Transporte de Sedimentos

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TRANSPORTE DE 
SEDIMENTOS
O TRANSPORTE DE SEDIMENTOS É DEPENDENTE:
1 – GRAVIDADE (g)
2 – TAMANHO DO GRÃO (d)
3 – PESO SUBMERSO (σ − ρ)
4 – VISCOSIDADE CINEMÁTICA DO FLUIDO (υ)
5 – TENSÃO DE CIZALHAMENTO (τo) 
A dificuldade de se analisar numericamente as 
condições de iniciação do movimento dos sedimentos 
fez com que seus valores fossem estimados através de 
correlações empíricas baseadas em experimentos de 
laboratório
VELOCIDADE LIMITE PARA TRANSPORTE 
EM FLUXOS UNIDIRECIONAIS
0,001 0,01
TR
AN
SP
OR
TE
 PO
R T
RA
ÇÃ
O
ero
sã
o d
e a
reia
 e c
asca
lho
0,1
0,1
1
1
10
10
100
100
1000
1000
EROSÃO E TRANSPORTE
TRANSPORT E EM SUSPENSÃO
erosão de lama inc onsolidada
erosão de lam
a inconsolidada de
po
siç
ão
 da
 car
ga 
de 
fun
do
DEPOSIÇÀO
DIÂMETRO (mm)
V
E
L
O
C
ID
A
D
E
 
D
O
 F
LU
X
O
 
(c
m
/s
)
DIAGRAMA DE HJULSTROM
ARGILA SILTE AMF AF AM AG AMG GR SEIXO AF MAT
DIAGRAMA DE SHIELDS
Viscosidade molecular = 0,001 Ns / m2 (20oC)
DIÂMETRO ADMENSIONAL 
T
E
N
S
Ã
O
 D
E
 C
IZ
A
L
H
A
M
E
N
T
O
 A
D
M
E
N
S
IO
N
A
L
 
ρ(ρ −ρs )gD
3
ν
2
τ
 
cr
(ρ
 −
 ρ
)
s
g
D
10010-1 101 102 103 104 105
10-3
10-2
10-1
100
η2
com movimento
sem movimento
Água
Ar
DIAGRAMA DE SHIELDS – APLICAÇÃO
D = 0,1 mm – 0,0001 m
ρs = 2650 kg/m3
ρ = 1000 kg/m3
η2 = 10-6 m2/s 
DIÂMETRO ADMENSIONAL = 
10
0
10
-1
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
10
-3
10
-2
10-1
10
0
τ c
=
DIAGRAMAS DE SHIELDS MODIFICADOS
Allen 1992, after Bagnold 1968
MÉTODO EXPEDITO DE CALCULO DA 
TENSÃO DE CIZALHAMENTO CRÍTICA 
nos 1os. 10% da camada limite
Uz = 5.75 u* log ( Z / Zo )
A tensão de cizalhamento (u*2ρ) pode ser estimada pela inclinação da reta 
0
100
10
1
0.1
0.01
E
L
E
V
A
Ç
Ã
O
 (
C
M
)
VELOCIDADE (cm/s)
5 10 15 20 25
z
τo = ρ Uz1 – Uz2 2
5.75 (log z1 – log z2)
τo = Cd ρ Uz2
Varia entre 2 x 10-3 e 4 x 10-3 
VALORES DO COEFICIENTE DE ARRASTO Cd
Relativos a medições distantes 1m do fundo 
Sternberg 1972
PARA REGIÕES DE 
FLUXOS 
COMPLETAMENTE 
TURBULENTOS O 
VALOR MÉDIO DE 
Cd100 É 3x10-3
τo = 0,003 ρ U1002 
U* = 0,0547 U100
NECESSÁRIO EXISTÊNCIA 
DE PERFIL LOGARÍTIMICO 
DE VELOCIDADE
TENSÃO DE CIZALHAMENTO CRÍTICA E 
INDICAÇÃO DE TRANSPORTE
Miller 1977
τo - τc = EXCESSO DE TENSÃO 
τc DE CIZALHAMENTO
VALOR POSITIVO 
INDICA CONDIÇÃO DE 
TRANSPORTE
CALCULO DE TRANSPORTE
BAGNOLD (1966)
ρs – ρ g j = K ω
ρs
J = massa de sedimentos
transportada
ω = ρ u*3
Sternberg 1972
Calculo de K sugerido por
Sternberg (1972) baseado
no excesso de tensão de 
cizalhamento
CALCULO DE TRANSPORTE
u* = (τo / ρ) 0.5
PROCEDIMENTO GERAL
τo = ρ Uz1 – Uz2
5.75 (log z1 – log z2)
Estima-se a tensão de 
cizalhamento no 
fundo
τo = 0,003 ρ U1002 
Estima-se a tensão de cizalhamento crítica 
com base no gráfico e então o coeficiente k.
O volume de sedimentos transportados 
pode ser estimado pelo gráfico da página 
anterior ou pela equação
ρs – ρ g j = K ρ u*3
ρs