Modelado Fluvial

Introducción

El modelado fluvial es el que llevan a cabo los cursos
de agua continentales, como los ríos, estos son corrientes
naturales de agua que fluyen con continuidad. Todo río
posee una facultad de erosión de las rocas por las cuales
discurre, así como una facultad de transportar, en mayor o
menor grado, los materiales erosionados. El río tiende a
erosionar en algunos puntos, colmatando otros y generando, de un
modo continuado y cambiante, todo un conjunto de formas de
relieve, las cuales tienen todas las características
comunes que les hacen ser reconocidas como de origen fluvial. A
continuación se analizará más acerca del
modelado fluvial, erosión, transporte y
deposición.

Modelado
Fluvial

Modelado
fluvial, forma de paisaje originado por la
acción fluvial, esto es, de las aguas de los cauces de la
red de drenaje de una cuenca fluvial, que erosionan, transportan
y depositan sedimentos El término que se emplea como
convención en este artículo, pero hay que recordar
que el modelado fluvial afecta a todos los canales de drenaje,
cualquiera que sea su tamaño, desde los más
pequeños arroyuelos hasta los ríos más
caudalosos del mundo. De hecho, aunque los efectos sobre el
paisaje de las cuencas de los grandes ríos tienden a ser
los más espectaculares, gran parte del conocimiento de
cómo se produce el modelado fluvial deriva del estudio
detallado de los pequeños riachuelos.

Todos los ríos constan de una
corriente tanto de agua como de sedimentos materiales procedentes
de rocas y productos orgánicos cuyo tamaño puede
variar. De este modo, el relieve que genera un río
concreto depende no sólo de las características de
la corriente, en especial de su caudal de su distribución
en el tiempo y de la energía, sino también de la
cantidad y tamaño de los sedimentos que arrastre. El
tercer elemento que contribuye en el modelado es la
geología de la cuenca, que determina el tipo y cantidad de
sedimentos y que afecta también a la acción erosiva
del río, ya que algunas rocas son más duras que
otras.

• Acción Fluvial

Los principales factores responsables de la
formación y evolución de los ríos y su
modelado son la erosión, el acarreo de sedimentos y la
deposición. Los ríos pueden modificar el paisaje,
puesto que la energía potencial del agua se transforma, en
su recorrido descendente, en energía cinética
responsable de la erosión, el transporte y la
deposición. La cantidad de energía potencial que
dispone un río es proporcional a su altitud inicial sobre
el nivel del mar. Con el fin de minimizar la conversión de
energía potencial en energía térmica (o
calor) como consecuencia de la fricción y, por tanto,
aumentar la energía cinética, el río sigue
el curso que menos resistencia presente. Incluso así, se
estima que el 95% de la energía potencial de un río
se usa para salvar la fricción, que tiene lugar, de forma
especial, en el lecho y en los márgenes del cauce, aunque
también es importante la fricción interna del agua
y la resistencia del aire sobre la superficie.

Hay dos tipos principales de flujos:
laminar y turbulento. El primero es un movimiento horizontal, en
el que las aguas fluyen en capas muy definidas sobre los
sedimentos del lecho, sin arrastrarlos. Se considera que la
corriente laminar es más teórica que real en los
ríos. El flujo turbulento, que es predominante, consiste
en una serie de erráticos remolinos verticales y
horizontales que se desplazan río abajo. Las turbulencias
varían en relación directa con la velocidad de la
corriente, que, a su vez, depende de la cantidad de
energía cinética existente. Cuanto mayor sea la
energía cinética, mayor será la velocidad (y
viceversa) y la turbulencia de la corriente.

En el tramo superior, el río es torrencial. La
capacidad erosiva es máxima y por eso se encaja
linealmente en su propio cauce.

En el tramo medio, la velocidad de las aguas es menor
pero mayor el caudal. La capacidad erosiva es menor, sin potencia
para encajarse linealmente; eso sí, el río ensancha
su cauce por erosión en las márgenes. Predomina el
transporte.

En el tramo inferior, la pendiente es máxima; el
río carece de potencia erosiva y de capacidad de arrastre.
Predomina la sedimentación.

• Erosión

La erosión es el proceso por
el cual los ríos ensanchan y alargan su cauce.

La acción hidráulica se
produce cuando la energía del flujo de agua que choca con
los márgenes y el lecho del río es suficiente para
separar fragmentos rocosos. Esta fuerza hidráulica
desintegradora tiene su origen al introducirse el agua en las
grietas de lecho rocoso. El aire que hay en ellas se comprime y
aumenta la presión. Con el tiempo, se debilita la roca y
se van desprendiendo fragmentos. Una forma extrema de
acción hidráulica asociada a las cascadas y a los
rápidos es la cavitación. Es consecuencia del
estallido de las burbujas de aire. Las olas que se producen
golpean y erosionan los márgenes del canal y, con el paso
del tiempo, acaban por desmoronarlos. La acción
hidráulica se mide en términos de la
relación entre la fuerza de fractura por unidad de
superficie, denominada presión desintegradora sobre los
márgenes. Además de actuar sobre el lecho rocoso
del río, las aguas pueden erosionar elementos previamente
desgajados que se depositan en la base de las laderas fluviales
después de ser arrancadas de la rocas ‚
acumulaciones denominadas canchales o coluviones‚ mediante
procesos de meteorización como la gelivación, la
cristalización de la sal o la acción de plantas y
animales. Este proceso se denomina aporte de
sedimentos.

La efectividad de la corriente como
agente erosivo queda aumentada por el efecto del choque de los
sedimentos disueltos en el agua contra el lecho rocoso del canal,
fenómeno denominado corrosión. Éste es
responsable en gran parte de la entalladura que crea y ahonda el
cauce y es muy importante en épocas de inundaciones. Las
marmitas de gigante, una peculiar forma geomorfológica,
son una cavidad en el lecho del río producida por la
acción de torbellinos de agua que arrastran cantos rodados
y otros sedimentos ahondando la depresión. Pero este
proceso no sólo erosiona el cauce; los materiales que
acarrea la corriente también sufren un desgaste al
colisionar las partículas entre sí y con las
márgenes del canal. Este fenómeno, denominado en
ocasiones atrición, reduce el tamaño de los
sedimentos y origina la típica forma redondeada de los
cantos de río. Muchas rocas resultan erosionadas mediante
la corrosión o solución, por el cual el agua las va
disolviendo. Las calizas y las cretas son especialmente
susceptibles a la corrosión, aunque hay numerosos
componentes químicos solubles, sobre todo si se hallan a
la intemperie, por lo que existe un amplio abanico de rocas
vulnerables a este proceso.

• Transporte

La corriente transporta el material erosionado
río abajo, acompañado de los sedimentos arrastrados
al cauce por las escorrentías‚ el flujo que surca la
superficie, cuando el suelo ya no puede absorber más el
agua de las precipitaciones. Todo este material recibe el nombre
de carga fluvial. Se puede clasificar esta carga fluvial en tres
categorías, según su origen. Los productos
disueltos son los sedimentos derivados de la corrosión y
de la meteorización química. Las partículas
arrastradas por las escorrentías constituyen el sedimento
lavado, mucho más fino que el del lecho del cauce. El
último tipo de carga lo forma el material erosionado de
los márgenes del cauce, de tamaño similar al
sedimento del lecho.

La mecánica y velocidad del
desplazamiento de la totalidad de sedimentos y materiales
transportados varía según el tamaño de las
partículas. El movimiento de los sedimentos disueltos,
transportados en suspensión, corresponde al de la
corriente. Esta carga y las partículas más finas
procedentes del lecho se mezclan en el agua gracias a la serie de
remolinos que se producen al chocar el agua con los
márgenes del cauce. Tales remolinos transportan en
suspensión, a grandes distancias, partículas de
limo y de arena, por encima del fondo del río. Sin
embargo, los materiales de mayor tamaño (como grava,
guijarros y cantos rodados) son demasiado pesados para ser
levantados por dichos remolinos, por lo que se deslizan, ruedan o
dan pequeños saltos por el fondo del cauce. Los cantos
más pesados sólo pueden ser arrastrados durante
periodos de arroyadas. El porcentaje de sedimentos acarreados por
estos diversos mecanismos varía enormemente según
los ríos y puede cambiar incluso en un mismo río
según las épocas. No obstante, como norma general,
la carga en suspensión se sitúa entre el 70% y el
85% del total de la carga.

Existe una estrecha relación entre
la velocidad de la corriente, la presión de desgaste sobre
los márgenes y el tamaño de las partículas
erosionadas, transportadas o depositadas. A comienzos de la
década de 1930, el científico sueco Filip
Hjulström llevó a cabo experimentos para establecer
la velocidad necesaria para iniciar el proceso de erosión,
transporte y deposición de sedimentos de diverso
tamaño. Presentó sus resultados en 1935 mediante un
gráfico en el que se mostraba la relación entre la
velocidad (eje Y) y el diámetro de los sedimentos (eje X)
a través de dos curvas; la primera trazaba la velocidad
crítica de erosión, es decir, la velocidad a la que
las partículas de un tamaño determinado pueden ser
erosionadas de un lecho de sedimentos sueltos, y, por tanto, el
inicio del transporte; la segunda mostraba la velocidad
crítica de caída o de deposición, esto es,
la velocidad a la que se inicia ésta. Entre ambas curvas
tiene lugar el transporte del material. Hjulström
descubrió que no se requiere que las partículas,
una vez en movimiento, tengan una elevada velocidad para
continuar su desplazamiento. La velocidad de erosión es
más baja para las partículas de arena. Sin embargo,
se necesita una velocidad más elevada para arrastrar otros
tipos de sedimentos. Las partículas más finas, como
arcilla o limo, necesitan una mayor velocidad para su
erosión, dada su cohesión. La elevada velocidad
crítica de los sedimentos más gruesos, como cantos,
grava y guijarros, es mera consecuencia de su mayor
peso.

El tamaño máximo de las
partículas que puede transportar un río se denomina
competencia y está en relación con la velocidad y
la presión de desgaste. El incremento máximo de las
partículas es directamente proporcional al de la
presión sobre las márgenes. No obstante, la
relación entre el aumento de la velocidad de
erosión y el tamaño de las partículas
está regida por la llamada ley de la sexta potencia.
Según ésta, el incremento de la masa de las
partículas será equivalente al de la velocidad
elevada a la sexta potencia. Por ejemplo, si la velocidad se
incrementa en cuatro, la masa de la partícula mayor que
puede ser arrastrada, aumentará en 4 elevado a la sexta,
es decir, 4.096 veces. Esta relación proporcional se
emplea para determinar la competencia de un río, para
cualquier velocidad crítica de erosión.

• Deposición

Cuando la velocidad de la corriente y la
erosión disminuyen, el río ya no posee capacidad
para seguir arrastrando su carga, por lo que comienza a
depositarla. La deposición de los materiales se produce
por varias causas: algunas están en relación con
alteraciones del cauce; otras son resultado de específicas
condiciones locales. El ensanchamiento del cauce, por lo general
en su curso medio e inferior, es un ejemplo del primer caso. La
causa de este hecho reside en que al aumentar el caudal
(suponiendo que éste se mantenga constante) que entra en
contacto con las márgenes, la fricción aumenta y
reduce la velocidad hasta llegar al umbral de la velocidad
crítica de deposición de algunas partículas.
La velocidad también se reduce en los meandros, en las
zonas de menor profundidad o cuando el río desemboca en el
mar o en un lago.

Otras causas de las deposiciones
pueden estar motivadas por un brusco desnivel de la vertiente,
como cascadas, o por un repentino aumento de carga, a causa de un
corrimiento de tierras. La curva de deposición de
Hjulström indica la velocidad a partir de la cual las
partículas de diferente tamaño empiezan a
depositarse. Los materiales en hacerlo primero son los más
pesados. Éstos recorren pequeñas distancias,
excepto en el caso de importantes inundaciones. Ésta es la
razón por la que los cauces de arroyos montañosos
están a menudo bloqueados por cantos. Los materiales
más pequeños arrastrados del lecho del cauce y los
sedimentos más vastos se depositan en zonas
próximas y forman pequeñas barras en el fondo del
cauce. Éstas son una especie de cordillera a
pequeña escala, de mayor longitud que las rizaduras.
Adoptan diversas formas y se clasifican de diversos modos. A
veces se produce cierta confusión, ya que el mismo tipo
recibe diversos nombres. Existen tres criterios principales para
su ordenación, atendiendo a su forma, a la
orientación respecto a la corriente y a su posición
en el cauce.

Tres ejemplos de estos tres tipos son:
barras en forma de luna creciente, barras transversales y
longitudinales y, por último, barras medianeras y
laterales. Uno de los tipos de barras más conocido, debido
a que suele encontrarse emergida y no sumergida, es el
depósito en punta de flecha, que se forma en la margen
interior de un meandro. Dada su similitud con determinados
modelados eólicos, las grandes formas sumergidas reciben
el nombre de dunas. Los sedimentos más finos se desplazan
a grandes distancias y, por lo general, se depositan en brazos
estancados y en los bordes interiores del cauce donde forman
ondulaciones (ripples) y estrechos rebordes (bermas). La
deposición de la carga de sedimentos fluviales se denomina
aluvión.

La clasificación hidráulica de
las partículas en razón de su tamaño,
río abajo, es posible por el hecho de que los sedimentos
más finos se desplazan más lejos y con mayor
rapidez que los materiales pesados. La mayor parte de los
ríos muestran una separación de los materiales del
lecho, según su tamaño: en el curso superior
aparecen cantos rodados, en el curso medio gravilla y en el
inferior se deposita arena. Un caso especial de esta
ordenación da origen a la denominada capa blindada (o capa
de cantos), de superficie tosca, en fondos de grava, que se
produce tras la remoción de los elementos más
ligeros de un lecho de partículas de diversos
tamaños. Como Hjulström demostró, la velocidad
de suspensión que se requiere para mantener a las
partículas más finas (limos y arcillas), una vez en
movimiento, es prácticamente nula. Así pues, para
que se depositen finos limos y granos arcillosos es necesario que
las partículas se compacten para formar conjuntos
más grandes denominados flocs. Este proceso de
agregación, llamado floculación, tiene lugar en el
estuario, donde las aguas fluviales, con sus correspondientes
sedimentos, se mezclan con el agua salina del mar y donde la
velocidad es mínima. Ésta es la razón que
explica por qué los estuarios se caracterizan por la
existencia de elevados montículos de barro y de marismas
de limo y arcilla.

Formas del
modelado fluvial causadas por la erosión

• a) Gargantas, hoces o desfiladeros: Como
  resultado del encajamiento de la corriente fluvial debido a
  su gran capacidad erosiva. Son características del
  tramo superior.

• b) Cataratas y cascadas: Cuando la corriente
  fluvial pasa por materiales de distinta dureza, se dan
  cambios en el fondo del valle y es más fácil la
  erosión de los materiales blandos. Se producen saltos
  de agua (cataratas, cascadas) que evolucionan erosionando
  poco a poco el escalón y produciendo con el tiempo
  "rápidos" en la corriente. Donde más se dan
  estas formas es en el tramo superior.

• c) Meandros: Son curvaturas del curso fluvial
  que se dan en el tramo medio. La línea de flujo de la
  corriente choca contra el extremo cóncavo del cauce
  provocando su paulatina erosión, mientras que en el
  extremo convexo se tiene la sedimentación. El meandro
  acentúa progresivamente la curvatura, llega a
  estrangularse y origina un meandro abandonado. Así, el
  curso fluvial evoluciona y se rectifica. Donde más se
  da este proceso es en las fases de madurez de los
  ríos. De ello resulta una ampliación del curso
  del río. Finalmente, si, por causas de orden interno o
  externo, la red fluvial sufre un rejuvenecimiento y recupera
  su capacidad erosiva, se originan los meandros
  encajados.

Formas del
modelado fluvial causadas por la
sedimentación

• a) Terrazas: Son depósitos aluviales en
  forma escalonada a ambos lados del curso de un río,
  originadas al encajarse el cauce fluvial en la llanura de
  aluvión formada por el río en etapas
  anteriores. Causas: el rejuvenecimiento de la red fluvial.
  Son características del tramo medio e
  inferior.

• b) Llanuras aluviales: Son el resultado de
  extensos depósitos de materiales detríticos
  finos que el río deja a lado y lado de su cauce debido
  a su pérdida de capacidad de transporte en el tramo
  inferior. En agricultura se llaman vegas y son tierras muy
  fértiles.

• c) Deltas: Son formaciones sedimentarias de
  arcillas y limos depositados por los ríos en su
  desembocadura, encontrándose ésta en un
  área de poca profundidad situada una zona marina
  tranquila donde no hay corrientes ni fuerte oleaje. El
  río va depositando sus materiales mar adentro, sobre
  la plataforma, ganándole terreno al mar y adquiriendo
  la forma de la letra griega ?.

• d) Estuarios. Desembocadura abierta en forma de
  embudo que se origina cuando el río descarga sus
  materiales en un mar abierto con fuertes oleajes y mareas que
  esparcen dichos materiales e impiden su
  acumulación.

Conclusión

• Los ríos son corrientes de agua generalmente
  permanentes que circulan por una cama fija y más
  grande que la de los torrentes.

• La erosión de los ríos nada más
  se producen en la misma cama o cauce. Para que tenga lugar,
  la velocidad de las corrientes ha de ser bastante alta como
  para arrancar partículas y arrastrarlas después
  aguas abajo.

• Las aguas fluviales transportan las
  partículas que arrancan de la propia cama y los
  materiales que caen des de las vertientes del
  valle.

• Los ríos forma parte de los agentes
  determinantes del relieve, puesto que con el pasar del tiempo
  esculpen el suelo.

Bibliografía

Páginas web:

– C. Chamón Cobos, (2002). Modelado
Fluvial.

http://www.canalsocial.net/ger/ficha_GER.asp?id=7501&cat=geologia

– Andrés Gómez Varela, (2009). Modelado
Fluvial.

– Kriss Linares, (2007). Modelado
Fluvial.

http://www.monografias.com/trabajos81/modelado-fluvial/modelado-fluvial

Libro:

– Daniel Requeijo, Alicia de Requeijo. Ciencias
de la Tierra 5º Año, Editorial Biosfera.

– Christian Cazabonne M., Alberto Sivoli G.
Introducción al estudio de las Ciencias de la Tierra,
Editorial Eneva.

Autor:

Pablo Turmero