Geomorfología Costera
Costas erosionales y depositacionales
¿Quien estudia las costas?
• Geógrafos y Morfólogos
– Evolución de las formas costeras
• Geólogos
– Naturaleza y origen de los sedimentos
• Ingenieros Costeros
– Protección costera
– Diseño de estructuras costeras
– Estudios básicos
• Oceanólogos
– Mareas, olas, naturaleza fundamental de las playas y
costas
Usos Múltiples
• Recreacional
–
–
–
–
–
–
–
–
Nado
Surfing
Baños de sol
Paseos naturistas
Caminata
Ejercicio
Pesca
Esparcimiento
• Vivienda
– Casas
– Hoteles
• Militar
– Invasiones [día-D]
• Minería
– Minerales
– Materiales de construction
•
•
•
•
•
Generación de energía
Navegación
Acuicultura
Desecho de residuos
Varazones y refugio
Tipos de costas - Tectónica
• Activas
– Pacífico
– Erosional
• Pasivas
– Atlántico
– Depositacional
Características de Costas Erosionales
bufadora
Terraza
marina
elevada
promontorio
Pilote o stack
cantiles
cueva
caletas
promontorio
arco
sedimentos
Costa Pacífico de E.U.
Características de Costas Depositacionales
lagunas
Corriente
litoral
Tómbolo
Delta
Isla
Evolución de una Isla de Barrera
Nivel
medio del
mar
Playa oceánica
Duna
Planicie de barrera
marisma
Laguna
oceano
Capa de turba
Perfil original
oceano
oceano
oceano
oceano
turba
Erosión Costera por Región en E.U.
Porciento estable
Porciento erosión no-crítica
Porciento erosión crítica
Erosion en los EU
• Por lo menos 20% de las costas están en peligro de
alteración
• La construcción de presas se ha incrementado en
los últimos 50 años
• Se ha elevado el nivel del mar
• En el invierno tormentoso de 1983, la zona costera
en California sufrió daños a 3,666 casas y 1,020
negocios
• Las pérdidas excedieron $100 millones de dólares
Geomorfología Costera
Definición y terminología
Definición de Playa
Playa: (a) es una acumulación de sedimento
no consolidado (arena, cantos, etc.) que se
extiende desde el nivel medio de marea
hasta algún cambio fisiográfico como un
cantil o campo de dunas.
Litoral: este término denota tambien la
porción bajo el agua importante en los
procesos de formación-destrucción de la
playa. Su límite inferior es donde el oleaje
ya no mueve al sedimento.
Definición de Zona Costera
Costa: (a) Una franja de tierra de ancho indefinido
(puede ser de varios kilómetros) que se extiende
desde la linea de bajamar hasta el primer cambio
importante hacia tierra en la morfología. (b) La
parte de un pais considerada como cercana a la
costa, comunmente incluye toda la planicie
costera; un distrito litoral que contenga alguna
característica específica, tal como la Costa de Oro.
Adj: costero.
Area Costera: Las areas de tierra y mar que bordean
la linea de costa y hasta la rompiente (CERC,
1966, p. A6).
Terminología de Playas
Fuera de
la costa
Cercana a
la costa
playa
anteplaya
Linea de
rompiente en
bajamar
costa
postplaya
rompientes
Linea de playa
en bajamar
Linea de playa
en marea alta
Barras y
cordones
Cantíl
Cara de la
playa
Principios básicos
Olas y Transporte de Arena
Viento y Olas
• Las olas se generan por
viento que sopla sobre la
superficie del mar
• La altura es función de
– velocidad, pista y duración
• El agua se mueve en un
patrón circular que se acaba
con la profundidad
– Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles
– No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]
Viento y Olas
• Las olas se generan por
viento que sopla sobre la
superficie del mar
• La altura es función de
– velocidad, pista y duración
• El agua se mueve en un
patrón circular que se acaba
con la profundidad
– Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles
– No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]
Desarrollo de olas por viento
Tabla 11. Pista y duración
mínima necesaria para olas
completamente desarrolladas
2 Características de olas completamente desarrolladas
Tabla 2.
Desarrollo de olas por viento
Tabla 11. Pista y duración
mínima necesaria para olas
completamente desarrolladas
2 Características de olas completamente desarrolladas
Tabla 2.
Viento y Olas
• Las olas se generan por
viento que sopla sobre la
superficie del mar
• La altura es función de
– velocidad, pista y duración
• El agua se mueve en un
patrón circular que se acaba
con la profundidad
– Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles
– No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]
Transporte de arena por oleaje somero
Ola en aguas someras
Hacia la costa
Refracción de
oleaje
Refracción de oleaje
• Refracción de oleaje
alrededor de Punta
Maili, Oahu, Hawaii.
• Note como se doblan
las crestas de las olas
casi 90° a medida
que se mueven
alrededor de la punta.
Refracción de oleaje
• Refracción de oleaje
alrededor de Punta
Maili, Oahu, Hawaii.
• Note como se doblan
las crestas de las olas
casi 90° a medida
que se mueven
alrededor de la punta.
Transporte Litoral
Formación de Corrientes de Retorno
Corrientes de
retorno
Transporte litoral
• La corriente de agua + la arena
se mueven paralelas ala costa
como resultado de la incidencia
oblicua del oleaje sobre la costa
Limite
del
oleaje
Zona de
rompiente
• El transporte litoral
erosiona y deposita
arena
• 115,000-270,000 m3/año
• 15,000-35,000 camiones
grandes de volteo / año
Dirección
de la
corriente
Trayectoria
de la arena
Aproximación
del oleaje
Tasa de transporte de sedimento dinas/sec
Tasa de transporte de arena vs. potencia
de oleaje
Komar e Inman, 1970
ECn = flujo de energía por oleaje en la playa
Ab = Angulo del oleaje con la rompiente
E = 1/8 ρsHbg
Hb = altura de la ola en la rompiente
Pf = densidad del fluido
Cn = √gd
D = profundidad = 1.28 H
a’ = porosidad del sedimento ~ 0.6
Tasa de energía gastada en la playa,
erg/sec cm
Pl  ( EC n ) b sen  b cos  b
Tasa de transporte de arena vs. potencia de oleaje
I l  0 . 77 Pl
Razón de peso inmerso
Pl  ( EC n ) b sen  b cos  b
Potencia del oleaje (energía gastada en la
playa)
I l  (  s   ) ga ' S l
Relación entre la razón de peso inmerso y la
razón volumétrica
Tasa de transporte de arena vs. potencia de oleaje
sustituyendo
(  s   ) ga ' S l  0 . 77 ( EC n ) b sen  b cos  b
Y resolviendo para la razón volumétrica
Sl 
0 . 77 ( EC n ) b sen  b cos  b
(  s   ) ga '
Tasa de transporte de arena vs. potencia
de oleaje
ECn = flujo de energía por oleaje en la playa
Ab = Angulo del oleaje con la rompiente
E = 1/8 ρsHbg
Hb = altura de la ola en la rompiente
Pf = densidad del fluido
Cn = √gd
D = profundidad = 1.28 H
a’ = porosidad del sedimento ~ 0.6
Transporte Normal a la Costa
• Crecimiento y Erosión de la playa en Carmel, California
• Tasa de crecimiento hasta de 15 cm por hora
Transporte Normal a la Costa
Erosión oct-marzo
Depósito abril-sept
• Crecimiento y Erosión de la playa en Carmel, California
• Tasa de crecimiento hasta de 15 cm por hora
La playa es el amortiguador entre el
oleaje y la tierra
playa
Zona de surf invierno
Marea
verano
invierno
• El ancho representa el balance dinámico entre
la erosión y depositación de arena por el oleaje
Interferencia en el Transporte de
Sedimento
Interferencia
Efectos de espigones y rompeolas
Efectos de espigones y rompeolas
Efectos de espigones y rompeolas
Estabilización de Playas
• Diferentes métodos
• No siempre funcionan
• ¡La mayoría resuelve un problema y crea
muchos otros!
• Ejemplos
–
–
–
–
Paredes de protección
Tetrápodos
Espigones
Alimentación artificial
Paredes de protección
Colapso de paredes
Se utilizaron
sacos de arena
para prevenir
daño a la
estructura
Colapso de paredes
• 199th Street,
Redington Shores,
Pinellas Co.,
Florida, U.S.A.
• Daño resultado de
erosion costera de
paredes y edificios s
• Octubre 12, 1985.
Linea de costa del Sur de Tokyo, Japón
•En japón la
estabilización de playas
se lleva a cabo por
medio de tetrápodos en
este desarrollo de
aguas termales.
•Esta sociedad
orientada a lo ingenieril
opta de ser posible por
nunca perder terreno al
mar.
•Donde se desea, se
crean playas artificiales.
Puerto Brazos, Texas, Para
poder participar en programas
federales de aseguranza contra
inundaciones, las casas nuevas
en la costa deben estar
construidas sobren zancos.
Esta practica es un
redescubrimiento de algo que
se usaba hace miles de años
Area Costera Moderna de
Puerto Moresby, Papua-Nueva
Guinea Coastal village
construida sobre zancos para
proteger las casas de marejadas
y mareas extraordinarias
Miami Beach, Florida. 1970’s
Miami Beach, Florida. 1982
Problema: proveer abrigo en una
costa expuesta
• Solución: rompeolas para bloquear al oleaje
• Resultado: se retiene arena costa-arriba, el
transporte litoral envuelve al rompeolas y
bloquea la entrada
Ejemplo Santa Barbara California
Muelle para embarcaciones pequeñas en
Santa Barbara
• Se requiere bombear 275,000 m3/año de arena
para mantener abierto el canal
Otra solución – Santa Monica
• Un rompeolas paralelo a
la costa crea una
sombra de oleaje que
permite la acumulación
de arena
Escolleras para estabilizar una
desembocadura de rio Santa Cruz
• La arena bloquea la
desembocadura – hay
que navegar con la
marea
• Impacto de la interrupción
natural de transporte de
arena costa abajo
¡Sorpresa! (?) erosión costa abajo
• Pérdida de playa en Rio
del Mar 10 km al sur
• Retroceso de cantiles
en Capitola 6 km al
sur
Anomalías
• El Niño (ENSO)
– La precipitación pluvial se incrementa en
algunas regiones
– Cambian las trayectorias de las tormentas
• Elevación del nivel del mar
– Incremento de la erosión
– Los ecosistemas son afectados por los cambios
en la temperatura
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