TEMA III SISTEMAS PLAYEROS
OBJETIVO: Interpretar la morfolgía costera y el equilibrio playero. Cuantificar el transporte litoral
III.1
DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN DE COSTAS
Costa
La costa es la parte de un continente o de una isla que limita
con el mar. También se
denomina Litoral a la costa de grandes ríos. Tiene un paisaje
inestable, donde en los sectores de playa su perfil
bidimensional puede crecer debido al depósito de sedimentos y en otros
casos puede disminuir por los procesos de erosión marina.
Pero las costas también son modificadas por otros factores, como el clima, el viento, el oleaje, actividad
biológica y las actividades humanas.
Clasificación de las costas
Costas de direcciones
estructurales preponderantes
v Costas de tipo Pacífico
(Longitudinales)
· Son paralelas a la línea
de costa.
· Presentan un trazado rectilíneo, particularmente
rígido cuando existen fallas (costa de fallas), en las que
el bloque hundido está sumergido.
· El plano de falla forma un falso acantilado que
dificulta la acción marina cuando su base está por debajo del rompiente de las
olas.
v Costas de tipo Dálmata
· entra en contacto con cadenas de plegamiento paralelas
a la línea costera.
· Se caracterizan por la existencia de islas
alargadas cuyo origen está en la sucesión de sinclinales, sumergidos, y
anticlinales, emergidos (islas) separados por surcos marinos poco profundos
llamados “canales”.
· Las aguas de estas costas suelen ser tranquilas
debido a la multitud de obstáculos que encuentran las corrientes y, sobre todo,
las olas.
v Costas de tipo Atlántico
(Transversales)
· Las estructuras geológicas son perpendiculares a la
línea de costa.
· Su trazado presenta entrantes y salientes continuos
y muy definidos.
· Hay pues multitud de cabos y golfos profundos
consecuencia de la inundación de las estructuras (plegadas o falladas) en las que se inunda el graben o fosa y
emerge el horst.
· Las debidas a la sumersión de cadenas de plegamiento
presentan bahías en forma de hoz separadas por promontorios disimétricos (costa
de Argelia).
v Costas Volcánicas
· Suelen ser muy recientes o incluso activas.
· Son costas abruptas que apenas han sido
desmanteladas.
· Aparecen en volcanes aislados o en archipiélagos
alineados a lo largo de las grandes fracturas tectónicas terrestres (Kuriles, Aleutianas, Indonesia), o sobre las dorsales oceánicas (Canarias, Azores, Islandia).
· Cuando se abre una brecha en el cono, el mar invade
la caldera formando una bahía y una isla con forma de herradura o múltiples
islas que rodean la caldera (Santorini, Nisida, Galápagos).
· La multiplicación de los volcanes a lo largo de las
costas da lugar a un trazado lobulado cuyos cabos son las lenguas de lava más o
menos recientes.
Costas de modelado sub-aéreo
v Costas de rías
Término gallego que indica un
valle fluvial invadido por el mar. Costa muy accidentada resultado de la
inmersión de una masa de tierra muy erosionada por la acción de los ríos (las
desembocaduras son inundadas). Suele darse sobre rocas metamórficas y
cristalinas. Su localización depende de la red de fallas o la existencia local
de rocas menos resistentes. El tipo clásico es el de ría abierta, con forma de
embudo orientado hacia el mar. También se da la ría en botella, cuya salida
está cerrada por un paso estrecho. Ante la salida de las rías suele haber
islas, residuos de rocas resistentes.
v Costas de Fiordos
· Está fuertemente indentada por las paredes abruptas
de los fiordos, que son valles glaciares sumergidos con forma de artesa.
· La desaparición de la lengua glaciar conlleva la
liberación del peso del hielo y el consiguiente ascenso isostático del
continente, produciendo un contacto muy variable entre la tierra y el mar que ha
dificultado la erosión marina.
· El fiordo presenta una entalladura muy profunda
modelada sobre rocas resistentes.
· Normalmente están ramificados.
· Su localización depende de la red de fallas o la
existencia local de rocas menos resistentes.
· Sus paredes son abruptas, casi verticales, con
valles colgados que vierten sus aguas en forma de cascadas.
· La sedimentación es pobre y además la profundidad
de los valles (de hasta 1.200 m) dificulta la emersión de depósitos.
v Costas cubiertas por un
inlandsis
· Están cubiertas por grandes glaciares.
· Las formas dependen de los modelados locales, ya
sean de excavación o de sedimentación.
· Suelen presenta múltiples entalladuras y estar
precedidas de islas bajas.
· Son muy característicos los amplios lóbulos fan
bahías abiertas poco profundas.
v Costas de Calas
· Se puede considerar como un caso particular de
costas de rías, pero presenta entrantes que terminan en fondo de saco y la
litología suele ser caliza.
· Son resultado de la sumersión de cañones o dolinas.
También de antiguas grutas cuyo techo se ha hundido.
· En regiones kársticas muy evolucionadas aparecen
delante de la línea de costa islotes escarpados, torres y pitones.
· En estas zonas la acción del mar es muy reducida
debido a lo intrincado de la costa. Además, la ausencia de cursos de agua
superficiales no contribuye a regularizar el perfil longitudinal de los valles.
v Costas con Skiar
· Las costas con skiar (escollos en las lenguas
escandinavas) se deben a la inundación de una llanura de erosión glaciar en la
que emergen las rocas aborregadas.
· Presentan múltiples y minúsculos archipiélagos
rocosos, bajos y prácticamente desnudos.
· Los escollos rocosos también forman skiargaard
delante de las costas de fiordos y de inlandsis.
· Costas bajas erosionadas por los glaciares que
dejaron gran cantidad de pequeñas islas.
Costas de abrasión
v Costas acantiladas
· Bordean mares agitados por fuertes oleajes.
· Aparecen normalmente en regiones montañosas o de
macizos antiguos o escudos.
· También aparecen en rocas sedimentarias compactadas
como las calizas.
· Los acantilados más verticales se presentan sobre
las rocas más sensibles a la acción mecánica y lo suficientemente coherentes
como para mantener la verticalidad (calizas y cuarcitas).
Costas
de acumulación
v Costas de isla barrera
· Se caracterizan por la existencia de un largo
cordón litoral arenoso paralelo a la línea de costa inicial.
· La longitud de estos cordones puede llegar a ser de
varias decenas de kilómetros, viéndose interrumpido por pasos denominados graos
que permiten la renovación del agua somera del lago.
· Cuando el cordón está aislado a varios kilómetros
se habla de costas con islas barrera y delimitan un ancho canal marino.
· Algunos brazos del cordón pueden estar enlazados
con la costa y aislar lagunas formando costas de lidos.
· Son propias de mares con escasa amplitud de marea y
golfos extensos donde las corrientes de deriva disponen de volúmenes
sedimentarios importantes.
v Costas pantanosas con
marismas y manglares
· Aparecen en el dominio fluviomarino.
· Son costas muy bajas, llanas y monótonas.
· Se localizan en mares con plataformas continentales
poco profundas capaces de acoger los derrubios finos que aportan los grandes
ríos.
· La vegetación juega un destacado papel en su
desarrollo y diversificación. Cuando en las zonas pantanosas hay manglares se
denomina costa con manglares.
v Costas deltaicas
· Su configuración se debe más a la acción de los
cursos de agua que a los agentes marinos.
· Aparecen en mares con mareas y corrientes débiles y
siempre que la plataforma continental tenga poca profundidad.
· Existen varios tipos fundamentales: arqueado,
digitado y triangular.
· Los deltas coalescentes forman llanuras deltaicas.
v Costas dunares
· La formación de dunas determina la línea de costa.
· Presencia de un ancho cordón de dunas que puede
extenderse durante cientos de kilómetros y elevarse decenas de metros.
· Hacia el interior suelen presentarse diversos
niveles de dunas (primarias, secundarias y terciarias).
· El agua de arroyada puede quedar atrapada en el
interior del cordón dunar formando rosarios de lagos de agua dulce colgados
ligeramente por encima del nivel del mar.
· Se localizan en zonas de amplios esteros barridos
por la brisa del mar o en desiertos costeros.
v Costas de arrecifes
coralinos
· Su crecimiento se debe a la acción de una serie de
organismos: corales y algas.
· Cuando se desarrollan forman depósitos de carbonato
cálcico denominados arrecifes coralinos.
· A medida que los corales mueren otros nacen sobre
sus esqueletos calcáreos depositados.
· Cuando el coral se rompe debido a la acción de las
olas, los fragmentos pulverizados se acumulan en playas de arena blanca.
· Las costas coralinas se originan en las caldeadas
aguas tropicales, entre los 30º lat. N y los 25º lat. S.
· Requieren una temperatura superior a 20 °C, poca
profundidad, aguas limpias y bien aireadas (expuestas).
v Costas de estuarios
· Presenta caracteres ligados a la inundación del
curso fluvial.
· Su forma depende de la dinámica de las aguas
corrientes y su interacción con las mareas.
· Está muy asociada a las costas de marismas y de
islas barrera.
v Costas de acumulación
glaciar
· Las costas son bajas y verdes, con bruscos
ensanchamientos y contrapendientes.
· La erosión marina, fácil en los materiales
morrénicos, y la acumulación rápida en esas aguas poco profundas, regularizan
rápidamente este tipo de costa.
III.2 ORIGEN Y MOVIMIENTO DEL MATERIAL PLAYERO
La sedimentación es la
acumulación por depositasión de todos aquellos materiales alterados y
transportados previamente. Siempre tiene lugar cuando disminuye la energía de
los agentes de transporte. Por ejemplo cuando el río llega al mar, los sitios
donde se acumulan los sedimentos se llaman medios sedimentarios y de su estudio
se desprende que podemos conocer los medios de transporte y erosión que han
sufrido los materiales, también de donde provienen y que medio había cuando se
depositaron esos materiales.
Hay medio sedimentario y cada
medio tiene una identidad diferente. En ellos actúan la erosión, el transporte
y la sedimentación, en las laderas de transporte, un ejemplo es una delta, es
decir cuando hay precipitación, el agua arrastra sedimentos y se depositan en
la delta con lo que hay un predominio de sedimentación, cuando llega la
primavera, es el periodo de estiaje y el caudal es mínimo, en los deltas no hay
estabilidad, el oleaje produce erosión.
Aunque la Tierra es muy
variada, observamos que el número de medio sedimentario es muy reducido. Al ser
reducidos permiten le definición de sus características e identificar
claramente uno de otro.
La Sedimentología se encarga
de analizar las sucesiones de rocas sedimentarias antiguas. En base a este
estudio se determina el medio sedimentable de cada suceso.
III.3 PERFILES PLAYEROS DE EQUILIBRIO
El perfil de equilibrio de un río es el estado estacionario de
un curso fluvial, en el que el perfil longitudinal de éste no cambia su forma
en el tiempo. Se puede entender como un balance entre el alzamiento tectónico,
y la tasa de erosión que actúa sobre el lecho del río.
La erosión se produce en las
costas que están expuestas a olas que han recorrido una gran distancia, o con
vientos marinos que traen mucha energía. Estas costas están dominadas por acantilados, en cuya base se produce una plataforma erosionada
por las olas. Sin embargo cuando la dinámica de una zona de rompiente en una
playa cambia temporalmente hacia tipos en que predomina la acción erosiva se
pueden observar en el paisaje, micro acantilado de playa.
La erosión costera es
producida a través de la acción hidráulica (la presión de las olas que rompen a los pies del
acantilado) y del proceso por el cual los sedimentos del agua son arrojados
contra la superficie rocosa.
La zona litoral es la más dinámica de todos los
ambientes marinos. Las playas y extensiones submarinas de playas no son
superficies estables pues se acrecientan y erosionan en respuesta a los cambios
en los niveles de energía asociados con el oleaje. Una sola tormenta puede
desgastar una gran porción de la playa en horas. La arena usualmente retorna en
un periodo de meses por un régimen de olas menos severo.
III.4
CUANTIFICACIÓN DEL TRANSPORTE LITORAL
La información sobre los cambios de las playas en
el área de interés se puede recopilar mediante la medición de perfiles de
playa. Para ello se estableasen nueve estaciones en la zona de estudio y sobre
ellas se llevaron a cabo seccionamientos normales a la línea de costa. Las
mediciones se realizan por nivelación normal utilizando nivel fijo, cinta y
estadal. Los perfiles se nivelan mensualmente durante el periodo que se desea
estudiar; por lo general durante la marea baja para poder cubrir una mayor
amplitud de playa.
Durante el periodo de investigación se efectuaron observaciones del oleaje determinando alturas y periodos promedios de olas en la zona de rompientes. Las mediciones se llevaron a cabo por el método utilizado por Gorsline (1966).
III.4.1
MÉTODOS DE CAMPO
El uso
cuantitativo del método de trazadores de arena en zona de rompientes, fue
introducido por Komar e Inman (1970), con base en desarrollos de metodologías
de trazadores fluorescentes para estimar el transporte de sedimentos en ríos.
Entre los experimentos tipo, más cuantitativos que utilizaron arena marcada con
colores fluorescentes, se mencionan los realizados por (Komar e Inman, 1970;
Knoth y Nummedal, 1977; Inman, et al, 1980; Kraus, Farinato, y Horikawa, 1981;
Kraus, et al, 1982; Katoh, Tanaka, 1985).En la aplicación del método de trazadores fluorescentes se han adaptado dos diferentes en la cuantificación de la cantidad del transporte litoral en la zona de
Rompientes. El 1° Método de Muestreo Espacial (MME), los muestreos se obtienen en un tiempo tan cercano y simultáneamente como sea posible, en una malla horizontal del lado de abajo del punto o línea de inyección del trazador. El segundo es el llamado Método de Muestreo Temporal (MMT), en el cual las muestras se alcanzan en intervalos cortos de tiempo fijos en una línea del lado de abajo del punto de inyección del trazador.
1.
Realización sistemática de sondeos topográficos y batimétricos alrededor
de un obstáculo, prolongado perpendicularmente desde la costa o mediante
sondeos sistemáticos en una trampa de sedimentos
2. Mediante
el uso de algún tipo de trampa de sedimentos.
3. A
través de la aplicación de la técnica de trazadores fluorescentes, o de
trazadores radioactivos.
4.
Mediante el desarrollo de algún tipo de detector para el movimiento de
sedimentos.
La primer técnica es un método efectivo, pero ordinariamente muy caro. El segundo y cuarto métodos están ahora en desarrollo. Por tanto, la aplicación del tercer método se considera el más conveniente y el más barato, particularmente hablando de los trazadores fluorescentes.
En la
técnica de trazadores para la medición del transporte litoral, se tienen dos
tipos; uno es el trazador radioactivo y el otro el trazador fluorescente. El
radioactivo tiene muchas ventajas en comparación con el fluorescente, pero es
restringido física y socialmente. El trazador fluorescente, aunque de menor
eficiencia que el radioactivo en los trabajos de campo y en los análisis del
laboratorio, pero puede emplearse sin algún daño en algún lugar específico.
1.
La sedimentación natural de material grueso, de arena o de guijarros de
un sitio de estudio, pueden ser fácilmente marcados.
2. La
mayoría de pinturas empleadas, no presentan riesgos legales ni de salud.
3. Diferentes
colores fluorescentes pueden emplearse para diferenciar sucesivas pruebas en
una localidad, o para trazar el movimiento de diversos tamaños de fracciones de
sedimento.
4. La
solubilidad del trazador fluorescente, se puede en algunos casos ajustar de tal
forma que la pintura adherida en los granos de arena permanezca por varios días
o por varios años.
5. El
costo de la pintura fluorescente es relativamente barata.
6. El
pintado de la arena puede efectuarse en cualquier lugar y en principio,
transportarse al sitio de estudio.
7. El
tiempo para la pigmentación de la arena es corto; algunas veces requiere sólo
algunos minutos de trabajo.
8. En la
mayoría de los casos, la arena que se va a pintar no requiere de alguna
preparación especial previa.
9. La
sensibilidad de la técnica de trazadores fluorescentes es por lo menos un grano
en 1x106 granos, la cual equivale a la técnica de trazadores radiactivos.
10.
La pintura no afecta las características hidráulicas de los granos de
arena marcados
Preparación
de los trabajos de campo
mediante
el cabo. Por otro lado, simultáneamente al primero se instala un tránsito en la
parte alta de la playa, ubicándolo con respecto a una mojonera de la polígona
de apoyo. Posteriormente se orientan las dos primeras estaciones colineales en
cualquier
Transepto
de la malla, y una estación perpendicular lo mas cercana a uno de los
mencionados. Los demás se sitúan por medio de la alineación de balizas, y de la
intersección de cadenamientos con las propias longitudes.
Rastreo
de trazador fluorescente
Se
coloca en la parte alta de la playa (15 m aproximadamente arriba del limite superior
del estarán), en dirección de cada uno de los transeptos contenidos en la malla
de control. La secuencia del rastreo por estación, es la siguiente: se hinca un
bastón en la arena; y sobre la base de éste, se coloca la tarjeta sujetadora
fuertemente, mediante ligas. Se transporta el bastón rastreador a la estación
correspondiente, y sobre el fondo marino se presiona con movimientos elípticos
a fin de que se adhiera a una capa uniforme de sedimentos sobre la vaselina en
la tarjeta. Una vez logrado el objetivo, y ya ubicados en la zona de
preparativos, se desprenden las ligas del rastreador y se protege la tarjeta,
con una envoltura de plástico, antes de que se contamine con arena de la parte
alta de la playa.
Paralelamente,
se anota en la bitácora la hora exacta en que se efectuó el rastreo en la
estación, y se prepara otro bastón para el siguiente rastreo estacional.
Los
trabajos que se describen a continuación sirven de apoyo y correlación entre el
método de trazadores fluorescentes y fórmulas semiempíricas en la
cuantificación del transporte litoral; se efectúan durante o subsecuentemente a
cada rastreo (en ciclo), excepto en los que se indique en la metodología propia
de cada trabajo.
La
única condición en el frente marítimo durante la campaña para efectuar el
levantamiento de perfiles playeros, será el, nivel de bajamar inferior. Si esta
condición cae de noche, se selecciona la hora más cercana a este nivel a la luz
del día.
Bajo
esa condición, se coloca un tránsito en la parte alta de la playa con dirección
al transepto seleccionado, nivelando el aparato y tomándose su altura; y
posteriormente referirlo con una mojonera de la polígona de apoyo.
Se
efectúa a la altura de 1 y 2 m de la superficie mediante un Anemocinemógrafo,
determinando directamente la dirección, sentido e intensidad del viento.
III.4.2
FÓRMULAS EMPIRICAS
Para modelar un perfil de equilibrio, primero se debe contar con una ley de
erosión.Ley de erosión
Es una expresión que da cuenta de la velocidad con que el río excava su lecho
Equilibrio
dinámico
En un estado estacionario o de equilibrio dinámico, la tasa de alzamiento
de la región es igual a la
tasa de erosión fluvial
Ley de Hack
Es también necesario contar con una ley que relacione la distancia entre el
punto más alto del río (su cabecera o nacimiento) y un cierto punto (distancia) y el área de
drenaje del río en ese mismo punto (superficie).Donde vale típicamente alrededor de 0,6.
Condiciones de borde
Siendo la diferencia de cotas
entre el nivel de base del río y su punto más alto (x=0).
III.4.3
INTEGRACIÓN DEL REGIMEN ANUAL
Gráfico de la expresión del perfil normalizado para distintos
valores
Perfil de un Río
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