11.1: Introducción

Todo el mundo sabe que los vientos en la Tierra suelen ser lo suficientemente fuertes como para erosionar, transportar y depositar sedimentos. Lo que quizás sea menos obvio es que los modos de transporte de sedimentos por el viento son muy diferentes de los del transporte de sedimentos por flujos de agua. Esta gran diferencia no surge de ninguna gran diferencia en la estructura del viento en los niveles más bajos de la atmósfera: viste en el Capítulo 7 que bajo en la capa límite atmosférica la dinámica del flujo es la misma en todos los aspectos esenciales que en los flujos de cizallamiento turbulentos por encima de un sólido límite en el agua. La diferencia radica en la muy diferente relación entre la densidad del sedimento y la densidad del fluido, que es casi ochocientas veces mayor en el aire que en el agua; retroceda y mira la Figura 8.1.5 del Capítulo 8 para ver dónde\(\rho_{s}/\rho\) radica el punto para las partículas de densidad de cuarzo en el aire, en relación con el punto para partículas de densidad de cuarzo en agua. Esta diferencia tiene profundos efectos sobre la naturaleza del movimiento de las partículas en los dos medios fluidos. Como se discutió brevemente en el Capítulo 8, la relación muy grande de densidad de partículas a densidad del aire significa que las trayectorias de las partículas que están en transporte por el viento son en gran medida independientes de la turbulencia del fluido, a excepción de las partículas finas, en el rango de tamaño de limo y arcilla.

Otra diferencia importante entre el transporte de sedimentos por viento y el transporte de sedimentos por agua es que el viento es un agente de clasificación por tamaño más eficiente. Para el transporte por agua, es en general cierto que las partículas más grandes son más difíciles de mover que las partículas más finas —los limos se mueven mucho más fácilmente que las gravas, por ejemplo— pero la debilidad de este efecto se destaca por la movilidad casi igual de una amplia gama de tamaños de arena a grava en muchos entornos de flujo, como que se discute en el Capítulo 14. Por el contrario, el viento arrastra el polvo y el limo mucho más fácilmente que la arena, siempre que el sedimento no esté unido al sustrato por fuerzas cohesivas, y la grava sea mucho más difícil de mover que la arena. Excepto en los vientos muy fuertes, todos menos los tamaños de grava más finos son invariablemente inmóviles, mientras que los flujos de agua, incluso dejando flujos reológicos como flujos de escombros fuera de cuenta, pueden mover incluso grandes cantos rodados si el flujo es suficientemente fuerte.

No es una exageración para mí decir que la era moderna de estudio del movimiento de la arena por el viento comenzó con la obra de R.A. Bagnold en los desiertos del norte de África en la década de 1930, que culminó con la publicación de su librito (literalmente “pequeño”: 265 páginas en un libro de 22 cm por 14 cm) El Física de Arena Soplada y Dunas del Desierto en 1941. Se trata de un clásico, en el sentido más pleno del término: es un ejemplo destacado de una obra magisterial que marca el rumbo del trabajo futuro en un campo de la ciencia durante muchas décadas. Es, con mucho, el trabajo más ampliamente citado sobre el movimiento de sedimentos eolios, y sigue siendo una lectura esencial para cualquier persona que esté seriamente interesada en el tema. Además, son dignos de mención varios estudios extensos en túneles de viento tempranos del transporte eólico de arena, con resultados que siguen siendo valiosos hoy en día (Kawamura, 1951; Zingg, 1952, 1953; Horikawa y Shen, 1960; Belly, 1964). Chepil, en una larga serie de ponencias, (ver especialmente Chepil, 1945, 1958, 1959), fue el pionero en los estudios modernos de erosión eólica de suelos; parte de su obra se basa directamente en el transporte de arena suelta por el viento. Después de la aparición de multitud de trabajos sobre saltación desde mediados de los años setenta hasta mediados de los noventa, en gran parte de solo unos pocos grupos de investigadores (Greeley y compañeros de trabajo; Willetts y compañeros de trabajo; Anderson, Haff y compañeros de trabajo; ver la lista de referencias al final del capítulo), la frecuencia de publicaciones los trabajos en salazón han disminuido algo. Es probable que obtenga esa impresión si escanea la lista de referencias. Para revisiones claras del movimiento de sedimentos eolios, ver Greeley e Iversen (1985), Anderson (1989), Anderson et al. (1991) y Willetts (1998).

La investigación en el campo del transporte de sedimentos eolios, a lo largo de las últimas décadas, ha caído de manera bastante natural en tres áreas superpuestas: erosión del suelo; transporte de arena por saltación; y la naturaleza y dinámica de las formas de lecho eólico (ondas de viento y dunas eólicas). (El adjetivo eoliano, que significa producido, erosionado, llevado o depositado por el viento, y deletreado eólico en inglés de estilo británico, proviene del nombre de un dios menor griego, Aeolos, quien era el guardián de los cuatro vientos; ver el Encyclopedia Mythica o la Wikipedia en Internet para más información.) Este capítulo trata de la segunda de esas áreas. Loess —depósitos de limo soplado por el viento que se transporta en suspensión lejos de su origen, durante decenas o incluso cientos de kilómetros— cubre un porcentaje mucho mayor de la superficie de la Tierra que la arena eólica, y es importante para la agricultura en muchas partes del mundo, pero el tema de la deposición de loess está más allá del alcance de estas notas.