martes 15 de septiembre de 2009

GEOMORFOLOGÍA: LA FORMA DE LA PLAYA CAMBIA

Adjuntamos aquí parte de un texto perteneciente a la obra "Un Mar de cosas por Explorar: Guía práctica para la Enseñanza y Divulgación de la Ciencias del Mar", un trabajo conjunto entre científicos del área marina y del programa de Divulgación Científica y Educación Ambiental (Valoraciencia) de la Universidad Católica del Norte, Sede Coquimbo, así como de docentes con especialidad en educación científica del Colegio Bernardo O'Higgins de Coquimbo, el Liceo Gabriela Mistral de la Serena y el Liceo Carmen Rodríguez de Tongoy (Chile). Todos estos actores se lograron convocar bajo el proyecto del mismo nombre (ED5/00/015), patrocinado y auspiciado por el Programa de Divulgación y Valoración de la Ciencia y la Tecnología EXPLORA de la Comisión Nacional para la Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT).
Su carácter formativo y divulgativo de la ciencia en el apartado de la geomorfología litoral, destinado a alumnos y profesores, lo hacen tan merecedor de publicarse en nuestra página como otros de mayor complejidad y mayor nivel teconológico.

La forma de una costa depende del efecto de los cambios ambientales. Una costa rocosa presenta una mayor resistencia a los cambios, por lo que éstos se harán visibles sólo a largo plazo. Aunque una playa de arena puede dar la idea de calma y estabilidad, es todo lo contrario, o los cambios suceden en horas. Esta actividad es una salida a terreno, donde los alumnos caracterizarán, físicamente, una playa de arena.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Con esta actividad se espera que los alumnos y alumnas:
• Comprendan los procesos a través de los cuales se forman los sedimentos y se transforman las costas
• Conozcan los principales factores ambientales que influyen en la dinámica de una playa de arena y
• Realicen un perfil de la playa utilizando el método de Emery.

SUGERENCIAS METODOLÓGICAS
Recordar a los alumnos que lleven ropa adecuada pues deben hacer algunas actividades en el agua. Divide al curso en grupos de no más de 4 personas. Dependiendo de la disponibilidad de materiales, el número ideal es 3. Al comienzo de la guía del alumno vienen algunas preguntas generales de diagnóstico para saber cuanto saben tus alumnos sobre el tema. Sugerimos otras preguntas que puedes hacer: ¿Qué es la geomorfología?, ¿La playa es igual en invierno y verano?, ¿qué es la arena?
También es importante que tengas en cuenta las opiniones de los alumnos cuando evalúen esta actividad, quizás se necesite adaptar la guía a la realidad del establecimiento y a los requerimientos de los estudiantes.

CONTENIDOS
La geología es la ciencia que estudia los cambios sucesivos que han ocurrido en la corteza terrestre, las causas de estos cambios y la influencia que ellos han ejercido en la modificación de la superficie y estructura externa de nuestro planeta. Dentro de esta área se encuentra la geomorfología que estudia los orígenes y la morfología dinámica (cambio de la forma) de la superficie de la Tierra.

¿Qué es la arena?
Es un conjunto de fragmentos de roca muy pequeños (entre 0,0625 y 2 mm de diámetro), que se van reduciendo de tamaño por el arrastre de los ríos que los depositan en la costa. Luego, las olas y las corrientes marinas continúan desgastándolas.

¿Cómo se forma la arena?
Las rocas que conforman la corteza terrestre se rompen y se desintegran debido a los cambios de temperatura y la acción que ejerce el agua, el hielo, el viento y los organismos. Estos fragmentos de roca son erosionados y transportados por el viento y los ríos, son depositados en los valles o arrastrados hasta la costa a través de los cursos de agua. Una vez que llegan al mar, estos sedimentos, ya muy fraccionados, se mezclan con los restos de conchas y conforman las arenas que conocemos. El oleaje, las corrientes y el viento se encargan de transportar y distribuir la arena a lo largo de la costa, formando playas y dunas.

¿Cómo se clasifica la arena?
Existen distintos criterios para clasificar lossedimentos, pero los más comunes son (a) la forma, (b) el tamaño y (c) el color.

¿Por qué la arena tiene distintos colores?
El color de la arena es un indicador general de la composición y el ambiente químico de donde proviene. Su coloración puede variar dependiendo de los minerales que componen la roca original de
la cual se originaron. Un color amarillo indica la presencia de sílice, si es de color amarillo claro rosado, proviene de rocas graníticas en las que predomina cuarzo, mica y feldespato. Si tiene un color más oscuro (gris-pardo oscuro) provienen de rocas o lavas volcánicas donde el calcio, el potasio y el sodio son reemplazados por minerales de hierro y magnesio. Los granos de arena de color blanco generalmente indican carbonato de calcio.

¿Por qué la arena tiene distintas formas?
Las arenas pueden tener diferentes formas según su origen y edad. La forma de una partícula puede indicar cuanto tiempo ha sido transportado un grano por un río o una corriente. Mientras más redondeada la forma del grano, significa que ha sido transportado desde más lejos por los ríos, olas o viento o que lleva más tiempo de recorrido que otros granos que presentan irregularidades o aristas.

¿Por qué tienen diferentes tamaños?
Durante el transporte los granos se distribuyen por tamaño, es así como la fuerza de las olas empuja el sedimento más grueso hacia la parte alta de la playa. Las partículas más pequeñas requieren mayor calma para sedimentar y depositarse en la playa. A medida que las rocas se van desintegrando, resultan en diferentes tamaños, de acuerdo a los cuales se pueden clasificar en grava, arena, arcilla, fango..

¿En que se utiliza la arena?
El mayor componente de la arena es el sílice, el cual se extrae, se mezcla con óxidos de sodio calcio y se funde a altas temperaturas dando como resultado el vidrio. Un uso directo para la arena es en la industria, en un proceso conocido como “arenado”. La arena es lanzada a presión, como un chorro, lo que sirve para pulir superficies metálicas.

¿Qué factores modifican una playa?
La arena se encuentra activamente en movimiento a lo largo de la costa. Las playas cambian con la marea y con la estación del año. Además, las olas que golpean las costas son un importante agente modificador de las playas.

¿Cómo interfieren las construcciones?
El hombre, buscando proteger de la fuerza del oleaje los puertos y otras propiedades construye estructuras como muros, revestimientos, muelles y rompientes. Sin embargo, pero la energía del mar hace muy difícil impedir este impacto, especialmente durante una tormenta. Estructuras como los malecones se usan generalmente para proteger entradas de navegación, pero todas estas construcciones interrumpen el transporte de la arena. Así, se va acumulando gran cantidad de arena en el lado externo de estas estructuras e interfiere el transporte habitual provocando la perdida de arena en otras playas, a veces muy alejadas del lugar donde se hizo la construcción.

¿Qué es el perfil de una playa?
Llamamos perfil a la forma que presenta una playa vista de costado (como el perfil de un rostro). El
perfil de una playa puede tener diferente pendiente o inclinación, dependiendo de factores como la
marea, la estación del año y el impacto del oleaje.

¿Por qué cambia el perfil?
El perfil de una playa cambia con las estaciones. En invierno el viento es más fuerte, por lo que se generan olas de mayor tamaño, las que golpean la costa con más fuerza que en el verano. Este aumento de energía arrastra la arena que se ha depositado en la playa hacia bancos submarinos. El
perfil de la playa, en esta época, presenta gran pendiente llegando en algunas playas a dejar al descubierto las rocas enterradas. Durante el verano, las olas son de menor tamaño, y existe mayor
calma en la playa lo que permite que la arena sedimente y cubra nuevamente grandes extensiones de costa. En esta época el perfil presenta una pendiente suave.

¿Qué es la dinámica de una playa?
Las arenas de una playa están en constante tránsito, arrastradas por las olas y las corrientes. La mayoría de las playas alternan períodos de erosión y reconstrucción. En algunas playas la erosión y acresión es estacional. Las tormentas de invierno se llevan la arena de la playa y en verano se reconstruyen. Otras playas pueden seguir patrones cíclicos a largo plazo, con varios años de erosión seguidos de varios años de acresión.

¿Qué zonas se reconocen en una playa?
La playa se puede dividir en zonas que van desde las dunas (zona alta), seguida de una zona más plana de arena seca (playa intermedia), luego la zona baja que marca la región húmeda de la playa. Esta última a su vez se puede dividir en : Zona de salpicadura (Donde llegan algunas gotas de agua), La Zona de Arrastre (donde se ocurre el transporte de arena por el arrastre de la ola que ya a
reventado) y por último la Zona de Rompiente (lugar donde las olas rompen). Puedes ver el esquema que aparece en la guía del alumno. Esta división es variable y la extensión de cada región depende de la marea, el oleaje y la pendiente que tenga esa playa.

¿Qué es el método de Emery?
Es un método ideado por K. Emery en el año 1961 para estimar la pendiente o desnivel de la playa. Se requiere un par de varas una huincha de medir y dos personas para realizar el trabajo. Aunque este método no es el más apropiado según los topógrafos, que necesitan gran exactitud en sus mediciones, los ecólogos lo prefieren por su sencillez para caracterizar las playas físicamente en sus estudios. En la guía del alumno hay una descripción detallada de cómo se realizan estas mediciones.

¿Cómo se forman las dunas?
Las corrientes transportan la arena hacia la costa. El oleaje y las mareas depositan parte de esta arena en la playa. El viento desplaza la arena seca hasta la parte alta de la playa El tamaño de las partículas, su densidad, su forma, así como la cohesión entre éstas son factores que influyen en el transporte de arena. Cualquier obstrucción en el camino de la arena, como un arbusto, o hierbas reduce el poder de transporte del viento y origina el deposito de parte de su carga. De esta forma, se acumula arena, hasta formar lo que conocemos como dunas.

¿Qué importancia tienen las dunas?
La costa posee defensas naturales contra el ataque de olas, corrientes y marejadas. La primera de estas defensas es la pendiente del fondo, la cual causa que el oleaje comience a “romper” mar afuera y que la energía se disipe. Las dunas constituyen otra defensa contra el embate del mar en las costas. Como las dunas son un área de almacenaje de arena, constituyen la barrera protectora de mayor importancia, contra los vientos e inundaciones producidas por las tormentas y otros fenómenos naturales. La vegetación también es importante en la formación y estabilización de las dunas, ya que actúa como amortiguador del viento y permite que los granos de arena que transporta el viento, se depositen en el suelo.

¿Qué efectos negativos causa el hombre?
Además de las construcciones que cada día ocupan espacios más cercanos al mar, muchas personas
transitan en vehículo por las playas arrancando la vegetación y erosionando el terreno. La extracción
de arena de las dunas o su aplanamiento para ampliar las playas en época de verano, ha provocado la pérdida de las playas e inundaciones en épocas de invierno.

DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES
Actividad 1: Conociendo los sedimentos
El objetivo de esta actividad en que los estudiantes conozcan algunos criterios para clasificar los sedimentos y los factores que intervienen en la formación de la arena.

Materiales: Lupa y papel milimetrado.
Sugerencias: Es posible que tengan alguna complicación dimensionar cuanto equivale una micra (μm), por lo que puede reforzar estas escalas de medición.

Actividad 2: Dinámica de la playa
Objetivos: Se espera que los alumnos comprendan algunos procesos que ocurren en las playas de arena y entiendan como es la dinámica de una playa.

Materiales: Cuaderno y lápiz
Sugerencias: En esta actividad los estudiantes tienden a relajarse, es importante insistir en que anoten lo que están observando.

Actividad 3: Dibujo del perfil de la playa
Objetivo: Se espera que los alumnos hagan una representación gráfica de la forma en que observan la playa y cómo continúa bajo el agua.

Materiales: Sólo necesitan lápiz y cuaderno.
Sugerencias: Ya que esta actividad no debe tomar más de 10 minutos, insistir en evitar distracciones.
Las otras actividades son más largas.

Actividad 4: Estimación del perfil de la playa
El objetivo de esta actividad es que los estudiantes determinen el perfil de una playa de arena utilizando el método de Emery.

Materiales: Necesitas cuaderno y lápiz 2 varas,
una de unos 70 cm y otra más larga (1,5 a 2 m), esta última debe estar graduada, para lo cual se puede marcar cada un centímetro o pegarle una huincha de sastre .

Sugerencias: Recuérdales que deben partir desde la parte alta de la playa. La distancia entre la vara pequeña y la más grande no debe ser más de 3 a 4 metros, para facilitar el trabajo. Esta actividad toma tiempo. Para ordenar los datos es recomendable que trabajen con una tabla como la que se sugiere en la guía del alumno.

Actividad 5: Gráfica del perfil.
El objetivo es que los estudiantes trabajen los datos que obtuvieron en terreno y comparen con el perfil realizado sólo con observación.

Materiales: Papel milimetrado, lápiz y regla.
Sugerencias: Esta actividad es mejor realizarla en la sala, una vez terminada la salida a terreno. Es importante que entiendan que uniendo el primer y el último punto de sus datos obtendrán saber cual es la pendiente de la playa. Además es bueno hacerle ver que este es un método utilizado para trabajos científicos, y aprovechar la ocasión para reforzar las características del método científico y el
desarrollo de habilidades en esta área.

EVALUACIÓN
Considerando que esta actividad es principalmente la aplicación de un método y la caracterización de una playa de arena en términos físicos, para evaluarla puedes hacer preguntas. Sugerimos algunas: ¿qué procesos intervienen en la formación de los sedimentos y transformación de las costas?, ¿Cómo influye el hombre en la dinámica de una playa? ¿Qué importancia tienen las dunas?. También puedes repetir las preguntas del comienzo de la guía y comprar las respuestas con las dadas al iniciar la actividad.

CONTINUACIÓN DE LA ACTIVIDAD
Los alumnos podrían realizar esta actividad en invierno y repetirla en el mismo lugar en verano, comparando los perfiles registrados. Otras actividades que pueden realizar, son clasificar los sedimentos de diferentes playas Los resultados de estas investigaciones pueden ser presentadas a sus padres y a la comunidad escolar, trabajando objetivos transversales como, la exposición y comunicación de resultados de actividades experimentales o de indagación.

UN MAR DE COSAS POR EXPLORAR – PROYECTO EXPLORA ED5/00/015
http://valoraciencia.ucn.cl/guia/02-profe-geomorfologia.pdf


miércoles 12 de agosto de 2009

CARACTERIZACIÓN DE CELDAS LITORALES EN UN TRAMO COSTERO APARENTEMENTE HOMOGÉNEO DEL LITORAL DE CÁDIZ (SO DE ESPAÑA)

(Fragmento del texto publicado por Anfuso, G. - Dpto. de Geografía, Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales. Puerto Real (Cádiz, España). Publicado en http://tierra.rediris.es/CuaternarioyGeomorfologia/images/vol18_1_2/Cuaternario18(1-2)_02.pdf).

Nota del editor del blog: En el presente artículo se indican velocidades del viento en m/sg, datos que no han podido confirmarse con el autor, pudiendo tratarse de un error tipográfico, y corresponder a datos expresados en km/h.

Resumen:   

           Se realizó un estudio de la distribución de celdas litorales en un tramo aparentemente homogéneo del litoral de Cádiz, mediante el seguimiento topográfico de varios perfiles de playa a lo largo de dos años. La interacción entre el oleaje incidente y las estructuras naturales o antrópicas da lugar a celdas, unidades básicas en las que se puede dividir el litoral. Los sedimentos se desplazan dentro de cada celda y/o pasan de una celda a otra, en función de la dirección de aproximación del oleaje. De esta manera, la determinación de las celdas es básica para la comprensión del transporte litoral y la predicción de la evolución de la línea de costa a escala temporal media-larga. En el litoral estudiado, se identificaron seis celdas principales limitadas por las plataformas rocosas presentes en la zona sumergida y en la parte intermedia y baja del intermareal, y por dos espigones en los extremos de la zona de estudio. Todas estas estructuras constituyen límites fijos de tránsito de sedimentos, existiendo también límites libres de difícil determinación en cuanto su posición varía en función de las características del oleaje.

1. Introducción
            El estudio del medio costero es muy complejo debido a que los diferentes procesos que intervienen en su evolución actúan a diversas escalas espaciales y temporales. Aquellos que actúan a pequeña escala no se pueden extrapolar a una escala medialarga dado que la evolución costera no es lineal, siendo los procesos, en la gran mayoría de los casos, rítmicos o cíclicos. Debido a estas razones y a la falta de datos de partida, a menudo resulta difícil predecir la evolución de la costa mediante el uso de ecuaciones empíricas (Komar, 1976 y 1998; Carter, 1988).  Por otro lado, un seguimiento directo de los cambios morfológicos permite
comprender dónde,  cuando y porqué las playas cambian (Malvárez et al., 2000).  En este marco se encuadra el estudio de las celdas litorales, en cuanto su conocimiento es fundamental para reconstruir la evolución del litoral a medio-largo plazo y para calcularel balance sedimentario de un área.

             Las celdas se pueden definir como unidades “básicas” en las que se divide el litoral. Los sedimentos se mueven dentro de cada celda y/o pasan de una celda a otra, en función de la dirección de aproximación del oleaje y de las características de los límites entre ellas. Las celdas son fácilmente individualizables en costas irregulares (por ejemplo, bahías, estuarios, etc.) o en costas rectilíneas interrumpidas por salientes rocosos u otros límites de tipo “fijo” (podría hablarse entonces de “celdas morfológicas”). Sin embargo, resulta muy complicado determinar la existencia de celdas en costas abiertas aparentemente uniformes, donde éstas se forman como resultado de procesos de refracción del oleaje, generación de ondas de borde, etc., cuya existencia está condicionada por la morfología de la playa submarina. Los límites de las celdas que se forman en estas costas suelen ser de tipo “libre”, es decir, varían su posición en función de las características del oleaje incidente. Finalmente, se puede diferenciar entre límites total o parcialmente impermeables (Bray et al., 1995); estos últimos pueden permitir un transporte sedimentario unidireccional o bidireccional.

            En el presente trabajo se han identificado y caracterizado las celdas litorales presentes a lo largo de un tramo aparentemente homogéneo del litoral gaditano entre Chipiona y Rota (Cádiz), individualizadas mediante un seguimiento morfológico llevado a cabo durante dos años.


3. Zona de estudio
            La zona de estudio se localiza en el litoral entre Chipiona y Rota (Cádiz, SO de España, Fig. 1) e incluye 14 Km de playas arenosas constituidas por sedimentos cuarzosos de granulometría media y fina, moderadamente bien clasificada. Las playas están respaldadas por dunas y acantilados labrados sobre depósitos pliocuaternarios (Baena et al., 1987).  El litoral objeto de estudio se puede dividir en dos partes con orientación uniforme.  El primer tramo está comprendido entre Chipiona y Punta Candor  y presenta orientación NNO-SSE.  El segundo incluye las playas entre Punta Candor y Rota y tiene orientación NO-SE .  La línea de costa se presenta aparentemente homogénea, por lo que resulta complicado realizar una aproximación a su posible división en celdas. En la playa seca y en el intermareal alto y medio no hay salientes rocosos notables que interrumpan la deriva litoral, aunque existen dos espigones instalados en los dos extremos de la zona de estudio.

           Las plataformas rocosas dan lugar a salientes en el nivel medio-bajo del intermareal, que pueden actuar como espigones sumergidos; esto sucede en Punta Camarón, Punta Candor y La Costilla P. XI . Por otro lado las playas de Tres Piedras y La Ballena ocupan un tramo de litoral muy rectilíneo , y la playa de Trayuelas, forma una ensenada amplia delimitada por la plataforma rocosa . El rango mareal, con periodicidad semidiurna, varía entre 3,22 m (mareas vivas) y 1,1 m (mareas muertas), clasificando la costa como mesomareal baja.

           Los vientos dominantes (Muñoz y Sánchez, 1994) soplan del ONO, vientos húmedos atlánticos denominados “poniente” (con el 12.8% de frecuencia anual y 19.3 m/s de velocidad anual media), y del ESE, vientos secos que soplan de tierra, conocidos como “levante” (con el 19.6% de frecuencia y velocidad media de 27.8 m/s). Las olas se aproximan a la costa preferentemente del Oeste (45% de frecuencia anual, Muñoz, 1996), con altura media inferior a 1 m y altura de ola significante asociada a temporales de 2 m (Reyes et al., 1997). Se han representado las  rosas de oleaje para condiciones de mar de viento y mar de fondo en la Bahía de Cádiz (ROM 0.3, 1991).  No fue posible disponer de datos exactos sobre dirección de aproximación del oleaje durante el periodo de estudio, ya que las boyas oceanográficas presentes en el área, “Cádiz” y “Sevilla 1” (pertenecientes a la REMRO), son de tipo escalar. La deriva litoral fluye hacia el Sureste, aunque también se puede observar un transporte contrario debido a los vientos procedentes del segundo y tercer cuadrante, que cobran mayor importancia en algunos tramos en función de su orientación específica.



4. Metodología
           El seguimiento morfológico de las playas se llevó a cabo desde marzo de 1996 hasta mayo de 1998, mediante el levantamiento topográfico de 12 perfiles normales a la línea de costa, con el fin de estudiar las variaciones morfológicas y volumétricas que pueden poner en evidencia la existencia de celdas litorales . Los perfiles se midieron mediante un teodolito automático Zeiss Eth 4, con periodicidad mensual, a partir de puntos fijos en la trasplaya, prolongándose hacia el mar hasta la profundidad correspondiente a la bajamar viva. Se realizaron un total de 194 perfiles a lo largo de 19 campañas. La ubicación de las playas y de los perfiles, indicados con la abreviatura “P.” y numerados de Norte a Sur, se presenta en la figura 1.

            Mediante una función de integración espacial  del programa SigmaPLOT del entorno Windows, se calcularon las variaciones volumétricas de las playas estudiadas y los trasvases de sedimento entre las diferentes partes de las mismas. Para la caracterización sedimentaria de las playas se tomaron muestras en el intermareal y en la playa seca, y se analizaron en laboratorio mediante tamizado en seco. Los parámetros granulométricos se calcularon según la metodología de Folk y Ward (1957). Con el fin de identificar la existencia o no de celdas en el litoral estudiado, se utilizaron fundamentalmente las variaciones volumétricas observadas en las distintas campañas de seguimiento. Los perfiles se consideraron representativos de un tramo de litoral de longitud variable, de forma que los límites entre celdas se ubicaron entre perfiles cercanos que mostraron un comportamiento claramente diferente. Estos puntos no presentaron variaciones, bien porque el balance sedimentario neto transversal y longitudinal era cero, o bien porque en ellos no se identificó un transporte sedimentario significativo. También se tuvieron en cuenta los cambios morfológicos y las variaciones granulométricas de los sedimentos, relacionándolos con las observaciones sobre la dirección de aproximación del oleaje llevadas a cabo durante el periodo de estudio.

           No obstante, estas observaciones, aunque sistemáticas, fueron puntuales y no siempre representativas del oleaje dominante entre campañas sucesivas. Finalmente, hay que tener en cuenta que la determinación de celdas está claramente condicionada por el espaciado de los perfiles, de modo que es posible que existan celdas menores que se podrían detectar con un seguimiento espacial más detallado. En cuanto a terminología, se ha utilizado la nomenclatura de May y Tanner (1973) para distinguir las diferentes partes de una celda, y la nomenclatura de Lowry y Carter (1982) para determinar los límites entre celdas . En la figura 6 a se observa una celda con un transporte litoral que fluye de izquierda a derecha. Las partes “a”, “e” y “c” indican zonas en una celda que no sufren cambios, en cuanto que los dos primeros constituyen límites de celdas y el punto “c” es un punto de tránsito de sedimento; finalmente, “b” indica la zona que retrocede al situarse aguas abajo del límite “a” y “d” la zona en la que se registra acumulación al estar aguas arriba del límite “e”.

           En cuanto a los límites entre celdas, “a/e” y “e/a” constituyen límites de tránsito, es decir, puntos por los que el sedimento transportado pasa sin que se produzca erosión o acumulación. El límite “a/a” es de divergencia, es decir, se observa allí donde el transporte se divide en dos direcciones opuestas, dando lugar a erosión. El límite “e/e” es de convergencia, y se observa cuando dos direcciones de transporte opuestas confluyen hacia el mismo punto dando lugar a acreción.


5. Resultados
              El seguimiento morfológico permitió reconstruir la morfología de las playas y las variaciones estacionales de las mismas (Anfuso et al., 2 0 0 1 ) .  Por un lado, las playas “intermedias-reflectivas”, parecidas a las playas reflectivas definidas por Wright y Short (1984), presentaron una playa seca bastante ancha y una pendiente variable a lo l a rgo del año. En invierno mostraron un perfil tendido (tan? = 0.03), mientras que en verano presentaron un perfil constructivo con pendiente relativamente alta (tan? = 0.06), caracterizado por una berma . Por otro lado, las playas disipativas, visualmente parecidas a las disipativas descritas por Wright y Short (1984), no sufrieron cambios morfológicos significativos entre verano e invierno y la pendiente, más tendida (tan? = 0.02), no varió a lo largo del año.

           En la Fig. 8 se han representado las variaciones volumétricas (en m3/m lineal) observadas en las campañas más representativas. En estas figuras cada línea indica los cambios volumétricos en cada perfil con respecto a la campaña anterior (por ejemplo, en la Fig. 8 a, la línea de febrero de 1997 para el perfil P. IX, no indica una recuperación, sino que no ha habido cambios con respecto a la campaña anterior, realizada en noviembre de 1996). Del análisis de la figura 8 se aprecia cómo hubo casos en los que el litoral varió de forma homogénea, es decir, todas las playas progradaron o retrocedieron, y otros casos en los que playas cercanas registraron comportamientos opuestos Un crecimiento homogéneo se registró en las campañas de febrero 1997 (Fig. 8, a), marzo 1997  y, secundariamente, mayo 1997 , mientras que se observó erosión en las campañas de diciembre 1996  y julio 1997 . Dentro de este marco general, algunas playas presentaron un comportamiento opuesto a las  demás, pero siempre con cambios volumétricos pequeños.

             En otros casos las playas respondieron de forma diferente, observándose un comportamiento opuesto entre playas cercanas, como en las campañas de abril 1997  y octubre y noviembre 1997 , o entre grupos de playas, como en las campañas de mayo 1997 , y marzo y mayo 1998 . En cuanto al oleaje incidente, se observó la predominancia de oleaje del tercer cuadrante (S y SSO principalmente) antes de las campañas de diciembre  1996, mayo, octubre y noviembre 1997, y de oleaje procedente del cuarto cuadrante (O y NO principalmente) antes de las campañas de julio 1997 y mayo 1998.

           En cuanto a las características granulométricas de las playas, se registraron pequeñas variaciones espaciales y temporales. Estas últimas  reflejan una variación estacional del tamaño de grano del orden de 0,5 F (@ 0.06 mm), con tamaños más gruesos en invierno, de acuerdo con condiciones energéticas más altas, y tamaños más finos en los meses de verano, caracterizados por una menor altura de ola.

             A partir de los datos anteriores, se identifican seis celdas litorales. Las principales, de Norte a Sur, son: la playa de Regla, limitada a Sur por Punta Camarón; la gran unidad que incluye las playas de Punta Cuba, Tres Piedras y La Ballena; más al Sur se observa la celda de la playa de Trayuelas y la de la playa de Peginas, delimitada a Sur por Punta Candor; a continuación, la celda de la playa de Piedras Gordas y la celda de La Costilla, limitada a Sur por el espigón de Rota. Se trata de un esquema simplificado que puede presentar ciertas variaciones en función de la dirección exacta de aproximación del oleaje, del rango de marea durante los temporales y del tiempo de recuperación de cada playa.

          En cuanto a las estructuras costeras que parecen afectar al transporte litoral y/o condicionar la división del litoral en celdas, se pueden dividir en antrópicas y naturales (Carter, 1988). Entre las primeras se incluirían los espigones de Chipiona y Rota, próximos, a los perfiles de Regla  y de La Costilla P. XII , respectivamente. Las segundas consistirían en plataformas rocosas ubicadas a lo largo de casi todo el litoral y, en concreto, entre Punta Camarón y Punta Cuba (o Tres Piedras P. III), entre Punta Candor y Piedras Gordas  y en las mismas playas de Piedras Gordas y La Costilla P. XI , donde forman en bajamar pequeños espigones. Tanto los primeros, como los segundos constituyen límites fijos, total o parcialmente impermeables al transporte sedimentario en función de las características del oleaje (altura y dirección de aproximación del oleaje) y de la carrera mareal.

          Estos parámetros condicionan la altura del nivel del mar sobre las estructuras naturales y antrópicas y determinan la dirección del transporte litoral. En concreto, según el estado de la marea, la plataforma estará totalmente sumergida, frenando sólo en parte o nada el transporte litoral, o parcial o totalmente  emergida, interrumpiendo así el transporte de forma más importante. Los demás límites son semilibres y varían su posición en función del ángulo de ataque y de la altura del oleaje incidente. Finalmente, los límites representados en las figuras 10 y 11, para oleajes del cuarto y tercer cuadrante, se han considerado de tránsito pero, en condiciones de bajamar, pueden funcionar como límites de convergencia debido a los procesos de refracción y difracción en la plataforma rocosa.

          En condiciones de mar del cuarto cuadrante se observó un crecimiento de los perfiles situados aguas arriba de las estructuras costeras, en concreto en P.II, P.IX y P. XII, y erosión aguas abajo en  P.I, P. III, P.VIII, P. X y P. XI . En condiciones de mar del tercer cuadrante, se observó una progradación de las playas localizadas aguas arriba de dichas estructuras, en concreto P.I, P. III, P. VIII (no siempre), P. X y P. XI. Se registró erosión aguas abajo, en P. III, P. IX y P. XII . 

           Del análisis de las campañas de mayo 1997  y marzo y mayo 1998 , destaca cómo el litoral estudiado, en determinadas condiciones, se comporta de forma más homogénea, generándose celdas de grandes dimensiones.  Por ejemplo, del análisis de la campaña de mayo 1997 se evidencia un transporte hacia el SE, de acuerdo con las observaciones visuales sobre aproximación del oleaje, que produce una mayor acumulación en correspondencia con las estructuras naturales (Punta Candor, P. IX) o antrópicas (La Costilla, P. XII) más importantes que obstaculizan de forma más efectiva el transporte litoral.

           Finalmente, en cuanto a las características granulométricas, las escasas variaciones observadas en la zona de estudio invalidan su uso como marcador de límites entre celdas, utilizándose la variación volumétrica como variable más representativa.  Sin embargo, si se comparan las Figs. 8 y 9, se observa que las playas con comportamientos granulométricos más parecidos pertenecen a una misma celda (Regla y Punta Camarón, Fig. 9, a y b; Peginas y Punta Candor, Fig. 9, d y e).  A la inversa, los pasos de una celda a otra a menudo vienen marcados por tendencias granulométricas diferentes e incluso a veces contrapuestas, como en Trayuelas y Peginas  o Piedras Gordas y La Costilla P. XI . Esta relación es, por otro lado, lógica si se tiene en cuenta que las condiciones de contorno de las playas son las responsables de la existencia de celdas litorales y de la diferente disipación de e n e rgía en cada una de ellas. Esta última determina la competencia en el transporte de los sedimentos y, por tanto, su granulometría.


6. Discusión  
          Las variaciones volumétricas homogéneas a lo largo del litoral tienen lugar cuando predomina un transporte transversal, como suele ocurrir a finales de otoño o principios de invierno (ej. campaña diciembre 1996), cuando se pasa de un estadío constructivo, asociado a oleaje de mar de fondo, a un estadío disipativo, relacionado con un oleaje de mar de viento (Anfuso, 2002). Las variaciones puntuales en determinadas playas a lo largo del litoral son el resultado de la predominancia del transporte longitudinal sobre el transversal y del diferente ritmo de recuperación de las distintas celdas, que sufren cambios volumétricos opuestos aunque de la misma magnitud (ej. campaña julio 1997).


            En cuanto al tramo central del litoral (Tres Piedras y La Ballena), sufrió cambios más aleatorios, probablemente porque esta zona es más abierta y los límites que se forman son de tipo libre. Para determinar la existencia de celdas en este tramo habría que llevar a cabo un seguimiento topográfico de mayor detalle espacial y temporal, y un seguimiento de las características del clima marítimo. Por otra parte, la realización de campañas batimétricas permitiría caracterizar la compleja morfología de la zona sumergida, responsable de la formación de las celdas que constituyen este tramo litoral. La playa de Trayuelas, por la presencia de la plataforma rocosa, que determina unas fuertes condiciones condiciones de contorno, fue la que presentó con más frecuencia un comportamiento opuesto al de las demás playas. Esta hipótesis conlleva que el límite correspondiente a dicha playa actúe en ocasiones como límite divergente o convergente y no de tránsito. Por otro lado, el hecho de que las playas donde la plataforma rocosa es más extensa varíen poco, confirma la hipótesis de que se trata de zonas ubicadas cerca de límites entre celdas (por ejemplo Punta Camarón-Punta Cuba, Trayuelas y Punta Candor-Piedras Gordas), tal y como observaron Nordstrom y Jackson (1992) en playas resguardadas de la costa este de EE.UU.

           Finalmente, hay que indicar que la existencia de celdas litorales tiene importantes implicaciones dinámicas, ya que condiciona la distribución areal de los procesos erosivos y deposicionales. Esto, a su vez, tiene importantes consecuencias aplicadas a la ingeniería costera, como el diseño de una obra de protección costera o una regeneración. En concreto, en las obras de regeneración llevadas a cabo en Rota durante septiembre de 1996 y marzo de 1997, no se tuvieron en cuenta las características morfológicas de la playa. La arena se vertió en la parte meridional de la celda de la playa de La Costilla, en correspondencia con el P. XII. Es decir, la playa no se regeneró a lo largo de toda la longitud de la celda en la que estaba incluida, y el vertido de arena quedó como un acúmulo “aislado” del resto de la playa y, por esta razón, más inestable y más susceptible a la erosión en coincidencia con oleaje del SO. Este hecho se puso de manifiesto durante una campaña con trazadores fluorescentes (Anfuso et al., 1999), cuando importantes volúmenes de arena se desplazaron hacia el NO hasta llegar al P. XI.


7. Conclusiones
            El seguimiento de varios perfiles topográficos distribuidos a lo largo del tramo costero entre Chipiona y Rota permitió reconstruir los cambios morfológicos del litoral frente a diferentes condiciones hidrodinámicas. Se vio cómo, a veces, el litoral responde de manera homogénea a los procesos erosivos y/o constructivos, por ejemplo cuando se pasa de condiciones de verano a invierno, y viceversa. En otras ocasiones se registró un comportamiento opuesto entre playas contiguas, revelando la existencia de un importante transporte longitudinal que interacciona con las estructuras naturales y/o antrópicas presentes, individualizando seis celdas litorales en un tramo de costa aparentemente homogéneo. Las celdas observadas están limitadas por plataformas rocosas que se extienden en la zona sumergida y en la parte intermedia y baja del intermareal y por dos espigones en los extremos de la zona de estudio. Todas estas estructuras constituyen límites fijos de tránsito, cuya permeabilidad varía en función de las características del oleaje incidente y del rango mareal.

         La determinación de celdas litorales tiene una gran importancia para la predicción del comportamiento a medio plazo del litoral. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en este estudio, es posible predecir a grandes rasgos la respuesta del litoral frente dos condiciones “tipo” de oleaje predominante en la costa de Cádiz, conocidas como “levante” y “poniente”. Finalmente, el conocimiento del patrón de la dinámica litoral tiene una gran importancia práctica para el diseño de obras de regeneración y estructuras costeras, que en el pasado se realizaron sin tener en cuenta la división del litoral en celdas.



sábado 8 de agosto de 2009

Directrices sobre actuaciones en playas

(Fragmento del documento publicado por el Ministerio de Medio Ambiente, Rural y Marino en su web oficial: http://www.mma.es/secciones/acm/aguas_marinas_litoral/directrices/pdf/directrices_sobre_playas.pdf)

(Madrid, 14 de enero de 2008).

3.1. FUNCIONAMIENTO DE UNA PLAYA

     Las playas son acumulaciones de sedimento, arena, gravilla, grava y bolos, a lo largo de la línea de  orilla del mar, proveniente, principalmente, de los cauces fluviales que los aportan de forma más o menos regular, como ríos, o esporádicamente, como ramblas, barrancos y rieras, aunque ocasionalmente pueden tener otros orígenes.
   

       La acción continuada del oleaje, incidiendo oblicuamente sobre la costa y playa, provoca el movimiento de los sedimentos a lo largo de la costa y playa; dependiendo la velocidad de movimiento del sedimento de la intensidad del oleaje que lo provoca y del periodo de persistencia, conociéndose este fenómeno como transporte litoral longitudinal.
   

       Ese transporte litoral longitudinal de sedimentos en una playa obliga a que la cantidad de material entrante en el tramo de playa sea igual a la que sale de ella para que sea estable. Si no es igual, puede suceder que la diferencia sea porque el material se ha acumulado en la playa o se haya erosionado de ella. En el primer supuesto la playa se encuentra en aumento y en el segundo en retroceso.
   

       Pero el oleaje también mueve los sedimentos en sentido transversal a la orilla; pudiendo emigrar desde el límite superior de la playa seca hasta el límite inferior de la playa sumergida, conociéndose a este límite con el nombre de profundidad de cierre; afectando este movimiento transversal a zonas más profundas y elevadas del perfil cuanto mayor sea la intensidad del oleaje incidente. Al movimiento de sedimentos a lo largo del perfil de playa se le conoce con el nombre de transporte litoral transversal.
   

       Tanto el movimiento transversal de sedimentos como, y sobre todo, la acción del viento sobre la superficie de la playa seca, provoca un trasporte eólico de las partículas más finas, arena; formando conjuntos de dunas litorales a lo largo de la costa que se integran la playa, a modo de reserva natural y protección para periodos de especial virulencia del oleaje.
   

        En condiciones de baja energía del oleaje, o de bonanza, el perfil de playa es más abrupto, con pendientes más fuertes, y la gran parte del sedimento se acumula en la llamada playa seca, o zona emergida, alcanzando la playa su mayor anchura; se tiende a pensar muy frecuentemente que ésta es la anchura normal de la playa y no, como es en realidad, la máxima en un periodo de bonanza, pero no su única anchura natural.
     

      En periodos donde se producen temporales, u oleajes con cierta intensidad, el perfil de playa se hace más tendido, y los sedimentos, por la acción del transporte litoral transversal, emigran a zonas más profundas del perfil, pudiendo formar barras que provocan que la rotura del oleaje sea más lejana a la  costa, protegiendo a ésta de inundaciones. En esta situación la línea de orilla retrocede y la anchura de playa seca es menor, y no por ello se ha perdido sedimento, sino que está en otra zona de la playa.
   

      Estos dos estados extremos de la playa, bonanza y temporal, coexisten, dándose cada uno cíclicamente: tras un estado de bonanza, la aparición de temporales hacen variar la playa para conformarse de tal forma que se transforme en un elemento disipativo de la energía más eficaz, reduciéndose la superficie seca de playa y aumentando la mojada disminuyendo calados; finalizado el periodo de temporales, el mar va devolviendo lentamente la arena depositada en los fondos de la playa sumergida a la playa seca para conformar una playa típica de periodo de bonanza. Suele ocurrir que la velocidad de cada uno de las transformaciones es diferente; siendo más rápido la formación de playa de temporal que la formación de playa de bonanza, lo que no debe confundirse con pérdida de playa.
   

      Este modo de funcionamiento tan flexible de la playa, que ajusta su perfil de equilibrio a la energía de oleaje que incide sobre ella es muy eficaz como defensa de costas, pero exige, para que sea efectiva, que apenas haya interferencias al libre movimiento de material para que así el sedimento pueda acomodarse al perfil requerido en cada momento. Además los extremos superiores de la playa seca, dunas cordones o las llamadas “motas”, no solamente sirven como acopio de material de reserva de la playa, sino que protegen de inundación las zonas litorales bajas que puedan existir tras ellas.

    En muchos tramos de la costa española los cordones litorales son los que protegen y regulan el funcionamiento de las zonas húmedas costeras, principalmente las marismas y las lagunas litorales, que suelen tener un alto valor ecológico. Cuando esta franja litoral que conforma la playa se ve alterada o invadida, no permitiendo el libre movimiento de sedimentos, en periodos de temporales fuentes, ante los embates de los agentes climáticos marinos, especialmente el oleaje, la playa tiende a conformarse como si en realidad pudiera evolucionar de manera natural, encontrarse en este cambio natural del perfil con el obstáculo que lo constriñe, no permitiéndoselo. Las consecuencias son un alto riesgo para ese obstáculo y lo que contiene, y una alteración importante en la dinámica natural de oscilación del perfil transversal de las playas. Todo este modo de actuar la playa indica que siempre debe considerársela como un medio dinámico, continuamente cambiante y en evolución.

3.2. SISTEMA LITORAL Y SU ZONIFICACIÓN

     Pero la playa no es un elemento aislado en el territorio, sino que forma parte de un tramo y una franja de costa; en la que cualquier cambio en la dinámica litoral antes descrita en un punto afecta al resto, con mayor o menor importancia. Por tanto la playa se encuentra inmersa y condicionada por una unidad mayor denominada Sistema Litoral. Este sistema litoral tiene diversos componentes que la distinguen. La costa se puede fragmentar en tramos o unidades fisiográficas entre las cuales no existe transporte litoral longitudinal de sedimentos, esto es; no existe paso de sedimentos significativo entre una unidad y la adyacente.

     El sistema litoral, y su unidad fisiográfica, se puede zonificar, dividiendo su costa en tramos que tienen básicamente las mismas características respecto a la dinámica litoral, actuando y reaccionando, por tanto, de manera similar cada zona. Cuando sí existe paso de sedimentos, pero la cantidad es pequeña respecto a lo transportado en el tramo, s e puede hablar de subunidades fisiográficas, siendo poco o muy poco sensibles las zonas de una subunidad a las alteraciones de la adyacente.
   

      Pero el sistema litoral tiene también límites hacia el mar, estos límites vienen definidos por la profundidad en la que los agentes climáticos marinos tienen la capacidad de movimiento de sedimento. Esta profundidad es la llamada profundidad de cierre máxima. El sistema litoral puede entenderse que se extiende también a aquellas zonas que sin estar dentro de la acción dinámica de los agentes marino, sí actúa directamente sobre esta zona, tal es el caso de las fuentes de material como las cuencas de los ríos, o los sumideros como fondos marinos alimentados por los sedimentos provenientes del sistema litoral

4. CONDICIONANTES FÍSICOS DE LA PLAYA
   

      Se entiende por condicionantes físicos de la playa, al conjunto de variables que condicionan sus características y comportamientos. Este conjunto de variables pueden separarse en dos grandes grupos:
1. Según las funciones de la playa
2. Según la dinámica y agentes movilizadores de sedimentos de la playa

4.1 CONDICIONANTES SEGÚN LAS FUNCIONES DE LA PLAYA


      Según el tipo de función asignada a la playa, ésta tiene una serie de condicionantes para que cumpla su fin. Básicamente éstos son según la función los siguientes:

4.1.1. Como defensa de costa


      La playa ha de poseer una anchura, o franja seca, suficiente para que en cualquier momento de su evolución natural tenga una anchura mínima que resguarde los bienes o valores ambientales a defender tras ella. Desde ese punto de vista, hay que considerar primeramente el horizonte hasta el cual se puede garantizar esa anchura mínima, que no es más que el periodo de retorno.

     La anchura mínima inicial de ese periodo A1 ha de ser tal que sea la suma de las previsibles pérdidas de anchuras de playa, estacional o permanente, más el mínimo resguardo para defensa de los bienes tras de ella. Estas pérdidas en anchura de playa parciales son:
       Aerosión = Pérdida estimable de playa por erosión en un tiempo igual al periodo de retorno

      Aestacional = Retroceso estacional de la línea de orilla por cambio de perfil y retroceso de la línea de orilla por basculamiento de la playa, máximos esperables en el periodo de retorno

     Asubida del nivel del mar = Retroceso de la línea de orilla por sobreelevaciones estacionales máximas y subida del nivel del nivel medio del mar, en el periodo de retorno

      Aresguardo = Mínima anchura de playa para que no deje de actuar como defensa de playa, anchura de seguridad

     A1 = Aerosión + Aestacional + Asubida del nivel del mar + Aresguardo


4.2. CONDICIONANTES SEGÚN LA DINÁMICA Y AGENTES MOVILIZADORES DE SEDIMENTOS


     La playa es un elemento dinámico y en permanente movimiento, debido a la acción de los agentes climáticos marítimos y atmosféricos sobre el sedimento que la constituye. Antes de tomar cualquier decisión sobre la playa, es imprescindible conocer cómo esta evoluciona y los agentes que la hacen evolucionar. Así se debe tener un conocimiento de: 
1. Clima de la playa: oleaje, corrientes y viento
2. Características sedimentarias: físicas, medioambientales, fuentes y sumideros
3. Particularidades estacionales e hiperanuales de la playa
4. Transporte litoral de sedimentos: longitudinal, transversal y eólico


5. DIAGNOSIS DE UNA PLAYA Y SU FRENTE COSTERO


     Previo a iniciar cualquier actuación, y con los datos que facilita las funciones requeridas de una playa y los condicionantes que ésta tiene de la dinámica y agentes movilizadores del sedimento, es preciso realizar una diagnosis de la playa. Para ello lo primero que hay que determinar si la playa tiene un funcionamiento normal o natural, o si no es así.


5.1. FACTORES QUE INDICAN EL FUNCIONAMIENTO NORMAL DE UNA PLA
YA.


     Para estudiar si una playa se comporta de manera normal o natural, hay que conocer cual es el funcionamiento normal o natural, esto es: tener definido perfectamente la playa y su evolución, tanto con los ciclos naturales como con la tendencia evolutiva en el tiempo. Corrientemente, el estado de funcionamiento normal de una playa se aprecia sin necesidad de realizar estudio o medición alguna, solamente se han de realizar estudios para la diagnosis de una playa o frente costero cuando se detecta un comportamiento anormal o supuestamente anormal,
entonces se debe seguir una cierta metodología para llegar a esa diagnosis. 

      Se entiende como estado “normal” de una playa aquel que solamente está condicionado su comportamiento por los agentes y el medio natural, sin coacciones de origen humano, o aquellas que teniendo actuación humana, en su modelado, el tiempo transcurrido es tal que la población considera este estado como el propio de la playa.
      A muy grandes rasgos, el funcionamiento dinámico de las playas descansa en dos factores esenciales:

• En la existencia de una fuente estable que aporte los sedimentos que las forman.
• En la libertad para que los sedimentos (arena o grava) se puedan mover a lo largo de la costa, y también en sentido transversal a la orilla, dentro del perfil completo de la playa.

      Pues bien, la mayor parte de los problemas de erosión y desaparición de playas en nuestro país se deben a la alteración producida en uno o en los dos factores señalados, es decir, por el déficit de aportación sedimentaria natural, o por los impedimentos a su libre evolución.


5.2. METODOLOGÍA PARA LA DIAGNOSIS DE UNA PLAYA


       Cuando en un tramo de costa o en una playa se detecta un posible funcionamiento anormal comparada con su comportamiento pasado, se deben realizar una serie de comprobaciones para detectar primeramente si existe realmente esa “anormalidad”, y si existe, detectar las posibles causas, y lo que estos afectan en el comportamiento y evolución de la playa en el espacio y en el tiempo. Estos estudios deben contener todos los condicionantes indicados en el apartado 4., así mismo se deben realizar:


• Estudio sobre balance sedimentario de la playa:
• Estudio evolutivo en el tiempo de la paya

    
     El estudio evolutivo en el tiempo debe contemplar, al menos, las líneas de orilla de la playa en el máximo de años y con un máximo espaciado total en el tiempo. En ocasiones esta información requiere acompañarse de evolución de perfiles, y en ocasiones evolución en el tiempo en tres dimensiones.

5.3. VÍNCULOS CON EL SISTEMA LITORAL


    Al estar la playa dentro de un sistema litoral más amplio que lo condiciona y al que condiciona, hay que analizar y estudiar cuales son estos vínculos que une la playa al sistema litoral, en sus dos facetas:


• Vínculos físicos de la playa con el resto del sistema litoral
• Sensibilidad del sistema litoral respecto al problema de la playa y actuación sobre ella


Con ellos se pretende conocer cual será la respuesta del resto de la costa que se encuentra dentro del sistema litoral de la playa a una actuación tendente a solucionar el problema, y además como ha influido éste sobre el propio sistema.

5.4. CAUSAS QUE EXPLICAN EL DÉFICIT DE APORTACIÓN DE SEDIMENTOS.


     La aportación natural de sedimentos a la costa se ha visto sustancialmente reducida en las últimas décadas por diversas causas, unas más estructurales, con unas posibilidades de resolución más complejas y a más largo plazo, y otras mas locales, que pueden ser controladas con eficacia a corto plazo mediante una gestión adecuada. La disminución de la aportación sedimentaria natural, sin ser exhaustivos, se debe a hechos como los siguientes:


• Las obras de “regulación en los cauces”, que retienen sedimentos que debían llegar a la costa y reducen la capacidad de erosión y arrastre de los ríos.
• La “ocupación física de las playas y cordones litorales” por edificaciones, infraestructuras y otros elementos urbanos, que produce también la inmovilización de importantes masas de sedimentos que debían estar disponibles para la alimentación de la dinámica natural de las playas.
• La “ocupación física de la superficie de los cauces” por urbanizaciones, o su encauzamiento, que hace disminuir la cuenca de erosión que es susceptible de aportar sedimentos a la costa.
• La “inmovilización de sedimentos en las desembocaduras” cuando se producen riadas, como ha ocurrido a veces en los pequeños deltas de los cauces de régimen irregular, que son ocupados por invernaderos, edificaciones u otras instalaciones, impidiendo que estos materiales circulen por la costa y alimenten lentamente las playas de su entorno.
• Las “masivas extracciones de áridos en los cauces, en las playas y en los cordones litorales”, para su utilización en la construcción y los cultivos, que hasta hace poco tiempo fueron muy importantes por su volumen, lo que también impide que estén disponibles para alimentar las playas, y que han determinado la esquilmación o la simple desaparición de playas en toda la costa española.
• Las actuaciones de “reforestación”, que muchas veces tienen por objeto principal evitar los daños que puede producir la escorrentía, pero que producen, como efecto inducido, una disminución de aportes sólidos a la costa.

5.5. CAUSAS QUE EXPLICAN EL IMPEDIMENTO AL LIBRE MOVIMIENTO DE SEDIMENTOS


     Por otra parte, los factores que limitan o modifican el libre movimiento de los áridos de la costa que integran las playas, tienen quizás un carácter menos estructural y más local, y por esa razón con una gestión adecuada es posible controlar con eficacia, y en plazos razonables, sus efectos negativos sobre las playas, al menos en los tramos de costa mas apetecidos por la población para su uso para el ocio o como atractivo turístico.

     
Entre las causas que producen alguna perturbación en la capacidad para que los sedimentos se muevan libremente a lo largo de la costa, y en el perfil de las playas, sin ser exhaustivos, hay que señalar las siguientes:


• La “ocupación física de las playas y cordones litorales” por edificaciones, infraestructuras y otros elementos urbanos, que aumenta el carácter reflejante de la playa, lo que hace más difícil y lenta la recuperación natural de su perfil.
• La “retención de sedimentos por las estructuras marítimas”, como son los diques, espigones y los puertos, que producen acumulaciones a un lado (frecuentemente ocupadas e inmovilizadas enseguida por edificaciones, plantaciones y otras infraestructuras), y erosiones en el otro.

6.1. ESTRATEGIA DEL CONTROL DE LA REGRESIÓN COSTERA EN PLAYAS.


En general, la costa del planeta se encuentra sometida a procesos de regresión a causa de la subida del nivel medio del mar, debida mayormente a su vez al cambio climático. Lejos de constituir este hecho un fenómeno reservado a la discusión científica o mediática, está produciendo ya efectos apreciables en toda la costa del planeta, que se ve sometida cada vez con mayor frecuencia a fuertes temporales de oleaje.


Esto no quiere decir, sin embargo, que no haya tramos de costa que de forma puntual vivan procesos de acreción, o que mantengan una cierta estabilidad, a corto o medio plazo. Como es lógico, los problemas de la regresión de la costa se manifiestan de forma mas visible en los tramos de costa constituidos por materiales sueltos, es decir, en las playas, formadas por sedimento grueso (gravilla, grava y bolos) y arenas más o menos finas.


Pero esta tendencia erosiva que se observa en general en toda la costa, no es lineal, produciéndose con mayor o menor intensidad debida a otras causas como la pérdida de capacidad de la fuente sedimentaria, urbanización masiva, etc. Por lo que, el primer aspecto a controlar, es identificar las zonas costeras más sensibles a la erosión, la medida de ésta, y el riesgo que supone.

6.2. TÉCNICAS DE CONTROL DE PLAYAS


El control de la evolución de las playas se puede hacer básicamente desde dos puntos de vista complementarios:


      • Global
      • Particular para una playa o tramo de costa delimitado


La técnica de control global consiste en tener la instantánea de un tramo de costa amplio en diferentes momentos para observar los cambios que en ella se producen. Pudiendo consistir esa instantánea desde una fotografía de satélite hasta un levantamiento general de la franja costera, siendo lo más común hoy en día el uso de vuelos fotogramétricos, que pueden restituirse con la línea de agua y realizarse la ortoimagen de la zona.


Cuando el control se quiere ejercer sobre un tramo de costa delimitado, que normalmente abarca a una playa, entonces, el método debe ser el mismo que el indicado para grandes tramos, o el levantamiento topo batimétrico de la playa en cuestión, usar técnicas de videoimágenes, webcam, etc. Para que sea efectiva esta técnica de control de playa ha de hacerse de manera sistemática, pues el diagnóstico del grado de evolución y transformación de la playa o costa solamente se puede realizar si existen varios estados.


6.3. MONITORIZACIÓN DE PLAYAS

      En ocasiones, este control sobre la playa se realiza más sistemáticamente; tomando más datos y en periodos de tiempo más cortos. Se deben realizar en aquellos casos en que se ha actuado, alterando el equilibrio del sistema, y esperado que alcance el nuevo equilibrio en un estado que ha sido el proyectado para mejorar la situación. Esta monitorización se debe realizar en dos fases básicas:


      1. Hasta alcanzar el equilibrio del sistema
      2. Para comprobar el equilibrio del sistema y su comportamiento


En la primera fase, hasta que alcanza la playa su equilibrio, la monitorización suele ser intensa y con un número importante de datos obtenidos en cortos espacios de tiempo, por ejemplo cuatro veces al año.


       Cuando se comprueba que la playa se ha detenido en sus rápidas transformaciones y solamente varía de forma estacional, se supone que ha alcanzado el equilibrio y habría que pasar a la segunda fase de la monitorización, comprobando el equilibrio y observado su comportamiento. Esta fase de monitorización requiere toma de datos más espaciada, por ejemplo una al año o a los dos años, pasando a un control normal de playa cuando se haya alcanzado un buen conocimiento de su comportamiento.


6.4. GESTIÓN DE PLAYAS URBANAS

       En las playas que se encuentran situadas en núcleos de población importantes, se espera de ellas comportamiento diferente que en las playas no urbanas; el uso lúdico y de ocio de la playa es uno de los factores primordiales prácticamente durante todo el año, predominado esta función, si cabe, sobre la de defensa de costas. Las transformaciones cíclicas naturales de la playa, en ocasiones, llevan al alarmismo social; en ocasiones por desconocimiento y en ocasiones porque pueden darse situaciones extremas y límites dentro de su comportamiento normal en la función de defensa de la playa.

       Lo cierto es que el uso continuado de una zona de ocio como son las playas en ciudades, hace que la sociedad demande de ellas una cierta estabilidad que la naturaleza en ocasiones le niega. La gestión de estas playas urbanas se encaminan a dos fines básicos:


1. Concienciación de la dinámica de las playas a la población
2. Mantenimiento de un espacio lo más apto posible para el desarrollo de actividades lúdicas sociales, necesarias para el bienestar y salud de la población


Pero la gestión eficaz de estas playas urbanas debe ir también encaminada a permitir a la playa que ejerza las funciones a las que está destinada; es muy común el uso de franjas amplias de playa seca para destinarlas a edificaciones, paseos marítimos etc.. Pero cuando llegan los estados extremos de movimiento natural de la playa y alcanzan estas edificaciones el mar produce daños en ellas porque están situadas en zona activa de playa. Además la pantalla que producen esas edificaciones y paseos perturban por reflexiones el natural y libre movimiento de sedimentos, alterando el sistema, de tal forma que en ocasiones se rompe el ciclo natural de la playa; retardándose y, a veces, perdiéndose el perfil que corresponde al estado de bonanza anterior de la playa.


6.5. GESTIÓN DE LOS RECURSOS SEDIMENTARIOS DEL LITORAL


La gestión de los recursos sedimentarios del sistema litoral se encamina fundamentalmente a las actuaciones para el control de la regresión de la costa, referidas fundamentalmente a los tramos de playa. Naturalmente, no siempre es necesario ni conveniente detener la erosión o la regresión de la línea de costa. Es más, en muchos casos posiblemente eso no sería sostenible desde el punto de vista económico, y por esa razón es más apropiado hablar de "control" de la regresión que de "lucha contra" ella, pues lo esencial es controlar adecuadamente estos procesos en función de múltiples factores: valor y uso social de la costa, intereses en juego, coste, valores ambientales, etc., y no tanto detener a toda costa, y en todos los lugares, los efectos de erosión que sufre el litoral.


Entre las actuaciones que se pueden barajar en esta política de control de la regresión costera en playas están las siguientes:


• Expropiación de áreas críticas implicadas en procesos erosivos con la finalidad de permitir su libre evolución.
• Demolición de edificaciones e infraestructuras construidas sobre las playas, cordones litorales y sistemas deltaicos.
• Gestión de áridos en los embalses, cauces y en el litoral: prohibición de su aprovechamiento para fines distintos de la alimentación a la costa, y permitir la llegada a la costa de todos los sedimentos que generan en los cauces.
• Desmantelamiento de estructuras marítimas perjudiciales para la sostenibilidad de la costa.
• Construcción de estructuras de defensa de costas frente a la erosión, y de prevención de la regresión litoral (evitación de sumideros).
• Gestión de los sedimentos presentes en el sistema litoral, de tal forma que puedan utilizarse los "excedentes" que existen en algunos puntos para emplearlos en otros lugares "deficitarios", lo que da lugar a distintos tipos de actuaciones, como pueden ser: los trasvases, la recirculación, la compensación de los basculamientos de playas, y la movilización de los sedimentos retenidos por elementos naturales, estructuras marítimas, o bajo las edificaciones, infraestructuras, plantaciones, o dársenas portuarias, que pueden ser reincorporados a la
corriente sedimentaria litoral.
• La aportación de áridos a playas y cordones litorales, procedente de fuentes externas al sistema litoral, cuando sea necesario y se justifique de forma sostenible.


6.6. GESTIÓN Y CONTROL DEL CONJUNTO DEL SISTEMA LITORAL


La gestión y control de los recursos sedimentarios no debe constreñirse a una playa en particular, sino que debe extenderse a todo el sistema litoral; actuando, como la propia naturaleza lo hace. Desde esta perspectiva, deben primeramente gestionarse y usarse todos los recursos dentro del sistema, buscando como fuente de alimentación aquellas que se sitúen en él, dando prioridad sobre aquellas fuentes externas, e intentando usar recursos naturales propios del ciclo dinámico del sistema litoral y no traerlos de fuentes externas; especialmente las no naturales como los obtenidos de cantera y machaqueo.


7. CONDICIONANTES GENERALES PARA LA DETERMINACIÓN DE UNA ACTUACIÓN COSTERA


Antes de entrar a valorar la idoneidad o no de realizar una determinada actuación costera en una playa hay que tener en cuenta una serie de condicionantes que obligan a tomar una decisión en un sentido o en otro. Para ello lo primero que se debe determinar es el problema concreto de la playa y ubicarlo en su justo origen. Una vez hecho esto, deben conocerse los métodos disponibles para atajarlo, pero, además, hay que justificar plenamente, que esta actuación debe llevarse a término. Y esos tres escalones son los que condicionan la decisión.


7.1. PROBLEMÁTICA GENERAL DE LAS PLAYAS.


El problema que puede suscitar la necesidad de intervención de una playa se puede enmarcar en el riesgo de pérdida de alguna, de varias o de todas, las funciones encomendadas a las playas definidas en el apartado 3.1. Por tanto, se pueden resumir en tres tipos de problemas:


1. Pérdida de la condición de defensa costera
2. Pérdida de la condición de hábitat
3. Pérdida de la condición de zona de ocio


7.1.1. Pérdida de la condición de defensa costera


Cuando una playa pierde o puede perder su condición como defensa de la costa es porque la anchura de parte de ella o en su totalidad no cumple una anchura mínima A1, y en determinadas condiciones de oleaje el mar inundan el trasdos que supuestamente debiera proteger la playa.

Pero cuando esa anchura mínima es menor que Aestacional + Asubida del nivel del mar + Aresguardo, la probabilidad de que se pierda la condición de defensa en el tiempo es alta, y cuando la anchura de playa es menor de Aestacional + Aresguardo, es frecuente la interacción del mar con la zona que debiera proteger la playa.


7.1.1.1. Problemas básicos estructurales

Los problemas estructurales de una playa, que hacen se reduzca la capacidad de defensa de ésta ante los agentes dinámicos marinos, se concretan en dos tipos básicos:


1. Control de los procesos erosivos
2. Restauración de la dinámica litoral


El primero de ellos responde a la pérdida de material de la playa sin reposición natural de esos sedimentos perdidos ni en el espacio ni en el tiempo, mientras que el segundo obedece a las barreras impuestas a lo largo de la costa a la dinámica litoral, debiendo solamente considerarse las barreras artificiales a la hora de tomar un criterio de actuación. 


7.1.1.2. Control de los procesos erosivos


Se produce por el déficit que existe entre la aportación natural de sedimentos a la playa y la pérdida natural que tiene ésta. En este caso, las playas y cordones litorales están condenados a sufrir un retroceso imparable, lo que en algún tramo de costa puede ser admisible si no hay razones económicas, sociales o ambientales para evitar este proceso, o para tenerlo controlado de alguna forma.
Si fuera necesario detener o controlar el proceso regresivo de la costa, hay dos maneras de hacerlo, que son conceptualmente excluyentes entre sí:


• Actuaciones blandas o flexibles
• Actuaciones duras o rígidas

a) Actuaciones blandas o flexibles


Tienen como objetivo fundamental fortalecer las playas y cordones litorales mediante la aportación o alimentación artificial con los sedimentos apropiados: arena o gravas . Esto se puede hacer dejando que los áridos aportados se muevan libremente a lo largo de la costa, o bien sujetándolos mediante estructuras marítimas adecuadas, es decir, diques.


La alimentación artificial para fortalecer las playas y cordones litorales, con o sin apoyo de estructuras marítimas, se puede hacer también de dos formas distintas:


1- Aportando los áridos de tal forma que la nueva línea de orilla resulte “adelantada” hacia el mar, con respecto a la primitiva: Esta alternativa no obligaría a intervenir sobre las edificaciones situadas sobre los antiguos cordones litorales, pero exigiría importantes estructuras marítimas de apoyo y la aportación de un gran volumen de áridos, y podría producir efectos significativos sobre los tramos de costa adyacentes, como consecuencia del “adelantamiento” de la línea de orilla hacia el mar pudiendo alterar la morfodinámica de la costa y desestabilizar el sistema litoral.


2- Realizar la aportación manteniendo, en lo posible, la posición de la línea de orilla, lo cual obliga a encajar el nuevo perfil de playa y cordones litorales en tierra, excavando hacia el interior: Naturalmente, esto obligaría a intervenir eliminando todas o algunas las edificaciones e infraestructuras situadas sobre los antiguos cordones litorales (situadas en su mayor parte en la actual zona de servidumbre de protección), pero exigiría una aportación mucho menor de áridos, podría prescindirse en muchos casos de estructuras marítimas de apoyo, y no se produciríanafecciones significativas en los tramos de costa contiguos.

b) Actuaciones duras o rígidas


Tienen como objetivo primordial proporcionar un potente sistema de defensa de la orilla, mediante diques, pantallas o muros, de escollera, metálicos u hormigón . Esta alternativa artificial es mucho mas “dura” que la anterior, con todas sus variantes, pues rompería por completo el esquema de defensa de la costa, sustituyendo una estructura de respuesta muy flexible, como son las playas, por un sistema rígido. Además, como es evidente, apenas permitiría la utilización de la costa como espacio de ocio, pues asume que no habría playas de ningún tipo. Y tampoco serían sostenibles a largo plazo, pues los diques estarían situados sobre tramos litorales de materiales sueltos sometidos a un proceso regresivo que se deja sentir hasta profundidades importantes, de tal forma que deberían tener una cota de cimentación muy baja, y exigirían un mantenimiento constante, todo lo cual conlleva unos costes muy importantes y crecientes a lo largo del tiempo.


7.1.3. Restauración de la dinámica litoral


En muchas de las ocasiones existen barreras artificiales que producen impedimentos a la libre evolución y movimiento de los áridos que integran las playas, provocando barreras a la dinámica litoral natural de la playa: Provocan desequilibrios en anchura la lo largo de la playa y el basculamiento transversal del perfil de playa.


Las técnicas a usar para superar estos problemas se pueden resumir en dos grandes grupos, que pueden ser compatibles:


• Reposición artificial de la dinámica litoral salvando las discontinuidades
• Eliminación de los obstáculos o discontinuidades a la dinámica litoral


a) Reposición artificial de la dinámica litoral salvando las discontinuidades.

Su objetivo principal es movilizar los sedimentos para reintegrarlos en la corriente sedimentaria litoral, o para que vuelvan a formar parte del perfil de playa efectivo . Con ello se tiende a lograr que no haya puntos de discontinuidad en el movimiento de material a lo largo de la costa.

b) Eliminación de los obstáculos o discontinuidades a la dinámica litoral.

La otra alternativa posible a la coacción que se hace a la dinámica litoral de la playa es desmantelar o remodelar las estructuras marítimas, o las edificaciones e infraestructuras, que impiden o dificultan el libre movimiento de los sedimentos litorales bajo la acción del oleaje y el viento.


7.1.2. Pérdida de la condición de hábitat.


Un requisito imprescindible para que la playa pueda desempeñar su papel de hábitat es la propia existencia de la playa, por lo que deben tomarse las medidas necesarias para su conservación. También es conveniente que, dentro de la variabilidad de situaciones en las que se encuentra una playa debido a su propia naturaleza dinámica, las condiciones como biotopo se mantengan relativamente constantes, ya que esto permite la creación de comunidades evolucionadas de mayor valor ecológico. Esto es más fácil de conseguir en las zonas más alejadas de la orilla (cordones dunares, praderas de fanerógamas marinas). 


Otra demanda ambiental de la sociedad consiste en el mantenimiento de la calidad de las arenas de las playas, imprescindible tanto para su función de hábitat como para la de zona de ocio. Esto requiere, no solo que se controle la calidad de las arenas de alimentación artificial sino que se retiren, sustituyan o recubran las masas de arena contaminadas, principalmente en las desembocaduras de los ríos.


7.1.3. Pérdida de la condición de zona de ocio.


Además de su importante función en el territorio como soporte de especies y ecosistemas, o como  eficaces estructuras marítimas de protección flexible de la costa, las playas constituyen un bien muy apreciado y apetecido por la ciudadanía para el ocio y los usos comunes de estos bienes de dominio público, y por lo tanto son también un recurso económico, tanto mas importante en los países turísticos, como España.

Pero al margen de su valor como recurso económico, en las grandes ciudades y aglomeraciones urbanas existentes en la costa, las playas se han configurado como un auténtico espacio de unos público y saludable para actividades deportivas, lúdicas y de ocio a lo largo de toda la jornada, y en todas las estaciones del año, para un amplio sector de la población, desde los niños hasta las personas mayores. 


Por otra parte, la existencia de playas en las ciudades evita los desplazamientos diarios de grandes masas de población a playas lejanas utilizando el transporte privado, durante el período de baños (ahorro energético, reducción de la congestión, ruidos, contaminación, etc.


7.1.3.1. Estacionalidad del perfil de las playas vs uso continuo, en las áreas urbanas.


La intensidad de uso en las playas urbanas, tanto por la población local como la turística, hace que las variaciones estacionales (totalmente naturales) de su perfil transversal, antes descritas, puedan ser un factor limitante para la satisfacción de la demanda social a la que están sometidas, pues la anchura de la playa seca varía mucho tras las condiciones de bonanza y temporal. 


Como es lógico desde el punto de vista energético, los procesos de basculamiento de las playas “hacia abajo”, es decir, hacia un perfil mas tendido que hace disminuir la anchura de la playa seca, son muy rápidos, pueden producirse en horas. Por eso es frecuente que tras un gran temporal cunda la alarma entre la población por lo que se aprecia como “desaparición” de la playa. En realidad, lo que ocurre es que la mayor parte de la masa de arena de la playa se ha colocado en la parte baja del perfil sumergido, y aunque no la vemos sigueformando parte realmente del perfil de playa.

Mientras que el basculamiento “hacia arriba” para recuperar un perfil más abrupto, hasta alcanzar una buena anchura de la playa seca, es mucho mas lento, y puede durar meses si el basculamiento “hacia abajo” ha sido muy fuerte como consecuencia de temporales extraordinarios. Esta fuerte estacionalidad natural del perfil de las playas, entra en contradicción con la demanda de uso casi continuo a la que están sometidas en las áreas urbanas relativamente grandes, en las que la población desearía una anchura de playa casi constante en cualquiera de las estaciones del año, en contra de la propia dinámica natural de la playa.


7.1.3.2. Recuperación del perfil de playa vs ocupación del cordón litoral por edificaciones


Pero este problema “natural” se agrava cuando la zona más alta de las playas, es decir, su cordón litoral, está ocupada por edificaciones e infraestructuras urbanas o viarias, pues en ese caso constituyen una pantalla reflejante que perturba la libre evolución de los áridos de la playa, y la recuperación de su perfil de bonanza se retarda mucho, o simplemente se hace imposible.  Esto es precisamente lo que ocurre en muchas áreas urbanas del litoral español, en donde las edificaciones se han situado sobre los antiguos cordones litorales. Estas zonas ahora se ven expuestas a la acción de los temporales, no solo debido a la regresión litoral, sino porque ya en su momento ocuparon las zonas de reserva de arena que se debían activar durante las oscilaciones del perfil de playa en situaciones extraordinarias de temporal.


Es lamentablemente muy familiar (y será mucho mas frecuente, debido a los efectos del cambio climático) la estampa de un paseo marítimo, o de un conjunto de edificaciones, destrozados por el oleaje, o defendidos a duras penas por costosos muros, pantallas o escollerados, inútiles a largo plazo, que apenas dan oportunidad a que la playa seca pueda emerger alguna vez. 


7.1.3.3. Otras demandas sociales derivadas del uso de las playas en las áreas urbanas


Los áridos de las playas están muchas veces constituidos por una mezcla de arena y cantos rodados, o solo por estos, a veces con bolos de gran tamaño.  Tras los temporales más severos, las playas abiertas y estrechas, sometidas a fuertes oscilaciones de su perfil transversal, sufren una rápida y drástica disminución de su superficie seca y las fracciones más pequeñas de los áridos que las integran, las arenas, son arrastradas hacía la zona sumergida de la playa por lo que muchas veces solo aparecen grandes bolos en la parte emergida o seca de la playa y particularmente en el entorno de la orilla.


En esta situación se hace muy difícil el baño y el contacto con el mar por parte de los usuarios, y la configuración más “utilizable” de la playa solo se repone tras un periodo mas o menos prolongado de condiciones mas benignas de oleaje, que a veces se extiende durante muchos meses. En algunos lugares, aunque no frecuentemente, el uso de las playas demanda también unas condiciones de oleaje mas benignas que las naturales, y en esos casos, aunque excepcionales, aparece la necesidad de construir estructuras marítimas no ligadas a exigencias funcionales de la playa, sino a la satisfacción de una demanda social para su uso por la ciudadanía.


7.2. MEJORAS EN LAS CONDICIONES DE LAS PLAYAS


Por todas las razones expuestas aparecen los conceptos de “mejora” y “ampliación” de playas, solamente aplicable, en general, al concepto de playa urbana, que más que enfrentar problemas "estructurales" de las playas, hacen referencia normalmente a actuaciones con el objeto de hacer más utilizable la playa a lo largo de todas las estaciones del año y más adecuadas para el mantenimiento y desarrollo de las comunidades biológicas de interés:


• Para incrementar la superficie de playa seca disponible y asegurar una anchura suficiente en las estaciones de mayor utilización.
• Para asegurar la presencia estable de un tamaño más pequeño de áridos, normalmente pequeños callaos o cantos rodados, cuando se trata de playas con grandes bolos, debiendo tener en cuenta las consideraciones medioambientales.
• Para suavizar artificialmente unas duras condiciones naturales de oleaje, teniendo en cuenta los efectos ambientales.
• Para conseguir que su utilización sea más compatible con el mantenimiento de un buen estado ecológico.

      El incremento de superficie de playa se consigue mediante la alimentación artificial de sedimentos, que no es sino la técnica de aportar artificialmente arenas o gravas a las playas. En función del objeto o finalidad que se persigue con ello, y a muy grandes rasgos, existen tres tipos de alimentación de playas:


1) El primero se refiere a las actuaciones de alimentación que intentan reforzar artificialmente el suministro natural de sedimentos a las playas cuando este es deficitario, por la causa que sea. Con esa finalidad, cabe distinguir a su vez dos modos de suplir el déficit de aportación natural en un punto concreto de la costa, en función de la procedencia del material a emplear:
      a) Mediante la utilización de sedimentos que están presentes en el sistema litoral, y que toman parte en los procesos litorales, desde los cauces hasta el pie de las playas existentes en la  costa.
En este supuesto realmente no se añade al sistema litoral ninguna masa neta de sedimentos, sino que se redistribuye la existente, llevando el material apropiado de unas zonas a otras en función de las necesidades, normalmente desde donde se puede entender que hay un "excedente innecesario", hacia donde es preciso porque se considera que existe un déficit.
      b) Mediante la aportación de áridos ajenos al sistema litoral y a la dinámica sedimentaria costera. En este supuesto sí que se añade al sistema litoral un cierto volumen neto de sedimentos. La fuente puede ser terrestre, bien de yacimientos fósiles de sedimentos antiguos, es decir, no ligados ahora a los procesos litorales actuales, o bien procedente de material de cantera una vez machacado, o procedente del sistema fluvial. Y también podría utilizarse material depositado en el fondo del mar, fuera de la profundidad de cierre de las playas, y ajeno por tanto a los procesos y dinámica sedimentaria litoral en la actualidad.

     La aportación de áridos a la costa desde fuentes exteriores puede ser una actuación necesaria en algunos casos, pero ni es la única, ni es la principal para caracterizar a política de control de la regresión litoral. Con independencia de la procedencia de los áridos de alimentación, cuyas características no pueden diferir mucho de los originarios de la playa, este tipo de actuaciones no suponen una transformación morfológica de la costa, ni una alteración significativa y permanente del ecosistema que constituye la playa y las dunas.


2) El segundo tipo se presentaría cuando la aportación de material no obedece a un déficit estructural de la playa, sino a la necesidad de mejorar sus condiciones de uso, por las razones que sean. En este supuesto se pueden utilizar también sedimentos procedentes de otras zonas del sistema litoral, en cuyo caso tampoco habría una aportación neta, o de fuentes externas, que sí que determinaría la inyección neta de un cierto volumen de sedimentos a la costa.

     Este tipo de actuaciones solo tienen sentido en tramos de playas más o menos encajadas, o delimitadas por estructuras marítimas, cuando están sometidas a una demanda social de uso significativa. Es frecuente, en estos casos, que los antiguos cordones litorales hayan desaparecido bajo las edificaciones e infraestructuras situadas junto a la costa, y por eso son playas cuyos mecanismos naturales de adaptación y respuesta frente al oleaje se han visto muy alterados y debilitados, lo que puede justificar una intervención artificial para intentar compensar estas carencias y poder asegurar unas adecuadas condiciones de uso, adaptada a la demanda, siempre que sea razonable hacerlo.

     Como es lógico pensar, las actuaciones de alimentación artificial participan muchas veces de los dos objetivos señalados, pues normalmente no se dan supuestos puros de uno u otro tipo, y por eso cabe decir que la mayor parte de las actuaciones sobre playas se justifican por los dos objetivos señalados.


3) El tercer tipo se refiere a la alimentación de arena ligada a la construcción de nuevas playas artificiales, según la caracterización posteriormente descrita para éstas. También en este caso los sedimentos de aportación pueden venir del propio sistema litoral, en cuyo caso se colocarían sobre una zona donde no cabría encontrarlos de manera natural, o de fuentes exteriores.

      En el primer supuesto podría hablarse de una cierta “perdida neta” de sedimentos dentro del sistema litoral, puesto que la playa artificial se supone que está situada sobre un tramo de costa que no constituye playa, y que es un elemento litoral totalmente desconectado de la dinámica sedimentaria natural.
     En el segundo caso, al realizarse la aportación desde fuentes exteriores, la acción es totalmente neutra en cuanto al balance global de sedimentos dentro del sistema litoral.


7.3. CREACIÓN DE NUEVAS PLAYAS


A estas tres actuaciones habría que añadir la creación de una nueva playa. Aunque solo en muy raras ocasiones se plantea la creación de una nueva playa allí donde nunca la hubo, son actuaciones a tener presente puesto que se han realizado muchas en todo el mundo y en España. Al hablar de "playas artificiales" no hay que confundirlas con las actuaciones encaminadas a superar los problemas estructurales de las playas, o las demandas sociales para mejorar o ampliar playas ya existentes, aunque en ambos casos se trate, claro está, de abordar también actuaciones "artificiales", es decir, a realizar por la mano del hombre.


Las "playas artificiales" responden al concepto de crear una nueva playa en un tramo de costa rocoso o de materiales cohesivos, donde antes no la había. También son frecuentes las "playas artificiales" en tramos totalmente artificializados por escolleras o muros de protección que defienden terrenos de la costa, generalmente ganados al mar.


Las "playas artificiales" intentan dar respuesta, desde luego, a la gran apreciación y apetencia ciudadana por el uso de las playas, especialmente en torno a las grandes áreas urbanas que carecen de playas naturales de cualquier tipo. Aunque se trata de playas creadas por el hombre, una vez construidas su comportamiento en nada difiere de las playas naturales, pues los materiales sueltos que las forman son modelados por el oleaje y los demás agentes marinos, a través de los mecanismos y reglas sucintamente descritos mas arriba, comunes a las playas naturales y a las modificadas o creadas artificialmente.

Pero deben tenerse en cuenta los efectos ambientales que éstas pueden producir en el resto del sistema litoral, tanto en la dinámica de los sedimentos como en el estado ecológico.

7.4. TIPOS DE ACTUACIONES EN PLAYAS


Como se ha señalado, y de una forma muy sintética, cualquiera de las actuaciones que se pueden plantear en las playas trata de superar alguno de los problemas estructurales a que pueden estar sometidas, defensa de costas, o bien tratan de atender las demandas ambientales y sociales que gravitan sobre ellas, éstas últimas sobre todo en las grandes áreas urbanas.

Problemas estructurales: o riesgo de pérdida de la condición de defensa costera


1. Déficit en la aportación natural de sedimentos.
2. Impedimentos a la libre evolución y movimiento de los áridos que las integran.
Demandas ambientales (riesgo de pérdida de la condición de hábitat)
3. Protección y mejora de ecosistemas y hábitats valiosos
Demandas sociales (riesgo de pérdida de la condición de zona de ocio)
4. Aseguramiento de una cierta anchura de playa seca en las estaciones de mayor utilización, con independencia de las variaciones naturales de su perfil de equilibrio con carácter estacional.
5. Aseguramiento de presencia de áridos utilizables por los usuarios, es decir, arena o callaos y cantos rodados de pequeño o mediano tamaño, evitando los grandes bolos.
6. Aseguramiento de unas condiciones de oleaje relativamente benignas.
7. Creación de playas artificiales

Para el tratamiento de estos problemas que se plantean, existen una serie de técnicas, que a muy grandes rasgos pueden conducir a los siguientes tipos básicos de actuaciones, diferentes entre sí:


a. Alimentación artificial mediante la movilización y recolocación, mediante la gestión del material constitutivo del sistema sedimentario litoral o Demarcación Hidrográfica (arena, gravillas o gravas) tales como: trasvases, recirculación de sedimentos, compensación de los basculamientos de playas, perfilado transversal, uso de los sedimentos depositados en cauces, embalses o flechas litorales, etc.
b. Alimentación artificial con material ajeno al sistema litoral y Demarcación Hidrográfica: arena, grava, callaos, o cantos rodados.
c. Construcción y remodelación de estructuras marítimas, sumergidas o emergidas, para contribuir a la contención, abrigo y estabilidad de la playa, cuando sea preciso. 
d. Desmantelamiento de estructuras marítimas.
e. Excavación en tierra para encajar un perfil de playa estable y compatible con el material que la constituye.
f. Levantamiento de edificaciones, instalaciones o infraestructuras situadas sobre la playa (principalmente sobre los cordones litorales).
g. Extracción de las fracciones más gruesas del material (bolos y grandes callaos), para sustituirlos por otras mas finas.
h. Restauración y acondicionamiento de bordes costeros, incluyendo la re-vegetación de sistemas dunares.

     En definitiva, cualquier actuación para el tratamiento de los 7 problemas (1, …, 7) que en síntesis pueden justificar las actuaciones en playas, puede abordarse mediante una adecuada combinación de los 8 tipos de actuaciones (a, …, h) en que pueden agruparse las diferentes técnicas para su tratamiento, con las exigencias y criterios expuestos a continuación.


DIRECTRICES SOBRE ACTUACIONES EN PLAYAS


1. ALCANCE Y CUMPLIMIENTO DE LAS DIRECTRICES


Las presentes “Directrices sobre actuaciones en playas” se redactan como guía metodológica a seguir por parte de los actores de proyectos y actuaciones a realizar por la Dirección General de Costas, en las competencias que en materia de costas le confiere la legalidad vigente, teniendo presente para su alcance y cumplimiento:


1.1 En la Memoria de todos los proyectos de actuaciones a realizar por la Dirección General de Costas en su programa de inversiones, o a autorizar por la misma en virtud de sus competencias sobre el dominio público marítimo-terrestre, deberá figurar un apartado en el que los redactores hagan constar expresamente que en su elaboración se han seguido estrictamente las determinaciones contenidas en las presentes “Directrices sobre actuaciones en playas”, tanto en sus apartados de considerandos técnicos como en su articulado normativo.
Sin este requisito, la Administración no tramitará el proyecto presentado. Si el proyecto no contemplara actuaciones inscribibles en las que son objeto de estas Directrices, se hará constar expresamente esta circunstancia, a efectos de no exigir su ajuste a las mismas.


1.2. En el Informe de Supervisión a realizar por los correspondientes servicios de la Dirección General de Costas se hará constar expresamente las circunstancias relativas al ajuste del proyecto a las determinaciones y especificaciones contenidas en las presentes Directrices. En el caso de que no se justifique que el Proyecto se ajusta estrictamente a las mismas, no podrá ser propuesto para su aprobación técnica ni para continuar con las fases subsiguientes de su tramitación administrativa de cara a la realización de las obras previstas.


2. JUSTIFICACIÓN Y CAUSAS PARA LA ACTUACIÓN EN PLAYAS


Tan importante como llegar a la solución de un problema costero en una playa es probar la necesidad de actuación sobre el mismo. Y una vez expuesta, debe también justificarse la actuación que se pretende emprender y que no se puede corregir el problema que lo originó. Por dichas razones, todos los proyectos que deba aprobar la Dirección General de Costas deberán justificar en su Memoria cuáles son las razones que justifican la actuación, y cuáles son los tipos de actuaciones que se han seleccionado.


La justificación sobre la conveniencia de la actuación debe argumentarse en al menos una de las 7 razones expuestas en el apartado 8.4 de los Fundamentos, agrupadas a su vez en los siguientes objetivos:


1. Relativos a los problemas estructurales o de condición de defensa costera
2. Relativos a las demandas ambientales
3. Relativos a la demanda social



En cuanto a los tipos de técnicas a emplear para hacer frente a los objetivos o razones que justifican las actuaciones a realizar, también es preciso que en la Memoria de todos los proyectos se señalen los tipos de actuaciones propuestas, entre las 8 señaladas en el apartado 8.4 de los Fundamentos, justificando las razones por las que se han seleccionado las propuestas.


3. CRITERIOS RELATIVOS A LOS PROBLEMAS ESTRUCTURALES O DEFENSA COSTERA.


3.1 Problemas básicos estructurales


Se deberá tener en cuenta a la hora de resolver los problemas estructurales de una playa, que hacen se reduzca la capacidad de defensa de ésta ante los agentes dinámicos marinos, si obedecen a alguna de estas dos causas


1. Control de los procesos erosivos
2. Restauración de la dinámica litoral


La primera de ellas responde a la pérdida de material de la playa sin reposición natural de esos sedimentos perdidos ni en el espacio ni en el tiempo, y al segunda obedece a las barreras impuestas a lo largo de la costa a la dinámica litoral, debiendo solamente considerarse las barreras artificiales a la hora de tomar un criterio de actuación. Debiendo identificarse en ambos casos las causas que lo motivaron.


3.2. Técnicas de control de los procesos erosivos


Si fuera necesario detener o controlar los procesos erosivos de la costa se utilizaran por orden de prioridad los siguientes tipos de actuación:


• Actuaciones blandas o flexibles sin obras de apoyo
• Actuaciones blandas o flexibles con las mínimas obras de apoyo necesarias
• Actuaciones duras o rígidas, solamente cuando la emergencia lo requiera, no debiendo ser permanentes y debiendo justificarse expresamente su uso y temporalidad


3.3 Procedimientos para reducir el impacto del déficit en la aportación natural de sedimentos


Los criterios de la Dirección General de Costas frente a esta problemática son los siguientes, incluyéndose entre paréntesis los tipos de actuaciones clasificadas con letras minúsculas en el apartado 8.4 de los Fundamentos:


Los primeros criterios a tener en cuenta son los relativos a las limitaciones para actuar en una playa:


1.- Solo se controlarán los procesos regresivos de la costa en los tramos deficitarios que así se justifique por razones ambientales o de protección de la costa, bien por la importancia de los bienes situados en ella, o bien porque se trate de tramos de costa sometidos a una importante demanda de uso ciudadano.


2.- En los tramos de costa con edificaciones, instalaciones e infraestructuras ilegales, o contradictorias con las determinaciones de la Ley 22/1988 de Costas, tengan o no un origen legal según la normativa urbanística aplicable, o la sectorial de costas:

a.- No se realizarán actuaciones sistemáticas y estables de protección y defensa a través de los recursos públicos del programa de inversiones de la Dirección General de Costas.
b.- No se otorgarán concesiones u otros títulos habilitantes para la realización de obras y actuaciones en el dominio público marítimo-terrestre.
c.- Solamente se actuará en caso de excepcional y puntualmente cuando haya una emergencia manifiesta, debidamente justificada, cuando haya riesgo para personas o bienes de utilidad pública (c).


3.- Como norma general, en aquellos tramos de costa en cuyo sistema litoral no exista sedimento de aportación natural, no es recomendable actuaciones que necesiten masivamente de él. Si fuera preciso aportar sedimento, no es conveniente el uso de áridos procedentes de cantera, machaqueo o similares, dado su no naturalidad marina y su obtención puede no ser aconsejable medioambientalmente, y en todo caso su uso debe justificarse específicamente.
En el supuesto de que se estime necesario el control de la regresión litoral debida al déficit de aportación natural de sedimentos, en la Memoria de cada unos de los proyectos a aprobar por la Dirección General de Costas deberán justificarse las decisiones relativas a las soluciones y alternativas adoptadas, de acuerdo con las siguientes determinaciones:

4.- Se priorizarán siempre las alternativas que comporten el fortalecimiento de las playas y cordones litorales mediante la aportación o alimentación artificial con los áridos apropiados (a, b), sobre las soluciones para defender la costa con diques, pantallas o muros, de escollera u hormigón (c).

5.-En todos los casos, el sistema de alimentación artificial a la costa que se sea seleccionado debe diseñarse tras el análisis de la mejor gestión de los sedimentos presentes en el sistema litoral y Demarcación Hidrográfica (b), aprovechando al máximo su disponibilidad, y evitando en lo posible su pérdida por inmovilización o salida del circuito sedimentario litoral (b, c, d).

6.-Se estudiarán siempre los posibles drenes o sumideros de sedimentos presentes en la costa, sean estos naturales o artificiales, así como la viabilidad de desactivarlos o neutralizarlos (b, c, d), antes de plantear una alimentación artificial (a, b) que pueda conducir a la desaparición de los materiales aportados a través de los mismos.


7.-En el caso de que fuera necesaria la alimentación artificial de playas, en todos los proyectos se analizará siempre la viabilidad económica y ambiental de la utilización de las siguientes fuentes de áridos dentro de la Demarcación Hidrográfica correspondiente (a), de acuerdo con la siguiente sistemática y en este orden:


     1º Los retenidos e inmovilizados por las estructuras portuarias y otras estructuras marítimas, así como en las dársenas portuarias y canales de navegación.
      2º La recirculación o el trasvase de los sedimentos retenidos por estructuras marítimas o portuarias.
      3º Los inmovilizados bajo las edificaciones, infraestructuras y cultivos situados sobre los antiguos cordones litorales y sistemas deltaicos.
      4º Los que integran algún tipo de formación litoral especial, como los bajos o las flechas litorales
      5º Los presentes en las cuencas y en los cauces, especialmente en sus zonas más bajas.
      6º Los retenidos o inmovilizados por los embalses.

8.- Solo cuando se justifique debidamente la inviabilidad económica o medioambiental de utilizar las fuentes de sedimento indicadas en la determinación 3.3.7, se podrá estudiar la viabilidad de uso de fuentes externas al Sistema Litoral (b), preferentemente marina a terrestre.
9.- Cuando resulte necesaria la alimentación artificial, en todos los casos se estudiará como primera alternativa soluciones que no supongan adelantar hacia el mar la línea de orilla (e), para ello:


      1. Con objeto de adaptar el perfil de playa a los efectos previsibles del cambio climático, en todos los casos se estudiará de manera sistemática, y de común acuerdo con las autoridades urbanísticas, la viabilidad de levantar las edificaciones e infraestructuras que fueran necesarias para encajar un nuevo perfil de playa hacia tierra, estén estas situadas en el dominio público marítimo-terrestre, en sus zonas de servidumbre, o incluso mas atrás (f), adecuándose a los efectos del cambio climático.
      2. Solo se pueden excluir de este análisis, y siempre previa justificación económica y ambiental, aquellas actuaciones en playas encajadas e independientes del resto del Sistema Litoral, en las que se pueda acreditar que la alimentación artificial sin retranqueo de la línea de orilla (f) es sostenible a largo plazo.

10.-Se tratará de hacer mínimas las estructuras marítimas (c) de apoyo a la alimentación artificial (a, b), siempre que se justifique que son necesarias, y deberán tener la cota de coronación mas baja posible.


11.-En el caso de que los bienes a proteger, o que la demanda de uso de playas, sean derivados de un proceso urbanizador planificado con posterioridad a la entrada en vigor de la Ley 22/1988 de Costas, en la financiación de cualquier tipo de actuación para controlar el déficit sedimentario deberá contarse con la iniciativa privada, en la proporción y en la forma que se acuerde con la Dirección General de Costas.


3.4 Restauración de la dinámica litoral


Cuando haya que resolver un problema de restauración de dinámica litoral, éste debe ser asumido, y su costo en su caso, por quien lo provocó, y respecto de los métodos de resolución se optará por orden de prioridad:


1. Reposición artificial de la dinámica litoral salvando las discontinuidades.
2. Eliminación de los obstáculos o discontinuidades a la dinámica litoral.
3.5. Procedimientos para reducir los impedimentos a la libre evolución y movimiento de los sedimentos que forman las playas


Las determinaciones a seguir para liberar las restricciones al libre movimiento de los áridos que forman las playas serán, incluyéndose entre paréntesis los tipos de actuaciones clasificadas con letras minúsculas en el apartado 8.4 de los Fundamentos, los siguientes: 

1. En todos los casos debe analizarse la mejor gestión de los sedimentos presentes en el sistema litoral, de tal manera que se eviten acumulaciones excesivas de material o pérdidas netas a través de los drenes y sumideros, naturales o artificiales (b, d).
2. Cuando las edificaciones e infraestructuras situadas sobre la zona alta de la playa, en dominio público marítimo-terrestre o en la zona de servidumbre de protección, constituyan un obstáculo para la libre evolución de su perfil transversal en condiciones extremas, se priorizará su levantamiento (f) sobre otras alternativas posibles, salvo en playas bien encajadas sin conexión con los tramos adyacentes, siempre que esta excepción se justifique por razones económicas y de sostenibilidad de la alternativa seleccionada.


4. CRITERIOS RELATIVOS A LAS DEMANDAS AMBIENTALES


4.1. Demandas ambientales
Las playas también tienen una importante función ambiental. Por una parte, pueden constituir una barrera de defensa para proteger humedales costeros de gran valor ecológico y por otra, la misma playa puede constituir un hábitat para comunidades biológicas de gran importancia, principalmente las zonas más alejadas de la orilla, tanto hacia tierra (cordones dunares) como hacia el mar (praderas de fanerógamas marinas como Posidonia oceanica, Cymodocea nodosa o Zostera noltii). Para ello deben primar los siguientes aspectos con objeto de satisfacer las demandas ambientales: 


1. Si la playa constituye un hábitat para especies de valor comercial (almejas, chirlas, coquinas, berberechos) cuya recolección representa además una actividad tradicional de gran arraigo en la población local.
2. Si la playa se encuentra dentro de un espacio protegido o afecte a éste, lo que implica ciertas particularidades tanto para las necesidades de actuación como para los condicionantes a tener en cuenta durante la ejecución.
3. Si la playa necesita mejorar la calidad de sus arenas, imprescindible tanto para su función de hábitat como para la de zona de ocio. Esto requiere, no solo que se controle la calidad de las arenas de alimentación artificial sino que se retiren, sustituyan o recubran las masas de arena contaminadas, principalmente en las desembocaduras de los ríos.
4. Los causantes de la contaminación deben compensar económicamente a los afectados y ejecutar las obras de corrección de la situación, sin perjuicio de las acciones legales que dicho comportamiento conlleve.
5. La Administración debe hacerse cargo de la ejecución por cuenta de los responsables si estos demoran su actuación. La dificultad o imposibilidad de identificar a los responsables no debe retrasar la intervención de la Administración para corregir la situación. 


4.2. Determinaciones generales relativas a las demandas ambientales
1. Con carácter general, cuando se proyecte una actuación en una playa, cualquiera que sea su objetivo principal, deberán estudiarse siempre, y en todo caso:


a) Los posibles efectos ambientales de la actuación aún cuando no sea exigible someterla al procedimiento de evaluación de impacto ambiental.
b) Las medidas preventivas, correctoras y compensatorias que procedan.
c) La posibilidad de compatibilizarla con una mejora de sus condiciones como hábitat.
d) La calidad de las arenas si se requiere alimentación artificial.


2. Si la actuación se va a llevar a cabo total o parcialmente en un espacio protegido, se justificará que se han tenido en cuenta los criterios particulares establecidos para las actuaciones en dicho espacio. Además, se consultará previamente al correspondiente Organismo de Gestión sobre la actuación que se pretende ejecutar.


3. Se incluirán entre los criterios de priorización de las actuaciones ambientales (h):


a) Que haya sido demandada por instituciones, entidades o colectivos, principalmente con arraigo local.
b) Que los demandantes manifiesten su conformidad para llevar a cabo a su cargo o en el ejercicio de sus competencias las acciones complementarias que la Dirección General de Costas considere convenientes para un mejor cumplimiento de los fines de la actuación. 
c) Que la calidad de las aguas de baño haya sido excelente durante los últimos tres años y no existen razones para esperar un empeoramiento de la situación.
d) Que durante los últimos dos años se hayan producido cambios manifiestos en el estado de la playa de los que se derive un incremento importante del riesgo de daños ambientales en humedales, cordones dunares, flechas litorales, praderas de fanerógamas o placeres de recogida de moluscos.





miércoles 5 de agosto de 2009

La erosión de las costas.

(Texto de Roland Paskoff, Universidad de Túnez. 1991)

Las olas al asalto de la costa.

Desde que la profundidad llega a ser inferior a la mitad de su longitud de onda, las olas pierden velocidad y sus crestas teinden a disponerse paralelas a las isobatas.  Es la refracción, fenómeno muy importante en geomorfología litoral, ya que explica porqué sobre una costa dada y para un mismo tipo de ola, la energía liberada por las olas es más considerable en algunos sectores que en otros. En función de la topografía submarina que precede a la orilla, puede producirse una concentración o una dispersión de energía. El primer caso tiene lugar sobre los cabos, a menudo avanzados por un relieve sumergido; el segundo afecta al fondo de las bahías, generalmente prolongados bajo el mar por una depresión.  Otros fenómenos pueden modificar la dirección de una ola que afecta a una costa. La reflexión es su reenvío por un obstáculo; la energía reflejada es tanto más grande cuanto más vertical sea el obstáculo. La difracción se produce cuando un obstáculo es atacado en una de sus extremidades: las olas lo contornean y se amortiguan.

Independientemente de las modificaciones que afectan a su dirección de propagación, las olas, cuando la profundidad llega a ser inferior a la mitad de su longitud de onda, sufren otras transformaciones que afectan a todas sus características salvo el período. El frotamiento sobre el fondo perturba el movimiento de las moléculas de agua: las órbitas se aplanan y se vuelven elípticas, siendo su eje mayor horizontal y paralelo a la dirección de propagación de la ola. A medida que la profundidad decrece, la velocidad disminuye por efecto de la fricción, y en consecuencia, la longitud de onda tambie´n, aproximándose las crestas y aumentando la altura, lo que conlleva una exageración de la inclinación. El perfil de las olas es cada vez más disimétrico. Finalmente, su cresta se derrumba, basculando el agua hacia delante; es la ruptura de la ola que se produce cuando la profundidad es cercana o igual a 1/3 de su altura. Como todas las olas no tienen la misma altura, hay en general varias líneas de ruptura.

Cuando una ola se ha roto se produce un desplazamiento de agua hacia la orilla: es el jet rive (uprush). Porque la impulsión dada por la ruptura es brutal y desordenada, el movimiento de agua hacia delante, cargada de espuma, está dotado de una fuerte turbulencia, capaz de movilizar y desplazar en suspensión, saltación y rodamiento, arenas, gravas y cantos. Es una playa, esta flota de asalto remonta una pendiente y su velocidad decrece progresivamente: es frenada por el rozamiento y la gravedad, por el viento cuando éste sopla desde tierra, debilitada a veces, cuando, en marea ascendente, recubre una superficie de arena seca en la que una parte del agua puede infiltrarse. Seguidamente, después de la detención, la ola retorna bajo la forma de un manto de resaca (backwash), menos turbulento que el jet de rive, que desciende la pendiente haciendo rodar el material. Una interferencia se puede producir con el jet de rive de la la siguiente, lo que provoca frenazos y desplazamientos laterales del agua compañados de movimientos de remolino. Así, todo el espacio comprendido entre las líneas de rompientes y la orilla representa una zona de alta energía, con dos sectores privilegiados para la puesta en movimiento y el desplazamiento de las arenas y cantos: allí donde rompen las olas y por otra parte donde se manifiesta el vaivén debido al jet de rive seguido de la resaca.

Puede ocurrir que, incluso para grandes ondas, la ruptura sea fuertemente atenuada, incluso suprimida, si el fondo se levanta muy lentamente hacia tierra: el efecto de frenado entraña una disipación progresiva de la energía que traduce el descenso regular de la altura de las olas al aproximare a la costa.

La acción geomorfológica de las olas.

La energía de las olas es cinética puesto que ella es debida al movimiento del agua hacia adelante a partir de la ruptura, pero también es potencial puesto que depende de la altura de la ola que rompe. A este respecto, la ruptura en voluta (plunging breaker) libera más energía que la ruptura en vertiente (spilling breaker) o hinchada (surfing breaker).

Algunas riberas estás más afectadas por las olas que otras debido a la llegada de ondas fuertes y frecuentes. Es el caso de las fachadas occidentales de los continentes en las latitudes medias que se encuentran, sobre todo en invierno en el Hemisferio Norte y todo el año en el Hemisferio Sur, bajo la influencia de los grandes vientos del W y en la trayectoria de las perturbaciones del frente polar. Vale incluso para la zona de los alisios y para las costas orientales de los cintinentes que son barridas periódicamente por los ciclones tropicales (tifones y huracanes). Por el contrario, los litorales de las regiones polares y ecuatoriales generalmente están batidos por olas de débil energía.

La fuerza erosiva de las olas puede ejercerse en todas partes, tanto sobre las playas como sobre las costas rocosas, pero es especialmente al pie de los acantilados, en elmomento de las grandes tempestades, cuando reviste su aspecto más espectacular. El impacto de una ola sobre una pared se traduce en una acción mecánica. Presiones de varias decenas de Tn/m2 han sido medidas sobre acantilados golpeados de pleno (30 Tn/m2 con una ola de 13 m de altura). Tales presiones explican el desplazamiento sobre los muelles de enormes bloques de hormigón que pesan varios cientos de toneladas. Sobre las rocas aisladas los golpes de mar repetidos desencadenan vibraciones cuya amplitud, a veces acrecentada por resonancia, puede alcanzar el umbral de ruptura.  La multiplicación delos choques fragiliza la roca fisurándola. El aire de la ola rompiente, comprimido en las fracturas las ensancha y agranda. Un fenómenos inverso de aspiración se produce al retirarse el agua.  Si los planos de discontinuidad lo permiten pueden ser deesalojados grandes bloques de roca. 

Cuando las olas tienen a su disposición material, el poder de ataque se refuerza. El bombardeo con la ayuda de cantos puede afectar a los acantilados sobre varias decenas de mts de altura en el caso de las olas saltadoras. Pero es eficaz, sobre todo, al pie de los litorales abruptos donde, muy a menudo, es responsable de muescas que situan en falso la parte superior del acantilado, siendo el origen de su derrumbamiento. En las plataformas rocosas, el movimiento turbulento del agua después de la ruptura engendra torbellinos con eje vertical: estos arrastran cantos que ensanchan cavidades de tipo de las marmitas de gigante que se encuentran en el lecho de los rios y que, por ensanchamiento, acaban por recortarse. Además, cantos y arenas, removidos sin cesar, actúan por abrasión sobre la roca y se autodesgastan por frotamiento. Así, los cantos marinos presentan a menudo elevados índices de desgaste y aplanamiento; en cuanto a las arenas, tienen un aspecto desgastado-brillante muy característico, particularmente sobre las playas donde la manipulación es continua.  En las costas de las regiones tropicales húmedas, como consecuencia de la preponderancia de la alteración química, las arenas aportadas por los cursos de agua abundan, pero en cambio los cantos son raros. Esto escplica que la erosión mecánica de las olas, privada de proyectiles de grueso calibre, es menos eficaz que en otros lugares. Sobre las riberas polares, el ataque del mar se detiene cuando las aguas litorales se hielan, pero se refuerza por la presencia de grandes támpanos que, en el momento del deshielo, se añaden a los cantos para ametrallar los acantilados.

La acción mecánica de las olas desarrolla un ataque muy selectivo, que pone en evidencia la desigual resistencia de los terrenos. Los filones de rocas intrusivas, a menudo más frágiles que las formaciones encajantes, son a veces profundamente vaciadas y dan escotaduras en el trazado de la orilla. Esta erosión diferencial del mar explica costas de aspecto pintoresco, donde agujas delgadas y esbeltas pueden corresponderse con bancos verticales de arenisca dura aislada por el desgajamiento de capas margosas blandas intermedias.

El trabajo de las olas es discontinuo en el tiempo. No es verdaderamente eficaz más que en los fuertes temporales, particularmente en período de grandes mareas, y se manifiesta esencialmente en el pesacio intertidal. En la zona constantemente sumergida se atenúa rápidamente con la profundidad. Generalmente se piensa que es muy débil por debajo de -10 m. Sin embargo, R.V. Fairbridge lleva a -20 m su llímite de eficacia y V.P. Zenkovich fija el nivel de base de las olas de grandes temporales a una profundidad igual a 1/3 de su longitud de onda, por debajo de la cual su acción mecánica se considera nula.

LAS CORRIENTES.

Unicamente son interesantes las corrientes costeras. En principio, su velocidad decrece con la profundidad, mientras que su turbulencia es máxima a ras de fondo. De hecho, su poder de erosión sobre las rocas coherentes es débil, pero son capaces de poner en movimiento y desplazar sobre distancias más o menos largas a los sedimentos detríticos, sobre todo limos y arenas y excepcionalmente gravas, por saltación o suspensión; a veces cantos por rodamiento. Estas acciones dinámicas obedecen a las curvas llamadas de Hjulstrom (velocidad de corriente-dimensión de los materiales), establecidas para las corrientes fluviales; para los elementos finos (diámetro inferior a 0,3 mm) la velocidad necesaria para el arranque es muy superior a la de transporte, mientras que para los elementos groseros el levantamiento se hace desde que se alcanza la velocidad requerida para el transporte.


La deriva litoral.

A pesar de su refracción al acercarse a tierra, las olas llegan a la orilla con una cierta oblicuidad, generalmente inferior a los 10º, que da origen a una corriente paralela al litoral entre la zona de ruptura y la línea de ribera. Esta corriente toma el nombre de deriva litoral. Su velocidad depende de varios factores: altura de las rompientes, período y ángulo de incidencia de las olas, pendiente y rugosidad del espacio infralitoral. En temporales, transporta laterlamente a los bañistas y su velocidad puede alcanzar varios nudos. Es entonces capaz de transportar grandes cantidades de arena puestas en movimiento por las rompientes. Es el longshore drifting que los autores anglosajones diferencian de otro fenómeno, el beach drifting  incluido también en la deriva litoral.

Este último fenómeno afecta a los materiales de la playa. Sobre el estran el Jet de rive hace subir oblicuamente las arenas y los cantos, mientras que el manto de agua en retirada las obliga a descender perpendicularmente a la línea de ribera. Arenas y cantos describen así trayectorias en zig-zag y migran en una dirección determinada por la oblicuidad de la ola. Se ha visto trozos de ladrillo, arrojados sobre una playa, desplazarse de este modo varias centenas de metros en una sola jornada.

La deriva litoral juega un papel esencial en la evolución de las playas a las que alimenta en materiales. Puede ser reforzada o frenada por un viento local soplando paralelo a la orilla. Su sentido puede invertirse si la obllicuidad de la ola cambia de dirección. La deriva dominante es entonces la más frecuente y a la vez la más eficaz en cuanto al volumen de materiales desplazados.

Las corrientes de retorno.

Se trata de corrientes inducidas por las olas. El flujo de agua a la costa, consecutivo al a ruptura, está compensado por corrientes de retorno hacia alta  mar. A veces, en particular sobre largas playas recilíneas, sin deriva litoral apreciable, cuando las crestas de las olas llegan paralelamente al trazado de la orilla, existe una corriente que se desplaza a ras de fondo y que se observa más allá de la zona de ruptura. Se caracteriza por su debil velocidad; por consiguiente por una competencia poco elevada y una reducida capacidad de transporte. Pero, más a menudo la compensación del aporte de agua se hace por las llamdas corrientes sagitales, perpendiculares  u oblícuas a la orilla según los casos.

Bien individualizadas, de 15 a 30 mts de anchura, afectan a toda la columna de agua. Llegan hasta más allá de la zona de ruptura o la atraviesan interrumpiéndola (de ahí su nombre en inglés de rip currents, o corriente de desgarradura). Se disipan a varios cientos de mts de la costa, abriéndose en penacho. Su velocidad puede alcanzar varios nudos y representan un peligro real incluso para los nadadores experimentados. Las corientes sagitales cuyo emplazamiento varía en el espacio y el tiempo, ejercen una acción erosiva sobre los fondos móviles: son aptas para excavar un pasillo en el que no queda más que un pavage de grandes cantos. Fundamentalmente son capaces de transportar arenas fuera del espacio propiamente litoral, que se van a depositar en un dominio demasiado profundo para que las olas puedan removilizarlas y volverlas a traer a la costa. Algunas veces aquellas migran definitivamente a la plataforma continental cuando el talud es cercano o cuando las cabeceras de los cañones submarinos han reculado hasta las proximidades de la costa.

Las corrientes de marea.

Las mareas engendran corrientes reversibles tanto más rápidas cuanto que la estoa sea más fuerte  y el paso estrecho. Así pueden producrise corrientes veolces, incluso si la esta es debil, cuando la marea se manifiesta a horas diferentes a una parte y otra del estrechamiento. Han sido medidas velocidad es del orden de 10 nudos y superiores en estos casos. Las corrinetes de marea raramente afectan a la misma orilla. Sin embargo, a. Guilcher cita casos donde siempre puede escurrirse en el mismo sentido del perfil de la costa y de la topografía submarina y ser entonces responsable de la construcción de flechas litorales. Sobre los fondos móviles, su velocidad y turbulencia le permiten escavar canales. Pero, su carácter alternativo no les autoriza a exportar lejos el material detrítico que ellas desplazan.

domingo 2 de agosto de 2009

LAS PLAYAS

(Fragmento del texto de Willard Bascom, 1960 - Editado por Selecciones de Scientific American, Ed. Blume. 1978. Madrid)

EL TRABAJO DE LAS OLAS.

Un observador cualquiera piensa que la playa es la superficie arenosa que se encuentra por encima del agua. Los especialistas que estudian las playas tienen un punto de vista más amplio e incluyen como tal a todo el área en la cual hay movimiento de arena. Para ellos la playa se extiende desde una profundidad de unos 11 metros bajo el nivel del mar, cuando la marea está más baja, hasta el borde de la costa permanente. Este último puede consistir en un risco, en dunas de arena o estructuras hechas por el hombre, ninguna de ellas realmente permanente pero todas más duraderas que la misma playa. Con respecto al límite externo, señalado por el lugar que tiene una profundidad de 11 mts bajo el nivel del mar cuando la marea es baja, ésta es la profundidad a partir de la cual ordinariamente el movimiento del agua no tiene suficiente energía para mover la arena. Una playa, por otra parte, también tiene sus límites en su dirección longitudinal. Un saliente de tierra o una corriente marina pueden ser tales límites.

Las olas y las corrientes de agua nos proporcionan en tercer elemento que debemos tener presente al definir o producir una playa: la energía que mantiene a la arena en circulación. En algunas playas el viento también mueve bastante a la masa de arena, pero sus efectos directos los podemos suponer despreciables. Por supuesto que es la acción del viento sobre la superficie del mar el que da lugar a las olas y, por tanto, él es la última causa de todo el movimiento de las playas. Las olas que ruedan sobre la playa pueden pues, haberse originado lejos, en alta mar. Cuanto más fuerte sea el viento, cuanto más tiempo dure y más grande sea la distancia en la cual actúa, tanto más grandes serán las olas que se levanten. Si el temporal está cercano a la costa, las olas serán escarpadas y rápidamente pueden cambiar la configuración de la playa. Normalmente, sin embargo, las olas que modelan la playa se generan bajo la acción de los vientos y son más largas, más bajas y más regulares que las ondas del viento. Tales olas son denominadas marejada , y parten desde la zona de tormenta en todas las direcciones con una muy pequeña pérdida de energía. Puesto que las tempestades se dan en su mayor parte en el mar, la marejada está constantemente batiendo y moldeando todas las playas que se encuentran alrededor de un océano.


Una marejada se describe por su altura (la distancia vertical ente el seno y la cresta de la ola), por su longitud (la distancia horizontal entre las crestas) y por su período (el tiempo, en segundos, transcurrido en el paso de dos crestas ante un observador situado en un punto fijo). Cuando la marejada se desplaza en zonas de aguas poco profundas, ocurre un notable cambio; así, cuando la profundidad del mar es igual a la mitad de la longitud de onda, entonces las olas se dice que "tocan fondo". En ese momento la velocidad y la longitud decrecen y la altura aumenta: solamente el período permanece constante. Tras correr una cierta distancia sobre la playa, las olas se van haciendo más altas y finalmente vuelcan y se rompen. El resultado es la rompiente y la resaca -una masa de agua turbulenta-.

Es precisamente la acción de las olas en las agua de profundidad somera la que cambia las playas. El mecanismo básico para ello es simplemente la ascensión de los granos de arena por la turbulencia que acompaña el paso de una ola y la caída libre de estos mismo granos sobre el fondo cuando la ola ya no ejerce sobre ellos ningunos fuerza ascensional. Puesto que un grano de arena es más ligero bajo el agua que fuera de ella en una medida igual al peso de agua desplazada por él, el agua no necesita  una gran energía para moverlo. Además, el grano se fija y se arrastra mucho debido a la viscosidad y turbulencia del agua. Mientras está en suspensión un grano de arena tiende a moverse con el agua y las corrientes de muy baja velocidad  pueden llegar a desplazarlo. Cada vez que un grano es levantado del suelo va ocupando apreciablemente posiciones distintas. Ya que incontables millones de granos de arena están siendo continuamente removidos y recolocados, la playa cambia su posición.

LAS MEDICIONES DE LAS PLAYAS.

Durante los años 1945 a 1950, John D. Isaacs, actualmente ede la Institución Oceanográfica Scripps, y yo, estuvimos trabajando en el proyecto "Olas", de la Unversidad de California, para estudiar las playas de la costa del Pacífico de los EEUU. Bajo la dirección de Morrough P. O´Brien, decano de ingeniería y miembro de la Beach Erosion Board de la Army Corps of Engineers, gastamos virtualmente todo nuestro tiempo, invierno y verano observando la interacción entre las olas y las playas. Para media la altura y período de las olas instalamos aproximadamente una docena de medidores de olas en el exterior de la costa, conectados por cable submarino blindado con los registradores de la playa.  Con cámaras radio-controladas hicimos fotografías del oleaje simultáneamente dede la playa, desde acantilados cercanos y desde un avión situado justo encima. Además, arrojamos tintura al oleaje para determinar la naturaleza de sus corrientes. SIn embargo, gastamos la mayor parte de nuestro tiempo haciendo repetidas veces perfiles de varias playas. La mayor parte del tiempo se empleaba en hacer salidas en un vehículo anfibio, el Dukw o "pato", de la  Segunda Guerra Mundial, hasta una distancia en la que la profundidad en bajamar era de nueve metros, y en efectuar numerosos sondeos cuando entrábamos en la superficie de la playa. Trasladándonos a una velocidad de 3 nudos, pudimos mantener alineado al "pato" con dos postes señalizadores situados perpendicularmente a la línea de costa. A cortos intervalos levantaba la sonda, leyendo la profundidad y transmitiéndola por un radiotransmisor. Isaacs podría estar escuchando en la costa, aproximadamente a 300 metros en la playa, desde los palos y vigilando el progreso del "pato" a través de un itinerario. Los palos, el "pato" y el itinerario hacían un triángulo rectángulo con Isaacs mirando a lo largo de la hipotenusa. Cuando veía la línea de chapoteo, él podía leer el ángulo sobre el itinerario y decírselo a un ayudante que registraba conjuntamente ángulos y profundidades. Anotanto la profundidad en cada distancia desde la costa pudimos dibujar un perfil de la playa.

Obtuvimos algo en cierto modo sorprendente, buenos contornos incluso en fuertes oleajes, en parte gracias a que el "pato" es una excelente embarcación para la marejada y playa. En las playas del Norte de California inspeccionamos en invierno las playas en donde las olas rompientes tenían 3,5 mts de altura y ocasionalmente, habiendo calculado mal las olas, encontramos olas de hasta 5 mts de altura. Con el "pato" registramos cambios en los perfiles de las playas de invierno a verano en más de 30 playas de la costa W.  La velocidad del "pato" variaba: muy rápido cuando la playa estaba siendo erosionada y un dia después, cuando las olas habían alterado el equilibrio del transporte de arena y depositado una nueva capa blanda de arena, bajaba su velocidad; observamos que la superficie playera situada entre la bajamar y la pleamar parecía ser el único lugar que retenía su dureza y pendiente durante períodos relativamente largos.

Posteriormente correlacionamos nuestras medidas de pendientes de olas con los resultados obtenidos del estudio del tamaño del grano de la arena. Esto mostró lo que un observador casual puede ver, que las playas con mayor pendiente están compuestas generalmente de granos de arena más grandes. Nuestros estudios también demostraron que otros factores no tan ostensibles intervienen en el desarrollo de las playas. Así, por ejemplo, las playas que están parcialmente protegidas del oleaje serán más empinadas que aquéllas que, estando compuestas de arena del mismo tamaño, estén expuestas a él.

Las pendientes submarinas son completamente distintas de las de la superficie playera y se describen generalmente de modo diferente, para informar de las irregularidades sustanciales entre la línea de agua y el límite en dirección al mar. En este esquema de clasificación una playa llana tiene una pendiente submarina media con una elevación vertical menor de 30 ctm en una distancia horizontal de 23 mts; una playa empinada tiene un desnivel mayor de 30 cts por cada 15 mts.

Una gran parte del movimiento del material de una playa consiste en un intercambio entre las lomas submarinas, o barras y el berm, el depósito de material casi horizontal situado en la parte más alta de la playa en la costa. Las barras pueden considerarse como productos  de erosión, ya que aparecen cuando la acción violenta de las olas corta la parte trasera del berm y depositan el material de la playa en limpias lomas a cierta distancia de la costa.  Debido a que éstas se encuentran asociadas a las condiciones tormentosas, y puesto que hay más tormentas en invierno que en verano, las barras se consideran como una característica normal en el perfil de una playa durante el invierno. Todas las playas expuestas al oleaje del océano contienen barras, y las que poseen una pendiente menor de 30 cts  por cada 15 mt frecuentemente tienen dos o más barras. Esencialmente, las barras continuas de 16 a 32 km de largo son comunes en la costa del Pacífico al Norte del Cabo Mendocino.

Los investigadores de playas no saben exactamente cómo se forman las barras. Han notado que la formación de las barras está relacionada de algún modo con la inclinación de la ola. Utilizando un canal de olas experimental, J.W. Johnson de la Universidad de California, descubrió que las barras siempre se formaban, en las playas del modelo, cuando la relación entre la altura de ola y su longitud de onda era mayor de 0,03 y que las barras nunca aparecían cuando la proporción era menor de 0,03. En la Naturaleza los números parecen ser distintos, pero el principio es indudablemente el mismo. Debido a que las pequeñas fuerzas que originan el movimiento diferencial de los granos de arena individuales, son difíciles de detectar entre la turbulencia general, la forma exacta mediante la cual las variaciones de pendiente causan el movimiento de la arena hacia la tierra o hacia el mar permanece desconocida.

Las barras en su marcha tienen un decidido efecto sobre las olas. La vertiente exterior de una barra es relativamente empinada, y esta abrupta elevación del fondo produce las olas rompientes más grandes. Las olas a menudo se rehacen en la depresión situada entre dos barras y prosiguen hacia la costa como olas más pequeñas, rompiendo en las barras interiores de aguas someras o en la superficie de la playa. Las olas más pequeñas de un tren de olas de alturas irregulares no romperán en la barra exterior.  De este modo, una barra tiende a actuar como un filtro de olas, rompiendo y reduciendo las más altas y permitiendo el paso a las que se encuentran por debajo de una cierta altura.  

En las playas de la costa del Pacífico que están expuestas a toda la fuerza de las olas, la parte superior de la barra más interior se encuentra  generalmente, a 30 cts bajo el nivel del agua en bajamar, la cima de la segunda barra está a una profundidad de 2,5 mt y la tercera está a 4 mt de profundidad. El gran oleaje de una tormenta cercana producirá violentas olas de hasta 4 mt de altura en la barra exterior. En una playa con una pendiente moderada y una serie de barras las olas se rompen y rehacen repetidamente, dando lugar a una zona de oleaje de hasta 1,5 km de ancho.

Después de la estación de tormentas, la pendiente de las olas decrece y éstas empiezan a trasladar la arena hacia la costa. El material de las barras exteriores rellena las artesas, y pronto el perfil de la playa no muestra barras. El material de la barra interior emigra al berm, constuyéndolo en dirección hacia el mar. Excepto en playas muy llanas, el berm generalmente tiene un borde o cresta, bien definido y su forma de crecimiento puede observarse muy bien. Al llegar una ola a la superficie de la playa, consume la energía que le queda en una delgada capa de agua espumosa que corre hacia la superficie playera, llevando arena con ella. Dependiendo de cómo está saturada la arena y su grado de permeabilidad, una cierta cantidad de agua se introduce en la playa y no vuelve al mar como corriente de retorno. Así, la capacidad de transporte del agua que vuelve es menor que la del agua que llega y, por lo tanto, se añade arena al berm. Cuando las condiciones son perfectamente favorables un berm puede crecer incluso 15 cts en una hora o 3 mt en un día. El berm de la playa de Carmel (California), que estudiamos durante varios años,  es aproximadamente 90 mt más ancha en septiembre que en abril, los meses que señala, respectivamente, el final de la estación de las calmas y la de las tormentas.

Las olas grandes construyen un berm más alto que el que originan las olas pequeñas. En la Bahía de Monterrey (California) la cima del berm en la playa de Fort Ord, directamente expuesta a la acción del oleaje, ha alcanzado los 5 mt por encima del nivel del agua en bajamar, mientras que el berm de una playa situada a unos pocos km, que está protegida de las grandes olas por un cabo, es 2 mt más baja. Paradójicamente, las tormentas marinas que mueven el berm de verano a menudo dejan un berm más alto que el propio de la playa en la parte trasera de ésta. Este puede permanecer xclaramente visible duratne todo el verano.

El material del berm que los mares tempestuosos remueven regresa ordinariamente durante la estación de calma. Sin embargo, una tormenta ocasional muy grande o un tsunami puede despojar de arena a la superficie de la playa y transportarla a profundidades tan grandes que las olas normales no pueden alcanzarla ni devolverla a la playa.  En Long Branch (New Jersey) y Santa Bárbara (California), vertidos de arena a profundidades de 11,5 y 5,5 mt, demosraron estar a demasiada profundidad para que las olas normales la recogieran.

Cuando las ola smás altas que el término medio rompen en sucesión rápida y elevan el nivel medio del agua dentro de una barra, el agua vuelve tan enérgicamente hacia el mar que ésta algunas veces rompe la barra por un lugar estrecho, produciendo el llamado canal de desgarre. Desde ese instante, la mayor parte del exceso de agua, arrojada por encima de la barra por los fuertes oleajes, se traslada a lo largo de la playa hasta que llega al canal, donde fluye afuera como una corriente de retorno. La corriente puede ser peligrosa ya que fluye directamente hacia el mar con una velocidad elevada, del orden de 4 nudos, considrablemente más rápida que la que puede alcanzar un hombre a nado. Afortunadamente, las corrientes de retorno están limitadas a canales relativamente estrechos y el bañista puede salirse de ellas simplemente nadando una distancia orta paralelamente a la costa. 

Las corrientes de retorno aparecen en la mitología popular como la terrible "resaca". De la resaca se dice que fluye hacia afuera por debajo del oleaje y de esa manera saca a los nadadores; los experimentos con señalizadores de tintura en las playas marcadas con señales de aviso de resaca han demostrado repetidamente que tal corriente no existe. El agua se mueve hacia dentro y hacia afuera a lo largo del fondo con cada ola, pero cualquiera que fuera arrastrado hacia el mar podría ser llevado hacia la costa después de 6 segundos, aproximadamente, por la otra mitad del ciclo. De modo diferente a las corrientes de retorno, la resaca puede desecharse como un peligro para los nadadores.

CUSPS Y RIPPLE MARKS.

Un rasgo de las playas que ofrece intrigantes problemas para los investigadores son los cusps. Estos son unas depresiones en forma de media luna que se forman regularmente en serie espaciada a lo largo de la superficie de la playa. La cúspide triangular (cuerno) es el lugar en el que se unen las puntas de dos medias lunas. Una "bahía" de arena, que puede ser profunda y estrecha, o amplia y poco profunda, se extiende entre los puntos cuspidales. Estos varían en longitud desde unos pocos mt a cientos de ellos y su relieve puede sobrepasar los 2 mt o ser tan bajos que apenas se distinguen.

Aunque los investigadores han estudiado estas curiosas formas de la playa durante años y han elaborado muchas hipótesis sobre su origen, ninguno ha presentado una explicación aceptable acerca de su formación, de por qué son tan regulares y de por qué tienen las dimensiones que tienen. Estos factores están casi ciertamente relacionados al carácter de las olas que los forman.  Quizás los cusps se desarrollan cuando las olas tienen una pendiente equilibrada para que no haya ni erosión ni deposición de arena.

Los ripplemarks u ondulaciones de arena son, en términos generales, formaciones paralelas de crestas y valles modelados por las olas, que se forman en la arena del fondo del mar por la acción del agua. Ordinariamente, su "longitud de onda" es de 7  ó 10 ctm y tienen aproximadamente 2 ó 3 ctm de altura, aunque se han observado bajos las olas ripples gigantes (con longitudes de onda de más de 3 mt). Puesto que las crestas de los ripples son, generalmente, paralelas a las crestas de las olas, los paleógrafos han utilizado los ripples fósiles  en areniscas para establecer la orientación de las antiguas playas.

Los ripples pueden comenzar a formarse alrededor de un guijarro o de alguna otra pequeña prominencia del fondo. El movimiento de las olas produce torbellinos horizontales primero en una parte del guijarro, después en la otra y empieza así  a acumularse una pequeña cresta de arena. A una cierta distancia de cualquier lado de la cresta original las corrientes de turbulencia disminuyen y depositan arena para que se forme otra elevación, de tal forma que se desarrolla el modelo de ripples. El movimiento del agua debido enteramente a las olas produce ondulaciones simétricas, pero si una corriente está superimpuesta al movimiento de las olas, los lados de sotavento de los ripples tienen mayor pendiente. Los ripples van y vienen con las cambiantes condiciones de las olas y pueden emigrar con las corrientes. Aunque éstas también se han estudiado extensamente, la relación entre la velocidad de la corriente, el tamaño del grano de arena y las dimensiones de los ripples permenece inexplicada.

LA CONSERVACION DE LAS PLAYAS

Los mayores problemas de la conservación de la playa no se producen por el movimiento estacional de la arena en la costa y fuera de ella, sino por el movimiento de la arena, paralelo a la costa. En algunas costas , a lo largo de la orilla o de las corrientes litorales que surgen cuando las olas golpean la costa, se transportan anualmente millones de toneladas de arena, erosionando una playa y construyendo otra. Las olas más grandes forman las corrientes más importantes del litoral, porque contienen la mayor parte de la energía. Estas tocan el fondo fuera de la costa y si se aproximan a la orilla formando un ángulo tienden a ser refractadas o dobladas por los contornos submarinos para que el frente de la ola permanezca paralelo a la línea de costa. Las olas, con frecuencia no son refractadas del todo, especialmente si el ángulo entre los frentes de ola de agua profunda y la orilla es grande o si el agua se convierte bruscamente en poco profunda. Por consiguiente, las olas golpean con frecuencia la costa formando un ángulo.

A lo largo de las costas en donde las olas predominantes llegan de esta manera fluye constantemente una corriente litoral. Estas corrientes generalmente van demasiado despacio como para trasladar los granos de arena por si mismos. Sin embargo, la turbulencia en la zona del oleaje mantiene la arena en suspensión e incluso crea una corriente de poca velocidad a lo largo de la costa que es capaz de transportar grandes cantidades de material. En la superficie de la playa las partículas de arena transportadas por el agua de llegada describen un arco en la dirección de la corriente a lo largo de la costa, de tal forma que cada ola las mueve un pequeño espacio a lo largo de la playa. En aguas someras, donde las olas pueden levantar la arena y moverla hacia atrás o hacia adelante, la corriente litoral imprime a los granos de arena un movimiento de "diente de sierra". En cada oscilación la arena se mueve oblicuamente, sin que ninguna fuerza la devuelva a su posición original. En consecuencia, la arena viaja bajo la acción de la corriente como en una cinta transportadora; la cinta tiene la anchura de la zona del oleaje y la velocidad de la corriente litoral.

Muchas áreas costeras sometidas a corrientes litorales tienen serios problemas de erosión en la playa. El cambio de orientación de un tramo de costa sin corriente apreciable puede hacer que vientos y olas incidan con un cierto ángulo que genere una corriente casi continua de arena. Cualquier estructura que interrumpa la corriente actúa como un dique y las playas situadas inmediatamente al W o E de la misma crecen, mientras que las del otro sector son despojadas de arena por olas y corrientes. Este efecto se observa en el rompeolas de Santa Bárabra (California), donde puede merise la cantidad de arena trnasportada desde el W, y que una vez pasado el rompeolas, encuentra bruscamente agua más profunda y tranquila, donde cesa la turbulencia y se produce la deposición de las partículas en suspensión, en la parte interior del final del rompeolas.

Las frecuentes mediciones de los cambios de volumen de la arena en la superficie de la playa han revelado el ritmo de disposición, que es igual al ritmo de transporte de arena a lo largo de la costa. En un día, por término medio, se descargan unos 0,75 m3  de arena en el puerto y bajo condiciones de tormenta alcanza un valor cuatro veces superior. Para impedir que el puerto se rellene de arena, y para prevenir la erosión perjudicial en la costa más distante, una draga saca arena de las aguas tranquilas a la zona sometida a la acción de la corriente. Aquí otra vez está expuesta a la acción del oleaje y la corriente litoral la transporta a lo largo de la costa, hasta que finalmente llega a Santa Mónica.

Esta ciudad también necesitaba aguas tranquilas para un puerto deportivo. Debido a las dificultades inherentes al almacenamiento de la arena por un rompeolas convencional, la ciudad construyó una barrera de olas, consistente en una línea recta de rocas paralelas a la costa y situada a varios cientos de metros de ella. Se esperaba que la arena pasara entre el rompeolas y la costa. No fue así. La arena simplemente se detuvo, moviéndose en el agua tranquila, y la playa comenzó a crecer hacia el mar en dirección a la barrera de rocas. La zona de la playa sometida a la acción de la corriente retrocedió hacia el mar. Ahora Santa Mónica tiene que utilizar una draga para poner la arena de la parte de atrás en circulación.

Un sistema similar de transporte litoral de la arena actúa a lo largo de la costa meridional de Long Island, en la costa Este. Los vientos dominantes y las olas inrefractadas del Atlántico Norte barren la arena a lo largo de la costa desde Montauk Point, en el extremo oriental de la isla, hasta la playa de Rockaway, en la entrada del puerto de New York. Montauk se está erosionando rápidamente y la playa de Rockaway se construye a razón de 60 mts al año.  Si no actuamos sobre las geoformas de la erosión, cada uno de nosotros sufrirá los efectos de la erosión. Pero tan pronto como una parte de la costa está protegida, el resto de la misma tiene que suministrar la arena.  No obstante, durante muchos años el método habitual para detener el retroceso de una playa fue construir espigones; es decir, diques hechos de rocas o de leños apilados de unos pocos metros de altura y longitud, que sobresalen de la superficie de la playa para detener la arena que pasa.

A lo largo de algunas costas los espigones se han construido en intervalos regulares durante muchos kilómetros, cada uno sustentando a una playa curvada que rebosa sobre sobre su extremo, dando a la playa una apariencia de cúspide. La arena todavía se traslada, pero es retenida temporalmente en cada pequeño segmento de la playa. Los espigones pueden sujetar la arena si están colocados adecuadamente, pero su efecto es local y temporal. Ellos no son el método preferido para el mantenimiento de una playa por haberse descubierto que, generalmente, son menos efectivos y más caros que un programa de "nutrición de playa". En tales programas la arena nueva se suministra por el sistema de las dunas de tierra adentro o de los fondos de lagunas cercanas. Por ejemplo, la famosa playa Waikiki, en Hawaii, fue reconstruida recientemente con arena traída desde dunas situadas a 22 km de distancia.

Este cambio de opinión sobre la mejor manera de mantener las playas se refleja en el actual problema que se afronta en New Jersey. La configuración de la costa es tal que el oleaje refractado del océano Atlántico golpea incesantemente en el sitio más prominente de la costa de New Jersey. Las corrientes litorales trasladan arena lejos de dicho lugar en ambas direcciones y le están erosionando rápidamente. En los últimos 50 años, casi 50 millones de dólares se han gastado en trabajos sobre las costas en un intento de estabilizar la línea de costa. El actual desembolso anual es superior a los 2 millones de dólares y los resultados no son enteramente satisfactorios. Algunas partes de la costa se han despojado de arena desde hace tiempo; otras están todavía retirándose.

La Beach erosion Board ha estudiado el problema de New Jersey y ha propuesto un proyecto para desarrollar playas recreativas adecuadas y para prevenir una nueva erosión. Este proyecto "alimentará"  a todas las playas de la costa mediante suministros de arena nueva para las playas de los alrededores del Barnegat Inlet. La arena podría venir en parte por acarrero de localidades de tierra adentro y en parte por bombeo desde la bahía de Barnegat.  Se podría contar con la acción de las olas y de las corrientes litorales para distribuirla a lo largo de la costa. La inversión inicial sería de 28 millones de dólares, pero el programa requeriría menos de 1 millón de dólares al año para mantener las playas después de esto.

Otros 66 proyectos de construcción de línea de costa, con un coste total de 100 millones de dólares, han sido ideados para las costas de USA y aproximadamente la mitad están terminados o en vías de terminación. La conservación de la costosa tierra costera, el mantenimiento de puertos utilizables y el desarrollo de actividades de recreo requieren un entendimiento del modo de moverse de la arena. En estas empresas el conocimiento ganado por el estudio científico de las playas jugará un papel primordial.





miércoles 29 de julio de 2009

PROBLEMAS DE EROSION EN PLAYAS

(Traducción de la publicación original en inglés por Gustavo A Silva Medina. – Bogotá, Colombia). 2003.

"Problems of beach erosion and some solutions".
R.T. Hattersley; D.N. Foster
Australian Civil Engineering. Vol 9. August 1968.

R.T. Hattersley: Associate Professor of Civil Engineering. Water Research Laboratory. The University of New South Wales. Sydney. Australia. 1968.
D.N. Foster: Senior Lecturer in Civil Engineering. Water Research Laboratory. The University of New South Wales. Sydney. Australia. 1968.


Introducción

Una playa es una zona costera cubierta de material suelto y sujeta a acumulación y erosión. El sedimento se mueve a lo largo de la costa por causa de olas y corrientes.

Cuando una playa compuesta de arena queda temporalmente lejos del oleaje y de las mareas entonces se seca por la acción del sol, y la arena se mueve hacia el continente formando dunas o de regreso a la costa por acción del viento.

El resultado de este cambio continuo representa una tendencia a largo plazo hacia la erosión o la sedimentación o el equilibrio dinámico dependiendo de las cantidades relativas de abastecimiento o pérdida de material en la playa.

Muchas de las playas de New South Wales están limitadas por formaciones resistentes a la erosión; en estos casos la forma de la playa tiende a ser moldeada por causas naturales durante un proceso que toma muchos años hasta cuando se alcanza el equilibrio entre los volúmenes medios de arena que entran y salen del área. Bajo condiciones de equilibrio la playa es prácticamente estable, pero esa estabilidad es alterada a menudo por fenómenos de corto plazo como son las tormentas y los períodos de calma, y por la variación que ocurre año tras año de las tasas de suministro de sedimentos.

Necesidad de preservar las playas

La pregunta que se debe responder es la siguiente: Hasta dónde necesita ser preservada una playa? 

Una playa estable es en sí misma una forma de protección de la costa contra los embates del mar. El lecho que está compuesto de sedimento suelto ajusta su forma para producir una "defensa en profundidad" en época de tormentas y para proveer por su propia recuperación durante el período normal.

Algunos aspectos que interesan al público en general tienen que ver con el uso de las playas para turismo, desarrollos deportivos o recreación. 

La necesidad de proteger edificios, estructuras y propiedades contra la acción del mar se confunde a veces con la preservación de las playas. Debe reconocerse que un frente de playa debidamente conservado y utilizado asegura una protección máxima a las propiedades pero para que esta protección sea posible es necesario que dichas propiedades no estén localizadas en la zona móvil de la playa.

La construcción de obras civiles en la costa produce cambios que afectan las tasas de suministro o de pérdida del transporte litoral y generan modificaciones en la línea costera hasta cuando se alcanza una nueva configuración estable. Debido a que estos cambios no se observan de inmediato porque se ocultan entre las fluctuaciones a corto plazo, siempre tomará un tiempo largo el poder demostrar que los cambios hechos por el hombre son nocivos para la costa. 

Muchas veces el resultado final es un efecto a largo plazo que se descubre cuando el daño irreparable ya está hecho. Por esta razón es recomendable que se analicen cuidadosamente los posibles daños que se pueden ocasionar a la playa antes de proceder a construir obras civiles

Cambios en las playas por movimiento de arena

Aun cuando no exista pérdida neta de material de la playa durante un evento, ocurren a menudo problemas de erosión como resultado del movimiento de olas hacia y desde la costa.

Las playas se erosionan durante las tormentas y vuelven a regenerarse durante las aguas mansas o swells. Este procedimiento ha sido tratado en detalle por Silvester (1959).

Durante una tormenta se establece un mar confuso dentro de la zona de rompientes y las olas atacan la playa con intervalos regulares desde diferentes direcciones. La pendiente de la playa se satura rápidamente, disminuye la percolación del agua que llega desde el mar y se intensifica el flujo de retorno. En este proceso una gran cantidad de arena es removida de la superficie de la playa y transportada mar adentro de la zona de rompientes, donde es depositada en aguas relativamente profundas en forma de barras de arena.

A medida que la barra de arena crece la zona de rompientes se traslada en dirección al mar. Este proceso hace que las olas rompan cada vez más lejos de la costa y disipen una cantidad considerable de energía antes de llegar a la playa, lo cual disminuye la acción erosiva sobre la superficie de la playa. El proceso continúa hasta cuando cesa la erosión.

El material que ha sido arrastrado desde la playa durante la tormenta retorna luego por la acción de olas moderadas o swells; estas olas son de menor altura y de mayor período que las olas de tormenta, son regulares y tienden a llegar a la playa en una sola dirección. Debido a que las olas llegan a intervalos relativamente grandes el nivel freático de la playa disminuye y parte del agua que llega desde el mar percola; además, los canales que se forman durante las tormentas desaparecen y parte de la arena de las barras que se forman mar adentro vuelve nuevamente a la playa, la cual queda lista para la siguiente tormenta.

En la Figura No. 1 se observan los perfiles típicos de una playa durante una tormenta y durante un swell. Entre mayor es el período entre tormentas mayor resulta la pendiente de la playa.

 

En su forma caprichosa de actuar la naturaleza puede dejar un área libre de tormentas severas durante largos períodos, lo cual acarrea un depósito importante de arena en la playa y en la duna frontal y produce una falsa sensación de seguridad a quienes ocupan las tierras interiores que están protegidas por la duna.

Los autores han observado año por año variaciones de varios cientos de pies en el movimiento del agua hacia y desde el mar en algunas playas de New South Wales (Foster and Stone, 1965). Estas mediciones coinciden con valores similares obtenidos en el sur de California (Bascom, 1952).

El mayor período de registro de cambios en playas de NSW que los autores conocen corresponde a la playa de Stockton, cerca de Newcastle. Las cartas hidrográficas indican que entre 1896 y 1925 el frente de la playa avanzó hacia el mar aproximadamente 300 pies. Hacia 1950 la playa había sido erosionada hacia la situación de 1896, pero en 1957 avanzó nuevamente a la posición de 1925. Si en la zona móvil de esta playa se construyen estructuras tales como muros, casas, edificios o clubes de surf deben esperarse en el futuro daños apreciables.

Suministro de arena y estabilidad de la playa

La arena puede llegar a las playas desde diversas fuentes que incluyen ríos, arroyos, erosión de áreas vecinas, deslizamientos y meteorización de rocas, movimientos de olas que traen arena de depósitos antiguos, erosión eólica y erosión de arrecifes de coral.

En algunas zonas de la línea costera todas estas fuentes pueden ser importantes, mientras que en otras solamente una o dos pueden ser dominantes. Sin importar cual es la fuente los sedimentos se redistribuyen a lo largo de la línea costera por efecto de las corrientes litorales que se inducen por las olas que rompen.

Las corrientes litorales son generadas por olas que llegan a la línea costera formando un ángulo. El transporte litoral ocurre generalmente en una sola dirección, la cual se determina por observación de la configuración de la costa en vecindades de estructuras existentes, salientes y entradas de corrientes de marea. En la Figura No. 2 se muestran las configuraciones que deben observarse para definir la dirección del transporte litoral.
 

Cuando no existe una evidencia cierta sobre la dirección predominante del transporte litoral es necesario utilizar registros de oleaje y análisis de refracción para determinar la dirección de las olas que llegan a la costa y la dirección del transporte. (CERC, 1966). Stone y Foster han hecho estimativos sobre la estadística de las olas de la costa central de New South Wales (1967).

Para el diseño funcional de estructuras costeras es importante conocer tanto la dirección como la magnitud del transporte litoral. La magnitud puede medirse de una manera precisa solamente si se encuentra una acumulación de sedimentos ocurrida en un período conocido sobre una barrera litoral, como un rompeolas. Si no existen barreras litorales se puede tener un orden de magnitud aplicando fórmulas empíricas del tipo de las que han sido desarrolladas por CERC, 1966:

Q = 6150 p

donde Q es el número de yardas cúbicas/día que se mueven a lo largo de una costa arenosa, p es la componente tangente a la costa de la potencia de la ola en caballos de potencia por pies de extensión de la playa.

Por ejemplo, una ola de 10 ft y 10 s en agua profunda, que se aproxima a la costa con un ángulo de 10° puede tener una componente de potencia de aproximadamente 6.5 hp y produce una corriente litoral que mueve aproximadamente 40.000 yardas cúbicas de arena por día.

Cambios en el transporte litoral

Cuando una costa está en equilibrio con sus alrededores los problemas de erosión de la playa ocurren cuando se presenta algún evento que interrumpe o disminuye el transporte litoral que alimenta el área. Este cambio puede ser natural como un aumento lento del nivel del mar ( Per Bruun, 1962; Foster and Stone, 1965 ), o puede ser inducido por el hombre. Este último puede producir efectos erosivos más rápidos que los debidos a los cambios naturales.

Hay cuatro tipos básicos de obras de ingeniería que afectan el transporte de arena y la estabilidad de las playas. El primero altera la produccion de sedimentos de la fuente, por ejemplo la construcción de presas en ríos y la protección de acantilados contra la erosión. Bassom, 1964, estima que cerca a Los Angeles se produjo una erosión del orden de 200.000 yardas cúbicas por año debido a la construcción de presas de embalse en ríos que suministran arena a la zona.

El segundo tipo está constituído por espolones o por rompeoleas que se extienden desde la costa e interceptan el transporte litoral reduciendo el suministro de arena aguas abajo de la obra. En Port Heuneme, California, dos rompeolas que se construyeron en 1940 bloquearon efectivamente el paso de los sedimentos. La erosión aguas abajo de los rompeolas se produjo a la tasa de 1.200.000 yardas cúbicas por año hasta cuando se tomaron medidas de suministro artificial de arena (Herron and Harris, 1966).

El tercer tipo de barrera litoral comprende los rompeolas que se construyen mar adentro e interceptan las olas antes de que lleguen a la costa. Por esta razón se reduce la tasa de transporte y el material litoral se acumula en el área protegida que queda detrás del rompeola. Un ejemplo notable de este caso de barrera litoral es el rompeolas de Santa Mónica en California ( Handin and Ludwich, 1950).

El cuarto tipo está compuesto por los canales que se dragan a través de la berma litoral. Estos canales crean profundidades mayores que las normales y producen una acumulación del material litoral aguas arriba del flujo litoral, y una reducción del suministro aguas abajo. El dragado se complementa generalmente con rompeolas.

En todos los casos la reducción del transporte litoral produce una recesión de la playa, la cual se facilita además porque las olas continúan trasladando sedimentos de la playa hacia y desde el mar.

A menos que se tomen medidas para prevenir estos fenómenos la erosión de la playa continúa hasta cuando se logra la estabilidad para la nueva condición.

Solución a los problemas debidos al movimiento de la playa

La mejor protección contra la erosión y los daños estructurales producidos por los cambios de las playas desde y hacia el mar consiste en la preservación de una franja amplia de playa que esté protegida por una duna frontal que reciba las olas de tormenta. En este caso hay suficiente arena disponible para alimentar la barra que se forma aguas adentro durante las tormentas.

En Dinamarca, Inglaterra y partes de América esta protección se alcanza estableciendo "líneas de preservación" (Per Bruun, 1964) que comienzan en el mar y corren más o menos paralelas a la línea de costa. Dentro de la reserva así definida el desarrollo está controlado por normas locales. En ciertas áreas se prohibe todo tipo de desarrollo, mientras que en otras se permiten ciertos pequeños desarrollos que no producen daños.

Si se hubieran creado lineas de preservación en Australia muchas áreas de dunas se hubieran conservado y algunos de los problemas que existen hoy se hubieran evitado. Todavía no es tarde para que en grandes extensiones de la costa australiana se sigan los ejemplos de otros países en los cuales se han promulgado leyes que prohiben la destrucción y nivelación de las áreas de dunas. Es paradójico que mientras en grandes tramos de costas japonesas y americanas se han gastado importantes sumas para intentar reconstruir dunas frontales, en Australia se tolera la remoción de las dunas hasta un nivel en que pierden su efectividad.

Las dunas de arena crean problemas porque los vientos se llevan parte de la arena hacia la playa, pero estos problemas pueden superarse mediante adecuados procesos de control y estabilización.

Existen dos casos generales, el primero es la playa con una duna frontal natural relativamente libre de ocupación humana, el segundo es un frente de playa como lo conocemos, en áreas metropolitanas.

Dunas naturales

En las áreas naturales las dunas son de formas variadas y frecuentemente son estabilizadas por el crecimiento de vegetación arbustiva. La vegetación anula el poder erosivo del viento y los detritos que se acumulan en la base de los arbustos conservan la humedad de la superficie y mejoran la fertilidad de los suelos. De esta manera la duna ofrece una protección natural contra la erosión de la playa que es ocasionada por las olas de tormenta, y al mismo tiempo minimiza los problemas de la erosión eólica.

Los asentamientos humanos en estas áreas ocasionan el rompimiento de la protección natural porque las trochas y los caminos intersectan la vegetación; igualmente el tráfico de peatones y vehículos y el pastoreo de animales contribuye a este rompimiento. Entonces, se produce el colapso de las dunas frontales y es corriente la invasión de arena en la parte posterior de la duna.

Donde existen dunas naturales en áreas que no están ocupadas por asentamientos humanos la protección de la duna es un problema de mantenimiento.

Protección de playas en áreas metropolitanas

En áreas con asentamientos humanos o en playas metropolitanas la estabilización de las dunas en forma natural es casi imposible. Deben buscarse cuidadosamente medidas convenientes para controlar el tráfico y la pérdida de arena, utilizando muros de contención y franjas de pavimento.

La localización, el diseño de las obras y la calidad de los materiales de construcción representan un balance delicado en el cual están involucrados la aerodinámica del viento que mueve la arena, la estética del paisaje y el planeamiento del tráfico y de las zonas de parqueo. Son raros los ejemplos que existen de un diseño adecuado.

Es recomendable que antes de ejecutar el diseño se haga un recuento de la historia de la playa con base en registros pasados para definir la posición de la duna frontal y la extensión de la recesión que ha tenido la playa. Los registros también deben definir el volumen de arena que se almacena corrientemente en la formación de la duna frontal para que en el planeamiento de las obras de protección se preserve un volumen similar. En muchas ocasiones se realiza un terraceo con este volumen de arena dentro de una franja de aproximadamente 30 m de ancho a partir de la duna frontal. 

La totalidad del área puede utilizarse de una manera controlada para recreación del público pero no para la construcción de viviendas. En este caso la erosión severa, si ocurre en el futuro, produce solamente la pérdida de arena y vegetación; esta pérdida puede disminuirse mediante un adecuado tratamiento de la vegetación y un mantenimiento apropiado como es común en los parques públicos. Puede ser necesario tener disponibles en el área algunos materiales como losas prefabricadas y piedra para utilizarlos en reparaciones luego de que se presenten tormentas severas en la playa.

Cuando en la playa ya existen obras construidas, como ocurre a lo largo de las playas de Sydney, y de la Costa de Oro en Queensland por ejemplo, la provisión de líneas de preservación es complicada porque deben conjugarse las consideraciones técnicas con los factores económicos y de desarrollo existentes. En estas circunstancias la prevención de daños a los desarrollos que ocupan la playa puede ocasionar interferencia con el movimiento natural de la arena, aun cuando se construyan barreras no reflectivas o muros bien diseñados o se alimente de manera artificial la playa con arena, como se explica más adelante. 

El propósito principal de un muro es estabilizar la playa que queda detrás y prever una posterior recesión del terreno. En general se utilizan muros de un rango amplio de materiales y formas (CERC, 1966) de tal manera que tengan buena capacidad de absorber la energía de las olas. 

Un muro de bajo costo y baja reflexión está en construcción en la Playa de Bilgola, NSW. La reflexión desde el muro incrementa las velocidades de las partículas de agua frente al muro lo cual resulta en un aumento de la arena que es tomada en suspensión desde el fondo, y luego es removida en cantidades relativamente altas por las corrientes litorales. Este fenómeno incrementa la pérdida de arena del área, induce erosión de la playa y posiblemente contribuye a la socavación bajo el muro.

Con solamente un 20 o 30 por ciento de reflexión el transporte litoral se incrementa en un 100 % aproximadamente (Bruun and Manohar, 1963). Para evitar excesiva reflexión de un muro se recomienda una pendiente no mayor de 1:3 en la cara anterior del muro.

Las autoridades locales que están a cargo del control de construcciones en las playas deben evitar la reconstrucción en el mismo sitio de propiedades que hayan sufrido daños por causa de tormentas. De esta manera el alineamiento de las construcciones nuevas debe moverse hacia atrás tanto como sea posible para prevenir la recurrencia de los daños.

Soluciones al problema del transporte litoral

No existe una solución general que pueda aplicarse a todos los casos. Lo primero que debe hacerse es tratar de entender qué es lo que está sucediendo, lo cual implica un conocimiento del clima del oleaje en la zona y de la fuente, dirección, cantidad y límites del transporte litoral.

Cualquier estructura costera que se extienda dentro del mar se verá afectada por el proceso litoral; por eso es importante que el ingeniero destine un tiempo a establecer cuales han sido los cambios históricos de la playa y sus causas. Cuando no existen datos disponibles el ingeniero necesariamente toma riesgos que llevan a menudo a diseños inadecuados.

Las principales soluciones que se utilizan para proteger la playa de problemas de erosión en la línea de costa ocasionados por cambios significativos en el transporte litoral consisten en espolones, by-pass de arena y alimentación artificial de la playa.

Los espolones se construyen perpendiculares o inclinados con respecto a la línea de costa; pueden ser permeables o impermeables. Son efectivos únicamente cuando existe un transporte litoral predominante porque su objetivo es atrapar el transporte litoral en su lado de aguas arriba; de esta manera se amplía el ancho de la playa en vecindades de su construcción.

Tienen la desventaja de que colocan una barrera total o parcial al transporte litoral y por tanto se produce erosión aguas abajo; en consecuencia, su efecto es limitado y muchas veces transfieren el problema a otra sección de la costa. Los efectos dañinos de los espolones pueden reducirse combinando espolones con alimentación artificial de arena.

CERC, 1966, presenta un análisis comprensivo sobre el uso de los espolones y define los siguientes factores que deben considerarse en su diseño:
Extensión de playa que será afectada por erosión si se usan espolones. 
Justificación económica de los espolones en comparación con obras de estabilización con alimentación artificial de arena. 
Adecuación de alimentación natural de arena para asegurar que los espolones van a funcionar como se diseñan. 
Anclaje de los espolones a la línea de costa para prever fallas por causa de la erosión que se presenta aguas abajo. 
Peligro de corrientes rizadas que incrementan los riesgos para los bañistas. 
Pérdida en la estética del paisaje por la colocación de los espolones. 
Problemas de mantenimiento y reparaciones. 

Siempre que se construye una barrera litoral es necesario considerar cuidadosamente el hecho de reestablecer el proceso litoral por medio de by-pass. 

Cuando el efecto de la barrera es pequeño y el transporte litoral es bajo puede ser suficiente permitir que la naturaleza se encargue de restaurar la línea estable de la costa. En caso contrario el by-pass puede considerarse como alternativa de otros procedimientos de defensa tales como muros, espolones o alimentación artificial de arena. Las plantas para by-pass pueden ser fijas o móviles y operan de manera contínua o intermitente.

Un método que está siendo considerado últimamente consiste en la utilización de la arena que se acumula detrás de los rompeolas. Por efecto de la disminución de la acción de las olas detrás de la pared se acumula arena durante un período; esta arena es removida posteriormente por medio de obras de dragado que trabajan durante los períodos de calma llevando la arena hacia la otra cara del espolón para recuperar el suministro litoral. El método se ha utilizado con éxito en Port Hueneme, mencionado atrás (Herron and Harris, 1966).

La alimentación artificial de arena da en el corazón del problema y la opinión actual tiende a favorecer esta forma de protección de playas. El método remedia la causa básica de muchos problemas de erosión, como es la deficiencia en el suministro de arena, y beneficia la playa en una zona amplia que está más allá del área problema.

Se han utilizado varios métodos de alimentación artificial dependiendo de las condiciones del problema en consideración. 
En Long Beach, New Jersey (Harris, 1954) y Santa Barbara se descargó arena mar adentro hasta profundidades del orden de 6 metros con la esperanza de que fuera transportada hasta la playa por procesos naturales. Los resultados, sin embargo, no fueron buenos porque solo una pequeña parte de la arena tomó camino hacia la playa, probablemente porque la granulometría de la arena utilizada en el ensayo no fue la adecuada. 
Como su nombre lo indica el método de colocación directa consiste en colocar arena directamente en la playa para incrementar el suministro natural al área. No es necesario colocar la arena en capas; puede ser amontonada en áreas aisladas dejando que las olas naturales moldeen la arena a lo largo de la superficie de la playa. Tampoco es esencial remover la materia orgánica del material porque la acción natural de las olas remueve las partículas finas y deja las fracciones más gruesas en la playa. 

El éxito de la alimentación artificial depende de la utilización de material apropiado. Si es demasiado fino entonces será removido de la playa por la acción natural de las olas y si es demasiado grueso puede formar una playa con demasiada pendiente, incrementando el peligro para la natación.

El material ideal debe tener una granulometría ligeramente más gruesa que la de la playa que se va a proteger; con esto se asegura que se conserva la pendiente de la playa y que el material permanece en la playa.

Planeamiento del uso futuro de la playa

Los errores del pasado pueden evitarse actualmente mediante el planeamiento del uso futuro. Técnicamente los códigos de protección de costas (Per Bruun, 1964) deben asegurar que:
Las dunas o las bermas de la playa no deben ser niveladas hasta una elevación que les haga perder su efectividad en su función de proteger contra las olas de tormenta. 
No se construyan muros verticales porque causan erosión de la playa frente a ellos. 
No se construyan espolones, rompeolas o atracaderos si causan erosión aguas abajo que no pueda ser corregida fácilmente. 
La alimentación artificial se haga con material apropiado que pueda permanecer en la playa por mucho tiempo. 
Los desarrollos turísticos o industriales se construyan lejos de la playa, hacia el continente, para prevenir la erosión ocasionada por los cambios cíclicos de la playa que ocurren de década en década. 

La necesidad de coordinación en el diseño, planeamiento y control de obras costeras ha obligado a varios países a establecer autoridades de ingeniería de costas a nivel de Estados o Departamentos. En los Estados Unidos esas autoridades se tipifican en el Coastal Engineering Research Center, cuyos objetivos están fijados por una ley (Elliot, 1950) y son los siguientes:
Proveer asistencia técnica en la conducción de estudios de control de erosión en playas. 
Revisar los Informes de estos estudios. 
Inspeccionar y examinar las localidades bajo estudio. 
Conducir investigación general. 
Publicar de vez en cuando datos útiles e información sobre erosión y control de erosión en playas. 

Durante la revisión de los informes sobre control de erosión en playas la autoridad respectiva debe dar su opinión sobre los siguientes aspectos:
Necesidad de establecer el proyecto de control. 
Interés público, si lo hay, en el mejoramiento de la playa. 
Qué parte del costo del proyecto corresponde al gobierno departamental. 

En Australia el tratamiento que se da a los problemas de erosión de playas no es satisfactorio. En NSW por ejemplo, las numerosas autoridades que atienden los estuarios costeros y los aspectos de conservación actúan más o menos independientemente dentro de los poderes que les confiere la legislación. La Autoridad de Planeamiento del Estado resuelve generalmente acerca del uso de la tierra. Una vez que un área de terreno es liberada o su uso es reglamentado la responsabilidad para su control y mantenimiento pasa a las autoridades locales y a los propietarios privados.

Los proyectos de desarrollo deben ser aprobados por el gobierno local y por las autoridades estatales; se entiende que tales aprobaciones están reguladas por el interés público.

Debido a la naturaleza complicada de los procesos costeros es esencial la realización de un programa adecuado de investigación y recolección de datos para asegurar que cuando se tengan las aprobaciones necesarias para desarrollar un proyecto haya suficiente información para prever los efectos futuros de las obras.

Las aprobaciones que se dan ignorando el conocimiento básico de los procesos costeros solamente pueden llevar a generar dificultades y problemas.

Referencias

Bascom, W.N. (1951). The relationship between sand size and beachface slope. Trans Amer Geophys Union. Vol 32. No. 6. Dec 1951.

Bascom, W.N. (1964). Waves and beaches. NY, Doubleday, 1964 (Science Study Series 534)

CERC (1966) Shore protection planning and design. U.S. Army Corps of Engineers. Coastal Engineering Center. Tech Report No. 4. Third Ed. June 1966.

Elliott, D.O. (1950) The beach erosion board. Proc First Conf on Coastal Engineering. Long Beach, California. Oct 1950.

Foster, D.N. and Stone, D.M. (1965) Historical evidence of erosion at Cronulla. Jnl Inst of Eng. Aust. September 1965.

Handin, I.W. and Ludwich, I.C. (1950) Accretion of sand behind a detached breakwater. U.S. Army Corps of Engineers. beach erosion board. Tech Memo No. 16. May 1950.

Harris, R.L. (1954), Restudy of test-Shore nourishment by offshore deposition of sand, Lond Brough, New Jersey. U.S. Army Corps of engineers. Beach erosion board. Tech Memo No. 62.

Herron, W.I. and Harris, R.L. (1966). Litoral bypassing and beach restoration in the vicinity of Port Hueneme, California. Proc of Tenth Conf on Coastal Engineering, Tokyo, Sept 1966.

Per Bruun (1962). Sea level rise as cause of shore protection. Proc ASCE, Jnl Waterways and Harbours Div. Vol 88, No. WW1, Feb 1962.

Per Bruun and Manohar, M. (1963). Coastal protection for Florida - Development and design. Florida Eng and Ind Expt Station. University of Florida.Bulletin Series No. 113. Aug 1963.

Per Bruun (1964). Coastal protection procedures with special reference to conditions in Florida. Florida Eng and Ind Expt Station. University of Florida.Bulletin Series No. 118. Dec 1964.

Stone, D.M. and Foster, D.N. Data provided for NSW Coastal Engineering Works. Aust Civil Engineering and Construction. April 1967.

Silvester, R. Engineering aspects of Coastal Sediment Movement. Proc. ASCE. Jorn Waterways and Harbours Div. Vol 85. WW3. Sept 1959.



La regeneración de la playa del Puertito deGüímar.


(Texto de Rafael González, con información tomada de varios medios de prensa locales) 
La playa artificial de El Puertito de Güímar, conocida con el nombre de El Cabezo, fue construida en 1985 siendo alcalde D. Pedro Guerra. Su cercanía al área metropolitana y el crecimiento urbano del núcleo residencial de El Puertito la ha convertido en un punto muy concurrido en el sector SE de Tenerife.

Sin embargo, esta playa se ha visto deteriorada con el paso del tiempo, sufriendo varias remodelaciones que hasta ahora han fracasado. La entrada de oleaje fuerte por las bocanas existentes entre los espigones artificiales de rocas implantados de forma paralela al frente de playa y el corto espacio existente entre el estrán de playa y el paseo marítimo posterior han llevado a diseñar varios proyectos de regeneración que han mostrado su ineficacia ante la llegada del oleaje de temporales en invierno.

El elevado coste de las obras de regeneración ha generado críticas por diversos sectores políticos y ecologistas. Su ubicación en la desembocadura de uno de los barrancos que generan mayor acarreo de material (según datos del IGM) le aporta un nivel especial de riesgo, así como la presencia de vertidos procedentes del interior del valle.

En 2007 el Ayuntamiento de Güimar informaba de la conclusión de la última fase de trabajos de regeneración, con proceso de triturado de arena para disminuir su diámetro, en la zona cercana al Club Náutico, al tiempo que se dotaba a la zona de mobiliario y edificación de servicios. El proyecto fue cofinanciado por el Ministerio de Medio Ambiente y el Gobierno de Canarias, con un importe superior a los 2 millones de euros, e incluía un desplazamiento del paseo marítimo hacia el interior para permitir la regeneración de la playa en condiciones, evitando la pérdida de arena y la llegada del oleaje hasta el paseo.

En esta obra aparecen conceptos muy criticados por algunos sectores de opinión, como son el del “machaqueo de materiales sedimentarios” (proyecto experimental de machaqueo de callados promovido por la Demarcación de Costas de Tenerife en su día).
Igualmente, la orientación de las escolleras y su forma y altura fueron criticadas también en algunos artículos de opinión en la prensa local.