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Un rompeolas es una estructura permanente construida en una zona costera para protegerse de las mareas, corrientes, olas y mareas de tormenta. Los rompeolas se han construido desde la Antigüedad para proteger los fondeaderos , ayudando a aislar a los barcos de los peligros marinos, como las olas impulsadas por el viento. [1] Un rompeolas, también conocido en algunos contextos como embarcadero o malecón , puede estar conectado a tierra o ser independiente, y puede contener una pasarela o camino para el acceso de vehículos.
Como parte de un sistema de gestión costera , los rompeolas se instalan paralelos a la orilla para minimizar la erosión . En las playas donde la deriva litoral amenaza la erosión del material de la playa, se pueden instalar estructuras más pequeñas en la playa, generalmente perpendiculares al borde del agua. Su acción sobre las olas y la corriente tiene como objetivo frenar la deriva litoral y desalentar la movilización del material de la playa. En este uso, se los suele denominar espigones .
Los rompeolas reducen la intensidad de la acción de las olas en las aguas costeras y, por lo tanto, proporcionan un refugio seguro. Los rompeolas también pueden ser pequeñas estructuras diseñadas para proteger una playa de suave pendiente para reducir la erosión costera ; se colocan a 100-300 pies (30-90 m) de la costa en aguas relativamente poco profundas.
Un fondeadero sólo es seguro si los barcos anclados allí están protegidos de la fuerza de las olas potentes por alguna gran estructura tras la que puedan refugiarse. Los puertos naturales están formados por barreras como promontorios o arrecifes . Los puertos artificiales pueden crearse con la ayuda de rompeolas. Los puertos móviles, como los puertos Mulberry del Día D , se colocaron flotando en su posición y actuaron como rompeolas. Algunos puertos naturales, como los de Plymouth Sound , Portland Harbour y Cherbourg , se han mejorado o ampliado con rompeolas hechos de roca.
Los tipos de rompeolas incluyen rompeolas de muro vertical, rompeolas de montículo y rompeolas de montículo con superestructura o rompeolas compuesto.
Una estructura de rompeolas está diseñada para absorber la energía de las olas que la golpean, ya sea mediante el uso de masa (por ejemplo, con cajones) o mediante el uso de una pendiente de revestimiento (por ejemplo, con unidades de armadura de roca u hormigón).
En ingeniería costera , un revestimiento es una estructura respaldada por tierra, mientras que un rompeolas es una estructura respaldada por el mar (es decir, agua en ambos lados).
Los rompeolas de montículos de escombros utilizan huecos estructurales para disipar la energía de las olas. Los rompeolas de montículos de escombros consisten en pilas de piedras más o menos clasificadas según su peso unitario: piedras más pequeñas para el núcleo y piedras más grandes como capa de armadura que protege el núcleo del ataque de las olas. Las unidades de armadura de roca u hormigón en el exterior de la estructura absorben la mayor parte de la energía, mientras que las gravas o arenas evitan que la energía de las olas continúe a través del núcleo del rompeolas. Las pendientes del revestimiento suelen ser de entre 1:1 y 1:2, según los materiales utilizados. En aguas poco profundas, los rompeolas de revestimiento suelen ser relativamente económicos. A medida que aumenta la profundidad del agua, los requisitos de material (y, por lo tanto, los costos) aumentan significativamente. [2]
Los rompeolas de cajón suelen tener lados verticales y se suelen erigir donde es conveniente atracar uno o más buques en la cara interior del rompeolas. Utilizan la masa del cajón y el relleno que hay dentro de él para resistir las fuerzas de vuelco aplicadas por las olas que los golpean. Son relativamente caros de construir en aguas poco profundas, pero en sitios más profundos pueden ofrecer un ahorro significativo en comparación con los rompeolas de revestimiento.
En ocasiones se coloca un montículo de escombros adicional delante de la estructura vertical para absorber la energía de las olas y, de este modo, reducir la reflexión de las olas y la presión de las olas horizontales sobre la pared vertical. Este diseño proporciona protección adicional en el lado del mar y en un muro de muelle en el lado interior del rompeolas, pero puede aumentar el desbordamiento por las olas .
Un concepto similar pero más sofisticado es el cajón absorbente de olas, que incluye varios tipos de perforaciones en la pared frontal.
Estas estructuras se han utilizado con éxito en la industria petrolera offshore, pero también en proyectos costeros que requieren estructuras de cresta más bien baja (por ejemplo, en un paseo urbano donde la vista al mar es un aspecto importante, como se vio en Beirut y Mónaco ). En este último caso, actualmente se está llevando a cabo un proyecto en Anse du Portier que incluye 18 cajones de absorción de olas de 27 m (89 pies) de altura.
Los atenuadores de olas consisten en elementos de hormigón colocados horizontalmente a un pie bajo la superficie libre, dispuestos a lo largo de una línea paralela a la costa. Los atenuadores de olas tienen cuatro losas orientadas hacia el mar, una losa vertical y dos losas orientadas hacia la tierra; cada losa está separada de la siguiente por un espacio de 200 milímetros (7,9 pulgadas). La hilera de cuatro losas orientadas hacia el mar y dos orientadas hacia la tierra refleja el oleaje de alta mar por la acción del volumen de agua situado debajo de ella que, hecho oscilar bajo el efecto del oleaje incidente, crea olas en oposición de fase con el oleaje incidente aguas abajo de las losas. [ jerga ]
Un rompeolas de montículo flexible sumergido puede emplearse para el control de olas en aguas poco profundas como una alternativa avanzada a los diseños sumergidos rígidos convencionales. Además de que el costo de construcción de los rompeolas de montículo flexible sumergido es menor que el de los rompeolas sumergidos convencionales, los barcos y los organismos marinos pueden atravesarlos, si son lo suficientemente profundos. Estas estructuras marinas reducen la energía de las olas en colisión y evitan la generación de olas estacionarias. [3]
A medida que las alturas de diseño de las olas aumentan, los rompeolas con montículos de escombros requieren unidades de blindaje más grandes para resistir las fuerzas de las olas. Estas unidades de blindaje pueden estar formadas de hormigón o roca natural. La clasificación estándar más grande para las unidades de blindaje de roca que se indica en CIRIA 683 "The Rock Manual" es de 10 a 15 toneladas. Puede haber clasificaciones más grandes disponibles, pero el tamaño final está limitado en la práctica por las propiedades de fractura natural de la roca disponible localmente.
Las unidades de armadura de hormigón moldeado (como Dolos , Xbloc , Tetrapod , etc.) se pueden proporcionar en hasta aproximadamente 40 toneladas (por ejemplo, Jorf Lasfar , Marruecos), antes de que se vuelvan vulnerables a daños por su propio peso, impacto de las olas y agrietamiento térmico de las formas complejas durante el moldeo/curado. Cuando se requieren las unidades de armadura más grandes para las ubicaciones más expuestas en aguas muy profundas, las unidades de armadura se forman con mayor frecuencia con cubos de hormigón, que se han utilizado hasta ~195 toneladas Archivado 2019-05-12 en Wayback Machine para la punta del rompeolas en Punta Langosteira cerca de La Coruña, España.
El diseño preliminar del tamaño de la unidad de blindaje se realiza a menudo utilizando la ecuación de Hudson , Van der Meer y, más recientemente, Van Gent et al.; todos estos métodos se describen en CIRIA 683 "The Rock Manual" y en el manual de ingeniería costera del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (disponible de forma gratuita en línea) y en otros lugares. Para el diseño detallado, el uso de modelos hidráulicos físicos a escala sigue siendo el método más confiable para predecir el comportamiento en la vida real de estas estructuras complejas.
Los rompeolas pueden sufrir daños y desbordamientos en caso de tormentas severas. Algunos también pueden tener el efecto de crear tipos de olas únicos que atraen a los surfistas, como The Wedge en el rompeolas de Newport.
La disipación de energía y la relativa calma del agua creada a sotavento de los rompeolas a menudo fomentan la acumulación de sedimentos (según el diseño del esquema del rompeolas). Sin embargo, esto puede provocar una acumulación excesiva de salientes, lo que da lugar a la formación de tómbolos , que reduce la deriva litoral hacia la costa de los rompeolas. Este atrapamiento de sedimentos puede causar efectos adversos a la deriva de los rompeolas, lo que lleva a la carencia de sedimentos en la playa y al aumento de la erosión costera . Esto puede conducir a la necesidad de una mayor protección de ingeniería a la deriva del desarrollo del rompeolas. La acumulación de sedimentos en las áreas que rodean a los rompeolas puede provocar áreas planas con profundidades reducidas, lo que cambia el paisaje topográfico del lecho marino. [4]
Las formaciones salientes resultantes de los rompeolas son una función de la distancia a la que se construyen los rompeolas desde la costa, la dirección en la que la ola golpea el rompeolas y el ángulo en el que se construye el rompeolas (en relación con la costa). De estos tres, el ángulo en el que se construye el rompeolas es el más importante en la formación de salientes diseñada por ingeniería. El ángulo en el que se construye el rompeolas determina la nueva dirección de las olas (después de que han golpeado los rompeolas) y, a su vez, la dirección en la que fluirán y se acumularán los sedimentos con el tiempo. [5]
La heterogeneidad reducida en el paisaje del fondo marino introducida por los rompeolas puede conducir a una abundancia y diversidad de especies reducida en los ecosistemas circundantes. [6] Como resultado de la heterogeneidad reducida y las profundidades reducidas que producen los rompeolas debido a la acumulación de sedimentos, la exposición a los rayos UV y la temperatura en las aguas circundantes aumentan, lo que puede alterar los ecosistemas circundantes. [4] [6]
Existen dos tipos principales de rompeolas marinos (también llamados rompeolas independientes): simples y múltiples. Los simples, como sugiere su nombre, significan que el rompeolas consiste en una barrera continua, mientras que los rompeolas múltiples (en cantidades que van desde dos hasta veinte) se ubican con espacios intermedios (160–980 pies o 50–300 metros). La longitud del espacio está determinada en gran medida por las longitudes de onda que interactúan. Los rompeolas pueden ser fijos o flotantes, e impermeables o permeables para permitir la transferencia de sedimentos hacia la costa de las estructuras, la elección depende del rango de mareas y la profundidad del agua. Por lo general, consisten en grandes piezas de roca (granito) que pesan hasta 10–15 toneladas cada una, o en montículos de escombros. Su diseño está influenciado por el ángulo de aproximación de las olas y otros parámetros ambientales. La construcción del rompeolas puede ser paralela o perpendicular a la costa, dependiendo de los requisitos de la línea de costa.
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