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  • Jos Mara Medina Villaverde Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

    Doctor en Ciencias del Mar

    INGENIERA MARTIMA Y COSTERA.

    Unidad 03 Ingeniera de costas

    Apuntes

    Ma

    rzo

    2.0

    09

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    1

    INGENIERA MARTIMA Y COSTERA. Unidad 03 Ingeniera de costas

    Apuntes

    1 CONTROL DE CALIDAD

    Referencia Tni090101

    Autores Jos Mara Medina Villaverde

    Revisin Nombre del documento Revisor Autoriz. Fecha

    04 Apuntes_03_REV02.docx JMV JMV 15/02/09

    Fecha de ltima versin: 08/03/2009 20:52 Nmero total de pginas: 116

    Cliente ALUMNOS ING. MARITIMA UEM

    Representante ----

    Palabras clave UEM, Oleaje, Marea, Resonancia, Oscilaciones, Apuntes

    Contenido El presente documento recoge los temas ms importantes tratados en clase.

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  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    2

    2 NDICE

    Tabla de contenido

    1 CONTROL DE CALIDAD ............................................................................ 1

    2 NDICE ................................................................................................. 2

    3 INTRODUCCIN ..................................................................................... 8

    3.1 COMENTARIOS INICIALES ........................................................................... 8

    4 LA COSTA ........................................................................................... 16

    4.1 PROBLEMAS COSTEROS, SOCIALES, ECONMICOS Y AMBIENTALES ............. 17

    4.2 LA LNEA DE COSTA ................................................................................. 17

    4.3 TIPOS DE COSTAS .................................................................................... 18

    4.3.1 COSTAS DE DIRECCIONES ESTRUCTURALES PREPONDERANTES ........... 18

    4.3.2 COSTAS DE MODELADO SUBAREO .................................................... 20

    4.3.3 COSTAS DE ABRASIN ....................................................................... 23

    4.3.4 COSTAS DE ACUMULACIN ................................................................ 24

    5 TRANSPORTE SLIDO ........................................................................... 27

    5.1 INTRODUCCIN ....................................................................................... 27

    5.2 CONCEPTOS ............................................................................................ 28

    5.3 TRANSPORTE BRUTO Y TRANSPORTE NETO ................................................ 29

    5.4 MODOS DE TRANSPORTE SLIDO .............................................................. 29

    5.5 EVALUACIN DEL POTENCIAL DE TRANSPORTE SLIDO .............................. 30

    5.6 MTODO DEL FLUJO DE ENERGA .............................................................. 30

    6 EL BALANCE SEDIMENTARIO ................................................................... 34

    6.1 ZONAS COSTERAS ................................................................................... 35

    6.2 MANANTIALES Y SUMIDEROS DE MATERIAL SEDIMENTARIO ......................... 36

    6.2.1 REDES FLUVIALES ............................................................................. 40

    6.2.2 ACANTILADOS .................................................................................. 42

    6.3 FACTORES METEOMARINOS DE PRIMORDIAL IMPORTANCIA EN LA EVOLUCIN

    MORFODINMICA DE LA COSTA ........................................................................... 44

    6.3.1 EL OLEAJE ........................................................................................ 44

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    3

    6.3.2 EL VIENTO ........................................................................................ 57

    7 FORMAS COSTERAS .............................................................................. 59

    7.1 FLECHA LITORAL EN DESEMBOCADURA ..................................................... 60

    7.2 FLECHA LITORAL (SPIT) ............................................................................ 61

    7.3 PLAYA APOYADA ...................................................................................... 63

    7.4 TMBOLO Y HEMITMBOLO ...................................................................... 63

    7.5 CAMPOS DE ESPIGONES ........................................................................... 63

    7.6 PROMONTORIOS ...................................................................................... 65

    7.7 JETTIES .................................................................................................. 65

    7.8 DELTAS .................................................................................................. 65

    7.9 PLAYAS BARRERA .................................................................................... 66

    7.10 PUERTOS ............................................................................................. 69

    7.11 CONCHA .............................................................................................. 70

    7.12 PLAYAS ENCAJADAS ............................................................................. 71

    8 FUNCIONAMIENTO DE ALGUNAS FORMAS COSTERAS .................................... 74

    8.1 PLAYAS BARRERA .................................................................................... 74

    8.2 TMBOLO PRODUCIDO POR UN DIQUE EXENTO ........................................... 77

    9 BAHAS .............................................................................................. 79

    9.1 GENERALIDADES ..................................................................................... 79

    9.2 CONSIDERACIONES TCNICAS .................................................................. 81

    9.3 CRITERIOS EMPRICOS ............................................................................. 82

    9.4 AJUSTE DE UNA FORMA PARABLICA: HSU Y EVANS (1989) Y TAN Y CHIEW

    (1994) ............................................................................................................. 84

    9.5 AJUSTE DE UNA ESPIRAL LOGARTMICA POR MTODOS ANALTICOS ............ 88

    10 MODIFICACIN ARTIFICIAL DE LA LNEA DE ORILLA .................................... 89

    11 BASES DE DATOS DE EVOLUCIN DE LA LNEA DE ORILLA ........................... 90

    12 IMPORTANCIA DE LA FLORA SUBMARINA .................................... 92

    12.1 POSIDONIA OCEANICA .......................................................................... 92

    12.2 EFECTOS DE LAS ACTUACIONES COSTERAS SOBRE LAS PRADERAS DE

    POSIDONIA OCENICA ....................................................................................... 96

    12.3 PROBLEMAS DE POSIDONIA OCEANICA .................................................. 99

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    4

    12.4 CONSERVACIN DE LAS PRADERAS DE POSIDONIA OCEANICA ................. 99

    13 MICROECONOMA DEL BALANCE SEDIMENTARIO .................................. 101

    13.1 LA ECUACIN DE CONTINUIDAD ........................................................... 102

    14 EVOLUCIN DE LA COSTA. EJEMPLO DE APLICACIN ............... 104

    14.1 INTRODUCCIN .................................................................................. 104

    14.2 APLICACIN ....................................................................................... 105

    14.2.1 ENTORNO FSICO DE PARTIDA ....................................................... 105

    14.2.2 EL PROBLEMA.............................................................................. 105

    14.2.3 DATOS DE PARTIDA ...................................................................... 105

    14.2.4 SOLUCIN DEL PROBLEMA ........................................................... 106

    15 CONCLUSIONES Y COMENTARIOS FINALES ............................... 111

    16 BIBLIOGRAFA ................................................................................ 114

    ndice de figuras

    figura 1 .- Pradera de Posidonia oceanica ........................................................ 10

    figura 2 .- Fanergamas en el perfil de playa ................................................... 14

    figura 3 .- Fanergamas en la playa sumergida ............................................... 15

    figura 4 .- Evolucin de fanergamas en aguas tranquilas /1 ......................... 15

    figura 5 .- Evolucin de fanergamas en aguas tranquilas /2 ......................... 16

    figura 6 .- Esquema de transporte slido .......................................................... 29

    figura 7 .- Transporte slido estimado en la costa este de EE.UU. Tomado de

    (U.S. Army Corps of Engineers, 2.002) ................................................................ 33

    figura 8 .- Delimitacin de zonas costeras. Modificado de (CERC, 1.984) .... 35

    figura 9 .- Playa de Castilla. Mecanismo de aporte de arenas procedentes del

    acantilado ............................................................................................................... 39

    figura 10 .- Balance sedimentario. Modificado de (Komar, 1.983) ................ 40

    figura 11 .- Desembocadura del ro Guadiana. Isla Canela (Huelva) ............ 41

    figura 12 .- Acantilado. Tomado de (Mangor, 2.001) ...................................... 43

    figura 13 .- Playa de Fajana de los Franceses (Isla de La Palma) ................. 43

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    5

    figura 14 .- Clasificacin de ondas en el mar. Modificado de (Brown, 1.989)

    44

    figura 15 .- Refraccin del oleaje ...................................................................... 47

    figura 16 .- Refraccin del oleaje en su propagacin a la costa ................... 47

    figura 17 .- Difraccin del oleaje en el interior de un puerto ......................... 49

    figura 18 .- Asomeramiento de una ola aproximndose a la costa ............... 49

    figura 19 .- Principales tipos de rotura de oleaje en una playa ..................... 50

    figura 20 .- Discusin de un proceso de rotura ............................................... 50

    figura 21 .- Tipos de rotura del oleaje en una playa ........................................ 53

    figura 22 .- Marismas del Odiel ......................................................................... 54

    figura 23 .- Ejemplo de onda de marea calculada con modelo

    matemticopara algunos das del mes de mayo de 2.006, a partir de sus

    armnicos principales. .......................................................................................... 56

    figura 24 .- Propagacin de la onda de marea ................................................ 57

    figura 25 .- Modelo de generacin de oleaje de Jeffrey ................................. 58

    figura 26 .- Playa de El Bogatell (Barcelona) ................................................... 59

    figura 27 .- Flecha del Rompido (Huelva) ......................................................... 60

    figura 28 .- Imagen de satlite de la flecha del Rompido ............................... 61

    figura 29 .- El Puntal de Santander ................................................................... 62

    figura 30 .- Punta Umbra (Huelva) ................................................................... 63

    figura 31 .- Playa de La Malagueta, apoyada en el dique del puerto de

    Mlaga 63

    figura 32 .- Campo de espigones en Benicasim .............................................. 64

    figura 33 .- Benicasim (Castelln). Tmbolos, playas de bolsillo y espigones

    64

    figura 34 .- Playa de Venecia (Altea, Alicante), apoyada en el promontorio

    de sierra helada ..................................................................................................... 65

    figura 35 .- Delta del Ebro (Tarragona) ............................................................ 66

    figura 36 .- Playa Salv. Laredo (Cantabria) .................................................... 67

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    6

    figura 37 .- Imagen de satlite de Laredo (Cantabria) .................................... 67

    figura 38 .- El Puntal de Laredo (Cantabria) .................................................... 68

    figura 39 .- El Puntal (Santander). Flecha o playa barrera? ........................ 69

    figura 40 .- Puerto de Burriana (Castelln) ...................................................... 70

    figura 41 .- Playas de la Zurriola (Gros), en primer trmino, y la Concha y

    Ondarreta, al fondo (San Sebastin) ................................................................... 71

    figura 42 .- Imagen de satlite del borde costero de San Sebastin ............ 71

    figura 43 .- Playa del Orzn (A Corua) ............................................................ 72

    figura 44 .- Cala en la sierra de la Tramontana (Mallorca) ............................. 73

    figura 45 .- Cala Dei (Mallorca) ....................................................................... 73

    figura 46 .- Puntos de la carta nutica electrnica ......................................... 75

    figura 47 .- Laredo. Batimetra digitalizada (izquierda) y carta nutica

    (derecha) 76

    figura 48 .- Propagacin de un temporal NW Hrms = 2 m y T = 10 s, en

    presencia de una pleamar de 3 m. Frentes de onda (izquierda) y campo

    vectorial de altura de ola media cuadrtica (derecha) ..................................... 76

    figura 49 .- Corrientes producidas por el oleaje en rotura (izquierda) y

    detalle de corrientes de transporte slido convectvo (derecha) ..................... 77

    figura 50 .- Esquema de corrientes entre un dique exento y la lnea de costa

    78

    figura 51 .- Tendencias iniciales de erosin sedimentacin tras un dique

    exento (Mangor, 2.001) ......................................................................................... 78

    figura 52 .- Playa de Cunit (Tarragona) ............................................................ 79

    figura 53 .- Dique exento. Parmetros de diseo. Tomado de (Mangor,

    2.001) 79

    figura 54 .- Diferentes tipos de respuesta del litoral a la disposicin del

    obstculo 80

    figura 55 .- Dos bahas: la playa de Gros (izquierda) y las de la Concha y

    Ondarreta (derecha). San Sebastin ................................................................... 82

    figura 56 .- Espiral logartmica .......................................................................... 83

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    7

    figura 57 .- Parmetros caractersticos de una baha .................................... 84

    figura 58 .- Mtodo de los arcos /1 .................................................................... 85

    figura 59 .- Mtodo de los arcos /2 .................................................................... 86

    figura 60 .- Proceso anltico para emplear con el mtodo de (Tan & Chiew,

    1.994) 86

    figura 61 .- Relacin de indentacin ................................................................. 87

    figura 62 .- Parbola de Tan y Chiew ajustada por el procedimiento indicado

    87

    figura 63 .- Representacin esquemtica de una espiral logartmica .......... 89

    figura 64 .- Desembocadura del Jcar en Cullera (Valencia) ........................ 90

    figura 65 .- Plano de evolucin de la lnea de orilla. Base de datos del CEDEX

    - Ministerio de Fomento ......................................................................................... 91

    figura 66 .- Mata de Posidonia oceanica. Modificado de Mazzella et al.

    (1.986) 95

    figura 67 .- Importancia de las praderas de Posidonia oceanica. Tomado de

    ADENA 95

    figura 68 .- Praderas de Posidonia oceanica en Portinax (Ibiza) .................. 96

    figura 69 .- Arribazones de Posidonia oceanica en Playa Den Bossa (Ibiza)

    /1 98

    figura 70 .- Arribazones de Posidonia oceanica en Playa DEn Bossa (biza)

    /2 98

    figura 71 .- El autor y otros compaeros, buceadores voluntarios durante la

    campaa 2.005 de seguimiento de las praderas de Posidonia oceanica en

    Cala Cerrada (Murcia) ......................................................................................... 100

    figura 72 .- Tendido de lnea de referencia .................................................... 101

    figura 73 .- Balance sedimentario en una unidad diferencial de playa ...... 102

    figura 74 .- Lnea de costa previa a la construccin del espign ................ 105

    figura 75 .- Aproximacin al clculo del transporte slido en funcin de la

    orientacin de la costa ........................................................................................ 107

    figura 76 .- Caso real de clculo de transporte slido en funcin de la

    orientacin de la costa. Tomado de (Mangor, 2.001) ...................................... 108

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    8

    figura 77 .- Representacin grfica del resultado ........................................ 110

    figura 78 .- Resultado grfico de la ecuacin [28] ........................................ 111

    ndice de tablas

    tabla 1 .- Escala Douglas ................................................................................... 46

    tabla 2 .- Escala Beaufort .................................................................................. 47

    tabla 3 .- Principales componentes de la onda de marea .............................. 56

    tabla 4 .- Componentes armnicas de la marea en el maregrafo de Sevilla

    57

    tabla 5 .- Tiempo mnimo (T) en horas que debe soplar el viento para formar

    olas de altura significante H (en pies) y periodo P (en segundos). Fetch en

    millas nuticas. Tomado de (Bowditch, 2.002) ................................................... 59

    tabla 6 .- Consideraciones generales para el diseo de bahas ................... 82

    tabla 7 .- Datos de clima martimo en profundidades indefinidas ............... 107

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    9

    3 INTRODUCCIN

    En estos apuntes se pretende recoger las cuestiones ms importantes que se

    expliquen en clase. La idea es intentar que se disponga de los apuntes de la clase

    correspondiente al menos un da antes de que sta tenga lugar. El objetivo es darte

    la oportunidad de que leas sobre lo que se va a contar, con objeto de facilitar el

    planteamiento de dudas, e incluso la posibilidad de tomar apuntes sobre el

    documento, ya lo hagas con un porttil sobre el pdf, que ir sin proteger, como si lo

    imprimes y tomas notas sobre el documento en papel.

    A este respecto, fjate en la revisin del documento (REV, en su ttulo; la revisin

    tendr el mismo nmero que la semana correspondiente). Cada nueva revisin

    contendr tambin todo lo anterior. As, al final del curso podrs disponer de un

    documento completo de apuntes.

    Al margen, y como consulta, espero que puedas disponer del libro Oscilaciones del

    mar, que se encuentra en este momento en proceso de edicin por el Colegio de

    Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. No ha sido posible disponer de l al

    comienzo del curso. Se trata de un libro de consulta, que espero te pueda ser til

    una vez terminado el curso (proyecto de fin de carrera, trabajo profesional, etc.).

    Por ltimo te ruego que ton toda confianza me hagas ver cualquier posible

    deficiencia, o propuesta de mejora, de estos apuntes: me ayudars, te ayudars a ti

    mism@ y ayudars tambin a tus compaeros del curso que viene.

    3.1 Comentarios iniciales

    La erosin litoral, cuyas manifestaciones ms claras, son el debilitamiento de las

    acumulaciones sedimentarias y la intrusin marina, resulta de la concurrencia de

    varios factores que podemos resumir, en una primera aproximacin, en tres grandes

    grupos:

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    10

    1. En primer lugar, la erosin litoral se produce por un dficit en la entrada de

    sedimentos al sistema litoral, bien de carcter interior a la unidad fisiogrfica,

    es decir, por la interrupcin de la corriente de transporte slido longitudinal o

    bien de carcter exterior a la misma, como consecuencia de la alteracin de los

    manantiales sedimentarios que aportan material slido, especialmente aquellas

    actuaciones que modifican las tasas de aportacin sedimentaria procedentes

    de las cuencas vertientes. En ambos casos, se produce una carencia de

    sedimentos que acenta la accin erosiva del mar sobre amplios espacios

    costeros.

    2. En segundo lugar, la erosin litoral es consecuencia de la alteracin de los

    mecanismos y elementos que protegen al medio sedimentario en condiciones

    naturales. Se hace referencia a aquellas actuaciones que han provocado la

    modificacin o anulacin de los movimientos transversales de sedimentos, la

    destruccin de playas, dunas, arenales costeros y finalmente la alteracin o

    desaparicin de las praderas de Posidonia oceanica (figura 1) y otras especies

    vegetales submarinas. Estos elementos, junto con otros procesos naturales,

    regulan y protegen la evolucin morfodinmica de las costas. Su interferencia o

    destruccin incrementa irremediablemente los procesos de erosin.

    3. En tercer lugar, la erosin litoral es consecuencia de la descompensacin en el

    nivel de equilibrio que mantienen los medios terrestre y marino. La elevacin

    del nivel medio del mar constituye, segn diversos autores, un proceso

    generalizado a escala mundial. Este incremento en el nivel del mar ocasiona un

    lento, pero sostenido, retroceso de las costas. La dificultad de demostrar este

    tipo de fenmenos en un periodo cronolgico tan reducido como el adoptado en

    los proyectos de Ingeniera de Costas, as como las importantes

    contradicciones existentes sobre este complejo tema, lleva a afirmar que, si

    bien el ascenso del nivel del mar est originando un retroceso de la lnea de

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    11

    costa, esta regresin es de muy escasa significacin en relacin a los procesos

    erosivos detectados por otros fenmenos de origen antrpico, sin olvidar

    tampoco que estas fluctuaciones de nivel se deben en gran parte a acciones

    humanas

    figura 1 .- Pradera de Posidonia oceanica

    Entre las causas que ms han potenciado los procesos de erosin, producidas por la

    mano del hombre, pueden citarse las siguientes:

    a. En primer lugar, el emplazamiento de espigones y otras en la lnea de costa.

    Estas actuaciones alteran la corriente de transporte slido longitudinal, que

    constituye un proceso dinmico natural esencial para la regulacin de las

    costas. La interrupcin total o parcial de la distribucin de sedimentos genera

    una distorsin en la lnea de costa, con fenmenos acumulativos a barlomar y

    regresivos a sotamar.

    b. En segundo lugar, destacan aquellas intervenciones que han supuesto una

    destruccin directa de los medios de sedimentacin litoral. De todas ellas, la

    ms dramtica por la magnitud alcanzada, ha sido el impacto ocasionado por

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    12

    las extracciones de arenas en el medio litoral para satisfacer la demanda de

    distintas actividades, especialmente la construccin y la agricultura. La

    extraccin de arenas en playas, dunas y arenales costeros ha sido una prctica

    habitual y generalizada en todo el litoral. Finalmente, debe sealarse que si

    bien las extracciones de ridos en el litoral estn reguladas por la Ley de

    Costas de 1988, en los ltimos aos se ha observado un incremento de las

    sacas en los depsitos sedimentarios costeros contiguos al Dominio Pblico

    Martimo-Terrestre y sus servidumbres, escapando de este modo a las

    restricciones marcadas por esta legislacin.

    c. En tercer lugar, el litoral se ha visto sometido a un fuerte proceso urbanizador

    ligado esencialmente al desarrollo turstico. La urbanizacin del espacio costero

    constituye una de las principales causas que han desencadenado los procesos

    de erosin. Junto a la urbanizacin ligada a la expansin de los denominados

    ncleos preexistentes como consecuencia del crecimiento demogrfico, el

    desarrollo turstico-residencial ha sido el desencadenante de la urbanizacin y

    por tanto de la transformacin de amplios sectores de las franjas costeras. De

    este modo, han aparecido multitud de urbanizaciones de nueva planta, en

    muchos casos justificadas por el ritmo creciente de la demanda turstica, el

    ingreso de divisas y el desarrollo local y regional. Sin embargo, esta

    espontaneidad constructiva ha estado al margen de ordenamientos previos lo

    que ha desembocado, con el paso del tiempo, en situaciones no deseadas e

    incomodas para la actual demanda turstica. Consumo desmedido de suelo,

    destruccin y/o alteracin de espacios de inters ambiental, alteracin de las

    tipologas urbanas tradicionales y transformaciones paisajsticas en ciertos

    casos muy severas, constituyen un primer grupo de las afecciones ocasionadas

    por el proceso urbano. No debemos olvidar tampoco los profundos cambios

    que conlleva la urbanizacin al existir una invasin de los espacios-playa, lo

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    13

    cual ha creado pantallas arquitectnicas infranqueables que interfieren los

    procesos sedimentarios de intercambio. De este modo, se han formalizado

    autnticas barreras artificiales en las que el denominador comn ha sido el

    crecimiento lateral y en paralelo a la lnea de costa. La interposicin de

    construcciones (apantallamiento) entre los sistemas de dunas y la propia playa,

    ha alterado uno de los mecanismos de defensa ms curiosos e interesantes del

    medio litoral: el cambio estacional del perfil transversal, que pone en contacto

    los depsitos-reserva dunares con la playa sumergida en poca de temporales.

    Ello impide la formacin de las barras que atenan la energa del oleaje,

    potencindose la erosin costera. El debilitamiento de las franjas sedimentarias

    por procesos de erosin y el temerario acercamiento de estas infraestructuras

    humanas a la lnea de costa permite que este problema se repita con reiterada

    frecuencia en nuestro litoral.

    d. En cuarto lugar, uno de los aspectos ms ignorados a la hora de analizar los

    procesos de erosin costera, ha sido la incidencia que tiene la degradacin de

    las praderas de fanergamas marinas (figura 2) en la dinmica litoral, el

    hidrodinamismo en aguas someras y en los procesos de sedimentacin. La

    destruccin de esta vegetacin submarina por actuaciones antrpicas

    (contaminacin por vertidos urbanos e industriales, pesca de arrastre,

    construccin de puertos y espigones, dragados e incluso regeneraciones de

    arenas), han contribuido a incrementar los procesos de erosin al dejar

    desprovistas a las playas de los efectos protectores que tienen estas

    formaciones vegetales. A pesar de la falta de estudios que evalen esta

    relacin, se puede advertir fcilmente que las reas del litoral donde la erosin

    es ms intensa se corresponden con las zonas ms degradadas de esta

    vegetacin submarina. En algunas zonas del litoral espaol se ha observado

    que la regresin de la Posidonia oceanica corresponde a tramos afectados por

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    14

    la erosin litoral. La figura 4 muestra su evolucin en una zona de baja

    actividad hidrodinmica, as como en la figura 5 donde se muestra una

    situacin muy comn en la costa objeto de estudio. En la figura 3 se muestra

    una fotografa de la zona de la playa de Camp de Mar, sealando el posible

    tipo de fondo, evidenciando que no hay Posidonia oceanica frente a la zona de

    mayor afectacin en cuanto a erosin, pudiendo ser uno de los factores

    afectando la estabilidad de la playa, sin embargo esto es orientativo y deber

    realizarse un estudio de cobertura por fanergamas dentro de este proyecto.

    e. En quinto lugar, otro grupo de intervenciones antrpicas que han contribuido a

    la erosin costera son aquellas que a pesar de haberse realizado fuera del

    medio litoral han tenido una influencia directa sobre ste. Entre este grupo de

    factores destaca, la construccin de presas, en tanto que este tipo de

    actuaciones interrumpe el flujo de materiales procedentes del continente. En

    consecuencia, se produce una modificacin en las tasas de aportacin que

    reduce la disponibilidad de sedimentos en el litoral generndose graves

    procesos de erosin. Por su parte, las repoblaciones forestales,

    encauzamientos y mtodos de laminacin de aguas (cadenas, azudes y

    pequeas presas de contencin de slidos) han contribuido igualmente a

    disminuir las aportaciones de sedimentos. Estas medidas, enormemente

    beneficiosas para la conservacin del medio, as como por su incuestionable

    utilidad en la prevencin de avenidas torrenciales, resultan, por el contrario,

    muy perjudiciales para el mantenimiento de las costas de acumulacin, al

    desequilibrar el balance de sedimentos y reducir ostensiblemente los

    porcentajes anuales de sedimentacin. Por su parte, los encauzamientos y

    mtodos de laminacin de aguas en los cursos fluviales interfieren igualmente

    los procesos de erosin/sedimentacin. En el primer caso, los encauzamientos

    impiden la erosin lateral disminuyendo la carga sedimentaria. En el segundo

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    15

    caso, los mtodos de laminacin suavizan los picos de avenida reduciendo la

    capacidad aportadora de los colectores.

    f. Finalmente, la extraccin de ridos en los cauces fluviales constituye otra de

    las actividades humanas realizada fuera del medio litoral que mejor explican la

    actual regresin de la lnea de costa. Tradicionalmente, los cauces fluviales han

    constituido yacimientos de ridos esenciales para la actividad humana por su

    abundancia, calidad y fcil accesibilidad. Generalmente esta actividad ha

    gozado de cierto beneplcito administrativo, dado el carcter benefactor que

    las extracciones tiene para la seguridad de los ncleos de poblacin y campos

    de cultivo en casos de fuertes episodios torrenciales. Sin embargo, las

    extracciones en cauces fluviales tambin menoscaban la capacidad aportadora

    de ros y ramblas. Como sabemos, los arrastres slidos de una avenida fluvial

    tienden a regular el lecho por donde discurren, rellenando los huecos dejados

    por las extracciones y, por tanto, sedimentando parte de la carga slida que

    desplazan. La reposicin del perfil de equilibrio merma la cantidad total

    arrastrada, que como mnimo ser igual a la sustrada previamente por la

    extraccin. En consecuencia el litoral recibe menos aportes sedimentarios,

    potencindose los procesos de erosin.

    figura 2 .- Fanergamas en el perfil de playa

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    16

    figura 3 .- Fanergamas en la playa sumergida

    figura 4 .- Evolucin de fanergamas en aguas tranquilas /1

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    17

    figura 5 .- Evolucin de fanergamas en aguas tranquilas /2

    4 LA COSTA

    La costa es la parte de un continente o de una isla que colinda con el mar. Tiene un

    paisaje inestable, donde en los sectores de playa su perfil bidimensional puede

    crecer debido al depsito de sedimentos y en otros casos puede disminuir por los

    procesos de erosin marina. Pero las costas tambin son modificadas por otros

    factores, como el clima, el viento, el oleaje, actividad biolgica y las actividades

    humanas.

    Las corrientes mareales y ocenicas aportan a la zona costera parte de la energa

    del mar, pero la rotura del oleaje es el principal factor generador de corriente y

    modificador de la costa, produciendo la erosin, transporte y sedimentacin del

    material slido.

    Las costas, como fronteras entre la tierra y el agua, estn caracterizadas por la

    naturaleza geolgica de la tierra, que es inestable y a menudo frgil, y por el poder

    dinmico del viento y del mar. Por tanto, los ambientes costeros cambian

    constantemente, procurando alcanzar y mantener el equilibrio entre muchas fuerzas

    contrarias, no siempre naturales.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    18

    4.1 Problemas costeros, sociales, econmicos y ambientales

    La belleza de la zona costera atrae una poblacin creciente de propietarios y

    veraneantes; sin embargo, su carcter variable la hace arriesgada para la gente y, a

    largo plazo, para edificios y estructuras. Los riesgos asociados con la vida a lo largo

    de una costa son comparables por los que experimentan los habitantes de zonas

    fluviales inundables, de reas prximas a un volcn o lugares ssmicos: todos

    presentan riesgos de catstrofe eventual.

    La crisis de la zona costera es mundial, pero es sobre todo alarmante en pases

    como Espaa o Estados Unidos, donde una gran mayora de la poblacin se ha

    establecido en la costa de forma masiva y a menudo imprudente. Si las tendencias

    presentes de aumento de poblacin y desarrollo dilatado continan, y si la subida de

    nivel del mar producida por potenciales cambios climticos tiene lugar, la tensin

    sobre nuestros ambientes costeros aumentar considerablemente.

    Es imprescindible un esfuerzos coordinado multidisciplinar necesarios para mejorar

    nuestro entendimiento de como se forman y se desarrollan las costas. Un

    entendimiento claro de cmo se han formado los ambientes costeros y qu cambios

    naturales han sufrido en el pasado geolgico reciente puede ser crtico en la

    prediccin de su evolucin. Muchas disciplinas cientficas diferentes deben estar

    implicadas. Muchos grupos cientficos diferentes pueden proporcionar el

    conocimiento preciso en los campos especficos de investigacin.

    La cooperacin entre Administraciones asegurar que este conocimiento se aplique

    en estudios especficos para solucionar los problemas individuales que constituyen

    la crisis costera.

    4.2 La lnea de costa

    La lnea de costa es la lnea en la superficie de la Tierra que define el lmite entre

    mar y tierra firme. Histricamente ha sido uno de los principales elementos

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    19

    registrados por la cartografa, debido al lmite que la lnea de costa ha representado

    para el desarrollo de las actividades humanas.

    La lnea de costa es a menudo un concepto ambiguo, existiendo varias fuentes de

    incertidumbre a la hora de definirla:

    Mareas. El mar cubre extensiones variables dependiendo de la altura de la

    marea.

    En el concepto de marea debe incluirse asimismo la sobreelevacin

    producida por la rotura del oleaje y el viento.

    Lmite incierto entre mar y ro en las desembocaduras. El lmite entre ro y mar

    es incierto por ejemplo en estuarios o en deltas, donde tanto la profundidad

    del lecho del ro como la composicin de sus aguas son muy variables y se

    mezclan gradualmente en una regin muy amplia.

    La precisin utilizada en su determinacin. Dependiendo de la resolucin que

    se quiera alcanzar en la determinacin de la lnea de costa, esta puede ser

    ms o menos abrupta. Este concepto determina diferencias importantes en la

    medida de la longitud de la lnea de costa: si se mide la longitud de una costa

    con una resolucin de 1 km se obtendr un valor considerablemente menor

    que si se utiliza un mapa ms detallado, con un resolucin de unas decenas

    de metros. Esta propiedad de la lnea de costa le confiere un carcter fractal.

    Variaciones eustticasi del nivel de mar en escalas de tiempo geolgicas.

    4.3 Tipos de costas

    Se podran clasificar las costas atendiendo a numerosos criterios. A continuacin, y

    de forma puramente descriptiva, se indican las caractersticas de diferentes

    tipologas atendiendo a distintos criterios.

    4.3.1 Costas de direcciones estructurales preponderantes

    Costas de tipo Pacfico

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    20

    o Son paralelas a la lnea de costa.

    o Presentan un trazado rectilneo, particularmente rgido cuando existen

    fallas, en las que el bloque hundido est sumergido.

    o El plano de falla forma un falso acantilado que dificulta la accin marina

    cuando su base est por debajo de la rompiente de las olas.

    o Regin tipo: costa pacfica americana (California, Chile, Nueva

    Zelanda).

    Costas de tipo Dlmata

    o Se forman cuando el mar entra en contacto con cadenas de

    plegamiento paralelas a la lnea costera.

    o Se caracterizan por la existencia de islas alargadas cuyo origen est

    en la sucesin de sinclinales, sumergidos, y anticlinales, emergidos

    (islas) separados por surcos marinos poco profundos llamados

    canales.

    o Las aguas de estas costas suelen ser tranquilas debido a la multitud de

    obstculos que encuentran las corrientes.

    o Regin tipo: Dalmacia (Croacia), Columbia Britnica (Canad) y Chile

    meridional.

    Costas de tipo Atlntico (Transversales)

    o Las estructuras geolgicas son perpendiculares a la lnea de costa.

    o Su trazado presenta entrantes y salientes continuos y muy definidos.

    o Hay multitud de cabos y golfos profundos consecuencia de la

    inundacin de las estructuras (plegadas, apalachenses o falladas) en

    las que se inunda el graben o fosa y emerge el horst.

    o Las debidas a la sumersin de cadenas de plegamiento presentan

    bahas en forma de hoz separadas por promontorios disimtricos

    (costa argelina).

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    21

    o Regin tipo:

    Plegadas: costa de Niza, del Noreste de Tnez y del Sur del

    Peloponeso.

    Apalachenses: costas occidentales de Bretaa y del Sureste de

    Irlanda.

    Falladas: costas occidentales de Crcega y de Turqua.

    Costas Volcnicas

    o Suelen ser muy recientes o incluso activas.

    o Son costas abruptas que apenas han sido desmanteladas.

    o Aparecen en volcanes aislados o en archipilagos alineados a lo largo

    de las grandes fracturas tectnicas terrestres (Kuriles, Aleutianas,

    Indonesia), o sobre las dorsales ocenicas (Canarias, Azores,

    Islandia).

    o Cuando se abre una brecha en el cono, el mar invade la caldera

    formando una baha y una isla con forma de herradura o mltiples islas

    que rodean la caldera (Santorini, Nisida, Galpagos).

    o La multiplicacin de los volcanes a lo largo de las costas da lugar a un

    trazado lobulado cuyos cabos son las lenguas de lava ms o menos

    recientes (Campos Flegreos en Npoles, Italia).

    4.3.2 Costas de modelado subareo

    Costas de ras

    o Son valles fluviales invadidos por el mar.

    o Costa muy accidentada resultado de la inmersin de una masa de

    tierra muy erosionada por la accin de los ros (las desembocaduras

    son inundadas).

    o Suele darse sobre rocas metamrficas y cristalinas.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    22

    o Su localizacin depende de la red de fallas o la existencia local de

    rocas menos resistentes.

    o El tipo clsico es el de ra abierta, con forma de embudo orientado

    hacia el mar. Tambin se da la ra en botella, cuya salida est cerrada

    por un paso estrecho.

    o Ante la salida de las ras suele haber islas, residuos de rocas

    resistentes.

    o Las modificaciones introducidas por el mar sobre la costa inicial son

    menores, y consisten la elaboracin de esbozos de acantilados sobre

    los bordes externos, la formacin de reas pantanosas en las

    mrgenes y la construccin de flechas de arena o grava en los

    entrantes. Los deltas y las playas pueden colmatarla y regularizar la

    lnea de costa.

    o Estas costas no se dan en regiones areicas (desiertos y karst).

    o Regin tipo: Galicia, Cantabria, Bretaa francesa.

    Costas de Fiordos

    o Est fuertemente indentada por las paredes abruptas de los fiordos

    (trmino noruego), que son valles glaciares sumergidos con forma de

    artesa.

    o La desaparicin de la lengua glaciar conlleva la liberacin del peso del

    hielo y el consiguiente ascenso isosttico del continente, produciendo

    un contacto muy variable entre la tierra y el mar que ha dificultado la

    erosin marina.

    o El fiordo presenta una entalladura muy profunda modelada sobre rocas

    resistentes.

    o Normalmente estn ramificados.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    23

    o Su localizacin depende de la red de fallas o la existencia local de

    rocas menos resistentes.

    o Sus paredes son abruptas, casi verticales, con valles colgados que

    vierten sus aguas en forma de cascadas.

    o La sedimentacin es pobre y adems la profundidad de los valles (de

    hasta 1.200 m) dificulta la emersin de depsitos.

    o Regin tipo: bordes occidentales de los continentes (Noruega, Alaska,

    Canad, Nueva Zelanda). En Escocia se les llama loch (valle de

    sobreexcavacin glaciar).

    Costas cubiertas por un inlandeis

    o Estn cubiertas por grandes glaciares.

    o Las formas dependen de los modelados locales, ya sean de

    excavacin o de sedimentacin.

    o Suelen presenta mltiples entalladuras y estar precedidas de islas

    bajas.

    o Son muy caractersticos los amplios lbulos frontales del inlandsis

    sobre los que se desarrollan bahas abiertas poco profundas.

    o Regin tipo: Vatnajkull (Islandia), Groenlandia, Canad y Antrtida.

    Costas de Calas

    o Se puede considerar como un caso particular de costas de ras, pero

    presenta entrantes que terminan en fondo de saco y la litologa suele

    ser caliza.

    o Son resultado de la sumersin de caones, dolinas o poljs. Tambin

    de antiguas grutas cuyo techo se ha hundido.

    o En regiones krsticas muy evolucionadas aparecen delante de la lnea

    de costa islotes escarpados, torres y pitones.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    24

    o En estas zonas la accin del mar es muy reducida debido a lo

    intrincado de la costa. Adems, la ausencia de cursos de agua

    superficiales no contribuye a regularizar el perfil longitudinal de los

    valles.

    o Regin tipo: Mar Mediterrneo (Islas Baleares, Costa Brava, Provenza,

    Crcega)

    Costas con escollos

    o Se deben a la inundacin de una llanura de erosin glaciar en la que

    emergen rocas con forma aborregada.

    o Presentan mltiples y minsculos archipilagos rocosos, bajos y

    prcticamente desnudos.

    o Regin tipo: Finlandia (Islas Aland) y Suecia y en el suroeste de

    Namibia

    4.3.3 Costas de abrasin

    Costas acantiladas

    o Bordean mares agitados por fuertes oleajes.

    o Aparecen normalmente en regiones montaosas o de macizos

    antiguos o escudos.

    o Tambin aparecen en rocas sedimentarias compactadas como las

    calizas.

    o Los acantilados ms verticales se presentan sobre las rocas ms

    sensibles a la accin mecnica y lo suficientemente coherentes como

    para mantener la verticalidad (calizas y cuarcitas).

    o Regin tipo: Caux (Francia), Gales, Escocia y Sureste de Inglaterra,

    Irlanda, Asturias, litoral de Granada, Argelia, Nueva Zelanda, Costa

    pacfica de Amrica, etc.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    25

    4.3.4 Costas de acumulacin

    Costas de isla barrera

    o Se caracterizan por la existencia de un largo cordn litoral arenoso

    paralelo a la lnea de costa inicial.

    o La longitud de estos cordones puede llegar a ser de varias decenas de

    kilmetros, vindose interrumpido por pasos denominados graos que

    permiten la renovacin del agua somera del lago.

    o Cuando el cordn est aislado a varios kilmetros se habla de costas

    con islas barrera y delimitan un ancho canal marino.

    o Algunos brazos del cordn pueden estar enlazados con la costa y

    aislar lagunas formando costas de lidos.

    o Son propias de mares con escasa amplitud de marea y golfos extensos

    donde las corrientes de deriva disponen de volmenes sedimentarios

    importantes (Mediterrneo, Mar Negro, Bltico, Golfo de Mxico).

    o Regin tipo:

    Costas de isla barrera: costa de Carolina del Norte (EE.UU.)

    Costas de lidos: costas del Vneto (Italia), costas del Languedoc

    (Francia), costas del Sureste del Mar Bltico (Polonia-Rusia),

    costas de Ucrania, costas de Texas (EE.UU.), costa oriental de

    Madagascar.

    Costas pantanosas con marismas y manglares

    o Aparecen en el dominio fluviomarino.

    o Son costas muy bajas, llanas y montonas.

    o Se localizan en mares con plataformas continentales poco profundas

    capaces de acoger los derrubios finos que aportan los grandes ros.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    26

    o La vegetacin juega un destacado papel en su desarrollo y

    diversificacin. Cuando en las zonas pantanosas hay manglares se

    denomina costa con manglares.

    o Regin tipo:

    Costas con marismas: costa oriental del Mar del Norte (Pases

    Bajos, Alemania), Doana.

    Costas con manglares: costas de Guayana, costas del Mar

    Caribe (Cuba, Guatemala, etc.).

    Costas deltaicas

    o Su configuracin se debe ms a la accin de los cursos de agua que a

    los agentes marinos.

    o Aparecen en mares con mareas y corrientes dbiles y siempre que la

    plataforma continental tenga poca profundidad.

    o Existen varios tipos fundamentales: arqueado, digitado y triangular.

    o Los deltas coalescentes forman llanuras deltaicas.

    Regin tipo:

    o Deltas aislados: Deltas del Ebro, Rdano, Nilo, Mississipi, Ganges.

    o Deltas coalescentes: costas del Artico canadiense, de Siberia, de

    Bengala, de Guinea, etc.

    Costas

    o La formacin de dunas determina la lnea de costa.

    o Presencia de un ancho cordn de dunas que puede extenderse

    durante cientos de kilmetros y elevarse decenas de metros.

    o Hacia el interior suelen presentarse diversos niveles de dunas

    (primarias, secundarias y terciarias).

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    27

    o El agua de arroyada puede quedar atrapada en el interior del cordn

    dunar formando rosarios de lagos de agua dulce colgados ligeramente

    por encima del nivel del mar.

    o Se localizan en zonas de amplios esteros barridos por la brisa del mar

    o en desiertos costeros.

    o Regiones tipo: Gascua (Francia), Doana, Sureste del Mar Bltico,

    Desierto de Namibia.

    Costas de arrecifes

    o Su crecimiento se debe a la accin de una serie de organismos,

    principalmente los corales.

    o Cuando se desarrollan forman depsitos de carbonato clcico

    denominados arrecifes coralinos.

    o A medida que los corales mueren otros nacen sobre sus esqueletos

    calcreos depositados.

    o Cuando el coral se rompe debido a la accin de las olas, los

    fragmentos pulverizados se acumulan en playas de arena blanca.

    o Las costas coralinas se originan en las caldeadas aguas tropicales,

    entre los 30 lat. N y los 25 lat. S.

    o Requieren una temperatura superior a 20C, poca profundidad, aguas

    limpias y bien aireadas (expuestas).

    o Regin tipo: Gran Barrera de Coral de Australia, Polinesia, Maldivas,

    Mar Rojo, Mar Caribe.

    Costas estuarinas

    o Presentan caracteres ligados a la inundacin del curso fluvial.

    o Su forma depende de la dinmica de las aguas corrientes y su

    interaccin con las mareas.

    o Est muy asociada a las costas de marismas y de islas barrera.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    28

    o Regin tipo: estuarios de los ros Garona, Sena, Tajo.

    Costas de acumulacin glaciar

    o Son extremadamente variadas debido a su gnesis.

    o Las morrenas terminales pueden producir islas ms o menos

    alargadas.

    o Los drumlins (colina simtrica alineada en la direccin del glaciar) y los

    esker (cresta sinuosa depositada por una corriente subglaciar)

    constituyen promontorios o islotes.

    o Los valles-tneles subglaciares constituyen golfos y pasos de hasta

    100 m de profundidad como en Jutlandia.

    o Las costas son bajas y verdes, con bruscos ensanchamientos y

    contrapendientes.

    o La erosin marina, fcil en los materiales morrnicos, y la acumulacin

    rpida en esas aguas poco profundas, regularizan rpidamente este

    tipo de costa.

    o Regin tipo: Jutlandia (Dinamarca), costa de Maine (Noreste de

    Estados Unidos).

    5 TRANSPORTE SLIDO

    5.1 Introduccin

    El oleaje en rotura se combina con varios modelos horizontal y vertical de corrientes

    litorales para transportar sedimentos en las playas playa. A veces este transporte

    implica slo una reordenacin de la arena en las proximidades. Otras veces hay

    desplazamientos extensos costeros de sedimentos, posiblemente moviendo cientos

    de miles de metros cbicos de la arena a lo largo de la costa cada ao. El objetivo

    de este captulo es examinar las tcnicas que han sido desarrolladas para evaluar la

    tasa de transporte slido, que ocurre principalmente dentro de la zona de surf.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    29

    Este transporte se cuenta entre los procesos litorales ms importantes que controlan

    la morfologa costera, y determina en gran parte si las orillas erosionan, acumulan, o

    permanecen estables.

    El conocimiento del transporte slido es imprescindible previamente al diseo de

    cualquier obra costera.

    5.2 Conceptos

    Transporte slido es el nombre dado al proceso por el cual el material de playa es

    transportado a lo largo de la costa y transversalmente a ella por la accin del oleaje.

    Las olas raras veces arriban a la playa perpendicularmente a la costa, aunque, como

    se ha visto en la unidad 01, los fenmenos de refraccin lo intentan.

    Cuando el oleaje se aproxima a una playa, la base de las olas tropieza con el fondo;

    ello produce un desequilibrio que desencadena el fenmeno de la rotura. Durante

    este proceso se genera una corriente: la ola deja de ser una perturbacin para

    convertirse en un transporte de masa. Estas corrientes son las que mayoritariamente

    producen el transporte slido, que tiene carcter convectivo.

    El tamao de las partculas de sedimento movidas por el oleaje est determinado

    por su poder erosivo. Como parece trivial, olas ms grandes son capaces de mover

    partculas ms gruesas.

    Si la ola llega la playa en direccin normal a la lnea de costa, el agua ira

    directamente encima de la playa (swash) y regresara al mar (backwash). El nico

    movimiento del sedimento era de vaivn sobre el estrn.

    La figura 6 muestra una Ilustracin esquemtica del transporte slido y la corriente

    costera generada por la aproximacin oblicua de las olas. Las flechas delgadas

    muestran el camino seguido de granos de arena movidos por el oleaje.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    30

    figura 6 .- Esquema de transporte slido

    Cuando las ondas rompen sobre una playa en ngulo, el material es empujado sobre

    el estrn en la misma direccin, pero vuelve hacia el mar en direccin normal a la

    costa. Gradualmente, el material slido se va desplazando paralelamente a la orilla

    (ver figura 6).

    5.3 Transporte bruto y transporte neto

    El transporte slido es una magnitud vectorial. Su mdulo es el volumen de material

    slido que se mueve en la unidad de tiempo, su direccin es paralela a la costa (en

    el caso del transporte slido longitudinal) o normal (en el caso del transporte

    transversal). Su sentido es el del oleaje que lo produce.

    Pues bien, la suma del valor absoluto del transporte slido producido por cada oleaje

    a lo largo del tiempo es lo que se conoce como transporte bruto, Qb. La suma

    algebraica de todos los transportes individuales se conoce como transporte neto, Qn.

    Obviamente, Qb Qn.

    5.4 Modos de transporte slido

    El transporte slido se descompone usualmente en dos componentes (ver figura 6).

    En funcin de que la componente sea paralela a la costa o perpendicular a ella, se

    denomina ambas, respectivamente, transporte longitudinal o transporte transversal.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    31

    5.5 Evaluacin del potencial de transporte slido

    Uno de los puntos que han de tenerse muy claros se refiere al clculo del transporte

    slido. El transporte slido real se obtiene nicamente mediante observaciones de

    campo. El que se calcula de forma terica, ya sea por mtodos empricos o

    deterministas es el que podra darse en la Naturaleza si se tienen todas las

    condiciones precisas para ello. Se podra asimilar a una cota superior, aunque ello

    no sea una afirmacin 100 % correcta. Por ello, lo denominamos potencial de

    transporte slido.

    Existen varios sistemas para calcularlo. El ms correcto es el que emplea procesos

    deterministas, calculando previamente la corriente producida por el oleaje y la

    marea. Para ello es preciso el uso de modelos matemticos.

    Aqu se plantear la denominada frmula del CERC, basada en el flujo de energa,

    que es preciso conocer desde un punto de vista didctico.

    En ingeniera martima, la tasa de transporte slido el volumen QR que se mueve por

    unidad de tiempo; tiene, por tanto, unidades del tipo V/t (metros cbicos por ao es

    lo ms usual). Se muestra un ejemplo en la figura 7.

    5.6 Mtodo del f lujo de energ a

    El potencial de transporte slido, dependiente de la cantidad de material slido

    disponible, es correlacionado con el componente longitudinal del de flujo de energa

    del oleaje:

    [1]

    En la ecuacin [1] son:

    Eb: Energa del oleaje en rotura. Se calcula como

    Cg: Celeridad de grupo

    b: subndice que indica que el valor que lo ostenta se calcula en rotura

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    32

    : Oblicuidad del oleaje

    La celeridad de grupo en la zona de rompientes se puede calcular en funcin de la

    relacin , conocida como ndice de rotura:

    [2]

    El trmino se conoce como flujo de energa.

    El peso sumergido transportado por unidad de tiempo, Il, se puede escribir en

    funcin de una constante adimensional, K, como:

    [3]

    con lo que se tendr

    [4]

    La expresin [4] se conoce como frmula del CERC. Asumiendo que las olas se

    encuentran en profundidades reducidas cuando rompen, se puede modificar [4]

    como:

    [5]

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    33

    La tercera de las ecuaciones [5] se puede escribir en trminos de volumen

    empleando las densidades y s del agua del mar y del material slido, y la

    porosidad n, como:

    [6]

    Los valores ms comnmente empleados para los parmetros utilizados en [6] son:

    K = 0.77

    0.78

    = 1.000 kg/m3

    s = 1.026 kg/m3

    n = 0.4

    En 1.993 se ha sugerido (Valle, Medina, & Losada, 1.993) una relacin entre K y el

    tamao medio del rido, D50, en la forma:

    [7]

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    34

    figura 7 .- Transporte slido estimado en la costa este de EE.UU. Tomado de (U.S. Army

    Corps of Engineers, 2.002)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    35

    6 EL BALANCE SEDIMENTARIO

    El balance sedimentario es, simplemente, la aplicacin del principio de conservacin

    de masa a los sedimentos que se mueven en una unidad fisiogrfica.

    Su anlisis, por lo tanto, implica la evaluacin de la importancia relativa de las

    contribuciones y las prdidas de sedimento en el sistema litoral.

    Dentro del presente captulo se recordarn en primer lugar las caractersticas ms

    sobresalientes, a efectos de transporte slido y balance sedimentario, de los factores

    meteomarinos que rigen las pautas de comportamiento de la dinmica litoral: oleaje,

    marea y viento.

    Se enumerarn las formas costeras que habitualmente localizamos en nuestro

    litoral, focalizando la atencin en algunas de las ms representativas.

    Se analizar una forma costera importante: la baha; en este apartado se

    proporcionan herramientas para comprobar su grado de estabilidad e incluso para el

    diseo, aunque realmente no estn concebidas para ello.

    La flora submarina tiene su importancia en la retencin de sedimentos, y por tanto,

    influye tambin en el balance sedimentario. Es algo que nunca se ha tomado en

    consideracin, aunque las tendencias van cambiando; se recogen varios aspectos,

    sin entrar en temas que ya son objeto de publicaciones de tipo biolgico.

    Se hablar sobre la ecuacin de continuidad, clave de los modelos de evolucin

    morfodinmica, un ejemplo de los cuales, el de Pernald-Considre, se recoge ms

    adelante.

    Las conclusiones se recogen en el apartado final. Se proporciona una lista de

    referencias para aumentar conocimientos sobre lo aqu expuesto. Finalmente, el

    anejo muestra una ficha de propaganda de la Red de Seguimiento de Praderas de

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    36

    Posidonia oceanica en el litoral de Murcia, como ejemplo de iniciativas de

    conservacin del litoral que se estn poniendo en prctica en Espaa.

    6.1 Zonas costeras

    Es importante, dado que existe cierta dispersin en cuanto a la nomenclatura de las

    zonas costeras, principalmente debido a diferentes traducciones o interpretaciones

    de los trminos anglosajones, delimitar claramente a qu zonas de la playa se est

    refiriendo el autor de un informe o proyecto. Con este objeto, la figura 8, tomada del

    (Shore Protection Manual, 1.984) y modificada de (Mangor, 2.001), pretende aclarar

    conceptos citados en los siguientes apartados.

    figura 8 .- Delimitacin de zonas costeras. Modificado de (CERC, 1.984)

    Un concepto de capital importancia es el de la profundidad de cierre, dL, entendida

    como aquella a partir de la cual no existen cambios significativos en el perfil

    transversal (y por tanto, tampoco en la planta).

    Hallermeier (1.978) proporcion una ecuacin emprica para su determinacin; la [8].

    De su anlisis se desprende que este clculo es puramente estadstico, lo cual

    implica que es posible que algn temporal de periodo de retorno excepcionalmente

    alto pueda producir movimiento ms all de esta profundidad.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    37

    [8]

    En efecto, en la ecuacin [8], el parmetro Hs, 0.137 es precisamente el valor de la

    altura de ola significante que se supera 12 horas al ao; o lo que es lo mismo, que

    tiene una probabilidad del 0.137 % de ser superada.

    6.2 Manantiales y sumideros de material sedimentario

    La figura 10 muestra de forma sinttica el movimiento de arenas en la zona litoral.

    Las corrientes litorales (ya sean producidas por el oleaje, la marea, temperatura,

    salinidad, viento, o cualquier otro agente) y el transporte elico mueven el sedimento

    a lo largo de la costa. Numerosos agentes producen entradas y/o salidas al sistema.

    La figura 10 distingue entre agentes situados en tierra (en la columna de la

    izquierda) y en el mar (en la columna de la derecha). Entre los ms representativos

    se pueden citar los siguientes:

    Erosin de las dunas y acantilados. Producen movimiento de arenas en tierra

    que son arrastrados hacia el mar por la escorrenta superficial o los

    desprendimientos (en el caso de los acantilados) debidos a erosin y

    corrosin. Las dunas aportan material al mar fundamentalmente por erosin

    elica y durante los movimientos estacionales del perfil de la playa. La figura 9

    esquematiza la erosin hidrulica del acantilado. Por estas causas, las obras

    de estabilizacin de acantilados suponen un dficit de aportes a la dinmica

    litoral.

    Alimentacin artificial de playas. Supone un aporte directo de arenas por

    medios artificiales. En esencia, las aportaciones artificiales pretenden utilizar

    la accin antrpica como suplente de lo que la Naturaleza ya no es capaz de

    hacer por s misma. En cualquier caso, es preciso tomar en consideracin el

    hecho de que la aportacin de arenas a las playas debe hacerse bajo un

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    38

    estricto control ambiental para evitar daos al fondo marino, en el caso de que

    los placeres se encuentren en el fondo del mar.

    Redes fluviales. Este grupo comprende las erosiones fluviales y las

    producidas por las aguas de escorrenta. Por tanto, muchas de las causas de

    degradacin del medio ambiente terrestre, como la desertizacin, los

    incendios forestales, etc., pueden llegar a ser motivo de mejora del medio

    litoral por producir un aumento de la erosin; por el contrario, las

    repoblaciones forestales, encauzamientos y regulacin de ros, etc., causan

    dficit de aportes que redundan en el retroceso de las playas. Por ello, los

    cauces fluviales suponen generalmente una fuente de aporte de sedimentos,

    de importancia variables en funcin del grado de regulacin y encauzamiento

    de los cauces. No ha de olvidarse, sin embargo, que las desembocaduras,

    particularmente en mares con marea, pueden ser lugares de absorcin de

    sedimentos, como lo atestigua la formacin de flechas litorales asociadas a

    ellas, o el aterramiento de las zonas marismales. Este tipo de fuentes de

    sedimentos puede anularse con la regulacin y encauzamiento de los ros.

    Almacenamiento en duna y trasplaya. Los ciclos naturales de las playas en

    equilibrio producen con frecuencia el almacenamiento de arena en las dunas,

    que constituyen as verdaderos depsitos naturales de material slido que

    garantizan la estabilidad de la playa. Pueden considerarse de algn modo, por

    tanto, como sumideros de material sedimentario, con la particularidad de

    permanecer a la disposicin de la dinmica litoral.

    Vientos. El transporte elico produce en general, la remocin del sedimento

    en la playa seca; sin embargo, puede tambin, producir aportes procedentes

    de zonas arenosas, en ocasiones alejadas del litoral.

    Golas y lagunas costeras. Suponen generalmente una interrupcin a la

    corriente de transporte slido longitudinal neto, as como la absorcin de parte

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    39

    del material slido que moviliza. Este efecto es ms pronunciado en mares

    con marea.

    Extracciones. Es trivial comprender que la extraccin de arenas de la zona

    litoral produce un dficit de material sedimentario.

    Pendiente offshore. Simplemente por gravedad, la pendiente del fondo del

    mar puede movilizar el material en uno u otro sentido. Asimismo, modifica la

    zona en que se mueve la corriente de transporte slido, al modificar la

    distancia de la lnea de orilla a las zonas ms profundas. Indirectamente,

    modifica el transporte slido a travs de la modificacin de la propagacin del

    oleaje hacia la costa.

    Caones submarinos. Suponen siempre sumideros por los que se pierde el

    material slido hacia los fondos marinos, quedando fuera de la accin de los

    agentes que conforman la dinmica litoral.

    Dragados. El dragado supone una extraccin de material slido de los fondos

    marinos, generalmente en zonas prximas a la costa, por lo que los productos

    de dragado suelen estar sometidos a la dinmica litoral. Por ello, es una forma

    de perder material slido. Por otra parte, entra en la filosofa del dragado el

    retirar materiales slidos movidos por la dinmica litoral, por suponer una

    traba a la navegacin, por lo que esta actividad es generalmente perniciosa

    para la evolucin natural de la costa.

    Carbonato clcico. La descomposicin de los organismos vivos provistos de

    valvas, esqueletos, etc, produce un aporte de material slido a la dinmica

    litoral.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    40

    figura 9 .- Playa de Castilla. Mecanismo de aporte de arenas procedentes del acantilado

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    41

    figura 10 .- Balance sedimentario. Modificado de (Komar, 1.983)

    6.2.1 Redes fluviales

    Los materiales aportados por los ros a la dinmica litoral pueden ser clasificados de

    forma grosera en dos grandes tipos, determinados por su comportamiento cuando

    se incorporan al mbito costero:

    Materiales cohesivos

    Materiales no cohesivos

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    42

    6.2.1.1 Materiales cohesivos

    Son, por ejemplo, los procedentes de la arcilla y del lgamo, denominados

    normalmente fango. Normalmente no crean playa; no constituyen un perfil costero

    estable si est expuesto al oleaje. Estos materiales quedan generalmente en

    suspensin hasta que son transportados hacia aguas profundas. No obstante, si se

    aportan a la dinmica litoral ms finos de lo que sta puede administrar, el resultado

    ser una lnea de costa fangosa.

    La floculacin influencia el proceso de deposicin en la zona estuarinas de mezcla.

    En estas zonas, normalmente la costa es muy baja y el perfil sumergido es muy

    somero. Las costas marismales (ver figura 11) son ms frecuentes en climas

    templados y suelen estar asociadas a estuarios y lagunas.

    figura 11 .- Desembocadura del ro Guadiana. Isla Canela (Huelva)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    43

    6.2.1.2 Materiales no cohesivos

    Principalmente arena. Cuando es transportada al rea costera como carga del

    sedimento de los ros, su modo de transporte cambia, al dejar de estar dominado por

    la corriente y pasar a ser dirigido por el oleaje.

    El factor ms importante es la relacin entre carga sedimentaria aportada por el ro y

    potencial de transporte slido producido por el mar:

    Si el ro aporta ms material del que el mar puede dar cuenta, el material se

    acumular un delta. Las lneas de la costa del delta en principio suelen a

    acrecentarse; sin embargo, si los canales del delta se mueven, lo que ocurre

    muy a menudo, las fluctuaciones de la posicin de la lnea de costa pueden

    ser muy grandes. Tambin se influencia la dinmica costera a travs de la

    regulacin de los ros, su canalizacin, la extraccin de ridos de su lecho,

    etc.

    Por el contrario, si el ro aporta menos material que el potencial de transporte

    slido, no se formarn deltas. Si disminuye el aporte fluvial, las playas

    cercanas entrarn en erosin.

    6.2.2 Acanti lados

    Los acantilados suelen depositar bloques angulosos de gran tamao, que la

    dinmica litoral reduce paulatinamente por desgaste y abrasin.

    En la figura 12 se muestra un acantilado activo, muy similar a los que se pueden

    encontrar en muchas zonas litorales; en Espaa, por ejemplo, en la playa de Castilla

    (Huelva), mostrada en la figura 9. En el acantilado, pueden distinguirse la roca base

    (A), el material sedimentario depositado por transporte elico (B), los sedimentos

    marinos (C), la playa (2) con bolos procedentes del acantilado, el talud del mismo (1)

    y el cono de deyeccin (sin nmero) producido por la erosin hdrica.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    44

    figura 12 .- Acantilado. Tomado de (Mangor, 2.001)

    figura 13 .- Playa de Fajana de los Franceses (Isla de La Palma)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    45

    6.3 Factores meteomarinos de primordial import ancia en la evolucin morfodinmica de la costa

    El principal motor de la dinmica litoral es, sin duda alguna, el oleaje. En un segundo

    plano, y en funcin de la localizacin de la zona objeto de inters se encuentran

    otros factores que deben ser tomados en consideracin, ya sea para incluirlos en el

    clculo o para desecharlos y simplificar ste: son el viento y la marea.

    6.3.1 El oleaje

    El oleaje es el primer y ms importante agente de la dinmica litoral. Las ondas se

    generan en el ocano por mltiples y variadas causas. De todas ellas, son las

    generadas por el viento las que ms interesan a efectos de la dinmica litoral. En

    este apartado se asume que el lector conoce la mecnica del oleaje, y por tanto,

    nicamente se recordarn los conceptos ms importantes a efectos de explicar

    posteriormente el movimiento de los sedimentos.

    figura 14 .- Clasificacin de ondas en el mar. Modificado de (Brown, 1.989)

    La figura 14 sintetiza y clasifica las ondas en el mar atendiendo a su origen, longitud

    de onda, energa, frecuencia, etc. En ella se resaltan en el recuadro verde las ondas

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    46

    que ms interesan; puede observarse en el espectro energtico que son

    precisamente las que ms energa transportan. Su frecuencia se encuentra

    alrededor de 0.1 s-1 (es decir, presentan periodos cercanos a los 10 s; la mayora de

    las olas que interesan cae dentro de la banda de periodos entre 3 y 30 segundos) y

    las longitudes de onda tpicas estn en el rango de los 100 m.

    Una vez el oleaje es generado por la accin del viento, se propaga hacia la costa;

    una vez se encuentra prximo a sta, sufre una serie de procesos que son decisivos

    desde el punto de vista de modelacin del litoral. De entre estos procesos se

    destacan los siguientes:

    Refraccin

    Difraccin

    Asomeramiento

    Rotura

    Se dedicarn algunos prrafos a recordar las cuestiones ms sobresalientes de

    cada uno de ellos y a resaltar el motivo de su importancia.

    Denominacin del mar Altura de las olas [m]

    Calma 0 Rizada 0 0.1 Marejadilla 0.1 0.5 Marejada 0.5 1.25 Marejada fuerte 1.25 2.5 Mar gruesa 2.5 4.0 Mar muy gruesa 4.0 6.0 Arbolada 6.0 9.0 Montaosa 9.0 14.0 Enorme Mayor que 14

    tabla 1 .- Escala Douglas

    Cifra Nombre Velocidad en

    Efectos del viento en alta mar Altura de la ola (m)

    * nudos m/s km/h

    0 calma 1 0 - 0,2 1 Mar como un espejo 0

    1 ventolina 1 - 3 0,3 - 1,5 1 - 5 Rizos como escamas de pescado pero sin

    espuma. 0,1

    2 flojito 4 - 6 1,6 - 3,3 6 - 11 Pequeas olas, crestas de apariencia

    vitrea, sin romperse 0,2 (0,3)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    47

    Cifra Nombre Velocidad en

    Efectos del viento en alta mar Altura de la ola (m)

    * nudos m/s km/h

    3 flojo 7 - 10 3,4 - 5,4 12 - 19 Pequeas olas, crestas rompientes,

    vellones de espuma 0,6 (1)

    4 bonancible- moderado

    11 - 16 5,5 - 7,9 20 - 28 Pequeas olas creciendo, cabrilleo numeroso y frecuente de las olas

    1 (1,5)

    5 fresquito 17 - 21 8,0 - 10,7

    29 - 38 Olas medianas alargadas, cabrilleo (con

    salpicaduras) 2 (2,5)

    6 fresco 22 - 27 10,8 - 13,8

    39 - 49 Se forman olas grandes, crestas de

    espuma blanca (salpicaduras frecuentes) 3 (4)

    7 frescachn 28 - 33 13,9 - 17,1

    50 - 61 El mar crece; la espuma blanca es

    arrastrada por el viento 4 (5,5)

    8 temporal 34 - 40 17,2 - 20,7

    62 - 74 Olas de altura media y mas alargadas, del borde superior de sus crestas comienzan a destacarse torbellinos de salpicaduras

    5,5 (7,5)

    9 temporal

    fuerte 41 - 47

    20,8 - 24,4

    75 - 88

    Grandes olas, espesas estelas de espuma a lo largo del viento, las crestas de las olas se rompen, las salpicaduras

    pueden reducir la visibilidad

    7 (10)

    10 temporal

    duro 48 - 55

    24,5 - 28,4

    89 - 102

    Olas muy grandes con largas crestas en penachos, la espuma se aglomera en

    grandes bancos y es llevada por el viento, la visibilidad est reducida

    9 (12,5)

    11 temporal muy duro

    56 - 63 28,5 - 32,6

    103 - 117

    Olas de altura excepcional, (pueden perderse de vista tras ellas barcos de

    tonelaje pequeo y medio), mar cubierta de espuma

    11,5 (14)

    12 temporal

    huracanado ms de

    64 ms de

    32,7 ms de

    118

    Aire lleno de espuma, salpicaduras, mar cubierto de espuma, visibilidad muy

    reducida > 14

    tabla 2 .- Escala Beaufort

    6.3.1.1 Refraccin

    La refraccin del oleaje es un fenmeno similar al que ocurre en ptica, cuando una

    onda atraviesa dos medios distintos.

    En el caso del oleaje, la diferencia de medios viene caracterizada por las distintas

    profundidades (figura 15); cuando el oleaje se aproxima a la costa y toca fondo, es

    decir, entra en una zona de profundidad menor que la semilongitud de onda, las

    zonas del frente en posicin menos profunda se asomeran y reducen su velocidad;

    ello causa un giro en el frente, que motiva que se tienda a colocar paralelamente a

    las isobatas.

    Le ley de Snell relaciona oblicuidades y profundidades segn [9]:

    [9]

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    48

    figura 15 .- Refraccin del oleaje

    figura 16 .- Refraccin del oleaje en su propagacin a la costa

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    49

    De esta forma, los procesos de refraccin tienden a reducir la oblicuidad del oleaje, y

    por tanto, minimizan el transporte slido longitudinal.

    La figura 16 muestra el cambio de direccin del oleaje producido por refraccin

    conforme se propaga hacia la costa. Se combina con procesos de difraccin al

    rebasar los obstculos (en este caso naturales) que encuentra en su camino.

    6.3.1.2 Difraccin

    La difraccin (tambin denominada expansin lateral por algunos autores), es el

    proceso por el cual el oleaje se propaga en la zona defendida por obstculos o

    estructuras, merced a la transmisin lateral de su energa, a lo largo del frente de

    onda.

    Los procesos de difraccin tienen lugar siempre a la sombra de obstculos, como

    diques de abrigo, promontorios rocosos u otros accidentes costeros, ya sean

    naturales o artificiales.

    El proceso de difraccin motiva que se produzca un gradiente de sobreelevacin de

    la altura de ola a lo largo del frente, lo que causa una componente de transporte

    slido longitudinal que generalmente se opone en sentido a la producida por la

    oblicuidad en rotura. Esta componente del transporte es causa de la formacin de

    bahas.

    En la figura 17 se observan los fenmenos de difraccin asociados a la propagacin

    de oleaje en el interior de un puerto.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    50

    figura 17 .- Difraccin del oleaje en el interior de un puerto

    6.3.1.3 Asomeramiento

    El asomeramiento, o shoaling es el proceso por el cual la ola aumenta su peralte

    (relacin entre altura de ola y longitud de onda) y disminuye su velocidad de

    propagacin. Es un fenmeno asociado al de refraccin.

    figura 18 .- Asomeramiento de una ola aproximndose a la costa

    6.3.1.4 Rotura del oleaje

    La rotura del oleaje es uno de los procesos ms representativos y decisivos del

    oleaje en cuanto a su influencia en la dinmica litoral; a travs de los procesos de

    rotura se disipa la energa del oleaje y se produce un fuerte gradiente en el tensor de

    radiacin, que motiva la aparicin de corrientes que lo tratan de compensar, y que a

    su vez causan el transporte slido.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    51

    figura 19 .- Principales tipos de rotura de oleaje en una playa

    figura 20 .- Discusin de un proceso de rotura

    Vase la figura 20. A la izquierda se muestra un frente de ola de longitud s

    aproximndose a la costa. Segn se va reduciendo la profundidad, el frente

    atraviesa un punto d1, ms somero que el que atraviesa a continuacin, d2.

    Supngase que se asume la conservacin de la energa, que la ola an no rompe, y

    que la profundidad es menor que L/20, o lo que es lo mismo, que es vlida la

    suposicin de que la celeridad de la onda es .

    Si la energa permanece constante, se verificar:

    [10]

    Y dada la relacin perfectamente conocida entre energa y altura de ola, [10] se

    convierte en:

    [11]

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    52

    Considrese ahora la parte derecha de la figura 20. El oleaje que proviene de aguas

    profundas viaja con una celeridad definida por:

    [12]

    Cuando la ola rebasa el punto X y se introduce en aguas someras, reduce su

    velocidad a un valor:

    [13]

    que es ms reducido que C1. Dado que se encuentra en profundidades reducidas, la

    energa est ahora viajando a Cg C2.

    Dado que la energa que entra en X debe ser igual a la que sale de ese punto, y que

    en profundidades reducidas sta viaja a una velocidad menor de la mitad que en

    aguas abiertas, esto se concreta en que el excedente de energa se almacena en la

    ola aumentando su altura.

    Obviamente, este proceso no es tan radical en la mayora de las costas reales,

    puesto que no se produce una disminucin tan brusca de profundidad. En esos

    casos, no pueden emplearse nicamente las ecuaciones [12] y [13], sino la [14]:

    [14]

    lo que complica ms el clculo.

    En cualquier caso, la explicacin anterior sirve para hacerse idea de qu ocurre

    cuando se producen los procesos de rotura y asomeramiento.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    53

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    54

    figura 21 .- Tipos de rotura del oleaje en una playa

    6.3.1.5 La marea

    A efectos de movimiento de sedimentos, la propagacin de la onda de marea puede

    tomar especial preponderancia en zonas de golas o canales relativamente estrechos

    que conectan el mar con zonas que producen amplios prismas de marea. Por

    ejemplo, la figura 22 muestra un plano del paraje natural de las marismas del Odiel.

    Esta zona marismal produce, en presencia de la marea, una corriente constante de

    vaivn en la canal de entrada al puerto de Huelva.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    55

    figura 22 .- Marismas del Odiel

    Generalmente, la reproduccin de la onda de marea, a efectos de modelizacin, se

    realiza mediante su descomposicin armnica. La tabla 3 muestra sus principales

    componentes. La tabla 4 recoge los constituyentes armnicos de la marea en

    Sevilla. A partir de algunas de stas, se ha predicho la onda de marea para el mes

    de mayo de 2.006 (figura 23).

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    56

    tabla 3 .- Principales componentes de la onda de marea

    Codigo del

    Armonico Frecuencia

    (ciclos/hora) Amplitud

    (cm) Fase

    (Gra. Exa.)

    Z0 0.000000 102.16 0.00

    SA 0.000114 9.96 244.14

    MM 0.001512 4.58 2.17

    MSF 0.002821 8.97 32.12

    Q1 0.037218 1.63 335.77

    O1 0.038730 5.79 26.69

    PI1 0.041438 0.28 119.41

    P1 0.041552 2.63 119.38

    S1 0.041666 3.87 301.80

    K1 0.041780 7.17 124.98

    PHI1 0.042008 0.54 119.95

    J1 0.043292 0.62 234.49

    MU2 0.077689 6.66 306.25

    N2 0.078999 13.72 160.04

    NU2 0.079201 4.68 148.78

    M2 0.080511 80.25 173.30

    LDA2 0.081821 2.66 171.96

    L2 0.082023 5.95 177.66

    S2 0.083333 18.98 206.07

    R2 0.083447 0.56 208.93

    K2 0.083561 5.88 207.19

    MSN2 0.084845 1.18 42.14

    MO3 0.119242 1.46 77.90

    MK3 0.122292 1.34 183.89

    SK3 0.125114 0.39 202.81

    MN4 0.159510 2.59 254.53

    M4 0.161022 5.78 265.90

    SN4 0.162332 0.77 303.25

    MS4 0.163844 3.28 295.94

    MK4 0.164072 1.23 293.45

    S4 0.166666 0.73 353.48

    SK4 0.166894 0.36 354.37

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    57

    Codigo del

    Armonico Frecuencia

    (ciclos/hora) Amplitud

    (cm) Fase

    (Gra. Exa.)

    2MK5 0.202803 0.66 163.48

    2MN6 0.240022 2.02 198.52

    M6 0.241534 4.14 209.30

    2MS6 0.244356 3.78 241.24

    2MK6 0.244584 1.04 243.87

    2SM6 0.247178 0.52 299.01

    MSK6 0.247406 0.38 318.95

    3MK7 0.283314 0.42 198.46

    M8 0.322045 0.99 283.78

    tabla 4 .- Componentes armnicas de la marea en el maregrafo de Sevilla

    figura 23 .- Ejemplo de onda de marea calculada con modelo matemticopara algunos das

    del mes de mayo de 2.006, a partir de sus armnicos principales.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    58

    figura 24 .- Propagacin de la onda de marea

    6.3.2 El viento

    El viento es responsable de la generacin del oleaje que se desplaza sobre la

    superficie del agua y que juega un papel fundamental en la modificacin de la lnea

    costera.

    La figura 25 muestra el modelo de generacin de oleaje propuesto por Harold Jeffrey

    en 1.925. En ella se muestran las lneas de flujo del viento, as como los remolinos

    creados en la zona de sotavento de las olas, originando diferencias de presin que

    empujan la ola.

    La hiptesis de Jeffrey no funciona cuando se trata de explicar la formacin de

    pequeas ondas, pero s lo hace cuando la velocidad del viento excede a la

    celeridad de la ola, y es superior a 1 m/s; al mismo tiempo, el peralte de la ola debe

    ser suficiente para producir el efecto de sombra a sotavento de la misma.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    59

    La tabla 5 da una idea de la relacin entre fetch, Hs y tiempo que debe soplar el

    viento para crear el oleaje.

    figura 25 .- Modelo de generacin de oleaje de Jeffrey

    tabla 5 .- Tiempo mnimo (T) en horas que debe soplar el viento para formar olas de altura

    significante H (en pies) y periodo P (en segundos). Fetch en millas nuticas. Tomado de (Bowditch, 2.002)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    60

    7 FORMAS COSTERAS

    Las formas costeras denotan siempre las caractersticas de la dinmica litoral. La

    observacin de la zona, tanto in situ como a travs de fotografas, es un trmite

    indispensable y previo a cualquier estudio de dinmica litoral.

    La figura 26 muestra varios espigones en el litoral barcelons. Se trata de la

    desembocadura de un emisario (en primer trmino) y un espign de sustentacin de

    playa (al fondo). En apariencia, el transporte slido longitudinal neto circula de

    izquierda a derecha de la foto y no es muy importante, dadas la pequea

    acumulacin y erosin. Hay otros detalles, como por ejemplo, a ambos lados del

    emisario, que dan que pensar; se deja al lector como ejercicio la interpretacin de la

    fotografa. No obstante, es preciso contrastar los datos visuales, dado que pueden

    concurrir otras causas, como por ejemplo, que las obras sean muy recientes, o que

    exista recolocacin del material por otros agentes.

    figura 26 .- Playa de El Bogatell (Barcelona)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    61

    Los puntos de discontinuidad en la costa, que pueden estar motivados tanto por

    obras martimas como por la propia geomorfologa litoral, inducen acumulaciones y

    erosiones en las zonas arenosas que dan lugar a formas costeras tpicas. En este

    apartado se indicarn algunas de las ms comunes.

    Todos los casos que a continuacin se indican suponen la suficiente disponibilidad

    de arenas en el medio litoral y pueden explicarse mediante la aplicacin del balance

    sedimentario.

    7.1 Flecha l itoral en desembocadura

    Se forma a expensas del material slido que aporta el ro, unido al movido por la

    corriente de transporte slido longitudinal, depositndose en la margen del cauce

    que lo separa del mar. La flecha litoral as formada crece en la direccin del

    transporte slido. La figura 27 muestra la flecha del Rompido, en la desembocadura

    del ro Piedras.

    figura 27 .- Flecha del Rompido (Huelva)

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    62

    figura 28 .- Imagen de satlite de la flecha del Rompido

    7.2 Flecha l itoral (spit)

    Se produce de forma similar al caso del apartado 7.1, pero en esta ocasin a causa

    de un cambio brusco de alineacin de la costa. La disminucin de la corriente

    favorece la decantacin del material slido en suspensin.

    La figura 29 muestra el Puntal de Santander. Podra considerarse un caso hbrido

    entre flecha litoral y playa barrera. Punta Umbra (figura 30), es una flecha

    estabilizad artificialmente.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    63

    figura 29 .- El Puntal de Santander

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    64

    figura 30 .- Punta Umbra (Huelva)

    7.3 Playa apoyada

    En un caso de un cambio de direccin inverso al del caso 7.2 (cncavo, en este

    caso), el transporte slido se detiene, en todo o en parte, produciendo una playa

    apoyada. La figura 31 muestra la playa de La Malagueta.

    figura 31 .- Playa de La Malagueta, apoyada en el dique del puerto de Mlaga

    7.4 Tmbolo y hemitmbolo

    Las difracciones que producen los extremos de un dique exento u otro obstculo

    inducen corrientes locales de transporte slido debidas al gradiente de

    sobreelevacin de altura de ola. En funcin de las dimensiones del obstculo y su

    proximidad a la costa, ello se traduce en la formacin de un tmbolo o un

    hemitmbolo. Ver la figura 33.

    7.5 Campos de espigones

    Los espigones (figura 32) producen acumulacin de arenas a barlomar y erosiones a

    sotamar. El aspecto de la costa denuncia claramente la direccin del transporte

    slido.

  • Apuntes de Ingeniera de Costas

    65

    figura 32 .- Campo de espigones en Benicasim

    figura 33 .- Benicasim (Castelln). Tmbolos, playas de