Geomorfología Costera Costas erosionales y depositacionales

¿Quien estudia las costas? Geógrafos y Morfólogos Evolución de las formas costeras Geólogos Naturaleza y origen de los sedimentos Ingenieros Costeros Protección costera Diseño de estructuras costeras Estudios básicos Oceanólogos Mareas, olas, naturaleza fundamental de las playas y costas

Usos Múltiples Recreacional Vivienda Militar Minería Nado Surfing Baños de sol Paseos naturistas Caminata Ejercicio Pesca Esparcimiento Vivienda Casas Hoteles Militar Invasiones [día-D] Minería Minerales Materiales de construction Generación de energía Navegación Acuicultura Desecho de residuos Varazones y refugio

Tipos de costas - Tectónica Activas Pacífico Erosional Pasivas Atlántico Depositacional

Características de Costas Erosionales bufadora promontorio Terraza marina elevada cantiles Pilote o stack cueva caletas promontorio arco Terraza de abrasión sedimentos

Costa Pacífico de E.U.

Características de Costas Depositacionales lagunas Isla Barra Delta Tómbolo Isla de barrera Barrera de bahia Corriente litoral Cresta de la ola

Evolución de una Isla de Barrera Perfil original Nivel medio del mar Playa oceánica Duna marisma Planicie de barrera Laguna oceano turba Capa de turba

Erosión Costera por Región en E.U. Porciento estable Porciento erosión no-crítica Porciento erosión crítica

Erosion en los EU Por lo menos 20% de las costas están en peligro de alteración La construcción de presas se ha incrementado en los últimos 50 años Se ha elevado el nivel del mar En el invierno tormentoso de 1983, la zona costera en California sufrió daños a 3,666 casas y 1,020 negocios Las pérdidas excedieron $100 millones de dólares

Geomorfología Costera Definición y terminología

Definición de Playa Playa: (a) es una acumulación de sedimento no consolidado (arena, cantos, etc.) que se extiende desde el nivel medio de marea hasta algún cambio fisiográfico como un cantil o campo de dunas. Litoral: este término denota tambien la porción bajo el agua importante en los procesos de formación-destrucción de la playa. Su límite inferior es donde el oleaje ya no mueve al sedimento.

Definición de Zona Costera Costa: (a) Una franja de tierra de ancho indefinido (puede ser de varios kilómetros) que se extiende desde la linea de bajamar hasta el primer cambio importante hacia tierra en la morfología. (b) La parte de un pais considerada como cercana a la costa, comunmente incluye toda la planicie costera; un distrito litoral que contenga alguna característica específica, tal como la Costa de Oro. Adj: costero. Area Costera: Las areas de tierra y mar que bordean la linea de costa y hasta la rompiente (CERC, 1966, p. A6).

Terminología de Playas costa Cara de la playa Linea de rompiente en bajamar rompientes postplaya playa Cercana a la costa Fuera de la costa Linea de playa en bajamar Linea de playa en marea alta anteplaya linea de costa Cantíl Barras y cordones

Olas y Transporte de Arena Principios básicos Olas y Transporte de Arena

Viento y Olas Las olas se generan por viento que sopla sobre la superficie del mar La altura es función de velocidad, pista y duración El agua se mueve en un patrón circular que se acaba con la profundidad Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]

Viento y Olas Las olas se generan por viento que sopla sobre la superficie del mar La altura es función de velocidad, pista y duración El agua se mueve en un patrón circular que se acaba con la profundidad Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]

Desarrollo de olas por viento Tabla 1. Pista y duración mínima necesaria para olas completamente desarrolladas 1 2 Tabla 2. Características de olas completamente desarrolladas

Desarrollo de olas por viento Tabla 1. Pista y duración mínima necesaria para olas completamente desarrolladas 1 2 Tabla 2. Características de olas completamente desarrolladas

Viento y Olas Las olas se generan por viento que sopla sobre la superficie del mar La altura es función de velocidad, pista y duración El agua se mueve en un patrón circular que se acaba con la profundidad Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]

Transporte de arena por oleaje somero Ola en aguas someras Hacia la costa

Refracción de oleaje

Refracción de oleaje Refracción de oleaje alrededor de Punta Maili, Oahu, Hawaii. Note como se doblan las crestas de las olas casi 90° a medida que se mueven alrededor de la punta.

Refracción de oleaje Refracción de oleaje alrededor de Punta Maili, Oahu, Hawaii. Note como se doblan las crestas de las olas casi 90° a medida que se mueven alrededor de la punta.

Transporte Litoral

Formación de Corrientes de Retorno

Corrientes de retorno

Transporte litoral La corriente de agua + la arena se mueven paralelas ala costa como resultado de la incidencia oblicua del oleaje sobre la costa Limite del oleaje Zona de rompiente Dirección de la corriente El transporte litoral erosiona y deposita arena 115,000-270,000 m3/año 15,000-35,000 camiones grandes de volteo / año Trayectoria de la arena Aproximación del oleaje

Tasa de transporte de arena vs. potencia de oleaje Tasa de energía gastada en la playa, erg/sec cm Tasa de transporte de sedimento dinas/sec Komar e Inman, 1970 ECn = flujo de energía por oleaje en la playa Ab = Angulo del oleaje con la rompiente E = 1/8 ρsHbg Hb = altura de la ola en la rompiente Pf = densidad del fluido Cn = √gd D = profundidad = 1.28 H a’ = porosidad del sedimento ~ 0.6

Tasa de transporte de arena vs. potencia de oleaje Razón de peso inmerso Potencia del oleaje (energía gastada en la playa) Relación entre la razón de peso inmerso y la razón volumétrica

Tasa de transporte de arena vs. potencia de oleaje sustituyendo Y resolviendo para la razón volumétrica

Tasa de transporte de arena vs. potencia de oleaje ECn = flujo de energía por oleaje en la playa Ab = Angulo del oleaje con la rompiente E = 1/8 ρsHbg Hb = altura de la ola en la rompiente Pf = densidad del fluido Cn = √gd D = profundidad = 1.28 H a’ = porosidad del sedimento ~ 0.6

Transporte Normal a la Costa Crecimiento y Erosión de la playa en Carmel, California Tasa de crecimiento hasta de 15 cm por hora

Transporte Normal a la Costa Erosión oct-marzo Depósito abril-sept Crecimiento y Erosión de la playa en Carmel, California Tasa de crecimiento hasta de 15 cm por hora

La playa es el amortiguador entre el oleaje y la tierra Zona de surf invierno Marea verano invierno El ancho representa el balance dinámico entre la erosión y depositación de arena por el oleaje

Interferencia en el Transporte de Sedimento

Interferencia

Efectos de espigones y rompeolas

Efectos de espigones y rompeolas

Efectos de espigones y rompeolas

Estabilización de Playas Diferentes métodos No siempre funcionan ¡La mayoría resuelve un problema y crea muchos otros! Ejemplos Paredes de protección Tetrápodos Espigones Alimentación artificial

Paredes de protección

Colapso de paredes Se utilizaron sacos de arena para prevenir daño a la estructura

Colapso de paredes 199th Street, Redington Shores, Pinellas Co., Florida, U.S.A. Daño resultado de erosion costera de paredes y edificios s Octubre 12, 1985.

Linea de costa del Sur de Tokyo, Japón En japón la estabilización de playas se lleva a cabo por medio de tetrápodos en este desarrollo de aguas termales. Esta sociedad orientada a lo ingenieril opta de ser posible por nunca perder terreno al mar. Donde se desea, se crean playas artificiales.

Puerto Brazos, Texas, Para poder participar en programas federales de aseguranza contra inundaciones, las casas nuevas en la costa deben estar construidas sobren zancos. Esta practica es un redescubrimiento de algo que se usaba hace miles de años Area Costera Moderna de Puerto Moresby, Papua-Nueva Guinea Coastal village construida sobre zancos para proteger las casas de marejadas y mareas extraordinarias

Miami Beach, Florida. 1970’s

Miami Beach, Florida. 1982

Problema: proveer abrigo en una costa expuesta Solución: rompeolas para bloquear al oleaje Resultado: se retiene arena costa-arriba, el transporte litoral envuelve al rompeolas y bloquea la entrada

Ejemplo Santa Barbara California

Muelle para embarcaciones pequeñas en Santa Barbara Se requiere bombear 275,000 m3/año de arena para mantener abierto el canal

Otra solución – Santa Monica Un rompeolas paralelo a la costa crea una sombra de oleaje que permite la acumulación de arena

Escolleras para estabilizar una desembocadura de rio Santa Cruz La arena bloquea la desembocadura – hay que navegar con la marea Impacto de la interrupción natural de transporte de arena costa abajo

¡Sorpresa! (?) erosión costa abajo Pérdida de playa en Rio del Mar 10 km al sur Retroceso de cantiles en Capitola 6 km al sur

Anomalías El Niño (ENSO) Elevación del nivel del mar La precipitación pluvial se incrementa en algunas regiones Cambian las trayectorias de las tormentas Elevación del nivel del mar Incremento de la erosión Los ecosistemas son afectados por los cambios en la temperatura