Hidrocarburos

PROYECTOS Y CONSTRUCCIÓN DE PLAYAS ARTIFICIALES Y REGENERACIÓN DE PLAYAS III. Proyecto y Cálculo

MODELOS HIDRODINÁMICOS Y DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
Iñigo J. Losada, Raúl Medina, Miguel A. Losada y César Vidal
Grupo de Ingeniería Oceanógrafica y de Costas. Universidad de Cantabria Dpto. de Ciencias y Técnicas del Agua y del Medio Ambiente E.T.S. Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.Avda. de los Castros, s/n. 39005 Santander Tfno.: 942 / 20.18.10 ; Fax: 942 / 20.18.60

INTRODUCCIÓN GENERAL Uno de los fines más importantes de la Ingeniería de Costas es la predicción de la evolución de la línea de costa con o sin la presencia de estructuras costeras. Sin embargo, la construcción de un modelo de predicción semejante precisa del conocimiento de la interacción entre el oleaje y labatimetría, así como de los mecanismos que inducen el transporte de sedimentos fuera y en el interior de la zona de rompientes. El modelo ideal debería estar constituido por diversos elementos. Un primer elemento lo constituiría el módulo de propagación de oleaje, cuyo fin sería llevar un oleaje,definido por su espectro direccional, desde aguas profundas hasta la costa, incluyendo refracción,difracción, asomeramiento, rotura e interacción olacorriente. El segundo elemento, alimentado con los resultados del módulo anterior, debería ser capaz de reproducir la hidrodinámica en la zona de rompientes, determinando el sistema de corrientes inducido por el oleaje en tres dimensiones e incluyendo la corriente de resaca ("undertow"). A continuación, sería precisa la inclusión de un modelo detransporte de sedimentos que, a partir de las corrientes calculadas anteriormente, evaluara el transporte de sedimentos en suspensión y por fondo en todas las direcciones y a cualquier profundidad. Por último, un módulo en el que se planteara la ecuación de conservación del sedimento relacionaría el transporte anteriormente calculado con la evolución del lecho. A primera vista, se puede observar queuna de las principales dificultades que presenta este "modelo ideal" radica en las diferentes escalas temporales que rigen los fenómenos hidrodinámicos y los relacionados con el transporte de sedimentos y evolución de la línea de costa, puesto que éstos últimos son varios órdenes de

magnitud más lentos.Cada uno de estos módulos ha evolucionado de distinta forma y su integración plantea aún seriasdificultades. De forma general, se puede decir que el estudio de la evolución de la línea de costa se ha abordado desde tres direcciones diferentes, Los modelos llamados de sedimentación/erosión inicial que básicamente realizan el cálculo del sistema de corrientes y del transporte de sedimentos en una batimetría que se asume permanece constante, y determinan al tasa de sedimentación o erosión encada punto de la batimetría dada. Son los más utilizados en la actualidad, dado que son de fácil implementación y a muy bajo coste,pero son solo válidos para modelar procesos mucho más cortos que la escala del proceso morfológico (p.e. escala de un temporal). Los modelos morfodinámicos de medio plazo en los que la nueva batimetría vuelve a alimentar el modelo de propagación, iniciando, de nuevo,el ciclo. Estos modelos describen, fundamentalmente, las variaciones del lecho y sus escala de tiempo es muy próxima a la correspondiente a los procesos hidrodinámicos. Sus resultados no son extrapolables a escalas de tiempo superiores. Los modelos morfodinámicos de largo plazo en los que las ecuaciones constitutivas del modelo no describen los procesos físicos individuales sino que integran estosprocesos a un más alto nivel,

Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. Extraordinario (Abril 1995) p. 99

MODELOS HIDRODINÁMICOS

Y DE

TRANSPORTE

DE

SEDIMENTOS

mediante procesos matemáticos (promediado temporal), y razonamientos físicos y empíricos.Las escalas de tiempo correspondientes a estos modelos son incluso mayores que las escalas de los procesos morfodinámicos predominantes....