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Estudio de Ing. Costas y Portuaria página i
TABLA DE CONTENIDO
1 FICHA TECNICA.................................................................................................................................................... 3
2 ANTECEDENTES ..................................................................................................................................................... 4
3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO .................................................................................................................... 5
4 OBJETIVOS .............................................................................................................................................................. 6 4.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................................... 6 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................................... 6
5 ÁREA DE ESTUDIO ................................................................................................................................................ 7
6 TRABAJOS DE BATIMETRÍA ............................................................................................................................... 8 6.1 BATIMETRÍA Y CARTA DEL SITIO CRUCITA ........................................................................................................ 8
6.1.1 Alcance ................................................................................................................................................. 8 6.1.2 Sondeo .................................................................................................................................................. 8 6.1.3 Método de Posicionamiento ...................................................................................................... 9 6.1.4 Elaboración de Planos ................................................................................................................... 9 6.1.5 Descripción Batimétrica de Crucita ..................................................................................... 10
7 DESCRIPCIÓN DEL BORDE COSTERO ......................................................................................................... 11 7.1 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ ........................................................................................ 11 7.2 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ ........................................................................................ 12
7.2.1 Sector Charapoto – Crucita ...................................................................................................... 12 7.2.2 Sector Crucita – Jaramijó ............................................................................................................ 13
8 OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS ............................................................................................ 14 8.1 METEOROLOGÍA .............................................................................................................................................. 14
8.1.1 Precipitación ..................................................................................................................................... 15 8.1.2 Temperatura del Aire .................................................................................................................... 15 8.1.3 Temperatura Superficial del Mar ............................................................................................. 16
8.2 VIENTOS ........................................................................................................................................................... 16 8.2.1 Vientos Temporales ........................................................................................................................ 18 8.2.2 Vientos Extremos ............................................................................................................................. 19
8.3 OLAS ................................................................................................................................................................ 20 8.3.1 Oleaje en la Costa Ecuatoriana .............................................................................................. 20 8.3.2 Metodología de estimación de olas en aguas someras ............................................. 22 8.3.3 Oleaje en Zona de Rompientes ............................................................................................. 22
8.4 REFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS...................................................................................................... 25 8.4.1 Crucita ................................................................................................................................................. 25
8.5 DIFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS ...................................................................................................... 27 8.5.1 Crucita ................................................................................................................................................. 29
8.6 CORRIENTES ..................................................................................................................................................... 29 8.6.1 Metodología de Medición ......................................................................................................... 29 8.6.2 Circulación de corrientes superficiales y subsuperficiales .......................................... 30 8.6.3 Circulación de corrientes de fondo somero ..................................................................... 32 8.6.4 Corrientes Litorales ......................................................................................................................... 33
8.7 TRANSPORTE LITORAL ...................................................................................................................................... 34 8.7.1 Características de la costa y transporte litoral en Crucita ......................................... 36
8.8 MAREAS Y ELEVACIÓN MEDIA DEL MAR ...................................................................................................... 38 8.8.1 Mareas ................................................................................................................................................. 38 8.8.2 Elevación del Nivel del Mar ....................................................................................................... 39
9 EL NIÑO Y TSUNAMIS CERCA DE LAS COSTAS DEL ECUADOR ....................................................... 41 9.1 EL NIÑO ............................................................................................................................................................ 41
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9.2 TSUNAMIS ......................................................................................................................................................... 43
10 ANÁLISIS DE RIESGOS ...................................................................................................................................... 45 10.1 RIESGO SÍSMICO ............................................................................................................................................. 45 10.2 RIESGO GEOMORFOLÓGICO ........................................................................................................................ 47
11 CRITERIOS: COMPARACIÓN VARIABLES OCEANOGRÁFICAS ....................................................... 48 11.1 ALTURA DE OLAS Y VIENTOS .......................................................................................................................... 48 11.2 CORRIENTES SUPERFICIALES Y VIENTOS .......................................................................................................... 48 11.3 CORRIENTES LITORALES Y VIENTOS ................................................................................................................. 48 11.4 CORRIENTES LITORALES Y MAREAS ................................................................................................................. 48 11.5 OLAS EXTREMAS ............................................................................................................................................. 48
11.5.1 Olas Extremas en Aguas Abiertas Jaramijó ........................................................................ 49 11.5.2 Condiciones Extremas en Rompiente de Olas Jaramijó .............................................. 49 11.5.3 Ola de Diseño Jaramijó ............................................................................................................... 49
12 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS .......................................................................................................................... 51 12.1 CRITERIOS DE PREDISEÑO ................................................................................................................................ 51 12.2 CRITERIOS DE INGENIERÍA DE COSTAS ............................................................................................................ 51 12.3 ALTERNATIVAS PROPUESTAS ............................................................................................................................ 51
12.3.1 Alternativa 1: Escollera Marginal ............................................................................................. 51 12.3.2 Alternativa 2: Espigones Sucesivos una dimensión ........................................................ 52 12.3.3 Alternativa 3: Espigones Sucesivos dos dimensiones .................................................... 53 12.3.4 Matrices de Comparación ........................................................................................................ 54 12.3.5 Resultado Previsto .......................................................................................................................... 55 12.3.6 Costos de la Alternativa Propuesta ....................................................................................... 56
13 CONCLUSION Y RECOMENDACIÓN ......................................................................................................... 57 13.1 CONCLUSIÓN................................................................................................................................................... 57 13.2 RECOMENDACIÓN .......................................................................................................................................... 57
14 FASE SIGUIENTE .................................................................................................................................................. 58
15 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................................... 59
16 ANEXOS ................................................................................................................................................................. 61 16.1 ANEXO A: PLANOS BATIMETRIA .................................................................................................................. 61 16.2 ANEXO B: EMPLAZAMIENTO DE LOS ESPIGONES ....................................................................................... 62 16.3 ANEXO C: TRANSPORTE LITORAL ................................................................................................................. 63 16.4 ANEXO D: COSTOS DEL PROYECTO ............................................................................................................. 64 16.5 ANEXO E: ARCHIVO FOTOGRÁFICO .......................................................................................................... 65
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1 FICHA TECNICA
Proyecto: Construcción de Espigones
Fase: Anteproyecto
Ubicación Geográfica: Crucita 9´903.460 S, 551.886E
Nombre del Promotor del Proyecto : Subsecretaria de Recursos Pesqueros
Equipo Técnico:
Galo Navarrete Director del Proyecto
Pablo Suárez Dirección Técnica del Proyecto
Karina Abata Componente Oceanográfico / Físico
Mónica Ludeña Ingeniería
Estanislao Tapia Batimetría
Karina Abata Medición de olas
Andrés Avilés Medición de corrientes
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2 ANTECEDENTES
El Gobierno Municipal de Portoviejo, como una de sus líneas de acción, ha visto la
necesidad de proteger la playa de la Parroquia Crucita, así como también generar
sedimentación que mejore sus playas; por lo que se ha contratado con la Empresa
Consultora GANAM Cía. Ltda., los Estudios de Prefactibilidad de Ingeniería de Costas y
Obras Portuarias, para la Construcción de los Espigones en Crucita, para protección y
regeneración de la playa.
Crucita, anteriormente fue un caserío de la parroquia Charapotó del cantón Sucre, a
la que perteneció hasta que por decreto supremo publicado en el Registro Oficial No.
605 del 12 de junio de 1978, fue parroquializada y pasó a integrar el cantón Portoviejo.
La distancia entre Portoviejo y Crucita es de 30 kilómetros, recorrido que toma 30
minutos. Crucita limita al norte con San Jacinto y San Clemente, al sur con el cantón
Jaramijó, al este con Charapotó, El Pueblito, Cañitas y al oeste con el Océano Pacífico.
Crucita tiene actualmente 12 mil habitantes y su población se dedica al turismo, pesca
artesanal y la agricultura. Crucita es un balneario de 13 Km de playa, que ofrece
todos los turistas opciones interesantes y diferentes, es poseedora de un hermoso
estuario denominado La Boca, ubicado en la desembocadura del río Portoviejo,
gracias a sus manglares y árboles originarios del sector se ha convertido en un
magnífico hábitat donde existe más de 40 especies de aves, existiendo el pelícano, las
gaviotas, las garzas blancas, galletera, cangrejeras, guacos, patitas, marinas, pato
cuervo, patillos, aves migratorias y otras especies que convierten al sector en lugar
ideal para el estudio de la fauna marina.
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3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
La Playa de Crucita, ha presentado cambios, la existencia de una playa ancha en la
que turistas podían disfrutar del sol y la arena ha disminuido. Se presentan
adicionalmente en Crucita problemas erosivos y embate directo del oleaje, por lo que
se debe generar un anteproyecto, para la ubicación de estructuras para proteger la
línea de costa.
Por otro lado los impactos de los últimos eventos El Niño/Oscilación Sur (ENOS 1982-83,
1997-98) extremos han contribuido a que los procesos de erosión y sedimentación sean
mucho más agresivos que en casos anteriores y por ende afecten la morfología
costera y el fondo marino.
Figura 3-1. Área de Ubicación del Proyecto Crucita
FUENTE: GOOGLE MAP
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4 OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Presentar la información de Ingeniería de Costas para generar un diagnóstico de las
condiciones del sitio para el emplazamiento de una estructura de protección y
mejoramiento de la playa.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
En base a información de segundo orden, o bibliográfica:
Establecer un régimen de oleajes de las zonas, alturas y periodos significativos
que permitan caracterizar condiciones del sitio.
Establecer la refracción de los frentes de ondas que inciden en el área de
estudio de implantación de las estructuras de protección
Determinar el transporte litoral debido a régimen del oleaje, corrientes,
características de la arena, perfil de la playa.
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5 ÁREA DE ESTUDIO
El área de influencia para el análisis de la dinámica oceánica se ubica también en
esta área, como un ecosistema relativamente independiente y geográficamente
relacionado con los sistemas circundantes.
Hacia el norte del Cantón Jaramijó se encuentra ubicada la parroquia Crucita del
Cantón Portoviejo, el sector turístico, las playas de turismo masivo, inician desde el sitio
denominado El Mirador de Crucita, hasta la desembocadura del Río Portoviejo. En la
siguiente tabla se presentan las coordenadas métricas (UTM), del centroide del área
de Estudio; bajo el sistema geográfico mundial WGS 84: (Sentido Horario).
Tabla 5-1
Ubicación Geográfica del área de estudio en Jaramijó
Coordenadas UTM
Este Norte
551.893,26 9´903.479,26
FUENTE: Grupo Consultor
Figura 5-1. Área de Estudio Crucita
Elaboración: Grupo Consultor
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6 TRABAJOS DE BATIMETRÍA
La Información Batimétrica fue obtenida por un proceso cartográfico y verificación de
perfiles.
6.1 BATIMETRÍA Y CARTA DEL SITIO CRUCITA
Se tiene la siguiente información.
6.1.1 Alcance
Para obtener el plano hidrográfico realizo tuvo el siguiente alcance:
Reconocimiento.
Verificación de información disponible
Proceso Cartográfico
Elaboración de planos finales
Figura 6-1. Ubicación de Crucita
Fuente: GOOGLE EARTH
6.1.2 Sondeo
Se realizó la verificación del sondeo, empleando un escandallo.
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Embarcación ingresando al agua Calado de los equipos en Tierra
Toma de Posiciones a la Embarcación Embarcación tomando profundidades
6.1.3 Método de Posicionamiento
Para el posicionamiento de las sondas recolectadas se utilizó una estación en tierra,
con un punto horizontal, conocido y posicionamiento de la embarcación.
6.1.4 Elaboración de Planos
El proceso cartográfico seguido para la confección del plano final fue:
Concluido el cálculo en la hoja electrónica se procedió a utilizar un Programa
en Autoslisp de AutoCad que traslada las coordenadas y valores de las
profundidades al plano correspondiente.
Hoja de Borrador en Cuadrícula Transversal de Mercator.
Reploteo de posiciones en coordenadas UTM
Trazado de los veriles
Trazado de escala gráfica
Escritura de rótulos
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Figura 6-2. Plano batimétrico Crucita
Fuente: GANAM
6.1.5 Descripción Batimétrica de Crucita
Frente al área de la población de Crucita, existe una pendiente de 2,6 %; hacia el
norte, la pendiente, aumenta hasta llegar a tener pendientes de hasta 6,4 %, más
hacia el norte, donde termina el poblado, hay una pendiente de 5,1 %, esto denota,
una playa propensa y sujeta a erosionarse. A continuación se presentan el perfil, para
la pendiente de 6,4 %:
Figura 6-3. Ubicación de las líneas de perfiles batimétricos
0 25 46 64 78 92 99 118 137 148 155
Profundidad (m) 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
Pro
fun
did
ad (
m)
Fuente: Grupo Consultor
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7 DESCRIPCIÓN DEL BORDE COSTERO
Se realizará un análisis del borde costero del Área de Estudio, para verificar
profundidades y condiciones de geomorfología del mismo, este constituye el primer
análisis para luego en función de los requerimientos operacionales ir ajustando la
ubicación de la protección costera conforme la metodología establecida en la
propuesta.
7.1 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ
Es importante realizar un análisis preliminar de la franja costera de la Provincia de
Manabí, donde se identifican 10 sectores diferentes en la línea de costa según Ayón
1998. Las siguientes son las principales características en una costa con procesos muy
activos, el análisis se hace desde el norte, límite con la provincia de Esmeraldas, hasta
el Sur, límite con la Provincia de Santa Elena.
Figura 7-1. Provincia de Manabí
Fuente: INFOPLAN 2007
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En la franja costera de la Provincia de Manabí tienen cabida actividades actuales y
potenciales, que son medulares para la subsistencia y desarrollo de la nación
ecuatoriana: el cultivo del camarón, la pesca, la recreación masiva estacional, la
agricultura cercana al borde costero, el desarrollo urbano, industrias diversas,
transporte acuático, la esperada explotación de gas de hidrocarburo, el ecoturismo, y
otras. De esas mismas actividades surgen los complejos y hondos problemas que
forman los retos a enfrentar en el ordenamiento y el desarrollo sostenible. Más
adelante, se enfocará el tema de los usos y actividades que están operando en los
ecosistemas litorales. Sin entrar a debatir los matices de los términos «uso» y «actividad»,
que preocupa a muchos interesados o especialistas en administración, debemos
identificar las actividades más destacadas por su significado social y económico,
puesto que de la armonización de los intereses más fuertes dependerá la viabilidad
del ordenamiento. La presión del desarrollo económico, representada en la faja
costera por ocupación de espacio y fuertes inversiones, recae frontalmente en los
recursos independientemente considerados, mientras que la gestión ambiental
demanda que la aproximación administrativa considere integralmente al ecosistema.
Acoger esta necesidad como requisito del ordenamiento y del desarrollo social es
particularmente importante en un país como el Ecuador, donde muchas veces la
urgencia en la búsqueda de recursos económicos para el financiamiento de las
operaciones del Estado, las insuficiencias legales y administrativas sectoriales y la falta
de conocimiento o de sensibilidad de empresarios y autoridades, aportan condiciones
que aceleran el deterioro del ambiente natural.
7.2 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ
7.2.1 Sector Charapoto – Crucita
Se extiende 15 km., se ha desarrollado el valle aluvial del rio Portoviejo, limitado en la
costa por un cordón litoral que encierra un ambiente lagunar con escasos manglares.
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Figura 7-2: Sector Punta Charapotó-Crucita
Fuente: Google Earth 2010
7.2.2 Sector Crucita – Jaramijó
La extensión de este tramo es de 26 km. Alternan acantilados de mediana a baja
altura y playas arenosas bajas, excepto en Punta Jaramijó donde se observa playas de
gravas y plataforma rocosa. Las corrientes de resaca son notorias en Punta Jaramijó y
Manta.
Figura 7-3: Sector Crucita-Manta
Fuente: Google Earth 2010
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8 OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS
El estudio del régimen normal de la presión atmosférica que actúa sobre el Océano
Pacifico, con énfasis en el área Noreste del Pacífico Sur, es primordial por su relevancia
en la generación de vientos que afectan a nuestras costas. En estado normal, la
circulación atmosférica en el Océano Pacífico está gobernada por centros de alta
presión del hemisferio Norte y Sur, ubicadas alrededor del 35ºN-140ºW y 30ºS-50ºW,
respectivamente. Estos centros anticiclónicos cambian de posición durante el año;
siendo el más variable en posición el centro de presión del Pacífico Norte y son los que
inciden particularmente en el área de estudio, aproximadamente entre los meses de
diciembre a mayo.
Figura 8-1. Centros de alta y baja presión atmosféricas en el Océano Pacifico
Fuente: NOAA 2008
8.1 METEOROLOGÍA
En el Ecuador, en la zona costera, presenta características especialmente de clima
tropical, de acuerdo a la clasificación de Köppen, sin embargo se pueden encontrar
sub-clasificaciones para regiones más pequeñas, pero en general existen dos
estaciones, una fría y seca; y una húmeda y lluviosa. Conforme lo indica Moreano, et
al 83, la etapa de lluvias en esta zona comienza en Enero y termina en Abril está
asociada a un alto índice de humedad, altas temperaturas y una nubosidad
compuesta principalmente de cúmulus, estratocúmulus y cúmulus nimbus, además
existe un debilitamiento de los vientos provenientes desde el sur y un ligero aumento
de aquellos que provienen desde el norte. En los ocho meses restantes la temperatura
disminuye apreciablemente, las lluvias desaparecen, los vientos del sur aumentan en
fuerza y se forma una capa de nubes estratos que cubre la costa y que se extiende
hacia el occidente sobrepasando aún las Islas Galápagos. Estas condiciones de la
climatología costera son a no dudarlo un resultado de la interacción océano -
atmósfera en esta parte del Pacífico Oriental Tropical.
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8.1.1 Precipitación
En la época de lluvias (enero-mayo), el promedio en año normal es de 70.38 mm de
precipitación y en la época seca (junio-diciembre) el promedio es de 5.88 mm. Los
meses de agosto, septiembre y octubre son los más secos con precipitaciones casi
nulas, y los meses de enero, febrero y marzo son los de mayor precipitación. La
precipitación anual es severamente alterada en los años en que se presenta el evento
de El Niño, cuando el promedio de precipitación suele ser más alto.
Figura 8-2. Precipitación Máxima y Normal Mensual
Fuente INOCAR 1975 -2008
8.1.2 Temperatura del Aire
Respecto a la temperatura del aire en la zona que comprende el área de estudio, en
forma general, las mayores temperaturas ocurren entre los meses de febrero a abril,
oscilando entre 26 y 26.5ºC, siendo estos meses los más cálidos. Las menores
temperaturas se registraron entre junio y diciembre con el valor mínimo de 23.1ºC en el
mes de agosto.
Figura 8-3. Temperatura Promedio Mensual del Aire
Fuente: INOCAR 2008
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8.1.3 Temperatura Superficial del Mar
Los registros de temperatura superficial del mar indican una tendencia estacional. Los
meses más cálidos corresponden a Febrero y Marzo, con promedios de 27.3ºC; y los
meses de menor temperatura a la época seca, con Agosto como el más frío, con una
temperatura de 24.5ºC. Los años más cálidos corresponden al evento El Niño 1997 y
1998, en los cuales la temperatura promedio anual fue de 27.1 y 27.0ºC,
respectivamente. En la figura que se muestra a continuación se observa la
temperatura superficial promedio del mar para un año normal.
Figura 8-4. Temperatura superficial media del mar (1952 – 2006)
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Temperatura Media Super. Mar °C 27,3 27,4 27,4 27,1 26,4 25,7 24,9 24,3 24,7 25,1 25,6 26,6
22,5
23
23,5
24
24,5
25
25,5
26
26,5
27
27,5
28
Tem
pe
artu
ra S
up
erf
icia
l d
el M
ar °
C
Fuente: INOCAR 2008
8.2 VIENTOS
Por encima de los 1000 metros de altura, los vientos se comportan de acuerdo a un
balance geostrófico entre las fuerzas de gradientes locales y las de Coriolis, por debajo
de esa altura, los efectos de fricción debido a la presencia del océano distorsionan el
campo de vientos; así la velocidad y su dirección son una función de la elevación
sobre la superficie media, rugosidad de la superficie, diferencias de temperatura entre
aire-mar y los gradientes horizontales de temperatura. El oleaje crece como resultado
del flujo de energía del aire existente sobre él. Para el caso de predicción del oleaje se
obtiene de observaciones directa a lo largo del Fetch (centros de alta presión
atmosférica), o a lo largo del mismo en función del tiempo. Para el análisis de vientos
en las áreas de implantación de los muelles, se referirá a los Vientos Temporales y a los
Vientos Extremos.
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Figura 8-5. Magnitud y dirección del viento (10 m) Octubre del 2008
Fuente: NOAA 2008
Figura 8-6. Magnitud y dirección del viento (10 m) enero del 2009
Fuente: NOAA 2009
A nivel local, la mayoría de los vientos en el área de estudio (brisas marinas) se
producen por el cambio de temperatura del aire que se encuentra en la superficie del
mar como también del que se encuentra en la costa; proceso en el cual el aire
caliente tiende a ascender y su lugar es reemplazado por corrientes de aire frío, en el
día la brisa viene del mar hacia la costa y en la noche el proceso es a la inversa.
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Figura 8-7. Variación de velocidad de viento medida in situ
8 H 9 H 10 H 11 H 12 H 13 H 14 H 15 H 16 H 17 H 18 H
Velocidad (m/s) 0,336 m/s 0,812 m/s 1,288 m/s 3,640 m/s 3,640 m/s 4,060 m/s 3,780 m/s 3,500 m/s 2,380 m/s 2,100 m/s 1,820 m/s
0,000 m/s
0,500 m/s
1,000 m/s
1,500 m/s
2,000 m/s
2,500 m/s
3,000 m/s
3,500 m/s
4,000 m/s
4,500 m/s
Elaboración: Grupo consultor – Enero 2009
8.2.1 Vientos Temporales
El procesamiento de los datos incluyó el cálculo de velocidades de viento máxima y
promedio, para cada mes durante los 35 años de registro, más la generación de tablas
de frecuencia como una función de velocidad y dirección. La Tabla que se muestra a
continuación, muestra el viento promedio y máximo mensual del registro por un
periodo de 34 años. Estos valores son consistentes con los estudios previos, en los cuales
la media de velocidades de viento fue superior durante la temporada de sequía de
Julio a Diciembre. Las velocidades promedio del viento entran en un rango de 2.4 m/s
en Febrero, y 3.8 m/s de Septiembre a Noviembre, con una velocidad máxima de 30.4
m/s en el mes de julio.
Tabla 8-1. Estadísticas Mensuales de Viento (m/s)
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Tot
Viento Prom. 3.0 2.4 2.5 2.7 3.1 3.4 3.6 3.6 3.8 3.7 3.8 3.7 3.4
Viento Max 17.6 24.5 24.5 16.1 9.8 23.5 30.4 24.5 14.7 16.7 19.6 17.6 30.6
Fuente: Aeropuerto Eloy Alfaro, Manta, Ecuador (1973-2008)
Basado en registros de datos entre los años de 1973 a 2008 en el Aeropuerto Eloy Alfaro
de la ciudad de Manta, las velocidades del viento representan promedios de 10
minutos recolectados a una elevación de 14 m y corregidos a una elevación de 10 m.
La Figura a continuación muestra rosetas de vientos generadas según datos por hora.
Incluye el conjunto completo de datos, y también generadas para temporadas
húmedas y secas. En este análisis, la temporada húmeda se definió de Enero a Junio,
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mientras que la temporada de sequía de Julio a Diciembre, consistente con la
convención utilizada para los reportes de ESPOL y Moffat & Nichol.
Los vientos dominantes son WSW (oeste -suroeste) y son más notorios en la temporada
seca. Durante la época de lluvia se observan vientos WNW (oeste-noroeste), con
mayor frecuencia y una mayor magnitud, pero la dirección predominante sigue siendo
el tramo S-SW.
En general, durante todo el año, el 66% de los vientos provienen del tercer cuadrante,
esto es con una dirección predominante del WSW 34%; los vientos del SW representan
alrededor del 32%. Los periodos de calma son más prolongados en el primer semestre
del año. Las Velocidades máximas están e asociadas a los meses que corresponden al
cambio de estación.
Figura 8-8. Dirección de Vientos Predominantes
Rosa de los vientos
0.00%
5.00%
10.00%
15.00%
20.00%
25.00%
30.00%
35.00%
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
Elaboración: Grupo Consultor
8.2.2 Vientos Extremos
En la Tabla a continuación presenta los resultados de estos cálculos para periodos de
retorno de 2, 5, 10, 25, 50, y 100 años y para periodos de viento promedio de 1 hora, 10
minutos, 30 segundos y 3 segundos.
Tabla 8-2. Periodos de Retorno - Velocidad del Viento
PERIODO DE RETORNO
Velocidad del Viento (m/s)
Viento 1-hora Viento 10-minutos Viento 30-segundos Ráfaga
3-segundos
2-años 13.8 14.5 18.3 20.9
5-años 18.9 19.9 25.1 28.6
10-años 22.2 23.4 29.5 33.7
25-años 26.5 27.9 35.2 40.2
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PERIODO DE RETORNO
Velocidad del Viento (m/s)
Viento 1-hora Viento 10-minutos Viento 30-segundos Ráfaga
3-segundos
50-años 29.6 31.2 39.4 45.0
100-años 32.8 34.5 43.5 49.7
Elaboración: Grupo Consultor
8.3 OLAS
En la formación de las olas y sus características influyen numerosos factores, tales como:
la variación de la presión atmosférica, la configuración y profundidad del fondo
marino, la salinidad, la temperatura del agua, pero sobre todo, la fuerza generatriz del
viento; excepto las causadas por las erupciones volcánicas o movimiento de las
placas tectónicas (tsunamis) producidas en el fondo marino y las producidas por
efecto de las mareas.
De acuerdo a estudios realizados por Cardin y Allauca (1988), las olas frente a las
costas ecuatorianas corresponden a olas generadas en lugares distantes, conocidas
como mar de fondo. Las olas de mar de fondo o tipo swell, presentan en el océano
abierto un perfil casi sinusoidal, son olas largas de crestas suaves, las cuales al entrar a
aguas someras sufren transformaciones, que empiezan cuando sienten el fondo, lo
que ocurre a una profundidad aproximada igual a la ½ de la longitud de onda en
aguas profundas (Lo), llegando a ser más significativa a una profundidad igual a un
cuarto de Lo.
En aguas profundas, tratándose de mar de viento, únicamente rompen las olas que
son inestables, o lo que es lo mismo las muy abruptas, la de pendiente suficientemente
acusada para que la velocidad de las partículas de agua en las crestas sea mayor
que la de propagación de la ola, entonces se escapa el agua de la cresta hacia
adelante originándose los rociones. Dicha pendiente se obtiene dividiendo la altura de
la ola (H) por la longitud de onda (L). Cuando esa pendiente es mayor a 1/7, la ola
rompe. El mar de fondo, después de un largo recorrido sólo contiene olas con líneas
de cresta muy largas, de poca pendiente (poca altura y mucha longitud de onda).
8.3.1 Oleaje en la Costa Ecuatoriana
Las costas ecuatorianas están delineadas por los meridianos 80º - 100º oeste y los
paralelos 0º-10º sur. Las alturas predominantes de olas en aguas profundas en las
costas ecuatorianas son de 1.0 -2.5 m con periodos de 8 segundos, con frentes más
recurrentes de 255º y 315 (W-SW) (Sánchez 1991). En las figuras a continuación se
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 21
muestran porcentajes de ocurrencia para alturas periodos y direcciones en aguas
profundas de la costa ecuatoriana.
Figura 8-9. Porcentaje de ocurrencia de altura de olas en las costas del Ecuador
Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991)
Figura 8-10. Porcentaje de ocurrencia de periodos en las costas del Ecuador
Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991)
Figura 8-11. Porcentaje de ocurrencia de dirección grados magnéticos en las costas del Ecuador
Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991)
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 22
8.3.2 Metodología de estimación de olas en aguas someras
La acción del oleaje sobre estructuras costeras es el factor de mayor importancia a
determinar para la concepción de las mismas. Al no existir en muchos de los lugares de
la costa ecuatoriana equipos de medición continua, la caracterización del oleaje en
los sitios de implantaciones de los muelles se determina visualmente y se hace
referencia a diferentes estudios similares en las áreas de ubicación del proyecto.
El tipo de rompiente fue determinado visualmente clasificándolas de acuerdo con las
normas internacionales para rompientes. El ángulo de aproximación del oleaje fue
determinado con el uso de una brújula.
La determinación horaria del ancho de la zona de rompiente fue realizada de manera
visual en cada una de las observaciones por hora, para lo que se estimó la distancia a
la cual se encontraba la rompiente en el momento de la medición y la longitud sobre
la cual rompían las olas.
8.3.3 Oleaje en Zona de Rompientes
Cuando la ola se aproxima a la costa y empieza a sentir el fondo, tanto su velocidad
como longitud de onda comienza a disminuir y comienza a ganar altura, este frente
de ondas empieza alinearse con la línea de costa, por lo que en este caso las
rompientes están función de la profundidad. Es así como la ola se hace inestable
cuando su pendiente H/L es igual o mayor que 1/7. En ese caso la velocidad de las
partículas en la parte alta de la ola excede a la propia velocidad de la ola
provocando un desbordamiento por la parte delantera de la ola.
Las olas rompientes constituyen un factor principal en la determinación de la
geometría y composición de las playas y son de influencia significativa en la
planificación y diseño de obras realizadas en la zona litoral. Al aproximarse una ola
hacia la costa, su dirección puede cambiar por el efecto de refracción, disipando
gran cantidad de energía y formándose olas muy empinadas, por lo que el agua
comienza a moverse a la misma velocidad de las olas, lo que se manifiesta en la
turbulencia del agua, y provoca que los materiales de fondo sean removidos,
mantenidos en suspensión y finalmente transportados.
8.3.3.1 Oleaje en Crucita
El oleaje es el primer agente moderador de la playa de Crucita, puesto que al incidir
sobre la misma disipa su energía moviendo los materiales que se encuentran en ella.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 23
La arena de la playa está sometida a dos movimientos naturales: Uno estacional
Perpendicular a la costa con el oleaje del temporal (SEA), las olas que alcanzan la
costa desplazan la arena de la playa hacia el fondo del mar formando barreras
sumergidas paralelas a la costa y en cierto lugares específicos se quedan
entrampadas en piedras sumergidas dando lugar a un estrechamiento de la playa.
Esta arena acumulada en barreras sumergidas regresa a la playa con el oleaje del
fondo (SWELL), que es el oleaje que alcanza la costa cuando los temporales se
desarrollan lejos de las mismas, dando crecimiento de la anchura de la playa. Este
proceso bien definido se realiza periódicamente, originando dos tipos de perfiles los
cuales se denominan Perfil de Invierno y Perfil de Verano (Coral, 2010).
La playa de Crucita se encuentra orientada hacia al norte, haciendo que la zona
costera de este cantón no se vea afectada directamente por los frentes de ondas del
norte, en cambio, esta zona es vulnerable a los frentes con dirección del oeste,
oscilando frecuentemente en trenes de onda que vienen de los 250º SW hasta los 310
NW.
Figura 8-12. Zona de Influencia directa de los frentes de ondas sobre el área de Crucita
Fuente: Grupo Consultor
Del documento Construcción de muros espigón en la Parroquia Crucita (Sedimentario-
Rompeolas) elaborado para el Gobierno Municipal de Portoviejo, se obtuvieron las
siguientes referencias de parámetros del oleaje en Crucita.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 24
8.3.3.1.1 Altura
Para llevar a cabo la determinación de las alturas de olas correspondientes al área de
Crucita, se consulto los parámetros de diseño adjunto en el estudio previamente
mencionado, el cual menciona que la altura de ola en el área de Crucita es de 3
metros, altura que se encuentra dentro del rango de observación, en áreas costeras
semejantes a Crucita se han registrado olas de 3.7 metros. Las mayores alturas de olas
se registran en los meses de marzo y abril.
8.3.3.1.2 Período
El flujo de energía es proporcional al periodo y al cuadrado de la altura, entonces se
requeriría una mayor entrega de energía, desde el viento hasta las olas, para duplicar
la altura de una ola de periodo largo, que una ola de periodo corto. Por lo tanto olas
de largo periodo solo se pueden desarrollar bajo condiciones extremas, con vientos
fuertes, de larga duración y soplando sobre grandes distancias. En mar abierto se
podrían producir olas de periodos mayores a 20 s, pero en la costa de Crucita en
general se tiene olas de periodos de 14 seg.
8.3.3.1.3 Dirección
La dirección o ángulo, con los que los frentes de ondas inciden en los procesos
costeros para el lugar de implantación espigones en Crucita, se lo puede observar en
una carta náutica, con la ayuda de la batimetría del área se puede estimar como un
frente de ondas se refractara. Por observación se puede indicar que esta área estaría
expuesta a un tren de ondas del oeste, oscilando entre los 250 SW y 310 NW.
Del tipo de ola presente en Crucita se la caracteriza principalmente como volteo o
plunging, que es un tipo características de playas con pendientes suaves, con escasas
ocaciones también se observa las del tipo de derrame.
Olas Crucita Olas Crucita
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 25
8.4 REFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS
Para el cálculo del Coeficiente de Refracción, se empleará el Método Gráfico de
Refracción por Batimetría (Método de Ortogonales), este método se basa en la Ley de
Snell, ya que la celeridad de una ola depende de la profundidad de agua en la zona
donde se propaga. Así, si la profundidad decrece, la celeridad de la onda y por
consiguiente su longitud decrece, mientras que el periodo se mantiene constante en
todo momento. Para establecer la refracción en el área de implantación del muelle se
determino primeramente cual es ángulo a la que están expuestas por su ubicación, los
cuales están entre los 250º SW y 310º (NW), considerando que los frentes provenientes
del oeste son los que afectan directamente a la playa, se analizó también frentes
provenientes de los 270º (W).
Figura 8-13. Diferentes frentes de ondas que inciden en la zona de estudio.
Elaborado por: Grupo Consultor.
8.4.1 Crucita
Debido a su ubicación, la playa de Crucita se encuentra protegida de frentes de
ondas provenientes de los N, no así a los frentes provenientes del 310º NW y del 270º SW,
motivo por el cual se realizaron las refracciones para los frentes provenientes de los
310º NW, 270º, y 250º SW; los frentes del tercer cuadrante son las ondas que más
frecuentes en las costas ecuatorianas, mientras los norte son muy pocos frecuentes y
más bien llegan solo cierta época del año.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 26
De igual manera se procedió a observar cómo ingresan estos frentes de ondas en
aguas profundas utilizando la Carta Batimétrica IOA 103, para los distintos frentes ya
mencionados. Una vez que se tiene el ángulo con el que empieza a aproximarse, y
con la ayuda de la carta Batimétrica IOA 104, se determina el ángulo de llegada
hacia la costa de Crucita.
Estos frentes de ondas en la mayoría de los casos, empiezan a sentir fondo en el veril
de los 50 m sufriendo refracción, y a partir de ahí estos frentes se concentran en la
playa de Crucita y hacia la punta Jaramijó.
Figura 8-14. Diagrama de Refracción Crucita 270º
Elaborado por: Grupo Consultor
Figura 8-15. Diagrama de Refracción Jaramijó 250º
Elaborado por: Grupo Consultor
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 27
Para determinar la refracción de los frentes de ondas que inciden en las costas de
Crucita, se usaron ángulos diferentes ángulos con un periodo promedio de 14 seg.
Tabla 8-3. Índice de Refracción (Kr)
Dirección
(grados
magnéticos)
Periodo (s) 250 270
Crucita 14 0.91 0.75
Fuente: Grupo Consultor
8.5 DIFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS
La difracción es en esencia un fenómeno de transferencia de la energía de unas zonas
a otras. Se produce cuando la onda encuentra en su camino un obstáculo que impide
su paso a la zona posterior del mismo. De una a otra parte por diferencia en los niveles
de agitación existe un intercambio de energía que generará en la zona resguardada
una agitación de características propias de cada obra. Empleando el método Wiegel
1962, que se presentan en el “Shore Protection Manual”, se calcularon las difracciones
en los brazos de los espigones a implantarse en el área de Crucita, según los resultados
de la refracción de distintos frentes de ondas en dos escenarios cuando los frentes son
provenientes de los SW y NW.
La reducción de la altura de ola está dada en términos del coeficiente K´ que se
define como la relación entre la altura de ola H en el área afectada por la refracción y
la altura de ola incidente Hi del área no afectada por la refracción. Los diagramas a
emplearse se presentan en la Figuras a continuación.
Figura 8-16. Plantillas de Diagrama de Difracción 105º
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 28
Figura 8-17. Plantillas de Diagrama de Difracción 120º
Fuente: Shore Protection Manual 1985
Figura 8-18. Plantillas de Diagrama de Difracción 90º
Fuente: Shore Protection Manual 1985
Figura 8-19. Plantillas de Diagrama de Difracción 75º
Fuente: Shore Protection Manual 1985.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 29
8.5.1 Crucita
Para el caso de la ubicación de espigones en la localidad de Crucita, luego de
analizar los distintos frentes de ondas, se consideraron distintos escenarios para realizar
la difracción de las olas como resultado del choque sobre la escollera. En el escenario
más crítico se consideran los frentes provenientes del oeste; con la ayuda de los
diagramas, el ángulo de incidencia para los frentes más críticos 250º, 270º. Por lo tanto,
con un coeficiente K´ de 0,91, el valor de Hi de 57 cm., y H entonces de: 31.35 cm., se
podrá determinar que en ese determinado punto dentro de la zona de calma la ola
disminuye su altura en 25,65 cm.
Figura 8-20. Diagramas de Difracción Jaramijó frente de onda 250º diagrama de difracción 120º
Elaboración: Grupo Consultor
8.6 CORRIENTES
8.6.1 Metodología de Medición
El área de Crucita ah sido muy poco estudiada, no se conoce mucho del
comportamiento in situ del área. Con el objetivo de determinar el patrón de
circulación en el área de Crucita, se consulto material bibliográfico disponible, y con la
premisa que el comportamiento en playas costeras guardan semejanzas en su
dinámica costera; se procedió a encontrar estudios de mediciones de corrientes a
nivel superficial, subsuperficial y profundas en el área de Crucita.
La información de corrientes en el área de estudio se realizó utilizando el método de
Lagrange, para la determinación de las corrientes superficiales y subsuperficiales, que
consiste en seguir la trayectoria de un flotador en una parcela de agua, la posición es
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 30
medida sobre un intervalo de tiempo y el método de Euler para la determinación de
corrientes profundas, que consiste en fondear un correntómetro para determinar la
dinámica del flujo que pasa por un punto fijo georeferenciado.
El área de estudio está sujeta a una variación debida por acciones conjuntas de varios
factores como vientos, ciclos mareales (flujo y reflujo), batimetría y su ubicación
geográfica (influenciadas por corrientes Humboldt, subcorriente ecuatorial que son
reguladoras del clima de la zona).
8.6.2 Circulación de corrientes superficiales y subsuperficiales
Para determinar el patrón de circulación se utilizó flotadores a la deriva (veletas), los
mismos que fueron empleados para conocer la trayectoria de las corrientes en el área
de interés, obteniéndose información de corrientes superficiales y subsuperficiales (3
metros), durante las fases de sicigia y cuadratura. Los flotadores fueron posesionados
empleando GPS a diferentes intervalos de tiempo; el seguimiento de sus trayectorias se
los realizó durante ocho horas diarias aproximadamente, tratando de cubrir los dos
estados de mareas: la pleamar y la bajamar.
Corrientes superficiales
Las corrientes superficiales (flotador amarillo) fueron medidas durante 8 horas durante
los meses de febrero y septiembre del 2008, meses característicos para cada época.
Para la época húmeda (Febrero) se registraron corrientes superficiales con
velocidades máximas que alcanzaron los 0.29 m/s en flujo y 0.23 en reflujo para el mes
de febrero ligeramente mayores que en septiembre donde se registra 0.22 m/s y 0.20
m/s en flujo y reflujo respectivamente. Tabla 8.4
Corrientes Subsuperficiales
Las corrientes subsuperficiales (flotador rojo) fueron medidas conjuntamente con la
superficiales durante 8 horas. Para el mes de febrero (época húmeda) se registraron
valores ligeramente mayores en comparación con septiembre. Durante el flujo se
registro una velocidad máxima de 0.28 m/s y de 0.21 m/s para el reflujo, mientras que
para la época seca se obtuvieron velocidades máximas de 0.20 m/s y 0.17 m/s para el
flujo y reflujo respectivamente. Tabla 8.4
Las direcciones de las corrientes en general son hacia la costa, oscilando entre el
noreste y sureste, para ambos estado de marea.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 31
Figura 8-21. Corrientes Superficiales y subsuperficiales en Flujo
Elaboración: Grupo Consultor
Figura 8-22. Corrientes Superficiales y subsuperficiales en Reflujo
Elaboración: Grupo Consultor
Tabla 8-4. Corrientes Superficiales y Sub superficiales Fase de cuadratura
Fecha Flotador V. máxima
(m/s)
Estado de
marea
Febrero 2008 Superficial
(amarilla) 0.29 Flujo
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 32
Fecha Flotador V. máxima
(m/s)
Estado de
marea
Superficial
(amarilla) 0.23 Reflujo
Subsuperficial
(roja) 0.28 Flujo
Subsuperficial
(roja) 0.21 Reflujo
Septiembre
2008
Superficial
(amarilla) 0.22 Flujo
Superficial
(amarilla) 0.20 Reflujo
Subsuperficia
(roja)l 0.20 Flujo
Subsuperficial
(roja) 0.17 Reflujo
Elaboración: Grupo Consultor
8.6.3 Circulación de corrientes de fondo somero
En el caso de la circulación de corrientes profundas, estas están menos influenciadas
por el viento que las superficiales, ya que por el efecto de fricción del mismo con las
capas del agua en profundidad hace que disminuya su influencia. El programa de
monitoreo continuo de corrientes de fondo se lo realizará en la fase de factibilidad,
con el anclaje de correntómetros ubicados en el área de influencia. El sistema de
medición continua debe ser instalado a aproximadamente en el veril de los 7 m de
profundidad, para la cual se usará un GPS. Estudios realizados en costas similares a la
de Crucita, haciendo uso de correntómetros registran una velocidad de corriente de
fondo de 0.32 m/s.
Características de los correntómetros
El correntómetro es un instrumento apto a medir la velocidad de corrientes en el mar,
en los ríos, arroyos, estuarios, puertos. Existen algunos modelos que además registran su
dirección, profundidad e inclinación respecto de la vertical, temperatura de agua de
mar, presión y conductividad. Su modalidad de registro puede ser papeleta inscriptora,
cinta magnética o memoria de estado sólido. Estos equipos utilizan el método Euler, el
cual consiste en medir en un punto específico o en toda la columna de agua la
velocidad y dirección de la corriente. Existen diferentes modelos de correntómetros,
entre los más usado en las costas ecuatorianas tenemos el correntómetro Valeport, S4
y el ADCP.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 33
Figura 8-23. Correntómetros
Valeport S4 ADCP
Elaboración: Grupo Consultor
8.6.4 Corrientes Litorales
Las corrientes litorales constituyen el principal agente formador y destructor de playas,
las cuales se producen cuando las olas se aproximan a la costa formando un ángulo, y
son factor principal en la dirección y magnitud del movimiento de sedimentos.
(Sánchez 1978). Esta corriente fluye paralela a la línea de costa y está restringida a la
zona entre la rompiente y la línea de costa y aunque es de velocidades bajas, (Shore
Protection Manual 1984) es muy importante en los procesos costeros al viajar a lo largo
de la costa, transportando sedimento levantado por las rompientes.
Para este estudio se realizaron mediciones de corrientes litorales en 4 estaciones en
Jaramijó. Para facilitar la comprensión de los datos de corrientes presentados en las
tablas se estableció que las corrientes que van hacia el este o derecha de un
observador mirando hacia el mar tengan signo positivo y los que van hacia el oeste o
izquierda del observador signo negativo.
8.6.4.1 Área de Estudio en Crucita
En el caso de la corriente litoral en la playa de Jaramijó, el estudio realizado para la
construcción de los espigones menciona que el transporte es offshore, es decir la
corriente litoral tiende a dirigirse hacia el oeste, desplazan la arena de la playa hacia
el fondo del mar formando barreras sumergidas paralelas a la costa. En la figura a
continuación se muestra el comportamiento de la misma.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 34
Figura 8-24. Dirección de Corriente Litoral en Crucita
Elaborado por: Grupo Consultor
8.7 TRANSPORTE LITORAL
Se denomina transporte litoral al movimiento de partículas en las zonas costera
producido por olas y corrientes (Shore Protection Manual, 1984), se lo ha clasificado de
dos formas: transporte perpendicular y transporte paralelo a la línea de costa. En la
zona de rompientes gran cantidad del sedimento, sea de fondo o en suspensión, es
transportado por la acción de olas y de corrientes litorales, sin embargo, el mecanismo
del transporte neto del sedimento no se conoce absolutamente.
La acción de las olas sobre la zona litoral es la principal causante de la mayoría de los
cambios físicos. Las características del oleaje en un área determinada, dependen, de
las condiciones del viento del lugar donde han sido generadas y de las condiciones
batimétricas del área en estudio, pues se conoce que las olas pueden ser generadas
por vientos lejanos o locales. La acción del oleaje, sobre las playas, provoca en mayor
o menor medida el movimiento de los sedimentos de un lugar a otro. Las olas que
provocan el transporte de sedimentos se las conoce como olas rompientes, las cuales
poseen características totalmente diferentes a su estado antes de la ruptura.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 35
Toma de Muestra de arena Flotador a la deriva corriente litoral
La distribución del sedimento se relaciona con los procesos de erosión y depositación,
la dirección predominante del transporte también se puede deducir a partir de la
distribución del tamaño de los sedimentos a lo largo de la línea de costa, la dirección
de la velocidad de la corriente litoral suele ser desde lugares donde el tamaño de los
sedimentos es mayor hacia aquellos donde es menor.
Transporte de arena
El movimiento de arena es un proceso dinámico que puede variar con las condiciones
en un momento dado. El desarrollo de una playa o de costa dependerá del equilibrio
entre la arena que se desplazan hacia adentro de la zona en cuestión (las fuentes) y la
arena que se desplaza hacia fuera (sumideros) en el transcurso del tiempo. Si es más
la arena removida en una playa que la recibida, la playa decrecerá. Estos cambios
pueden ocurrir en las escalas de tiempo de días, estaciones o años.
Los tres principales modos de transporte de arena en la playa hacia dentro o hacia
fuera de una determinada sección de la playa son los siguientes:
Transporte Longshore: donde las olas suelen acercarse oblicuamente a la costa
movilizando y transportando la arena paralelo a la costa con la corriente costera.
Transporte Cross-shore: donde la arena se mueve en tierra o en el mar en
respuesta al estado local de las olas.
Transporte Eólico: se refiere al movimiento de arena debido al viento.
Cada uno de estos mecanismos puede considerarse fuentes para una determinada
sección de la playa, en caso de que muevan sedimentos a la playa, si ellos remueven
sedimentos de la playa. De estos mecanismos, el transporte longshore es el
mecanismo dominante de transporte de arena en la playa y su importancia de estudio
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 36
se debe al impacto que se origina cuando se produce una interrupción del
mecanismo debido a la presencia del puerto.
El transporte longshore ocurre cuando la arena es movilizada por la acción de
movimiento de olas en una dirección de costa paralelo con las corrientes generadas
en la zona de litoral. Estas corrientes litorales son generadas por las olas que se
aproximan oblicuamente a la línea de costa y transportan arena a lo largo de la costa.
La magnitud y la dirección del transporte varían con la energía y la dirección del
campo de ola. Aproximaciones de olas con alta energía con sus crestas con un
ángulo grande con la línea de costa moverán la arena de playa en una mayor
relación que las olas pequeñas con sus crestas paralelas a la línea de costa.
Las corrientes litorales pueden también ser generadas por la presencia de estructuras o
de headlands artificiales. La difracción de la ola alrededor de la estructura puede dar
lugar a un diferencial en romper alturas de onda a lo largo del litoral, con olas más
pequeñas cerca de la estructura y la altura de olas se incrementa a lo largo de orilla
lejos de la estructura. Esta diferencia en romper alturas de ola da lugar a un diferencial
en la altura asociada de la configuración de ola a lo largo del litoral. El gradiente de
este diferencial en la elevación del agua en las corrientes de litoral pueden conducir
corrientes (y el transporte longshore asociado) hacia la estructura.
Ambos mecanismos juegan un papel importante en el transporte de litoral alrededor
del área de la implantación de los muelles. En las dos áreas de estudio se pudo
constatar la acumulación de la arena en el lado oeste de ambas playas,
corroborando las mediciones realizadas y dejando ver cuales es la tendencia con la
que crece la playa y la dirección dominante del transporte en estas localizaciones.
8.7.1 Características de la costa y transporte litoral en Crucita
La playa de Crucita limita al norte con San Jacinto y San Clemente, al sur con el
cantón Jaramijó, al este con Charapotó, El Pueblito y Cañitas y al oeste con el
Océano Pacífico. La playa se caracteriza por tener una pendiente pronunciada, por
lo que las olas rompen muy cerca de la costa. Presenta material tipo fino, posee 13 km.
de playa, en pleamar la playa queda cubierta totalmente. La localidad de Crucita
goza de condiciones climáticas muy particulares haciendo de esta un punto
importante para el desarrollo del turismo, con el paso del tiempo su playa se ah ido
reduciendo, el municipio de Portoviejo a llegado a la conclusión de la construcción de
espigones con la función principal de proteger la playa de la acción del oleaje y
aumentar el área de playa.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 37
Playa de Crucita
Para el cálculo del transporte perpendicular, se usa el método mejorado de Komar
(1976), con base en ecuaciones de Bagnold y desarrolladas en su modelo energético
del transporte de arena en las playas.
Las alturas y las velocidades de la corriente litoral usadas, son promedios de las
mediciones en cada estación. En los cálculos no se ha considerado dirección de
velocidades, por lo que los resultados, representan el valor de transporte bruto. Los
parámetros utilizados en las ecuaciones son obtenidos por Vera (2000):
Densidad del agua de mar )(
: 1025 Kg/m3
Densidad del sedimento )S(
: 2650 Kg/m3
Índice de rompiente )(
: 0.8 adimensional
h b profundidad en la rompiente : 0.50 m
g (aceleración de la gravedad) : 9.8 m/s
a’ (factor de porosidad de la arena) : 0.6
K’ = Coeficiente adimensional de Komar: 0.28
Método de Komar:
')( gaQs s
Is
bmub
KvIECI
cos
'
8
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 38
2
81 bb gHE
hb ghC 2/1*2 b
b
E
hmu
Donde:
Qs, transporte litoral (m3/s)
Is, razón de transporte del peso sumergido (N/s)
E 'b energía del oleaje en la rompiente
C 'b velocidad de grupo de olas en la rompiente
V '1 velocidad promedio de corriente litoral medida en el campo
u 'm máxima velocidad orbital en la rompiente
H 'b altura de la ola rompiente.
8.8 MAREAS Y ELEVACIÓN MEDIA DEL MAR
8.8.1 Mareas
Las mareas son descritas por Defant (1958) como un proceso interno del océano,
cuyas variaciones de rango pueden ser consideradas importantes en la geomorfología
de las playas e importantes en la circulación marina, debido a que, en sectores muy
cercanos a la costa y en muchos de los casos este es el factor que gobierna en el
patrón de circulación.
Las mareas a lo largo de las costas del Ecuador son de tipo semi-diurna, lo cual indica
que en aproximadamente unas 24,5 horas, se presentan dos pleamares y dos
bajamares con pequeñas desigualdades diurnas. Un ciclo completo de la marea dura
aproximadamente unas 12 horas, y el periodo entre una pleamar y bajamar
consecutiva es de 6 horas.
De acuerdo a las tablas de mareas, publicadas por el Instituto Oceanográfico de la
Armada (INOCAR), las amplitudes de las mareas pueden variar entre unos 2,9 y 1,9
metros en sicigia y cuadratura respectivamente. Las mareas de sicigia se producen
cada 15 días con una duración de unos 3 días, donde se presentan las mayores
amplitudes; mientras que las mareas de cuadratura son de menor amplitud y se
presentan también cada 15 días alternándose con las de sicigia.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 39
Tabla 8-5. Altura de Mareas
ALTURA DE LA MAREA SOBRE EL DATUM
Pleamar Bajamar
MWHS MHWN MLWN MLWS
2,62 m 2,36 m 0,26 m 0,00 m
Fuente: IOA 1043 – Tabla de Mareas
El incremento del nivel medio del mar (NMM), en nuestras costas, se produce debido a
la presencia de la cresta de la Onda Kelvin o por la intensificación de la
Contracorriente Ecuatorial (Espinosa, 1996), durante la ocurrencia de El Niño. En la
Figura a continuación, se presenta los promedios de Nivel Medio del mar, así como las
ocurrencias máximas.
Figura 8-25. Nivel Medio del Mar
FUENTE: INOCAR 1998
A lo largo de la costa ecuatoriana el nivel medio de mar normalmente varía entre – 10
y + 10 cm. desde su valor promedio (Cucalón, 1996), sin embargo, durante el evento
1982-1983, el nivel del mar se incrementó en más de 30 cm y durante el último evento
1997-1998, que ha sido catalogado como el peor del siglo, el nivel medio del mar se
incremento en el mes de Noviembre/97, hasta alcanzar un pico máximo de 44 cm.
aproximadamente.
8.8.2 Elevación del Nivel del Mar
Es muy importante monitorear constantemente el nivel del mar, pues un aumento del
mismo puede ocasionar impactos de diferentes clases produciendo un cambio en el
comportamiento natural de los procesos costeros. Los principales cambios físicos que
podrían ocurrir son: cambios en la línea de costa, sea por procesos de erosión o de
crecimiento, variación en la amplitud y frecuencia de las mareas, entrada de agua
hacia tierras planas, cambios en la salinidad del agua superficial. Todo esto trae como
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 40
consecuencia, perdidas de valores económicos a través de pérdida de tierras y de
ambientes costeros típicos, incremento del riesgo de inundación y otros impactos
relacionados con cambios en el uso del agua. En general se asume que las perdidas
ocurrirán gradualmente en proporción al aumento del nivel del mar. Aumentos del
nivel del mar, equivalentes a 1 cm., pueden resultar en un retroceso de la línea de
costa en 1 m. (Brunn, 1962), afectando a los centros poblados que no podrán resistir el
impacto de las olas, tal como sucede cuando ocurren los Eventos El Niño.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 41
9 EL NIÑO Y TSUNAMIS CERCA DE LAS COSTAS DEL ECUADOR
9.1 EL NIÑO
Una de las mayores alteraciones en el sistema Océano-Atmósfera en la región Indo -
Pacífico es la Oscilación del Sur y relacionada con ella frente a la costa sudamericana
el Fenómeno El Niño; la comunidad científica mundial agrupa a estos dos eventos,
bajo un solo término: Evento ENOS (El Niño Oscilación del Sur). El Niño, ha sido
catalogado como un evento atípico, acíclico pero recurrente, pues sus
manifestaciones no siempre tienen el mismo patrón de comportamiento, ni se
presentan en un determinado periodo, sin embargo Modelos Matemáticos de la
Administración Nacional de la Atmósfera y el Océano de los Estados Unidos (NOAA)
sugieren que la presencia de ésta anomalía es de entre 7 u 8 años.
El Niño describe una anomalía océano – atmosférica de gran escala generada en el
Pacífico tropical Occidental y caracterizada fundamentalmente por el flujo no
periódico de aguas extremadamente cálidas (28° C – 30° C) en el Pacífico tropical
oriental, particularmente en Ecuador y Perú. En términos Oceanográficos se puede
considerar a este Evento como la respuesta dinámica del Océano Pacífico tropical a
las fluctuaciones de los sistemas de presión en la atmósfera y por tanto del régimen de
vientos. En condiciones normales, la diferencia de presión entre el Centro de Alta
Presión del Pacífico Sur-Oriental y el Centro de Baja Presión de Indonesia y norte de
Australia gobierna los vientos alisios ecuatoriales que soplan hacia el oeste, siendo
estos más fuertes cuanto mayor es la diferencia de presión entre los dos centros.
Durante la ocurrencia de El Niño 82 – 83 y 97-98, se experimentaron procesos
destructivos cuando algunos balnearios perdieron temporalmente sus playas
especialmente durante las horas de las pleamares, mientras que muchas poblaciones
sufrieron la destrucción de malecones y viviendas. Una elevación del nivel del mar,
afectaría severamente a las estructuras costeras durante el invierno, épocas en que se
presentan con mayor frecuencia olas altas provenientes del Pacifico Norte, similares a
las que se presentaron a inicios del mes de Enero de 2006, tal como se puede ver en la
Figura a continuación.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 42
Figura 9-1. Olas del Norte a inicios de 2006
FUENTE: NOAA/NWS/NCEP
De mediciones en las costas ecuatorianas desde 1948 hasta 1999, se obtiene el gráfico
de la normal del nivel medio del mar y la multianual, la cual se presenta en la Figura a
continuación en el que se puede comparar con años con la presencia de El Niño
(1982, 1983, 1997 y 1998) con años normales (1994 y 1995).
Figura 9-2. Nivel Medio y Máximo del Mar (1948-1999)
240
250
260
270
280
290
300
M edia Anual, NM M (mm) 259 259 257 265260 267 267 262 265 275 266 265262 262 260 265260 263 262 264 265 270 256 256 269 255 257 255 266 259 261 265 266 262 266 273 254 253 258 264 255 257 255 260 264 261 257 254 253 273 266
M áxima Anual, NM M (mm) 260 268 263 279 265 274 271 272 273 284 278 270 269 267 265 268 265 269 266 272 274 279 269 261 278 262 265266 272 265 267 270 272 279 289 294 257 259 265 277 261 261 261 266 278 268 268 265 255 305 317
48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98
FUENTE: INOCAR
En el año 82 y 83, por ejemplo, a partir de septiembre/82 el nivel del mar se aleja de la
normal hasta Junio del 83, aumentando un máximo de 32 cm. en mayo/83, en los años
97 y 98, el comportamiento es parecido. En años normales, por ejemplo en 1994, el
nivel del mar permanece cerca de la normal, para disminuir en 23 cm. en agosto y
septiembre y ponerse nuevamente cerca de la normal. En 1995 se observa que casi
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 43
todo el año el nivel del mar se encuentra debajo de la normal con un máximo de 13
cm. en el mes de diciembre.
9.2 TSUNAMIS
Un tsunami (del japonés tsu, «puerto» o «bahía», y nami, «ola»; literalmente significa
gran ola en el puerto) es una ola o un grupo de olas de gran energía que se producen
cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de
agua. Se calcula que el 90% de estos fenómenos son provocados por terremotos, en
cuyo caso reciben el nombre, más preciso, de maremotos tectónicos. La energía de
un maremoto depende de su altura (amplitud de la onda) y de su velocidad. La
energía total descargada sobre una zona costera también dependerá de la cantidad
de picos que lleve el tren de ondas.
Una de las características de los tsunamis es que viajan a grandes velocidades, con
longitudes de ondas y periodos extremadamente grandes. Una vez generados estos
viajan sobre la superficie del océano en todas las direcciones en forma de anillos más
o menos concéntricos con velocidades de hasta 1000 km/h, pudiendo cruzar la
cuenca del pacifico en menos de 24 horas. En mar abierto en grandes profundidades
las olas alcanzan unos pocos centímetros, y esta altura de ola aumenta al disminuir su
profundidad por efecto de la fricción.
Considerando la distancia de su origen los tsunamis pueden ser de dos tipos: los de
origen lejano y los de origen local. De los cuales los de origen local son los que
constituyen una menor amenaza para las costas ecuatorianas (Espinoza y Espín, 1993).
A partir de 1906, 5 terremotos fuertes han sucedido en la plataforma continental del
Ecuador, o muy cerca de la frontera, que han originado la formación de los tsunamis.
El más pequeño de los terremotos fue de magnitud 6.9 frente de la península de Santa
Elena en 1933 y el de mayor magnitud de 8.7, frente a las costas de la provincia de
Esmeraldas en 1906.
El área de más actividad de los tsunamis es la región de la frontera de Ecuador-
Colombia, en donde han sucedido tres terremotos en el mar en 1906, 1958 y 1979; las
otras 2 regiones que presentan un tsunami son la bahía de Santa Elena en 1933 y los
límites de Ecuador-Perú en 1953.
En la Tabla a continuación se muestra un listado de los sismos de magnitud Ms>6
ocurridos en la plataforma continental o cerca de la costa, reportados como tsunamis
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 44
Tabla 9-1. Sismos que han ocasionado Tsunamis
FECHA HORA LOCALIZACIÓN MAGNITUD TSUNAMI
01/31/1906 1536Z 01.0 N 081.5 W 8.6 TSUNAMI
10/02/1933 1529Z 02.0 S 081.0 W 6.9 TSUNAMI
12/12/1953 1731Z 00.5 N 080.0 W 7.3 TSUNAMI
01/19/1958 1407Z 01.3 N 079.3 W 7.8 TSUNAMI
12/12/1979 0759Z 01.6 N 079.4 W 7.9 TSUNAMI
Fuente: INOCAR 1992
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 45
10 ANÁLISIS DE RIESGOS
10.1 RIESGO SÍSMICO
La sismicidad y tectónica propia del Ecuador hacen que todo proyecto de ingeniería
deba considerar las medidas necesarias minimizando riesgos ante un eventual evento.
Este análisis no pretende ser un estudio completo y exhaustivo, sino más bien, a la luz
de la información disponible, se intenta proveer a los diseñadores de las obras del
proyecto de los mínimos elementos de criterio sobre aspectos sismotectónicos
regionales, así como de recomendaciones sobre el peligro sísmico que aporten al
diseño sismorresistente de las obras.
Para el análisis del presente subtema, es necesario tener un enfoque regional de los
mismos, por tal motivo a continuación se describen los principales sistemas de
fallamiento activo que afectan al Ecuador. Estos se encuentran ampliamente
descritos en diferentes trabajos, bien conocidos dentro de la literatura especializada.
Para evaluar el potencial símico que puede afectar al área de estudio se ha tomado
como base al Mapa Sismotectónico del Ecuador (Dirección de Defensa Civil, 1992).
Sobre la base de la información consultada, las fallas activas principales que tiene
influencia en el territorio ecuatoriano son:
El sistema de fallas transcurrentes dextrales, relacionado con el movimiento
hacia el NE del bloque andino noroccidental, en el contexto de
interacción de placas.
El sistema de fallas inversas del frente andino oriental absorbe la
deformación compresiva E-W del bloque andino septentrional, con
respecto al continente sudamericano.
Las fallas inversas de dirección norte - sur del Callejón Interandino y de las
cuencas intra-montañosas australes, se consideran como el efecto de la
interacción de los sistemas anteriores.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 46
Figura 10-1. El Esquema Tectónico Regional del Territorio Ecuatoriano
Fuente: GUTSCHER et al. (1999)
Algunas fallas activas, están relacionadas con la reactivación de discontinuidades
antiguas que separan los grandes conjuntos litológicos del Ecuador.
Se han considerado valores generales de período de retorno para sistemas tectónicos
regionales y que están disponibles en la información disponible en el Instituto de
Geofísica de la Escuela Politécnica Nacional.
Así, para los sismos de la zona de subducción, en los trabajos que se efectuaron para
el Escenario del Sismo en Quito (EPN et al, 1994), se considera que la probabilidad de
ocurrencia de un sismo en la zona de subducción, similar al de 1906 (Ms=8.1) es del 60
%, en los próximos años. Por esta razón a los sismos que se generan en la zona Costera
se les ha calificado con un valor de 3 en la matriz de riesgo.
El área del Proyecto en estudio se caracterizadas por la presencia predominante del
sistema transcurrente dextral e inverso de la región interandina, en interacción con la
subducción de placas continentales.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 47
La costa continental ecuatoriana, con una extensión aproximada de 950 Km., está
ubicada entre 010 26´ Latitud Norte y 030 25´ Latitud Sur en la costa oeste de
Sudamérica y por lo tanto sujeta a los procesos tectónicos de los bordes de placas.
La subducción de la Placa Nazca Sudamericana origina dos ambientes epicentrales,
uno en el continente y otro en la plataforma submarina. En el Ecuador, alrededor de
125 sismos con magnitud Ms>4, se han registrado en ambos ambientes entre 1901 y
1981, (Catálogo CERESIS, 1995).
10.2 RIESGO GEOMORFOLÓGICO
Se refiere a la mayor o menor susceptibilidad de las formas de relieve a mantenerse en
equilibrio, cuando uno o varios factores son afectados por agentes externos.
El análisis de factores tales como: suelos, pendiente, tipo de roca, tectónica, sismicidad
y clima da como resultado el identificar áreas que presentan o no riesgos
geomorfológico (potenciales) de inestabilidad cuando las actividades de
construcción y operación del muelle se desarrolle.
Corresponden a zonas relativamente estables, propensas a que el equilibrio de uno o
varios factores se rompa por efecto de agentes externos, como son las crecidas
inusuales de los ríos principales o de las corrientes marinas, en éstas últimas son muy
frecuentes en la épocas de marejadas. Ocupa áreas de plataforma marina, con
pendientes de hasta el 1%, de textura arcillos.
En consideración de lo señalado sobre los riesgos sísmicos que afectan a este sector,
por eventuales tsunamis, es probable tener marejadas extraordinarios, por lo que en
dicho análisis se considera un riesgo geomorfológico moderado.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 48
11 CRITERIOS: COMPARACIÓN VARIABLES OCEANOGRÁFICAS
A más de conocer la relación entre la dirección de las corrientes litorales y el ángulo
de aproximación de las olas a la costa, es necesario conocer el tipo de relación
existente entre la dirección de las corrientes litorales y el estado de marea y la
presencia de vientos en la zona. Los valores que contribuyen especialmente a la
configuración de la playa son las olas y las corrientes litorales.
11.1 ALTURA DE OLAS Y VIENTOS
Las bajas correlaciones entre vientos locales y altura de olas, corrobora la teoría de
que las olas frente a nuestras costas son provocadas por tormentas lejanas y no por
vientos locales, los cuales solamente contribuyen en la formación de olas de alturas
pequeñas.
11.2 CORRIENTES SUPERFICIALES Y VIENTOS
De la misma manera, al correlacionar las series de corrientes y vientos, las
correlaciones encontradas fueron altas. Estos resultados se explican porque las
corrientes tienen direcciones similares a los vientos.
11.3 CORRIENTES LITORALES Y VIENTOS
Los vientos predominantes en la época de observación, Octubre y Noviembre de 2008,
provienen del oeste y del norte, los mismos que inducen a la corriente hacia el sureste,
desplazada 30 grados a la izquierda de la dirección del viento de acuerdo a Ekman, y
como se observó anteriormente el transporte litoral ocurre en la dirección este, se
confirma la relación entre las corrientes litorales y la dirección del viento.
11.4 CORRIENTES LITORALES Y MAREAS
Las mareas y las corrientes litorales se correlacionan con altos índices.
11.5 OLAS EXTREMAS
Es importante considerar lo siguiente: “Un grupo de olas altas que chocan en sucesión
contra una estructura pueden hacer más daño que una ola aislada muy grande y una
sucesión irregular de olas pueden ocasionar más daños a una estructura que una
sucesión regular” (Shore Protection Manual). Para una ola que no rompe, casi siempre
se supone que la ola de diseño será la más grande que se espera que alcance a las
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 49
estructuras en un intervalo de recurrencia específico, por ejemplo de 50 a 100 años.
Para una ola que rompe, en general se supone que la ola de diseño será la más
grande que romperá directamente contra las estructuras.
11.5.1 Olas Extremas en Aguas Abiertas Jaramijó
A partir de las mediciones en campo y de una base de datos, se realizó un análisis
probabilístico que permite conocer el periodo de retorno de olas extremas empleando
Drapper para la serie de Jaramijó, por ser un sitio cercano a Crucita, se considera
adecuado para considerarlo.
Tabla 11-1. Altura de Ola Máxima Esperada en Aguas Abiertas Jaramijó
Periodo de retorno (años) Altura ola máxima esperada (m)
1 1.50
5 1.80
10 2.10
50 2.50
FUENTE: Grupo Consultor
11.5.2 Condiciones Extremas en Rompiente de Olas Jaramijó
Para una ola que no rompe, casi siempre se supone que la ola de diseño será la más
grande que se espera alcance a las estructuras en un intervalo de recurrencia
específico, Moffat & Nichols Engineers (1997) se midió para el periodo de rompiente
del área.
Tabla 11-2. Condiciones Extremas de Rompiente de Olas en Jaramijó
PERIODO DE RETORNO (AÑOS) ALTURA PROMEDIO DE ROMPIENTE (m)
5 0,9
10 1,4
25 1,9
50 2,3
100 2,6
FUENTE: Grupo Consultor
11.5.3 Ola de Diseño Jaramijó
Para la Ola de Diseño, se usa la “Altura Significativa de Olas”, como base de diseño
de las estructuras. La Altura significativa es la altura promedio del tercio de las olas más
altas para el intervalo establecido, en el presente caso de medición octubre del 2008.
Se ha encontrado que la ola más alta o máxima tiene una altura de una o dos veces
la altura significativa, conforme lo establece: “Enginner, EM 1110-2-2904, Design of
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 50
Breakwaters and Jetties”, (63). En la Tabla a continuación, se presenta el Cálculo
respectivo.
Tabla 11-3. Parámetro de Altura de Olas
PARÁMETRO DE ALTURA DE OLAS (m)
Altura Significativa 1,1
Altura Promedio 0,6
Altura Promedio del 10% de las más
altas 1,5
Altura de Olas Simples Senoidales 0.9
Altura no excedida más 20% de las
veces 1,0
Altura no excedida más 10% de las
veces 1,3
Altura no excedida más 5% de las
veces 1,4
Altura no excedida más 3% de las
veces 1,5
Altura no excedida más 1% de las
veces 1.9
Altura Promedio del 1% de las más
altas 2,5
FUENTE: Grupo Consultor
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 51
12 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS
Con la información básica levantada, se propone a fin de proteger la playa de crucita,
y regenerar la playa, obras de Ingeniería de Costas. Las alternativas propuestas para
12.1 CRITERIOS DE PREDISEÑO
Para la definición de las Alternativas de Protección de la Zona Costera de Crucita se
consideraron los siguientes criterios:
1. Se prefieren estructuras flexibles, como los enrocados, a las estructuras rígidas,
tipo muros de contención
2. Se consideran más adecuadas obras que no afecten el entorno, ni el elemento
visual.
3. El Proyecto, puede luego de desarrollar los Estudios de Factibilidad, puede ser
implementado por fases.
12.2 CRITERIOS DE INGENIERÍA DE COSTAS
En la consideración de las Alternativas, la variable oceanográfica más interesante, es
el oleaje, y en especial, olas de tormenta, conocidos como “nortes”, se prefieren
estructuras de enrocados por ser elementos que disipan la energía de las olas
incidentes, y también reflejan parcialmente dicha energía. La Ola de prediseño
considerada, es de 2,6 metros, con un retorno de 100 años, a partir de la cual se
consideraron las alturas de olas en la costa, para las escolleras y para la playa.
De esta forma, las estructuras con taludes de enrocado absorben mejor la energía que
los muros sólidos, como son los de hormigón, que al reflejar la energía de las olas
generan fuertes corrientes de fondo que erosionan las playas. En la medida que se
reduce la magnitud del movimiento de la arena, se propicia para que se sedimente la
playa del sector.
12.3 ALTERNATIVAS PROPUESTAS
12.3.1 Alternativa 1: Escollera Marginal
Esta alternativa, consiste en un muro de Escollera Marginal, asentada en el veril de los 5
metros de profundidad, básicamente lo que genera es precipitar que la ola reviente, y
toda la arena contenida quede retenida en el espacio entre línea de costa y la
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 52
escollera, evidentemente se consideran estructuras para evitar que la corriente del
litoral desarene el sitio de retención del material sedimentario. Esta alternativa, posee
dos juegos de escolleras, de aproximadamente 2500 metros cada uno.
Figura 12-1. Alternativa 1
Fuente: GANAM 2010
12.3.2 Alternativa 2: Espigones Sucesivos una dimensión
Esta Alternativa, consiste en 05 espigones, ubicados cada 1500 metros, los 05
espigones interiores, tienen una longitud de 300 metros, con un brazo de 50 metros,
con una orientación de 065 grados. Esta alternativa, permite proteger del oleaje a la
costa, así como de los nortes, la disposición, permite generar sedimentación y
recuperación de la playa, por los efectos de retención del transporte del litoral, así
como también por la difracción que se generan en los morros de los espigones.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 53
Figura 12-2. Alternativa 2
Fuente: GANAM 2010
Figura 12-3. Espigones: Alternativa 2
Fuente: GANAM 2010
12.3.3 Alternativa 3: Espigones Sucesivos dos dimensiones
Esta Alternativa, consiste en 05 espigones, ubicados cada 1500 metros, los espigones
de los extremos, tienen una longitud de 500 metros, con un brazo externo de 80 metros,
con una orientación de 015 grados y los 03 espigones interiores, tienen una longitud de
300 metros, con un brazo de 50 metros, con una orientación de 065 grados. Esta
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 54
alternativa, permite proteger del oleaje a la costa, así como de los nortes, la
disposición, permite generar sedimentación y recuperación de la playa, por los efectos
de retención del transporte del litoral, así como también por la difracción que se
generan en los morros de los espigones. La disposición de los espigones largos en los
extremos, sirven para generar un volumen de control, con una protección mayor.
Figura 12-4. Alternativa 3
Fuente: GANAM 2010
Figura 12-5. Espigones: Alternativa 3
Fuente: GANAM 2010
12.3.4 Matrices de Comparación
En la matriz, se analizan variables claves para la sustentabilidad del proyecto, para
pasar a la fase de factibilidad, los criterios son los siguientes:
Costos Constructivos
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 55
Niveles de Servicio y Seguridad
Mejoramiento de la Playa
Conflictividad Social
Efectos Ambientales
Costos Económicos Ambientales
Dificultad Técnica
Tiempo de Implementación
En el análisis, mientras más alto es el valor, la alternativa es más conveniente, los
valores de calificación de alternativas multiplicados por los valores de importancia
relativa se presentan en la siguiente tabla:
Tabla 12-6. Matriz de comparación de alternativas
absoluta relativa C C*IP C C*IP C C*IP
Costos constructivos 6,25 0,11 3 0,33 5 0,54 4 0,43
Niveles de Servicio y Seguridad 8,25 0,14 4 0,57 5 0,72 6 0,86
Mejoramiento de la Playa 4,5 0,08 6 0,47 7 0,55 8 0,63
Conflictibidad Social 8,25 0,14 3 0,43 4 0,57 4 0,57
Efectos Ambientales 5,25 0,09 4 0,37 5 0,46 6 0,55
Costos Económicos Ambientales 8,75 0,15 5 0,76 6 0,91 7 1,07
Dificultad Técnica 8,25 0,14 4 0,57 5 0,72 5 0,72
Tiempo de Implementación 8 0,14 5 0,70 7 0,97 6 0,83
Total 57,5 1,00 34 4,20 44 5,4 46 5,7
Criterio de análisis
Importancia Ponderal Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3
Elaboración: GANAM 2010
Se selecciona entonces, como la mejor alternativa, la alternativa 3, que consiste en
espigones sucesivos en dos dimensiones.
En la Alternativa elegida, presenta los siguientes desplantes, al Nivel más bajo de las
mareas de Sicigia (MLWS).
Espigón 1: Desplanta hasta los 9 metros y el morro hasta los 12,3 metros
Espigón 2: Desplanta hasta los 8,9 metros y el morro hasta los 9,1 metros
Espigón 3: Desplanta hasta los 10,3 metros y el morro hasta los 10,4 metros
Espigón 4: Desplanta hasta los 10,3 metros y el morro hasta los 10,3 metros
Espigón 5: Desplanta hasta los 12,4 metros y el morro hasta los 12,9 metros
12.3.5 Resultado Previsto
Con el arreglo propuesto, se prevé tener protección y regeneración de playa.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 56
Figura 12-7. Resultado Previsto
12.3.6 Costos de la Alternativa Propuesta
En el Anexo D, se presenta el detalle; el valor para desarrollar el proyecto, es de: $
88.320.533,90 USD.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 57
13 CONCLUSION Y RECOMENDACIÓN
13.1 CONCLUSIÓN
Las Información Hidrográfica, Oceanográficas (Ing. Costas) analizada en la fase de
prefactibilidad en el área de estudio, permite verificar la necesidad de infraestructura
para protección y sedimentación del área de Crucita, y que esta protección consista
en 5 Espigones, con el arreglo propuesto como mejor alternativa.
13.2 RECOMENDACIÓN
Desarrollar la fase de factibilidad de estudios de Ingeniería de Costas y obras Portuarias
para protección y sedimentación de la playa de Crucita.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 58
14 FASE SIGUIENTE
Una vez elegida la Alternativa que más conviene para proteger la playa de Crucita, y
regenerarla, se deben contratar los Estudios de Factibilidad, en los que se realizará
todos los estudios de campo en un periodo adecuado, que permita tener la
información de Ingeniería Básica, para realizar los estudios y diseños definitivos.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 59
15 BIBLIOGRAFÍA
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ENFIELD, D. Oceanografía de la región norte del frente ecuatorial, Aspectos Físicos
1975
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Vicente Maldonado: Ecuador. Visión Global del Desarrollo de La Costa; Guayaquil,
Septiembre de 1989.
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Recursos Costeros. Fundación Pedro Vicente Maldonado. Septiembre 1987.
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Desarrollo de la Costa. Fundación Pedro Vicente Maldonado. Septiembre 1989.
SORENSEN, R. Basic Costal Engineering, 1978
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Manual, Vol. I: Vol 2, Vol3.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 60
T. LAEVASTU, 1962. The causes and predictions of surface currents in sea and lake.
Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 63
16.3 ANEXO C: TRANSPORTE LITORAL
Ingrese los siguientes datos:
Estación V Ang Hb hb
m/s m m
EO1 0,11 35 0,7 0,5
EO2 0,1 30 0,6 0,5
EO3 0,09 25 0,66 0,5
Estación Eb Cb Um Is Qs
m3/s
EO1 6,15E+02 2,21E+00 1,55E+00 3,30E+01 3,46E-03
EO2 4,52E+02 2,21E+00 1,33E+00 2,44E+01 2,55E-03
EO3 5,47E+02 5,47E+02 1,46E+00 2,30E+01 2,41E-03
Para la Época Lluviosa de 6 meses
Estación Qs
m3/6meses
EO1 54.088,61
EO2 39.865,78
EO3 37.712,94
Altura de Transporte Litoral
Influencia 200,00 m
Distancias Alturas
EO1 - EO2 130,00 m EO1 - EO2 0,55 m
EO2 - EO3 110,00 m EO2 - EO3 0,10 m
V1 V2 V3
EO1 - EO2 EO2 - EO3
Calcular
Q en 6 meses
-14,222.83
Análisis
Erosión
-2,152.84
Erosión
Cálculo de Alturas
m3 por 6 meses m3 por 6 meses
130.00 m
200 m0.55
m
110.00 m
200 m0.10
m