UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICOFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGN INGENIERA CIVIL

RIOS Y COSTASMATERIA

DESARROLLO DEL TEMARIO

ING. VALENTE TORRES ORTIZPROFESOR

DANIEL ANTONIO LZARO QUEZADAREALIZO

409011535No. DE CUENTA

13142GRUPO

SEMESTRE 2014 1OBJETIVO:

Las zonas costeras en todo el mundo han sido, histricamente, de las ms explotadas debido a la riqueza de sus recursos. Se estima que hoy en da la mitad de la poblacin total de la mayora de los pases costeros desarrollados vive en las zonas costeras, fenmeno creciente por la migracin de las partes tierra adentro, lo cual genera un agudo conflicto entre la necesidad de consumos inmediatos usando los recursos costeros y la necesidad de asegurar un suministro de largo plazo de esos recursos. Lo anterior significa una doble responsabilidad para los gobiernos, como responsables de la planeacin del uso sustentable de dichas zonas y de su administracin.

Es incuestionable que, si hay una profesin que tiene la preparacin bsica para la planeacin, la instrumentacin, el desarrollo y la administracin de proyectos de aprovechamiento sustentable de las costas, sa es la ingeniera civil. Para el profesionista especializado en el mbito costero es familiar, por no decir parte de su esencia, el manejo de: Informacin bsica. Estudio de los factores oceanogrficos y meteorolgicos, fluviales, de dinmica costera, morfologa y evolucin estacional de costas; fenmenos de difusin y mezclado, etc. Formulacin de proyectos. Estudios topo batimtricos. Estudios de ingeniera de costas e hidrulica martima y fluvial; uso de modelos fsicos y matemticos para simulacin de fenmenos costeros. Anlisis de dinmica de estuarios y lagunas costeras. Rompeolas, espigones, muros de proteccin, dragados, restauracin de playas. Estudios de riesgo e impacto ambiental. Mecnica de suelos. Diseo de plataformas de perforacin petrolera, etctera. Instrumentacin y operacin de proyectos. Construccin y operacin de puertos; obras martimas diversas; manejo de sistemas lagunarios en proyectos de acuacultura; obras de mantenimiento y mejora ecolgica de estuarios, esteros y lagunas; infraestructura para proyectos de maricultura. Administracin de proyectos costeros de diversa ndole con sistemas convencionales de evaluacin, monitoreo y actualizacin de los mismos.

TEMA IASPECTOS GENERALES

I.1 CLASIFICACIN DE LOS APROVECHAMIENTOS MARTIMOS Y FLUVIALES.

En la planeacin de las zonas costeras debe considerarse que stos son sistemas dinmicos en los que pueden identificarse dos opciones esenciales de decisin: 1. Cuando el plan de desarrollo responde a un anlisis integral del sistema, y como resultado de ese anlisis se identifican y jerarquizan los desarrollos potenciales compatibles y los que no lo son. 2. Cuando el plan forma parte o es resultado de una estrategia general de desarrollo regional. Conviene puntualizar que en ambas opciones se presenta la posibilidad de que exista compatibilidad entre dos o ms formas de desarrollo, por ejemplo, la pesca con el turismo o los puertos comerciales con la industria costera, lo cual es deseable, ya que probablemente con las mismas acciones de instrumentacin o con adiciones menores se incrementen los beneficios del aprovechamiento sustentable de la zona. Es indiscutible que la segunda opcin puede ofrecer mayores problemas en cuanto. al impacto sobre el sistema original, en virtud de que no por fuerza las demandas de uso que impone el plan sern coincidentes con la vocacin del sistema; por tanto, debe otorgarse particular relevancia al hecho de plantear el manejo de los sistemas costeros bajo un principio de equilibrio general, incluido el del ecosistema. El manejo del ritmo de explotacin y preservacin segn un principio de sustentabilidad puede basarse en una planeacin estratgica cuyas partes componentes pueden comprender.La principal caracterstica que el mar nos ofrece, y concretamente las energas marinas, es su densidad, la cual es muchsimo mayor que en cualquier otro tipo de energa. Pensemos por ejemplo en la energa elica, los aerogeneradores no siempre estn funcionando ya que es necesaria una velocidad mnima para que estos se pongan en funcionamiento. Pensemos ahora en los millones de litros de agua marina movindose continuamente por influencia de la luna, las olas, las subidas y bajadas de las mareas, la concentracin de sal, etc. Sin duda, el potencial del mar es muchsimo mayor que cualquier otro tipo de energa limpia.Bsicamente existen cinco principios o formas de obtencin de energa del mar: Las mareas, basadas en las subidas y bajadas del nivel del mar provocadas por los efectos gravitatorios de la Tierra, el Soly la Luna. Las olas, provocadas por la accin del viento sobre la superficie del mar, trasladndose a travs de kilmetros de distancia. Lascorrientes marinas, originadas por las diferencias de sal, temperatura, densidad, as como la evaporacin y la rotacin de la tierra. Elgradiente trmico, es decir, la diferencia de temperatura existente entre las distintas capas de agua ms o menos profundas. Elgradiente salino, que aprovecha la diferencia de concentracin de sal entre las aguas del mar y la de los ros.De entre todas ellas, la energa del oleaje y la de las mareasson quizs en las que ms expectativas hay puestas. Veremos porlo tanto, en los siguientes apartados,estas dosenergasy sus tecnologas asociadas con algo ms de detalle.Todas estas formas de obtencin de energa marina tienen la cualidad de ser renovables, en tanto que la fuente de energa primaria no se agota por su explotacin, y es limpia, ya que en la transformacin energtica no se producen subproductos contaminantes gaseosos, lquidos o slidos. Sin embargo, la relacin entre la cantidad de energa que se puede obtener con los medios actuales y el coste econmico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido hasta el momento una proliferacin notable de este tipo de energas.

I.2 OBRAS MARTIMAS Y FLUVIALES VINCULADAS A LOS APROVECHAMIENTOS.

Los diferentes tipos de aprovechamientos de estas obras varan dependiendo su utilizacin. Cuando hablamos de obras martimas y fluviales, hablamos en general de cmo stas son aprovechadas para la obtencin deenerga, como en las presas. En ingeniera se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormign o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un ro o arroyo. Dentro de los puertos tenemos los rompe olas, que son una estructura costera que tiene por finalidad principal proteger lacostao unpuertode la accin de lasolasdel mar o delclima. Son calculados, normalmente, para una determinada altura de ola con un periodo de retorno especificado. El clculo y diseo de una estructura martima de este porte, as como dediques, molles o muelles, y otras estructuras martimas, es diseado por especialistas eningeniera hidrulica Por otro lado tenemos los muelles, que son una construccin de piedra, ladrillo o madera realizada en el agua, ya sea en elmar, en un lagoo en unro, afianzada en el lecho acutico por medio de bases que lo sostienen firmemente, y que permite a barcos y embarcaciones atracar a efectos de realizar las tareas de carga y descarga de pasajeros o mercancas. En los puertos martimos y fluviales acostumbran a existir varios muelles, a fin de dar cabida a un nmero determinado de barcos. En los puertos grandes, los muelles estn generalmente especializados en un tipo de actividad, ya sea el transporte de pasajeros, la carga y descarga de vehculos, de contenedores y otras muchas.Dentro de los puertos martimos, se pueden distinguir aquellos orientados a la carga y descarga de contenedores, de mercancas de distinto tipo, especialmente los pesqueros; al depsito de embarcaciones de recreo (puertos deportivos) u otros. Los puertos, as mismo, pueden clasificarse dentro de otras categoras, como segn el uso civil o militar, el calado del que dispongan.

I.3 MONOGRAFA DE LA INFRAESTRUCTURA MARTIMA.

Qu es infraestructura?La infraestructura es sinnimo de desarrollo econmico, social y humano. El crecimiento econmico y las oportunidades de bienestar de las Naciones estn claramente correlacionados con el grado de desarrollo de su infraestructura.

Qu obras se consideran de infraestructura y sus caractersticas?Las obras de infraestructura son aquellas que su planeacin, proyecto y construccin en general est a cargo de los gobiernos de los pases y se construyen para propiciar su desarrollo.Estas obras deben cumplir con dos finalidades: ser funcionales y econmicas.Una obra es funcional cuando cumple con las finalidades para las cuales se proyect. Es econmica cuando la suma de los costos de construccin, conservacin y operacin son menores con respecto a otras alternativas.De acuerdo con el Foro Econmico Mundial, por la competitividad de su infraestructura Mxico se ubica en el lugar 64 de 125 pases.A nivel sectorial, Mxico ocupa el lugar 65 en ferrocarriles, 64 en puertos, 55 en aeropuertos, 73 en electricidad, 51 en telecomunicaciones y 49 en carreteras.En los ltimos aos, la infraestructura para la navegacin martima se ha incrementado considerablemente, por lo que cada vez el nmero de ciudades que se unen por los ocanos es mayor, lo que debe traer como consecuencia un intercambio ms intenso entre las diferentes culturas de la humanidad, esperando que esto sea en beneficio de todas ellas.

PuertosEl puerto es, por extensin, aquel espacio destinado y orientado especialmente al flujo de mercancas, personas, informacin o a dar abrigo y seguridad a aquellas embarcaciones o naves encargadas de llevar a cabo dichas tareas. Dentro de los puertos martimos se pueden distinguir aquellos orientados a la carga y descarga de contenedores; de mercancas de distinto tipo, especialmente los pesqueros; al depsito de embarcaciones de recreo (puertos deportivos) u otros.

MuellesUn muelle es una construccin de piedra, ladrillo o madera realizada en el agua, ya sea en el mar, en un lago o en un ro, afianzada en el lecho acutico por medio de bases que lo sostienen firmemente, y que permite a barcos y embarcaciones atracar a efectos de realizar las tareas de carga y descarga de pasajeros o mercancas.En los puertos martimos y fluviales acostumbran a existir varios muelles, a fin de dar cabida a un nmero determinado de barcos. En los puertos grandes, los muelles estn generalmente especializados en un tipo de actividad, ya sea el transporte de pasajeros, la carga y descarga de vehculos, de contenedores y otras muchas.

Puentes mvilesUn puente mvil es un puente que tiene la caracterstica de moverse para permitir, normalmente, el paso de trfico martimo. El puente mvil puede construirse en una parte ms baja, evitando as el alto costo de muelles y largos enfoques, reduciendo as el costo total del puente.Plataformas petrolferas

Una plataforma petrolfera o plataforma petrolera es una estructura de grandes dimensiones cuya funcin es extraer petrleo y gas natural de los yacimientos del lecho marino que luego sern exportados hacia la costa.

TEMA II

OLEAJE Y MAREAS

II.1 OLEAJE.

Se define el oleaje como una sucesin de ondas u olas sobre una superficie de agua que, su origen se debe a la transferencia de energa del viento a la superficie del agua, para luego propagarse hasta alcanzar tierra.Cuando una persona se encuentra de pie frente al mar, o frente a un cuerpo de agua grande contempla la continua llegada de las olas. En un estanque de agua tranquila, si se lanza una piedra, se producirn entonces pequeas ondas que disminuirn paulatinamente hasta desaparecer. En el mar las fuerzas generadoras de ondas ms importantes son debidas al viento; sin embargo, existen otras ondas de mayor tamao, tales como las ondas de marea, que se forman por la atraccin del sol y la luna. Existen tambin ondas llamadas tsunamis que se generan por movimientos de las placas tectnicas bajo la superficie del mar que provocan un movimiento de las masas de agua.

II.1.1 Clasificacin de las ondas.Las ondas del ocano son de una amplia gama de periodos, es de inters de la ingeniera de costas estudiar aquellas que son las ms energticas (generadas por viento), ya que en un momento dado, su fuerza podra poner en riesgo la seguridad de las estructuras portuarias.Cualquier descripcin fsica adecuada del oleaje incluye la forma de su superficie y el movimiento del fluido debajo de la ola. Una ola que puede ser descrita en trminos matemticos simples se denomina ola simple. Las olas sinusoidales o armnicas simples son un ejemplo de estas, ya que el perfil de su superficie puede ser descrito por una funcin seno o coseno simple. Las olas compuestas que se componen de varios componentes y que son difciles de describir se denominan olas complejas que pueden ser el resultado de la superposicin de varias ondas sinusoidales. Una ola es peridica es recurrente en intervalos iguales de tiempo. Una rbita de oleaje que se mueve en forma relativa a un punto fijo se denomina ola progresiva; la direccin a la que se dirige se denomina direccin de propagacin del oleaje. Si una rbita slo mantiene un movimiento ascendente y descendente en una posicin fija, se denomina ola totalmente estacionaria.Una ola progresiva es llamada ola de forma permanente si se propaga sin sufrir cambios en la configuracin de su superficie libre.Dentro de las ondas de gravedad se encuentran dos grandes tipos: el oleaje en la zona de generacin donde sopla el viento denominado SEA o local, y el oleaje que slo se mantiene debido a la gravedad, y que ha viajado probablemente cientos de kilmetros desde la zona de generacin; a ste se le ha denominado SWELL o distante.El oleaje SEA se distingue por ser totalmente catico, ya que no cuenta con un periodo y altura bien definidos. Las olas se propagan en todas direcciones aunque su orientacin principal es la que el viento les imprime. A la longitud de la superficie sobre la que acta el viento que lo produce, se le denomina Fetch. La asimetra y la esbeltez crtica (apuntalamiento, gran peralte) son las caractersticas del oleaje ah generado. El oleaje SWELL est bien alineado, con las crestas y valles de las ondas formadas y se aprecia una direccin predominante. Las ondas con diferentes celeridades se solidifican al acercarse a la costa, donde se transforman por efecto del fondo.Sus caractersticas son las siguientes:Prdida de energa; las olas viajan a expensas de su propia fuerza, dispersin angular y radial. Esto significa que las ondas, por una parte, se dispersan en todas direcciones, y por otra, que las ondas se sueldan unas con otras simplificando su forma. Cuando se acerca a las playas, se modifica por la friccin con el fondo marino.Tipos de ondas y algunos ejemplos.Ondas mecnicas: Ondas electromagnticas: las ondas electromagnticas se propagan por elespaciosin necesidad de un medio, pudiendo por lo tanto propagarse en elvaco. Esto es debido a que las ondas electromagnticas son producidas por las oscilaciones de un campo elctrico, en relacin con un campo magntico asociado. Las ondas electromagnticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300000 km por segundo, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagntico, objeto que mide la frecuencia de las ondas.Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometra misma delespacio-tiempoy aunque es comn representarlas viajando en el vaco, tcnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningn espacio, sino que en s mismas son alteraciones del espacio-tiempo.En funcin de su direccinOndas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola direccin del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una direccin nica, sus frentes de onda son planos y paralelos.Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan tambin ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficie lquida en reposo cuando, por ejemplo, se deja caer una piedra en ella.Ondas tridimensionales oesfricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen tambin como ondas esfricas, porque sus frentes de ondas son esferas concntricas que salen de la fuente de perturbacin expandindose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecnicas) y las ondas electromagnticas.En funcin del movimiento de sus partculasOndas longitudinales: son aquellas que se caracterizan porque las partculas del medio se mueven o vibran paralelamente a la direccin de propagacin de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.Ondas transversales: son aquellas que se caracterizan porque las partculas del medio vibran perpendicularmente a la direccin de propagacin de la onda.En funcin de su periodicidadOndas peridicas: la perturbacin local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo unaonda senoidal.Ondas no peridicas: la perturbacin que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen caractersticas diferentes. Las ondas aisladas tambin se denominan pulsos.

II.1.2 Teora del oleaje. Primera aproximacin de Stokes.Las olas son producidas por diferentes causas. Existen olas que son generadas por el viento, por las mareas, por tormentas, por oscilaciones o por terremotos. Estas ltimas se conocen comoTsunamis; son olas que alcanzan alturas considerables cuando rompen contra las costas.Para que se genere una ola se requiere que exista una fuente de energa que, al transmitir al agua en reposo una cantidad determinada de energa, produce un movimiento oscilatorio de las partculas del lquido sin que haya un transporte importante de masa. Este movimiento oscilatorio es similar al que se induce por vibracin a una cuerda que est fija por sus dos extremos. Como se ver ms adelante, la propagacin de la energa dentro de la masa de agua est relacionada estrechamente con la propagacin de las olas que se generan con esa energa.El desarrollo de la Teora de las olas se basa en la aplicacin de las ecuaciones de Navier-Stokes en el flujo de fluidos viscosos en rgimen no permanente. La teora que se trata en el texto se conoce como Teora de Stokes, Algunos autores, comoIribarrenpor ejemplo, prefieren la Teora Trocoidal la cual tiene un tratamiento matemtico ms complicado.Para su estudio las olas se clasifican en Olas de pequea amplitud y Olas de amplitud finita. Las primeras representan alteraciones pequeas en la superficie del agua y no ocasionan problemas notables a las estructuras que estn localizadas en alta mar o en la costa. Las olas de amplitud finita son las olas que interesan en los diseos de puertos, estructuras marinas y obras de proteccin de playas. El estudio de las olas de pequea amplitud se basa en la Teora Lineal en la forma como fue desarrollada por Stokes. Es una aplicacin simplificada de la ecuacin general del flujo no permanente.

Supone que el flujo es irrotacional y utiliza solamente el primer trmino de la ecuacin de Navier-Stokes. El resultado es una Ola Sinusoidal que tiene las siguientes caractersticas:Los tres valores que caracterizan una ola son:

H=AlturaL=LongitudT = Perodo.

El perodo T es una caracterstica constante de la Ola durante su existencia. La longitud L y la altura H se modifican a medida que la Ola se desplaza desde el mar hacia la costa.Se define comoMar Profundoaquel en el cual la relacin entre la Longitud de la Ola y la Profundidad del agua es mayor que 2. Cuando la Ola est en mar profundo la rugosidad del fondo no afecta su comportamiento, pero a medida que entra al mar poco profundo la Longitud de la Ola tiende a disminuir y la Altura a aumentar por efecto de la friccin de la masa de agua con el fondo.

Las siguientes son las caractersticas de una Ola individual en mar profundo:d = Profundidad del agua.d / Lo > 1/2

Ho = Altura de la Ola.Lo = Longitud de la Ola.T = perodo.Co = Celeridad o Velocidad de Fase = Lo / T

Co = 1.56 T m/s (sistema mtrico)

El mar es Medianamente profundo cuando la relacin d/L est comprendida entre 1/2 y 1/10. En este caso se tienen las siguientes relaciones:

L = Lo tgh KdC = Co tgh Kd

tgh Kd = tangente hiperblica de Kd, donde K es el Nmero de la Ola ( K = 2 Pi / L )

Cuando d/L es menor que 1/10 la profundidad del agua es muy pequea y se aceptan las siguientes aproximaciones:

L = T ( gd )1/2C = ( gd )1/2

g = 9.81 m/s2.

II.1.3 Geometra estadstica del oleaje. Distribucin de Raleigh.Para que se pueda realizar el anlisis estadstico de las olas es necesario tener un registro de olas en el sector de inters. Desafortunadamente estos registros existen en muy pocos lugares del mundo debido a los altos costos de los equipos de registro y procesamiento de datos.Cuando se tienen los datos histricos se seleccionan los trenes de olas que han ocurrido a lo largo de varios aos, se determinan amplitudes y perodos de las olas y se aplican los mtodos estadsticos que se describen en la literatura especializada (Longuett-Higgins,Ippen,Wiegel) para determinar la magnitud y el perodo de la Ola Significativa y de las Olas Mximas esperadas.En una serie de olas, ordenadas de mayor a menor segn su amplitud, la Ola significativa se define como el promedio de las amplitudes de las olas que estn en el tercio superior de la serie.

II.1.4 Prediccin de oleaje.Cuando el viento sopla sobre una superficie de agua se generan dentro de la masa de agua unos movimientos oscilatorios cuya magnitud depende de la velocidad , direccin y tiempo durante el cual sopla, del rea sobre la cual sopla el viento y de la profundidad del agua en dicha zona. Estos movimientos oscilatorios se visualizan en la superficie produciendo cambios en el nivel del agua y constituyen las olas generadas por el viento.Estas olas se propagan a lo largo de lneas cuyas direcciones dependen de la geometra del rea sobre la cual sopla el viento, de la direccin del viento y de la conformacin del fondo. La propagacin de las olas no se produce en forma individual sino que ellas forman trenes de olas de diferentes amplitudes y perodos.En los estudios de ingeniera que se realizan en el mar y en la costa es necesario predecir cul ser el comportamiento del oleaje durante las etapas de construccin y de operacin de las obras.La prediccin de las olas consiste en el pronstico de los valores medios y extremos de Amplitud, Perodo, Longitud y Celeridad de las olas que pueden llegar a los sitios de influencia de los proyectos.Para realizar los pronsticos existen dos metodologas, en la primera se realizan los anlisis estadsticos de las olas histricas que llegan al sitio del proyecto; la segunda utiliza mtodos empricos que tienen como referencia los estudios de investigadores de diferentes partes del mundo.

II.1.5 Fenmenos del oleaje. Rompiente, refraccin, difraccin y reflexin.Cuando las olas, propagndose hacia la costa, ingresan enreas de agua poco profundasse dice que las olas sienten el fondo y es all donde las olas sufren la mayor cantidad detransformaciones, disminuyen su velocidad y aumenta su altura, modificando su trayectoria y hacindose cada vez ms inestables.Los tres fenmenos principales en aguas poco profundas son:a) Refraccin:Cuando las olas se acercan a la costa aumentan su altura y entonces interfieren con el fondo. All el tren de olas cambia de direccin, acomodndose a la topografa submarina la que generalmente coincide con la topografa costera emergida. La topografa sumergida se representa por lneas imaginarias que unen puntos de igual profundidad. Estas lneas se denominan Isobatas. Por ende, si la costa presenta una serie de entrantes y salientes (cabos y bahas) las isobatas seguirn ese patrn morfolgico.Si asemejamos las crestas de las olas a una recta y vemos de qu forma interfiere con la topografa sumergida de entrantes y salientes, es factible ver que las olas primero interferirn con las salientes (cabos) producindose el retardo en el avance de las olas en dicho sector. En contraposicin, el sector de las cresta de la ola que coincida en su avance con una entrante (baha) se adelantar respecto del sector de ola aledao ya que no interferir con el fondo hasta unos metros despus que en las salientes. Es as que se produce la deformacin de la cresta recta, la cual se acomoda a la topografa del fondo y copia esta topografa hasta ponerse paralela a las isobatas.En este caso se dice que las olas se refractan. As, en los cabos las olas convergen y se produce una acumulacin de la masa de agua generndose concentracin de energa. En cambio, en las entrantes (bahas) se produce divergencia de olas, hay menor volumen de agua y por la tanto hay disipacin de energa.Esto produce una distribucin irregular de alturas de olas a lo largo de la costa. La mayor altura de olas se produce en los cabos y la menor en las bahas. El resultado ser una corriente paralela a la costa desde los cabos hacia las bahas.b) Difraccin:Asociado con el fenmeno de refraccin las olas sufren fenmenos de difraccin. La difraccin es un fenmeno por el cual un tren de olas cambia de orientacin y se propaga dentro de un sector protegido cuando el tren de olas encuentra un obstculo (muelle, espign, barrera costera, etc.) a su libre propagacin.Para que ocurra este fenmeno la energa de la ola debe transmitirse por la creta de la ola desde el sector donde primero interfiere con el obstculo hacia el sector del tren de olas que se propaga libre por el cuerpo de agua.Mientras el primer sector se frena, transmite la energa lateralmente al segundo que sigue avanzando hacia sectores protegidos por el obstculo. Generalmente refraccin y difraccin ocurren asociados.c) Reflexin:Esto ocurre en costas con perfil muy abrupto de modo tal que las olas no interfieren con el fondo, incidendirectamente contra las costas y se reflejan nuevamente hacia el mar aumentando su altura. Esto particularmente importante en la construccin de paredones y rompeolas ya que estos constituyen superficies perfectamente refractivas.Por lo cual luego de la reflexin, aumenta la altura de la ola, se erosiona el fondo frente al rompeolas y este finalmente pierde sustento y cae.d) Rompiente:En determinado momento de avance de las olas por aguas poco profundas, se produce un incremento de altura tal acompaada de una notoria disminucin de la longitud de onda que las olas se hacen muy inestables y se produce el rompiente de las mismas.Luego de producida la rompiente la masa de agua es dominada por la turbulencia mientras se produce un movimiento efectivo y derrame de la masa de agua hacia la costa. Ello genera una celda de circulacin costera caracterizada por distinto tipo de corrientes litorales que no slo transportan agua sino tambin material sedimentario a lo largo y ancho de la costa.II.1.6 Medicin en campo. Oleaje y batimetra.La batimetra es la ciencia que mide las profundidadesmarinaspara determinar la topografadelfondo del mar, lacustre o fluvial actualmente lasmedicionesson realizados por GPS diferencial para una posicin exacta, y con sondadores hidrogrficosmonoo multihaz para determinar laprofundidadexacta, todo ello se va procesando en un ordenador de abordo para confeccionar la carta batimtrica. El conocimiento de las profundidades de un rea tiene granimportanciaparala seguridadde la navegacin. La informacin batimtrica puede utilizarse para diversos fines, como la ingeniera costera (instalacinde estructuras, construccin de muelles, dragados, etc.) y para estudios cientficos.Una Carta batimtrica es un mapa que representa la forma del fondo de un cuerpo de agua, normalmente por medio de lneas de profundidad, llamadas isobatas, que son las lneas que unen una misma profundidad, las lneas isibticas son los veriles que nos indican la profundidad en las cartas de navegacin.

II.2 MARES

Unmares unamasadeagua saladade tamao inferior alocano, as como tambin el conjunto de la masa de agua salada que cubre la mayor parte de la superficie delplaneta Tierra, incluyendo ocanos y mares menores. La definicin comparativa de mar como extensin deagua saladamenor que elocano establece una clasificacin de las extensiones de agua salada en que los ocanos seran las mayores extensiones y vendran luego, de diferentes tamaos, los mares. Los mares se diferencian principalmente por el contacto con el ocano, pudiendo ser abiertos o cerrados: si est rodeado casi totalmente por tierra, como elmar Negro, se habla de mar continental, mientras que si est muy abierto, como el mar de la China, se habla de mar litoral. La distincin entre mar y ocano obedece a diversas causas, sobre todo cuando se habla de mares abiertos en que suele distinguirse atendiendo a la situacin geogrfica, generalmente enclavada entre dos masas terrestres o, a veces, las menos, a la posicin de laplataforma continental. Algunos ejemplos de esto son los siguientes: el mar delcanal de La Manchacomunica con elocano Atlnticopor elmar Cltico, pero se distingue por su posicin entre la costa sur deInglaterray la costa norte deFrancia. Otro caso muy claro es el mar Mediterrneo, que comunica con el ocano Atlntico por elestrecho de Gibraltary se distingue claramente por estar enclavado entreEuropa,Asiayfrica, al punto de que tiene unas condiciones martimas muy diferentes (diferentestemperaturas, diferentefaunayflora, ymareasde diferente amplitud). Otro mar abierto, en este caso el de losSargazos, con su acumulacin dealgasa lo largo de laFlorida, se distingue del ocano Atlntico de forma totalmente arbitraria.

II.2.1 Origen y clasificacin.Existen tres categoras de mares: mares litorales (o costeros), mares continentales y los mares cerrados.Mares litoralesLos mares litorales o costeros pueden ser considerados comogolfos, muy grandes y ampliamente abiertos, de los ocanos. No estn separados de stos por ningnumbral submarino; no obstante se distinguen de ellos por ser, en promedio, menosprofundos, por la mayor amplitud de lasmareasy latemperaturams elevada de sus aguas. Son mares litorales elmar de Beauforten elocano rtico, elmar de Noruegaen elAtlnticoo elmar de Omnen elndico, entre otros.Mares Continentales Los mares continentales, entre los cuales destaca elmar Mediterrneo, deben su nombre al hecho de hallarse enteramente situados dentro de loscontinentes, aunque comunicados con los ocanos por unestrechocuya escasa profundidad crea un umbral que dificulta los intercambios; stos se producen, no obstante, en forma decorrientesde compensacin y de descarga. Entre los mares continentales y el ocano existendiferencias de temperaturasy desalinidadque llegan a ser considerables. Sus mareas son de tan escasa amplitud que pasan desapercibidas. Adems del Mediterrneo, son mares continentales elmar Bltico, el mar Negroy elmar de Japn. En algn caso se habla demar epicontinentalal que se asienta sobre unaplataforma continentalcon su lecho submarino a una profundidad media de 200m o menos; ejemplos de este tipo son elmar del Norte, o elmar Argentino. Durante el punto mximo de lasglaciaciones, los mares epicontinentales desaparecen, pasando a ser solo llanurasde los continentes aledaos.Mares cerradosLos mares cerrados suelen ocupar extensasdepresionesendorreicas. Corresponden a lagos muy grandes, de agua ms o menos salada, entre los cuales destacan elmar Muerto, elmar Caspioy elmar de Aral.

II.2.2 Descripcin del mtodo de prediccin. Uso de tablas de prediccin de marea.En las Tablas de Mareas aparecen unoscoeficientes de mareasque nos indican laamplitud de la marea prevista(diferencia de altura entre las consecutivas pleamares y bajamares de un lugar). El coeficiente de mareas mximo posible es 118, correspondiente a la mayor pleamar o bajamar que pueda darse excluyendo los efectos meteorolgicos. Los coeficientes de mareas se calculan a partir de los siguientes parmetros del sol y de la luna: ascensin recta, declinacin, paralaje y distancia de la Tierra al astro.A pesar de que los coeficientes de marea son los mismos para todo el planeta, afectan de manera muy distinta a la amplitud de las mareas en funcin del lugar donde nos encontremos. Esta variacin de amplitud es casi nula en los mares cerrados, salvo cuando se producen resonancias locales (por ej., llega a ser de 1 m en Venecia); es dbil en medio de los ocanos, pero suele amplificarse considerablemente al propagarse hasta las costas continentales.La amplitud de las mareas vara en el espacio y el tiempo.En el espacioExisten mareas deintensidad dbil(en las reas prximas al ecuador terrestre, las mareas apenas suelen alcanzar unas decenas de centmetros). En otros lugares existen mareas deintensidad fuerte(ejemplo: costas francesas de la baha de Saint-Malo), donde se superan regularmente los 10 m. en el tiempo El coeficiente y en consecuencia la amplitud de las mareas siguen las fases de la luna con ligeros desniveles en los cuartos menguante y creciente; y grandes desniveles en el momento de luna nueva y luna llena. Las diferencias de amplitud entre mareas bajas y altas presentan grandes contrastes. En Saint-Malo la diferencia de nivel entre la pleamar y la bajamar se reduce a tres metros en periodos de mareas bajas; y alcanza trece en periodo de mareas altas.

II.2.4 Clasificacin de corrientes, Corrientes producidas por mareas, Segn su temperaturaUna clasificacin sugerida de estos movimientos proviene de la temperatura de las masas de agua que se desplazan en cada uno de dichos movimientos:Clida: flujo de las aguas superficiales de los ocanos que tiene su origen en la Zona Intertropical y se dirige, a partir de las costas orientales de los continentes (Amrica del Norte y Asia) hacia las latitudes medias y altas en direccin contraria a la rotacin terrestre, como por ejemplo laCorriente del Golfoo la de laKuroshioo Corriente delJapn. En el hemisferio sur, estas corrientes son casi inexistentes, por la configuracin de las costas y por el hecho de que en las latitudes de clima templado y fro no existen casi tierras.Fra: Flujo de aguas fras que se mueven como consecuencia del movimiento de rotacin terrestre, es decir de este a oeste, a partir de las costas occidentales de los continentes por el ascenso de aguas fras de grandes profundidades en la zona intertropical y subtropical. Ejemplos de corrientes fras: la de Canarias, la deBenguela, la deHumboldto del Per, y la de California, todas ellas en las costas occidentales de los continentes de la zona intertropical y subtropical. Las corrientes de Oyashio (en el ocano Pacfico y la deGroenlandiao corriente del Labrador, tambin se producen por el ascenso de aguas fras y podran definirse como una compensacin al efecto de las corrientes clidas cuando alcanzan las altas latitudes en las costas occidentales de los continentes. Estas corrientes fras slo se presentan en la zona rtica ya que la zona antrtica es mucho ms uniforme y solo tiene una corriente continua circumpolar en la que no existe un ascenso de aguas fras provocado por el relieve submarino.Mixta: algunas corrientes que surgen en las costas occidentales de los continentes en las zonas prximas a los trpicos se desplazan hacia el este como corrientes fras pero, en la medida en que se desplazan por los ocanos ms amplios, se van calentando superficialmente y se convierten en clidas. Por ejemplo, las corrientes de Canarias y de Benguela, que son de aguas fras, se transforman en la corriente ecuatorial del norte y del sur (respectivamente) que son de aguas clidas. Y lo mismo podemos decir de la de California y la del Per en el Ocano Pacfico. Segn sus caractersticas Una segunda clasificacin incluye el tipo de corriente a la cual se asocia el desplazamiento de masas de aguas en cualquier medio. Se asocia segn el fenmeno que permite el movimiento.Corrientes ocenicas.Son producidas por el movimiento de rotacin terrestre por lo que presentan un movimiento constante, en general, en sentido este - oeste en la zona intertropicalo en sentido inverso, de oeste a este, es decir, contrario a la rotacin terrestre en las latitudes medias o altas. Se trata, lo mismo que sucede con los vientos constantes ovientos planetarios, de desplazamientos producidas por efecto de lainercia: en la zona intertropical, las corrientes se mueven en sentido contrario a la rotacin terrestre, las aguas del fondo ocenico acompaan a nuestro planeta en el movimiento de rotacin de oeste a este, pero las aguas superficiales se van quedando atrs por inercia, lo que significa una corriente ecuatorial de gran amplitud y la de mayor volumen de agua que se produce en nuestro planeta. Dicho en otros trminos: la corriente ecuatorial se desplaza de este a oeste por inercia ya que las aguas presentan una resistencia a acompaar a nuestro planeta en su movimiento de rotacin. Pero en las latitudes medias y altas, las corrientes se mueven de oeste a este debido tambin al mismo principio de inercia, aunque en este caso, se trata de un efecto inercial que va aumentando progresivamente a medida que aumente la latitud, incrementndose su velocidad y llegando a superar ligeramente a la propia velocidad de la rotacin terrestre. Por otra parte, como esta circulacin ocenica tiene un patrn similar al de los vientos planetarios, interactan mutuamente, tanto en su velocidad de desplazamiento como a la cantidad de calor que trasladan. Involucran el movimiento de grandes masas de aguas, afectando la temperatura de la capa superior y repartiendo una enorme cantidad de humedad y, por ende, de calor, en el sentido de los meridianos. Por esta razn, las corrientes ocenicas son las que explican las enormes diferencias climticas entre las costas americanas y europeas del Atlntico Norte, por citar un ejemplo muy conocido.Corrientes de marea. Son corrientes peridicas con ciclo diario que son producidas por la atraccin lunar y en menor grado, del sol. Son corrientes superficiales de las aguas del mar y, por lo tanto, involucran en su mayor parte, aguas clidas.Corrientes de oleaje.Son las que modifican en gran parte el litoral y son producidas por los vientos, en especial, por las tempestades o huracanes que se asocian al movimiento de las masas de aire tanto de origen continental como martimo.Corrientes de deriva litoral. Constituyen la resultante de la accin de las corrientes ocenicas al llegar a las costas cuyo trazado presenta alguna inclinacin o desviacin con respecto a la direccin original de las mismas. El ejemplo de la corriente ecuatorial atlntica al llegar a las costas del Brasil (como puede verse en el mapa de corrientes, es muy claro en este sentido, ya que casi todas las aguas de la misma son desviadas hacia el noroeste porque las costas tienen esta direccin. La corriente de deriva litoral brasilea o corriente del noreste del Brasil, lleva una gran cantidad de aguas clidas hacia las costas de las Guayanas, costa oriental de Venezuela y las Pequeas Antillas. Es por este motivo por el que las costas atlnticas de las Guayanas y de Venezuela, presentan un clima ms lluvioso que las del noreste del Brasil, ya en el Hemisferio Sur. Tambin tiene otras dos consecuencias muy importantes: la desviacin delecuador trmicohacia el hemisferio Norte y la menor incidencia de los huracanes en las costas meridionales del Brasil.Corrientes de densidad.Es la presencia vertical de dos masas de agua con distinta densidad y se presentan en los lugares de contacto entre aguas de distinta temperatura: una fra a mayor profundidad (por su mayor densidad) y otra clida en la superficie. Generalmente, se desplazan en sentido contrario, por ejemplo, en el estrecho de Gibraltar suelen presentarse muchas veces unas corrientes superficiales hacia el oeste, mientras que en el fondo penetra en el Mediterrneo una gran cantidad de agua procedente del Atlntico mucho mayor en proporcin porque el Mar Mediterrneo es deficitario en volumen de agua (es mayor la evaporacin que el caudal aportado por los ros y las lluvias). Tambin se producen en losestrechos danesesa la salida delMar Bltico

Segn la profundidad

Corrientes de profundidad.Son corrientes generadas debajo de los 1000 metros de profundidad (picnoclina), principalmente debido a la rotacin terrestre, que da origen a la surgencia de aguas profundas, y por lo tanto fras, en las costas occidentales de los continentes en las latitudes intertropicales. El motivo de estas corrientes de profundidad podra explicarse como una especie de compensacin con relacin a las corrientes superficialesCorrientes de superficie.Son las corrientes originadas por la accin giratoria de la Tierra, y que se ven afectadas por los vientos predominantes, los cuales les transmiten gran cantidad de energa y generan corrientes circulares a escala terrestre (en la franja ecuatorial) o en forma deespiral, formando "bucles" en las latitudes prximas a lostrpicos: el giro de estas corrientes se produce hacia la derecha en las latitudes prximas alTrpico de Cncery hacia la izquierda en las latitudes delTrpico de Capricornio.

TEMA III

SISTEMAS PLAYEROS

III.1 DEFINICIONES Y CLASIFICACIN DE COSTAS.

Lacostaes la parte de uncontinenteo de unaislaque limita con elmar. Tambin se denominaLitorala la costa de grandes ros. Tiene un paisaje inestable, donde en los sectores deplayasu perfil bidimensional puede crecer debido al depsito de sedimentosy en otros casos puede disminuir por los procesos deerosinmarina. Pero las costas tambin son modificadas por otros factores, como el clima, elviento, el oleaje, actividad biolgica y las actividadeshumanas.

Clasificacin de las costasLa gran variedad de lneas de costa demuestra su complejidad. De hecho, para entender cualquier rea costera concreta, deben considerarse muchos factores, entre ellos los tipos de roca, el tamao y la direccin de las olas, la frecuencia de las tormentas, las mareas y la topografa litoral. Adems, prcticamente todas las zonas costeras se vieron afectadas por la elevacin del nivel del mar en todo el mundo que acompa la fusin de la Edad de Hielo que se produjo al final del Pleistoceno. Por ltimo, deben tenerse en cuenta los acontecimientos tectnicos que elevan o hacen descender el terreno o cambian. el volumen de las cuencas ocenicas. EI gran nmero de factores que influyen en las zonas costeras dificultan la clasificacin de las lneas de costa.Muchos gelogos clasifican las costas en funcin de los cambios que se han producido con respecto al nivel del mar. Esa clasificacin, normalmente utilizada, donde las cosas en dos categoras muy generales: de emersin y de inmersin. Las cosas de emersin se desarrollan o bien porque un rea experimenta levantamiento, o bien como consecuencia de un descenso del nivel del mar. A la inversa, las costas de inmersin se crean cuando el nivel del mar se eleva o cuando la tierra adyacente al mar se hunde.

Costas de emersinEn algunas reas, la costa es claramente de emersin porque la tierra que se eleva o el nivel del agua que desciende dejan expuestos los acantilados litorales y las plataformas de abrasin por encima del nivel del mar. Son ejemplos excelentes de ello porciones de la cosa de California donde se ha producido levantamiento en el Pasado geolgico reciente. Las plataformas de abrasin elevada tambin ilustran esta situacin. En el caso de Palos Verdes Hills, al sur de Los ngeles, existen siete niveles diferentes de rasa, lo que indica siete episodios de levantamiento. El siempre persistente mar est cortando ahora una nuda plataforma de abrasin en la base del acantilado. Si contina el levantamiento, tambin se convertir en una rasa elevada.Otros ejemplos de costas de emersin son las regiones que estuvieron una vez enterradas debajo de los grandes glaciares de casquete. Cuando los glaciares estaban presentes, su peso deprima la corteza; cuando el hielo se derriti, la corteza empez gradualmente a levantarse. Por consiguiente, ahora pueden encontrarse rasgos de lneas de costa prehistricos por encima del nivel del mar. La regin de la baha Hudson de Canad es un rea de este tipo, porciones de la cual siguen elevndose a un ritmo de ms de un centmetro al ao.

Costas de inmersinEn contraste con los ejemplos previos, otras reas costeras muestran signos definitivos de inmersin. La lnea de una costa que ha estado sumergida en el pasado relativamente reciente suele ser muy irregular porque el mar inunda normalmente los tramos inferiores de los valles fluviales, fluyendo en el ocano. Sin embargo, las lomas que separan los valles permanecen por encima del nivel del mar y se proyectan en el mar como frentes de tierra. Estas desembocaduras fluviales inundadas, que de denominan estuarios (aestus : marea), caracterizan muchas costas actuales. A lo largo de la lnea de costa atlntica, las bahas Chesapeake y Delaware son ejemplos de grandes estuarios creados por inmersin (Figura DINLIT-14). La pintoresca costa de Maine, particularmente en las cercanas del Parque Nacional Acadia, es oro excelente ejemplo de un rea que fue inundada por el levantamiento pos glaciar del nivel del mar y transformada en una lnea de costa muy irregular.

III.2 ORIGEN Y MOVIMIENTO DEL MATERIAL PLAYERO.

Los sedimentos en las playas pueden variar en composicin dependiendo la fuente que alimenta la playa. Los mismos pueden ser lito gnicos o terrgenos, biognicos y/o mixtos. Los primeros provienen de la corteza terrestre, muchos de ellos son silicatos (tanto claros como oscuros), micas, minerales oscuros sobre todohierroymagnesio. Estos se transportan por los ros desde tierra adentro hasta la costa, por lo cual se debera encontrar playas ms terrgenas cerca de las desembocadura de los ros, mientras que los segundos, los sedimentos biognicos, provienen del ocano o mar. Estos provienen de los restos de las partes duras decarbonato de calciode los organismos marinos. A diferencia de los terrgenos, los sedimentos biognicos se producen in situ, lo que significa que no viajan grandes distancias, la gran mayora se produce cerca de la playa a la cual alimentan. Finalmente, las playas con sedimentos mixtos cuentan con dos fuentes alternas o simultneas de sedimentos: sedimentos terrgenos que provienen delroy sedimentos que provienen de los organismos marinos (biognicos) que habitan el rea.III.3 PERFILES PLAYEROS DE EQUILIBRIO

Se define perfil de playa como la variacin de la profundidad, h, con la distancia a la lnea de costa, x, en la direccin normal a sta: h = f(x). Todos los perfiles de playa presentan una forma cncava hacia arriba. Esta regularidad ha permitido el desarrollo de diferentes expresiones matemticas que describen el perfil y la introduccin del concepto de perfiles de equilibrio.El concepto de perfil de equilibrio ha sido definido por diferentes autores. La primera mencin se debe a Fennema (1902): Existe un perfil de equilibrio, al cual el agua dar lugar en ltimo trmino, si se le permite completar su trabajo. Ms reciente, Larson (1991) describi el perfil de equilibrio como: Una playa con un tamao de gramo determinado, expuesta a unas condiciones constantes de oleaje, desarrollar una forma del perfil que no presentar ningn cambio neto con el tiempo. Por lo tanto, cuando un perfil alcanza el equilibrio, existir un balance de fuerzas en cada perfil, tal que el transporte neto sea nulo.

III.4 CUANTIFICACIN DEL TRANSPORTE LITORAL.

Se han desarrollado y propuesto una gran cantidad de mtodos para cuantificar el transporte de sedimentos. Cada uno de ellos sirve para obtener alguno de los componentes de la carga de sedimentos. El transporte se sedimentos por unidad de ancho de canal, o sea el transporte unitario de sedimentos, se expresa en peso y se designa con la letra gx o en volumen y se designa con la letra Sx. El volumen obtenido con las ecuaciones de transporte es el ocupado por las partculas slidas sin dejar huecos entre ellas, por lo tanto la relacin entre gx y Sx es:

Gx=ssx

gx= transporte unitario de sedimentos expresado en peso (kg/s m)

sx= transporte unitario de sedimentos expresado en volumen[m3/s-m]

TEMA IV

OBRAS DE DEFENSA Y ABRIGO

IV.1 FUNCIN Y CLASIFICACIN DE LAS OBRAS DE PROTECCIN.

Las obras de abrigo de instalaciones portuarias y obras de defensa rgidas como revestimientos y murostienen siempre asociadas determinadas actividades en su trasds incompatibles con la existencia de flujosde mar sobre las mismas, por lo que suelen ser diseadas para condiciones de muy poca o nularebasabilidad de oleaje. Sin embargo, desde el punto de vista prctico, asegurar tal condicin esprcticamente imposible dada la aleatoriedad del fenmeno que lo produce: el oleaje. Por ello, a menudose aborda el problema en trminos de probabilidad de ocurrencia del evento. La probabilidad de noexcedencia para un volumen dado de rebase es otra forma de intentar prever dicho fenmeno,consiguiendo un criterio inicial para el diseo de la estructura martima. El rebase del oleaje sobre un dique vertical se puede interpretar como el caudal medio del agua quesobrepasa la estructura durante una tormenta o bien como el volumen individual de rebase que produce unnico evento ocasionando dicho fenmeno. Existen diversas aproximaciones al clculo del rebase, aunqueen la mayora de casos suele expresarse en funcin de parmetros relacionados con la hidrodinmicaexistente y tipo de estructuras a evaluar. En esta tesina se define cada uno de ellos y se especfica el tipode adimensionalizacin utilizada por cada autor.Durante los meses de Febrero a Julio del 2001 se realizaron una serie de ensayos en el canal de oleaje CIEM (Canal de Investigacin y Experimentacin Martima) de la UPC bajo el marco del proyectoeuropeo VOWS (Violent Overtopping by Waves at Seawalls), cuyo objetivo principal era el estudio delfenmeno del rebase sobre paramentos verticales o cuasi verticales.El trabajo principal que se ha llevado a cabo en estatesina ha sido el anlisis comparativo entre losresultados del modelo fsico con las aproximaciones existentes. Concretamente, se ha realizado lacomparacin con las aproximaciones de W. Allsop y C. Franco, puesto que son las ms usadas hoy porhoy en la prediccin del rebase en el campo de la ingeniera martima.En el presente trabajo se ha abordado el fenmeno del rebase de muy distintas formas. A continuacin sepresentan las distintas formas de calcular el rebase: como caudal de rebase, como volumen individual derebase y como porcentaje de olas que producen rebase. Para cada autor se detalla la formulacinempleada para el clculo del fenmeno del rebasedel oleaje as como el proceso de obtencin deresultados y sus propias limitaciones. En esta parte de la tesina se incluyen comentarios que valoran lasolidez de los diferentes argumentos utilizados por los autores, de forma que se intenta hacer unapreseleccin de las formulaciones ms convincentes ycon las cuales se hace ms adelante un estudiosobre su validez.Sin embargo, existen tambin otros factores ms complicados de estudiar y que tambin influyen sobre elrebase. Se trata del viento y de la presencia de una berma de pie. En esta tesina se han despreciado para elestudio dichos elementos, dado que se considera casi nulo el efecto del viento sobre el rebase; y slo se haestudiado el comportamiento del rebase sobre diques verticales.Cada factor se ha estudiado por separado explicando de qu manera han sido tratados y se incluyen, asmismo las principales conclusiones que cada autor hace de su propio estudio. Dichas conclusiones secontrastan, en forma de resultados, con comentarios personales que tratan de enriquecer la comprensindel fenmeno del rebase tratando de enfatizar aquellos aspectos que consideramos tienen un cierto errorasociado.Tras la revisin de los estudios que se han realizado por parte de los autores que se han considerado msadecuados para realizar dicha tesina (los ms conocidos o utilizados hasta la fecha) se presenta uncaptulo dedicado a tratar de explicar la influencia de los principales parmetros sobre el rebase a travsde la exposicin de las diferentes conclusiones y autocrticas que los autores hacen de s mismos.Las conclusiones finales intentan discernir sobre una mejora en la formulacinde los autores que se hanescogido para comparar sus resultados con los obtenidos de forma experimental en el canal de oleaje CIEM durante los ensayos realizados para el proyecto VOWS. Uno de los puntos ms relevantes que seponen al descubierto en esta tesina es la sobrevaloracin que se obtiene de los valores de rebase en lasdiferentes formulaciones comparadas, lo que nos indica que es necesario realizar una serie de cambios endichas formulaciones para mejorarlas.

Obras de abrigoEl abrigo necesario para los puertos a de conseguir mediante unas obras que impidan la accin del mar salvo en los casos de que se trate de puertos naturales y que al mismo tiempo cumpla con las condiciones necesarias en la entrada evolucin y giro y que deja abrigada suficiente de acuerdo con su trazo en planta en los siguientes tipos principales:

1. Obras de proteccin para lelas a la costa2. Obras de proteccin convergentes3. Obras de proteccin paralelas entre si4. Dique vertical reflejante

Obras de proteccin paralelas a la costaEsta solucin suele usarse en puertos exteriores ganados al mar no muy alejado de la costa o bien cuando se disponga de terreno tierra a dentro o como tambin puede estar aislada de la costa.Obras de proteccin convergenteEste tipo es muy utilizado en busca de calado necesario para la boca de entrada en este caso se debe tener cuidado con las reas disponibles ya que el puerto quedara comprendido entre las obras.Obras de proteccin paralelas entre siSe usa esta disposicin de diques en los puertos creados avanzados sobre tierra o bien en la desembocadura de ros navegables que ofrecen muchos inconvenientes como malas condiciones a la navegacin y penetracin a la agitacin.Dique vertical reflejanteEl empleo de este tipo de diques es menos comn que el rompeolas ala talud mencionado anteriormente por las condiciones especiales de cimentacin y profundidad debido a esta ltima ser mayor de dos veces la altura para evitar que las olas rompan contra ellos estos diques son construidos por gravedad, cajones de concreto que se llevan flotando hasta el sitio de colocacin en donde se une y se rellena con arena.Tiene la ventaja de no requerir con conteras en las a proximidades y la relativa rapidez de construccin pueden adems utilizarse como atracaderos y que presentan paralelos verticales aunque sus anchos no permitan que sobre la corona se realicen operaciones de carga general.Obras de defensaEs evidente la ventaja de las defensas pues pro ser elementos ms deformables en comparacin con las estructuras adsorben energa con mayor desplazamiento y menor fuerza, prcticamente se tiene los siguientes tipos de defensa.

1. Obras de defensa fijas2. Obras de defensa colgantes3. Obras de defensa por pilotes4. Obras de defensa por gravedad

Obras de defensa fijasElementos flexibles fijos en la pantalla de atraque adsorben energa al deformarse durante el impacto las ms comunes consisten en grandes masas de hule.Obras de defensa colgantesPueden estar construidas por piezas colgantes de hule, pantallas de madera o una combinacin de ambas.Obras de defensa por pilotesEs el ms aspectado para adsorber energa de una forma sencilla y econmica en general sobre los pilotes se apoyan una pantalla de madera y estos a su vez se apoyan en sus cabezas sobre elementos como bloques de hule, casi siempre se prefiere utilizar pilotes de madera.Obras de defensa por gravedadPodran incluirse en el tipo colgante y en general son defensas que adsorben energa al incrementar la energa potencial de la masa y vencer la friccin, existen varios sistemas de este tipo que en los ltimos aos han demostrado gran efectividad principalmente para el atraque de grandes embarcaciones.

IV.2 DISEO DE ROMPEOLAS.

El objetivo de la construccin de un rompeolas es establecer una zona de mar en calma en la que las embarcaciones se puedan amarrar con seguridad durante perodos meteorolgicos adversos. Es, por lo tanto, importante para la comunidad local que el rompeolas sea capaz de soportar el impacto de las olas normalmente propias de la zona. La no consecucin de estos objetivos en situaciones normales (sin contar el efecto de tormentas extraordinariamente fuertes) podra provocar daos considerables a la flota pesquera. Para evitar que esto suceda se debern tomar todo tipo de precauciones al construir un rompeolas a nivel artesanal con muy poca o ninguna ayuda o supervisin por parte del ministerio de obras pblicas. De hecho, en litorales rocosos, no se debera intentar construir rompeolas en profundidades superiores a los 3 m sin contar con asistencia tcnica, debido a la compleja naturaleza de las olas en aguas ms profundas. Por otra parte, en las costas arenosas siempre debe recabarse el asesoramiento de expertos, cualquiera que sea la profundidad del agua.El objetivo de la construccin de un rompeolas es establecer una zona de mar en calma en la que las embarcaciones se puedan amarrar con seguridad durante perodos meteorolgicos adversos. Es, por lo tanto, importante para la comunidad local que el rompeolas sea capaz de soportar el impacto de las olas normalmente propias de la zona. La no consecucin de estos objetivos en situaciones normales (sin contar el efecto de tormentas extraordinariamente fuertes) podra provocar daos considerables a la flota pesquera. Para evitar que esto suceda se debern tomar todo tipo de precauciones al construir un rompeolas a nivel artesanal con muy poca o ninguna ayuda o supervisin por parte del ministerio de obras pblicas. De hecho, en litorales rocosos, no se debera intentar construir rompeolas en profundidades superiores a los 3 m sin contar con asistencia tcnica, debido a la compleja naturaleza de las olas en aguas ms profundas. Por otra parte, en las costas arenosas siempre debe recabarse el asesoramiento de expertos, cualquiera que sea la profundidad del agua. El rompeolas tpico consiste en una cresta de piedra basta, tambin llamada ncleo, cubierta o protegida por recubrimientos o capas de piedras ms pesadas.El ncleo.Normalmente ste consiste en desechos de cantera sin las partculas finas (polvo y arena) vertidos en un montn en el mar por medio de un camin volquete. Para facilitar el vertido por medio de un camin, el ncleo debe tener preferiblemente una anchura de 4 a 5 m en su extremo superior y encontrarse a una altura aproximada de 0,5 m por encima del nivel medio del mar o, cuando hubiera una gran amplitud de mareas, por encima del nivel de pleamar en marea viva. El extremo superior del ncleo se deber mantener nivelado y uniforme por medio de una mquina explanadora a fin de permitir que los camiones volquete puedan viajar a lo largo de todo el rompeolas. Cuando se echa al agua, el ncleo de escollera queda descansando con una pendiente aproximada de 1 a 1, lo que quiere decir que su nivel desciende en 1 m por cada metro que avanza. Dado el poco peso de la escollera en el ncleo, todo el trabajo de construccin relacionado con rompeolas deber efectuarse durante las estaciones de ms calma.La primera capa inferior.La primera capa inferior de piedra que protege el ncleo de escollera para impedir que sea arrastrado normalmente consiste en piezas sueltas de piedra cuyo peso vara entre un mnimo de 500 kg hasta un mximo de 1 000 kg (Figuras 32a a 32c).Estas piezas se depositan normalmente en dos capas como mnimo con una pendiente que es generalmente menos acusada que la del ncleo, 2,5/1 en la pendiente exterior y 1,5/1 en la pendiente interior. Una pendiente de 2,5/1 quiere decir que el nivel desciende 1 m por cada 2,5 m de avance. La primera capa de piedra puede ser colocada con una excavadora hidrulica, como se muestra en las Figuras 32b y 32c. Tambin se puede utilizar una gra normal si hay espacio para las patas de apoyo; no se deben utilizar las gras con ruedas de goma en ningn momento sobre un ncleo desnivelado sin que sus patas de apoyo se encuentren en la posicin extendida.La excavadora debe colocar la piedra ms pesada tan rpido como sea posible sin dejar demasiado ncleo de escollera expuesto a la accin de las olas. Si llegara una tormenta al lugar con demasiado ncleo expuesto, existe el grave peligro de que el ncleo sea arrastrado y distribuido por las olas en toda la zona de construccin del puerto.La distancia H es la altura de la parte superior de la nueva capa descendente por encima del nivel del fondo del mar. Sera conveniente colocar una prtiga de madera en la punta del ncleo subyacente y fijarla en su sitio con mortero. Se debera colocar una plomada pesada de piedra en el fondo del mar con una boya marcadora a una distancia igual a 2,5 x H. Posteriormente se debera llevar una cuerda de niln de un color fuerte desde la plomada a la altura requerida de la prtiga. Este procedimiento debe repetirse cada 5 m a fin de ayudar al operador de la gra o de la excavadora a colocar la capa superior. Un nadador equipado con gafas de buceo debe asegurarse de que cada una de las piedras sueltas quede colocada dentro del perfil sealado.La capa principal de proteccin. La capa principal de proteccin, como su propio nombre indica, constituye la defensa principal del rompeolas a la embestida de las olas. La existencia de cualquier tipo de defecto en la calidad de la roca, graduacin (tamao demasiado pequeo) o colocacin (pendiente desnivelada o demasiado acusada) pondra a todo el rompeolas en grave peligro. Por esto se deber tener mucho cuidado al seleccionar y colocar las piedras correspondientes a la capa principal de proteccin.

IV.3 DISEO DE MUROS VERTICALES.

Concepto de dique vertical convencional.Podemos definir un dique de paramento vertical convencional como un monolito rgido, de pared impermeable, de comportamiento gravitatorio (basa la estabilidad en el peso) y que se caracteriza por reflejar prcticamente el total de la energa del oleaje, sin intentar variar su comportamiento, ni laminarla por transmisin o disipacin del impacto devolviendo como una pared rgida la accin de trenes sucesivos de olas representado por su altura de ola mxima incidente.Partes de un dique vertical convencional.Los elementos principales de un dique vertical son los que siguen:1. Banqueta de cimentacin con su correspondiente enrase de grava.2. Berma de proteccin del dique.3. Bloque de guarda anti-socavacin, pudiendo estar embebido en la berma delantera de proteccin.4. Monolito (cajn o tipologa especial)5. Espaldn, con sus mltiples soluciones estructurales, funcionales e hidrulicas para minimizar el rebase cuando la funcin es de dique muelle.Modos de fallo de un dique vertical.De acuerdo con los elementos de diseo de un dique vertical, es posible distinguir los siguientes modos de fallo principales:1. Modo de fallo instantneo por accin de la ola mxima sobre el monolito. Fallo estructural por deslizamiento, vuelco o hundimiento.2. Modo de fallo instantneo por accin de la ola mxima sobre el espaldn.Fallo estructural por deslizamiento, vuelco o hundimiento.3. Modo de fallo operacional hidrulico por rebase sobre el espaldn.4. Modo de fallo operacional hidrulico de reflexin por agitacin interior en antepuerto, canal de enfilacin y drsenas interiores.5. Modo de fallo flexible por deformacin acumulativa y colapso del cimiento.6. Modo de fallo deformable por socavacin acumulativa en berma.7. Modo de fallo en berma por cota elevada de la misma, funcionando como dique horizontal compuesto.8. Modo de fallo por hincamiento del monolito sobre la cimentacin de apoyo.9. Erosin en las esquinas de contacto cajn. Aproximacin a los diques verticales. Interaccin oleaje-estructura.10. Exceso de presin de apoyo.11. Fallo global a corto o largo plazo de la cimentacin.12. Otros modos de fallo derivados e interconectados de los anteriores.

IV.4 EVOLUCIN PLAYERA POR CONSTRUCCIN DE OBRAS. TIEMPO DE LLENADO.

Estudiar la evolucindelborde costero tanto en condiciones naturales como baja la influencia de obras costeras suponen analizar los procesos que ocurrenen la zona de confluencia de tres medios aire, mar y tierra este hecho origina que esta zona se ve sometida a grandes solicitaciones energticas de origen u contenido energtico diverso por lo que el aspecto terico del movimiento de las cosas se abarcara varias frecuencias a diferentes agentes impulsores.

Cambio a largo plazo Cambio a medio plazo Cambio a corto plazo

IV.5 DIMENSIONAMIENTO DE CANALES DE NAVEGACIN. PROFUNDIDAD, ANCHO, DISTANCIA DE PARADA.

Los canales de navegacin de preferencia debern ser rectos los de acceso tendera a ser normal a la costa o paralelos a la direccin predominante de los temporales. Los canales de navegacin interiores tendrn un cambin de direccin la curva entre dos tangentes no ser mayor de 30 lo que equivale a un radio de5E lo recomendable por seguridad para barcos mayores de 30,000 TPM es de un radio de 10E el ancho de la plantilla en las curvas del canal se aumentara un 30% respecto a la parte recta.La determinacin de la profundidad en el anterior del puerto depende fundamentalmente del canal de carga del barco, la densidad del agua u en menor magnitud de altura del laula y el asentamiento del barco ya que la velocidad tiende a cero. Para la navegacin de canales interiores debemos tomar en cuenta la densidad del agua dulce la cual aumenta en calada aproximadamente 3% dado que la embarcacin de la entrada cruza la bocana a 5 8 nudos de velocidad la distancia de frenado en el orden de los 5E contadas a partir que la popa del barco est en zona protegida por los rompeolas.

TEMA V

PROPIEDADES DE LOS SEDIMENTOS EN UN CAUCE

V.1 DISTRIBUCIN TERICA DE LA GRANULOMETRA.

Tamao. La propiedad ms importante de una partcula de sedimento es su tamao por lo cual, ha sido la nica propiedad que caracteriza los sedimentos. Solamente si la forma, densidad y distribucin granulomtrica son semejantes en diferentes sistemas hidrulicos,se pudiese considerar que la variacin de su tamao define la variacin del comportamiento del sedimento.Forma. Es una caracterstica que determina el modo de movimiento de la partcula (grano de forma aplanada, en el lecho, difcilmente se mueve por rotacin, pero s se desplazan fcilmente o, eventualmente pueden saltar) Normalmente se define a travs de la redondez, esfericidad y el factor de forma.

Densidad. Es la relacin entre la masa que posee una partcula y su volumen. La gravedad especfica, se define como la relacin entre la densidad de la partcula slidayla densidad del agua a 4 grados centgrados. La mayora de los sedimentos de los ros son cuarzos o feldespatos cuya gravedad especfica es 2.65; sin embargo,vara desde 1.35 a 1.70 para la piedra pmez hasta 7.6 para la galena.Peso especfico. Es la relacin entre el peso de la partcula y su volumen. Es igual alproducto de la densidad por la aceleracin de la gravedad.Porosidad: Se define como la relacin entre el volumen de vacos y el volumen de granos o volumen de sedimentos.CARACTERSTICAS DE LOS SEDIMENTOSLa superficie de la tierra es atacada principalmente por dos agentes, el aire y el agua. Dichos agentes son el detonante de los diversos procesos fsicos y qumicos que destruyen y transforman las rocas. Cuando esto ocurre se dice que la roca ha quedado intemperizada.CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE INTEMPERIZACIONLos que causan la desintegracin fsica o mecnica de las rocas.Los que originan descomposicin qumica.LA DESINTEGRACIN MECNICA COMPRENDE:Cambios peridicos de temperatura: Calentamiento y enfriamiento debido a cambios De temperatura diurnos o estacionales.Congelacin: Al quedar atrapada el agua en los poros y fisura de la roca, al Congelarse se dilata provocando la fractura de la roca.Productos Esperados: Gravas y Arenas Principalmente, en ocasiones limos (La roca es quebrada y luego se va fragmentando).LA DESCOMPOSICIN QUMICA COMPRENDE: Oxidacin: adicin de iones oxgeno a los minerales de las rocas. Reduccin: Extraccin de iones de oxgeno de los minerales que constituyen las rocas. Hidratacin: Adicin de agua a los minerales que forman las rocas. Carbonatacin: Disolucin del material de la roca por agua que contiene una cantidad importante de dixido de carbono.Productos esperados: Arcillas Principalmente.CLASIFICACIN DE LOS MATERIALES TRANSPORTADOS: Los transportados y depositados por el agua son conocidos como Material aluviallos transportados por el viento principalmente finos, ceniza Volcnica se denominan material elico.

V.2 VELOCIDAD DE CADA DE UNA PARTCULA.

Este parmetro ayuda describir el comportamiento de las partculas en el seno de un lquido, la velocidad de cada es la velocidad que adquiere una partcula al caer dentro de un lquido y se alcanza cuando el peso de la partcula se equilibra con el empuje ascendente que ejerce el lquido sobre la partcula. El valor de la velocidad de cada depende del tamao y forma de la partcula, de la viscosidad y de la temperatura.

V.3 INICIO DE ARRASTRE EN SUELOS COHESIVOS Y GRANULARES. DIMETRO EQUIVALENTE.

La determinacin de la condicin crtica de arrastre es una actividad importante en la ingeniera de ros, ya que permite inferir las condiciones que originaran el acarreo o transporte de partculas del material del cauce, o bien las que favoreceran su depsito, de ah que sea fundamental para el diseo, por ejemplo, de canales sin revestimiento y de protecciones de en rocamiento.En una muestra de suelo no cohesivo interesa conocer la forma en que estn distribuidos los tamaos de las partculas que el tamao de una sola de ellas. Se trata de conocer la granulometra real o caracterstica del material que constituye el lecho de un tramo de ro. Anlisis Granulomtrico: Consiste en hacer pasar la muestra de material a travs de un juego de mallas y en pesar el material retenido en cada una de ellas. Con lo que se obtiene laRepresentacin Grfica. Consiste en representar la magnitud de los valores de la Tabla de Distribucin de Frecuencias (TDF) en diferentes tipos de papel de los tipos de sedimentos. El resultado de esta representacin grfica se le conoce como Curva Granulomtrica (CG).

V.4 DISEO DE CAUCES SIN ARRASTRE.

La metodologa existente para el diseo de canales cubre principalmente la seleccin adecuada de la seccin hidrulica por donde fluye el agua, en condiciones de flujo uniforme y caudal mximo. Con este objeto algunos criterios se han presentado, aplicables a canales con y sin recubrimiento y aunque los criterios de diseo se dedujeron para las condiciones de flujo uniforme, suaplicacinse puede extender en buena medida a las de flujo variado en cualquiera de sus formas. Cualquiera que sea el canal por disear, el ingeniero debe conocer las propiedades del material que constituir la plantilla y taludes despus de efectuar laexcavacin Dicho material formara el cuerpo del canal cuando no se recubra o servir para soportar el recubrimiento cuando se utilice. Tambin es importante conocer las propiedades del sedimento proveniente de otros sitios, que el agua va a transportar ensuspensin, para entender mejor los mtodos de diseo de canales no revestidos, as como el transporte de sedimentos. Primero se exponen los procedimientos generales de diseo de los canales, recubiertos o no, consistentes en la seleccin del talud, las velocidades mnima y mxima del flujo y los criterios para estimar el libre bordo. El cuerpo de los canales sin recubrimiento y de los ros se forma de materiales con partculas de forma, tamao y propiedades diferentes, que varan desde grandes piedras a material coloidal. El material puede cambiar de una parte a otra a lo largo de la conduccin y el del fondo a menudo difiere del que forma los taludes. Segn sea la intensidad del flujo, el material no siempre es capaz de resistir la fuerza de arrastre generada por el agua, que crece conforme aumenta la velocidad. Se puede entonces producir el arrastre del material y el transporte de sedimentos en el seno de la corriente, con el proceso de erosin en las fronteras y el de depsito del material en las zonas donde disminuye la velocidad haciendo inestable al canal o al cauce. A lo largo de su curso, los ros y canales sin revestimiento pueden ser erosionados por el paso de las aguas, porque los materiales que los constituyen no siempre son capaces de resistir la fuerza de arrastre, la cual se genera por el movimiento o escurrimiento de las aguas, ya que dicha fuerza crece conforme aumenta la velocidad de la corriente.La situacin que define las condiciones necesarias para que un flujo de agua inicie el movimiento, arrastre o transporte de las partculas sedimentarlas que forman el material de un cauce, se denomina movimiento incipiente, movimiento crtico, condicin crtica de arrastre, inicio de arrastre o transporte incipiente. Sin embargo, la condicin de movimiento incipiente es diferente de la de transporte incipiente, pues la primera describe una situacin instantnea en que una o varias partculas comienzan a moverse, pero ello no significa que una vez que se han movido continen hacindolo, como ocurre en las situaciones de arrastre o transporte incipientes.

TEMA VI

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

VI.1 GASTO SLIDO DE FONDO.

Se da el nombre genrico de sedimentos a las partculas procedentes de las rocas o suelos y que son acarreadas por las aguas que escurren. Todos estos materiales, despus de cierto acarreo finalmente son depositados a lo largo de los propios cauces, en lagos, en presas de almacenamiento, en la planicie y hasta el mar. Todos los materiales sedimentados, despus de cierto acarreo finalmente son depositados a lo largo de los propios cauces, en lagos, en presas de almacenamiento, en la planicie y hasta el mar. Fuente principal: suelos y rocas que se encuentran en la cuenca Principales agentes deerosiny transporte: agua y viento. NATURALES:Erosinde la superficie del terreno,Erosindel cauce principal y sus tributarios y deslizamientos naturales del terreno. ARTIFICIALES:Destruccinde lavegetacin sitios deconstruccin(vasdecomunicacin ciudades),Explotacinde minas y desechos urbanos e industriales.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS POR CORRIENTECuando el sedimento es transportado por el flujo se diferencian dos grandes grupos de sedimentos:Sedimento De Lavado:partculasmuy finas como limos y arcillas y que el agua transporta en suspensin.Sedimento De Fondo:partculasmayores a 0.062 mm y pueden ir dentro de la capa de fondo (arrastre) o en suspensin (segnEinstein la capa de fondo es aquella cuya altura es igual a 2 veces eldimetrode lapartcula).El transporte de fondo depende de lascaractersticashidrulicasde la corriente (hidrulicafluvial) y en cambio unriopuede transportar tanto material desuspensincomo llegue a l, independientemente de suscaractersticashidrulicas.

SEDIMENTOS ENSUSPENSINTodas las corrientes llevan materiales suspendidos, los cuales tienden atranquilizarseen el fondo del canal, o bien dichaspartculasllegan a un embalse donde su velocidad yturbulenciason reducidas.Laspartculaspequeaspuedenpermaneceren suspensin por un tiempo largo y algunas veces cruzan la presa a travs de compuertas, turbinas o vertedores para determinar la cantidad de sedimentos suspendidos se Realizan mediciones en las corrientes y dichas muestras son llevadas a un laboratorio. La muestra es filtrada para separar los sedimentos. Los sedimentos son secados y pesados expresando suconcentracinen el agua en unidades de en partes pormilln(ppm). El programa bandas reporta concentraciones de sedimentos en los ros. El ltimo destino de todos los sedimentos son los fondos de los embalses. Grandes producciones de sedimentos acortan la vida til de un embalse. Para determinar la capacidad muerta de un embalse (para azolves) se debe considerar la produccin de sedimentos para los n aos de vida til planeada para el embalse. El peso especfico del sedimento vara de acuerdo a la edad del depsito (t en aos) y del tipo de sedimento.

FUENTES DE SEDIMENTOS Fuente principal: suelos y rocas que se encuentran en la cuenca Principales agentes de erosin transporte: agua y viento. Pero en general las fuentes son naturales y artificiales: Naturales: Erosin de la superficie del terreno, Erosin del cauce principal y sus tributarios y deslizamientos naturales del terreno. Artificiales: Destruccin de la vegetacin, sitios de construccin (vas de comunicacin, ciudades), Explotacin de minas y desechos urbanos e industriales.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS POR CORRIENTECuando el sedimento es transportado por el flujo se diferencian dos grandes grupos de sedimentos.Sedimento De Lavado:partculas muy finas como limos y arcillas y que el agua transporta en suspensin.Sedimento De Fondo:partculas mayores a 0.062 mm y pueden ir dentro de la capa de fondo (arrastre) o en suspensin (segn Einstein la capa de fondo es aquella cuya altura es igual a 2 veces el dimetro de la partcula). El transporte de fondo depende de las caractersticas hidrulicas de la corriente (hidrulica fluvial) y en cambio un rio puede transportar tanto material de suspensin como llegue a l, independientemente de sus Caractersticas hidrulicas.

SEDIMENTOS DE ARRASTRE DE FONDOSe conocen hasta 17 ecuaciones para calcularlas. Una de ellas es la MEYER-PETER Y MULLER:

Dnde:

qB= transporte unitario de sedimentos expresado en volumen (m3/s m)Dm = dimetro medio, mE = densidad relativa de las partculas dentro del agua = (s )/s y = peso especfico de las partculas del aguasCONTINA MEYER, PETER AND MULLER

Dnde:

R = radio hidrulicoS = pendiente hidrulica del escurrimienton = nmero de manningD90= dimetro de la curva granulomtrica tal que el 90% de las partculas son menores que este dimetro.

VOLUMEN DE ARRASTRE DEL FONDO DEL CAUCE SI LLEGARA A DEPOSITARSE

Dnde:V = volumen sedimentado en m3 en el lapsob = ancho del fondo del cauce, mt = intervalo de tiempo = porosidad del material depositadoSEDIMENTOS EN SUSPENSIONTodas las corrientes llevan materiales suspendidos, los cuales tienden a tranquilizarse en el fondo del canal, o bien dichas partculas llegan a un embalse donde su velocidad y turbulencia son reducidas.Las partculas pequeas pueden permanecer en suspensin por un tiempo largo y algunas veces cruzan la presa a travs de compuertas, turbinas o vertedores para determinar la cantidad de sedimentos suspendidos seRealizan mediciones en las corrientes y dichas muestras son llevadas a un laboratorio. La muestra es filtrada para separar los sedimentos. Los sedimentos son secados y pesados expresando su concentracin en el agua en unidades de en partes por milln (ppm). El programa bandas reporta concentraciones de sedimentos en los ros.

MEDICION DE SEDIMENTOS EN UNA VASO-Medicin de sedimentos sobre la corriente a la entrada del embalse-Medicin directa en el embalse mediante levantamientos batimtricos-Prediccin de azolves, entre ellos con la frmula universal de prdida delsuelo (aplicando la proporcin de desplazamiento del sedimento) o con laformula universal modificada de prdida de suelo.

ECUACION UNIVERSAL DE PERDIDA DE SUELO (EUPS)

A = Perdida de suelo (t/ha).R = Factor erosividad de la lluvia (Mj mm/ha hr).K = Factor erosionabilidad del suelo (t ha h/ ha Mj mm).L = Factor longitud de la pendiente (adimensional).S = Factor grado de la pendiente (adimensional).C = Factor uso y manejo del suelo y vegetacin(adimensional).P = Factor de prcticas mecnicas (adimensional).

PRODUCCIN DE SEDIMENTOSNo todo lo que se calcula como erosin en la ecuacin universal de perdida de suelo es sedimento ya que parte del material ira siendo depositado o atrapado.Esa parte que sigue su ruta hasta un punto tal como una presa es llamada tasa de sedimentos.Lo que se calcula con laecuacin se multiplica por una proporcin de desplazamiento (sedimento delivery ratio):Sedimento = erosin x proporcin de desplazamiento

VOLUMEN DE ASOLVES EN UN VASO DE ALMACENAMIENTO

N = nmero de aos de vida tilR = produccin anual de sedimentos, ton/Km2Ac= rea de la cuenca, Km2wt = peso especfico wt de los sedimentos, kg/m3Ea = eficiencia de atrapado del embalse, adimensi.La cual es funcin del cociente XX = Capacidad de almacenamiento/escurrimientos anualesEFICIENCIA DE ATRAPADOS DE SEDIMENTOS EN LA PRESA

Ea =sedimentos atrapados en %X = cociente de capacidad de almacenamiento entre escurrimientos anualesVOLUMEN DE SEDIMENTOS EN m3

R= produccin de sedimentos por unidadrea de la cuenca, Ton/Km2 = Qs/AcAc = rea de la cuenca en km2wt = peso especfico o densidad aparente de los sedimentos, kg/m3AZOLVE DE EMBALSE

El ltimo destino de todos los sedimentos son los fondos de los embalses. Grandes producciones de sedimentos acortan la vida til de un embalse.Para determinar la capacidad muerta de un embalse (para azolves) se debe considerar la produccin de sedimentos para la n aos de vida til planeada para el embalse.El peso especfico del sedimento vara de acuerdo a la edad del depsito (ten aos) y del tipo de sedimento.

TEMA VII

SOCAVACIN Y ENCAUZAMIENTO

VII.1 SOCAVACIN GENERAL DE UN CAUCE NATURAL.

La socavacin es el resultado de la accin erosiva del flujo de agua que arranca y acarrea material de lecho y de las bancas de un cauce, convirtindose en una de las causas ms comunes de falla en puentes. Un autor britnico, Smith en 1976, estudi los casos de 143 puentes que haban fallado total o parcialmente, encontrando entre sus causas las siguientes: 1 falla debida a corrosin en las estructuras metlicas; 4 fallas debidas a fatiga de los materiales; 4 fallas debidas al viento; 5 fallas debidas a diseos inadecuados; 11 fallas debidas a terremotos; 12 fallas debidas a un procedimiento no adecuado durante la construccin; 14 fallas debidas a sobrecargas y choques de embarcaciones; 22 fallas debidas a materiales defectuosos y finalmente, 70 fallas debidas a que las profundidades de socavacin en una o varias pilas, alcanzaron niveles inferiores a los que llegaban las cimentaciones de las mismas. Todo esto muestra la importancia de un buen anlisis hidrulico para el diseo de puente. Parmetros como la creciente mxima esperada, la profundidad de flujo, caractersticas del lecho, forma, separacin y direccin de las pilas, entre otros, se vuelven de gran relevancia.

TIPOS DE SOCAVACIONA. Socavacin normal o general: Se entiende por socavacin general el descenso del fondo de un ro que se produce al presentarse una creciente y es debida al aumento de la capacidad de arrastre de material slido que en ese momento adquiere la corriente, en virtud de su mayor velocidad.La erosin del fondo de un cauce definido por el cual discurre una corriente es una cuestin de equilibrio entre el aporte slido que pueda traer el agua a una cierta seccin y el material que sea removido por el agua de esa seccin y al aumentar la velocidad del agua, aumenta tambin la capacidad de arrastre.

B.Socavacin en estrechamientos: Se entiende por socavacin en estrechamientos la que se produce por el aumento en la capacidad de arrastre de slidos que adquiere una corriente cuando su velocidad aumenta por efecto de una reduccin de rea hidrulica en su cauce. El efecto es muy importante en puentes, donde por lo comn y por razones de economa suelen ocurrir las mencionadas reducciones, si bien puede presentarse en otros lugares del curso del ro, en que un estrechamiento ms o menos brusco tenga lugar.Los cambios que la presencia de un puente impone a la corriente son principalmente los siguientes: Cambio de la velocidad del flujo del agua en el cauce principal. Cambio en la pendiente de la superficie libre del agua, hacia arriba y hacia abajo del puente.Esto origina un mayor arrastre del material del fondo en la seccin del cauce y, cuando ello es posible, un ensanchamiento del cauce.

C. Socavacin en curvas: Cuando un ro describe una curva existe una tendencia en los filetes lquidos situados ms lejos del centro de curvatura a caminar ms aprisa que los situados ms hacia el interior; como consecuencia, la capacidad de arrastre de slidos de los primeros es mayor que la de los segundos y la profundidad de erosin es mayor en la parte del cauce exterior a la curva que en la interior. El efecto es importante y ha de ser tenido en cuenta en la construccin de puentes en curvas de ro o en el diseo de enrocamientos de proteccin en los mismos lugares pues al disminuir la velocidad la curva aumenta el depsito en esta zona y, por ello, disminuye la zona til para el flujo del agua y al aumentar la profundidad y el rea hidrulica, aumenta el gasto.

D. Socavacin local en estribos: Desde el punto de vista de definicin, la socavacin local en estribos es anloga a la que se presenta en las pilas de los puentes, sin embargo, se le distingue por existir algunas diferencias en los mtodos tericos y aun experimentales para su evaluacin.

E. Socavacin local en pilas: Cuando se coloca una pila de puente en la corriente de un ro se produce un cambio en las condiciones hidrulicas de sta, y, por lo tanto, en su capacidad para producir arrastre slido. Si la capacidad de arrastre supera localmente el aporte del gasto slido del ro, ocurrir en la pila una socavacin local.

Es evidente que el conocimiento de la profundidad a que puede llegar este efecto erosivo es de fundamental importancia en el diseo de cimentaciones poco profundas para puentes, pues una falla seria de juicio en esta cuestin conlleva la destruccin total de la estructura o la adopcin de profundidades antieconmicas y excesivas, que complican seriamente los procedimientos de construccin. Los estudios realizados hasta la fecha permiten decidir que los parmetros que, en mayor o menor grado, influyen en la socavacin local al pie de pilas de puente son los que se mencionan a continuacin:Parmetros Hidrulicos:Velocidad media de la corrienteTirante frente a la pilaDistribucin de velocidadesDireccin de la corriente respecto al eje de la pilaParmetros de Fondo:Dimetro de los granosDistribucin granulomtrica del material del fondoForma de los granosGrado de cohesin o cementacinPeso especfico sumergidoEstratificacin del subsueloParmetros Geomtricos:AnchoRelacin largo-anchoPerfil de la seccin horizontalParmetros de ubicacin del puente:Contraccin en la seccinForma del ro en plantaObras de control de gasto que se haya construido aguas arriba o aguas abajo.Es interesante notar que para una misma pila, colocada en el mismo lugar, la socavacin mxima producida no siempre se presenta en el mismo punto de la pila; depende de la velocidad del agua.

ENCAUZAMIENTOEl encauzamiento de ros a base de hormign y venga muros y diques es un arma de matar para las generaciones futuras. En la fotografa el ro Limia en Xinzo, no dejaron ni orillas.La segunda solucin es la que se debiera implantar en Galicia. Pero no es viable. Se pierden terrenos para especular y el dinero es lo ms importante

TIPO NEs la estructura ms simple para la contencin de tierras, de una altura hasta 5 m, tambin se utiliza como muro de encauzamiento de ros 3: 4 m, de altura. El paramento normalmente es vertical para su empleo de contencin o de talud 1/10: 1/5 en muros de contrariberas. La platea est en el trasdos del prefabricado en su base, con un volumen reducido, que se une con el panel, resultando una solucin fructfera, terico-experimental.Su colocacin es muy sencilla, el hormigonado de la platea debe cubrir la armadura, junto con las esperas salientes del prefabricado, que se complementan con las de la jaula.

TEMA VIII

RGIMEN DE ESTUARIOS

ESTUARIOSEl elemento ms sencillo de este sistema est constituido por la mezcla gradual de agua dulce y agua del mar, segn el eje del estuario o la desembocadura del ro.Ecolgicamente es la manifestacin de un proceso de mezcla. El agua dulce se mueve hacia fuera en superficie y se mezcla progresivamente con agua del mar, generndose como composicin una corriente profunda de agua marina en direccin al ro. De esta forma el ro afecto a la ascensin de aguas marinas que pueden ser ricas en nutrimento y en particular, la combinacin de este estuario positivo con un afloramiento costero potencia o acelera la aportacin de nutrimento a la zona ftica marina. (Margalef, 1983).En estas aguas prximas a la superficie, los calentamientos y enfriamientos producen amplios cambios de temperatura tanto en el agua del ro como en las aguas marinas. Las bajas temperaturas coinciden frecuentemente con una salinidad muy pequea porque en el invierno el flujo de agua dulce puede incrementarse grandemente por las lluvias o por la rpida fusin de la nieve. En el verano, las altas temperaturas y las salinidades elevadas coexisten durante los periodos en que se reduce la cantidad de agua dulce; al mismo tiempo el sol calienta y el agua se evapora (R.V. Tait, 1971).Los aportes orgnicos del ro, la deriva, fertilizan directamente estuarios y marismas. Mucha materia orgnica que el agua dulce lleva consigo, al mezclarse con agua del mar coagula y precipita. Partculas minerales como las arcillas, resultan estar menos cargadas al llegar al agua del mar y se comportan diferentemente, la superficie de las partculas calizas, las relaciones entre Ca y Mg varan fuertemente sobre una distancia corta y contribuyen a las especiales caractersticas del ambiente bentnico local. (Margalef, 1983)Al final del estuario en la direccin del mar se produce siempre alguna penetracin por las especies marinas y las costas del estuario prximas a la boca estn habitadas generalmente por formas ordinarias del litoral, por ejemplo, Balanus balanoides, Chthamalus stellatus, Elminius modestus, Patella vulgata, Littorina littorea, L. Saxatilis, Mytilus edulis, Cardium edulis, Thais la