 
Marcas 
onduladas 
Dunas 
Fluxo unidirecional - Regime de 
fluxo superior 
• Camadas plano paralelas: partículas movem-se 
continuamente com ausência de relevo na 
superfície do leito 
 
• Antidunas: formas de leito de baixo relevo com 
constantes movimento de grãos. 
 
Filme: Plane bed, Antidunes 
Diagrama mostrando a relação de velocidade do 
fluxo em relação ao tamanho dos grãos 
transportados e o tipo de forma de leito gerado