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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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ALUMNOS ING. MARITIMA UEM NAUTILUS I.M., S.L. OTRAS
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ALUMNOS ING. MARITIMA UEM
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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