Saltación

 Saltación: (Del latín saltare; «saltar».)  Término usado para describir el movimiento de una partícula transportada por el viento o por el agua, que es demasiado pesada para permanecer en suspensión. La partícula es rodada por la corriente, se eleva, avanza, pierde inercia, y cae de nuevo al suelo, repitiéndose el proceso. El tamaño de las partículas que sufren saltación depende de la velocidad de la corriente y de su densidad.

Se trata de un fenómeno de transporte de partículas por fluidos. Cuando existen materiales sueltos en un suelo o superficie, pueden ser movidas y transportadas por un fluido (agua, aire), antes de caer de nuevo al suelo. Los materiales pueden ser: arena a la deriva en zonas desérticas o playas (el fenómeno da lugar a la formación de dunas), guijarros en los ríos (generación de cantos rodados), tierra suelta en los campos (se produce pérdida de materia fértil en la superficie) o nieve en las llanuras nevadas.

En los ríos, la intensidad del fenómeno depende de la velocidad del agua y, por tanto del numero de Reynolds (régimen laminar o turbulento). Si la velocidad del agua es baja, el material rueda río abajo y permanece en contacto con la superficie del fondo (fluencia o reptación), pudiendo erosionar este por rodadura.

Transporte horizontal y vertical. El fluido va hacia la derecha

Cuando la velocidad del fluido (líquido o gas) alcanza un cierto valor crítico, llamado impacto o umbral del fluido, las fuerzas de arrastre y sustentación que este ejerce sobre la partícula, son suficientes para levantar algunas partículas de la superficie en que se encuentran. Una vez elevada la partícula, se encuentra sometida a dos fuerzas de sentido opuestos: sustentación hacia arriba y su peso, hacia abajo. De la relación entre los valores de estas dos fuerzas, dependerá la trayectoria, aunque, generalmente será del tipo balístico (parabólica).

La velocidad a la que un fluido puede generar saltación viene dada por la fórmula de Bagnold. 

Si una partícula es suficientemente acelerada, adquiere una velocidad capaz de expulsar o  salpicar otras partículas en saltación, propagando y aumentando el proceso. Dependiendo del tipo de superficie, la partícula también puede desintegrarse con el impacto de la caída o expulsar sedimentos, más finos, de la superficie de contacto. A este fenómeno se le llama bombardeo de saltación y es el responsable de la creación de polvo en las tormentas de polvo de zonas desérticas. En los ríos, este fenómeno es continuo y va erosionando el lecho del río, a la vez que transporta materiales (pudiendo generar meandros y colmatación de fondos fluviales)

Saltación en playa

Como vimos antes, las partículas se encuentran sometidas a dos fuerzas en sentido opuestos que permiten que, temporalmente, las partículas permanezcan en suspensión y sean transportadas en el sentido de la corriente de fluido. En el aire este proceso existe para partículas de unos 70 micrómetros o menos. Cuanto más pequeña es la partícula, menos importante es la fuerza vertical de su peso y puede permanecer en suspensión durante más tiempo. En terrenos próximos a lugares arenosos, una forma de evitar la saltación de partículas de arena es el empleo de una cerca con agujeros, que reduce la velocidad de las partículas permitiendo su deposición tras pasar por la valla.

Se hizo un estudio en el que se pudo comprobar que el rozamiento entre las partículas en suspensión genera un campo eléctrico por fricción. La arena que salta, adquiere carga eléctrica negativa en relación con el suelo, lo que, a su vez, suelta más partículas.

En Meteorología, la saltación de partículas de arena, provoca la saltación de partículas de polvo, más pequeñas, por choques cuasielásticos  e intercambio de cantidad de movimiento. Las partículas de polvo, hollín... en suspensión en la atmósfera,  afectan a la cantidad de energía solar recibida por la atmósfera y la Tierra (albedo, propiedad que influye en el cambio climático). A la vez, son núcleos de condensación para el vapor de agua y generación de lluvias. Resumiendo: se trata de una forma de transporte eólico.

La saltación en la nieve también puede explicar la iniciación de avalanchas.

Tormenta de polvo

Se ha podido comprobar que la saltación genera triboluminiscencia en Marte (la palabra triboluminiscencia viene del griego, tribo, quiere decir frotar, y del latín, lumin, que quiere decir luz; triboluminiscencia será pues la luminiscencia que se produce al frotar ciertas sustancias. Por lo tanto, es la producción de luz cuando algo ha sido golpeado, rozado, triturado, etc. Esto se puede verificar golpeando o triturando azúcar en la oscuridad. 

Cuando trituramos un terrón de azúcar, rompemos los "cristales" de azúcar, las moléculas chocan entre sí y fuerzan a algunos de sus electrones fuera de sus órbitas. Esos electrones "saltan" al aire donde hay moléculas de nitrógeno y chocan contra ellas, pasando los electrones del nitrógeno a niveles excitados. Cuando estos electrones caen a sus niveles fundamentales, para liberarse del exceso de energía, emiten luz, fundamentalmente UV y algo de luz visible, de muy baja intensidad.

La saltación se trata de un fenómeno del que conocemos su resultados pero cuyo mecanismo es bastante desconocido por el gran público.

Ismael Camarero

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Para saber más:

Experimento de triboluminiscancia:

http://rincondelaciencia.educa.madrid.org/Practica/pr-41/PR-41.html

Transporte eólico:

http://www7.uc.cl/sw_educ/geografia/geomorfologia/html/5_1_1.html

https://hmong.es/wiki/Aeolian_processes

Experimento para el aula:

https://www.earthlearningidea.com/PDF/230_Spanish.pdf