La evolución de las playas se produce en la línea de costa donde el agua del mar, lago o río está erosionando la tierra. Las playas existen donde la arena se acumula a partir de procesos recurrentes de siglos de antigüedad que erosionan el material rocoso y sedimentario hasta formar depósitos de arena. Los deltas de los ríos depositan limo desde aguas arriba, que se acumula en la desembocadura del río para extender las costas de los lagos o los océanos. Los eventos catastróficos como los tsunamis , los huracanes y las mareas de tempestad aceleran la erosión de las playas.
Los tsunamis , olas potencialmente enormes que suelen ser causadas por terremotos , tienen un gran potencial de erosión y de reutilización de sedimentos . Pueden arrancar de las playas la arena que se ha acumulado durante años y pueden destruir árboles y otra vegetación costera. Los tsunamis también son capaces de inundar cientos de metros tierra adentro más allá del nivel típico de las aguas altas y el agua de rápido movimiento, asociada con el tsunami inundante, puede aplastar casas y otras estructuras costeras.
Una marejada ciclónica es un chorro de agua que se dirige hacia la costa asociado con un sistema meteorológico de baja presión : las tormentas. Las marejadas ciclónicas pueden provocar la erosión y la acumulación de sedimentos en las playas . [1] Históricamente, se produjeron marejadas ciclónicas notables durante la inundación del Mar del Norte de 1953 , el huracán Katrina y el ciclón Bhola de 1970 .
Diversos fenómenos geológicos y climáticos pueden modificar (de forma progresiva o repentina) la altura relativa de la superficie terrestre respecto del nivel del mar . Estos fenómenos o procesos modifican continuamente las líneas costeras.
La actividad volcánica puede crear nuevas islas. Por ejemplo, la isla Surtsey , de 800 metros (2600 pies) de diámetro, en Islandia , se creó entre noviembre de 1963 y junio de 1967. [2] Desde entonces, la isla se ha erosionado parcialmente, pero se espera que dure otros 100 años.
Algunos terremotos pueden generar variaciones repentinas del nivel relativo del suelo y cambiar drásticamente la línea costera. Entre las costas controladas estructuralmente se encuentran la zona de la falla de San Andrés en California y el cinturón sísmico del Mediterráneo (desde Gibraltar hasta Grecia).
La bahía de Pozzuoli, en Pozzuoli , Italia, sufrió cientos de temblores entre agosto de 1982 y diciembre de 1984. Los temblores, que alcanzaron su punto máximo el 4 de octubre de 1983, dañaron 8.000 edificios en el centro de la ciudad y elevaron el fondo del mar casi 2 metros (6,6 pies). Esto hizo que la bahía de Pozzuoli fuera demasiado poco profunda para las grandes embarcaciones y requirió la reconstrucción del puerto con nuevos muelles. La foto de la parte superior derecha muestra el puerto antes del levantamiento, mientras que la de la parte inferior derecha muestra el nuevo muelle.
La evolución gradual de las playas a menudo proviene de la interacción de la deriva litoral , un proceso impulsado por las olas mediante el cual los sedimentos se mueven a lo largo de la orilla de una playa, y otras fuentes de erosión o acreción, como los ríos cercanos.
Los deltas se nutren de sistemas aluviales y acumulan arena y limo , creciendo donde el flujo de sedimentos desde la tierra es lo suficientemente grande como para evitar su eliminación completa por corrientes costeras, mareas u olas.
La mayoría de los deltas modernos se formaron durante los últimos cinco mil años, después de que se alcanzara el nivel del mar actual. Sin embargo, no todos los sedimentos permanecen permanentemente en su lugar: en el corto plazo (décadas o siglos), inundaciones fluviales excepcionales, tormentas u otros eventos enérgicos pueden eliminar porciones significativas de sedimentos del delta o cambiar la distribución de sus lóbulos y, en escalas de tiempo geológicas más largas, las fluctuaciones del nivel del mar conducen a la destrucción de las características del delta.
El hundimiento es el movimiento de la superficie terrestre hacia abajo en relación con el nivel del mar debido a causas geodinámicas internas . Lo opuesto al hundimiento es la elevación , que aumenta la altitud.
Venecia es probablemente el ejemplo más conocido de un lugar en proceso de hundimiento. Sufre inundaciones periódicas cuando se producen mareas altas o oleajes extremos. Este fenómeno se debe a la compactación de sedimentos jóvenes en la zona del delta del río Po , acentuada por la explotación de aguas subterráneas y gas. Las obras realizadas por el hombre para solucionar este hundimiento progresivo no han dado resultado.
El lago Mälaren , el tercer lago más grande de Suecia, es un ejemplo de elevación deglacial . En su día fue una bahía por la que los barcos podían navegar hacia el interior del país, pero finalmente se convirtió en un lago. Su elevación fue causada por la desglaciación: la eliminación del peso de los glaciares de la edad de hielo provocó una rápida elevación de la tierra deprimida. Durante 2000 años, a medida que se descargaba el hielo, la elevación se produjo a unos 7,5 centímetros (3,0 pulgadas) al año. Una vez que se completó la desglaciación, la elevación se redujo a unos 2,5 centímetros (0,98 pulgadas) anuales, y luego disminuyó exponencialmente. Hoy en día, las tasas de elevación anuales son de 1 centímetro (0,39 pulgadas) o menos, y los estudios sugieren que la recuperación continuará durante unos 10 000 años más. La elevación total desde el final de la desglaciación puede ser de hasta 400 metros (1300 pies).
La gestión integrada de las zonas costeras minimiza los impactos humanos negativos sobre las costas , mejora la defensa costera , mitiga el riesgo asociado con el aumento del nivel del mar y otros peligros naturales .
La erosión de las playas es un tipo de bioerosión que altera la geografía costera a través de la morfodinámica de las playas . Existen numerosos casos de recesión moderna de las playas , debido principalmente a la deriva litoral y a los riesgos del desarrollo costero relacionados con las actividades humanas.
Las soluciones varían desde el enfoque de "no hacer nada" hasta el de "mover la playa hacia el mar", que utiliza elementos de ingeniería dura y blanda. Los métodos intervencionistas, como el de "mover la playa hacia el mar", combinan los métodos de ingeniería dura, como la construcción de estructuras ( acrópodos ), con los métodos de ingeniería blanda, como la estabilización de dunas de arena. Estas intervenciones tienen como objetivo la prevención de la erosión de las playas causada por la deriva litoral y los peligros del desarrollo costero , así como la facilitación de la evolución y expansión de las playas .
Cinco enfoques genéricos de planificación involucrados en la defensa costera son: [3]
Las dos técnicas de ingeniería costera son: los métodos de ingeniería duros y los métodos de ingeniería blandos.
Los métodos de ingeniería dura también se denominan "métodos estructurales". La acumulación de arena en la playa "hacia el mar" se puede facilitar mediante los cuatro tipos principales de estructuras de ingeniería dura, a saber , el malecón , el revestimiento , el espigón o el rompeolas . Las estructuras duras más utilizadas son el malecón y la serie de "espigones de promontorio" (rompeolas conectado a la orilla con un espigón).
Los cuatro tipos principales de estructuras o acrópodos son los diques, los espigones, los rompeolas y los revestimientos. Los espigones de cabo son una combinación de rompeolas y espigón.
Los diques de contención redirigen la mayor parte de la energía incidente en forma de revestimientos inclinados, lo que da como resultado olas reflejadas bajas y una turbulencia mucho menor. Los diseños utilizan diseños porosos de roca u objetos de hormigón como Tetrapods o Xblocs con tramos de escaleras para el acceso a la playa. El dique de contención de la playa de Cronulla, Nueva Gales del Sur , [4] por ejemplo, utiliza un muro de hormigón. Los diques de contención o las estructuras sumergidas se construyen para crear arrecifes submarinos que ralenticen la energía de las olas y la erosión de la playa.
Los espigones son las paredes perpendiculares a la línea de costa. Los espigones se colocan generalmente en serie y las áreas entre los grupos de espigones se llaman campos de espigones . Para dirigir la arena hacia la orilla destinada a la acumulación de arena, se coloca un espigón más corto girado ligeramente hacia el lado de la corriente descendente de la playa en el extremo de la corriente ascendente de la playa, se coloca un espigón más largo en el extremo de la corriente descendente de la playa y se coloca una serie de espigones entre los dos extremos. Los espigones suelen estar hechos de gaviones, greenharts, hormigón, roca o madera. El material se acumula en el lado de la corriente descendente, donde la deriva litoral es predominantemente en una dirección, lo que crea una playa más amplia y más abundante. Los espigones son rentables, requieren poco mantenimiento y son una de las defensas más comunes. [5]
Los rompeolas , también llamados "rompeolas marinos", son estructuras marinas construidas paralelas a la costa para alterar la dirección de las olas y la energía de las mareas. Las olas rompen más lejos de la costa y, por lo tanto, pierden poder erosivo. Esto conduce a la formación de playas más anchas, que absorben aún más la energía de las olas. A menudo se despliegan una serie de rompeolas a lo largo de la orilla de la playa.
Los revestimientos son bloqueos inclinados o verticales, construidos en paralelo a la costa, generalmente hacia la parte posterior de la playa para proteger el área que se encuentra más allá. Los revestimientos más básicos consisten en pendientes de madera con un posible relleno de roca. Las olas rompen contra los revestimientos, que disipan y absorben la energía. La costa está protegida por el material de la playa que se encuentra detrás de las barreras, ya que los revestimientos atrapan parte del material. A menos que se utilicen otros métodos en combinación, el oleaje erosiona y destruye progresivamente el revestimiento, lo que requiere un mantenimiento constante.
Otros tipos de estructuras utilizadas son:
La armadura de roca , también llamada escollera , es una base que se coloca en el borde del mar utilizando material local. Puede ser el pie saliente de un malecón o un revestimiento para reducir el mantenimiento de los mismos. La deriva litoral no se ve obstaculizada.
La estabilización de acantilados se puede lograr mediante el drenaje del exceso de agua de lluvia o mediante terrazas, plantaciones y cableado para mantener los acantilados en su lugar.
Las compuertas evitan daños causados por mareas de tormenta o cualquier otro tipo de desastre natural que pueda dañar la zona que protegen. Habitualmente están abiertas y permiten el paso libre, pero se cierran ante la amenaza de una marea de tormenta. La barrera del Támesis es un ejemplo de este tipo de estructura.
Estos elementos constructivos pueden incorporarse a cualquiera de las estructuras anteriores, ya sea como elemento central o como elemento complementario para potenciar la reducción de costes y mantenimiento de los elementos estructurales principales.
Se trata de objetos complejos de hormigón armado, como A-jack , Akmon , Dolos , Honeycomb sea wall (Seabees), KOLOS , Tetrapod y Xbloc . Los bloques de hormigón simples han sido sustituidos por estos objetos complejos de hormigón porque son más resistentes a la acción de las olas y requieren menos hormigón para producir un resultado superior. Estos se podrían utilizar para construir diques, espigones, rompeolas y otras estructuras, incluidos edificios residenciales. Los Tetrapod utilizados en Marine Drive, Mumbai, son un ejemplo de objetos complejos de hormigón.
Los gaviones se construyen atando rocas y cantos rodados en jaulas de malla y se colocan frente a áreas vulnerables a la erosión, a veces en los bordes de los acantilados o en ángulo recto con la playa. Cuando el océano cae sobre el gavión, el agua se drena y deja sedimentos, mientras que la estructura absorbe una cantidad moderada de energía de las olas. Los gaviones deben estar bien atados para proteger la estructura. Se pueden usar para construir malecones, espigones, rompeolas, revestimientos, edificios, arrecifes submarinos, etc. [ cita requerida ]
La ingeniería blanda utiliza una estructura "blanda" (no permanente) mediante la creación de un depósito de arena más grande, empujando la línea de costa hacia el mar. Ganó popularidad porque preservaba los recursos de la playa y evitaba los efectos negativos de las estructuras duras.
La retirada controlada significa dejar que la costa se erosione, mientras se reubican edificios e infraestructuras más tierra adentro.
La evolución de la playa, también llamada "reposición de la playa" o "regeneración de la playa", implica la importación de arena de otros lugares y su incorporación a la playa existente. La arena importada debe ser de una calidad similar al material de la playa existente para que pueda combinarse con los procesos locales naturales y sin efectos adversos. Sin los espigones o el esquema requiere aplicaciones repetidas en un ciclo anual o plurianual. La regeneración de la playa se puede utilizar en combinación con una estructura de "rompeolas de promontorio" con forma de media luna curvada hacia el mar, lo que combina los beneficios de las estructuras de rompeolas y espigones.
La estabilización de las dunas de arena protege las playas al atrapar la arena arrastrada por el viento, lo que aumenta la formación natural de playas. Las vallas pueden permitir que las trampas de arena creen desbordes y aumenten la captura de arena arrastrada por el viento. Las plantas como la Ammophila (pasto marram) pueden retener el sedimento.
La deshidratación del frente de la playa hace que el nivel freático baje localmente debajo del frente de la playa, lo que provoca la acumulación de arena por encima del sistema de drenaje. [6]
Los costos de instalación, operación y mantenimiento varían debido a:
Este ejemplo de gestión integrada de la zona costera se basa en el enfoque de planificación general de "desplazamiento de la playa hacia el mar", que implica métodos de ingeniería tanto duros como blandos . Este escenario minimiza el esfuerzo y el coste de mantenimiento haciendo un uso óptimo de la geografía costera incorporando características geográficas costeras naturales en el diseño de ingeniería. El coste se mantiene bajo mediante el uso de material local fácilmente disponible, gratuito o rentable, cuyo uso ya es conocido o fácilmente adquirido por la mano de obra local. Esta solución implica la regeneración de la playa (creación de un área recreativa mediante el relleno de arena), y una mayor expansión de la playa y la prevención de la erosión de la playa causada por la deriva litoral y los peligros del desarrollo costero . El diseño utiliza un espigón más corto ligeramente inclinado hacia la playa en la misma dirección que la corriente descendente, con una serie de "espigones de promontorio" perpendiculares a la orilla, y un "espigón de promontorio" más largo al final del lado de corriente descendente de la playa con un "espigón de promontorio" más pequeño perpendicular a él frente al extremo de corriente ascendente de la playa.
Este ejemplo de entorno tropical, parte del mar podría ser recuperado mediante la construcción de un malecón con revestimiento (pendiente) fortificado con armamento de panal Seebee hecho de hormigón con agujeros hexagonales, partes del malecón podrían estar hechas de gaviones . El malecón se asentará [7] sobre grava o roca . El malecón podría ser una mezcla de estructuras verticales en las áreas donde se necesita más espacio y revestimientos cónicos (pendiente) como característica estética del paisajismo. Los revestimientos podrían estar hechos de material disponible localmente. Diferentes partes del revestimiento podrían tener diferentes materiales y diseños, como gaviones ( malla de alambre soldada rellena de piedra, grava y madera) y panal Seebee (hecho de hormigón con agujeros hexagonales). El panal Seebee o gavión se podría utilizar en las áreas de deriva, aunque el espigón de madera sería la opción más barata, como el utilizado en Mundesley . Otras áreas de malecón y revestimiento podrían ser una mezcla de muros bajos cementados, gaviones, escollera hecha de grava o bolsas de arena. Se pueden dejar expuestas partes del malecón y del revestimiento, especialmente las que están hechas de gaviones decorativos , y otras partes se pueden cubrir con plantas nativas de nivel bajo o medio. El malecón se asentará [8] sobre una base de grava o roca que puede ser más ancha que el malecón, de modo que también actúe como armamento de escollera.
El área recuperada podría llenarse con arena y estabilizarse con un paisajismo estético mediante el cultivo de árboles y plantas autóctonos. Se podría plantar una capa densa de árboles tropicales autóctonos en el lado continental de la tierra recuperada, teniendo debidamente en cuenta la altura de los árboles para que no bloqueen la vista de ninguna construcción, como un complejo turístico o una casa de playa. El área recuperada aumentaría el valor económico al crear un área de recreación segura llena de arena que podría albergar áreas para tomar el sol y una piscina para niños o laguna de agua dulce o salada en el interior rodeada de bares, restaurantes, deportes acuáticos, etc. Los restaurantes podrían tener áreas con toldos retráctiles ubicadas más cerca del malecón, reverdecidas con capas cónicas de plantas tropicales autóctonas de hoja perenne. Los bares podrían ser al aire libre, portátiles o con toldos ( choza de nipa con techo de paja y enrejado de material autóctono, pérgola o sombrilla de playa ), bares con piscina y asientos de playa. Los asientos pueden ser relajantes y extensos futones reclinados , areneros hundidos, pufs rellenos de arena en la playa, taburetes/sillas de diseño fabricados localmente y mesas hechas de materiales naturales ecológicos nativos como bambú, madera flotante rústica envejecida y abundante madera nativa de baja resistencia a la intemperie.
En el mar Mediterráneo , los deltas han estado creciendo continuamente durante los últimos miles de años. Hace seis o siete mil años, el nivel del mar se estabilizó y los sistemas fluviales continuos, los torrentes efímeros y otros factores iniciaron esta acumulación constante. Dado que el uso intenso de las zonas costeras por parte de los seres humanos es un fenómeno relativamente reciente (excepto en el delta del Nilo ), los contornos de las playas fueron moldeados principalmente por fuerzas naturales hasta los últimos siglos.
En Barcelona , por ejemplo, la acreción de la costa fue un proceso natural hasta finales de la Edad Media, cuando la construcción de puertos aumentó el ritmo de acreción .
El puerto de Éfeso , una de las grandes ciudades de los griegos jonios en Asia Menor , se llenó de sedimentos debido a la acumulación de un río cercano; ahora se encuentra a 5 kilómetros (3,1 millas) del mar. Del mismo modo, Ostia , el otrora importante puerto cerca de la antigua Roma , se encuentra ahora varios kilómetros tierra adentro, ya que la costa se ha desplazado lentamente hacia el mar.
Brujas se convirtió en puerto durante la Alta Edad Media y fue accesible por mar hasta alrededor de 1050. Sin embargo, en esa época, la conexión natural entre Brujas y el mar se obstruyó. En 1134, una inundación causada por una tormenta abrió un canal profundo, el Zwin , que unió la ciudad con el mar hasta el siglo XV a través de un canal desde el Zwin hasta Brujas. Brujas tuvo que utilizar varios puertos exteriores, como Damme y Sluis , para este propósito. En 1907, se inauguró un nuevo puerto marítimo en Zeebrugge .
En la actualidad, importantes segmentos de costas bajas se encuentran en recesión, perdiendo arena y reduciendo las dimensiones de las playas. Esta pérdida puede producirse muy rápidamente. Existen diversas razones para la recesión de las playas, algunas más naturales que otras (grado de antropización ). Ejemplos de ello son los que se dan en Sète , en California, en Polonia, en Aveiro (Portugal), en los Países Bajos y en otros lugares a lo largo del Mar del Norte . En Europa, la erosión costera está muy extendida (al menos un 70%) y se distribuye de forma muy irregular.
Las playas y otras características de la costa de California cambian según la disponibilidad de arena de playa, la energía de las olas y las corrientes que inciden en la costa y otros procesos físicos que afectan el movimiento de la arena. Es necesario un suministro constante de arena para que se formen y se mantengan playas a lo largo de esta costa. Muchas actividades humanas, incluida la construcción de presas y la canalización de los ríos, han reducido el suministro de arena que llega al océano. Esto, a su vez, ha impedido que las playas se repongan y, por lo tanto, ha creado una mayor vulnerabilidad para las costas que siempre han estado sujetas a distintos niveles de erosión. Hay pocas soluciones prácticas para mejorar el suministro de arena de fuentes interiores, por lo que la gestión de la erosión de la costa probablemente seguirá centrándose en la interfaz tierra/mar a lo largo de la costa de California.
La construcción de rompeolas , embarcaderos o campos de espigones para proteger las entradas de los puertos, mantener las playas o proteger las estructuras costeras ha ayudado y perjudicado el movimiento de arena a lo largo de la costa. Las formaciones de protección atrapan la arena y permiten que las playas se expandan hacia la costa desde el dispositivo, pero pueden interrumpir el flujo de arena hacia las playas ubicadas hacia la costa.
Algunos de los búnkeres de defensa costera del Muro Atlántico , construidos por los soldados alemanes durante la Segunda Guerra Mundial en lo alto de las dunas, estuvieron bajo el agua 2/3 del tiempo transcurrido 65 años después de la guerra. Muestra un retroceso de 200 metros de la playa en 65 años.
El retroceso de la costa cerca de Sète está relacionado con la interrupción del suministro de arena por deriva costera debido al crecimiento del delta del Ródano , que (como la mayoría de los deltas) se está independizando del resto de la costa. La línea de costa actual del lido se encuentra a 210 metros del lido romano.
La costa holandesa está formada por playas arenosas con múltiples barras y se puede caracterizar como una costa dominada por las olas. Aproximadamente 290 km de la costa están formados por dunas y 60 km están protegidos por estructuras como diques y presas . Con el derretimiento del hielo al final de la última edad de hielo , la línea de costa se desplazó hacia el este hasta que hace unos 5000 años se alcanzó la posición actual de la costa holandesa. A medida que el aumento del nivel del mar se estancó, el suministro de arena disminuyó y la formación de las crestas de la playa se detuvo, después de lo cual, cuando el mar atravesó las líneas de dunas durante las tormentas, los hombres comenzaron a defender la tierra construyendo diques y muros primitivos. Las dunas, junto con la playa y la costa, ofrecen una defensa natural y arenosa al mar. Aproximadamente el 30% de los Países Bajos se encuentra por debajo del nivel del mar.
En los últimos 30 años, se han perdido aproximadamente 1 millón de m³ de arena al año desde la costa holandesa hacia aguas profundas. En la mayoría de las zonas costeras del norte, la erosión se produce en aguas profundas y también en la zona cercana a la costa. En la mayoría de las zonas del sur, la sedimentación se produce en la zona cercana a la costa y la erosión en aguas profundas. La erosión estructural se debe al aumento del nivel del mar con respecto a la tierra y, en algunos lugares, a las presas de los puertos. La costa holandesa considerada como una unidad única muestra un comportamiento erosivo. Aproximadamente 12 millones de m³ de arena se transfieren anualmente desde el Mar del Norte al Mar de Wadden como resultado del aumento relativo del nivel del mar y la erosión costera.
Durante la última glaciación , la zona báltica polaca estaba cubierta de hielo y sedimentos morrénicos asociados. La desglaciación dejó una cantidad sustancial de sedimentos no consolidados. En la actualidad, estos sedimentos no consolidados están fuertemente erosionados y reelaborados por el mar.
La costa norte de Portugal y sus playas fueron alimentadas por grandes ríos ibéricos . La construcción masiva de presas en la cuenca del río Duero ha cortado el suministro de sedimentos a la costa de Aveiro , lo que ha provocado su recesión. Durante todo este tiempo se han llevado a cabo duras obras de protección.
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