Proteccion De Costas

7/26/2019 Proteccion De Costas

1/192

PROTECCION

D ECOSTAS

D i s e n o

de

m a l e c o n e s

y

d i q u e s

i n c l u y e n d o

un r es u m e n de r e v e s t i m i e n t o s .

por

K r y s t i a nW. P i l a r c z y k

C urs o c o r t o

D e l f t , 1991

L a

H a b a n a ,

1993


2/192

C o n t e n i d o

P a r t e

I :

I n t r o d u c e

i o n . a l a pr o t e c c i n d e

c o s t a s .

P a r t e I I :

D i s e n o

d e m a l e c o n e s y d i q u e s i n c l u y e n d o

u n r e s t jme n d e

r e v e s t i m i e n t o s .

Apidlce I : Recoleccin de d a t o s y m t o d o s d ep r e d i c c i o n .

A p n d i c e

I I : T r e p a d a

de l a

o i a

y

s o b r e p a s o ( h a s t a

1 9 9 3 ) .


3/192

INTROWJCCION

A IA

PK3TKCCI0M

DBOOCTAS

p o r

K r y s t i a n

W.

P i l a r c z y k

R i j k s w a t e r s t a a t , R o a dandH y d ra u l i c E n g i n e e r i n g D i v i s i o n

Va n

der

Burg h w e g

1, P.O. Box

5044,

GA

D e l f t ,

The

N e t h e r l a n d s ,


4/192

INTTOWJCCIONALA PKOTECCIOMDKOTSTAS.

1 .

INTROIXJCCIOII-

E n t o d oe l mundo l a s c o mu n i d a d e s c o s t e r a s e s t a n e n f r e n t a d a s

con l o s

p r o b l e m a s d i f i c i l e s d e l

c o n t r o l

de l aerosinde l al m e ade

c o s t a .

D e b i d oa la l t o c o st o de l a t i e r r a en l az o n a c o s t e r a , l ae r o s i o n

c rn i c a a s i

como l a

erosin

p r o d u c i d a

por

l a s

t o r me n t a s

P u e d e n

ser

v i s t a s

como un

pr ob l e m a

i m p o r t a n t e en e li n t e n t o de r e d u c i rl a

erosincon

me d i d a s

ded e f e n s a

c o s t e r a .

Como

r e su l t a d o

d e lp r o c e s o

n a t u r a l

c o s t e r o

f]J\^^^f^

ye l

a g u a

p u e d e

e s t a r s o me t i d o

a

c a m b i o s d e p O s i c i o n c o n v e l t i e m p o .

E s t e

c a m b i op u e d e s e r

h a c i a

e lmar cone la v a n c edel a l i n e a de

c o s t a

( a c u m u l a c i n )y

h a c i a t i e r r a

por un

r e t r o c e s o

de l a

l m e a

de

c o s t a

e r o s i n ) . E s t o s

p r o c e s o s

o c u r r e n a t o d o lo

l a r g o

de1^ l i n e ade

c o s t ay l av e l o c i d a d al ac u a l l a s c o s t a ssee ro s i o n a no t i e n e l u g a r

una a c u m u l a c i n , d e p e n d ede l ac o m p o s i c i n d el a

z o n a

c o s t e r a y de

su ex p o s i c i na l a sf u e r z a s e r o s i v a s .Laerosinese lre s u l t a d ode

d os

c a u s a s

b a s i c a s :

l a s

f u e r z a s

de l a

n a t u r a l e z a

que

a c t u a n

a lo

l a r g ode l al i n e ade c o s t a y laa c c i n d e l h o m br e .Lase s t r u c t u r a s

c r e a d a s por e l

h o m bre p u e d e n

i n t e r f e r i r con e lp r o c e s o c o n t i n u o

c o s t e r o en

l a s

f o r m a s s i g u i e n t e s ( F i g u r a

1 ) :

In t e r ru p c i n d e l p a t r ndel

a r r a s t r e

l i t o r a l ( e s

d e c i r ,

e lm o v i -

mi e n t ode l aa r e n apor l aa c ci n d e l

o l e a j e

y

l a s c o r r i e n t e s

a lo

l a r g o de l al i n e adec o s t a ) . , , , , .

L a deformacin

d e l p a t rnde

c o r r i e n t e s

a lo

l a r g o

de l a

l m e a

de

c o s t a . ,,

J

E l

t r a s l a d o

del o sse d i m e n t o s m e d i a n t ee ld r a g a d o .

;

M o d i f i c a c i n d e l r g i m e nde

o l e a j e d e b i d o

a l a

r e f l e x i o n

y/o

d i -

fraccin p r o d u c i d a

porl a s

e s t r u c t u r a s .

T . f l 3 c a u s a s

n a t u r a l e s

de l a

erosin

i n c l w v & l

, ,

V l ^ n t o ( e l p r e d o m i n a n t e , # 1)1c u a l d e t e r m i n a l ad i r e c c i o n d e lo l e a j e

qu e

i n c i d e

g e n e r a l m e n t econ un c i e r t o a n g u l oconre p e c t oal a

l m e a

L o s ^ ' n l v t l e s d e la g u a , i n c l u y e n d o l a s m a r e a s ,l ae l e v a c i n

d e b i d o

a

l a s

t o r me n t a s ( s t o rm

s u r g e )

y

l a

e l e v a c i o n

d e l

n i v e l

d e l

mar.

V a r i a c i o n e s

del ad e s c a r g adese d i m e n t o sdel o sn o s .

E s c a r p a d o s

e x p u e s t o s

a f u e r t e s l l u v i a s .

\M o v i mi e n t o s

de l a

s u p e r f i c i e

d e l

a g u a

yd e l

t e r r e n o .

M o v i m i e n t ode l at i e r r a .

' -i^utV^tfeAJ'Be

'ois:

A-ui'/o-

". A c t i v i d a d e s dea n i m a l e s , e t c . , , , / r,,

F o r

u l t i m o ,

l a

i u e r z a e r o s i v a n a t u r a l

mas

s i g n i f i c a t i v a

a lo

l a r g o

de l al i n e adec o s t a ,es l a

a c c i n

de

l a

o i a

e m p u j a d a

por

e l

v i e n t o

e n c o m b i n a c i n con los

c a m bi o s

en e l n i v e l dela g u a [m a r e a s,

e l e v a c i ndel

a g u a d e b i d o

a l

v i e n t o

( w i n d

se t - u p ) , e l e v a c i o n

de l

n i v e l d e l

m a r ] .

A

1


5/192

s t a b i l i z a t i o n of

c o a s t s

has b e e n

c a r r i e d

out

a l r e a d y

o v e r many c e n t u - ^ * ^ 5

r i e s . H o w e v e r , the more

s o p h i s t i c a t e d

a p p r o a c h i s

f r o m r e c e n t

^


6/192

C h o i c e o f m e a s u r e

n~rdr~t~arrve a t t h e d e c i s i o n w h e t h e r o r n o t p r o t e c t i v e m e a s u r e s

s h o u l d b e t a k e n d i f f e r e n t a c t i v i t i e s a r e n e e d e d . O n t h e o n e h a n d t h e

c a u s e s

a n d t h e

e x t e n t

o f t h e

b e a c h e r o s i o n s h o u l d

be

a s s e s s e d

by m e a n s

o f

a

s t u d y o f t h e m o r p h o l o g i c p r o c e s s e s i n t h e a r e a c o n s i d e r e d . T h e

b a s i s o f

t h i s

s t u d y s h o u l d be f o r m e d by a n

a n a l y s i s

o f

a v a i l a b l e

d a t a ,

w h i l e

f o r a

p r e d i c t i o n

o f t h e

f u t u r e

d e v e l o p m e n t

e x t r a p o l a t i o n t e c h n i

q u e s a n d m a t h e m a t i c a l m o d e l s c a n be a p p l i e d . O n t h e o t h e r h a n d a n e v a

l u a t i o n s h o u l d bemade o f t h e

d i f f e r e n t

i n t e r e s t s , w h i c h m a y b e

r e l a t e d

t o

s a f e t y , r e c r e a t i o n , e n v i r o n m e n t , e c o n o m y , e t c . A w e i g h i n g o f t h e s e

i n t e r e s t s

a g a i n s t

t h e r a t e o f t h e

b e a c h e r o s i o n

ma y

r e s u l t i n t o

a d e c i

s i o n

w h e t h e r f u r t h e r a c t i o n s h o u l d be t a k e n o r n o t .

I n c a s e i t i s d e e m e d n e c e s s a r y t o p r o t e c t t h e e r o d i n g b e a c h a s e l e c t i o n

s h o u l d

b emade o f t h e m o s t

p r o m i s i n g m e a s u r e .

A s a n

e x a m p l e

a s e l e c t i o n

p r o c e d u r e i sp r e s e n t e d i nF i g u r e 5, w h i c h h a s b e e n d e r i v e d f r o m

K o b a y a s h i e t a l ( 1 9 8 5 ) . I n

t h i s

c a s e a n u m b e r o f s u i t a b l e t y p e s o f

b e a c h p r o t e c t i o n h a v e b e e n e v a l u a t e d

o n b a s i s o f

v a r i o u s a s p e c t s , w h i c h

a p p l y

f o r t h e

c o n s i d e r e d

p r o j e c t a tY o k o h a m a . y

/aci^/,c^c


7/192

L a

estabilizacind e

l a s c o s t a s

ha

s i d o

e s t u d i a d a

d u r a n t e

s i g l o s , s i n

e mba rg o e l

e s t u d i o mas s o f i s t i c a d o

e s d e l o s l t i mo s

a f l o s .

E l

t i p o ,

tamafto

y u b i c a c i n d e

l a

p r o t e c c i n

c o s t e r a t i e n e

qu e

e s t a r

ba s a d o

e n l a sn e c e si d a d e s e x i s t e n t e s , l o s be n e f i c i e s e s p e r a d o s d e l o s

m t o d o s ,SU e f e c t o sobre l a l i n e a d e c o s t a a l e d a n a , y l a e c o n o mi a .

Ha y

muchos

t i p o s

d e

p r o t e c c i o n e s c o s t e r a s

( m a l e c o n e s ,

g r o i n s ,

a l i m e n t a c l n a r t i f i c i a l ,

e t c . ) ,

c a d au n o

a p r o p i a d o p a r a

u n

propsito

d e f i n i d o ( F i g u r a 2 ) . S i n e mba rg o u n d i s e f i o i n a d e c u a d o o m a l c o n c e b i -

d o , p u e d e a f e c t a r l ac o s t a e n v e z d e r e m e d i a r l asituacin ( P e r

B r u n n , 1 9 6 3 ) .

A n t e s d e c o m e n z a r l a c o n s t ru c c i n d e

c u a l q u i e r

o br a d e p r o t e c c i n d e

c o s t a s

s e d e b e tornar l a d e c i si n d e q u t i p o d e p r o t e c c i n s e

n e c e s i t a .

L a re s p u e st a c o r r e c t a d e p e n d emucho d e l o qu e s e e s p e r a

l o g r a r

c o n l a p ro t e c c in

c o s t e r a .

S i e l f i n qu e s e

p e r s i g u e

e s u n a

p l a y a ,

e n t o n c e s d eb eh a be r u n

s u m i n i s t r o

d e

m a t e r i a l a c a r re o

a r r i b a . .

S i h a y u n

d r e n a j e ,

s e d e b e h a c e r d e t a lm a n e r a qu e dafie l o

menos

p o s i b l e

d e u n a m a n e r a u

o t r a ,

o s e d e b e

e s t a b l e c e r

u n

s u m i n i s t r o

d e

m a t e r i a l .

S i l a p ro t e cc i n d e

c o s t a

s e v a a c o n s t r u i r e n u n a r e a d e

e r os i n, a n t e s d e c o m e n z a r l a c o n s t ru c c i n , s e d e be c o n o c e r l a

p r o f u n d i d a d d e l a g u a h a s t a d o n d e t i e n e l u g a r l a e ro si n . S i l a

erosin t i e n e l u g a r s o l a m e n t e a u n ap r o f u n d i d a d l i m i t a d a ,

a l l i

p u e d e

h a b e r

u n a bu e n a o p o rt u n i d a d

p a ra c o n s t r u i r

y m a n t e n e r u n a

p l a y a .

S i

l a erosin

o c u r re h a s t a

a g u a sp r o f u n d a s , l a p ro t e c c in

c o s t e r a

p u e d e

s e r m o v i d ah a c i a a t r a s , d e s p u s d e u n i n t e r v a l ed e t i e m p o ,d e p e n d i e n -

d o d e l a v e l o c i d a d d e e ro s i n y d e l a v e l o c i d a d d e u n a p o s i b l e

a l i m e n t a c l n a r t i f i c i a l a l a

p l a y a .

S i n o s e b u s c a u n a

p l a y a ,

u n

s u m i n i s t r o

sobre e ll a d o

a c a r r e o

a r r i b a n o e s i m p o r t a n t e , p e r o

s i

a l l i n o h a y s u m i n i s t r o , l a e ro si n

c o n t i n u a r a .

E n e s t e c a s o s e r a

a b s o l u t a r n e n t e

n e c e s a r i o

c o n o c e r

l a

p ro f u n d i d a d

h a s t a

l a

c u a l o c u r r e

l a e ro si n . S i l a e ro si n

o c u r r e s o l a m e n t e

a u n a p r o f u n d i d a d

l i m i t a d a ,

d e be s e r

p o s i b l e p a r a r

l a e ro si n e n e s a p r o f u n d i d a d , p e r o

s i l a e ro si n o c u rre h a s t a a g u a s p r o f u n d a s , s e r a i m p o s i b l e m a n t e n e r

l a

p l a y a s o l a m e n t e c o n g r o i n s y /o

m a l e c o n e s .

D e s p us d e

algn

t i e m p o t a l e s

c o n s t r u c c i o n e s t e nd ra n

qu e s e r

r e t i r a d a s

y s e

p i e r d e

c i e r t a

a r e a

d e t i e r r a , a

menos

qu e

t o d o

e l

m a t e r i a l s e a a r t i f i c i a l m e n t e r e s t i t u i d o . E nmuchosc a s o s , e s t o s e r a

i m p o s i b l e

p o r

r a z o n e s

e c o n mi c a s . S i n o s e

t i e n e n

e n

c u e n t a e s t o s

i m p o rt a n t e s f a c t o r e s , s e r a

m u y . c l s g p ^

c o n s t r u i r c u a l q u i e r p ro t e c

cin c o s t e r a . ISi"? (

V-scI^^TAO

1 . 2

R e v i s i o n

d e l o s mt o d o s d e

d e f e n sa c o s t e r a .

V a r l a s m e d i d a s p u e d e n s e r

u s a d a s p a ra p r o t e g e r

l a s

c o s t a s :

m e d i d a s

d i r e c t a s l a s c u a l e s p r e v i e n e n o

a l i v i a n

l o s e f e c t o s i n m e d i a t o sd e l o s

p r o b l e m a s

y m e d i d a s

i n d i r e c t a s p a ra

e l i m i n a r l a s

c a u s a s

d e l o s

p r o b l e m a s .

Pa r a l a sme d i d a s i n d i r e c t a su n o p u e d e p e n s a r e n m e d i d a s

p a r a d e t e n e r l a d i smi n u c in d e lsu m i n i s t r o d e s e d i m e n t o d e l r i o a l

s i s t e m a c o s t e r o .

L a s m e d i d a s

d i r e c t a s i n c l u y e n

p o r e j e m p l o

( F i g u r a

2 ) :

-

S u m i n i s t ro

a r t i f i c i a l d e ^ a c e n a u s a d o

p a r a

r e p o n e r u n a

p a r t e

d e l a

c o s t a

e ro s i o n a d a . E s t o

p u e d e

p a r e c e r c o s t o s o

y l a

n e c e s i d a d

d e qu e

s e a r e p e t i d a

p u e d e

d e s a n i m a r

a l a s

a u t o r i d a d e s

e n c a r g a d a s

d e l a

z o n a c o s t e r a .

S i n e mba rg o

l a sc o n s i d e r a c i o n e s

m s

i m p o r t a n t e s

y l o s

c o s t o s d e ma n t e n i m i e n t o f r e c u e n t e m e n t e d e m u e s t r a n qu e e s t a e s l a

2


8/192

a

s e a w a l l

u s e d

t o f i x t h e s h o r e l i n e . I n

t h i s

w a y t h e

s h o r e l i n e

e r o

s i o n i s r e p l a c e d b y e r o s i o n o f t h e s e a b e d

i m m e d i a t e l y

i n f r o n t o f

t h e w a l l .

S t a b i l i t y

p r o b l e m s ma y

o c c u r ,

u n l e s s t h e

f o u n d a t i o n

o f t h e

s e a w a l l i sw e l l b e l o w t h e s e a b e d .

existing profile .^^^^'l'^^^'ifTsfot

erosion profile p-f^f-' -^ "-"''^

sand fill / V i ' V ' ^ o -'^'"^

an cho mini MO af-t^

a

minimum profile width

>'

/ //,..

J, I'\J

/

p^r/U bWidth fsand fill ^ncho del ,\ ^

( M t ^ ^ ^

dip^no

d e a i g n a t o p n

s u r g e

l e v e l

A ^ ^ ) . 7 5 H Q g B e a n s e a '

d u n e / b e a c f i ^

n o u r i s h m e n t

a/

J

pnrad oM /t CoJ\

tj,A r.

3. H.1.

d e t a c h e d b r e a k w a t e r

A/.A

S.W.I.

g r o y n e so r

p e r m e a b l e

g r o y n e s

t o e - p r o t e c t i o n

o f

d u n e ,

3.W.1

'piinAc

t o e - Z b o t t o r a - p r o t e c t i o n ^

d i k e

f o r e - s h o r e

f^


9/192


10/192

L a m e t o d o l o g i aded i s e n osem u e s t r ae s qu e m d t i c a me n t een

l a

F i g u r a3.

Comosem u e s t r aene s t a F i g u r a , ser e q u i e r e unm o d e l odes i m u l a c l n

p a r a

e v a l u a r e lc o m p o rt a m i e n t ode l a

e s t r u c t u r a

en l a s

d i f e r e n t e s

e t a p a s

d e l d i s e f t o .

Uno de losa s p e c t o smas

d i f i c i l e s

del

d i s e f i o

es l ase l e c c i ndel

m o d e l o

que

s e r a

u s a d o

en

v a r i a s

e t a p a s

d e l

p r o y e c t o .

En

g e n e r a l

p u e d e

a f i r m a r s e que en e lr e c o r r i d o delp r o c e s o de d i s e f i ose u s a nlo s

m t o d o s

mas a v a n z a d o s.La

se l e c c i n

e f e c t i v a ,

s i n

embargo,

d e p e n d e

de

l ac o m p l e j i d a ddel o s

p r o b l e m a s ,

d e ltamafiodel ao br ayd e l

n i v e l

d e r i e s g oque seaa c e p t a d o .

1.4Pr o c e s ode d i s e f i ode e s t r u c t u r a sde

p r o t e c c i n

de c o s t a s .

E n

l a

F i g u r a

4 e lp r o c e s o de

d is e f i o

de una o br ade p r o t e c c i nde

c o s t aha s i d o d i b u j a d oenf o r m aded i a g r a m a ( C U R , 1 9 8 7 ) .E lp u n t ode

p a r t i d a

en

e s t e d i a g r a m a

esl a

identificacin

d e l p r o bl e m adeerosin

de

l a

p l a y a .

La

se g u n d a

f a s e

en e l

d i s e f i o

es l a

se l e c c i n

del

t i p o

de

m e d i d ade p r o t e c c i n .La

f a s e

f i n a l p u e d eser e l a n a l i s i s

d e l

r i e s g ode l ao b r a . , ^ :

C o n d i c i o n e s

de c o n t o r n oe i d e n t i f i c a c i Q H- d e 1 p r o b l e m a .

E l

d i s e n o e f e c t i v o de l ap r o t e c c i n c o s t e r a se

d e t e r m i n a

por las

c o n d i c i o n e sl o c a l e s , t a l e scomo,

b a t i m e t r i a ,

o l e a j e ,m a r e a s , c o r r i e n

t e s , p r o c e s o s m o r f o l g i c o sy

l a s

c a r a c t ri s t i c a s d e l

s e d i m e n t o

yd e l

s u e l o . Ya que e s t a s c a r g a sno p u e d e nserc a l c u l a d a s conprec i sin,

s o n d e f i n i d a sent rmi n o sdep r o ba b i l i d a d e sy sea p l i c ae lc o n c e p t o

d e d isef io

p r o b a b i l i s t i c o .

Ademas, o t r o s f a c t o r e s t a l e scomo, la s

c o n d i c i o n e sdelm e d i o

a m b i e n t e ,

l a si n f r a e s t r u c t u r a s , e lt i e m p ode

e j e c u c i n , e t c . t a mbi n p u e d e n i m p o n e r

c i e r t a s r e s t r i c c i o n e s

sobre

e l

d i s e f i o .

P a r a e l

d i s e f i ose

d i s p o n e

de unc i e r t o

nmero

de

h e r ra m i e n t a s ,

t a l e s

como,m o d e l o s

m a t e m a t i c o s

p a r a e l

t ra n s p o rt e i n t e g r a l

des e d i m e n t o s

d e b i d o

a o l a sy c o r r i e n t e s ( l o s c u a l e s t a m bi n p u e d e n u s a r s e p a r a

p r o n s t i c o sdeld e s a r ro l l ode l a s c o s t a scon os i n e s t r u c t u r aen l a

o r i l l a ) , c o n o c i m i e n t o s

d i s p o n i b l e s sobre

e l

e f e c t o d e l

tamafiode l a

a r e n a s o br ee l

d e s a r ro l l o

delp e r f i lde l a

c o s t a ,

e t c .

P a r a e l

d i s e f i o

es

n e c e s a r i o e n t r a r

en

l a s c o n d i c i o n e s

h l ^ r a u l i c a sde

c o n t o r n o

y en l o sp r o c e s o s m o r f o l g i c o sen e l

a r e a

de i n t e rs.Los

p r o c e s o s

m o r f o l g i c o snoslo a f e c t a n a lt i p odep r o t e c c i nque se

e s c o j a , s i n o

t a mbi n a l v o l u m e n

de

a r e n a

que ser e q u i e r e s u m i n i s t r a r

en

la s

c o s t a s

con

erosin,

p a r a

que l a

o br a

c u m p l a

su

propsit o

d u r a n t eun t i e m p o e s p e c i f i c a d o .

E l

c o n o c i m i e n t o

s o br e l o s

p r o c e s o s

m o r f o l g i c o ssep u e d e o b t e n e rpor

un anllsis

c u i d a d o so

de

l o s

d a t o s d i s p o n i b l e s

( e s

d e c i r , s e n d e e sy

m e d i c i o n e s

del o s

n i v e l e s ) ,

c o m p l e me n t a d opor

c a l c u l o s

de

t r a n s p o r t e

de s e d i m e n t o s .

A v e c e s se p u e d e n

c o n s i d e r a r

a l g u n a s

m e d i c i o n e s

a d i c i o n a l e s . En r e l a c i n con lo a n t e r i o r se s e f i a l a que e s t a s

a c t i v i d a d e s ya

d e b e n

e s t a r h e c h a s a n t e s de d e c i d i r e n t re l a

a l i m e n t a c l n a r t i f i c i a l de una

p l a y a

u

o t r a

m e d i d adepr o t e c c i nde

c o s t a .

No

s o l a m e n t e

se

d e b e n

c o n o c e r

l a s

e v o l u c i o n e s p r e s e n t e e

en l a

z o n a

c o s t e r a , s i n o tambi.i l a sque see s p e r aqueo c u r r a nen

e l

f u t u r e .Es

p o s i b l e

que l a s

e v o l u c i o n e s

o b s e r v a d a s p u e d a n

c a m b i a r ,

pore j e mp l o

en

e lc a s o delm o v i m i e n t ode g r a n

c a n t i d a d

de

o l a s

de a r e n a a lo

5


11/192

m o r p h o l o g i c

p r o c e s s e s n o t o n l y

a f f e c t

t h e t y p e o f p r o t e c t i o n t o b e

c h o

s e n ,

b u t a l s o , i n t h e

c a s e

o f e r o d i n g c o a s t , t h e r e q u i r e d v o l u m e o f

s a n d

t o be

s u p p l i e d

i no r d e r t h a t t h e

p r o j e c t

f u l f i l l s i t s p u r p o s e s

d u r i n g a

s p e c i f i e d

t i m e .

, , " j /> r~ ^

c ' / . - s

i / / i i - ^ c

/ f i

c/ê^ e/^ -'r~/ , ^

OBJECTI VES

' /sKre l ine s t a b i l i z a t i o n

, b a c k s h o r e p r o t e c t i o n

F U N C T I O N A L R E Q U I R E M E N T S Cfê

Ô

^rimiet^toJ ^f-gyicional

C R I T E R I A

,

,

/ , '

. .A^,V-/>*-) / f

lecnnicQi

t e a s i b i l i t y

(hLM>i\llo(\

in le t s t a b i l i z a t i o n ^ ^ ^ ^ / .

C(jl^rii(


12/192

/ /

/ '

ao

i-^ ^

isa-uall

i

NOACTION

s t h s r t '

A R T I F I C I A L

BEACB

KOUR IS R KE Jn

(/j> la.

blo>^ry

DESIGN OF BEACH NOORISHMCTT

SCHEME

- b a a c h

f i l l

fr^ll^'^odJ

- b o r r o B a r e a ( Jrei^^t

-

tranaporcaciim

i f s t s I -

* i z E R O - O F T I 0 W

Jd rro

1

)1If " C^

TOOLS

rj/rrrr?/,;^erii

- p r o f i l e s h a p e

T/' '

-

o a c h e m a c i c a l o o d e l s

-

- f i l l f a c t o r

- r e n o u r i s h a e o E f a c t o r

KONITORING

CTAUIATIOH

A

fT?'^ cdf dc '^

dr,

F i g u r e

4 P r o c e s s o f d e s i g n , e x e c u t i o n a n d e v a l u a t i o n o f

c o a s t a l p r o

j e c t s E x a m p l e o f b e a c h n o u r i s h m e n t p r o j

e c t

- ejeMpCo d-, 'oi^r-a d aOr

.en

r;r

crOr,

de

-pf

ascr.

. rr-

INTRODUCTION TO COASTAL

PROTECTION

K.W.

P i l a r c z y k

1.8


13/192

BEACH

E R O S I O N

BOUNDARY C O K P I T I O N S :

- t o p o g r a p h i c d a t a

- ba t h >nc t r i c d a t a

~ s e d i m e n t o l o g y

- s e a c o a d i t i o n s

CAUSES

T O O L S :

-

a a a l y s i s

t e c h n i q u e s

-

e s t r a p o U t i o n

t e c h n i q u e

- t r a n s p o r t f o r m u l a s

- ttatheiMticsl owdelt

J L

I N T E R E S T S

STUDY

OH

MORPHOLOGICAL

PROCESSES

BO U N D A RY C O N D IT IO N S

- b o r r o v l o a t e r i a l

-

equipiBent

- e n v i r o n m e n t

T O O L S :

- p r o f i l e s h a p e

- m a t h e m a t i c a l m o d e l s

- f i n f a c t o r

- r e n o u r i s h m e n t f a c t o r

E V A L U A T I O h

O F

A S P E C T S :

- s a f e t y

- r e c r e a t i o n

-

e n v i r o i B D e D C

ec o Q o w ^

PROBLEM

D E F I N I T I O N

t y p e a n d

s c a l e

o f

b e a c h

e r o s i o n p ro b l t

D E C I S I O N

S E L E C T I O N

O F

P R O T E c r r a

MEASUraS

g r o y n e s

s e a - w a l l

N O A C T IO N

o t h e r s

A R T I F I C I A L BEACH

N O U K IS K HE N T

D E S I G N O F

BEACH

NOURISHMENT

SCHEME

- b e a c h f i l l

- b o r r o w a r e a

- t r a n s p o r t a t i o n

e y s t e a

Z E R O - O P T I O N

mCDTION

K O N I T O R I N G

E VA LD A T IO M


14/192

i n v o l u c r a d o s ,

p a r a

d e c i d i r s i d e be n s e r

t o m a a a s

f a f p S S ?o " a c i o e e - l e n t e , Goda ( 1 9 8 5K^ ^ ^ ^^ a 9 8 8 ) S P ^ 1 9 a 4

^ r . " f a / a % r r t ? t a ^ i 6 n ^ ^ 1 ; / r o r i o

c o n t o r n o p a r a los

p r o y e c t o s c o s t e r o s .

. m ip r o j n d e 1^

'"^\t^^,^-.6n

s i u n a m e d i d a d e pr o t e c c i n d eb e t o m a r s e

h Ty'r:J: Jz^^

e X ^ ^ t t

' ^ ^ ^ ^

i r p l S f ^ P u S " :

dSn:ir"e 'êlloa

o n o l a d e c l si n d e u n a a o c i o n

f u t u r . , ; ^ >

r : i r r o U : S o % o r T o S l T o t r ^ f a 9 l 5 ) ' % n f e t e

c'aeo

u n nm er o

- ? . t = ^ r H ^ ? F s s : > H 4 - e H H i ;

p a r a l a se l e c c i n d e l a m e d i d a d e p r o t e c c i n .

E n l a si t u a c i n d eH o l a n d a , l a a l i me n t a c ln d e ^ l ^ J ^ f ' / ^ ^ f ^ ^ ^ J ^ J ? ^

T r c ^ t T r r c i t côTî^s^tUc^tis

s o l u c i o n e s d u r a s .

L o s c o s t o s

d e

v a r i a s

m e d i d a s d e p r o

t e c c i n d e p l a y a s e s t a n c o m p a ra d o s

en l aF i g u r a 6. P a r a u n a s i t u a c i o n

i p r o m e d i o ' l a a l i m e n t a c l n d e p l a y a

p a r e c e

s e r l a ma s e co n mi c a s i e l

f a l t a n t e

d e a r e n a e sd e l o r d e n d e

500 000 m3/afio o

menor

y 1|;fenf i |

t u d d e l ap l a y a a proteg er'moi- de

5 Km. E lc o s t o p u ed e s e r r e

d u c i d o p o r u n f a c t o r d e 2 3 p a r a

un f a l t a n t emenor o p l a y a s d e m a y or

l o n g l t u d .

S i n e m ba r g o ,-d e

V--

r c D i

t a d o edel - -Foe 4* Q

d^-^

sle.o n-

t a mbi n p u e d e

o

0.

'

5

c

J l

c

0

'5CS

2

3


23/192

introduccin

Laestabilizacinde l a s costashasido estudiada durante s i g l os , sinembargo e l estudiomis

s o f i s t i c a d o

es de l o sltimosanos.E lt i p o , tamanoyubicacinde l aproteccincosterat i e n e

que estarbasado

en

las

necesidadese x i s t e n t es ,

los

b e n ef i c i e s esperadosde l o s mtodos,su

e f e c t o

sobre la Ifnea

de

costa aledana,

y

la

economia.

Hay

muchos

t i p o s

de

protecciones

costeras

(malecones,

gr oins,alimentacln

a r t i f i c i a l ,

e t c . ) ,

cadauno

apropiado para

un

propsito

d e f i n i d o

(Figura

2 ) .

Sin

embargo

undiseno

inadecuadoomal

concebido,puede

a f e c t a r l a

costa en vez

de

remediar

l a

situacin(Per

Bruu n,

1963).

Antesde

comenzar

l a

construccin

de c u a l q u i e r

obra

deproteccinde

costas sedebetomar

l adecisin

de

qu

t i p o de

proteccin

se

n e c e s i t a .

Larespuestac o r r e c t a dependemuchode

l o

que seespera

l o g r a r

conlaproteccincostera. Si el

fm

que sepersiguees unaplaya,

entoncesdebe

haber

un

suministrode

m a t e r i a l

acarreo

a r r i b a . S i

hay undrenaje,se

debe

hacerde t a l maneraquedaie

lo

menosp o s i b l e de unamanerauo t r a , o

se

debe

establecer

un

s u m i n i s t r o

de

m a t e r i a l .

Si

l a

proteccin

de costa se va

a

c o n s t r u i r

en

un

I r e a

de

erosin,

antes de

comenzar

l a construccin,sedebeconocer l a profundidad d e l aguahastadondet i e n e

l u g a r l a erosin.Si laerosint i e n e lugarsolamenteaunaprofundidad

l i m i t a d a , a l l f

puede

haberunabuenaoportunidad parac o n s t r u i r ymanteneruna

playa.

Sil aerosinocurre hasta

aguasprofundas, l aproteccincosterapuedesermovidahaciaat r as , despusde un i n t e r v a l o

de tiempo,dependiendodela velocidaddeerosiny dela velocidadde una posible

alimentacln a r t i f i c i a l

a

la playa. Si

no

se

busca

unaplaya,

un

suministro sobre

el

lado

acarreo

a r r i b a

noes

importante,

pero

s i a l l f

no hay s u m i n i s t r o ,

l a

erosinc o n t i n u a r a . E neste

caso

serd absolutamente necesario

conocer l a

profundidad hasta

l a

cual ocurre

l a

erosin. S i

l aerosin

ocurre

solamente

a una profundidad

l i m i t a d a ,

debeser

p o s i b l e

parar

l aerosin

en

esa profundidad, pero

s i l a

erosin

ocurre hasta

aguas

profundas, sera imposible

mantener

l a

playa

solamente

con groins

y/omalecones.

Despus dealguntiempo

tales

construcciones tendran que serr e t i r a d a s ysep i e r d e c ie r t a rea

de t i e r r a , amenosquetodo e l

m a t e r i a l

seaa r t i f i c i a l m e n t e

r e st it u id o .

Enmuchoscasos,esto

seri

imposible porrazones

econmicas.

S inoset i e n e n en cuenta estos importantesf a c t o r e s ,

seii

muy

arriesgadoc o n s t r u i r c u a l q u i e r proteccincostera.

1.2 Revisin de los mtodos de defensa costera

Varias

medidas

pueden

ser

usadas

para proteger las costas:

medidas

directas las cuales

previenen oa l i v i a n

l o s

e f e c t o s inmediatos de

l o s

problemas

ymedidas

i n d i r e c t a s

para

e l i m i n a r

l a s causasde l o s problemas.Paral a s medidas

i n d i r e c t a s

unopuedepensarenmedidas

para

detener ladisminucindel suministrodesedimentodelr f o a l sistema

c o s t e r o .

Lasmedidas

d i r e c t a s i n c l u y e n por ejemplo ( F i g u r a 2 ) :

Suministro a r t i f i c i a l dearena

usado

para reponerunapartedela costa erosionada.

Estopuedeparecer costoso

y

l a necesidadde quesear e p e t i d a puededesanimara las

autoridadesencargadas

de

lazonacostera. Sin

embargo

las consideraciones mis

importantes

yl o s

costosdemantenimiento frecuentementedemuestranque esta es la

solucin

optima.

Una

v e n t a j a a d i c i o n a l

es

que

se

conserva

l a

funcin

r e c r e a c i o n a l

de

proteccinde costas (18 Noviembre 1996)

R W S / I H E - Delft1.3


24/192

introduccin

perfil

ex i s ten te

- perfilde

erosin

i \ \

rellano

de

arena

a anoho

mfninno

de l

perfil

b ancho delrelleno de arena

Nivel ded i s e n ode to rm enta

C

T groins

o

g ro ins perm eab les

N.A.T.

p ro tecc in

del pie de la

d u n a

dlque

N.A.r.

p r o t e c c i n

del pue y

d el

fond

c o s t a de lan tera playa m a l e c n

h a c i a

t ierra

pro tecc in

s e c u n d a r i a

Figura

2 Ej emplos deproteccin.

l a

playa.

U na

f i l a

degroinsusadaenla parteerosionadadela costa,localmentereduce la

capacidad de t r a n s p o r t e l o n g i t u d i n a l de sedimentosydeahfl a erosindela

costa.

De

estamanera las

dreas

deerosinse

pueden

cambiaraubicacionesmenosdaninas.


R W S / I H E

- Delft1.4


25/192

introduccin

U n

rompeolas separado

de

l a costa( p a r a l e l o

a

l a costay

ac ie r t a

d i s t a n c i a

dee l l a)

usado

para cambiar las capacidadesdet r a n s p o r t e l i t o r a l

t a n t o

l o n g i t u d i n a l como

perpendiculara

l a

costa,

r e s u l t a en

acumulacin

(tmbolo)

en

e l ladod e l rompeolas

que

est

hacia

tierra.

Tales

e s t r u c t u r a s t i e n e n

un

e f e c t o

sobre la

Imea

decosta

comparablecon e l de l o s

g r o i n s .

U n malecn

se usa para f i j a r l a l i n e a de

costa.

De

esta

maneral aerosinde l a l i n e a

de

costa

ess us ti tui da por l aerosin d e l fondod e l

marinmediatamente

f r e n t e a l

muro.

Pueden

o c u r r i r

problemas de e s t a b i l i d a d , a

menos

que l acimentacin d e lmalecn est

bienpor debajo d e l fondo d e l

mar.

1,3 Metodologia y consideraciones de diseno

Cuando se proyecta

una

obra

de proteccin decostas,sedebenconsiderar

loss i g u i e n t e s

aspectos:

La

funcin de

l a e s t r u c t ur a .

Las

e s t r u c t u r a s

de

proteccin de

costasse

usan

para

muchos propsitos

tales

como,

proteger c o n t r a

a l tos

n i v e l e s

de

agua,

defensa de l a

costa,disminucn

d e l o l e a j e , g u i a r

un f l u j odeagua,etc.Paracadauna deestas funcionessetendrdn d i f e r e n t e s

e s p e c i f i c a c i o n e sdeproyecto.

E l

medio

ambiente.

Comosed i j o

anteriormente,

l a s cargasde diseiosobre l a s obrasde proteccinde

costas

estan fundamentalmente determinadas por l a s fuerzashydrodindmycas.

Mis

an, l o s procesos hydrodynamicos

pueden

i n d u c i r

cambiosmorfolgicos l o s cuales

pueden

a f e c t a r

e l funcionamientoyl a i n t e g r i d a d de l a s

e st r u c t u r as. Finalmente,las

caractristicasgeotcnicas

del

l u g a r son

importantesya

quee l l a s

determinan

la

capacidadsoportante

d e l subsuelo,que es un parametro

importante

paral a e st a b i l i d a d

general

de l a s e s t r u c t u r a s .

E l

mtodo de construccin

contemplado.

L a

d i s p o n i b i l i d a d

de

m a t e r i a l ,

los equiposylamano deob ra determinan

en

gran

medida e l procedimiento para la

construccin.

Este procedimiento determina las

p o s i b i l i d a d e s

d e l p r o y e c t i s t a . En

aquellas

areas

donde

hayf u e r t e s r e s tr i c c i o n e s en l o s

procedimientos

de

l a

construccin

e l p r o y e c t i s t a debeser cuidadosoy

chequearque

e l proyectoestacorde con esta

condicin.

Operacin

ymantenimiento.

U na

vez que l a e s t r u c t u r a

e s t i

terminada,sera

usada

yr e q u e r i r d

un

mantenimiento

para asegurar su

funcionamiento.

E l p r o y e c t i s t a

debe

tener

en

cuenta

en

l a fase

de

diseno e l f u t u r o mantenimientoy

hacer que

este

se

puedae f f e c t u a r .


R W S / I H E

- Delft1.5


26/192

introduccin

Para hacer un diseno bien

balanciado,todoslo s aspectosdeben

estar

integrados

en undiagramade

t r a b a j o ,

el

c u a l

describelos

d i f e r e n t e saspectosylainteraccin

mutua e n t r e

ellos .

Idealmente estos

aspectos debenserconsiderados

durante

todasl as etapasdesproceso

dediseno.

Durantee l procesodediseno se

i d e n t i f i c a n

l as sig u ie n t e s etapas:

Diseno

conceptuaL

E n

esta

etapa se

generan

d i f e r e n t e s

a l t e r n a t i v a s ,

quecumplencon

todos

l o s r e q u i s i t o s

f u n c i o n a l e s , solamentese hacenesquemascondimensionesgenerales.Enesta etapa

se

i d e n t i f i c a n

l o s aspectosmas r e le van t es, lo s

cuales

determinan

l a f a c t i b i l i d a d

tcnica

yeconmica,

se evalua

suimportancia

relativa

ysed i b u j a n

algunas

f i g u r a s

para

que

sean

c u a n t i f i c a d a s .

Proyecto

p r e l i m i n a r

( A n t ep r o y e c t o' ) .

E n esta

etapa se

seleccionaun numerol i m i t a d o dea l t e r n a t i v a s

despus

de un

proceso

deseleccin

d i r i g i d o

hacial a

f a c t i b i l i d a d

tcnica. S i

es

necesario,l a

etapa

d e l

diseno

conceptualpuedeser

r e pe t i d a , s i e l

grupo

dea l t e r n a t i v a s nos at is f ac e

esosc r i t e r i o s .

E n

esta etapa

se

c u a n t i f i c a n

las dimensiones

e st r u c t u r ale s

conalgn

d e t a l l e

y se

chequeal a f a c t i b i l i da deconmica. Se r e p i t e o t r a veze l procesodedisenocuandoe l

proyectoquese

obtiene

noesf a c t i b l e econmicamente.

Proyectoe j e cu t i v o ( I n g e ni e r f a de t a l l a d a l .

E nesta etapaseproyectan losd e t alle s e st r u c tu r ale s

y

sed i b u j a n losd e t alle s del

proyecto.Paralelamente seestnexplorandol a s p os i b i l i d a d e s de

f i n a n c i a m i e n to

y se

consideran

mis

detalladamente

l o s aspectos

s o c i o - p o l f t i c o s

y demedioambiente.

En

esta etapa

seu t i l i z a n

los

criterios

tcnicos, econmicos

y

s o c i o - p o l f t i c o s para

determinar

l a

f a c t i b i l i da d

d e l

diseno propuesto.

Etapadeconstruccin.

Cuando

l a etapadeproyectose completa, se preparanlo s documentos deo f e r t a y se

i n i c i a

el

procedimientode o f e r t a

hasta

l l e g a r al a construccin.Aunqueestaetapano

esp a r t e d e l procesodediseno,e l p r o y e c t i s t a debeestar enteradode l a s r e s t r i c c i o n e s

c o n s t r u c t i v a s impuestas para esta etapa.

La

d i s p o n i b i l i d a d

de

m a t e r i a l ,

la

a c c e s i b i l i d a ddel area

y

lacorrespondientelimitacin eneluso de l o s equipos,la


de

etapas

intermediaspara

l aconstruccin

son algunos delo s aspectosque

deben se r

considerados.Especialmente enla etapa deproyecto

e j e c u t i v o

estosaspectos

deben

ser evaluados.

Construccin

r e q u e r i m e n t o s

f u n c t i o n a t e s

Medio ambiente

n a t u r a l

Operacin

mantenimiento

teccinde costas (18 Noviembre 1996)

R W S / I H E

- Delft

1.6


27/192

introduccin

Operacinymantenimiento.

Tambin

esta etapaestf u e r a del contenido

d e l

proceso

de

diseno,pero

debe ser

considerada

por e l

p r o y e c t i s t a .

E l

mantenimiento

debe

tener

un

impactoe s p e c i a l

en

l a

seleccin

d e l

proyecto.

Cuando

l a s

p o s i b i l i d a d e s

de

mantenimiento

son

pobreso

escasas, e l proyectoi n i c i a l

debe

s e r t a l quepermita

que

l a e s t r u c t u r a

puedaf u n c i o n a r

s i n unmantenimientor e g u l a r . Sie l costode l amanodeobral o c a l

es

baratoylas

i n v e r s i o n e s

p r i n c i p a l e s

son

d i f i c i l e s ,

una

e s t r u c t u r a

baratapuede

ser

mis

apropiada,

cuando

se

pueda

g a r a n t i z a r unmantenimiento

r e g ul a r .

L a

metodologia

de

diseno

se muestraesquemdticamente

en l a Figura 3 .

Como

se

muestraen

estaF i g u r a , se

r e q u i e r e un

modelo

de

simulacln

para evaluar el comportamientode

la

e s t r u c t u r a

en l a s

d i f e r e n t e s etapas

d e l diseio.

Uno de l o s aspectos

mis

d i f i c i l e s d e l diseio

es

l a seleccindel

modelo

queseri

usado

en

v a r i a s

etapas

d e l

proyecto.

En

general

puede

a f i r m a r s e

que en

e l

r e c o r r i d o

d e l

procesode

disenose

usan l o s mtodosmisavanzados.La seleccin

e f e c t i v a ,

s i n embarg o, dependede

l a

complejidaddelos problemas, del

tamano

dela obraydel

n i v e l

der i e s g o

que sea

aceptado.

1.4 Proceso de diseno de estructuras de

proteccin de costas.

E n l a Figura4 e l

proceso

de

diseno

de una

obra

de

proteccin

decostahas i d o dibujadoen

forma

de

diagrama

(CUR,1987). E l

punto

de

p a r t i d a en

este

diagramaes

l a

identificacin

d e l

problema

d e erosin de l a playa.

La

segunda

fase

en e l

diseno

es l a seleccin

del

t i p o

de

medida

deproteccin. L afase f i n a l puede

ser

e l

a n a l i s i s

d e l

r i e s g o

de l a

obra.

Condiciones

de

contorno

e identificacin d e l

problema.

E l disenoe f e c t i v o de l a proteccincosterasedetermina

por

l a s condicionesl o c a l e s , t a l es

como,b a t i m e t r i a , o l ea j e , mareas, c o r r i e n t e s , procesosmorfolgicos y l a scaractristicasdel

sedimentoydel

suelo.

Yaqueestas cargasno

pueden ser

calculadascon precisin,son

d e f i n i d a s entrminosdeprobabilidadesysea p l i c a e l conceptodedisenop r o b a b i l i s t i c o .

Ademds, o t r o s f a c t o r e s

tales

como, l a s condicionesd e l

medio

ambiente,

l a s

i n f r a e s t r uc t u r a s ,

e l tiempo

de

ejecucin,

e t c .

tambin

pueden

imponer

c i erta s

r e s t r i c c i o n e s sobre e l

diseio.

Para

e l diseno

se

dispone

de unc i e r t o

numero

deherramientas,

tales

como,

modelos

matematicospara

e l t r a n s p o r t e i n t e g r a l

de

sedimentos debido

a

olas

y

c o r r i e n t e s

( l o s

cuales

tambinpueden

usarse para

pronsticos d e l

d e s a r r o l l o

de l a s

costas

con

o

s i n

e s t r u c t u r a

en

l a o r i l l a ) ,

conocimientosd i s p o n i b l e s sobre

e l

e f e c t o

d e l

tamaio

de l a

arena sobre

e l

d e s a r r o l l o

d e l p e r f i l de l a costa,

etc.

Para

e l

diseioesnecesarioe n t r a r

en l a s

condicionesh i d r a u l i c a s

de

contorno

y

en

l o s

procesos

morfolgicos en e l readeinters. L osprocesosmorfolgicosnoslo

a f e c ta n

a l

t i p o

de

proteccinde costas (18 Noviembre 1996) R W S / I H E - Delft1.7


28/192

introduccin

proteccinqueseescoja,

s i n o

tambina l volumendearenaqueser e q u i e r e s u m i n i s t r a ren

l a s

costas

conerosin,paraquel a obracumplasupropsitoduranteuntiempoe sp e c i f l c a d o .

E l

conocimiento

sobre

l o s

procesos

morfolgicos

se

puede

obtener

por

un

a ndl i s i s

cuidadoso

de l o s datosd i s p o n i b l e s (esd e c i r , sondeosy

mediciones

del o s

n i v e l e s ) ,

complementado

por

c d l c u l o sde

t r a n s p o r t e

desedimentos.A

vecessepueden

considerar algunas mediciones

a d i c i o n a l e s .Enrelacinconl o a n t e r i o r sesenalaqueestasa c t i v i d a d e s yadebenes tar hechas

antesde

d e c i d i r

e n t r e l aalimentacln

a r t i f i c i a l

deunaplayau

o t r a

medida deproteccinde

costa.

Nosolamente sedebenconocerla s evoluciones

presentes

enla zona

c o s t e r a , s i n o

tambinl a s

que seesperaqueocurranen

el

f u t u r o. Esp o s i b l e quel as evolucionesobservadaspuedan

cambiar, por ejemplo

en

el

caso

d e l movimiento

de

gran

c a n t i d a d deolasde

arena

al o l a r g o

de

l a

costa.

De

hecho

la s

condicionespresentes

y

e l

f u t u ro

d e s a r r o l l o

de

la

costa

deben ser

confrontados

conl o s intereses i n v o l u c r a d o s ,

parad e c i d i r

s i debensertomadaso

no,

medidas

de proteccin.

Las

publicaciones

r e c i e n t e s

de

Goda(1985),

Hor ikawa (1988),SPM

1984

(Manualde

proteccin

de

Costas),

pueden

s e r v i r

comobuenasr e f e r e nc i a s

para

l a

determinacin

de

l a s

condiciones

de

contornoparalo s proyectoscosteros.


R W S / I H E

- Delft1.8


29/192

introduccin

R E Q U E R I M E N T O S

F U N C I O N A L E S

O B J E C T I V O S

e esta bi l izac in

de la

l inea

de

c o s t a C R I T E R I A

funcionnamiento

pro tecc inde la par te t rasera

fact ibi l idad tecnio

d e la

c o s t a

fac t ib i l i dad econm ica

es tab i l izac in de

es te ros

fact ibi l idad sociopol ft ico

p r o t e c c i n del puerto

diseRo

D I S E f j O

C O N C E P T U A L

7

J

i _

P R O Y E C T O

P R E L I M I N A R

P R O Y E C T O

E J E C U T I V O

S I M U L A C I O N

N I V E L

1

DE L

M O D E L O

N I V E L II

DE L M O D E L O

N I V E L

III

DE L

M O D E L O f

E V A L U A C I O N

C R I T E R I O S

NO

SI

REDISEfNiO

IR A LA

PRXIMA F A S E

N I V E L E S

D E S L A Q U A , M A R E A S ,

O L A S , C O R R I E N T E S ,

F O N D O

MARINO

M E D IO A M B I E N T E N A T U R A L

Figura3

Lametodologia

de diseno.

Seleccin

de

l a medida.

Para l l e g a r

ala

decisin

si

unamedida

de

proteccin deb e

tomarseono,se necesitan

d i f e r e n t e s

a c t i v i d a d e s .

Por una parte

l a s

causasye l

gradod e erosin

de

l a

playa

deben

ser

determinadaspormediode un estudio de l o s

procesosmorfolgicos

en e l areaconsiderada.

La

base

de este estudio

debe

estar

formada

por un

a na l i s i s

de

l o s

datos

d i s p o n i b l e s ,

mientras

quepara

u n pronstico

deld e s a r r o l l o f u t u r o se

pueden

usarlastcnicas

de

extrapolaciones

y losmodelos

matematicos.

Por o t r a parte se

deben

evaluard i f e r e n t e s i n te r e s es , en

relacin

con

l a

seguridad,

recreacin,

medioambiente,economia,etc.

Contemplando

estos intereses

c o n t r a l a

velocidad deerosinde

l a

playa sepueded e f i n i r

s i

se

toma

ono

l a

decisinde una

accin f u t u r a .

E ncasode quese considere necesario protegerl a playa enerosinsehacel a seleccin

de

l amedidamisprometedora.

Como

ejemplo,e l procedimientode seleccinsemuestraen la

Figura 5, el cualfudesarrollado porKobayashi

y

otros (1985).

En

estecaso

un

nmero


R W S / I H E

- Delft

1.9


30/192

introduccin

EROSIC

DE

PLAYA

C O H D I C K W E S

DE

COHTORHQ:

- d a t o s t o p o g r a f i c o s

- d a t o s ba t s i t r i c os

- s e d i m e n t o l o g i a

- c o n d i c i o n e s del aar

CAUSAS IN T ERESES

ESTUDIO SCfflRE

LOS

PROCESOS

HORFOLGICOS

HERRAMIENTAS

- s i o d e l o s t o i a t i c o s

- f o r m i l a s de t r a n s p o r t e

d e s e d i m e n t o s

- t c n i c a s de e x t r a p o l a c i n

- t c n i c a s de

a n l i s i s

CONDIC IONES

DE

CONTORNO

- m a t e r i a l de p r s t a n i o

- e q u i p o s

- B e d i o a n b i e n t e

EVALUACION DE

A SP EC T O S;

- s e g u r i d a d

- r e c r e a c i o n a le s

- pedio

a n i )

e n t e

-

eccwviaicos

D E F I N I C I N DEL PROBLEMA

t i p o

y e s c a l a del

p r o b l e s i a

de la p l a y a

D E C I S I O N

S E L E C K W

DE U S

HEDIDAS

DE PROTECCIO

nalec&i

HO

A C C I C ^

o t r o s

ALIHENTACIN A R T I F I C I A L

DE

U

PLAYA

DISENA

DELPROYECODE

ALIHENTACIN DE LA

PLAYA

- r e l l e n o de la p l a y a

- r e a l e p r e s t a m o

- s i s t e m a

de

t r a n s p o r t a c i o n

CER0->CION

HERRAMIENTAS

-

f o m a

d e l

p e r f i l

- n o d e l o s

i s a t e n i a t i c a s

- f a c t o r de r e l l e n o

- f a c t o r de rea l i iRentacin

EJECUCIN

HON

TORES

EVALUACION

Figura4 Procesodediseno,ejecucin

y

evaluacin de

obras

de proteccin decostas.

Ejemplo

de

unaobra

de alimentacln

de playa.


R W S / I H E

- Delft1.10


31/192

introduccin

f a c t o r

de

e v a l u a c i n

^^.^^^^ ( f u n c i o n e s )

o o n f i g u r a c i n t i p i c a

d e

la

p l a y a

m

m

e

e

n

u

e

o

p

e

c

e

m

e

o

d

l

v

d

e

e

m

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e

e

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v

o

e

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d

d

m

e

e

o

s

e

e

p

s

e

f

u

o

d

c

o

d

d

e

[Q.

c

O

'C

(0

tipo

p l a y a n a t u r a l

0

0

[Q.

c

O

'C

(0

tipo

r o m p e o l a s f u e r a

d e la c o s t a

0

[Q.

c

O

'C

(0

tipo

r o m p e o l a s

s u m e r g i d o

0

0 0

[Q.

c

O

'C

(0

tipo


d e la c o s t a

0

0

0

0

0

p

p

c

tipo

e s p o l n

0

0

0 0

p

p

c

tipo

a r r e c i f e

art i f i c ia l

0

0

0

p

p

c

tipo


d e

la o o s t a

1 '

' r

0

0

0

0

( / / \ e f e c t i v a

y

a d e o u a d a

N O T A :

/"^N m o d e r a d a m e n t e e f e c t i v a

y

a d e o u a d a

Q e f e o t i v i d a d m u yl i m i t a d a e i n a d e o u a d a

Figura5 Seleccin demedidasdeproteccinde playas (Kob ayashiy o t r o s , 1985).

adecuadodet i p o s de proteccin deplayasseevaluaron sobre labasedev a r i o s aspectos

aplicados

al

proyecto consideradoen Yokohama.

Paraalgunos proyectos deproteccinde costas y/o recuperaciones territoriales en

Holanda,

se h i c i e r o n comparacionesdel costodealimentacionesdeplayasy di f e r e n t e s t i p o s de

e s t r u c t u r a sdeproteccinpermanentes,la s que aportaron informaciones importantes para la

seleccin del a medidadeproteccin.

E n la situacin

de

Holanda,la alimentacln

deplayas, apartedelas condicionesde

f l e x i b i l i d a dymedioambientepuedesermuyr e n t a b l e en comparacin conlase s t r u c t u r a s

f i j a s , tambinconocidascomosoluciones duras.

Los costos dev a r i a s medidasdeproteccinde playas estancomparadosenl a Fig ura 6.Para

unasituacin'promedio' l a alimentaclnde playapareceserl a mseconmicas i e l f a l t a n te

dearenaes del ordende 500 000m /anoomenorylal o n g l t u d del a playaaprotegeres

mayor de5 Km.E l costopuedeser reducido por un

f a c t o r

de23paraunf a l t a n t e menor

o playasdemayor l o n g l t u d . Sinembargo,tambinpuede o c u r r i r que noe x i s t a medida

protecciade costas

(18

Noviembre 1996)

R W S / I H E -Delft1.11


32/192

introduccin

f a c t i b l eyque l a

'cero'opcln

seal a unica

p o s i b i l i d a d .

A n d l i s i s

de

ies g o

e n f o q u e

r o b a b i l i s t i c o l .

E l

prob lema

mscomn

en

e l diseio

de

l a s

e s t r u c t u r a sde proteccin de

costas

es con

f r e c u e n c i ael r i e s g o de subestimaro

in t e r p r e t a r mal l as cantidades involucradas

en el diseno. Esto

s i g n i f i c a una amenaza

p o t e n c i a la la

economia

de laobra,

p a r t i c u l a r m e n t een

I r e a s donde

el equipo

apropiado

no

esta realmented i s p o n i b l e .

U na

respuesta

a

esto

se

obtiene

por el

enfoque

p r o b a b i l i s t i c o de l os

problemas

de

erosin

de unaplaya.En un diseno

p r o b a b i l i s t i c o , l afuncinde

p r o b a b i l i d a d de

densidadd

o

estimadosmlximos

o

mfnimos

se definen para todos

los

parametros

i n v o l u c r a d o s . E l

resultadoes unaporte

e s p e c i f l c a d o

por

cada

parametro,a la

incertidumbre total

del problema

de

diseio.

Debido

al gran

nmerode

manipulaciones

e st ad ist ic as i n v o l u c r a d a s , l a

mayoria de

l as veces

es necesario emplear computadoras. E l uso

de un enfoque

p r o b a b i l i s t i c o

para

l o s p e r f i l e s dee q u i l i b r i o de

una playa

y

por

consiguiente

paral a erosindel a dunay e l diseiodee s t r u c t u r a s deproteccinde costas

e s t i

enprctica

actualmente

en

Holanda.

Tambin es

p o s i b l e

extender los c^culos

p r o b a b i l i s t i c o s

para

establecer

d e s a r r o l l o s

costeros.La

p r o b a b i l i d a d

de unac i e r t a cantidadde

erosin

o

acumulacinenfuncin

de l

tiempo y

de l

l u g a r

puedese r

determinadaf i c i l m e n te sobre

l a

base

de un

modelol i n e a l simple.

E l

sucesoo fenmenomis

probable

asi'

como

l as

probabilidades

extremas a l ta s

o

bajas

pueden

ser evaluadasy

comprob adas

para

v a r i a s a l t e r n a t iva s .

Aparte

de unap ro b a b i l i d a d

completa

de f a l l o ,

el enfoque

p r o b a b i l i s t i c o hace p o s i b l e

s e l e c c i o n a r

rapidamente

l os parametrosmas r e l e v a n t e s ,

en

trminosde

su

aportea l

iesgo

e l e f e c t o devariacin

dentro

de

estos parametros.

Aunque

el

r i e s g o como t a l no

seri

disminuido,

todo

queda

biend e f i n i d o ysee v i t a n las sorpresas.Tambinlosmodelosen

computadorasson

de mucha

ayudasimulando

v a r i o s

escenarios

en ejecucin. U na

vez

mis

e l

f i n

que sepersiguees obtener una

solucin

que no sea unasorpresa,

basada

en

l a

p o s i b i l i

dad de

e s t u d i a r

con

rapideznumerosospardmetros

que

v a r i a n

r dpidamentepara

l o s d i s t i n t o s

escenarios de

l a

playa.

1.5 Listado a chequear para los aspectos

estructurales y elprocedimiento de diseno

0 .5

i 1.5

Fal tante

de

s e d l m a n t o /a n o

x 10%^

Figura6 Obrasd e proteccin de

playas

comparacin

para

una

playa

de

5 km.




33/192

introduccin

E n

e l

pasado,

solamentelas costumbres

y

la

e x p e r i e n c i a

l o c a l , determinaban l aseleccindel

t i p o

ydimensionesdela

proteccinc o st er a.

Aveceslos disenos eran conservadoresy

demasiado costosos

o

eran inadecuados,

por

ejemplo r e v e s t i m i e n t o s

coni n s u f i c i e n t e

r e s i s t e n c i a ,

eran

danadoscuando

se

exponfan

a

l a

accin

de l

o l e a j e .

Actualmente,D e l f t

H y d r a u l i c s ,

e l

M i n i s t e ri o

de

Obras

Pub licasdeHolanday muchaso t r a s

i n s t i t u c i o n e s

entodoel

mundo,

hanganado

mucha

experienciaenlase s t r u c t u r a s de

proteccin de costas.

Modelos

matemdticoss of i s t i c a d o s y

f a c i l i d a de s deensayos

estdnahora

d i s p o n i b l e s, en

las

cuales las

e s t r u c t u r a s pueden

serestudiadas

o

probadas.

Eneste

aspecto, el

canal

deolas

de

D e l f t

Hydraulics

debeser p a r t i c u l a r m e n t e

mencionado.

Esta

f a c i l i d a d

permiter e a l i z a r

ensayos

a

gran escalaoescalar e a l .

Las dimensiones,

la

e s t a b i l i d a d

y

la


tcnicade

la s

obras

de

proteccinde

costas

se

pueden

determinaractualmente sobre unabase

mas f i r m e

yapoyadaspor mejor

e x p e r i e n ci a

queenel

pasado.

Aveces, sin

embargo,

lasolucin que seesta considerandodebeser

ensayadaenun

modelo

aescalaya queno e x i s t en r e g l a s de diseno generalmente aceptadas.

Las r e g l a s dediseioe x i s t e n t e s seranrevisadasbrevemente enlos

subsiguientes

c a p i t u l o s . E l

l i s t a d oachequear

d el

procedimientodediseiopara

lo s

proyectosdealimentaclndeplayas

puedeser deducidode

los

diagramasde

la

Figura 4. E ll i s t a d oachequear para

e l

diseio

comnde

las

e s t r u c t u r a s n'gidas

( f i j a s )

estd aproximadamenteesquematizado debajoyen

l a

Figura7.

L i s t a d o

del procedimient ode

diseio

para

es tructuras

n'gidas

( f i j a s ) .

Los

elementos

mis

c r i t i c o sdel disenoe s t r u c t u r a l son:l a e s t a b i l i d a d de l a capadec u b i e r t a (capadeproteccin

O coraza),cimentacinsegura para

m i n i m a l i z a r

los asentamientos yla proteccind el p i e para

e v i t a r la socavacin.L ospasosusuales parad e s a r r o l l a r undiseioe s t r u c t u r a l

adecuado

son:

a. Formularl os requerimientosf u n c i o n a l e s.

b. Preparar

las

solucionesa l t e r n a t i v a s .

c. Seleccionar

l a

solucinmas f a v o r a b l e .

d. Determinar

e l

rango

de l

n i v e l

del

aguaen

el

l u g a r .

e. Determinar l as a l t u r a s deolas

y

las c o r r i e n t e s ( e v e nt u a l e s ) .

f . Buscar l a formade l a e s t r u c t u r a apropiada( g e o m et r i a ) .

g.

Revisin

de

los

p o s i b l e s

mecanismos

de

f a l l o .

h. Seleccionar

la s a l t e r n a t i v a s

decorazamasapropiadasy

e l

tamanou n i t a r i o de e l l a .

i. Diseno

de l

f i l t r o

yde

la s

capasi n t e r m e di a s .

j . Determinar

l a

trepada

(run

up)

p o t e n c i a l

paras it u a r

l a

elevacinde

l a

c r e s ta .

k. Deter minar la cantidad

de

sobrepaso esperada para lase s t r u c t u r a s bajas (depoca

elevacin de

l a c r e s ta ) .

1.

Disenode

l a

proteccin

d e l p ie , l o n g i t u d

detransicin

yla pro-

teccinde

l a

c r e s ta .

m.

Diseiar segn

la scaractristicas del

drenaje

si

se

r e q ui e r e n .

n. Tener

en

cuenta el

e s c u r r i m i e n t o

del

aguaen

el drea

l o c a l

yla producida por el

sobrepaso

y

preveer

o t r a s f a c i l i d a d es de

drena-j e tales como

a l c a n t a r il l a s

yzanjas.

O

Considerar condicionesextremasye v i t a r e l f a l l o por

flanqueo.

proteccinde costas (18 Noviembre 1996) R W S / I H E - Delft1.13


34/192

introduccin

p. Tener

encuentauna

buenacompactacin

para todos

l o s m a t e ri a l e s de

r e l l e n o .

q. Hacer unchequeof i n a l asudiseno.

r.

D e s a r r o l l a r e l c o st o estimadoparacadaa l t e r n a ti v a .

s.

S e l e c c i o n a r

e l

d i s e f i o

f i n a l .

t .

Preparar

l a s e s p e ci f i c a c i o n e s paral o s m at e ri a l e s, i n c l u i d o s e l

c o n t r o l

de c a l i d a d .

L a revisindeloselementos c l a v e quet i e n e n queser consideradoseneld i s e f i o

(dimensionamiento) sei l u s t r a ( p a r a

algunas

es tructuras deproteccin)en l a F i g u r a 7.Los

mtodosde

diseno

mdsd e t a l l a d o s s e

d i s c u t i r d n

en l a s c o n t r i b u c i o n e s

subsiguentes

e n

e l

c u r s o.

Debidoal a c o m p l e j i d a d deeste temaes i m p o s i b l e d e n tr o del aextensind e l

curso

c o r t o d a r

unarevisinmas d e t a l l a d a

para

todasl a s e s t r u ct u r a s deproteccinde costas, no o bs t a nt e l a

mayor

p a r t e

de

l o s p r i n c i p i o s

y

frmulas

de

d i s e f i o tambin son a p l i c a b l e s

para

o t r a s

e s t r u c t u r a s .




35/192

introduccin

groin aoarreo

arriba

- Ifnea de o o s t a

m e d i a

groin acarreo

abajo

DISTRIBUCIN

TIPICA DE GROINS

e s p a o i a m i e n t ode losg roins

e l e v a c i n de l lado de tierra

t r a n s i c i n s o b r e la orilla

e levac in de l lado del mar

d i s e f i o

e s t r u c t u r a l

d ei

groin

d is tano ia

h a c i al a t ierra

H

.1 : 30

I

e l e v a c i n de l re tn

a n c f i u r a

delc o l c h n de s o c a v a c i n

DHWL

S t r u c t

d i s e f i o e s t r u c t u r a ldel re tn

PLAYA COLGADA TIPICA

u b i c a c i n del re tn

filtro

c o l c h n de s o c a v a c i n

a n c h u r a

del

rea horizontal

8 - - 0 .

e l e v a c i nde la

parte

s u p e r i o r

talud

d i s e n o e s t r u c t u r a l

de l rea

de

s a l p i c a d u r a

c i m e n t a c i n del

fietro

e l e v a c i n deld i s e n o e s t r u c t u r aldel pie

~ a n c h u r adel pie

d i s e n o

e s t r u c t u r a lde l r e v e s t i m i e n t o

REVESTIMIENTO TIPICO

Figura

7 Mtodosdeproteccinde costasyconsideracionesdediseno.


R W S / I H E

- Delft1.15


36/192

introduccin

Comobaseparae l curso, sepuedeusare l Manual deProteccindeCostas(SPM1984).La

informacin suplementaria

sobre

variostpicos sepuedeencontrarenl i b r o sdetextoy

publicaciones

mis

especializadas,mencionadasenlas referenciasy enlas subsiguientes

seccionesyapndices. Esto seri s u f i c i ente para quienese s t i n involucradosenplaneamiento

y

diseno conceptual.

E l disenode

obras

de proteccin decostasnoesuntemasimple.Entodos loscasos,la

experiencia

y

e l j u i c i o i n g e n i e r i l juegan

un

papel importante

en

l aaplicacin

de

las r e g l a s

de

diseno,o

en su

lugar los

ensayos

matematicosof i s i c os

pueden

suministrar

una solucin

ptima(Figura 8).

m ed ic iones en el lugar

m ode los

ciculos

exper ienc ia

inst itucionesdel

investigacin

guvernamentalesl

contrat istas

manufactureros

consultores

Figura

8 Enfoquei n t e g r a l de la

proteccin

de

costas.




37/192

r?>;-lyi evi ('(:

I

'vi

in l' l' :-f r: c / e i y

,1

' I

I / .'

I ' '

I

.. ...

V

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Co;-,C O - n o .

6'-.7^^ -/-

7-=-

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38/192

O

I

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m i e,-v v . i .f

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ede (os p^n ff^er^

dP

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39/192


40/192

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r-l dl ^^f l / j , f,.

I

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-' d\

I I I

^ )

^->i'.-,.cnu d: rr-d/'^Jo .


41/192


42/192

r -

-- a

; /-


43/192

X/JrnPpr,

wp

CAPITEVI

E S T A B I L I D A DBSTATICA Y DINAMICA DE MATERIALESSUELTOS.

p o r

J e n t s j e

W.

van derMe e r

DELFT HYDRAULICS, P.O. Box

152,

8300

AD

E m m e l o o r d ,

TheN e t h e r l a n d s .


44/192

CONTENIDO.

1 . INTRODUCCIN.

1. 1P r o c e s os

i n v o l u c r a d o sen

l a se s t r u c t u r a s

depro teccindec o s t a s

1.2 Clasificacindel a s


c o s t e r a s .

2.

PARAMETROS ESTRUCTURALES.

2 . 1 P a r a m e t r o s e s t r u c t u r a l e s r e l a c i o n a d o s

con

l a so l a s .

2. 2

P a r a m e t r o s e s t r u c t u r a l e s

r e l a c i o n a d o sconl ar o c a .

2. 3P a r a m e t r o s e s t r u c t u r a l e s

r e l a c i o n a d o s

c o n l a s e cc i n t r a n s v e r s a l

2. 4

P a r a m e t r o s e s t r u c t u r a l e s

r e l a c i o n a d o sconl ar e s p u e s t a de l a

e s t r u c t u r a .

3 INTROroCCION

A LA RESPUESTA ESTRUCTURAL.

4-

CAPAS DE CORAZA DE ROCAS.

5.

CAPAS DE CORAZA DE

E LQffiNTOS

DE

H0RMI60N

6-

ESTRUCTURAS DE CORONACIONBAJA.

6 . 1 Ro mpe o la s

t i p o

a r r e c i f e ( F i g u r a

1 7 A ) .

6.2Ro mpe o la sdeco r onacin b a j a e s t a t i c am e n t e e s t a b l e s

( F i g u r a

17B)

6 .3 Ro mpe o la s s u m e r g i d o s ( F i g u r a 1 7 C ) .

7.

TAIUDES

DINAMICAMENTE

ESTABLES (ROMPEOLAS DE

BERMA).

8. T A L D E SESCALONADOS (O CON BERMA) Y C OM P E S T O S .

9. CAPAS

SUBYACENTES

Y F I L T RO S .

10.

PROTECCION DEL

P I E

DEL

TALUD.

1 1 .MORRO

DEL ROMPEOLAS.

12.

TRANSPORTElNGITDINALDEMATERIALES

G R E S O S .

REFEEENCIAS.


45/192

1 . INTRODUCCIN. /

/

L os p r o c e s o s i n v o l u c r a d o s

e n l a


d e l a s


d e

pro teccin de

c o s t a ssome

t i

d a s

a l a a cc i n d e

l a so l a s

s o nn u m e r o s g ^ .

L a m a y o r i a

d ee l l @ s

s e r a n

t r a t a d s s SB^bv^mm^(^/^%ipmM i n t r o d u c

cin;

e n

e s t e

trtectrn

- y

slo u n

r e d u c i d o

n m er o d e l e s

m i s m a s

s e r a n

d e s c r i t g s a

f o n d o .

E s t o s

t e m a s

sn: l a h i d r a u i i c a y p a r a m e t r o s

e s t r u c t u r a l e s y l ar e s p u e s t a d e l ae s t r u c t u r a e n s uc o n j u n t oo p a r t e

de e l l a d e b i d o a l a a cc i n d e l a s c a r g a s h i d r a u l i c a s . L a sr e s p u e s t a s

d e l o s s i g u i e n t e s t i p o s

d e


op ar t e s d e

e l l a s

s e

d e s c r i b e n

a c o n t i n u acin :

1 .

C apas d e

c o r a s a

c o n

- ^ ^ ^ n p - ^ ^ - ^ 'r o c a s .

2. C apas d e c o r a s a c o ne l e m e n t o s d e ho r m i g n .

3. E s t r u c t u r a s de co ronacin

b a j a .

4. T a l u d e s d i n a m i c am e n t e

e s t a b l e s

( r o m p e o l a s d e b e r m a ) .

5. T a l u d e s e s c a l o n a d o s y c o m p u e s t o s .

6 . Capas

s u b y a c en t e s

y

f i l t r o s .

7. P r o t ec ci n d e l p i e d e l

t a l u d .

8. M o r r o d e l

r o m p e o l a s .

9. T r a n s p o r t e l o n g i t u d i n a l d e

m a t e r i a l e s

g r u e s o s .

1. 1

P ro c e s o s i n v o l u c r a d o s

e n

l a s e s t r u c t u r a s

d e p r o t e c c i n d e

c o s t a s .

L a m a y o r p a r t e

d e

l o s pr o c e s o s i n v o l u c r a d o s

e n l a


d e l a s

e s t r u c t u r a s de pro t eccin de c o s t a ss em u e s t r a n e n u n e s q u e m ab a s i c o

en

l a

F i g u r a

1 .

L a s ^

c o n d i c i o n e s a m b i e n t a l e s

( o l a s , c o r r i e n t e s y caractristicas

g e o t c n i c a s ) c o n d u c e n a u n n mer o d e

p a r a m e t r o s

q u e

d e s c r i b e n

l a s

c o n d i c i o n e s

d e

c o n t o r n o

e n l a

e s t x n i c t u r a

o e n

f r e n t e

d e

e l l a

( A ) .

E s t o s p ar a m e t r o s

n o

e s t a n

i n f l u e n c i a d o s p o r l a

e s t r u c t u r a

e n s i y

g e n e r a l m e n t e

e l

p r o y e c t i s t a

d e u n a

e s t r u c t u r a

d a d a n o i n f l u y e e n l o s

m i s m o s .

L a s

caractristicas

de l a s

o l a s , t a l e s como

s u a l t u r a ,

d i st r i b u ci n d e l a s

a l t u r a s , r o t u r a , p e r i o d o , a n g u lo

d e

i n c i d e n c i a

y f o r m a

d e s u e s pe c t r o , a s i

como

l a s

c o i > r i e n t e s ,

l a

oonfiguracin

geomtrica d e l a o r i l l a , l ap r o f u n d i d a dd e la g u a , l o sn i v e l e s d e l

a g u a y e l i n c r e m e n t o d e l o s m is mo s ( s e t - u p ) s o n l o s p r i n c i p a l e s

p a r a m e t r o s h i d r a u l i c o - a m b i e n t a l e s .

L o s p a r a m e t r o s p i ^ e d o m i n a n t e s

s ep u e d e n

d i v i d i r

e n

d i f e r e n t e s

c l a s e s :

l o s r e l a c i o n a d o s

c o n l a

H i d r a u i i c a

( B e n l a

F i g u r a 1 ) , l o s r e l a c i o n a

d o s c o n l a G e o t c ni a ( C ) y l o s r e l a c i o n a d o sc o n l ae s t r u c t u r a e n s i .

L o s p a r a m e t r o s

h i d r a u l i c o s

e s t a n r e l a c i o n a d o s

c o n l a d e s c r i pc i n d e

l a accin de l a so l a s s o b r e l ae s t r u c t u r a ( r e s p u e s t ah i d r a u i i c a ) L a s

r e s p u e s t a s

h i d r a u l i c a s p r i n c i p a l e s s o n l at r e p a d a d e l a so l a s h a c i a

a r r i b a

( r u n - u p )o h a c i a a b a j o ( r u n - d o w n ) , e ls o b r e p as o d e l a so l a s

( wave

o v e r t o p p i n g )

l a t r a n sm is i n y l a r e f l ex i n d e l o l e a j e . L o s

p a r a i n e t r o s g e o t cn i co s s e r e l a c i o n a n , p o r

e j e m p lo ,

c o n l a

l i q u e f a c

cin,

l o sg r a d i e n t e s

d i n a m i c o s

y l a s

p r e s i o n e s

d e

p o r o s

e n

e x c e s o .

L a e s t r u c t u r a p u e d e s e r d e s c r i t a p o r u n g r a n nme r o d e p a r a m e t r o s

e s t r u c t u r a l e s ( D ) . A l g u n o s d e l o s p a r a me t r o s e s t r u c t u r a l e s d e

i m p o r t a n c i a

s o n e l t a l u d d e l ae s t r u c t u r a , l amasa y l ad e n s i d a d d e

l a r o c a , l af o r m a d e l o s g r a n o s o d e l a s r o c a s , l ar u g o s i d a d s u p e r f i

c i a l , l a c ohe s in . l ap o r o s i d a d , l a pe r m e a b i l i d a d , l o se s f u e r z o s

c o r t a n t e s , l o s m d u l os vo lu m t r i c os , l a s

d i m e n s i o n e s

y l a s e cc i n

t r a n s v e r s a l

d e l a


L as

c a r g a s

s o b r e l a e s t r u c t u r a o s o b r e e l e m e n t o s e s t r u c t u r a l e s

e s p e c i f i c o s v i e n e n

d a d a s

e n s uc o n j u n t op o rl o s pa r a m e t r o s a m b i e n t a -

1


46/192

l e s ,

h i d r a u l i c o s ,

g e o t cn i co s y e s t r u c t u r a l e s ( E e n l aF i g u r a 1 )

E s t a s c a r g a s

p u e d e n s e r d i v i d i d a s e n :

c a r g a s d e b i d o

a lm o v i m i e n t o

e x t e r n o

F i g u r a 1 . E s q u e ma b a s i c o d e eva l u ac i n d e l ar e s pu e s t a d e l a s

e s t r u c t u r a s d e pr o t e ccin d e c o s t a s .

d e l

a g u a

s o b r e

l a

e s t r u c t u r a

y

c a r g a s . d e b i d o

a lm o vi m i e n t o

i n t e r n o

d e l

a g u a e n l a

e s t r u c t u r a

y a l o ss i s m ^ ^ E lm o v i m e n t o

e x t e r n o

d e l

a g u a

e s t a i n f l u e n c i a d o , e n t r e o t r o s f a c t o r e s ,

p o r l a d e f or m ac in d e

l a s o l a s ( r o m pi e n t e s

o n o

r o m p i e n t e s ) ,

l a

t r e p a d a ( r u n - u p)

y e l

r e t r o c e s o _ ( r u n - d o w n ) , l a t r a ns mi si n , e l

s o b r e pa s o ( o v e r t o p pi n g )

y

l a

r e f l e x i o n

d e l

o l e a j e .

E l

m o vi m i e n t o i n t e r n o

d e l

a g u a d e s c r i b e

l a

p e n e t r a c i o n

odisipacin d e la g u a e n e l

i n t e r i o r

d e l ae s t r u c t u r a

l a

y a r i a c i o n

d e l a s

p r e s i o n e s

d e

po r o s

y l a va r ia ci n d e l

n i v e i

f r e a t i c o .

L a s

c a r g a s

o r i g i n a d a s p o rl a so l a s g e n e r a d a spo rl o s

b a r c o s

no s e r a n t r a t a d a s e n e s t a

t r a b a j o .

E l l e c t o r d e b e c o n s u l t a r e l

t r a b a j o d e V e r h e y y

B o g a e r t s

( 1 9 8 9 ) . P t X ^ S S ^ ^

C a s i _ t o d o s

l o sp a r a m et r o s

e s t r u c t u r a l e spu4ie** t e n e r a l g u n a

o u n a

g r a n

m f l u e n c i a

s o b r e

l a s

c a r g a s .

E lt a m a n o, l af o r m a y l a g r a n u l o me -

t r i a

d e l a s

r o c a s

d e

c o r a s a t i e n e n i n f l u e n c i a

e n l a

r u g o s i d a d

d e l

t a l u d

y p o r c o n s i g u i e n t e en l at r e p ad a ( r u n - u p ) y e lr u n - d o w n E l

t a m a n o y l ag r a n u l o m e t r i a d e l f i l t r o ,

co n j u n t a m e n t e

c o nl a s

c a r a c t

r i s t i c a s a n t e s m e n c i o n a d a s d e l a sr o c a s d e c o r a za , t i e n e n i n f l u e n c i a '

e n l a pe r m e a b i l i d a d d e l a e s t r u c t u r a , y p o r c o n s i g u i e n t e e n e l

m o v i m i e n t o i n t e r n od e la g u a .

L a r e s i s t e n c i a

c o n t r a

l a s

c a r g a s ( o l a s , t e r r e m o t o s )

pue d e s e r

l l a m a d a

l a

r e s i s t e n c i a

d e l a

e s t r u c t u r a

( F e n l a

F i g u r a

1 ) L o s

p a r a m e t r o s

e s t r u c t u r a l e s

s o n

e s e n c i a l e s

e n l a

formulacin '

d e l a


d e l a


L a

m a y o r p a r t e

d e

e l l o s t i e n e

tambin

i n t i u e n c i a

e n l a s

c a r g a s , como

s e

d i j o a n t e r i o r m e n t e .

F i n a l m e n t e ,

l a c om pa r ac in d e l a


c o nl a s

c a r g a s

c o n d u c e

a u n adescripcind e l ar e s p u e s t a d e l ae s t r u c t u r ao d e s u se l e m e n t o s

e n l a F i g u r a 1 ) l a d e s cr i pc in d e l o sl l a m a d o s mecan i smo s d e

f a l l o .

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m e c a n i s m o

d e

f a l l o pue d e

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t r a t a d o

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f o r m a d e t e r m i n i s t i -

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p r o b a b i l i s t i c a .

L a s r e s p u e s t a s h i d r a u l i c o - e s t r u c t u r a l e s s o n : l a


d e l a s

c ap a s d e c o r a z a c ap a s d e f i t r o , c r e s t a s , c o n t r a t a l u d e s y p i e s d e

b e r m a s y l ae s t a b i l i d a d d e l o s m u r os s o b r e l a sc r e s t a s y l o st a l u d e s

d i n a m i c a m e n t e

e s t a b l e s .

L a s

r e s p u e s t a s

g e o t cn i cas o

i n t e r a c c i o n e s

son .

f a l i e s d e

t a l u d e s ,

liq ue f accin,

r e s p u e s t a d i n a m i c a , e r o s i o n e s

m t e r n a s

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i m p a c t o s .

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L a F i g u r a 1puede_tambin s e ru s a d a p a r a

d e s c r i b i r

l o s d i i e r e n t e s

t i p o s

d e m o d e l o s f i s i c o s y n u m r i c o s d e


d e e s i r u c t u r a s

d e proteccin d e c o s t a s . S e u s a u n mt o d o d e c a j a n e g r a s i l o s

p a r a m e t r o s a m b i e n t a l e s ( A e n l a F i g u r a 1 ) , h i d r a u l i c o s ( B ) y

e s t r u c t u r a l e s

( D ) s o n

m o d e l a d o s f i s i c a m e n t e

y s e d a n l a s

r e s p u e s t a s

( G ) e n

g r a f i c o s

o

f o r m u l a s .

No se

c o n s i d e r a n

n i l a d es cr ipci n d e l

m o v i m i e n t o d e la g u a ( E ) n i l ar e s i s t e n c i a ( F ) .

S e u s a u n m t o d o d e

c a j a

g r i s s i

p a r t e s

d e l a s

c a r g a s

( E ) s e d e s c r i

b e n

m e d i a n t e f o r m u l a c i o n e s

tericas om o d e l o sn u m r i c o s

r e l a c i o n a d o s

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( F ) d e l a

e s t r u c t u r a

p o r

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f i a b i l i d a d . L a de r ivacin

e x a c t a

d e u n a f r m u la

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pu d i e r a s e r e l

e j e m p lo

mas

s i m p l e

d e

e l l o .

2


47/192

/

F i n a l m e n t e ,

s e u s a u n m t o d o d e

c a j a

b i a n c a s it o d a s l a sc a r g a s

r e l e v a n t e s y c r i t e r i o s d e f a l l o p u e d e n s e r d e s c r i t o s

m e d i a n t e

f o r m u l a e i o n e s t e r i cas o f i s i c a /om o d e l o s n u m r i c o s ,s i nc o n s t a n t e s

e m p i r i c a s . E s o b v i o q u e tsSafe u n t i e m p o en o rme y u n t r e m e n d o

e s f u e r z o d einvestigacin a n t e sd e q u e l a s e s t r u c t u r a s d e pr o t e ccin

d e

c o s t a s

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p u d i e r a n

s e r

d i s e f i a d a s

m e d i a n t e

u n a

c a j a

b i a n c a .

L o s c o l o r e s n e g r o , g r i s o b i a n c o u s a d o s pa r a d

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