Un malecón (o dique ) es una forma de defensa costera construida donde el mar y los procesos costeros asociados impactan directamente sobre las formas del relieve de la costa . El propósito de un malecón es proteger áreas de habitación humana, conservación y actividades de ocio de la acción de las mareas , olas o tsunamis . [1] Como un malecón es una característica estática, entrará en conflicto con la naturaleza dinámica de la costa e impedirá el intercambio de sedimentos entre la tierra y el mar. [2]
Los diseños de los diques tienen en cuenta el clima local, la posición costera, el régimen de olas (determinado por las características de las olas y los efectores) y el valor (características morfológicas) del relieve. Los diques son estructuras de ingeniería dura basadas en la costa que protegen la costa de la erosión. La construcción de un dique puede generar diversos problemas ambientales , incluida la alteración del movimiento de sedimentos y los patrones de transporte. [3] Combinado con un alto costo de construcción, esto ha llevado a un uso creciente de otras opciones de gestión costera de ingeniería blanda, como la reposición de playas .
Los diques de contención se construyen con diversos materiales, los más comunes son hormigón armado , cantos rodados, acero o gaviones . Otros posibles materiales de construcción incluyen vinilo, madera, aluminio, compuestos de fibra de vidrio y sacos de arena biodegradables hechos de yute y fibra de coco . [4] En el Reino Unido , el dique de contención también se refiere a un banco de tierra utilizado para crear un pólder o una construcción de dique . Se plantea la hipótesis de que el tipo de material utilizado para la construcción afecta el asentamiento de los organismos costeros, aunque aún no se ha identificado el mecanismo preciso. [5]
Un malecón funciona reflejando la energía de las olas incidentes hacia el mar, reduciendo así la energía disponible para causar erosión. [6] Los malecones tienen dos debilidades específicas. La reflexión de las olas desde el malecón puede provocar erosión hidrodinámica y la consiguiente reducción del nivel de arena de la playa frontal. [7] Los malecones también pueden acelerar la erosión de las zonas costeras adyacentes y desprotegidas al afectar el proceso de deriva litoral . [8]
Los diferentes diseños de barreras artificiales contra tsunamis incluyen la construcción de arrecifes y bosques, así como muros marinos sobre el suelo y sumergidos. [9] Apenas unas semanas después del desastre, en enero de 2005, India comenzó a plantar árboles jóvenes de casuarina y coco en su costa como barrera natural contra futuros desastres como el terremoto del Océano Índico de 2004. [10] Los estudios han demostrado que un muro marino contra tsunamis podría reducir la altura de las olas del tsunami hasta en un 83%. [ 11]
El diseño adecuado del malecón depende de aspectos específicos de la ubicación, incluidos los procesos de erosión circundantes. [12] Hay tres tipos principales de malecones: verticales, curvos, escalonados y en montículos (véase la tabla siguiente).
Un informe publicado por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) sugiere que el tsunami del 26 de diciembre de 2004 causó menos daños en las zonas donde existían barreras naturales, como manglares , arrecifes de coral o vegetación costera. Un estudio japonés de este tsunami en Sri Lanka utilizó modelos de imágenes satelitales para establecer los parámetros de resistencia costera en función de diferentes tipos de árboles. [17] Las barreras naturales, como los arrecifes de coral y los bosques de manglares, evitan la propagación de tsunamis y el flujo de aguas costeras y mitigan las inundaciones y las crecidas de agua. [18]
Un enfoque de costo-beneficio es una manera eficaz de determinar si un malecón es apropiado y si los beneficios justifican el gasto. Además de controlar la erosión, se deben considerar los efectos del endurecimiento de una costa sobre los ecosistemas costeros naturales y las propiedades o actividades humanas. Un malecón es una característica estática que puede entrar en conflicto con la naturaleza dinámica de la costa e impedir el intercambio de sedimentos entre la tierra y el mar. La siguiente tabla resume algunos efectos positivos y negativos de los malecones que se pueden utilizar al comparar su eficacia con otras opciones de gestión costera, como la regeneración de playas . [ cita requerida ]
En general, los diques pueden ser una forma eficaz de controlar la erosión costera, pero sólo si están bien construidos y con materiales que puedan soportar la fuerza de la energía de las olas. Es necesario tener cierta comprensión de los procesos costeros y la morfodinámica específica de la ubicación del dique. Los diques pueden ser muy útiles; pueden ofrecer una solución a más largo plazo que las opciones de ingeniería blanda , además de brindar oportunidades de recreación y protección contra eventos extremos, así como contra la erosión cotidiana. Los eventos naturales extremos exponen las debilidades en el desempeño de los diques, y los análisis de estas pueden conducir a futuras mejoras y reevaluaciones. [ cita requerida ]
El aumento del nivel del mar crea un problema para los malecones en todo el mundo, ya que aumenta tanto el nivel medio normal del agua como la altura de las olas durante fenómenos meteorológicos extremos, que las alturas actuales de los malecones pueden no ser capaces de soportar. [21] Los análisis más recientes de registros de mareógrafos largos y de buena calidad (corregidos para GIA y, cuando es posible, para otros movimientos verticales de la tierra mediante el Sistema de Posicionamiento Global, GPS) indican una tasa media de aumento del nivel del mar de 1,6 a 1,8 mm/año durante el siglo XX. [22] El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) (1997) [23] sugirió que el aumento del nivel del mar durante los próximos 50 a 100 años se acelerará con un aumento proyectado en el nivel medio global del mar de +18 cm para 2050 d. C. Estos datos son reforzados por Hannah (1990) [24] que calculó estadísticas similares que incluyen un aumento de entre +16 y 19,3 cm a lo largo de 1900-1988. La supertormenta Sandy de 2012 es un ejemplo de los efectos devastadores que puede causar el aumento del nivel del mar cuando se combina con una tormenta perfecta. La supertormenta Sandy provocó una marejada ciclónica de 4 a 5 m sobre las islas barrera y las costas urbanas de Nueva Jersey y Nueva York, cuyos daños se estimaron en 70 000 millones de dólares. [25] Este problema se podría superar mediante un mayor modelado y la determinación de la ampliación de la altura y el refuerzo de los diques actuales, lo que debe ocurrir para garantizar la seguridad en ambas situaciones. El aumento del nivel del mar también provocará un mayor riesgo de inundaciones y tsunamis más altos. [ cita requerida ]
Los muros de contención, como todos los muros de contención , deben aliviar la acumulación de presión de agua . La acumulación de presión de agua se produce cuando el agua subterránea no se drena detrás del muro. El agua subterránea contra un muro puede provenir del nivel freático natural de la zona , de la lluvia que se filtra en el suelo detrás del muro y de las olas que superan el muro. El nivel freático también puede aumentar durante los períodos de aguas altas ( marea alta ). La falta de un drenaje adecuado puede hacer que el muro se combe, se mueva, se incline, se agriete o se derrumbe. También pueden formarse sumideros a medida que la presión del agua que se escapa erosiona el suelo a través o alrededor del sistema de drenaje. [ cita requerida ]
Los fenómenos extremos también plantean un problema, ya que no es fácil para las personas predecir o imaginar la fuerza de las olas provocadas por huracanes o tormentas en comparación con los patrones de olas normales y esperados. Un fenómeno extremo puede disipar cientos de veces más energía que las olas cotidianas, y calcular estructuras que soporten la fuerza de las tormentas costeras es difícil y, a menudo, el resultado puede resultar inasequible. Por ejemplo, el malecón de Omaha Beach en Nueva Zelanda fue diseñado para evitar la erosión causada únicamente por las olas cotidianas, y cuando una tormenta en 1976 excavó diez metros detrás del malecón existente, toda la estructura quedó destruida. [12]
La construcción de diques cerca de ecosistemas marinos puede generar mayores efectos de sombra en las aguas que rodean el dique. Las sombras reducen la luz y la visibilidad dentro del agua, lo que puede alterar la distribución y la capacidad de alimentación de ciertas especies. [26] Los sedimentos que rodean los diques tienden a tener propiedades físicas menos favorables ( niveles de calcificación más altos , menor organización estructural de la estructura cristalina , bajo contenido de silicio y menor rugosidad a macroescala) en comparación con las costas naturales, lo que puede presentar problemas para las especies que residen en el fondo marino. [27]
Otros problemas incluyen la falta de datos de tendencias a largo plazo de los efectos de los malecones debido a una duración relativamente corta de los registros de datos; limitaciones de modelado y comparaciones de diferentes proyectos y sus efectos que son inválidos o desiguales debido a diferentes tipos de playa; materiales; corrientes; y entornos. [28] La falta de mantenimiento también es un problema importante con los malecones. En 2013, se encontró que más de 5.000 pies (1.500 m) de malecón se estaban desmoronando en Punta Gorda, Florida . Los residentes del área pagan cientos de dólares cada año por un programa de reparación de malecones. El problema es que la mayoría de los malecones tienen más de medio siglo y están siendo destruidos solo por fuertes lluvias. Si no se mantienen bajo control, los malecones pierden efectividad y se vuelven costosos de reparar. [29]
La construcción de diques de contención existe desde tiempos antiguos. En el siglo I a. C., los romanos construyeron un dique o rompeolas en Cesarea Marítima creando un puerto artificial (el puerto de Sebastos). La construcción utilizó hormigón puzolánico que se endurece en contacto con el agua del mar. Se construyeron barcazas y se llenaron con el hormigón. Se hicieron flotar hasta su posición y se hundieron. El puerto/rompeolas/dique de contención resultante todavía existe hoy en día, más de 2000 años después. [30]
Se cree que la defensa costera más antigua conocida es una hilera de rocas de 100 metros en el mar Mediterráneo frente a la costa de Israel. Las rocas se colocaron en un intento de proteger el asentamiento costero de Tel Hreiz del aumento del nivel del mar después del último máximo glacial . Tel Hreiz fue descubierto en 1960 por buzos que buscaban naufragios, pero la hilera de rocas no se encontró hasta que las tormentas despejaron una cubierta de arena en 2012. [31]
Más recientemente, en 1623 se construyeron malecones en la isla Canvey , Reino Unido, cuando se produjeron grandes inundaciones en el estuario del Támesis, lo que impulsó la construcción de protección para futuros eventos en esta zona propensa a inundaciones. [32] Desde entonces, el diseño de malecones se ha vuelto más complejo e intrincado en respuesta a una mejora en los materiales, la tecnología y una comprensión de cómo funcionan los procesos costeros. Esta sección describirá algunos estudios de casos clave de malecones en orden cronológico y describirá cómo se han desempeñado en respuesta a tsunamis o procesos naturales en curso y qué tan efectivos fueron en estas situaciones. Analizar los éxitos y las deficiencias de los malecones durante eventos naturales severos permite exponer sus debilidades y hacer visibles las áreas para futuras mejoras. [ cita requerida ]
El malecón de Vancouver es un muro de piedra construido alrededor del perímetro del parque Stanley en Vancouver, Columbia Británica . El malecón se construyó inicialmente como consecuencia de las olas creadas por los barcos que pasaban por First Narrows, que erosionaban el área entre Prospect Point y Brockton Point. La construcción del malecón comenzó en 1917 y, desde entonces, este camino se ha convertido en una de las características más utilizadas del parque tanto por los lugareños como por los turistas y ahora se extiende 22 km en total. [33] La construcción del malecón también proporcionó empleo a los trabajadores de socorro durante la Gran Depresión y a los marineros del HMCS Discovery en Deadman's Island que se enfrentaban a un destacamento de castigo en la década de 1950 (Steele, 1985). [34]
En general, el malecón de Vancouver es un excelente ejemplo de cómo los malecones pueden brindar protección a la costa y, al mismo tiempo, una fuente de recreación que mejora el disfrute humano del entorno costero. También ilustra que, si bien la erosión de la costa es un proceso natural, las actividades humanas, las interacciones con la costa y los proyectos de desarrollo de la costa mal planificados pueden acelerar las tasas de erosión natural. [ cita requerida ]
El 26 de diciembre de 2004, las imponentes olas del tsunami del océano Índico de 2004 se estrellaron contra la costa sureste de la India y provocaron la muerte de miles de personas. Sin embargo, el antiguo enclave colonial francés de Pondicherry salió indemne. Esto se debió principalmente a los ingenieros franceses que habían construido (y mantenido) un enorme malecón de piedra durante la época en que la ciudad era una colonia francesa. Este malecón de 300 años de antigüedad mantuvo seco el centro histórico de Pondicherry a pesar de que las olas del tsunami elevaron el agua 7,3 m por encima de la marca normal de la marea alta. [35]
La barrera se terminó de construir en 1735 y, con el paso de los años, los franceses siguieron fortificándola, apilando enormes rocas a lo largo de sus 2 km de costa para detener la erosión provocada por las olas que golpeaban el puerto. En su punto más alto, la barrera que corre a lo largo del borde del agua alcanza unos 8,2 m sobre el nivel del mar. Las rocas, algunas de las cuales pesan hasta una tonelada, están desgastadas por la erosión y tienen un color negro y marrón. El malecón se inspecciona todos los años y, siempre que aparecen huecos o las piedras se hunden en la arena, el gobierno añade más rocas para mantenerlo fuerte. [36]
El Territorio de la Unión de Pondicherry registró alrededor de 600 muertes a causa de las enormes olas del tsunami que azotaron la costa de la India después del gigantesco terremoto submarino (que midió 9,0 en la escala de magnitud de momento ) frente a Indonesia, pero la mayoría de los muertos eran pescadores que vivían en aldeas más allá de la barrera artificial que refuerza la eficacia de los malecones. [ cita requerida ]
Al menos el 43 por ciento de los 29.751 km (18.486 mi) [37] de costa de Japón está bordeado por malecones de hormigón u otras estructuras diseñadas para proteger al país contra olas altas, tifones o incluso tsunamis. [38] Durante el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 , los malecones en la mayoría de las áreas se vieron desbordados. En Kamaishi , olas de 4 metros (13 pies) superaron el malecón (el más grande del mundo, erigido hace unos años en el puerto de la ciudad a una profundidad de 63 m (207 pies), una longitud de 2 km (1,2 mi) y un costo de $1.5 mil millones) y finalmente sumergieron el centro de la ciudad. [39]
Los riesgos de la dependencia de los diques de contención fueron más evidentes en la crisis de las centrales nucleares de Fukushima Dai-ichi y Fukushima Dai-ni , ambas situadas a lo largo de la costa cerca de la zona del terremoto, cuando el tsunami derribó los muros que se suponía debían proteger las plantas. Se podría decir que la defensa adicional proporcionada por los diques de contención presentó un margen de tiempo extra para que los ciudadanos evacuaran y también detuvo parte de la fuerza total de la energía que habría hecho que la ola subiera más alto en las partes traseras de los valles costeros. En contraste, los diques de contención también actuaron de manera negativa al atrapar el agua y retrasar su retirada. [ cita requerida ]
El fracaso del mayor malecón del mundo, cuya construcción costó 1.500 millones de dólares, demuestra que construir malecones más fuertes para proteger zonas más extensas habría sido aún menos rentable. En el caso de la actual crisis en las centrales nucleares, se deberían haber construido malecones más altos y fuertes si se iban a construir plantas nucleares en ese lugar. Fundamentalmente, la devastación en las zonas costeras y una cifra final de muertos que se prevé que supere los 10.000 podría empujar a Japón a rediseñar sus malecones o a considerar métodos alternativos más eficaces de protección costera para fenómenos extremos. Esas costas reforzadas también pueden proporcionar una falsa sensación de seguridad a los propietarios de propiedades y a los residentes locales, como se pone de manifiesto en esta situación. [39]
Los malecones a lo largo de la costa japonesa también han sido criticados por aislar los asentamientos del mar, hacer que las playas sean inutilizables, presentar una monstruosidad, perturbar la vida silvestre y ser innecesarios. [40]
Después del huracán Sandy de 2012 , el alcalde de la ciudad de Nueva York , Bill de Blasio, invirtió $3,000,000,000 en un fondo de restauración de huracanes, y parte del dinero se destinó a construir nuevos malecones y protección contra futuros huracanes. [41] Se ha propuesto una barrera contra marejadas ciclónicas en el puerto de Nueva York , pero ni el Congreso ni el estado de Nueva York la han votado ni financiado. [ cita requerida ]
En Florida, se utilizan represas de tigre para proteger viviendas cercanas a la costa. [42] [43]
General:
Tipos de muros relacionados:
Muros específicos:
la energía de las olas reflejadas interactuó con las olas entrantes para producir ondas estacionarias conocidas como clapotis, que promueven la erosión en la punta de la pared.
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