Ingeniero

ESTUDIO COMPARATIVO DE CRITERIOS DE ROTURA DEL OLEAJE REGULAR
J.P. Sierra y A. Lo Presti RESUMEN: La altura de ola en rotura (Hb) es un parámetro fundamental para el cálculo del transporte de sedimentos y la determinatión de la evolutión de la línea de costa. Asimismo, en zonas de profundidad reducida esta altura de ola será el parámetro básico para el discío de estructuras de protectión decostas. Existe un gran número de criterios de rotura que permiten estimar (en el caso de oleaje regular) Hb en función de las características del oleaje y de la playa. Sin embargo, según la expresión que se adopte, los valores de Hb obtenidos presentan grandes discrepancias. En este artículo se realiza un estudio comparative para determinar que criterios de rotura son los más adecuados. Dado que en laNaturaleza el oleaje es, en mayor o menor medida, irregular, se ha efectuado una recopilación de datos de laboratorio existentes en la bibliografia. Con ellos se ha analizado la idoneidad de los distintos criterios en relatión con diversos parámetros (peralte del oleaje, pcndiente de la playa, etc.) y se ha tratado de obtener nuevos criterios que se ajusten mejor a la totalidad de la base dedatos. INTRODUCCIÓN La rotura es un fenómeno que se caracteriza por una alta proporción de turbulencia libre y una entrada de aire asociada, produciéndose además una alta velocidad de disipación de energía. Las ondas así generadas no son oscilatorias sino que más bien son traslacionales. Existen distintas dcfiniciones del fenómeno fisico de la rotura. Según Le Méhauté (1976), la rotura ocurre cuandose presenta una de las siguientes condiciones: 1. La velocidad de las particulas de la cresta sobrepasa la celeridad de la onda. 2. La presión de la superficie libre, dada por la ecuación de Bernoulli, es incompatible con la presión atmosférica. 3. La aceleración de las partículas en la cresta tiende a separarlas de la superficie de la masa de agua. 4. La superfitie libre se pone vertical. SegúnMei (1983), en una playa plana, los parámetros que gobiernan la rotura del oleaje son el peralte de la ola y la pendiente de la playa m. Para valores suficientemente grandes de m o amplitudes suficientemente bajas, una ola incidente no rompe y se refleja completamente. Cuando m y/o (k.a) decrecen (siendo k el número de onda y a la amplitud), se alcanza un umbral donde empieza la rotura. Iribarren yNogales (1949) hallaron empíricamente que el parámetro adimensional Ir juega un papel importante en la rotura del oleaje.

Ir =

m m 2π = k0 a H / L0

(1)

donde H es la altura de ola y L0 es la longitud de onda en grandes profundidades. Si Ir < 2.3, las olas rompen y el coeficiente de reflexión es menor que 1. A medida que Ir decrece más allá del valor crítico, la reflexión en la playadecrece. Moraes (1970) realizó exhaustivos experimentos sobre reflexión para distintos oleajes incidentes y pendientes de la playa. A partir de estos datos, Battjes (1974) halló que el coeficiente de reflexión puede ser expresado en función de Ir únicamente. A este adimensional Battjes lo denominó parámetro de similaridad de surf, ξ= Ir, demostrando que gobierna los procesos de rotura del oleaje.CRITERIOS DE ROTURA Si bien cada vez más se tiene en cuenta la aleatoriedad del oleaje y en consecuencia, para estudiar la rotura se emplean expresiones desarrolladas para oleaje irregular (ver por ejemplo Battjes y Janssen, 1978), la determinación de las características en rotura para oleaje monocromático o para olas individuales, todavía tiene un gran interés. En efecto, muchas estructurasmarítimas están situadas en zonas de profundidad reducida. En función de esta profundidad y utilizando alguno de dichos criterios, es posible estimar la altura de ola maxima que incidirásobre la estructura (que será la de la mayor ola que rompa sobre la misma). Además, existen otras numero-

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Laboratori d’Enginyeria Marítima, E. T.S. Enginyers de Cumins, Canals i Ports de Barcelona, Universitat...