Upload
santiago-cavagna
View
227
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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 ) .
7/26/2019 Proteccion De Costas
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 ,
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
^
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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^
7/26/2019 Proteccion De Costas
9/192
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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/^e^ 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 Cf^e
^O
^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(
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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 '^elloa
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 c^oT^i^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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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.
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E
- Delft1.4
7/26/2019 Proteccion De Costas
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 .
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E
- Delft1.5
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
f a c t i b i l i d a d
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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.
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E
- Delft1.8
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E
- Delft
1.9
7/26/2019 Proteccion De Costas
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.
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E
- Delft1.10
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
e
o
p
v
d
r
e
e
v
c
v
o
e
e
p
c
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
r o m p e o l a s f u e r a
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
r o m p e o l a s f u e r a
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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.
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E - Delft1.12
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
f a c t i b i l i d a d
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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 .
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E - Delft1.14
7/26/2019 Proteccion De Costas
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.
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E
- Delft1.15
7/26/2019 Proteccion De Costas
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.
proteccinde costas (18 Noviembre 1996)
R W S / I H E - Delft1.16
7/26/2019 Proteccion De Costas
37/192
r?>;-lyi evi ('(:
I
'vi
in l' l' :-f r: c / e i y
,1
' I
I / .'
I ' '
I
.. ...
V
a^'///;^
rd dl-S(-
Co;-,C O - n o .
6'-.7^^ -/-
7-=-
c
7/26/2019 Proteccion De Costas
38/192
O
I
r..
m i e,-v v . i .f
\
\ ; / \
r
r
ede (os p^n ff^er^
dP
/^d
7/26/2019 Proteccion De Costas
39/192
7/26/2019 Proteccion De Costas
40/192
{.f
O'-
r-l dl ^^f l / j , f,.
I
/
/' ' I
-' d\
I I I
^ )
^->i'.-,.cnu d: rr-d/'^Jo .
7/26/2019 Proteccion De Costas
41/192
7/26/2019 Proteccion De Costas
42/192
r -
-- a
; /-
7/26/2019 Proteccion De Costas
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 .
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
e s t r u c t u r 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.
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
e s t a b i l i d a d
d e l a s
e s t r u c t u r 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
e s t r u c t u r a s
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
e s t a b i l i d a d
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
e s t r u c t u r 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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
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 .
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
r e s i s t e n c i 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 .
E l
m e c a n i s m o
d e
f a l l o pue d e
s e r
t r a t a d o
e n
f o r m a d e t e r m i n i s t i -
caO
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
e s t a b i l i d a d
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
e
i m p a c t o s .
i^^Z-%f3^
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
e s t a b i l i d a d
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
o o n
l a
r e s i s t e n c i a
( F ) d e l a
e s t r u c t u r a
p o r
m e d i o
d e
c r i ? e r ? o s
d e
restab^'^^diT^'^'i^
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
ae
e s t a b i l i d a d
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
7/26/2019 Proteccion De Costas
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
y
o r i l l a s
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