TERCERA PARTE IMPACTO DE UN DRAGADO EN LA COSTA … · Impacto de un dragado en la costa catalana 92 Las numerosas obras marítimas construidas en la costa catalana han tenido un

TERCERA PARTE ______________________________________________________

IMPACTO DE UN DRAGADO EN LA COSTA CATALANA

Impacto de un dragado en la costa catalana

92

Las numerosas obras marítimas construidas en la costa catalana han tenido un papel muy importante en la evolución de su litoral. El sentido SW del transporte neto ha creado grandes zonas de acreción al norte de los obstáculos, mientras que las playas situadas al sur han quedado fuertemente erosionadas. Las zonas de acumulación suelen ser innecesariamente anchas, pudiendo provocar además problemas de aterramiento en las bocanas de los puertos o en las desembocaduras. Por su parte, las zonas de erosión representan una pérdida efectiva de playa, que afecta tanto a la protección de la costa como a los usuarios de la playa. Para mitigar estos efectos, la Generalitat de Catalunya está estudiando la creación del Servicio de Dragados de Catalunya, herramienta de servicio público para realizar dragados de mantenimiento portuarios en bocanas y para realizar trasvases de arena desde las zonas de acumulación de sedimentos hacia las de erosión. Las principales consecuencias de una extracción de arena cercana a la costa son la alteración de las condiciones hidrodinámicas existentes, del transporte de sedimentos y de la morfología de la zona costera. Por lo tanto, se debería seleccionar la zona óptima de dragado que permita obtener material para verter en las zonas erosionadas y provocar a la vez los cambios deseados sobre la costa adyacente, como puede ser en este caso la reducción del ancho de playa. En esta tercera parte de la tesina se intentará determinar esta zona óptima de dragado y se discutirá el método más adecuado para realizar la operación. Para ello habrá que analizar los principales impactos provocados por una extracción de arena cercana a la costa, especialmente sobre los cambios provocados en la morfología de la costa y en el transporte longitudinal de sedimentos. En el capítulo 11 se estudiará la influencia de diferentes zanjas de dragado paralelas a la costa sobre la evolución transversal de los perfiles de playa, con el fin de estudiar la relación entre la posición y el volumen del dragado con los cambios provocados sobre el perfil. En el siguiente capítulo se analizará la capacidad de transporte longitudinal de sedimentos en dos tramos diferentes de costa, para poder estimar la evolución que sufrirá la zanja de dragado con el tiempo y determinar la reversibilidad de los cambios provocados por el dragado. Finalmente, una vez determinados los cambios provocados por los diferentes dragados y su esperada evolución en el tiempo, se podrá determinar la zona óptima de dragado que permita a la vez extraer material y reducir el ancho de playa, recuperando sus características iniciales a lo largo del tiempo. En este último capítulo se discutirá también el equipo y sistema más adecuado para realizar la operación en función de su emplazamiento.

Evolución transversal del perfil de playa

Capítulo 11 93

11. EVOLUCIÓN TRANSVERSAL DEL PERFIL DE PLAYA 11.1. Introducción Cualquier extracción de arena provoca un cambio en la topografía del fondo, que con la acción del oleaje y las corrientes puede afectar directamente a la morfología de la costa, al transporte de sedimentos y a las condiciones hidrodinámicas. Este capítulo se centrará en analizar los principales impactos provocados por una zanja de dragado sobre la morfología de la zona costera. Se estudiarán diferentes posiciones del dragado respecto a la línea de orilla, para analizar la influencia de su distancia con los cambios provocados. La profundidad máxima considerada para realizar el dragado ha sido de 8 m, por lo que se puede considerar que se trata en todos los casos de dragados cercanos a la orilla. También se ha querido determinar la relación entre las características del perfil y los cambios provocados por el dragado, por lo que se han considerado diferentes pendientes, alturas de berma y granulometrías en los perfiles analizados. Para determinar el impacto físico provocado por el dragado sobre la costa adyacente, se estudiará la evolución transversal de distintos perfiles de playa sometidos a los dragados considerados. 11.2. Definición de los perfiles y dragados considerados 11.2.1. Definición de los perfiles de playa Se ha determinado un perfil de equilibrio de playa, entendiendo como tal un perfil idealizado que sería el representativo de las condiciones medias. Aunque existen numerosas expresiones para caracterizar el perfil de equilibrio de una playa, se ha utilizado, dado su uso extendido, el perfil de Dean, que sigue la siguiente expresión:

3/2.xAy = El parámetro A se puede estimar a partir de la velocidad de caída del sedimento mediante la expresión

3/12

25.2

=

gwA

que fue obtenida por Kriebel, Kraus y Larson (1991), ajustada a partir de los resultados obtenidos por Moore (1982), proporcionando una buena correlación a la relación empírica encontrada por Dean (1987) entre A y la velocidad de caída w. La relación existente entre el D50 del sedimento, su velocidad de caída y el parámetro A se puede observar en la Figura 11. 1.


94 Capítulo 11

Figura 11. 1. Dependencia de A con el tamaño del sedimento y la velocidad de caída. En primer lugar se ha estudiado el caso de una playa de arena gruesa, que podría ser representativa de la costa del Maresme, con un tamaño medio de sedimento de 400 µm, lo que equivale a un parámetro A=0.15 m1/3. Con este valor queda fijado el perfil sumergido de la playa. La parte emergida está formada por un primer tramo de pendiente variable (valores entre 1/5 y 1/20), y un segundo tramo horizontal de 100 m de longitud, cuya altura se ha supuesto a 2.5 m y a 4.0 m, con lo que se han obtenido un total de 8 perfiles distintos para analizar. Según Gravens et al. (2002), para tamaño medio de grano comprendido entre 200 y 400 µm, el talud recomendado en proyectos de alimentación de playas es de 1/15 a 1/10. A partir de esta recomendación, se han tomado cuatro pendientes diferentes para la parte emergida del perfil, que son 1/5, 1/10, 1/15 y 1/20. La Figura 11. 2 representa esquemáticamente los perfiles considerados y la Tabla 11. 1 resume las características de cada uno de ellos.

+ 2,5

+ 4,0

1k

y = 0,15 x 2/3

m

m

Perfil de Dean

600 m

11 m

100 m

Figura 11. 2. Esquema de los perfiles de playa considerados.


Capítulo 11 95

Perfil Pendiente Cota máxima (m)

1 1/10 2.52 1/5 2.53 1/15 2.54 1/20 2.55 1/10 46 1/5 47 1/15 48 1/20 4

Tabla 11. 1. Características de los diferentes perfiles estudiados.

11.2.2. Definición de los dragados Se han considerado cuatro casos diferentes de dragado, caracterizados cada uno de ellos por su posición en el perfil y por su volumen. El primer dragado se inicia en la cota 0 y tiene una altura de 2 m. Todos los dragados tienen la misma altura y empiezan en la cota final del dragado anterior, con lo que se van alejando cada vez más de la orilla (ver Figura 11. 3). El último dragado considerado se encuentra entre las cotas -6 y -8 m.

+ 2,5

+ 4,0

1k

y = 0,15 x 2/3

1

7

m

m

Dragado 1

Dragado 2

Dragado 3

Dragado 4

2 m

4 m

6 m

8 m

Figura 11. 3. Esquema de los diferentes dragados realizados en los perfiles de playa.

El talud de dragado se ha supuesto en todos los casos igual a 1/7, de acuerdo a las recomendaciones de la ROM 0.5-94 sobre taludes usuales de dragado. La Tabla 11. 2 resume las principales características de los dragados considerados, que son la profundidad y el volumen de la extracción.


96 Capítulo 11

Profundidad inicial Profundidad final Volumende dragado (m) de dragado (m) dragado (m3/ml)

Dragado 1 0 -2 25Dragado 2 -2 -4 70Dragado 3 -4 -6 97Dragado 4 -6 -8 122 Tabla 11. 2. Características de los diferentes dragados considerados.

En la primera parte de la tesina dedicada a las técnicas de dragado, hemos visto que las dragas usuales necesitan una profundidad mínima para operar que depende del tipo de draga y del tamaño de la embarcación, pero que suele oscilar entre los 3 y 4 m. El dragado que hemos considerado más cercano a la costa (dragado 1) debería realizarse en principio con un sistema fijo de succión, formado por una bomba y una tubería de succión instalados sobre una estructura perpendicular a la costa, puesto que ninguna draga puede llegar a tan pequeñas profundidades. El dragado 2 podría llevarse a cabo con una draga de pala o de cuchara, pero los elevados volúmenes de extracción y el emplazamiento de la obra recomendarían posiblemente el uso de una draga cortadora, siempre que la embarcación pudiera llegar a estas profundidades, o un sistema fijo de dragado. Por último, los dragados 3 y 4 pueden realizarse con cualquier tipo de draga, quedando su elección condicionada por el volumen necesario de extracción de arena. En el último capítulo de esta tesina se discutirá la elección de los equipos de dragado más adecuados para realizar la operación según la zona que se decida óptima para la extracción. 11.2.3. Dragados acumulativos Como veremos más adelante, los impactos de un dragado sobre el perfil de playa pueden ser debidos tanto a su volumen como a su posición, por lo que para intentar analizar más concretamente el efecto único del volumen sobre la estabilidad costera, se han realizado unos nuevos dragados que, partiendo todos de la misma cota inicial (nivel 0 m), van aumentando progresivamente su volumen. Aunque cada uno de estos dragados esté asociado a una profundidad diferente, esta variable jugará ahora un papel menos importante que en el caso de los dragados 1, 2, 3 y 4, en que cada dragado se iniciaba a una cota diferente que los demás. Estos dragados se han aplicado a un único perfil de playa, de pendiente 1/10 en la parte emergida y altura máxima de berma a 2.5 m, correspondiendo por lo tanto al perfil 1 descrito en el apartado anterior. La Figura 11. 4 muestra de forma esquemática los dragados acumulativos considerados, cuyas principales características se recogen en la Tabla 11. 3.


Capítulo 11 97

17

3 m

2.5

m

2 m

1.5

mD

raga

do A

Dra

gado

B

Dra

gado

C

Dra

gado

D

Figura 11. 4. Esquema de los dragados acumulativos sobre el perfil 1.


Dragado A 0 -1.5 18Dragado B 0 -2 25Dragado C 0 -2.5 46Dragado D 0 -3 76

Tabla 11. 3. Características de los dragados acumulativos. La profundidad máxima de dragado considerada en este caso es de 3 m, valor muy inferior al considerado en los dragados anteriores (8 m). Como veremos más adelante, los dragados realizados a pequeñas profundidades son los que provocan mayores impactos sobre el perfil de playa, por lo que se ha decidido realizar el estudio de la relación entre el volumen de dragado y los cambios provocados en el perfil a estas profundidades. 11.3. Evolución transversal de los perfiles El análisis de la evolución transversal de los perfiles de playa expuestos a los diferentes dragados, se ha realizado utilizando el modelo de evolución de perfil SBEACH (Store-Induced BEAch CHange model), desarrollado por el US Army Corps of Engineers (Larson y Kraus, 1989; Larson et al., 1990; Wise et al. 1996). El modelo permite simular la respuesta de un perfil de playa arbitrario bajo la acción de una tormenta caracterizada a partir de una serie temporal de las condiciones de oleaje (altura, período y dirección) y nivel del mar. Este modelo no considera sin embargo cambios de perfil asociados a gradientes del transporte longitudinal de sedimentos. Aunque teóricamente el modelo es capaz de reproducir tanto la respuesta erosiva


98 Capítulo 11

como la acumulativa del perfil, como en la mayor parte de los modelos de perfil existentes, su mayor fiabilidad radica en la simulación de los procesos de erosión, ya que este tipo de modelos no suele reproducir de forma adecuada la recuperación del perfil de playa. Sin embargo, ya que desde el punto de vista de gestión de la playa el problema consiste en determinar la “erosionabilidad” del perfil, su uso queda suficientemente justificado. Este modelo ha sido ampliamente verificado y validado con datos de laboratorio y de campo, habiéndose acotado los valores de los diferentes coeficientes involucrados para ser aplicado en condiciones reales. Por ello, aunque de forma estricta su utilización para un caso específico requeriría de una calibración ad-hoc, dada la estabilidad o “robustez” de los valores de dichas constantes o coeficientes involucradas, se asumirá que la respuesta estimada representa adecuadamente el orden de magnitud de la respuesta. 11.3.1. Datos de oleaje utilizados Los datos de oleaje utilizados para realizar las simulaciones corresponden al temporal de noviembre de 2001 registrados por la boya direccional de Cap Tortosa, más concretamente entre los días 9 y 13 de ese mes. El periodo de retorno asociado a esta tormenta es de 12 años. El modelo permite simular variaciones del nivel medio del mar a lo largo del temporal, así como el periodo, la dirección y la altura de ola incidente. En este caso, el nivel medio del mar se ha considerado constante e igual a +1 m. La altura de ola significante registrada durante estos cinco días por la boya de Cap Tortosa, así como el periodo medio del oleaje y su dirección se muestran en las Figura 11. 5, Figura 11. 6 y Figura 11. 7.

0

1

2

3

4

5

6

9 de nov. 10 de nov. 11 de nov. 12 de nov. 13 de nov.

Hs

(m)

Figura 11. 5. Altura de ola registrada entre los días 9 y 13 de noviembre por la boya

direccional de Cap Tortosa.


Capítulo 11 99

0

2

4

6

8

10

12


Tmed

(s)

Figura 11. 6. Periodo medio de oleaje registrado entre los días 9 y 13 de noviembre

por la boya direccional de Cap Tortosa.

0

50

100

150

200

250

300

350

400


Dire

cció

n (º)

Figura 11. 7. Dirección del oleaje registrada entre los días 9 y 13 de noviembre por la

boya direccional de Cap Tortosa. La altura de ola máxima asociada a este temporal es de 5.62 m, que se registró el día 11 de noviembre a las 9 de la mañana. El registro de altura de ola muestra dos picos separados 6 h entre ellos, cuyo valor es prácticamente idéntico, 5.57 m y 5.62 m. Los valores del periodo medio del oleaje varían entre los 3.9 y 10.4 s, valor máximo que corresponde a la altura de ola máxima registrada el día 11 de noviembre por la mañana. Se registraron dos direcciones de oleaje bien diferenciadas durante estos días, una de componente norte (valores que oscilan entre los 310 º y 340º) y otra de componente este (valores que oscilan entre 65 º y 105º). El temporal del día 11 de noviembre fue de componente este. 11.3.2. Parámetros analizados El análisis de los resultados se ha basado en el estudio de los parámetros que se han considerado más relevantes en la evolución de los perfiles, y que se resumen a continuación:


100 Capítulo 11

• Perfil emergido:

o Retroceso de playa en su cota máxima. o Retroceso o avance de playa en la cota 0. o Nueva pendiente de playa. o Formación de duna.

• Perfil sumergido:

o Relleno de la zanja de dragado.

La Figura 11. 8 representa cada uno de estos parámetros sobre un perfil de playa. Comparando el perfil inicial (en negro) y el perfil final (en rojo) se obtiene los valores de los cinco parámetros analizados. El perfil rojo sería el perfil obtenido tras la acción de la tormenta y del dragado. En el Anejo I se presentan los resultados obtenidos de cada parámetro y para cada perfil de playa analizado.

1k

Retroceso en cota máx.Volumen duna

1k'

Nueva pendiente

Retroceso en cota 0

Relleno zanja

Figura 11. 8. Parámetros analizados en la evolución transversal del perfil. 11.4. Análisis de los resultados 11.4.1. Retroceso de playa en su cota máxima Los resultados obtenidos en cuanto al retroceso de la playa en su cota máxima, que es de 2.5 m para los perfiles 1 a 4 y de 4.0 m para los cuatro siguientes, se muestran en las Figura 11. 9 y Figura 11. 10. La situación inicial corresponde al caso de no tener ningún dragado en el perfil, donde la evolución será por lo tanto provocada únicamente por el efecto de la tormenta.


Capítulo 11 101

PERFILES CON COTA BERMA 2.5 m

0

5

10

15

20

25

30

35

Inicial Dragado 1 Dragado 2 Dragado 3 Dragado 4

Ret

roce

so e

n co

ta m

áx (m

)

Perfil 1Perfil 2Perfil 3Perfil 4

Figura 11. 9. Retroceso observado en la cota 2.5 m para los perfiles 1 a 4 y para todos

los casos de dragado.


0

5

10

15

20

25


Ret

roce

so e

n co

ta m

áx (m

)


Figura 11. 10. Retroceso observado en la cota 4.0 m para los perfiles 5 a 6 y para

todos los casos de dragado. Analizando la situación inicial de todos los perfiles, podemos observar como la tormenta produce un retroceso de la playa en todos los perfiles excepto en el 7 y el 8. El valor de este retroceso depende mucho del perfil considerado, siendo máximo para el perfil 2, que corresponde al perfil de cota más baja y más pendiente. En este caso, el retroceso observado es de 28 m. El efecto de los dragados 1 y 2 es un aumento del retroceso del perfil respecto a la situación inicial, excepto en el perfil 4 donde se observa una disminución de retroceso. El retroceso máximo se da en todos los perfiles con el dragado 1 (excepto para el perfil 4) que corresponde al dragado de más pequeño volumen pero más cercano a la parte emergida del perfil (ver Figura 11. 3). En el caso del perfil 2, el dragado 1 supone un aumento de 4.6 m en el retroceso respecto a la situación inicial.


102 Capítulo 11

Los dragados 3 y 4, que son los más profundos, no tienen efecto en cuanto al retroceso de la playa en su cota máxima, manteniendo prácticamente el mismo valor que en la situación inicial. Por lo tanto, podemos concluir que los dragados a profundidades superiores a los 3 ó 4 m no tienen efecto en cuanto al retroceso provocado en la playa, por lo que si se quiere reducir el ancho de la playa se deberá extraer el sedimento a menores profundidades. Comparando los dos gráficos se observa que para una misma pendiente, el valor del retroceso es superior cuanto más baja es la berma. Por otro lado, fijada una altura de berma, los perfiles que sufren un mayor retroceso son aquellos que tienen mayor pendiente. Estas dos conclusiones explican que el perfil 2 sea el que presenta mayores retrocesos en todas las situaciones analizadas y que los perfiles 7 y 8, que corresponden a los perfiles con cota más alta y a la vez con menor pendiente, no sufran retroceso en ningún caso. En la Figura 11. 11 se muestran los resultados obtenidos al realizar los dragados A, B, C y D en el perfil de playa 1. Como cabía esperar, al realizar un dragado el retroceso aumenta, y cuanto mayor es el volumen extraído, mayor es también el retroceso creado. El retroceso en la situación inicial sin dragado es de 19 m, valor que va aumentando de tal forma que el volumen de dragado de 76 m3/ml entre los calados 0 y -3 (dragado D), provoca un aumento del retroceso de 9.5 m.

PERFIL 1

0

5

10

15

20

25

30

Inicial Dragado A Dragado B Dragado C Dragado D

Retro

ceso

en

cota

máx

(m)

Figura 11. 11. Retroceso observado en la cota 2.5 m para el perfil 1, con los dragados

A, B, C y D. 11.4.2. Retroceso o avance de playa en la cota 0 La variación de la línea de orilla provocada por el temporal y por los efectos de los dragados se muestra en las Figura 11. 12 y Figura 11. 13. Se ha considerado como positivo el retroceso del perfil y negativo su avance.


Capítulo 11 103


02468

10121416


Varia

ción

en

cota

0 (m

)


Figura 11. 12. Variación observada en la cota 0 m para los perfiles 1 a 4 y para todos



-10

-5

0

5

10

15


Varia

ción

en

cota

0 (m

)


Figura 11. 13. Variación observada en la cota 0 m para los perfiles 5 a 8 y para todos

los casos de dragado. Como en el caso anterior, el dragado 1 (entre las cotas 0 y -2 m) es el que provoca mayores cambios en cuanto a desplazamientos horizontales en la playa. Estos cambios son debidos a la proximidad de la zanja con el perfil emergido de playa, ya que la influencia de su volumen no puede ser muy significante debido a su pequeño valor (25 m3/ml). El dragado 2 todavía produce un aumento de retroceso respecto a la situación inicial, aunque de menor valor que en el dragado 1, pero como en el caso anterior, los dragados 3 y 4 producen variaciones prácticamente insignificantes. Se puede comprobar que a menor pendiente de playa seca, mayor es el retroceso del perfil en el nivel 0. De esta manera obtenemos por ejemplo que para el dragado 2, el perfil que presenta un mayor retroceso en el nivel 0 es el perfil 4 (pendiente 1/20), seguido del perfil 3 (pendiente 1/15), el perfil 1 (pendiente 1/10) y finalmente el perfil 2 (pendiente 1/5).


104 Capítulo 11

Contrastando este resultado con el obtenido en el apartado anterior, vemos que a mayor pendiente de playa seca, mayor es el retroceso en la cota máxima de la berma, pero menor es el retroceso en la cota 0. Como apuntan estas dos conclusiones, el perfil 6, es decir el perfil de mayor pendiente y mayor cota de berma, es el que presenta el menor retroceso, que se muestra incluso como un avance de la línea de orilla. Los resultados obtenidos para este perfil muestran como la tormenta provoca un avance de la línea de orilla de 6.6 m, que los dragados 1 y 2 intentan reducir. Comparando las Figura 11. 12 y Figura 11. 13 observamos que los perfiles con menor cota de berma son los que sufren un mayor retroceso en la cota 0. Este resultado es el mismo que el obtenido en el apartado anterior para el retroceso en la cota máxima de la berma. Por lo tanto, como menor es la cota de la berma mayores son los cambios, tanto en el nivel 0 como en el nivel máximo. En todo caso, los valores de los retrocesos en la cota 0 son siempre inferiores a los observados para las mismas condiciones en la cota máxima del perfil (2.5 m ó 4.0 m). El valor máximo de retroceso de playa en la cota máxima se da para el perfil 2 con el dragado 1 (ver Figura 11. 9) y es de 32.6 m. En cambio, el valor máximo de retroceso de playa en el nivel 0 se da para el perfil 4 con el dragado 1 (ver Figura 11. 12) con un valor de 14.5 m. Por último, se ha analizado la relación existente entre los volúmenes de dragado y la respuesta de la línea de orilla. Los resultados que se presentan en la Figura 11. 4 muestran como todos los dragados inducen un retroceso de la línea de orilla.

PERFIL 1

02468

10121416


Varia

ción

en

cota

0 (m

)

Figura 11. 14. Retroceso observado en la cota 0 m para el perfil 1, con los dragados

A, B, C y D. Como se puede observar, a medida que aumenta el volumen de dragado, el retroceso del perfil en la cota 0 es mayor. Este incremento del retroceso provocado por el dragado es muy grande, doblando su valor para un volumen de dragado de 25 m3/ml (dragado B).


Capítulo 11 105

11.4.3. Nueva pendiente de playa seca Hasta el momento hemos visto que la tormenta y los dragados provocan cambios tanto en la posición de la playa en su cota máxima como en el nivel 0, con lo que la pendiente de playa seca obtenida varía respecto al perfil inicial. Como puede apreciarse en los perfiles del Anejo I, la parte emergida de playa pasa de ser recta a tener una forma curvada, por lo que para poder hablar de su pendiente se ha definido una pendiente equivalente. La Figura 11. 15 muestra la pendiente inicial de la playa emergida (1/k) y la pendiente equivalente del perfil una vez han actuado la tormenta y los dragados (1/k’).

Figura 11. 15. Pendiente inicial de la playa seca (1/k) y pendiente equivalente del perfil

obtenido (1/k’). La Figura 11. 16 y Figura 11. 17 muestran los resultados obtenidos tras las simulaciones.


0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07


Pend

ient

e eq

uiva

lent

e


Figura 11. 16. Pendiente equivalente de playa seca para los perfiles 1 a 4 y para todos



106 Capítulo 11


00.010.020.030.040.050.060.070.080.09

0.1


Pend

ient

e eq

uiva

lent

e


Figura 11. 17. Pendiente equivalente de playa seca para los perfiles 5 a 8 y para todos

los casos de dragado. En primer lugar observamos que el efecto de la tormenta sobre cualquier perfil de playa es la disminución de la pendiente de su parte emergida, obteniendo un perfil de playa más tendido, como cabía esperar tras un episodio de alta energía. La pendiente inicial del perfil 1, por ejemplo, es 1/10 (0.01) y pasa a ser 1/16 (0.062). De la misma manera, si comparamos las pendientes iniciales y finales de los demás perfiles, vemos como los valores obtenidos en el caso que llamamos “Inicial”, que es el que corresponde al efecto único de la tormenta (sin ningún tipo de dragado), son inferiores a los valores de pendiente iniciales que se encuentran en la Tabla 11. 1. Sin embargo, en un mismo perfil, los cambios de pendiente asociados a los dragados son prácticamente insignificantes. Excepto en el caso del perfil 4, que hemos observado que siempre se comporta de forma diferente a los demás, la pendiente obtenida en cualquiera de los escenarios es prácticamente la misma. Con todo esto podemos afirmar que bajo las condiciones de nuestro ejemplo, la pendiente equivalente de la parte emergida de la playa queda determinada por la acción de la tormenta y no por las características del dragado. Por otro lado, comparando las dos figuras observamos que para una misma pendiente inicial, a mayor cota de berma, mayor es la pendiente equivalente obtenida. Los perfiles 2 y 6 tienen una pendiente inicial de 1/5 (0.2), y la pendiente equivalente del perfil 6 es siempre superior a la del perfil 2. Por último, la acción del temporal y de los dragados mantiene el orden de los perfiles según su pendiente, es decir que los perfiles con mayor pendiente inicial siguen siendo los de mayor pendiente final. La Figura 11. 18 muestra la evolución de la pendiente equivalente al ir aumentando el volumen de dragado en un perfil de playa de pendiente inicial 1/10 (0.1).


Capítulo 11 107

PERFIL 1

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07


Pend

ient

e eq

uiva

lent

e

Figura 11. 18. Pendiente equivalente obtenida en el perfil 1 con los dragados A, B, C y

D. Como hemos comprobado en las figuras anteriores, el perfil de playa obtenido después de un temporal es más tendido que el perfil inicial (pendiente de valor 0.062 frente a 0.1 inicial), pero este valor permanece prácticamente constante al realizar cualquier dragado. 11.4.4. Formación de duna La formación de dunas en las playas debida a la acción de los temporales es bastante habitual, por lo que se ha analizado el volumen de duna creada en función del dragado considerado. El volumen de la duna se ha medido en m3 por metro lineal de playa, y la Figura 11. 19 y Figura 11. 20 muestran los resultados obtenidos.


0

2

4

6

8

10

12

14


Volu

men

dun

a (m

3/m

l)


Figura 11. 19. Volumen de la duna formada en los perfiles 1 a 4 para todos los casos

de dragado.


108 Capítulo 11


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3


Volu

men

dun

a (m

3/m

l)


Figura 11. 20. Volumen de la duna formada en los perfiles 5 a 8 para todos los casos

de dragado. La acción del temporal provoca la aparición de una duna en los perfiles de playa más verticales. El volumen de esta duna depende mucho de la altura de la berma, estando alrededor de los 11 m3/ml en el caso de berma a 2.5 m y alrededor de los 2.3 m3/ml en los perfiles con berma a 4.0 m. La variación de este volumen inicial de duna con los diferentes casos de dragado depende mucho del perfil considerado, no habiéndose encontrado ninguna relación clara entre ambos. Sin embargo, se ha comprobado que para una misma pendiente inicial de la playa, la formación de duna es mucho mayor en el caso de berma más baja. Así, el volumen de la duna que se forma en el perfil 2 con el dragado 1 es de 12.3 m3/ml, casi seis veces más que el formado con el perfil 6, que es el que tiene misma pendiente que el perfil 2, con el dragado 1. El volumen de la duna también aumenta con la pendiente inicial del perfil, siendo siempre superior en los perfiles más verticales. Este aumento del volumen de la duna que se forma con la pendiente de la playa y con menores alturas de berma, explica que los perfiles más altos y más tendidos (perfiles 7 y 8) presenten valores prácticamente nulos. A continuación se analiza el aumento del volumen de la duna en el caso de realizar 4 dragados que van aumentando progresivamente de volumen, partiendo todos de un mismo calado inicial (Figura 11. 21).


Capítulo 11 109

PERFIL 1

0

2

4

6

8

10

12

14


Volu

men

dun

a (m

3/m

l)

Figura 11. 21. Volumen de duna formada en el perfil 1 con los dragados A, B, C y D.

Hasta un volumen de dragado de 25 m3/ml (dragado B), los cambios del volumen de la duna son casi inapreciables (inferiores a 0.2 m3/ml). Sin embargo, para dragados mayores, el volumen de la duna va aumentando poco a poco, llegando a incrementar su volumen inicial en un16% en el caso del dragado D. 11.4.5. Relleno de la zanja de dragado El último parámetro estudiado es el relleno de la zanja de dragado. Se ha calculado el porcentaje de relleno de dicha zanja en cada situación, presentándose los resultados en la Figura 11. 22 y Figura 11. 23. En la situación inicial los perfiles no tienen ningún dragado, por lo que no existe ninguna zanja en ese caso.


020406080

100120140160180


% R

elle

no z

anja


Figura 11. 22. Porcentaje de relleno de la zanja de dragado en los perfiles 1 a 4 para

todos los casos de dragado.


110 Capítulo 11


0

50

100

150

200

250


% R

elle

no z

anja


Figura 11. 23. Porcentaje de relleno de la zanja de dragado en los perfiles 5 a 8 para

todos los casos de dragado. Como cabía esperar, como más cerca se encuentra el dragado del inicio del perfil sumergido y más pequeño es su volumen, más fácilmente se recupera el perfil de la zanja creada por el dragado. De esta manera, podemos observar como con el dragado 1 todos los perfiles consiguen rellenar la zanja creada (valores superiores al 100%) e incluso aumentar su volumen. La Figura 11. 24 muestra el relleno completo de la zanja creada por el dragado 1 en el perfil 6. Al alejarse la zanja del inicio del perfil y al aumentar su volumen, el relleno va disminuyendo hasta que para dragados a profundidades superiores a los 4 m (dragados 3 y 4) el relleno de la zanja es nulo (ver Figura 11. 25).

Figura 11. 24. Relleno de la zanja creada por el dragado 1 en el perfil 6.


Capítulo 11 111

Figura 11. 25. Zanja creada por el dragado 3 en el perfil 6.

Por otro lado, el relleno de la zanja aumenta al tener una mayor pendiente de playa y una mayor cota de berma. De esta forma, el perfil que presenta un porcentaje de relleno mayor es el perfil 6, que corresponde al de mayor pendiente inicial (1/5) y mayor altura máxima de berma (4.0m). En el lado opuesto se encuentra el perfil 4, que es el más tendido (pendiente 1/20) y de cota máxima más baja (2.5 m), siendo el que presenta un menor relleno de la zanja creada por el dragado. Por último, analizaremos la influencia de un aumento en el volumen de un dragado que se inicia en el nivel 0 y que va aumentando poco a poco, cuyos resultados se muestran en la Figura 11. 26.

PERFIL 1

0

20

40

60

80

100

120

140


% R

elle

no z

anja

Figura 11. 26. Porcentaje de relleno de la zanja creada en el perfil 1 por los dragados

A, B, C y D. El porcentaje de relleno de la zanja creada en el perfil 1 depende del dragado considerado. Hasta un dragado de 25 m3/ml (dragado B), a medida que aumenta el volumen de dragado también aumenta el porcentaje de relleno. Sin embargo, a partir de este valor, si sigue aumentando el volumen de dragado, el porcentaje de relleno


112 Capítulo 11

disminuye. Este cambio en el comportamiento del perfil puede ser debido a que los grandes volúmenes están asociados a profundidades mayores, y como hemos visto en las figuras anteriores, al perfil le cuesta más recuperar los cambios creados como más profundos se encuentren. 11.5. Influencia del tamaño del sedimento Para estudiar la influencia de la granulometría en el comportamiento del perfil, se ha realizado el mismo análisis pero considerando un tamaño de sedimento menor. Para ello, se ha determinado el perfil de equilibrio de una playa con un tamaño de sedimento de 200 µm. Como en el caso anterior, se ha utilizado el perfil de Dean, correspondiente a la ecuación y=A . x2/3. Para un tamaño de sedimento de 200 µm, el parámetro A de Dean toma el valor A=0.09 m1/3, obteniendo un perfil más tendido que en el caso de tener un tamaño de sedimento mayor. El hecho de partir de un perfil de equilibrio más tendido obliga a tener diferencias en los dragados considerados. Sin embargo, para poder comparar resultados, se ha intentado que estos dragados sean lo más parecidos posible a los dragados 1, 2, 3 y 4 del apartado anterior. En la Tabla 11. 4 se recogen las características de dichos dragados.


Dragado 1' 0 -1.3 23Dragado 2' -1.3 -2.8 75Dragado 3' -2.8 -4.3 106Dragado 4' -4.3 -5.8 129

Tabla 11. 4. Características de los nuevos dragados considerados. Las simulaciones se han realizado sobre un único perfil de playa, correspondiente al perfil 1 del apartado anterior, con una pendiente de playa seca de 1/10 y una altura máxime de berma de 2.5 m. En la Figura 11. 27 se muestran de forma esquemática el perfil de playa sumergido y los dragados considerados en el primer apartado con un tamaño de sedimento de 400 µm (en azul), y el perfil y los dragados considerados ahora con un tamaño de grano de 200 µm (en rojo).


Capítulo 11 113

2/3x y = 0,09

2/3x y = 0,15

1

2

3

4

1'

2'

3'

4' 1.

3 m

2.8

m

4.3

m

5.8

m

2 m

4 m

6 m

8 m

Figura 11. 27. Perfiles de playa y dragados considerados en función de la granulometría del sedimento.

Además, para determinar con más exactitud la relación entre el volumen de dragado y cada uno de los parámetros analizados, se han realizado también unos dragados acumulativos, que parten todos de la cota 0 y aumentan progresivamente su volumen. Las características de estos dragados se encuentran en la Tabla 11. 5. Para poder comparar los resultados, estos volúmenes de dragado son prácticamente los mismos que los considerados en el perfil con tamaño de sedimento 400 µm (dragados A, B, C y D).


Dragado A' 0 -1.2 18Dragado B' 0 -1.3 23Dragado C' 0 -1.7 46Dragado D' 0 -2.1 79

Tabla 11. 5. Características de los nuevos dragados acumulativos. Las condiciones de oleaje para las simulaciones son las mismas, es decir las correspondientes al temporal del 9 al 13 de noviembre de 2001, registradas por la boya direccional de Cap Tortosa. 11.5.1. Retroceso de playa en su cota máxima La Figura 11. 28 muestra el retroceso de la playa en la cota 2.5 m para ambas granulometrías y para los cuatro dragados independientes.


114 Capítulo 11

PERFIL 1

14

16

18

20

22

24

26

28


Ret

roce

so e

n co

ta m

áx (m

)200 µm400 µm

Figura 11. 28. Retroceso observado en la cota 2.5 m para el perfil 1.

El aumento del retroceso debido al cambio de la granulometría es considerable, siendo máximo en el caso del dragado 2, donde se pasa de un retroceso de unos 21 m a uno de 26 m, lo que representa un incremento del 25%. Sin embargo, el comportamiento del perfil frente al retroceso provocado por los dragados no depende de la granulometría del sedimento. Como hemos comprobado en el apartado anterior, cuanto más cerca se encuentra la zanja de la orilla, mayores son los cambios provocados en el perfil. Por esta razón, el retroceso máximo se obtiene en los dos casos con el dragado 1, que es el más cercano a la orilla, mientras que los dragados 3 y 4 no influyen prácticamente en cuanto a la variación de la playa en su cota máxima respecto a la situación inicial. Como cabía esperar, el retroceso obtenido con el perfil de tamaño de sedimento 200 µm es siempre superior al obtenido con el de tamaño 400 µm. La disminución del tamaño del grano lleva asociada un aumento del inicio de la condición de movimiento, de forma que los granos más pequeños ofrecen una menor resistencia al oleaje y tienen una mayor movilidad. Si analizamos ahora la relación entre el aumento de volumen de dragado y el retroceso provocado en la playa (Figura 11. 29), vemos que estos dos parámetros están directamente relacionados, es decir que a medida que aumenta el volumen de dragado también lo hace el retroceso.


Capítulo 11 115

PERFIL 1

0

5

10

15

20

25

30

35

Inicial Dragado A' Dragado B' Dragado C' Dragado D'

Ret

roce

so e

n co

ta m

áx (m

)200 µm400 µm

Figura 11. 29. Retroceso observado en la cota 2.5 m para el perfil 1, con los dragados

A’, B’, C’ y D’. La diferencia de retroceso provocada por el cambio del tamaño del sedimento es relativamente constante y por lo tanto independiente del volumen de dragado, siendo en promedio un 19% superior en el caso del sedimento de 200 µm. 11.5.2. Retroceso o avance de playa en la cota 0 Como se puede observar en la Figura 11. 30, la respuesta de los dos perfiles en cuanto a la variación de la línea de orilla es muy diferente. Mientras que en el caso del perfil de tamaño de sedimento 400 µm los cambios se traducen en un retroceso de la línea de orilla (considerado como positivo en la Figura 11. 30), en el perfil de sedimento más fino se observa un avance de la misma.

PERFIL 1

-8

-6-4

-20

24

68

10


Varia

ción

en

cota

0 (m

)

200 µm400 µm

Figura 11. 30. Retroceso observado en la cota 0 m para el perfil 1.

Comparando las dos situaciones iniciales, vemos que la acción de la tormenta tiene efecto contrario en los dos perfiles. Mientras que el perfil de sedimento más grueso sufre un retroceso de 3.8 m debido al temporal, el perfil con tamaño de grano 200 µm sufre un avance de 6.8 m. Como hemos comprobado anteriormente, la menor


116 Capítulo 11

resistencia que puede ofrecer el sedimento fino hace que los efectos sobre su perfil sean siempre de mayor intensidad. Sin embargo, el efecto de los dragados es el mismo en ambos perfiles. Al realizar los dragados 1 ó 2, los dos perfiles retroceden respecto a la situación inicial sin dragado, aunque en el perfil de 200 µm se siga viendo un avance respecto al perfil de entrada. Por el contrario, los dragados más profundos (dragados 3 y 4) no producen cambios significativos respecto a la situación inicial sin dragado en ninguno de los dos perfiles. Los resultados obtenidos al analizar la relación entre el aumento del volumen de dragado y la variación del perfil en la cota 0 m (Figura 11. 31), muestran que en el perfil de sedimento fino, a partir de cierto volumen de dragado, el avance provocado inicialmente por la tormenta se convierte en un retroceso.

PERFIL 1

-10

-5

0

5

10

15


Varia

ción

en

cota

0 (m

)

200 µm400 µm

Figura 11. 31. Retroceso observado en la cota 0 m para el perfil 1, con los dragados

A’, B’, C’ y D’. Como ya hemos visto, el efecto del dragado es siempre un retroceso del perfil respecto a la situación inicial. Si el volumen de dragado es suficientemente grande, el avance inicial de la línea de orilla provocado por el temporal se puede convertir en un retroceso en el perfil de sedimento más fino. El volumen del dragado C’ es muy inferior al del dragado 3’ analizado en la Figura 11. 30 (46 m3/ml frente a 106 m3/ml), y sin embargo éste último no llega a contrarrestar el avance inicial del perfil en la cota 0. Esta diferencia de comportamiento se debe a la posición de cada uno de los dragados. Mientras que el dragado C’ se encuentra entre las cotas 0 y -1.7, el dragado 3’ es mucho más profundo (entre -2.8 m y -4.3 m), con lo que los cambios provocados sobre el perfil ya hemos visto que son muy inferiores e incluso insignificantes.


Capítulo 11 117

11.5.3. Nueva pendiente de playa seca La pendiente del perfil 1 antes de someterlo a la acción de la tormenta y de los posteriores dragados es de 1/10 (0.1). La Figura 11. 32 muestra como varía esta pendiente en función del dragado y de la granulometría considerada. Los resultados demuestran que el perfil de sedimento más grueso resiste mejor al oleaje y a los dragados, y mantiene siempre una pendiente superior a la del perfil de sedimento de 200 µm. En la situación inicial, el perfil de 400 µm pasa de una pendiente de valor 1/10 a una de valor 1/16, mientras que el perfil de 200 queda mucho más tendido, con una pendiente de 1/22.

PERFIL 1

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.065


Pend

ient

e eq

uiva

lent

e

200 µm400 µm

Figura 11. 32. Pendiente equivalente de la parte emergida de la playa en el perfil 1.

En ambos casos, la pendiente equivalente no varía prácticamente con el volumen y la posición del dragado, manteniendo su valor prácticamente constante en todas las situaciones. La Figura 11. 33 nuevamente pone de manifiesto la independencia de la pendiente del perfil con el volumen de dragado, que queda determinada únicamente por el temporal. El aumento en el volumen de un dragado que se inicia en la cota 0 y que va incrementando poco a poco no influye en la pendiente obtenida en el perfil.


118 Capítulo 11

PERFIL 1

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.065


Pend

ient

e eq

uiva

lent

e

200 µm400 µm

Figura 11. 33. Pendiente equivalente obtenida en el perfil 1 con los dragados A’, B’, C’

y D’. 11.5.4. Formación de duna El volumen de duna formada en cada situación y en función de la granulometría considerada se recoge en la Figura 11. 34. Como se puede observar, el volumen de duna en el perfil de 400 µm es siempre superior, llegando a doblar prácticamente el valor obtenido en el perfil de 200 µm.

PERFIL 1

0

2

4

6

8

10

12


Volu

men

dun

a (m

3/m

l)

200 µm400 µm

Figura 11. 34. Volumen de la duna creada en el perfil 1.

En la Figura 11. 21 vimos que el volumen de duna formada aumentaba al incrementar el volumen de dragado desde una misma cota de dragado inicial. Sin embargo, los valores obtenidos aquí varían muy poco en función del dragado considerado, por lo que debemos suponer que los cambios esperados por el aumento de volumen de dragado están compensados por el incremento de la distancia de estos dragados respecto al punto inicial del perfil sumergido, aunque el hecho de que no sean dragados estrictamente equivalentes resulta en una comparación difícil.


Capítulo 11 119

En el perfil de sedimento 400 µm, la máxima variación de volumen observada entre dos situaciones distintas de dragado es del orden de 1.1 m3/ml, y en el perfil de sedimento de 200 µm, de 0.8 m3/ml. Estos valores demuestran que el volumen de la duna no depende del dragado considerado. En el caso de realizar dragados acumulativos, es decir que parten de una misma cota y van aumentando de volumen, la duna formada aumenta ligeramente de volumen con la extracción de arena, aunque este incremento es mayor en el caso del perfil de sedimento más grueso (ver Figura 11. 35).

PERFIL 1

0

2

4

6

8

10

12

14


Volu

men

dun

a (m

3/m

l)

200 µm400 µm

Figura 11. 35. Volumen de duna formada en el perfil 1 con los dragados A’, B’, C’ y D’. 11.5.5. Relleno de la zanja de dragado Finalmente, se analiza el relleno de la zanja de dragado en función de la granulometría y para cada situación de dragado. Los resultados obtenidos permiten afirmar que los dragados a pequeñas profundidades (inferiores a los 2 m) permiten rellenar la zanja creada, pero para profundidades mayores el perfil no consigue recuperar su forma original. En la Figura 11. 36 puede verse como los valores de relleno para el dragado 1 son superiores al 100% para ambos perfiles, con lo que el sedimento consigue rellenar la zanja e incluso formar una barra. Sin embargo, a partir del dragado 2 la zanja se rellena sólo parcialmente, no pudiendo el perfil recuperar su forma original. Finalmente, la zanja creada con el dragado 4 está a demasiada profundidad como para poder ser rellenada por el sedimento, con lo que el perfil mantiene la geometría de la zanja. En todas las situaciones, el perfil de tamaño de sedimento 200 µm consigue un mayor porcentaje de relleno debido a la mayor movilidad de sus granos.


120 Capítulo 11

PERFIL 1

020406080

100120140160180


% R

elle

no z

anja

200 µm400 µm

Figura 11. 36. Porcentaje de relleno de la zanja creada por los dragados en el perfil 1. Por otro lado, si analizamos la influencia de un aumento de volumen en un dragado que tiene siempre la misma cota inicial, veremos que el comportamiento del perfil en función de la granulometría considerada no es igual (ver Figura 11. 37). En el perfil de tamaño de sedimento 200 µm, a medida que aumenta el volumen de dragado, menor es el relleno obtenido. En el caso del perfil de tamaño más grueso este resultado sólo es válido a partir de cierto volumen de extracción, ya que se observa que el porcentaje obtenido con el dragado B’ es superior al obtenido con el A’.

PERFIL 1

020406080

100120140160180200


% R

elle

no z

anja

200 µm400 µm

Figura 11. 37. Porcentaje de relleno de la zanja creada en el perfil 1 por los dragados

A’, B’, C’ y D’. De todas formas, tal y como hemos visto en la figura anterior, la mayor movilidad de los granos más pequeños permite un mayor relleno de la zanja de dragado independientemente de su posición o de su volumen.


Capítulo 11 121

11.6. CONCLUSIONES Bajo la acción del temporal del 9 al 13 de noviembre de 2001 y de las diferentes situaciones de dragado consideradas, la respuesta de los ocho perfiles de playa analizados ha permitido extraer una serie de conclusiones que se resumen a continuación en forma de tablas. La Tabla 11. 6 muestra la respuesta transversal del perfil de playa frente a un aumento de la cota máxima de la berma, de la pendiente de la parte emergida o del volumen de dragado. El símbolo + representa un aumento del parámetro analizado y el - una disminución del mismo.

Si aumenta Si aumenta Si aumenta

cota berma pendiente playa emergida volumen dragado

Retroceso en la cota máxima - + +Retroceso en la cota 0 - - +Pendiente equivalente + + =

Volumen duna - + +% Relleno zanja + + depende

Parámetro

Tabla 11. 6. Influencia de la cota máxima de la berma, de la pendiente de la playa

seca y del volumen de dragado en los cinco parámetros analizados. Al aumentar el volumen de dragado aumentan el retroceso de la playa tanto en su nivel más alto como en la cota 0, y el volumen de la duna que se forma. La pendiente del nuevo perfil es independiente del volumen o de la posición del dragado, quedando determinada únicamente por la acción del temporal, que reduce su valor de forma significativa. Por último, el porcentaje de relleno de la zanja creada por el dragado depende de la profundidad y de las dimensiones del mismo, pudiendo recuperar su forma inicial como más cerca se encuentre del punto inicial del perfil sumergido. En un perfil de playa, cuanto mayor es la cota máxima de la berma, menores son los cambios provocados por el temporal y por los diferentes dragados en su cota máxima y en la cota 0, así como el volumen de la duna creada. Por el contrario, la pendiente final de la parte emergida y el relleno de la zanja creada por el dragado son mayores que en el caso de tener una altura de berma inferior. Los perfiles más verticales presentan mayores retrocesos en su cota máxima que los perfiles más tendidos, pero por el contrario sufren menores variaciones en la cota 0. El relleno de la zanja y el volumen de la duna formada también son mayores como más pendiente presenta el perfil. La Tabla 11. 7 indica, de forma general, los dragados que influyen en la variación de los cinco parámetros analizados respecto a la situación inicial del perfil sin dragados.


122 Capítulo 11

Dragado Dragado Dragado Dragado1 2 3 4

Retroceso en la cota máxima Sí Sí No NoRetroceso en la cota 0 Sí Sí No NoPendiente equivalente No No No No

Volumen duna No No No No% Relleno zanja Sí Sí No No

Parámetro

Tabla 11. 7. Influencia de los diferentes dragados en los cinco parámetros analizados. De forma general, los dragados a pequeñas profundidades (inferiores a los 4 m) son los que provocan cambios más significativos en el perfil de playa, sobretodo en su parte emergida. De esta manera hemos podido comprobar como los retrocesos en dos niveles fijados y el porcentaje de relleno de la zanja creada por el dragado quedan afectados por los dragados 1 y 2 que se han realizado entre las cotas 0 y -2 m y entre -2 y -4 m respectivamente. Por el contrario, los dragados más profundos (superiores a los 4m) no producen cambios significantes en la parte emergida del perfil, a pesar de tener un mayor volumen de dragado. Este resultado demuestra la influencia de la distancia del dragado a la línea de orilla sobre su efecto en la evolución transversal del perfil. La influencia de la granulometría en la respuesta de un perfil de playa sometido a dragados similares se resume en la Tabla 11. 8. El símbolo + representa un incremento del parámetro estudiado respecto al mismo perfil y a la misma condición de dragado pero con un tamaño de sedimento mayor.

Disminucióntamaño sedimento

Retroceso en la cota máxima +Retroceso en la cota 0 -Pendiente equivalente -

Volumen duna -% Relleno zanja +

Parámetro

Tabla 11. 8. Influencia de la granulometría en los cinco parámetros analizados.

Debido a la mayor movilidad del sedimento, los efectos provocados por la tormenta y por los dragados sobre los perfiles de playa con sedimento más fino son en general más intensos. El perfil con sedimento más fino (200 µm) sufre un mayor retroceso en su cota máxima que el perfil de sedimento más grueso, pero por el contrario presenta un menor retroceso en la cota 0, que en este caso concreto se traduce en un avance de la línea de orilla. Estos dos cambios hacen que el perfil obtenido sea más tendido como más pequeño es el tamaño del sedimento.


Capítulo 11 123

La mayor movilidad de los granos pequeños explica también que el relleno obtenido de la zanja creada por el dragado sea mayor, con lo que se consigue una mayor recuperación del perfil hacia su situación inicial.

Estudio de la dinámica longitudinal

Capítulo 12 124

12. ESTUDIO DE LA DINÁMICA LONGITUDINAL 12.1. Introducción Una vez analizados los efectos provocados por el dragado sobre la morfología del perfil de playa en función de su distancia a la línea de orilla, se estudiará la capacidad de transporte longitudinal esperada en dos tramos de costa diferentes, para evaluar la evolución que podrá sufrir la zanja de dragado en el tiempo. Para ello interesará conocer la distribución transversal del transporte longitudinal, que se obtendrá con un modelo numérico. Como en el capítulo anterior, se han analizado dos tipos de playa diferentes definidas por el tamaño medio de su sedimento (400 µm y 200 y µm) y por la orientación de la costa respecto al norte. Se han cogido como ejemplo las orientaciones de la costa del Maresme y de la costa Daurada. En cada tramo de costa se han analizado tres perfiles de playa diferentes, uno correspondiente al perfil de equilibrio de la playa y otros dos perfiles con dragados, uno que empieza en la misma línea de orilla y otro un poco más profundo entre las cotas -4 y -6 m aproximadamente. 12.2. Definición de las playas tipo Se ha analizado la tasa de transporte longitudinal en dos tramos de costa diferentes que serían representativos de dos zonas del litoral catalán, correspondientes a la costa del Maresme y a la costa Daurada. Dichos tramos se diferencian en la orientación de su costa respecto al norte y en la granulometría del sedimento, que determina el perfil de equilibrio de la playa. Las características de cada tramo de costa se resumen a continuación:

• Tramo representativo de la costa del Maresme:

o Orientación de la costa: 60º respecto al norte o Tamaño del sedimento: 400 µm o Parámetro A de Dean: A=0.15 m1/3

• Tramo representativo de la costa Daurada:

o Orientación de la costa: 40º respecto al norte o Tamaño del sedimento: 200 µm o Parámetro A de Dean: A=0.09 m1/3

La Figura 12. 1 muestra las dos zonas de estudio consideradas con sus respectivas orientaciones respecto al norte.


125 Capítulo 12

Figura 12. 1. Orientaciones de las dos zonas de estudio, la costa del Maresme al norte

y la costa Daurada al sur. En cada tramo de costa se han considerado tres perfiles distintos de playa, uno correspondiente al perfil de equilibrio obtenido como perfil de Dean (y=A.x2/3), y otros dos a los que se les ha realizado un dragado cercano a la costa. La parte emergida del perfil se caracteriza en todos los casos por una pendiente de 1/10 y una cota máxima de berma de 2.5 m. La Figura 12. 2 muestra de forma esquemática los diferentes perfiles analizados.

+2,5

110

y = A x 2/3

m

Dragado 1

Perfil de Dean

Dragado 2

Figura 12. 2. Perfil de playa analizado con los dos dragados propuestos.

Los dos dragados analizados varían en función del tramo de costa considerado debido al cambio del perfil de equilibrio. En la Tabla 12. 1 se muestran las principales características de los dragados.


Capítulo 12 126


Costa tipo Maresme Dragado 1 0 -2 25(D50=400µm) Dragado 2 -4 -6 97

Costa tipo Daurada Dragado 1 0 -1.3 23(D50=200µm) Dragado 2 -4.3 -5.8 129

DragadoTramo

Tabla 12. 1. Características de los dragados considerados.

12.3. Oleajes considerados Los datos de oleaje utilizados han sido los registrados por la boya direccional de Cap Tortosa en el periodo de tiempo comprendido entre el 15 de junio de 1990 y el 28 de febrero de 2002, es decir un poco más de 11 años y medio. La Figura 12. 3 muestra la rosa de oleaje obtenida a partir de dichos datos.

Figura 12. 3. Rosa de oleaje anual. Datos Boya Cap Tortosa.


127 Capítulo 12

Para determinar los sectores con posible incidencia en cada tramo de costa, se ha supuesto que la zona de estudio queda limitada al sur por un puerto ficticio cuyas características se muestran en la Figura 12. 4.

N

ENE

ESE

SE

SSESSSW

E

60º

500 m

300 m

N

ENE

ESE

SE

SSES

E

40º

NE

500

m

300 m

Figura 12. 4. Direcciones de oleaje con incidencia en la zona de estudio. Como se puede apreciar en esta figura, en el caso de la playa con tamaño medio de sedimento 400 µm (orientación 60º respecto al Norte) se han considerado dos climas de oleaje diferentes. El Clima de oleaje 1 está formado únicamente por los oleajes procedentes del primer cuadrante (ENE a SE, en rojo en la figura), mientras que en el Clima de oleaje 2 se añaden además los sectores SSE, S y SSW . De la misma manera, en la costa con tamaño de sedimento 200 µm (orientación 40º respecto al Norte), los oleajes que definen el Clima de oleaje 1 son los procedentes del NE, ENE, E y ESE (en rojo), mientras que el Clima de oleaje 2 se obtiene añadiendo a los sectores del Clima de oleaje 1 el SE, SSE y S. A partir de los datos de la boya direccional de Cap Tordera, se ha determinado la altura de ola morfológica para cada dirección y periodo de oleaje. La Tabla 12. 2 muestra los datos de oleaje correspondientes a cada sector y que se han empleado para definir los dos climas de oleaje considerados. Estos datos se han introducido en el modelo para evaluar la distribución transversal del transporte longitudinal.


Capítulo 12 128

Presentación Incidencia (º) Incidencia (º) (días/año) costa Maresme costa Daurada

ENE 3 0.508 2.09 82.5 62.5ENE 5 0.993 8.13 82.5 62.5ENE 7 1.574 10.34 82.5 62.5ENE 9 1.789 4.26 82.5 62.5ENE 11 1.946 2.91 82.5 62.5ENE 13 3.463 0.22 82.5 62.5

E 3 0.480 2.97 60 40E 5 0.866 24.10 60 40E 7 1.280 30.20 60 40E 9 1.672 9.81 60 40E 11 1.603 4.41 60 40E 13 2.750 0.21 60 40

ESE 3 0.348 2.30 37.5 17.5ESE 5 0.692 16.79 37.5 17.5ESE 7 0.884 8.56 37.5 17.5ESE 9 1.059 2.32 37.5 17.5ESE 11 1.166 1.88 37.5 17.5SE 3 0.358 3.24 15 -5SE 5 0.551 15.13 15 -5SE 7 0.914 5.39 15 -5SE 9 1.008 0.54 15 -5SE 11 1.057 0.10 15 -5

SSE 3 0.370 5.96 -7.5 -27.5SSE 5 0.570 21.55 -7.5 -27.5SSE 7 0.986 5.43 -7.5 -27.5SSE 9 0.988 0.23 -7.5 -27.5

S 3 0.433 12.82 -30 -50S 5 0.706 36.26 -30 -50S 7 1.301 14.91 -30 -50S 9 1.786 1.06 -30 -50S 11 2.603 0.21 -30 -50

SSW 3 0.518 11.84 -52.5 -72.5SSW 5 0.807 10.97 -52.5 -72.5SSW 7 1.595 2.85 -52.5 -72.5

Sector Tp (s) Hmorf (m)

Tabla 12. 2. Datos de oleaje utilizados para caracterizar los diferentes climas medios.

12.4. Descripción del modelo utilizado El modelo numérico utilizado para evaluar la tasa de transporte longitudinal a medio plazo ha sido el modelo UNIBEST_LT desarrollado en 1993 por Delft Hydraulics. Este modelo propone diferentes formulaciones para predecir el transporte asociado a unas condiciones determinadas de oleaje. La distribución que predicen todas las fórmulas es similar, aunque las magnitudes varían en función de la fórmula utilizada debido a los coeficientes de calibración que contienen y que deberían ser ajustados. Estos coeficientes varían en función de las características de la costa y de la esquematización del clima de oleaje utilizada (Jiménez, J., 1997). En este caso, el cálculo del transporte longitudinal se ha realizado mediante la fórmula de Bijker por ser una de las recomendadas en la tesis doctoral de Jiménez.


129 Capítulo 12

12.5. Análisis de los resultados A continuación se presentan y analizan los resultados obtenidos en cuanto a la capacidad de transporte longitudinal del sedimento a lo largo de cada uno de los tramos de costa considerados. 12.5.1. Tramo de costa representativo del Maresme Se ha determinado la distribución transversal del transporte longitudinal según la formulación de Bijker en el perfil inicial de playa (perfil de equilibrio) y en los dos perfiles con dragados entre las cotas 0 a -2 y -4 a -6 respectivamente. Como se ha comentado anteriormente, se han considerado dos climas de oleaje diferentes distinguiendo los oleajes con incidencia segura en caso de presentación (Clima de oleaje 1), o añadiendo además los de incidencia posible (Clima de oleaje 2). En todos los casos se ha considerado como positivo el transporte en dirección sur. 12.5.1.1. Perfil inicial Las Figura 12. 5 y Figura 12. 6 muestran la tasa de transporte obtenida en un año medio considerando el perfil de equilibrio de la playa, con los climas de oleaje 1 y 2 respectivamente. En todas las gráficas se han marcado las zonas correspondientes a los dos dragados, aunque en este caso del perfil inicial no se haya realizado todavía ninguno de ellos.

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m

) PERFIL INICIALCLIMA MEDIO 1

Línea de orilla

Dragado 4-6

Dragado 0-2

Transporte integrado: 98.000 m3/año

Figura 12. 5. Distribución transversal del transporte longitudinal obtenida con el perfil

de equilibrio de la playa y el clima medio de oleaje 1.


Capítulo 12 130

Esta figura muestra la cantidad de sedimento que puede ser transportada en un año medio con este perfil de playa y bajo las condiciones de oleaje del Clima medio 1. En este caso, la tasa de transporte longitudinal de sedimento es de 98.000 m3/año en dirección sur. El sedimento se mueve principalmente en los 100 primeros metros cercanos a la orilla, es decir entre las cotas 0 y -3 m. En caso de realizar el dragado 1, es decir el más cercano a la orilla (entre las cotas 0 y -2 m), la zanja creada por el dragado podría en principio rellenarse con el material transportado longitudinalmente y volver a recuperar su forma inicial, asumiendo siempre que la zona de extracción tiene una condición de contorno nula en uno de sus extremos al transporte longitudinal. El volumen correspondiente al dragado 0-2 es de 25 m3/ml, por lo que suponiendo que se realiza un dragado de 500 m de longitud, el volumen total de sedimento extraído es de 12.500 m3. Según los resultados de la Figura 12. 5, la tasa de transporte longitudinal entre las cotas 0 y -2 m es aproximadamente de 64.000 m3/año, por lo que la zanja quedaría fácilmente recubierta por el transporte longitudinal de sedimento a lo largo de la costa. A partir de la cota -5 (a 200 m de la orilla) se puede considerar que la capacidad de transporte es prácticamente nula, por lo que la zanja creada por el dragado 4-6 difícilmente quedaría recubierta al cabo de un año medio por la componente longitudinal del transporte. El volumen asociado a este dragado suponiendo una longitud de 500 m es de 48.500 m3. Dado el poco transporte que se observa en esta zona (ver Figura 12. 5), la evolución de la zanja en el tiempo sería mínima debido al transporte longitudinal. La Figura 12. 6 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida en este mismo perfil con el Clima medio de oleaje 2. La distribución obtenida en este caso es prácticamente la misma que en el caso del Clima medio1 pero las magnitudes varían considerablemente. Además de los sectores considerados en el clima anterior, se incluyen aquí los oleajes procedentes del SSE, S y SSW. La dirección del transporte longitudinal provocado por estos sectores adicionales es hacia el norte, por lo que la capacidad total de transporte en dirección sur disminuye a la mitad, obteniendo ahora un valor de 51.000 m3/año.


131 Capítulo 12

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

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spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Dragado 4-6

Dragado 0-2



de equilibrio de la playa y el clima medio de oleaje 2. La zona con mayor capacidad de transporte sigue siendo los 100 metros más cercanos a la línea de costa, por lo que el dragado 0-2 sigue teniendo grandes probabilidades de ser rellenado, aunque la tasa de transporte haya disminuido considerablemente. Sin embargo, el dragado 4-6 se realizaría en una zona de transporte nulo, con lo que si se excavara una zanja en esta zona, bajo las condiciones de oleaje consideradas, ésta mantendría su forma durante largo tiempo. Comparando estas dos figuras podemos concluir que la predicción del transporte longitudinal varía considerablemente en cuanto a su magnitud en función del clima de oleaje considerado. Sin embargo, la distribución es similar en ambos casos, manteniendo prácticamente las mismas zonas de capacidad máxima de transporte, aunque la profundidad a partir de la cual el transporte es nulo es inferior en el caso del Clima medio de oleaje 2, que se da partir de un calado aproximado de 3.5 m. 12.5.1.2. Perfil dragado entre las cotas 0 y -2 m La Figura 12. 7 muestra la tasa de transporte obtenida en un año medio considerando el perfil de playa con dragado entre las cotas 0 y -2 m, que equivale a un volumen de extracción de 25 m3/m, con el clima medio de oleaje 1. La tasa de transporte en este caso es de 86.000 m3/año en dirección sur, valor muy parecido aunque algo inferior al obtenido con el perfil de equilibrio sin dragado.


Capítulo 12 132

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

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spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m

) PERFIL DRAGADO 0-2CLIMA MEDIO 1

Línea de orilla

Dragado 4-6

Dragado 0-2



dragado entre las cotas 0 y -2 m y el clima medio de oleaje 1. La mayor diferencia entre esta distribución y la obtenida con el perfil sin dragado se da en la zona correspondiente a la excavación, quedando el resto de la distribución prácticamente igual. La profundidad a partir de la cual el transporte es nulo sigue siendo aproximadamente de 5 m, calado que se da a unos 200 ó 250 m de la costa. En la zona del dragado, la capacidad de transporte disminuye en comparación a la situación anterior, pero sigue siendo suficiente para poder colmatar la zanja de 12.500 m3 y conseguir un perfil uniforme al cabo de poco tiempo. En cambio, el pequeño volumen de sedimento que es transportado en la zona del que sería el dragado 4-6 demuestra que con este perfil de playa, una zanja excavada a esta profundidad tampoco quedaría rellena con material procedente del transporte longitudinal. La Figura 12. 8 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida con el Clima medio de oleaje 2. Como sucedía en el caso anterior, al añadir al clima medio los oleajes provenientes de los sectores más al sur, y por lo tanto incrementar la componente norte del transporte longitudinal, la tasa de transporte anual hacia el sur disminuye a la mitad, pasando de un valor de 86.000 a 44.000 m3/año.


133 Capítulo 12

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Dragado 4-6

Dragado 0-2



dragado entre las cotas 0 y -2 m y el clima medio de oleaje 2. La capacidad de transporte entre las profundidades 0 y -2 m es suficiente como para rellenar la zanja del dragado, pudiendo por lo tanto recuperar su forma inicial gracias al transporte longitudinal de sedimentos. Sin embargo, a partir de los 3.5 m de profundidad, el transporte longitudinal puede considerarse prácticamente nulo, por lo que cualquier modificación que se realice en el perfil a partir de esta profundidad no podrá recuperarse si sólo se tiene en cuenta la contribución del transporte longitudinal. En definitiva, el cambio de perfil de playa debido al dragado realizado entre las cotas 0 y -2 m no modifica demasiado la capacidad de transporte del sedimento, que si bien disminuye un poco mantiene en general las mismas características que en el perfil inicial. 12.5.1.3. Perfil dragado entre las cotas -2 y -4 m La Figura 12. 9 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida en un año promedio considerando el perfil de playa con un dragado entre las cotas -2 y -4 m, que equivale a un volumen de extracción de 97 m3/m, con el clima medio de oleaje 1. La tasa de transporte longitudinal de sedimento es de 98.000 m3/año en dirección sur, valor igual al obtenido con el perfil sin dragado de la playa.


Capítulo 12 134

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

Dis

trib

ució

n tr

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l del

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spor

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dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Dragado 4-6

Dragado 0-2



dragado entre las cotas -2 y -4 m y el clima medio de oleaje 1. El dragado se realiza en una zona que hemos visto anteriormente que tiene una capacidad prácticamente nula de transporte, por lo que no produce modificaciones en el esquema de transporte, manteniendo la distribución igual que en el caso del perfil de playa sin dragado (ver Figura 12. 5). La zona de máxima capacidad de transporte longitudinal se da en los 100 m más cercanos a la línea de orilla, volviéndose prácticamente nula a partir de los 200 m, correspondientes a una profundidad de 5 m. La zanja producida por el dragado no se recuperará bajo estas condiciones medias de oleaje por la contribución longitudinal del transporte. La Figura 12. 10 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida con el Clima medio de oleaje 2. Como cabía esperar, la tasa de transporte longitudinal anual en dirección sur es la mitad de la obtenida al considerar sólo los oleajes procedentes de sectores que provocan un transporte longitudinal en dirección sur, manteniendo por lo demás la distribución muy parecida al caso anterior al considerar el clima medio de oleaje 1.


135 Capítulo 12

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Dragado 4-6

Dragado 0-2



dragado entre las cotas -2 y -4 m y el clima medio de oleaje 2. La capacidad de transporte longitudinal prácticamente nula en la zona del dragado 4-6 no permitirá recuperar la zanja creada por la extracción. Por lo tanto, la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida con el perfil dragado entre las cotas -4 y -6 m es prácticamente igual a la obtenida con el perfil de equilibrio de la playa. Debido a que el transporte es prácticamente nulo en esta zona, la zanja creada por el dragado entre las cotas -4 y -6 m no se llenará y el perfil no podrá recupera su forma original. 12.5.2. Tramo representativo de la Costa Daurada A continuación se analiza la capacidad de transporte longitudinal a lo largo del tramo de costa que se ha considerado representativo de la costa Daurada, con un tamaño medio de sedimento de 200 µm y una orientación de la costa de 40º respecto al norte. 12.5.2.1. Perfil inicial La Figura 12. 5 muestra la tasa de transporte obtenida en un año medio considerando el perfil de equilibrio de la playa, con el clima de oleaje 1


Capítulo 12 136

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Dragado 4.3-5.8

Dragado 0-1.3



de equilibrio de la playa y el clima medio de oleaje 1. La tasa de transporte longitudinal es de 624.000 m3/año en dirección sur, valor muy superior al obtenido en el otro tramo de costa estudiado. La disminución del tamaño del grano lleva asociada un aumento del inicio de la condición de movimiento, de forma que la movilidad de los granos más pequeños es mayor, lo que explicaría esta gran diferencia en la capacidad de transporte longitudinal de sedimento. Además, en el tramo analizado el transporte no llega a ser nunca nulo, obteniendo un valor de 373 m3/m a 600 m de la orilla, que corresponde a un calado máximo considerado de -6.4 m. Esta disminución del calado máximo del perfil se debe a la disminución del tamaño del sedimento que produce un perfil de playa mucho más tendido. El volumen asociado al dragado entre las cotas 0 y -1.3 m es de 23 m3/m, por lo que cabe esperar que la zanja se rellenará sin problemas con material procedente del transporte longitudinal suponiendo que en uno de los extremos de la zona de extracción hay una condición de contorno nula al transporte longitudinal. Por otro lado, el volumen asociado al drago realizado entre las cotas -4.3 y -5.8 m es de 129 m3/m, lo que suponiendo una longitud de dragado de 500 m da un volumen total de extracción de 64.500 m3. La capacidad de transporte obtenida en esta zona es aproximadamente de 70.000 m3 por año, por lo que la zanja podría rellenarse con sedimento transportado longitudinalmente a lo largo de la costa.


137 Capítulo 12

La Figura 12. 12 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida en este mismo perfil con el Clima medio de oleaje 2.

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Dragado 4.3-5.8

Dragado 0-1.3



de equilibrio de la playa y el clima medio de oleaje 2. La tasa de transporte longitudinal es de 455.000 m3/año en dirección sur, valor inferior al obtenido con el clima de oleaje 1, aunque la distribución es muy similar a la del caso anterior. La capacidad de transporte de sedimentos en una año medio es suficientemente elevada como para poder esperar que tanto la zanja más cercana a la costa (entre 0 y -1.3 m) como la más alejada (entre -4.3 y -5.8 m) queden colmatadas por el sedimento transportado longitudinalmente, permitiendo al perfil recuperar su forma inicial. En definitiva, la tasa del transporte longitudinal es muy superior en la costa de tamaño de sedimento más pequeño debido a su mayor movilidad. Al igual que en el otro tramo de costa estudiado, la magnitud del transporte longitudinal varía considerablemente en función del clima de oleaje considerado, aunque la distribución es similar en ambos casos. A diferencia del otro tramo de costa, los dos dragados considerados quedan en este caso en unas zonas donde la capacidad de transporte es suficiente para colmatar las zanjas del dragado y poder recuperar la forma del perfil.


Capítulo 12 138

12.5.2.2. Perfil dragado entre las cotas 0 y -1.3 m La Figura 12. 13 muestra la tasa de transporte obtenida en un año medio considerando el perfil dragado entre las cotas 0 y -1.3 m, con el clima medio de oleaje 1.

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m

) PERFIL DRAGADO 0-1.3CLIMA MEDIO 1

Línea de orilla

Dragado 4.3-5.8

Dragado 0-1.3



dragado entre las cotas 0 y -1.3 m y el clima medio de oleaje 1. La tasa de transporte longitudinal es de 616.000 m3/año en dirección sur, valor muy parecido al obtenido con el perfil de equilibrio de la playa. La principal diferencia en la distribución transversal se da en la zona de perfil que ha cambiado, es decir la correspondiente al dragado 0-1.3, donde la capacidad de transporte ha disminuido respecto a la situación anterior, pero sigue siendo suficiente (aproximadamente 50.000 m3/año) para rellenar los 11.500 m3 de zanja creados por este dragado. Por lo demás, la distribución obtenida con este perfil es prácticamente igual a la obtenida con el perfil de equilibrio de la playa. La Figura 12. 14 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida en este mismo perfil con el Clima de oleaje 2.


139 Capítulo 12

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m

) PERFIL DRAGADO 0-1.3CLIMA MEDIO 2

Línea de orilla

Dragado 4.3-5.8

Dragado 0-1.3



dragado entre las cotas 0 y -1.3 m y el clima medio de oleaje 2. La tasa de transporte longitudinal obtenida es de 454.000 m3/año en dirección sur, valor inferior al obtenido con el clima medio 1 que sólo considera los sectores que provocan transporte longitudinal en dirección sur. Este valor es sin embargo el mismo que el obtenido en el perfil inicial en el que no se ha realizado ningún dragado. Como se ha comentado en la distribución obtenida con el clima medio 1, ésta es prácticamente igual a la obtenida con el perfil inicial sin dragado, variando únicamente la zona en que ha cambiado el perfil, es decir la zona del dragado. Entre las cotas 0 y -1.3 m, la capacidad de transporte ha disminuido pero es suficiente para colmatar la zanja de dragado, con una condición nula de transporte longitudinal en uno de los extremos de la zona de extracción. En general, el cambio de perfil de playa debido al dragado realizado entre las cotas 0 y -1.3 m sólo modifica la capacidad de transporte de sedimento en la zona del dragado donde disminuye pero sigue siendo suficiente para recuperar el perfil. 12.5.2.2. Perfil dragado entre las cotas -4.3 y -5.8 m La Figura 12. 15 muestra la tasa de transporte obtenida en un año medio considerando el perfil dragado entre las cotas -4.3 y -5.8 m, con el clima de oleaje 1.


Capítulo 12 140

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m

) PERFIL DRAGADO 4.3-5.8CLIMA MEDIO 1

Línea de orilla

Dragado 4.3-5.8

Dragado 0-1.3



dragado entre las cotas -4.3 y -5.8 m y el clima medio de oleaje 1. La tasa de transporte longitudinal es de 622.000 m3/año en dirección sur, valor muy parecido al obtenido con los otros dos perfiles analizados de este tramo con este mismo clima medio de oleaje. El dragado realizado en este perfil produce cambios en el transporte longitudinal sólo en la zona cercana a la extracción, quedando el resto del perfil insensible a los cambios. El volumen de sedimento que se mueve longitudinalmente entre las cotas -4.3 y -5.8 m es aproximadamente de 50.000 m3/año, valor inferior al volumen total de extracción (64.500 m3) suponiendo una longitud de dragado de 500 m. Sin embargo, la diferencia entre estos dos volúmenes permite suponer que la zanja evolucionará en el tiempo pudiendo llegar a un alto porcentaje de relleno. La Figura 12. 16 muestra la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida en este mismo perfil con el Clima de oleaje 2.


141 Capítulo 12

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m

) PERFIL DRAGADO 4.3-5.8CLIMA MEDIO 2

Línea de orilla

Dragado 4.3-5.8

Dragado 0-1.3



dragado entre las cotas -4.3 y -5.8 m y el clima medio de oleaje 2. La tasa de transporte longitudinal es de 453.000 m3/año en dirección sur, valor inferior al obtenido con el clima medio1, pero igual al obtenido en los otros dos perfiles de playa con este mismo clima de oleaje 2. Entre las cotas -4.3 y -5.8 m, la capacidad de transporte longitudinal ha disminuido ligeramente obteniendo una tasa de 40.000 m3/año, valor inferior a los 64.500 m3 de zanja. El relleno de la zanja y por lo tanto la recuperación del perfil es inferior al considerar todos los sectores con posible incidencia en la zona de estudio, pero en ambos casos se puede esperar un alto porcentaje de colmatación de la zanja de dragado debido al transporte longitudinal. Por lo tanto, la distribución transversal del transporte longitudinal obtenida con el perfil dragado entre las cotas -4 y -6 m es muy parecida a la obtenida en los otros dos perfiles de playa, presentando ligeras variaciones únicamente en la zona del dragado. Por otro lado, las mayores tasa de transporte obtenidas en este tramo de costa permiten rellenar al menos parcialmente las zanjas creadas en los dos dragados analizados.


Capítulo 12 142

12.6. Conclusiones La predicción del transporte longitudinal de sedimentos varía considerablemente en función del clima de oleaje considerado en cuanto a su magnitud, pero mantiene una distribución muy similar en ambos casos. La introducción en el Clima medio 2 de oleajes que provocan un transporte longitudinal hacia el norte hace disminuir lógicamente la tasa anual de transporte longitudinal hacia el sur. Por otro lado, la profundidad a partir de la cual el transporte longitudinal puede considerarse prácticamente nulo varía también en función del clima de oleaje considerado y del tramo de costa analizado. La Tabla 12. 3 muestra los valores aproximados de la distancia a la orilla y la profundidad correspondiente a partir de la cual el transporte longitudinal es inferior a 20 m3/m y puede considerarse por lo tanto prácticamente nulo. Los valores encontrados son aproximados, pero sirven para comparar las diferentes situaciones entre sí.

Clima de oleaje Parámetro Perfil inicial Dragado 0-2 m Dragado 4-6 mDistancia a la orilla (m) 200 m 200 m 150 m

Profundidad (m) - 5 m - 5 m - 6.0 m (*)Distancia a la orilla (m) 100 m 100 m 100 m

Profundidad (m) - 3.5 m - 3.5 m - 3.5 m

(*) profundidad debida al dragado

Clima medio 1

Clima medio 2

Costa tipo Maresme (D50=400 µm, orientación 60º)

Tabla 12. 3. Distancia a la orilla y profundidad a partir de las cuales el transporte

longitudinal es inferior a 20 m3/m. Los resultados obtenidos para el tramo tipo de la costa del Maresme demuestran que la zona de transporte nulo es prácticamente independiente del perfil de playa, pero sí varía con el clima de oleaje considerado. Con el clima medio de oleaje 2, la tasa de transporte se reduce, acercando a la costa el punto a partir del cual no hay transporte longitudinal. En el tramo tipo de la costa Daurada se obtienen valores de transporte siempre superiores a 175 m3/m debido al menor calado que presenta este perfil de playa, por lo que no se ha encontrado el punto a partir del cual no hay transporte longitudinal. La gran diferencia en la tasa de transporte longitudinal de sedimento obtenida en los dos tramos de costa analizados se debe a la mayor movilidad de los granos más pequeños que favorece un mayor transporte de sedimento. En cada una de las costas analizadas se ha estimado la evolución que podría sufrir cada una de las zanjas de dragado consideradas, determinado la posibilidad de que se


143 Capítulo 12

rellene la zanja con material procedente del transporte longitudinal y que el perfil de playa pueda recuperar entonces su forma original, suponiendo que en uno de los extremos de la zona de extracción hay una condición de contorno nula al transporte longitudinal. Con los resultados obtenidos en este capítulo, la Tabla 12. 4 indica para cada situación si se espera o no que la zanja creada por el dragado se rellene y permita volver hacia la forma inicial del perfil de playa.

Clima medio 1 Clima medio 2 Clima medio 1 Clima medio 2

Al menos Al menos parcialmente parcialmente

Dragado 2 No No

Costa tipo Maresme Costa tipo Daurada

Dragado 1 Sí Sí Sí Sí

Tabla 12. 4. Estimación de la probabilidad de relleno de la zanja creada por el

dragado. Al encontrarse el dragado 1 (entre las cotas 0 y -2 m aproximadamente, dependiendo de la costa considerada) en la zona de mayor capacidad esperada de transporte longitudinal, se espera que la zanja creada en esta zona consiga rellenarse de material procedente del transporte longitudinal en todos los casos estudiados y permita la recuperación del perfil de playa. Sin embargo, la zona del dragado 2 (entre las cotas -4 y -6 m aproximadamente) tiene un esquema de transporte muy diferente según el tramo de costa analizado. Mientras que en la playa de sedimento más grueso y orientación 60º respecto al norte el dragado se situaría en una zona de transporte prácticamente nulo, lo que no permitiría regenerar el perfil, el aumento de la capacidad de transporte en la segunda costa analizada permite predecir un relleno al menos parcial de la zanja excavada.

Conclusiones del impacto de un dragado en la costa catalana

Capítulo 13 144

13. CONCLUSIONES DEL IMPACTO DE UN DRAGADO EN LA COSTA CATALANA 13.1. Zona óptima de extracción En el capítulo 11 se ha analizado el efecto de un dragado sobre la morfología del perfil de playa y se ha analizado la relación entre la distancia y el volumen del dragado con la magnitud de los cambios provocados. Se han estudiado dos granulometrías diferentes de sedimento (400 µm y 200 µm) y se han considerado cuatro posiciones diferentes de dragado que se presentan en la Figura 13. 1. Las características de estos dragados en cuanto a su volumen y cotas de inicio y final de excavación se encuentran en el capítulo 11. La profundidad máxima de dragado considerada es de 8 m, por lo que todos los dragados son relativamente cercanos a la orilla.

2/3x y = 0,09

2/3x y = 0,15

1

2

3

4

1'

2'

3'

4'

8 m

6 m

4 m

2 m

2.8

m

4.3

m

1.3

m

5.8

m

Figura 13. 1. Perfiles de playa y dragados considerados en función de la granulometría del sedimento.

Los resultados obtenidos demuestran que cuanto más cerca se encuentra el dragado de la línea de orilla, mayores son los cambios provocados sobre el perfil de playa. El parámetro que interesa estudiar ahora con más detalle es el retroceso de la playa, puesto que el objetivo es conseguir reducir el ancho de la playa en la zona de acumulación. En la Tabla 13. 1 se muestran los incrementos de retroceso conseguidos por los diferentes dragados sobre el perfil 1 respecto a la situación inicial en que el perfil no tiene ningún dragado.


145 Capítulo 13

Aumento del retroceso Aumento del retroceso Aumento del retroceso Aumento del retrocesoen la cota 0 en la cota máx. en la cota 0 en la cota máx.

Dragado 1 4.62 m 4.37 m 5.15 m 4.76 m

Dragado 2 2.29 m 1.99 m 4.86 m 3.57 m

Dragado 3 0.08 m 0.17 m - 0.13 m (*) 0.28 m

Dragado 4 0.46 m 0.78 m 0.09 m 0.09 m(*) representa un avance respecto a la situación inicial

D50=400 µm D50=200 µm

Tabla 13. 1. Aumentos de retroceso debido a los dragados, en la cota 0 y en la cota

máxima de la berma, para las dos granulometrías analizadas. Estos resultados demuestran la gran influencia de la distancia del dragado sobre el retroceso del perfil, ya que el volumen del dragado 1 es cinco veces menor que el del dragado 4 y sin embargo consigue un incremento de retroceso mucho mayor. Estos resultados demuestran que para conseguir el mayor retroceso de playa el dragado debe realizarse a la menor cota posible. El retroceso máximo se obtiene con el dragado más cercano a la línea de orilla (dragado 1) que provoca un incremento del retroceso en la cota 0 de alrededor de 5 m y de 4.5 m en la cota máxima de la berma. En este caso, el retroceso total obtenido, tras el temporal y el dragado, es de 23 m, de los cuales 4.5 son los debidos al dragado. Al ir alejando el dragado de la orilla, va disminuyendo el retroceso provocado, hasta volverse insignificante a partir del dragado 3. Se ha analizado también el aumento del volumen de dragado a partir de la cota 0. La Figura 13. 2 muestra los dragados acumulativos realizados sobre los perfiles de playa en función de la granulometría analizada, y la Tabla 13. 2 muestra el aumento de retroceso obtenido con cada uno de ellos.

17

3 m

2.5

m

2 m

1.5

mD

raga

do A

Dra

gado

B

Dra

gado

C

Dra

gado

D

17

2.1

m

1.7

m

1.2

m

1.3

m

Figura 13. 2. Dragados acumulativos sobre el perfil de D50=400 µm (a la izquierda) y el

de D50=200 µm (a la derecha)


Capítulo 13 146

Aumento del retroceso Aumento del retroceso Aumento del retroceso Aumento del retrocesoen la cota 0 en la cota máx. en la cota 0 en la cota máx.

Dragado A 2.14 m 2.52 m 4.13 m 3.79 m

Dragado B 4.62 m 4.37 m 5.15 m 4.76 m

Dragado C 8.06 m 7.17 m 9.04 m 8.31 m

Dragado D 10.68 m 9.54 m 13.19 m 11.74 m

D50=400 µm D50=200 µm

Tabla 13. 2. Aumentos de retroceso debido a los dragados acumulativos, en la cota 0

y en la cota máxima de la berma, para las dos granulometrías analizadas. El aumento de retroceso conseguido al incrementar el volumen de dragado desde una misma cota inicial es considerable. De todas las situaciones de dragado analizadas tanto con dragados acumulativos (Tabla 13. 2) como con dragados independientes (Tabla 13. 1), el que obtiene mejores resultados en cuanto a la erosión deseada es el dragado D. Este dragado se realiza entre las cotas 0 y -3 en el caso del perfil de tamaño medio de sedimento 400 µm y entre las cotas 0 y -2.1 m en el de 200 µm. Por lo tanto, se proponen las dos opciones de dragado más adecuadas para poder reducir considerablemente el ancho de la playa:

• Opción A: Dragado entre las cotas 0 y -3 m en el caso de la playa con D50=400 µm, y entre las cotas 0 y -2.1 m en la playa con D50=200 µm. Este caso es el que consigue los mayores retrocesos de playa.

• Opción B: Dragado entre las cotas -2 y -4 m en el caso de la playa con

D50=400 µm, y entre las cotas -1.3 y -2.8 m en la playa con D50=200 µm. Este dragado obtienen retrocesos muy inferiores a los de la opción A, pero se propone por la dificultad que puede presentar realizar un dragado a tan poca profundidad.

13.2. Evolución longitudinal de la zanja En el capítulo 12 se ha analizado la capacidad de transporte longitudinal del sedimento a lo largo de dos tramos de costa diferentes, para evaluar la evolución que podría sufrir una zanja excavada en estas playas al cabo de un año medio debido a la aportación longitudinal de sedimento. En general, en la playa con tamaño de sedimento más grueso (D50=400 µm), los dragados realizados en los 100 metros más cercanos a la orilla, es decir hasta una profundidad máxima de 3.5 m, no deberían tener problemas para colmatar la zanja de dragado y permitir al perfil recuperar su forma inicial. El dragado de la opción A tiene un volumen de 76 m3/m, que suponiendo que se realiza en 500 m representa un volumen total de excavación de 38.000 m3. Este valor es inferior a la tasa de transporte obtenida en esta zona para la playa con D50=400 µm,


147 Capítulo 13

por lo que cabe esperar que en las condiciones de un año medio el perfil se recupere sin problemas debido a la componente longitudinal del transporte asumiendo que la zona de extracción tiene una condición al transporte longitudinal nula en un extremo. Puesto que la capacidad de transporte obtenida es siempre superior en el perfil de D50=200 µm, debido a la mayor movilidad del sedimento, la probabilidad de que se colmate la zanja es aún mayor en este caso. El dragado de la opción B se realizaría en una zona donde la tasa de transporte disminuye considerablemente en el caso de la playa con D50=400 µm. En la Figura 13. 3 se puede observar la zona correspondiente a este dragado. La evolución de la zanja dependerá de su volumen inicial, pero es de esperar que se rellene al menos parcialmente. En el caso de la playa con tamaño medio de sedimento 200 µm la capacidad de transporte es mucho más elevada, con lo que se espera el relleno de la zanja.

0 100 200 300 400 500 600 700

Distancia (m)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Dis

trib

ució

n tr

ansv

ersa

l del

tran

spor

te lo

ngitu

dina

l (m

3 /m


Línea de orilla

Opción B

Opción A



de equilibrio de la playa y el clima medio de oleaje 2. Playa con D50=400 µm. Por lo tanto, la opción A de dragado no debería provocar cambios irreversibles en el perfil de playa puesto que al encontrarse en la zona de mayor capacidad de transporte se espera en todos los casos que la zanja se rellene con material proveniente del transporte longitudinal.


Capítulo 13 148

El dragado de la opción B se encuentra en una zona con menor capacidad de transporte longitudinal pero el relleno de la zanja puede darse parcialmente en el caso de la playa con tamaño de sedimento más grueso y colmatarse completamente en el caso de la playa de tamaño medio de sedimento 200 µm. 13.3. Propuesta del equipo de dragado El dragado de la opción A se encuentra entre las cotas 0 y -3 m en el caso de la playa de D50=400 µm, y entre 0 y –2.1 m en la playa de D50=200 µm. Estas profundidades no permiten el paso de ninguna draga hidráulica, por lo que el trasvase de arena debería realizarse a priori con un sistema fijo de bypass. El dragado de la opción B se localiza entre las cotas -2 y -4 m en el caso de la playa de D50=400 µm, y entre -1.3 y –2.8 m en la playa de D50=200 µm. A estas profundidades puede operar algún equipo hidráulico, siempre que su tamaño no sea demasiado grande, aunque también se podría estudiar la instalación de una planta fija de bypass. En la primera parte de esta tesina se han analizado los diferentes equipos de dragado existentes en la actualidad, insistiendo en las aplicaciones y en las limitaciones de cada uno de ellos. Con la tecnología actual, se podría plantear el uso de un nuevo equipo móvil que permitiera realizar dragados a pequeñas profundidades, que consistiría en una draga hidráulica con una tubería de succión que pudiera llegar a zonas de poca profundidad sin que la draga tuviera que desplazarse hasta allí. El material succionado podría almacenarse en la misma draga (draga autoportadora) o cargarse en equipos auxiliares (gánguiles). Sin embargo, debido a que este equipo no existe en la actualidad, se analizan a continuación los dos métodos propuestos para realizar los dragados A y B, sistema fijo o sistema móvil, para poder decidir cual sería el más adecuado en cada caso. 13.3.1. Sistema móvil de dragado Como vimos en la primera parte de la tesina sobre técnicas de dragado, la elección del equipo más adecuado depende de las características de la obra, es decir de las condiciones del emplazamiento (factores marítimos, meteorológicos, tipo de sedimento, distancia al punto de vertido, principalmente), del volumen de dragado, del tipo de obra y del factor económico, entre otros. A continuación se analizan los parámetros que se consideran decisivos en nuestro caso para seleccionar el equipo de dragado más adecuado.


149 Capítulo 13

• Volumen de dragado: El volumen necesario de dragado en la opción A, suponiendo una longitud de 500 m, es el siguiente:

76*500=38.000 m3 para D50= 400 µm 79*500=39.500 m3 para D50= 200 µm

El volumen necesario de dragado en la opción B, suponiendo también una longitud de dragado de 500 m, será de:

70*500=35.000 m3 para D50= 400 µm 75*500=37.500 m3 para D50= 200 µm

A efectos de analizar el rendimiento de los diferentes tipos de dragas, consideraremos que en cualquiera de los casos necesitamos dragar un volumen que oscila entre los 35.000 y los 40.000 m3 de arena.

• Rendimiento de los equipos: Dragas mecánicas: El rendimiento medio de una draga de cuchara con una cuchara de 12 m3 es de 20.000 a 30.000 m3/semana en el caso de arena. Una draga de pala con una cuchara de 6 m3 obtiene un rendimiento de 10.000 a 15.000 m3/semana en el caso de arena. El rendimiento medio con una draga de rosario con un volumen de cangilón de 900 L es de 40.000 a 70.000 m3/semana en el caso de arena. Es el tipo de draga mecánica que obtiene mayores producciones, pero tiene el inconveniente de interrumpir el tráfico marítimo de la zona debido a sus cables de anclaje y es el tipo de draga que necesita una profundidad mínima de operación más elevada, incluyendo también las dragas hidráulicas. Aunque todos estos valores de rendimientos son orientativos, permiten descartar cualquier tipo de draga mecánica para realizar la operación. Dragas hidráulicas: Aunque no se dispone de los valores, las dragas hidráulicas obtienen mayores producciones que las dragas mecánicas, por lo que para realizar el dragado de la opción A o de la opción B debería utilizarse una draga hidráulica.

• Tipo de material Suponiendo que el material a dragar es arena, cualquier draga hidráulica es adecuada para este tipo de material. Si la arena es compacta se recomendará mejor una draga


Capítulo 13 150

cortadora, mientras que para arena suelta se usaría una draga de succión en marcha o estacionaria.

• Profundidad La profundidad mínima de operación depende del tamaño de la draga, aunque de forma orientativa se pueden aceptar los valores propuestos por Sanz, J. (2000) en la Tabla 13. 3.

Equipo Profundidad mínima Cuchara 1 m

Pala 2 mRosario 5 m

Cortadora 1 mSucción estacionaria 3 mSucción en marcha 4 m

Tabla 13. 3. Profundidades mínimas de dragado. (Sanz, C., 2000)

Según estos valores, el dragado de la opción B podría realizarse con una draga cortadora de poco calado. Sin embargo, el dragado de la opción A llega hasta la cota 0, nivel al cual no puede acceder ninguna embarcación, por lo que no podría utilizarse ningún sistema móvil de dragado en este caso. 13.3.2. Sistema fijo de dragado De forma muy general, el sistema fijo consistiría en una estructura perpendicular a la costa, situada en la zona de acumulación, sobre la que se instalaría el equipo de succión y de impulsión. El equipo de succión, encargado de extraer el material, estaría formado por una o varias bombas de succión y una tubería de succión a través de la cual pasaría la arena. Otra tubería de descarga sería la encargada de transportar este material hasta la zona de vertido en la parte erosionada de la playa. Los rendimientos de los sistemas fijos son inferiores a los de los móviles, pero pueden operar en condiciones mucho más severas, permitiendo realizar el bypass de forma continua. El tipo de material a extraer, en este caso arena, es adecuado para estos equipos. Como vimos en el capítulo 10, para justificar la construcción de un sistema fijo de bypass hay que asegurar que se dispondrá de material suficiente en el punto de extracción para poder asegurar la eficacia del equipo. La distribución transversal del transporte longitudinal es muy importante para el diseño de una planta fija, porque aporta información sobre la cantidad de material que se podrá interceptar.


151 Capítulo 13

El dragado de la opción A se encuentra en una zona donde se espera una gran capacidad de transporte longitudinal, con lo que quedaría asegurada la presencia de material para hacer funcionar el equipo. La frecuencia del bypass dependería del volumen de trasvase que se proyectase. Por el contrario, el dragado B se encuentra en una zona con menor capacidad de transporte, por lo que se debería realizar un estudio minucioso de los procesos costeros para valorar la compatibilidad de instalar una planta fija de bypass a esta profundidad. Un sistema fijo de trasvase de arena sólo se instala en el caso de que la operación a realizar no sea puntual en el tiempo, sino que se estime que se deberá realizar durante largo tiempo, aunque no sea de forma continua. La ventaja de estos equipos es que están en todo momento disponibles y evitan la movilización de equipos de dragado cada vez que se necesiten. Con todo lo visto hasta el momento, podemos proponer el sistema que parece más adecuado para realizar los dragados A y B, que son los que se han considerado más efectivos a la hora de conseguir un volumen suficiente de sedimento para poder verter en la zona erosionada de la playa y conseguir al mismo tiempo reducir el ancho de la playa en su zona de acumulación.

• Opción A: Dragado entre las cotas 0 y -3 m, en el caso de la playa de D50= 400 µm, y entre las cotas 0 y -2.1 m, en la playa de D50= 200 µm.

El equipo de dragado más adecuado sería en este caso un equipo fijo de succión instalado en la zona de acumulación de la playa, dada la poca profundidad de la zona que no permite el paso de dragas móviles, y la capacidad de transporte longitudinal que parece suficiente para poder asegurar la eficiencia del equipo. De todas maneras, sería necesario realizar un estudio detallado de la hidrodinámica de la zona para determinar el punto óptimo de extracción, puesto que un sistema fijo realiza la extracción de forma puntual. Se deberá determinar también la potencia de las bombas en función del rendimiento que se quiera obtener. En cuanto a la frecuencia del bypass, ésta puede variar según las necesidades temporales, aunque al principio de la instalación debería realizarse de forma continua y con un alto rendimiento hasta conseguir reducir el ancho de playa y regenerar la zona erosionada de playa, y luego podría reducirse el volumen de extracción pasando a ser un trabajo más bien de mantenimiento. El vertido del material se realizará a través de una tubería de descarga desde el punto de extracción hasta el de vertido.


Capítulo 13 152

• Opción B: Dragado entre las cotas -2 y -4 m, en el caso de la playa de D50= 400 µm, y entre las cotas -1.3 y -2.8 m, en la playa de D50= 200 µm.

En este caso se decide utilizar un equipo móvil de dragado. El estudio de la dinámica longitudinal no permite asegurar la eficiencia de una planta fija de dragado instalada en esta zona, por lo que sería necesario realizar más estudios para asegurarlo. De entre los equipos disponibles, se ha descartado cualquier draga mecánica debido a su menor producción en comparación con las hidráulicas. Dentro de este grupo, el equipo más adecuado es la draga cortadora, por ser la que puede trabajar a menor profundidad. El vertido del material se realizaría por bombeo a través de una tubería flotante siempre y cuando el punto de vertido se encuentre a menos de 1 km del punto de extracción. En caso contrario, habrá que recurrir al uso de gánguiles para realizar el transporte del material. A diferencia del sistema fijo de trasvase, una vez realizado el dragado y vertido el material en la zona de erosión, la draga abandonará la zona y deberá movilizarse de nuevo cuando se necesite.

Conclusiones

Capítulo 14 153

14. CONCLUSIONES Con respecto a las técnicas de dragado analizadas en esta tesina, de forma general se puede concluir que:

1. Para definir correctamente cualquier operación de dragado, se deben conocer una serie de aspectos sobre la zona de actuación que condicionarán la elección del método y del equipo utilizados, que pueden resumirse en la batimetría de la zona de extracción y de vertido, la caracterización geológica y geotécnica del material y las condiciones hidrodinámicas y ambientales de la zona.

2. Las dragas mecánicas están recomendadas para trabajos en zonas confinadas

y pueden operar fácilmente con materiales sueltos y pesados. Su rendimiento es inferior al de las dragas hidráulicas por la discontinuidad del trabajo, con un acabado menos uniforme.

3. Las dragas hidráulicas son adecuadas para sedimentos sueltos, arenas, gravas

o arcillas blandas, no estando recomendado su uso para terrenos duros y compactos ni para terrenos fangosos. Los rendimientos obtenidos con estos equipos son muy superiores a los conseguidos con las dragas mecánicas.

4. La fase de vertido constituye también una parte importante de toda obra de

dragado, por lo que la elección de la alternativa de vertido será decisiva para determinar la viabilidad del proyecto, además de la importancia que ha cobrado en los últimos años debido a la creciente preocupación medioambiental.

El análisis de los sistemas de bypass de arena ha permitido extraer las siguientes conclusiones:

1. La principal dificultad de todo proyecto de bypass reside en la necesidad de disponer de una información muy precisa sobre los procesos costeros, que es difícil de conseguir y es además muy variable en el tiempo y en el espacio. En particular, la dirección, la magnitud y sobre todo la distribución transversal del transporte longitudinal son parámetros decisivos para conocer la cantidad de material que se puede interceptar.

2. La principal ventaja de los sistemas fijos de bypass es que están siempre

disponibles y evitan la movilización de equipos de dragado cada vez que se necesitan. Sin embargo, se tiene que asegurar la presencia de sedimento a lo largo del tiempo en el punto de extracción, para garantizar la eficiencia del equipo.

3. El bypass de arena se realiza de forma periódica en zonas que tienen una gran

capacidad de almacenamiento de material o donde la componente estacional es predominante. Por el contrario, en las zonas donde el equipo se sitúa para

Conclusiones

154 Capítulo 14

interceptar el material en movimiento, el trasvase suele ser continuo pero con menores volúmenes.

4. El punto de vertido del material es de vital importancia para el éxito del bypass.

La elección del lugar de vertido requiere información estadística del oleaje y datos de las corrientes.

El impacto de un dragado realizado en la costa catalana se ha estudiado en sus componentes transversal y longitudinal de forma separada. Con respecto a la evolución transversal de los perfiles de playa analizados se puede concluir que:

1. Al aumentar el volumen de dragado, el retroceso del perfil es mayor, tanto en su cota máxima como en la cota 0. El volumen de la duna que se forma en estas condiciones también aumenta, mientras que la pendiente equivalente del nuevo perfil es independiente del volumen o de la posición de dragado, quedando únicamente determinada por la acción del temporal, que reduce su valor de forma significativa. El relleno de la zanja depende de la profundidad y de las dimensiones del dragado, permitiendo una mayor recuperación de la excavación como más cerca se encuentre el dragado de la línea de orilla.

2. Cuanto mayor es la cota máxima de la berma de un perfil de playa, menor es el

retroceso provocado tanto por el temporal como por los dragados, en su cota máxima y en la línea de orilla, y menor es el volumen de duna formada. Por el contrario, la pendiente obtenida en la parte emergida del perfil y el relleno de la zanja creada por el dragado son mayores que en el caso de tener una altura de berma inferior.

3. Los perfiles más verticales, es decir con mayor pendiente de la parte emergida,

presentan mayores retrocesos en su cota máxima que los perfiles más tendidos, pero por el contrario sufren menores variaciones en la cota 0. El relleno de la zanja y el volumen de la duna formada también son mayores como más pendiente presenta el perfil.

4. Los dragados a pequeñas profundidades (inferiores a los 4 m) son los que

provocan cambios más significativos en el perfil de playa, sobretodo en su parte emergida. Se ha comprobado que el retroceso tanto en el nivel máximo de la berma como en la cota 0 y el porcentaje de relleno de la zanja quedan afectados por los dragados 1 y 2, realizados entre las cotas 0 y -2 m y entre -2 y -4 m respectivamente. Por el contrario, los dragados más profundos (a partir de 4 m), a pesar de tener un volumen de dragado mayor, no influyen en la evolución transversal del perfil de playa, no modificando significativamente ninguno de los parámetros analizados.

Conclusiones

Capítulo 14 155

5. La granulometría del sedimento también influye en los efectos provocados por el dragado sobre el perfil de playa. La disminución del tamaño del grano lleva asociada un aumento del inicio de la condición de movimiento, de forma que los granos más pequeños ofrecen una menor resistencia al oleaje y tienen una mayor movilidad. Esto explica que los efectos provocados por la tormenta y por los dragados son mayores sobre los perfiles de playa con sedimento más fino.

6. Con un menor tamaño de sedimento, el retroceso en la cota máxima de la

playa aumenta, mientras que la línea de orilla avanza, con lo que la pendiente obtenida en la parte emergida es menor, obteniendo un perfil más tendido. La mayor movilidad de los granos explica también que el relleno de la zanja sea mayor, consiguiendo una mayor recuperación del perfil hacia su situación inicial.

El estudio de la dinámica longitudinal ha permitido extraer las siguientes conclusiones:

1. La capacidad de transporte longitudinal varía considerablemente en función del clima de oleaje considerado en cuanto a su magnitud, pero mantiene una distribución muy similar en ambos casos.

2. En la costa tipo del Maresme (D50=400µm, orientación 60º), la zona en que el

transporte longitudinal se vuelve nulo es prácticamente independiente del perfil de playa (con o sin dragado), pero por el contrario varía con el clima de oleaje considerado. En el clima de oleaje 2 se introducen unos oleajes que provocan un transporte longitudinal hacia el norte, con lo que la tasa de transporte neta hacia el sur se reduce, acercando el punto a partir del cual no hay transporte longitudinal a lo largo de la costa.

3. En el tramo tipo de la costa Daurada (D50=200 µm, orientación 40º), la mayor

movilidad de los granos favorece el transporte de sedimentos, con lo que la tasa de transporte longitudinal obtenida en este caso es muy superior a la de la costa tipo del Maresme. Los valores de transporte obtenidos son siempre superiores a 175 m3/m debido al menor calado que presenta este perfil de playa, por lo que no se ha encontrado el punto a partir del cual no hay transporte longitudinal.

4. El dragado 1 (situado entre las cotas 0 y -2 m aproximadamente, dependiendo

de la costa considerada) se encuentra en la zona de mayor capacidad de transporte longitudinal, por lo que se espera que la zanja consiga rellenarse de material procedente del transporte longitudinal en las dos costas, asumiendo que en uno de los extremos de la zona de extracción hay una condición de contorno nula al transporte longitudinal.

5. La zona del dragado 2 (entre las cotas -4 y -6 m aproximadamente) tiene un

esquema de transporte muy diferente según el tramo de costa analizado. Mientras que en la playa de sedimento más grueso y orientación 60º respecto

Conclusiones

156 Capítulo 14

al norte, el dragado se situaría en una zona de transporte prácticamente nulo, lo que no permitiría regenerar el perfil, el aumento de la capacidad de transporte en la segunda costa analizada (D50=200 µm) permite predecir un relleno al menos parcial de la zanja excavada.

Analizando los retrocesos provocados por los diferentes dragados, se han propuesto dos alternativas sobre la zona óptima de dragado que permita reducir el ancho de la playa en la zona de acumulación y a la vez conseguir material para verter en la parte erosionada:

1. Opción A: Dragado entre las cotas 0 y -3 m en el caso de la playa con D50=400 µm, y entre las cotas 0 y -2.1 m en la playa de D50=200 µm.

2. Opción B: Dragado entre las cotas -2 y -4 m en el caso de la playa con D50=400

µm, y entre las cotas -1.3 y -2.8 m en la playa con D50=200 µm. Los equipos de dragado propuestos para cada uno de estos dragados son los siguientes:

1. Opción A: La poca profundidad de la zona no permite el paso de ninguna draga, por lo que se propone en este caso instalar una planta fija de dragado en la zona de acumulación, formada por el equipo de succión (bombas y tubería de succión) y la tubería de descarga. Este dragado se encuentra en una zona con una gran tasa de transporte longitudinal, con lo que, a pesar de necesitar un estudio más detallado de la dinámica litoral de la zona, parece quedar asegurada la eficiencia del equipo.

2. Opción B: Dado que la profundidad de la zona lo permite, se ha optado en este

caso por utilizar una draga cortadora, por ser la que puede trabajar a menor profundidad. Además, la tasa de transporte longitudinal en esta zona no es suficiente para poder asegurar la eficiencia de un sistema fijo. El vertido del material se realizaría por bombeo a través de una tubería flotante siempre y cuando el punto de vertido se encuentre a menos de 1 km del punto de extracción. En caso contrario, habrá que recurrir al uso de gánguiles para realizar el transporte del material.

Con la tecnología actual, se podría plantear el uso de un nuevo equipo móvil que permitiera realizar dragados a pequeñas profundidades, que consistiría en una draga hidráulica con una tubería de succión que pudiera llegar a zonas de poca profundidad sin que la draga tuviera que desplazarse hasta allí. El material succionado podría almacenarse en la misma draga (draga autoportadora) o cargarse en equipos auxiliares (gánguiles).

Referencias bibliográficas

Capítulo 15 157

15. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Aguilar, J; Esteban, V (2001), Reutilización de materiales de dragado. VI Jornadas Españolas de Ingeniería de Costas y Puertos. Palma de Mallorca.

• Ballast Ham Dredging, (2002), Trailing suction hopper dredger HAM 312.

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158 Capítulo 15

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Dinámica transversal del perfil a corto plazo

Anejo 1

ANEJO. DINÁMICA TRANSVERSAL DEL PERFIL A CORTO PLAZO En este anejo se recogen los resultados obtenidos en el análisis de la evolución transversal de los perfiles de playa bajo la acción del temporal del 9 al 13 de noviembre de 2001 y de diferentes posiciones de dragado. En primer lugar se presentan los perfiles de playa obtenidos con el modelo SBEACH, agrupados según las características del perfil inicial de la playa (pendiente y nivel de berma). A continuación se muestran los valores de los parámetros analizados, según el perfil y el dragado considerados. Se han diferenciado los resultados pertenecientes a los perfiles de playa con tamaño medio de sedimento 400 µm de los de 200 µm, tanto en las figuras como en la tabla de resultados.

PERFIL 1

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 2

Dragado 3

Dragado 4

Características perfil 1:

• Pendiente parte emergida: 1/10

• Cota máxima: 2.5 m

• Tamaño medio del sedimento:400µm

D

inámica transversal del perfil a corto plazo

PERFIL 2

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 3

Dragado 3

Dragado 4





D


PERFIL 3

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 4

Dragado 3

Dragado 4





D


PERFIL 4

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 5

Dragado 3

Dragado 4





D


PERFIL 5

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 6

Dragado 3

Dragado 4



• Cota máxima: 4 m


D


PERFIL 6

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 7

Dragado 3

Dragado 4





D


PERFIL 7

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 8

Dragado 3

Dragado 4





D


PERFIL 8

Inicial

Dragado 1

Dragado 2

Anejo 9

Dragado 3

Dragado 4





D



Anejo 10

Dra

gado

D

PE

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Dra

gado

C

Dra

gado

A

TABLA DE RESULTADOS (Tamaño medio de sedimento 400 µm)

Pendiente Cota berma Dragado Cota inicio Cota final Sección dragado Retroceso en la Retroceso en la Volumen duna Pendiente Volumen rellenoplaya seca (m) considerado dragado (m) dragado (m) (m3/ml) cota máx. (m) cota 0 (m) (m3/ml) equivalente zanja (m3/ml)

1 nov. 01 1/10 2.5 - - - - -18.909 -3.757 11.298 0.062 -2 nov. 01 1/5 2.5 - - - - -28.013 -0.683 11.771 0.063 -3 nov. 01 1/15 2.5 - - - - -11.2 -6.541 10.079 0.06 -4 nov. 01 1/20 2.5 - - - - -12 -7.026 0 0.045 -5 nov. 01 1/10 4 - - - - -4.297 0.22 2.317 0.09 -6 nov. 01 1/5 4 - - - - -16.861 6.622 2.268 0.092 -7 nov. 01 1/15 4 - - - - 0 -3.865 0 0.071 -8 nov. 01 1/20 4 - - - - 0 -7.324 0 0.055 -1 nov. 01 1/10 2.5 dragado 1 0 -2 25 -23.28 -8.375 11.479 0.063 34.4882 nov. 01 1/5 2.5 dragado 1 0 -2 25 -32.58 -5.36 12.291 0.063 39.7613 nov. 01 1/15 2.5 dragado 1 0 -2 25 -14.694 -11.582 11.183 0.062 29.9424 nov. 01 1/20 2.5 dragado 1 0 -2 25 -7.656 -14.471 9.126 0.058 26.8145 nov. 01 1/10 4 dragado 1 0 -2 25 -7.654 -3.054 2.214 0.09 39.7936 nov. 01 1/5 4 dragado 1 0 -2 25 -20.871 3.245 2.123 0.091 51.4887 nov. 01 1/15 4 dragado 1 0 -2 25 0.089 -8.079 0.191 0.077 32.3278 nov. 01 1/20 4 dragado 1 0 -2 25 0 -11.833 0 0.059 28.031 nov. 01 1/10 2.5 dragado 2 -2 -4 70 -20.903 -6.05 11.185 0.063 21.532 nov. 01 1/5 2.5 dragado 2 -2 -4 70 -30.112 -3.296 12.647 0.063 22.3513 nov. 01 1/15 2.5 dragado 2 -2 -4 70 -12.763 -8.806 10.399 0.061 20.0814 nov. 01 1/20 2.5 dragado 2 -2 -4 70 -5.967 -11.543 8.059 0.056 19.265 nov. 01 1/10 4 dragado 2 -2 -4 70 -5.245 -1.786 2.788 0.092 21.6496 nov. 01 1/5 4 dragado 2 -2 -4 70 -18.919 4.523 2.381 0.092 23.517 nov. 01 1/15 4 dragado 2 -2 -4 70 0.128 -5.85 0.042 0.074 20.1098 nov. 01 1/20 4 dragado 2 -2 -4 70 0 -9.421 0 0.057 19.2681 nov. 01 1/10 2.5 dragado 3 -4 -6 97 -19.078 -3.833 11.617 0.062 0.152 nov. 01 1/5 2.5 dragado 3 -4 -6 97 -28.027 -0.597 11.859 0.062 0.1573 nov. 01 1/15 2.5 dragado 3 -4 -6 97 -11.016 -6.591 9.879 0.06 0.1574 nov. 01 1/20 2.5 dragado 3 -4 -6 97 -12 -7.053 0 0.045 0.155 nov. 01 1/10 4 dragado 3 -4 -6 97 -4.182 0.317 1.974 0.09 0.156 nov. 01 1/5 4 dragado 3 -4 -6 97 -17.126 6.625 2.488 0.091 0.157 nov. 01 1/15 4 dragado 3 -4 -6 97 0 -3.868 0 0.071 0.158 nov. 01 1/20 4 dragado 3 -4 -6 97 0 -7.351 0 0.055 0.151 nov. 01 1/10 2.5 dragado 4 -6 -8 122 -19.697 -3.3 10.748 0.06 02 nov. 01 1/5 2.5 dragado 4 -6 -8 122 -28.342 -0.102 11.162 0.061 03 nov. 01 1/15 2.5 dragado 4 -6 -8 122 -11 -6.658 10.224 0.06 04 nov. 01 1/20 2.5 dragado 4 -6 -8 122 -12 -7.026 0 0.045 05 nov. 01 1/10 4 dragado 4 -6 -8 122 -4.333 0.22 2.391 0.09 06 nov. 01 1/5 4 dragado 4 -6 -8 122 -17.343 6.776 2.049 0.091 07 nov. 01 1/15 4 dragado 4 -6 -8 122 0 -3.865 0 0.071 08 nov. 01 1/20 4 dragado 4 -6 -8 122 0 -7.324 0 0.055 01 nov. 01 1/10 2.5 dragado A 0 -1.5 18 -21.427 -5.897 11.318 0.062 21.4851 nov. 01 1/10 2.5 dragado C 0 -2.5 46 -26.083 -11.821 12.899 0.064 45.6831 nov. 01 1/10 2.5 dragado D 0 -3 76 -28.451 -14.44 13.102 0.064 53.586

Perfil Tormenta


Anejo 11

Dra

gado

2’

C

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Anejo 12

Dra

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acum

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Dra

gado

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Dra

gado

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TABLA DE RESULTADOS (Tamaño medio de sedimento 200 µm)

Pendiente Cota berma Dragado Cota inicio Cota final Sección dragado Retroceso en la Avance en la Volumen duna Pendiente Volumen rellenoplaya seca (m) considerado dragado (m) dragado (m) (m3/ml) cota máx. (m) cota 0 (m) (m3/ml) equivalente zanja (m3/ml)

1 nov. 01 1/10 2.5 - - - - -22.562 6.818 6.221 0.046 -1 nov. 01 1/10 2.5 dragado 1' 0 -1.3 23 -27.322 1.667 6.558 0.046 38.571 nov. 01 1/10 2.5 dragado 2' -1.3 -2.8 75 -26.136 1.955 6.122 0.047 34.111 nov. 01 1/10 2.5 dragado 3' -2.8 -4.3 106 -22.841 6.952 5.735 0.046 7.4481 nov. 01 1/10 2.5 dragado 4' -4.3 -5.8 129 -22.47 6.727 6.524 0.046 0.1511 nov. 01 1/10 2.5 dragat A' 0 -1.2 18 -26.351 2.684 6.287 0.046 34.4181 nov. 01 1/10 2.5 dragat C' 0 -1.7 46 -30.871 -2.217 6.417 0.047 54.4331 nov. 01 1/10 2.5 dragat D' 0 -2.1 79 -34.301 -6.37 5.686 0.047 66.552

Perfil Tormenta

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TERCERA PARTE IMPACTO DE UN DRAGADO EN LA COSTA … · Impacto de un dragado en la costa catalana 92 Las numerosas obras marítimas construidas en la costa catalana han tenido un