Procesos litorales en el área de Valencia y Alicante

Resumen

Para que la evaluación y comprobación de los proyectos de regeneración de playas o defensas costeras (entre otras) sean eficaces, son necesarios métodos cada vez más precisos y fiables. Parece innegable que el factor tiempo es decisivo a la hora de realizar proyectos, ya que este debe estar relacionado con su durabilidad. Es por ello que su planificación en el tiempo requiere habilidades de predicción que son posibles gracias a investigaciones cada vez más amplias en años y en datos que proporciona métodos más precisos y en las que los errores cometidos se pueden cuantificar para así evaluar los posibles costes relacionados a ese error. Los modelos pueden desempeñar un papel fundamental para su utilización en los proyectos de regeneración de playas, es decir, cuando la regeneración se convierte en la estrategia fundamental para el mantenimiento de la línea de costa. Debido a ello los modelos que debemos emplear deben ser cada vez más precisos. Planificar dichas regeneración precisa de metodologías que no generen incertidumbres en su interpretación, teniendo en cuenta los movimientos transversales y longitudinales de la línea de costa, así como los elementos de defensa. En la presente Tesis Doctoral se estudian y comparan las distintas clases de modelos, así como, elementos que son parte de ese modelo y que son fuente de incertidumbre. El perfil de Equilibrio (PE), así como su límite off-shore la profundidad de cierre (DoC) se discuten en una escala de tiempo (pasado, presente y futuro). La necesidad o no de precisión en la toma de perfiles transversales o el tamaño medio D50 a considerar en las funciones ajustadas en la alimentación de una playa son otro de los factores que se discuten. Todas estas incertidumbres generan implicaciones en cuanto al resultado final de nuestra regeneración. Una de ella es la económica debido al exceso o defecto de arena ocasionado por la falta de calibración de los modelos utilizados. Todas estas fuentes de incertidumbre son analizadas en relación a la regeneración y modelización. Posteriormente se han obtenido modelos matemáticos que analizan la relación entre los parámetros que más influyen en la modificación del perfil de equilibrio utilizando únicamente variables que son de fácil obtención. Ya que con la presente investigación se ha pretendido clarificar los parámetros que intervienen de manera sensible en la formación del perfil de equilibrio así como la forma de obtenerlos en campo, entre ellas se ha tenido en cuenta una variable importante en el área de estudio (Alicante) como es la presencia de la Posidonia oceánica, incluyendo ésta en los modelos presentados a partir del coeficiente reductor de energía Kv. Además se ha propuesto el tipo de modelo que mejor se ajusta a los datos de campo (experimentales). Por otro lado hay que tener en cuenta la sensibilidad existente en los modelos ya que pequeñas modificaciones en las variables pueden producir desviaciones importantes en el modelo. Es por ello, que se ha realizado un estudio detallado de las variables que interactúan con el perfil y se ha analizado su sensibilidad en los modelos generados obteniendo un modelo para el cálculo del parámetro A. En la selección de modelos se ha considerado como parámetros de información: un buen ajuste en cuanto al error de volumen, el coeficiente de regresión R2, el análisis de los errores y la estabilidad del modelo frente a perturbaciones de hasta un 20% aplicando simulación Monte Carlo. Además los modelos seleccionados han sido validados tanto con las playas del área de estudio como con playas de características similares localizadas fuera del área de estudio. Otra de las ramas de nuestra investigación se ha centrado en el estudio de la profundidad de cierre (DoC). Para ello se ha dispuesto de una amplia muestra de 159 encuestas de perfil con 2 cm de precisión, que engloban un periodo de estudio de hasta 22 años. Todo ello, dentro de una morfología compleja (erosión y acreción de la línea de costa, regeneración y ampliación del Puerto de Valencia dentro del periodo de estudio). Existen diversos métodos para el cálculo de la Profundidad de Cierre. Uno de los principales papeles al igual que el perfil de equilibrio es el de reducir lo máximo posible las incertidumbres, que pueden ser expresadas en términos de errores de diseño en regeneraciones de playas, y en consecuencia incrementos de costes. Por ello los métodos empleados deben ser igualmente precisos y sobre todo deben tener en cuenta el entorno local, y sus posibles cambios durante la vida útil para el cual van a ser utilizados. Es por ello que en esta parte de la investigación se ha centrado en mejorar la metodología para obtener este límite imaginario. Por lo que se propone un nuevo método basado en el cambio del tamaño medio del sedimento D50. La metodología seguida incorpora en un GIS datos de muestras sedimentológicas, resultando en la producción de una cuadrícula de valores de tamaño de sedimento interpolados que pueden ser representados como mapas o perfiles transversales del tamaño promedio de sedimentos a lo largo del perfil de playa. Los resultados confirman que es posible obtener la profundidad de cierre por medio de cambio de tamaño de sedimento, incluso con importantes cambios morfodinámicos, como transporte longitudinal y transversal de sedimentos, regeneraciones de playas y una actuación de ampliación del Puerto de Valencia. Para su verificación y ajuste se han comparado los resultados obtenidos con el estudio completo de los criterios más empleados para la obtención de la Profundidad de Cierre a partir de encuestas de perfiles de precisión. Para ello se ha dispuesto de una amplia encuesta de perfiles con precisión de 2 cm, que engloban un periodo de estudio de hasta 22 años. Por lo tanto las principales conclusiones en cuanto a la investigación del perfil de equilibrio y la profundidad de cierre la podemos resumir en: - En el desarrollo de un nuevo enfoque empírico cuyo objetivo es calibrar la precisión y sensibilidad de los modelos existentes, así como el método a adoptar para la obtención del perfil de equilibrio, dando un avance significativo en el modelado morfodinámico y en su aplicación en la regeneración de playas. - Un nuevo método para la obtención de la DoC a partir de encuestas de perfiles, incluyendo un nuevo concepto en la comparativa de dichas encuestas y cuantificando el error ¿no significativo¿ en ese límite imaginario. Para su verificación y ajuste se ha comparado los resultados obtenidos con el método actual de encuesta de perfiles. Siendo este un nuevo avance en el conocimiento de este límite imaginario. - Evaluar la profundidad de cierre a través del estudio de los cambios en los tamaños de sedimento a lo largo del perfil de playa. Más aún, se puede evaluar en un corto período de tiempo con gran precisión. No se quería terminar esta tesis sin analizar una tipología de playas inherentes al área de estudio como son las playas de grava, por lo que se presenta en este estudio una metodología para la clasificación de las playas de grava la cual podrá ser aplicada a nivel internacional. Es conocido que la defensa de este tipo de playas se produce debido a su pendiente y a su capacidad para absorber la energía de las olas mediante la infiltración del flujo, pero dichas capacidades se ven reducidas cuando la proporción de la fracción de arena aumenta. Por lo tanto el objetivo de esta investigación en referencia a este tipo de playas, es la de conocer por un lado las variables que participan en la formación de este tipo de playas, por otro lado clasificarlas en función de la proporción y posición en el perfil transversal de la fracción de arena, así como obtener una función discriminante que pueda clasificarlas. Además se ha incluido un estudio importante para reducir el número de variables necesarias para la obtención de la función discriminante. Para la aplicación de la metodología presentada, se ha dispuesto de 34 playas situadas en la Provincia de Alicante en las que se realizado una clasificación visual en cinco tipos; Tipo 1 Playas de Arena y grava, Tipo 2 Playas de Arena y grava separada Tipo 3 Playas de Grava y arena, Tipo 4 Playas de Grava y arena separadas, y Tipo 5 Playas de grava pura. Por otro lado siendo una de las inquietudes de la investigación el conocer las variables que las caracterizan y por lo tanto las clasifican, inicialmente se parte de datos relativos a 45 variables de cada una de las playas estudiadas que se han agrupado en función de las características del material de la playa, del oleaje, así como de las condiciones de contorno y de la geometría de la playa. Posteriormente mediante una comparación dos a dos entre ellas y su clasificación se han ido reduciendo a 25 y finalmente mediante el método discriminante reducirlas a 14. Se ha de destacar que, en este caso, una de las variables estudiada es propia de la zona del mediterráneo como es la Posidonia Oceánica, la cual participa activamente en la clasificación de este tipo de playas debido a la modificación que produce en la energía incidente. La función discriminante obtenida para la clasificación ha sido validada para cada uno de los tipos de playa obteniéndose buenos resultados. Por todo lo expuesto y después de todos los estudios realizados se sigue pensando que es necesario avanzar en el desarrollo y perfección de la cuantificación de los errores que se cometen teniendo en cuenta los cambios morfológicos que se producen dentro del área de estudio, no obstante con esta investigación se ha dado un paso más en el conocimiento de los procesos litorales y más concretamente en Valencia y Alicante.