Fórmula de Bagnold

La fórmula de Bagnold, llamada así por Ralph Alger Bagnold, relaciona la cantidad de arena movida por el viento con la velocidad del viento por saltación. Establece que el transporte de masa de arena es proporcional a la tercera potencia de la velocidad de fricción. En condiciones estables, esto implica que el transporte de masa es proporcional a la tercera potencia del exceso de la velocidad del viento (a cualquier altura fija sobre la superficie de la arena) sobre la velocidad mínima del viento que es capaz de activar y mantener un flujo continuo de granos de arena.

La fórmula fue derivada por Bagnold en 1936 y posteriormente publicada en su libro The Physics of Blown Sand and Desert Dunes en 1941. Los experimentos en el túnel de viento y en el campo sugieren que la fórmula es básicamente correcta. Posteriormente ha sido modificada por varios investigadores, pero sigue considerándose la fórmula de referencia.

En su forma más simple, la fórmula de Bagnold puede expresarse como:

q = C ρ g d D u ∗ 3 {\displaystyle q=C\ {\frac {\rho }{g}} {\sqrt {\frac {d}{D}}u_{3} {displaystyle q=C\frac {\rho }{g}} {\sqrt {\frac {d}{D}}u_{*}^{3}

donde q representa el transporte de masa de arena a través de un carril de ancho unitario; C es una constante adimensional de orden unitario que depende de la clasificación de la arena; ρ {\displaystyle \rho } \rho es la densidad del aire; g es la aceleración gravitatoria local; d es el tamaño de grano de referencia para la arena; D es el tamaño de grano casi uniforme utilizado originalmente en los experimentos de Bagnold (250 micrómetros); y, finalmente, u ∗ {\displaystyle u_{*} u_{*} es la velocidad de fricción proporcional a la raíz cuadrada del esfuerzo cortante entre el viento y la lámina de arena en movimiento.

La fórmula es válida en condiciones de sequedad (desierto). Por lo tanto, no se incluyen los efectos de la humedad de la arena que entran en juego en la mayoría de las dunas costeras.