análisis sedimentológico

Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas

TAREA GLOBAL N°1 ANÁLISIS SEDIMENTOLÓGICO

Profesor: Matías Quezada Labra Ingeniero Civil Oceánico Alumno: Claudio Benito Acero Estudiante de Ingeniería Civil Oceánica

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas INDICE DE CONTENIDOS INTRODUCCION ................................................................................................................................... 4 CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO ........................................................................................ 5 BITACORA DE MUESTREO .................................................................................................................... 6 MÉTODOS Y MATERIALES ................................................................................................................... 11 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO ........................................................................................................... 13 ANÁLISIS ESTADÍSTICO ....................................................................................................................... 25

Curtósis ............................................................................................................................................ 26 Asimetría ......................................................................................................................................... 27 Desviación estándar ..................................................................................................................... 28 Tamaño promedio ........................................................................................................................ 30

COMPOSICIÓN SEDIMENTOLÓGICA DE LOS PERFILES ................................................................. 31 CONCLUSIÓN ..................................................................................................................................... 35 INDICE DE TABLAS Tabla 1: Coordenadas de puntos de muestreo ........................................................................... 10 Tabla 2: Diámetros Perfil 1- muestra 1, Playa Los Lilenes ............................................................. 13 Tabla 3: Diámetros Perfil 1- muestra 2, Playa Los Lilenes ............................................................. 14 Tabla 4: Diámetros Perfil 2- muestra 3, Playa Los Lilenes ............................................................. 15 Tabla 5: Diámetros Perfil 2- muestra 4, Playa Los Lilenes ............................................................. 15 Tabla 6: Diámetros Perfil 2- muestra 5, Playa Los Lilenes ............................................................. 16 Tabla 7: Diámetros Perfil 3- muestra 6, Playa Los Lilenes ............................................................. 16 Tabla 8: Diámetros Perfil 3- muestra 7, Playa Los Lilenes ............................................................. 17 Tabla 9: Diámetros Perfil 3- muestra 8, Playa Los Lilenes ............................................................. 17 Tabla 10: Diámetros característicos zona sumergida .................................................................. 25 Tabla 11: Diámetros característicos zona intermareal ................................................................ 25 Tabla 12: Diámetros característicos zona seca ............................................................................ 25 Tabla 13: Curtósis (K) para puntos muestreados .......................................................................... 26 Tabla 14: Asimetría de puntos de muestreo .................................................................................. 28 Tabla 15: Desviación estándar de las muestras ........................................................................... 29 Tabla 16: Tamaño promedio de las partículas campaña 2010 ................................................. 30 Tabla 17: Tamaño promedio de las partículas campaña 2009 ................................................. 30 Tabla 18: Escala de Wentworth (1922) ........................................................................................... 31 Tabla 19: Clasificación D50 según escala de Wentworth, campaña 2010 ............................. 32 Tabla 20: Clasificación D50 según escala de Wentworth, campaña 2009 ............................. 32

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas INDICE DE GRÁFICAS Gráfica 1: Curva granulométrica perfil 1 campaña 2010 .......................................................... 18 Gráfica 2: Curva granulométrica perfil 1 campaña 2009 .......................................................... 19 Gráfica 3: Curvas granulométricas perfil 1 campaña 2009-2010 .............................................. 19 Gráfica 4: % retenido de sedimentos perfil 1 - 2010 .................................................................... 20 Gráfica 5: Curva granulométrica perfil 2 campaña 2010 .......................................................... 21 Gráfica 6: Curva granulométrica perfil 2 campaña 2009 .......................................................... 21 Gráfica 7: Curvas granulométricas perfil 2 campaña 2009-2010 .............................................. 22 Gráfica 8: % retenido de sedimentos perfil 2 - 2010 .................................................................... 22 Gráfica 9: Curva granulométrica perfil 3 campaña 2010 .......................................................... 23 Gráfica 10: Curva granulométrica perfil 3 campaña 2009 ........................................................ 23 Gráfica 11: Curvas granulométricas perfil 3 campaña 2009-2010 ............................................ 24 Gráfica 12: % retenido de sedimentos perfil 3 - 2010 .................................................................. 24 Gráfica 13: Curtósis de las muestras ............................................................................................... 27 Gráfica 14: Mapa de colores campaña 2010 .............................................................................. 33 Gráfica 15: Mapa de colores campaña 2009 .............................................................................. 33 INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1: Vista aérea de playa Los Lilenes. ............................................................................... 5 Ilustración 2: Vista general zona de estudio ................................................................................... 6 Ilustración 3: Detalle estructuras ........................................................................................................ 6 Ilustración 4: Detalle playa trasera zona muro contención ......................................................... 7 Ilustración 5: Detalle playa trasera zona edificación .................................................................... 7 Ilustración 6: Esquema en corte de los puntos muestreados ....................................................... 8 Ilustración 7: Perfiles de muestreo campaña 2010 ........................................................................ 8 Ilustración 8: Proceso de toma de muestras ................................................................................... 9 Ilustración 9: Perfiles de muestreo campaña 2009 ...................................................................... 10 Ilustración 10: Proceso de georreferenciación de muestras ...................................................... 11 Ilustración 11: esquema tratamiento de las muestras ................................................................. 11 Ilustración 12: Escala de Wentworth, 1922 .................................................................................... 14 Ilustración 13: Clasificación de curtosis según Folk y Ward (1957) ............................................ 26 Ilustración 14: Clasificación sedimento para la desviación estandar ...................................... 29

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INTRODUCCION

Estudiar el transporte de sedimentos en una playa resulta de vital importancia para conocer el comportamiento morfodinámico que esta tiene, es decir, la evolución de su perfil a medida que se suceden cambios en el oleaje debido a las variaciones estacionales del clima. Siendo la zona de rompiente donde se lleva a cabo el mayor transporte de sedimentos debido a que el oleaje pone el material en suspensión y lo desplaza reubicándolo, resulta importante entender su funcionamiento para así poder proponer soluciones a problemáticas que se puedan generar producto de diversos factores, como por ejemplo, la desaparición de una playa producto de un mal diseño de alguna estructura o tal vez la construcción de una playa artificial. Para la obtención de los resultados antes mencionados es necesario realizar un análisis granulométrico, el cual tiene por finalidad establecer la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. En el desarrollo de este informe se presentaran los resultados de este análisis basado en muestras de sedimentos obtenidas de la playa Los Lilenes, ubicada en la comuna de Con-con, región de Valparaíso. Además de esto se presenta un análisis comparativo entre una campaña de muestro realizada el año 2009 y la realizada el año 2010.

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CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO El área estudiada corresponde a la playa Los Lilenes que se encuentra ubicada en las coordenadas 261964 E, 6353853 S (19H). Desde un punto de vista local esta playa es del tipo encajada y tiene una longitud aproximada de 140 metros de largo y un ancho promedio de 33 metros. Se encuentra limitada al Este y Sur por un muro de contención que soporta el camino costero que une a la comuna de Con-con con la comuna de Reñaca. Dicho muro también se encarga de contener una porción del campo dunar que forma parte del conjunto litoral. Por el Norte limita con una edificación utilizada como centro de entretención.

Ilustración 1: Vista aérea de playa Los Lilenes.

(FUENTE IMAGEN: Google Earth)

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BITACORA DE MUESTREO La toma de muestras se realizó el día 10 de Marzo del año en curso, a las 16:00 PM, encontrándose en ese momento en una condición de pleamar. Como primer paso se realizó una inspección visual de la playa para de este modo determinar si existen diferencias importantes en las unidades litológicas, paso fundamental para determinar las zonas de muestro y la cantidad de puntos a considerar en el análisis. Resultados de esta inspección se muestran en las ilustraciones 2, 3, 4 y 5.

Ilustración 2: Vista general zona de estudio

Ilustración 3: Detalle estructuras

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Ilustración 4: Detalle playa trasera zona muro contención

Ilustración 5: Detalle playa trasera zona edificación

De la inspección visual se puede concluir que los sedimentos son bastante homogéneos en su composición por lo que se decidió considerar solo 3 perfiles para muestrear. Los perfiles seleccionados se muestran en la ilustración 6. Ahí se puede ver que en el perfil 1 solo se tomaron 2 muestras, esto debido a que en ese lugar existe un muro de contención construido probablemente para impedir la socavación de los cimientos de la edificación. Este pequeño muro retiene a su vez sedimento en su parte superior por lo que esta zona no se muestreo ya que no contribuirá mayormente al balance sedimentario de la playa. La zona ubicada inmediatamente al Norte del muro de contención tampoco se muestreo ya que la capacidad que tiene el sedimento de moverse se ve limitada por la presencia de roqueríos.

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas Finalmente, para los perfiles 2 y 3 se tomaron 3 muestras en cada uno ya que están en la zona mas expuesta de la playa y que son por consiguiente mas susceptibles de experimentar movimiento de las partículas producto de la acción del oleaje.

Ilustración 6: Esquema en corte de los puntos muestreados

Ilustración 7: Perfiles de muestreo campaña 2010

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Ilustración 8: Proceso de toma de muestras

Las muestras 2, 4 y 7 se tomaron en la zona de rompiente y muestras 5 y 8 se tomaron en la zona alta de la playa (playa trasera). Debe destacarse que las muestras sumergidas (3 y 6) fueron obtenidas aproximadamente a 3 metros de profundidad, asegurando de este modo la independencia de las muestras sumergidas de las intermareales. Para el registro de las coordenadas de cada muestra se utilizó un GPS manual, con el cual se obtuvo la coordenada de posicionamiento de las muestras, en UTM. Las coordenadas de los puntos 3 y 6 se extrajeron del software Google Earth, ya que no fue posible introducir el GPS al agua. Las muestras obtenidas fueron superficiales y cada una tuvo un peso que fluctuó entre los 150 y 200 gramos.

9


Ilustración 9: Perfiles de muestreo campaña 2009

Los puntos y coordenadas de cada uno de ello se detallan en la tabla 1.

Tabla 1: Coordenadas de puntos de muestreo

Perfil 1 Perfil 2 Perfil 3Sumergida M1 M3 M6

261975 261937 2619306353868 6353856 6353827

Intermareal M2 M4 M7261897 261974 2619506353863 6353844 6383815

Seca M5 M8261986 2619716353834 6353807

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Ilustración 10: Proceso de georreferenciación de muestras

MÉTODOS Y MATERIALES Para el muestreo se hicieron dos visitas a terreno, la primera tuvo la finalidad de observar las unidades litológicas para así planear la toma de muestras y la segunda para hacer el muestreo. La ilustración 11 esquematiza los pasos a seguir desde que se toma la muestra.

Ilustración 11: esquema tratamiento de las muestras

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas Una vez tomadas las muestras se procede al secado de las mismas, para así eliminar el exceso de humedad y poder realizar el análisis de laboratorio que consiste en el proceso de tamizado, el cual nos permitirá clasificar cada una de las muestras según su tamaño. El secado de estas se hizo en horno durante un lapso de tiempo de 30 minutos aproximadamente. Posterior al secado de las muestras se procedió a extraer restos biológicos de cada muestra (pulgas de mar, algas, etc.) ya que estos elementos no son considerados como sedimentos debido a que con el tiempo se descomponen y desintegran. Para el proceso de análisis se utilizaron los siguientes elementos:

Juego de tamices Shaker o agitador mecánico de tamices Brocha Bolsas para separación de muestras Balanza de precisión (0.001 gramos)

Cada una de las muestras fue pesada para obtener 100 gramos que posteriormente fueron tamizados y pesados siendo catalogados por peso según el tamiz que los retuvo.

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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO En el análisis granulométrico se utilizaron tamices con diámetro de 4, 2, 1, 0.5, 0.25 y 0.125 milímetros de apertura. El plato final se consideró como el tamiz 0.063 ya que este no se encontraba disponible. Los resultados obtenidos se muestran en las tablas 2 a la 9. Cada una de las muestras se tamizo durante un lapso de 10 minutos (Ref. 1) Los datos presentados en cada una de las tablas siguientes muestran el peso retenido en cada uno de los tamices utilizados y además el porcentaje correspondiente a cada uno de ellos. Con esto se calcula el porcentaje de peso pasante por cada diámetro de tamiz. El peso de la muestra resulta de vital importancia al momento de analizar los datos, esto debido a que no se permite una perdida mayor al 3%, situación que ocasionaría la perdida total de la muestra. Es por esto que se registró el peso inicial y final de cada muestra a fin de establecer el porcentaje de perdidas. En general las perdidas asociadas al proceso de tamizado y pesaje no superan el 1% lo que nos indica que las muestran son aceptadas y se puede procesar los datos. El paso siguiente en el análisis es utilizar los datos entregados en cada tabla para construir las curvas granulométricas de cada uno de los perfiles, con las cuales se determinará el tipo de sedimento que se encuentra presente en cada perfil.

Tabla 2: Diámetros Perfil 1- muestra 1, Playa Los Lilenes

2619756353868

Nº Tamiz Diámetro [mm] Peso retenido [g] % Peso retenido % Peso pasante5 4 0,544 0,544 99,45610 2 3,354 3,356 96,10016 1 7,059 7,063 89,03640 0,5 11,419 11,426 77,61060 0,25 55,948 55,982 21,628115 0,125 8,578 8,583 13,045

Fondo 0,063 13,037 13,045 099,939100,40

∆ [g] 0,46% perdida 0,46%

Peso antes tamizado

PERFIL 1ZONA SUMERGIDA

MUESTRA 1

Coordenada

Total

En las tablas 2 a la 9 vemos que la mayor cantidad de sedimento (mas del 50%) se encuentra concentrada en el tamiz de diámetro 0.25 [mm] lo que nos indica que en general los sedimentos de la zona de estudio son susceptibles de ser removidos por el oleaje ya que tiene diámetros muy pequeños (Wentworth, 1922). Dicha situación puede deberse al aporte de sedimentos por parte del estero reñaca y tal vez, en menor

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas proporción (por la dirección del oleaje la mayor parte del año) a aportes del río Aconcagua que necesariamente deben corresponder a arenas finas o medianas, muy fáciles de remover, que son arrastradas por los cauces y se mantienen permanentemente en suspension. En la playa en general vemos también que la arena con diámetro 0.125 mm (entre un 13% y 20 % aproximadamente) tiene una importante presencia a excepción de la muestra 1 del perfil 1 (ver tabla 1) que fue tomada en la zona de rocas. Ahí vemos que las arenas finas tienen un menor porcentaje que las arenas muy finas, lo que podría ser un indicador de que en esta zona el sedimento queda en suspensión siendo impedida su migración por efecto de las rocas que lo encajonan.

Ilustración 12: Escala de Wentworth, 1922


2618976353863

Nº Tamiz Diámetro [mm] Peso retenido [g] % Peso retenido % Peso pasante5 4 0,00 0 10010 2 1,03 1,036 98,9616 1 5,23 5,248 93,7240 0,5 11,60 11,641 82,0760 0,25 60,31 60,546 21,53

115 0,125 13,69 13,747 7,78Fondo 0,063 7,75 7,782 0

99,60100,16

∆ [g] 0,56% perdida 0,56%

MUESTRA 2

Coordenada

Total

ZONA INTERMAREAL

Peso antes tamizado

14



2619376353856

Nº Tamiz Diámetro [mm] Peso retenido [g] % Peso retenido % Peso pasante5 4 0,201 0,202 99,798

10 2 2,554 2,568 97,23016 1 7,796 7,838 89,39240 0,5 14,279 14,356 75,03660 0,25 50,519 50,792 24,244115 0,125 20,025 20,133 4,111

Fondo 0,063 4,089 4,111 0,00099,463100,47

∆ [g] 1,00% perdida 1,00%

Peso antes tamizado

PERFIL 2ZONA SUMERGIDA

MUESTRA 3

Coordenada

Total


2619746353844


10 2 3,329 3,32 96,1516 1 5,585 5,57 90,5740 0,5 7,836 7,82 82,7560 0,25 50,695 50,60 32,15115 0,125 28,617 28,56 3,58

Fondo 0,063 3,590 3,58 0100,18100,40

∆ [g] 0,22% perdida 0,22%

ZONA INTERMAREAL

Peso antes tamizado

MUESTRA 4

Coordenada

Total

15



2619866353834


10 2 0,343 0,34 99,6616 1 1,072 1,07 98,5840 0,5 8,111 8,11 90,4760 0,25 72,803 72,81 17,67115 0,125 16,125 16,13 1,54

Fondo 0,063 1,542 1,54 0100,00100,26

∆ [g] 0,26% perdida 0,26%

ZONA SECAMUESTRA 5

Coordenada

TotalPeso antes tamizado


2619306353827

Nº Tamiz Diámetro [mm] Peso retenido [g] % Peso retenido % Peso pasante5 4 0,27 0,27 10010 2 0,634 0,63 99,1016 1 1,852 1,85 97,2440 0,5 5,43 5,43 91,8160 0,25 52,457 52,48 39,33115 0,125 33,054 33,07 6,25

Fondo 0,063 6,251 6,25 -7,99361E-1599,95100,22

∆ [g] 0,28% perdida 0,28%

Peso antes tamizado

PERFIL 3

Total

ZONA SUMERGIDAMUESTRA 6

Coordenada

16



2619506383815


10 2 2,190 2,19 97,8116 1 4,342 4,35 93,4640 0,5 7,851 7,86 85,6060 0,25 62,662 62,73 22,87115 0,125 19,835 19,86 3,01

Fondo 0,063 2,798 2,80 0,2199,89

100,29∆ [g] 0,40

% perdida 0,40%

ZONA INTERMAREAL

Peso antes tamizado

MUESTRA 7

Coordenada

Total


2619716353807

Nº Tamiz Diámetro [mm] Peso retenido [g] % Peso retenido % Peso pasante5 4 0,139 0,14 100

10 2 0,151 0,15 99,8516 1 0,510 0,51 99,3440 0,5 5,239 5,24 94,0960 0,25 75,639 75,71 18,39115 0,125 13,981 13,99 4,40

Fondo 0,063 4,253 4,26 0,1499,91100,35

∆ [g] 0,44% perdida 0,44%

ZONA SECA

Peso antes tamizado

MUESTRA 8

Coordenada

Total

17

Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas Las gráficas siguientes muestran la relación entre el porcentaje de peso pasante y el diámetro del tamiz para cada uno de los puntos muestreados como curvas granulométricas. Además estas muestras serán comparadas con la campaña hecha el año 2009. En la gráfica 1 vemos que para las muestras 1 y 2 la cantidad de finos es mayor que en la muestra 1 intermareal, esto va en directa relación con el sector desde donde se obtuvo la muestra, es decir, diámetros mayores en la zona seca (playa trasera) a diámetros menores (zona sumergida). NOTA: Las gráficas que corresponden a la campaña 2010 (gráficas 1, 4 y 7) fueron confecionadas con una menor cantidad de puntos de muestreo (2 en el perfil 1 y 3 en los perfiles 2 y 3) que las de la campaña 2009 (ver graficas 2 , 5 y 8), estas se presentan en primera instancia con todas las curvas correspondientes de cada muestreo realizado, pero finalmente, para poder comparer de mejor modo, las gráficas de ambas campañas se juntaron en una (gráficas 3, 6 y 9) siendo en estas que se eliminó la curva correspondiente a la zona intermedia correspondiente a la campaña 2009, ya que en la campaña 2010 no se muestreo esta zona. En la gráfica 1 vemos existe una gran cantidad de arenas medianas y finas (alrededor de 60%), lo que esta en directa relación con los resultados mostrados en la tabla 2. La arena mas gruesa se encuentra en la zona intermareal, depositada y con menor posibilidad de ser removida ya que la ola llega con una menor energía producto de la disipación que sufre a causa de las rocas, pero a la vez hay menos arena fina que si tiene la capacidad de ser removida por el oleaje con la energía que trae asociada. para la zona sumergida esta situacion se invierte, encontrandose una mayor cantidad de arena fina, debido tal vez a turbulencias provocadas por las rocas cuando interactua con la ola.

Gráfica 1: Curva granulométrica perfil 1 campaña 2010

0102030405060708090

100

0,1110

% P

asan

te

Diá t T i [ ]

M1 (sumergida)

M2 (intermareal)

18



0102030405060708090

100

0,

M1 (Zona Trasera)

M2 (Zona intermedia)

M3 (Zona intermareal)

M4 (Zona sumergida)

110

Gráfica 3: Curvas granulométricas perfil 1 campaña 2009-2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1110

M3 (intermareal 09`)M4 (sumergida 09`)M2 (intermareal 10`)M1 (sumergida 10`)

19


La gráfica 4 corresponde a un histograma, el que proporciona el porcentaje de peso de los granos. En el fondo este gráfico permite ver mas facilmente la concentración de cada grano de acuerdo a su tamaño

Gráfica 4: % retenido de sedimentos perfil 1 - 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

‐2 ‐1 0 1 2 3 4

Frecue

ncia %

Unidaes PHI

M1

M2

En la gráfica 4 vemos que la cantidad de arenas mas gruesas en la campaña 2009 es muy alta en comparación con la campaña 2010 en la zona intermareal, esto tiene su respuesta en el hecho de que la campaña anterior fue en periodo de bajamar contrario a la campaña del 2010, es decir, en baja mar la ola esta rompiendo en la zona muestreada la que, llega ahí con mayor energía que cuando se esta en condición de plea, momento en que esta zona estaba ralativamente sumergida, sin un rompimiento que fuese capaz de mover el grano mas grueso. Para la zona sumergida pasa exactamente lo mismo.

20



0102030405060708090

100

0,1110

% P

asa

nte

Diámetro Tamiz [mm]Gráfica 6: Curva granulométrica perfil 2 campaña 2009

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1110

M1 (Z. Trasera)

M2 (Z. Intermedia)

M3 (Z.Intermareal)

M4 (Z. Sumergida)

21



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1110

M1 (seca 09`)M3 (Intermareal 09`)

M4 (Sumergida 09`)M5 (seca 10`)M4 (intermareal 10`)M3 (sumergida 10`)


0

10

20

30

40

50

60

70

80

‐2 ‐1 0 1 2 3 4

Frecue

ncia %

Unidaes PHI

M3M4M5

En la gráfica 8 vemos las muestras extraídas de la zona expuesta directamente a la acción del oleaje, donde no hay rocas que disminuyan la energía de la ola. En este caso las arenas en la zona seca tiene un comportamiento muy similar. En la zona intermareal se observa mayor cantidad de finos y de gruesos el año 2009. Finalmente está la zona sumergida. En este punto se produce una situación bastante curiosa ya que la cantidad de finos y gruesos el año 2009 está muy por debajo de las cantidades obtenidas en la campaña 2010. no se ve de manera clara que es lo que esta pasando, puede ser que el muestreador haya cometido algún error en el ingreso de los datos.

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0102030405060708090

100

0,1110

% P

asa

nte

Diámetro z [mm] Tami


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0110

M1 (Z. trasera)

M2 (Z. intermedia)

M3 (Z. intermareal)

M4 (Z. sumergida)

23



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

M1 (seca 09`)M3 (intermareal 09`)M4 (sumergida 09`)M8 (seca 10`)M7 (intermareal 10`)M6 (sumergida 10`)


0

10

20

30

40

50

60

70

80

‐2 ‐1 0 1 2 3 4

Frecue

ncia %

Unidaes PHI

M6M7M8

En la gráfica 12 nuevamente la zona seca mantiene similares condicines en ambas campañas. El 2010 las curvas intermareal y sumergida tambien son bastante similares, igual situación sucede en la campaña 2009. Durente ese año los sedimentos mas gruesas estan presentes en mayor cantidad que el 2010, llegando a valores similares para los diámetros menores.

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ANÁLISIS ESTADÍSTICO El análisis estadístico se basa en la obtención de indicadores como la curtósis, asimetría, desviación estándar y tamaño promedio. Estos se determinan a partir de los diámetros característicos de la muestra que se muestran en la tabla 10 (datos campaña 2010):

Tabla 10: Diámetros característicos zona sumergida

D95 1,85 D95 1,72 D95 0,82D84 0,78 D84 0,81 D84 0,46D75 0,49 D75 0,50 D75 0,42D50 0,38 D50 0,38 D50 0,30D25 0,27 D25 0,25 D25 0,20D16 0,30 D16 0,20 D16 0,16D5 0,09 D5 0,13 D5 0,10

M - 1 0,49 M - 3 0,46 M - 6 0,31

ZONA SUMERGIDAMuestra 1 Muestra 3 Muestra 6

Tabla 11: Diámetros característicos zona intermareal

D95 1,25 D95 1,80 D95 1,36D84 0,59 D84 0,58 D84 0,49D75 0,47 D75 0,46 D75 0,46D50 0,37 D50 0,34 D50 0,36D25 0,26 D25 0,22 D25 0,26D16 0,20 D16 0,18 D16 0,21D5 0,10 D5 0,13 D5 0,14

M - 2 0,38 M - 4 0,36 M - 7 0,35

ZONA INTERMAREALMuestra 2 Muestra 4 Muestra 7

Tabla 12: Diámetros característicos zona seca

D95 0,78 D95 0,59D84 0,47 D84 0,47D75 0,44 D75 0,44D50 0,36 D50 0,35D25 0,27 D25 0,27D16 0,24 D16 0,24D5 0,15 D5 0,21

M - 5 0,36 M - 8 0,35

Muestra 5 Muestra 8PLAYA TRASERA

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas Curtósis La curtósis o agudeza se define como la comparación entre la dispersión entre la parte central y la dispersión de los extremos de la curva de frecuencia. Para realizar los cálculos de este parámetro estadístico se utiliza la formulación propuesta por Folk y Ward (1957), que relaciona los diferentes diámetros como sigue:

( )( )257544.2

595φφ

φφ−

−=K

Los resultados obtenidos se muestran a continuación.

Tabla 13: Curtósis (K) para puntos muestreados

K-M1 3,21K-M2 2,29K-M3 2,67K-M4 2,85K-M5 1,50K-M6 1,30K-M7 2,50K-M8 0,96

Muy LeptocúrticaMesocúrtica

Extremadamente LeptocúrticaMuy LeptocúrticaMuy LeptocúrticaMuy LeptocúrticaMuy Leptocúrtica

Leptocúrtica

Ilustración 13: Clasificación de curtosis según Folk y Ward (1957)

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Gráfica 13: Curtósis de las muestras

0,000,501,001,502,002,503,003,50

Cur

tósi

s

0 1 2 3 4 5 6 7La curtósis se presentó con valores extremos de 3.21 (muestra 1) y 0.96 (punto 8). De acuerdo a la clasificación de Folk y Ward (1957) las muestras variaron entre sedimentos extremadamente leptocúrticos y mesocúrticos, indicando predominio de distribuciones agudas. Asimetría La asimetría es indicador del predominio de una población respecto a otra. Relaciona el grado de simetría que guarda la granulometría promedio respecto a las colas de una determinada distribución. Se puede observar cualitativamente en una curva de frecuencia. Este parámetro se obtiene a partir de la formulación propuesta por Folk y Ward (1957) como sigue:

( )( )

( )( )5952

50295516842

5028416φφφφφ

φφφφφ

−−+

+−−+

=SK

Una curva simétrica tiene simetría 0. Valores positivos significan que la cola se halla del lado de los finos, mientras que valores negativos significan que la cola se halla del lado de los gruesos. Para en caso que nos compete, vemos que el parámetro de asimetría en los sedimentos, tuvo un predominio de valores positivos, es decir, todas las muestras incluyeron un exceso de finos, oscilando entre 0,11 y 0,67. El perfil 1 muestra un alto exceso de finos en todos sus puntos. El perfil 2 presenta un alto exceso de finos en la muestra 4 y moderado exceso de finos en las muestras 5 y 6. El perfil 3 presenta un moderado exceso de finos en todas las muestras. Los datos acá expuestos se aprecian en la tabla 14.

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Tabla 14: Asimetría de puntos de muestreo

SK - M1 0,67 Alto exceso de finosSK - M2 0,34 Alto exceso de finosSK - M3 0,56 Alto exceso de finosSK - M4 0,48 Alto exceso de finosSK - M5 0,15 Moderado exceso de finosSK - M6 0,26 Moderado exceso de finosSK - M7 0,29 Moderado exceso de finosSK - M8 0,11 Moderado exceso de finos

Para la campaña del 2009 se observa que para el perfil 1 en todos los puntos muestreados se presentan altos excesos de finos. Para el perfil 2 se presenta gran variabilidad en las muestras, en donde la asimetría es simétrica, moderados excesos de finos y altos excesos de finos. El tercer perfil se presenta con asimetría simétrica y alto excesos de finos. Con estos resultados vemos que para el perfil 1 ambas campañas coinciden, en el perfil 2 existe solo coincidencia en la zona intermareal y en el perfil 3 no hay coincidencias aunque son similares, moderado exceso de finos v/s alto exceso de finos, situación que puede deberse a la condición de baja y plea en que se tomaron las muestras respectivamente.

Desviación estándar La Desviación estándar es una medida matemática del grado de selección de un sedimento. Algunos ambientes se caracterizan por un determinado valor o índice de selección, que es una medida de la uniformidad del tamaño de las partículas. Depende en gran medida del tipo y longitud de transporte que ha sufrido el sedimento. La formulación para los cálculos es la siguiente:

( ) ( )6.6

5954

1684 φφφφσ −+

−=

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Para los perfiles la desviación estándar estuvo comprendida de acuerdo a la clasificación de Folk y Ward (1957), entre sedimentos bien clasificados (puntos 1, 3 y 4) y muy bien clasificada (puntos 2, 5, 6, 7 y 8). Observando los valores de la tabla 15 es posible reconocer que los valores más bajos (Muy bien clasificada) se localizaron en la zona intermareal del perfil 1, zona intermareal y seca del perfil 2 y todo el perfil 3. Todo esto quiere decir que los sedimentos que se encuentran en la playa tienen tamaños muy similares, situación que se corrobora con la información obtenida de las tablas 2 a la 9.

Tabla 15: Desviación estándar de las muestras

σ1 - 1 0,39 Bien clasificadaσ1 - 2 0,27 Muy bien clasificadaσ1 - 3 0,39 Bien clasificadaσ1 - 4 0,35 Bien clasificadaσ1 - 5 0,15 Muy bien clasificadaσ1 - 6 0,18 Muy bien clasificadaσ1 - 7 0,26 Muy bien clasificadaσ1 - 8 0,11 Muy bien clasificada

Para la campaña del 2009 se obtuvo que para el perfil 1 la clasificación es moderada en todo el perfil de estudio. Para el segundo perfil resultó ser muy bien clasificada, excepto en la zona sumergida, en donde ahí la situación indica que es poco clasificada. En el tercer perfil de estudio se genera una situación dispar en donde en la zona trasera de la playa la muestra es muy bien clasificada, mientras que para las zona intermareal y sumergida resulta ser poco clasificada.

Ilustración 14: Clasificación sedimento para la desviación estandar

Al no tener en dato de la fecha en que se hicieron los muestreos el año 2009 podría darse como explicación para estas diferencias alguna tormenta que habría provocado el “desorden” en los sedimentos encontrados.

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Tamaño promedio El tamaño promedio corresponde al diámetro medio de las partículas de sedimento. La expresión que permite calcularlo se muestra a continuación:

( )3

845016 φφφ ++=M

En la tabla 16 vemos que los tamaños promedio de las partículas se asemejan al D50, calculado en la tabla 19, mostrando que en el 100% de las muestras encontramos arenas medianas.

Tabla 16: Tamaño promedio de las partículas campaña 2010

M - 1 0,49M - 2 0,38M - 3 0,46M - 4 0,36M - 5 0,36M - 6 0,31M - 7 0,35M - 8 0,35

Los datos obtenidos el año 2009 nuevamente muestran diferencias en los tamaños medios del sedimento, mostrando en general desordenes a lo largo de los perfiles, situación contraría a la vista el año 2010. es de suponer que la razón es la misma planteada en el punto anterior, una tormenta que provocó la mezcla de los sedimentos de manera dispar.

Tabla 17: Tamaño promedio de las partículas campaña 2009

Tamaño Promedio M1 0,76 Tamaño Promedio M2 0,46 Tamaño Promedio M3 0,77 Tamaño Promedio M4 0,81 Tamaño Promedio M1 0,37 Tamaño Promedio M2 0,42 Tamaño Promedio M3 0,30 Tamaño Promedio M4 2,75 Tamaño Promedio M1 0,32 Tamaño Promedio M2 0,31 Tamaño Promedio M3 1,00 Tamaño Promedio M4 0,97

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COMPOSICIÓN SEDIMENTOLÓGICA DE LOS PERFILES La composición sedimentológica se puede realizar con la ayuda de la escala de Wentworth (1922) que es una escala para milímetros y para unidades phi, la cual clasifica el sedimento según su tamaño. Esta se muestra a continuación:

Tabla 18: Escala de Wentworth (1922)

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Vemos en la tabla 19 que las muestras para los diámetros D50 se clasifican según la escala antes mencionada en arena mediana para la campaña del 2010. En la del 2009 los diámetros son similares con la excepción de la muestra sumergida del perfil 1 (M4), donde se ve una grava muy gruesa, esto podría deberse a que la muestra fue extraída de la zona de rocas que pueden hacer tenido algunos elementos de menor tamaño sueltos en eso momento viciando de este modo la clasificación del sedimento.

Tabla 19: Clasificación D50 según escala de Wentworth, campaña 2010

D50 [mm] Tamaño Tipo

Perfil 1 0,38 Arena mediana 0,37 Arena mediana

Perfil 2 0,38 Arena mediana 0,34 Arena mediana 0,36 Arena mediana

Perfil 3 0,30 Arena mediana 0,36 Arena mediana 0,35 Arena mediana

Tabla 20: Clasificación D50 según escala de Wentworth, campaña 2009

Diámetro medio D50[mm]

Perfil 1

M1 0,47 Arena mediana M2 0,4 Arena mediana M3 0,4 Arena mediana M4 0,53 Arena gruesa

Perfil 2

M1 0,37 Arena mediana M2 0,38 Arena mediana M3 0,28 Arena mediana M4 2,81 Grava muy fina

Perfil 3

M1 0,32 Arena mediana M2 0,3 Arena mediana M3 0,43 Arena mediana M4 0,42 Arena mediana

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Gráfica 14: Mapa de colores campaña 2010

En la gráfica 14 vemos lo que se conoce como mapa de colores que nos ayuda a tener una representación de cómo se distribuyen los sedimentos medios (D50) a lo largo de los perfiles de la playa. De este gráfico se desprende que todos los valores medios de las muestras son casi iguales, por lo que los sedimentos tienen una distribución bastante homogénea.

Gráfica 15: Mapa de colores campaña 2009

En el muestreo del año 2009 se observan variaciones que el 2010 no existen, como son la presencia de arena gruesa en uno de los perfiles, como se observa en la leyenda del diagrama de colores y que corresponde a un diámetro medio de 2,81 mm, que se clasifica como grava muy fina, esto ocurre en la zona sumergida en el centro de la playa (perfil 2). Esto se observó y analizó también en el estudio granulométrico y estadísticas de las muestras extraídas en el sector.

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Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales Ingeniería Civil Oceánica Ingeniería de Costas Se observa también de este gráfico gran presencia de arenas finas con diámetros medios característicos entre 0,28 y 0,47 milímetros. Si consideramos al total de datos, el diámetro promedio para todas las muestras es 0,6 mm., esto da a entender que la arena presente en toda la playa es media, pero de acuerdo a este análisis más refinado que se genera al estudiar este mapa de colores, el patrón de comportamiento preponderante en la playa es arena fina con diámetros de sedimento del orden de 0,4 mm., con la presencia de una excepción importante en una zona especifica en que aumenta el tamaño de la arena gruesa. Resumiendo las observaciones referentes a las gráficas 14 y 15 debo concluir que la composición sedimentaria de la Playa Los Lilenes tuvo variaciones de media consideración, ya que finalmente se en ambas que los tamaños medios corresponden a arena mediana.

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CONCLUSIÓN

Según los datos obtenidos durante el desarrollo de esta investigación es claro que los sedimentos encontrados en la playa Loa Lilenes corresponden mayoritariamente a arenas medias según el resultado arrojado por la escala de Wentworth, esto se ve corroborado por la información obtenida al realizar el tamizado y pesaje de las muestras, ya que mas del 50% de cada muestra queda retenido en el tamiz de diámetro 0.25 mm La homogeneidad de la muestra puede deberse al resguardo que tiene la playa, ya que al estar encajonada puede suceder que el sedimento no tenga una rotación muy alta, renovándose solo el que se encuentra en los limites de la zona de cierre y el que se encuentra en la playa no debe ser mas que el mueve de un sitio a otro dentro de la playa producto del oleaje. Los resultados estadísticos en general no hicieron más que afirmar lo que entregaron como resultado las diferentes gráficas y tablas a lo largo del informe como por ejemplo la Curtósis que indica que la playa es homogénea, es decir, contiene muy poca variedad de tamaños de sedimentos. La asimetría mostró un una gran cantidad de elementos finos, viéndose reflejado esto en los valores positivos arrojados por los cálculos. La desviación estándar por su parte mostró una buena clasificación de las muestras en general, entendiéndose con esto que la energía que el del oleaje disipa en esta playa no es muy alta, no provocando de esta forma una mezcla excesiva de los sedimentos. Es claro que esta condición obedece a la época del año en que se realizó el muestreo, situación que puede cambiar en los meses invernales ante la presencia de tormentas que elevan la altura de ola, y por consiguiente su energía, aumentando la mezcla de sedimentos y modificando la morfodinámica. Con todo lo anterior recomiento realizar campañas de medición en diferentes épocas del año para así evaluar las tasas de transporte de sedimento, pudiendose obtener de este modo las reales fuentes de aporte de material y establecer ademas cuanto es el sedimento que esta en suspension de manera permanente, cuanto se deposita y cuanto emigra, además del efecto de las rocas presentes en la playa en estos perocesos.

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REFERENCIAS Ref.1 Vergara, H.C. 1991. Manual de laboratorio para sedimentología. Ref. 2 Flores, V.A.; Vargas, G.; Rutllant, A.; Le Roux, J.P. 2009. Estacionalidad de la erosion y el transporte eólico de partículas en el desierto costero de Atacama, Chile (23ºS).

análisis sedimentológico

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