Estudio de Dinam. Litoral de Playas CRL

Transcripción

Club Regatas Lima
Sede Chorrillos
ESTUDIO DE DINÁMICA LITORAL
DE LAS PLAYAS DEL CLUB REGATAS PARA
LA AMPLIACION DE ROMPEOLAS DE
PROTECCION DE COSTA
ESTUDIO REALIZADO POR
ÍNDICE
ANTECEDENTES… ....................................................................................i
I. INTRODUCCION ..................................................................................2
I.1 DATOS DEL PROYECTO ...............................................................3
1.2 OBJETIVOS ...............................................................................4
1.3 ALCANCE DEL DOCUMENTO ........................................................4
1.4 INFORMACION UTILIZADA..........................................................4
1.5 ORGANIZACION DEL ESTUDIO ....................................................5
II. DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO ..............................................7
2.0 MORFOLOGIA DE LA ZONA DE ESTUDIO ......................................7
2.1 LOCALIZACION DEL AREA DE ESTUDIO .......................................7
2.2 MORFOLOGÍA GLOBAL DE LA ZONA DE ESTUDIO ..........................8
2.3 EVOLUCION HISTORICA DE LA BAHIA DE MIRAFLORES .................9
2.4 DESCRIPCION DE LA BATIMETRIA ............................................. 11
2.5 MORFOLOGIA DE LA ZONA CLUB REGATAS ................................ 17
2.6 EVOLUCION DE LA LINEA DE COSTA.......................................... 17
2.7 CARACTERISTICAS GRANULOMETRICAS .................................... 20
III. DINÁMICA MARINA ......................................................................... 24
3.1 INTRODUCCION ...................................................................... 25
3.2 NIVEL DEL MAR....................................................................... 26
3.3 NIVELES DE REFERENCIA ......................................................... 26
3.3.1 MAREA ASTRONOMICA ................................................ 27
3.3.2 MAREA METEOROLOGICA ............................................ 28
3.4 CLIMA MARITIMO .................................................................... 28
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
3.4.8
DESCRIPCION DEL OLEAJE .......................................... 28
DATOS DE OLEAJE ...................................................... 30
REGIMENES EN PROFUNDIDADES INDEFINIDAS. ............ 33
REGIMEN MEDIO ........................................................ 33
REGIMEN EXTREMAL ................................................... 37
OLEAJE EN PROFUNDIDADES INDEFINIDAS ................... 38
VARIABILIDAD ANUAL DEL OLEAJE ............................... 40
DISTRIBUCION CONJUNTA DE Hs-Tp ............................ 41
3.5 OLEAJE EN LA ZONA DE ESTUDIO ............................................. 44
3.5.1 SISTEMA DE MODELADO NUMERICO MOPLA .................. 44
3.5.2 BATIMETRIA .............................................................. 45
3.5.3 MALLAS ..................................................................... 47
3.5.4 PARAMETROS ESPECTRALES ........................................ 51
3.5.5 CASOS PROPAGADOS ................................................. 52
3.5.6 PROPAGACION DEL OLEAJE EN LA BAHIA MIRAFLORES ... 53
3.5.7 REGIMENES MEDIO DIRECCIONALES Y FLUJOS
MEDIOS DE ENERGIA .......................................................... 72
3.5.8 CONCLUSIONES RESPECTO A LOS OLEAJES EN
LA BAHIA DE MIRAFLORES ................................................... 84
3.6 OLEAJES EN LAS PLAYAS DEL CLUB REGATAS LIMA .................... 84
3.7 MODELO DE FUNCIONAMIENTO DE LAS PLAYAS EN LA
SITUACION ACTUAL Y FUTURA ....................................................... 96
3.8 SISTEMA CIRCULATORIO DE CORRIENTES EN ROTURA ................ 97
3.9 CONCLUSIONES RELATIVAS A LA CORRIENTE DE ROTURA ........ 116
IV. DINÁMICA LITORAL ...................................................................... 116
4.1 INTRODUCCIÓN .................................................................... 117
4.2 ANALISIS EN LARGO PLAZO. ESTUDIO MORFOLOGICO
DE LAS PLAYAS .................................................................... 119
4.2.1 PLANTA DE EQUILIBRIO. SITUACION ACTUAL
Y CON ROMPEOLAS ........................................................... 119
4.2.2 PERFIL DE EQUILIBRIO ............................................. 126
4.2.3 PROFUNDIDAD DE CIERRE ......................................... 128
4.2.4 APLICACION DEL PERFIL DE EQUILIBRIO A LA
ZONA DE ESTUDIO ................................................... 129
4.2.5 ANALISIS DE PERFIL A CORTO PLAZO ......................... 133
4.2.6 ESTADOS MORFODINAMICOS DE LA PLAYA ................. 135
4.2.7 TRANSPORTE LITORAL DE SEDIMENTOS ..................... 139
4.2.7.1 FORMULACION CERC DE TRANSPORTE SOLIDO
LITORAL ................................................................ 140
4.2.7.2 METODOS DE CALCULO DE TRANSPORTE LITORAL .... 142
4.2.7.3 RESULTADOS ........................................................ 143
4.2.7.4 TRANSPORTE NETO MULTIANUAL ............................ 144
4.2.7.5 CONCLUSIONES GENERALES DEL TRANSPORTE ........ 147
V. DIAGNOSTICO Y PROPUESTA DE ACTUACION ................................... 149
5.0 CONCLUSIONES SOBRE EL EFECTO DEL FUTURO
ROMPEOLAS ......................................................................... 150
5.1 RECOMENDACIONES. PROPUESTA DE ACTUACION
Y METODOLOGIA ................................................................... 150
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ..................................................... 153
ANEXOS
Anexo I. Modelo de propagación de oleaje. OLUCA-RD, OLUCA SP.
Anexo II. Modelo de corrientes de rotura. COPLA-MC/SP.
Anexo III. Resultados de propagaciones.
Índice de Figuras
Figura 1-1 Ubicación del área de estudio y posible afección a las playas ..................... 2
Figura 1-2 Montaje de como quedaría el rompeolas tras la construcción ...................... 3
Figura 2-1 Localización del área de estudio en la Bahía de Miraflores .......................... 7
Figura 2-2 Localización de la zona de estudio – Bahía de Miraflores ............................ 8
Figura 2-3 Vista de infraestructuras marítimas construidos en la Bahía de Miraflores ..... 9
Figura 2-4 Evolución Litoral de la bahía de Miraflores según SOGREAH (1960) ........... 10
Figura 2-5. Batimetría dela bahía de Miraflores ....................................................... 12
Figura 2-6. Batimetría de detalle de la zona de estudio ............................................ 12
Figura 2-7. División en sectores de la unidad fisiográfica .......................................... 13
Figura 2-8 Sector1: Punta La Chira – Playa Agua Dulce. ......................................... 13
Figura 2-9. Sector 2: Playa Las Sombrillas-Playa Las Cascadas ................................. 14
Figura 2-10 Sector 3: Playa La Estrella-Playa Los Delfines ........................................ 15
Figura 2-11 Sector 4: Playa San Isidro ................................................................... 16
Figura 2-12 Sector 5: Playa Marbella-Playa L3-1 ..................................................... 16
Figura 2-13 Fotografía de satélite año 2000 ............................................................ 17
Figura 2-16 Fotografía de satélite año 2005 y 2007 ................................................. 19
Figura 2-17 Clasificación de la textura del sedimento según Folk ............................... 21
Figura 2-18 Diámetro de D50 (um) en la bahía de Miraflores ...................................... 23
Figura 3-1
Niveles de referencia en el Puerto del Callao .......................................... 27
Figura 3-2
Registro mensual de NMM del Callao .................................................... 27
Figura 3-3
Generación del Oleaje en alta mar ........................................................ 29
Figura 3-4
Oleaje aproximandose a la costa de la Bahía de Miraflores ...................... 30
Figura 3-5
Esquema de metodología de cálculo mediente técnica del hipercubo ......... 32
Figura 3-6
Localización de la boya NOAA en profundidades indefinidas ..................... 33
Figura 3-7
Régimen escalar medio de Hs en aguas profundas ................................. 35
Figura 3-8
Régimen medio de Hs en profundidades indefinidas ................................ 36
Figura 3-9
Régimen medio de Tp en profundidades indefinidas ................................ 36
Figura 3-10 Régimen extremal de Hs en profundidades indefinidas ............................ 37
Figura 3-11 Régimen extremal de Tp en profundidades indefinidas ............................ 38
Figura 3-12 Rosa de oleajes medios en profundidades indefinidas .............................. 39
Figura 3-13 Rosa de oleaje en indefinidas año 1979 ................................................ 40
Figura 3-14 Rosa de oleaje en indefinidas año 2000 ................................................. 41
Figura 3-15 Distribución conjunta de Hs y Tp sector NW ......................................... 41
Figura 3-16 Distribución conjunta de Hs y Tp sector W ............................................ 42
Figura 3-17 Distribución conjunta de Hs y Tp sector WSW ....................................... 42
Figura 3-18 Distribución conjunta de Hs y Tp sector SW .......................................... 43
Figura 3-19. Distribución conjunta de Hs y Tp Sector SSW ........................................ 43
Figura 3-20 Batimetría generada en el SMC ........................................................... 46
Figura 3-21 Batimetría de detalle de la zona de estudio ........................................... 46
Figura 3-22 Malla de propagación para la situación actual ........................................ 47
Figura 3-23 Malla de propagación para la situación con rompeolas ............................ 48
Figura 3-24 Malla de propagación para la zona de detalle WSW y W.......................... 48
Figura 3-25 Malla de propagación zona de detalle oleajes NW .................................. 49
Figura 3-26 Malla de propagación zona de detalle oleajes SSW y SW ........................ 49
Figura 3-27 Malla de propagación zona de detalle oleajes NW .................................. 49
Figura 3-28 Malla de propagación zona de detalle oleajes SSW ................................. 50
Figura 3-29 Malla de propagación zona de detalle oleajes W .................................... 50
Figura 3-30 Propagación de oleajes medios SSW .................................................... 54
Figura 3-31 Propagación de oleajes medios WSW ................................................... 55
Figura 3-32 Propagación de oleajes medios W ........................................................ 56
Figura 3-33 Propagación de oleajes medios SSW, isoalturas de olas .......................... 57
Figura 3-34 Propagación de oleajes medios SW, isoalturas de olas ............................ 58
Figura 3-35 Propagación de oleajes medios WSW, isoalturas de olas ......................... 59
Figura 3-36 Propagación de oleajes medios W, isoalturas de olas ............................. 60
Figura 3-37. Propagación de temporal NW, bahía de Miraflores ................................. 61
Figura 3-38. Propagación de temporal W, bahía de Miraflores.................................... 64
Figura 3-39 Propagación de temporal WSW, bahía de Miraflores ............................... 65
Figura 3-40 Propagación de temporal SW, isoalturas de olas .................................... 66
Figura 3-41 Propagación de temporal SSW, isoalturas de olas .................................. 67
Figura 3-42 Propagación de temporal W, isoalturas de olas ...................................... 68
Figura 3-43 Propagación de temporal WSW, isoalturas de olas ................................. 69
Figura 3-44 Propagación de temporal SW, isoalturas de olas .................................... 70
Figura 3-45 Propagación de temporal SSW, isoalturas de olas .................................. 71
Figura 3-46 Localización de los puntos de cálculo de regímenes direccionales y flujo
medio de energía ............................................................................. 72
Figura 3-47 Régimen direccional y flujo medio de energía para el punto 1 ................. 73
Figura 3-49. Régimen direccional y flujo medio de energía para el punto 3 ................. 75
Figura 3-53 Régimen direccional y flujo medio de energía para el punto 7 .................. 79
Figura 3-54. Régimen direccional y flujo medio de energía para el punto 8 ................. 80
Figura 3-56. Régimen direccional y flujo medio de energía para el punto 10 ............... 82
Figura 3-57 Propagación de oleajes medios SSW, Club Regatas Lima ........................ 85
Figura 3-58 Propagación de oleajes medios SW, Club Regatas Lima .......................... 86
Figura 3-59 Propagación de oleajes medios WSW, Club Regatas Lima ....................... 87
Figura 3-60 Propagación de oleajes medios W, Club Regatas Lima ............................ 88
Figura 3-61 Propagación de oleajes medios NW, Club Regatas Lima .......................... 89
Figura 3-63 Propagación de oleajes medios SW, Club Regatas Lima .......................... 91
Figura 3-64 Propagación de oleajes medios WSW, Club Regatas Lima ....................... 92
Figura 3-66 Propagación de oleajes medios NW, Club Regatas Lima .......................... 94
Figura 3-67 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios NW ........................ 98
Figura 3-68 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios SSW ....................... 99
Figura 3-69 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios WSW ..................... 100
Figura 3-70 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal WSW ............................. 101
Figura 3-71 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios SW........................ 102
Figura 3-72 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal SSW .............................. 103
Figura 3-73 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios W ......................... 104
Figura 3-74 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal W .................................. 105
Figura 3-75 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal NW ................................ 106
Figura 3-76 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes SW .................................. 107
Figura 3-77 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes WSW ................................ 108
Figura 3-78 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes W .................................... 109
Figura 3-79 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes SSW................................. 110
Figura 3-80 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes SSW................................. 111
Figura 3-81 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes SW .................................. 112
Figura 3-82 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes WSW ................................ 113
Figura 3-83 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes W .................................... 114
Figura 4-1
Escalas espaciales y temporales de las playas ....................................... 118
Figura 4-2 Forma en planta de equilibrio estático ................................................... 121
Figura 4-3 Localización de los puntos de cálculo de flujo medio ............................... 122
Figura 4-4 Forma en planta de equlibrio tras la construcción del rompeolas .............. 123
Figura 4-5 Forma en planta de equilibrio Playa Agua Dulce ...................................... 124
Figura 4-6 Forma en planta de equilibrio playa Barranco ........................................ 124
Figura 4-7 Forma en planta de equilibrio playa Miraflores ....................................... 125
Figura 4-8 Forma en planta de equilibrio playa Marbella ......................................... 125
Figura 4-9 Perfil de equilibrio de Dean .................................................................. 127
Figura 4-10 Profundidad de cierre en un perfil de equilibrio ..................................... 129
Figura 4-11 Localización de los perfiles estudiados ................................................. 130
Figura 4-12 Perfil 1 playa Agua Dulce ................................................................... 131
Figura 4-13 Perfil 2 playa Barranco ..................................................................... 131
Figura 4-14 Perfil 3 playa Miraflores ..................................................................... 132
Figura 4-15 Perfil 4 playa Marbella ....................................................................... 132
Figura 4-16 Evolución del perfil P1 Playa Agua Dulce temporal SW ........................... 134
Figura 4-17 Evolución del perfil P2 Playa Barranco temporal SW .............................. 134
Figura 4-18 Evolución del perfil P3 Playa Miraflores temporal SW ............................. 134
Figura 4-19 Evolución del perfil P4 Playa Marbella temporal SW ............................... 135
Figura 4-20 Distribución de estados morfodinámicos playa Agua Dulce ..................... 137
Figura 4-21 Distribución de estados morfodinámicos playa Barranco ........................ 138
Figura 4-22 Distribución de estados morfodinámicos playa Miraflores ....................... 138
Figura 4-23 Distribución de estados morfodinámicos playa Marbella ......................... 139
Figura 4-24 Distribución de estados morfodinámicos Playa Grande .......................... 140
Figura 4-25 Resultados obtenidos por Valle, Medina y Losada ................................. 141
Figura 4-26 Localización y puntos de calculo de flujo medio .................................... 142
Figura 4-27 Transporte en función del D50 en la bahía de Miraflores .......................... 144
Figura 4-28 Transporte potencial para la zona Sur y Centro bahía Miraflores. ............. 145
Figura 4-29 Transporte potencial para la zona Norte bahía de Miraflores .................... 145
Figura 4-30 Transporte en función del D50 para la bahía de Miraflores ....................... 146
Figura 4-31 Transporte neto de sedimentos – zona Barranco. .................................. 146
Figura 4-32 Transporte neto de sedimentos - zona Miraflores ................................... 147
Índice de Tablas
Tabla 2-1 Distribución vertical de la granulometría en Bahía de Miraflores ................. 22
Tabla 3-1 Armónicos de marea en el puerto del Callao ............................................ 28
Tabla 3-2 Probabilidad de ocurrencia de oleajes por direcciones ............................... 39
Tabla 3-3 Características de la mallas para la propagación de oleaje SSW y SW ......... 50
Tabla 3-4 Características de la mallas para la propagación del oleaje WSW y W ......... 50
Tabla 3-5 Cuadro de casos de propagación de oleaje .............................................. 52
Tabla 4-1 Granulometría característica en la bahía de Miraflores ............................... 130
Tabla 4-2 Estado morfodinámico en función al parámetro de caída de grano .............. 136
ESTUDIO DE DINAMICA LITORAL Y TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN LAS PLAYAS DEL CLUB REGATAS LIMA
ANTECEDENTES
ANTECEDENTES
El Club Regatas Lima, solicitó a GGM Consultores realizar un estudio sobre la Dinámica
Litoral y Transporte de Sedimentos en las playas del Club y el entorno costero, con el
fin de analizar las condiciones actuales de estabilidad de las playas y evaluar las
posibles afecciones en la morfología costera de la zona, como consecuencia de la
prolongación y construcción de un rompeolas de protección de costa en el extremo Sur
del Club Regatas Lima, en el Distrito de Chorrillos.
El presente estudio es el resultado de la aplicación de los Modelos Numéricos del
Sistema de Modelado Costero (SMC), desarrollado por la Universidad de Cantabria y
validado con mas de 80 proyectos de desarrollo en España y a nivel internacional,
adicionalmente se emplearon herramientas y técnicas de vanguardia, que incluyen
trabajos de campo tales como mediciones batimétricas, topográficas, comparación de
cartas náuticas, análisis granulométrico, fotografías satelitales y aéreas de diversa
índole.
Como resultado de los trabajos efectuados se redacta el presente documento, con el
fin de ser incluido en el expediente técnico referente a la solicitud de autorización
sobre la construcción de la defensa ribereña, para evitar procesos erosivos que
actualmente están sufriendo las playas del Club Regatas Lima, de acuerdo a lo
dispuesto en el Texto Único de Procedimientos Administrativos de la Marina (TUPAM15001), edición Julio 2005.
Chorrillos, Marzo de 2012
Fdo. Guillermo Ego-Aguirre de la Piniella
Gerente General
GGM Consultores
-i-
CAPÍTULO I
INTRODUCCION
CAPITULO
I
1. INTRODUCCIÓN
El Club Regatas Lima, es un club dedicado a la actividad social, deportiva y recreativa
que tiene como misión brindar a sus asociados las facilidades y ambientes de sano
esparcimiento en toda el área del Club.
El proyecto de la construcción de un dique de protección de costa en las playas del
Club Regatas Lima (localizado en el lado sur de la bahía de Miraflores, ver figura 1-1)
está promovido por el Club Regatas Lima con la finalidad de darle protección y mayor
estabilidad a las playas 01, 02 y 03, con la prolongación del rompeolas actualmente
existente en el extremo sur del club y al mismo tiempo crear un área de abrigo para
embarcaciones deportivas menores.
Una de las principales justificaciones del proyecto es la de proteger el borde costero y
los procesos erosivos que sufre debido a la presencia de fuertes oleajes que ingresan
al área del Club.
Conscientes de la relevancia del proyecto y los cambios que pueden ocasionar en las
playas de la zona, el Club regatas Lima ha encargado a GGM Consultores para realizar
un estudio de la situación de la zona con el objeto de evaluar la situación de las playas
del Club y proponer actuaciones de mejora y estabilización de las mismas.
Figura 1-1 Ubicación del área de estudio y posible afección a las playas del entorno.
-2-
1.1
CAPITULO
I
Datos del Proyecto
El Club Regatas Lima, ha proyectado la ejecución de las obras de ampliación del
rompeolas existente en el extremo sur del Club, que se prolongará en un tramo de 60
m con orientación N43E y un segundo tramo de 200 m con orientación N15E, ambos
tramos con un ancho aproximado de 10 metros (véase figura 1-2). El fin principal del
proyecto es proteger el borde costero donde se desarrollan actividades recreativas,
específicamente en las playas 01, 02 y 03, a la vez que genera condiciones de abrigo
para construir una dársena para embarcaciones pequeñas de recreación, un
restaurante, servicios higiénicos y un embarcadero con una rampa para
discapacitados.
Este Proyecto se enmarca dentro del propósito del Estado Peruano de incentivar la
inversión privada, promover el empleo en nuestro país, y al derecho que tiene toda
persona de invertir y conservar un ambiente saludable; adoptando las medidas de
mitigación ambientales correspondientes, sin descuidar la preservación del paisaje y la
naturaleza.
Los estudios de dinámica litoral y transporte de sedimentos, servirán para demostrar
que los posibles impactos que se puedan ocasionar a la morfología costera y el medio
ambiente, son mínimos y manejables, debido a que en la construcción del rompeolas
se seguirán las normas y procedimientos de las recomendaciones de obras marítimas,
garantizando criterios de respeto al orden ecológico, en donde el urbanismo y la
arquitectura armonicen con el ambiente y revaloricen el paisaje natural.
Figura 1-2 Montaje de como quedaría la construcción del dique de protección de costa
-3-
1.2
CAPITULO
I
Objetivos
El presente estudio tiene como objetivo estudiar los posibles y futuros efectos que
puede ocasionar la construcción de un rompeolas de protección de costa, sobre la
dinámica litoral y morfología de las playas circunscritas al municipio de Chorrillos y de
las playas de la bahía de Miraflores, haciendo especial hincapié en el efecto sobre el
clima marítimo local, el transporte de sedimentos y las consecuencias a corto y largo
plazo sobre la morfodinámica de las playas de la Bahía de Miraflores.
Se proponen medidas y recomendaciones para paliar lo posibles efectos adversos y
alteraciones en relación a la situación previa a la obra.
Como objetivos específicos del trabajo se establecen los siguientes:

Analizar la dinámica marina local y global de la zona, incluyendo la
determinación del sistema circulatorio de corrientes y transporte de
sedimentos inducidos por la rotura del oleaje en la situación actual.

Establecer un modelo morfodinámico de funcionamiento de las playas
adyacentes y evaluación de la estabilidad tras la construcción del Dique.

Estimar la sedimentación que acontece al norte de las playas del Club
regatas.

Proponer líneas de actuación que minimicen las pérdidas, si es que las
hubiera en algunas de las playas del entorno.
1.3 Alcance del documento
Los estudios realizados dentro del presente trabajo incluyen los siguientes aspectos:



Recopilación y análisis de datos y estudios previos.
Estudios morfodinámicos de las playas.
Propuesta de alternativas.
1.4 Información utilizada
Para la realización del presente documento se ha contado con la siguiente
información:

Batimetría general de la zona recogida en las carta náutica 223 de la
Dirección de Hidrografía y Navegación.

Batimetrías de la zona realizadas de los años 2003 proporcionadas por el
Club Regatas y Batimetría realizada en el 2012.
-4-
CAPITULO
I

Análisis granulométrico de muestras recolectadas en las playas del Club
Regatas.

Fotografías aéreas del Instituto Geográfico Nacional, año 1999.
1.4 Organización del estudio
Con el fin de facilitar la redacción del informe, este documento se ha organizado en
unos capítulos y anexos donde se describe la correspondiente morfología, dinámica
marina, dinámica litoral y propuestas de actuación. En concreto del presente
documento se organiza del siguiente modo:
Capítulo 1. Introducción y objetivos. En este capítulo I se plantea los antecedentes
del proyecto, su ubicación y justificación del proyecto.
Capítulo 2. Morfología de la zona de estudio, en el que se describe de forma
global los elementos morfológicos más relevantes de la zona de estudio en su
configuración actual y pasada, analizando la situación actual de las playas, la
evolución histórica de la zona, usos y recursos.
Capítulo 3. Dinámica marina, Se aborda el estudio de los factores forzadores tanto
en profundidades indefinidas como en el entorno de las playas. Oleaje y el método
para propagar a la costa y transformar los regímenes en puntos de interés.
Capítulo 4. Dinámica litoral, Se estudia la variabilidad a corto y largo plazo del
perfil y planta de las playas, así como el transporte potencial de sedimentos en el
entorno del puerto.
Capítulo 5. Diagnóstico y propuesta de actuación, Se plantean las conclusiones
finales y las recomendaciones futuras de actuación.
Anexos a la Memoria
Anexo I. Modelos de propagación de oleaje. OLUCA-RD, OLUCA SP.
Anexo II. Modelo de corrientes de rotura. COPLA-MC/SP.
-5-
CAPITULO II
CAPÍTULO II
DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO
-6-
CAPITULO II
2. MORFOLOGÍA DE LA ZONA DE ESTUDIO
En el presente apartado se realiza una descripción de la morfología de la costa del
Club Regatas Lima objeto de análisis en su situación actual y en la situación tras la
construcción del dique. El objetivo es resaltar aquellos elementos que en mayor
medida condicionan la dinámica marina y sedimentaria existente.
2.1 Localización del área de estudio
El área afectada por la futura construcción del dique se encuentra ubicado en el lado
sur del Club Regatas Lima, el mismo que se encuentra asentada hacia el Sur la bahía
de Miraflores, perteneciente al municipio del Distrito de Chorrillos, Provincia y
Departamento de Lima, (véase figura 2-1). Las coordenadas de la zona corresponden
a los 12° 10’ 00.36” S y 77° 02’ 12.26” W, limita por el Sur con Punta Chorrillos y por
el Norte con la Playa Los Pescadores con una orientación de costa de N88E.
Figura 2-1 Localización del área de estudio - Bahía de Miraflores
La Bahía de Miraflores, abarca desde el término municipal de Chorrillos hasta el
distrito de San Miguel y cuenta con una línea de costa aproximadamente de 27 Km. El
Club Regatas Lima forma uno de los principales núcleos turísticos, centros de
recreación y esparcimiento en los meses de verano. Hacia el lado Sur se encuentran
las Playas Caplina y La Herradura, mientras que por el lado Norte se encuentran las
playas de arena Los Pescadores y Agua Dulce que son concurridos masivamente en
épocas de verano.
-7-
CAPITULO II
2.2 Morfología global de la zona de estudio
La zona de estudio corresponde al Club Regatas y las playas adyacentes circunscritas
a la Bahía de Miraflores. Los núcleos poblacionales más importantes pertenecen a los
municipios ribereños de Chorrillos, Miraflores, Barranco, San Isidro, Magdalena del Mar
y San Miguel.
Para llevar a cabo el estudio de la dinámica litoral en la zona de la bahía de Miraflores
y evaluar el transporte que da lugar a los procesos de erosión y sedimentación, es
necesario definir antes la unidad fisiográfica global en la que se encuentra y
caracterizar su dinámica.
Figura 2-2 Localización de la zona de estudio - Bahía Miraflores.
La costa de la Bahía de Miraflores, se caracteriza por pertenecer a una tipología de
costa irregular poco abrupta, con poco aporte sedimentario del río Lurín que no
favorece la presencia de playas continuas. A lo largo de la bahía de Miraflores se
observa acantilados de regular altura constituidas de tierra y piedra, con edificaciones
construidas en su parte alta que se extienden por los distritos de San Miguel,
Magdalena, San Isidro, Miraflores, Barranco y Chorrillos, formando a su pie playas de
arena y canto rodado.
En la parte sur y centro de la bahía de Miraflores se han realizado numerosas
actuaciones tales como la construcción de espigones, marina y embarcaderos, que han
originado cambios en su dinámica y en su morfología (figura 2-3). El primer espigón
construido en el área de la playa Agua Dulce de aproximadamente 200 metros de
longitud, dio lugar a una gran acumulación de arena en un período de tiempo muy
corto, por lo cual motivó la construcción de sucesivos espigones de longitud y
dimensiones variables a lo largo de la bahía de Miraflores.
-8-
CAPITULO II
Figura 2-3 Vista de infraestructuras marítimas construidos en la bahía de Miraflores
Debido a que en el estudio se analizarán datos de diferentes períodos de tiempo, se
consideraran como límites de la unidad fisiográfica el área territorial perteneciente a
las playas de cada municipio.
2.3 Evolución histórica de la Bahía de Miraflores
La evolución a gran escala de la Bahía de Miraflores, según estudios de protección
costera realizados por Sogreah, 1960 (Sociedad General de Hidráulica de Francia),
menciona que las ciudades de Lima y Callao han sido construidas en lo alto de la
descarga aluvial del río Rímac. En el pasado la desembocadura del río Rímac se
ubicaba en el lado Sur de la bahía, sin embargo, cuando el río Rímac comenzó a
desplazarse gradualmente de sur a norte, el aporte de material sedimentario fue cada
vez mas limitado a la bahía de Miraflores, por tanto, al disminuir el aporte de
sedimentos, en la línea de costa, por socavamiento y erosión se han formado
acantilados en su mayoría subverticales, cuyo retroceso se debe a la acción erosiva de
las olas
Después que el río Rímac se movió hacia el lado norte, hasta encontrar su posición
actual, la acción de las olas dio lugar a la modificación de la costa formando
acantilados y la península La Punta en la sombra de la Isla San Lorenzo,
simultáneamente se erosionó la sección central de la Bahía de Miraflores. Este proceso
se desaceleró mientras el sistema costero evolucionó hacia un equilibrio. En la figura
2-4, se intenta reproducir la variación del perfil de costa de la Bahía de Miraflores
según Sogreah 1960.
-9-
CAPITULO II
Figura 2-4 Evolución del Litoral de la bahía de Miraflores según SOGREAH (1960)
El Morro Solar es un macizo rocoso con acantilados altos formados por la fuerte
erosión marina que concentra su acción por fenómenos de refracción del oleaje. En su
seno, se han desarrollado las playas de arena de La Herradura y La Chira, aunque en
la actualidad, la playa La Herradura ha sufrido un retroceso de la línea de costa como
consecuencia de las actividades antropogénicas.
Después de que el río Rímac se movió hacia el norte de la bahía, las formaciones de
rocas de Punta La Chira, Punta Solar y Punta Chorrillos, y la presencia de la Isla San
Lorenzo jugaron un papel muy importante en la configuración posterior de la
morfología de la costa en la bahía de Miraflores.
La altura de la terraza aluvial se incrementa de norte a sur, se inicia en la costa de
Mar Brava del Callao en el distrito de la Perla que registra una altura de 4 metros,
conforme avanza hacia Magdalena la costa se vuelve acantilada y de regular altura,
alcanzando la máxima altura de 70 metros aproximadamente en Miraflores, mientras
que al sur de Chorrillos el acantilado alcanza 32 metros.
-10-
CAPITULO II
Actualmente, el material sedimentario procede del río Lurín que desemboca al sur de
Punta La Chira, el suministro de arena a las playas de la bahía de Miraflores no es muy
grande, mas aún, conforme se avanza hacia el norte se aprecia una reducción
considerable por la construcción de diversos espigones que retiene la poca arena que
aporta el río Lurín. Adicionalmente, las aportaciones de sedimentos son cada vez
menores, debido principalmente a la urbanización de los márgenes río arriba, por
tanto, actualmente las playas que conforman la unidad fisiográfica se alimentan del
poco aporte de sedimentos del río Lurín y de la erosión de algunas playas de la Bahía
de Miraflores.
2.4 Descripción de la batimetría de la zona de estudio.
Para realizar el estudio se dispone de información batimétrica fundamentalmente de
dos fuentes, cartas náuticas editada por la Dirección de Hidrografía y Navegación
HIDRONAV, donde se han digitalizado tanto las líneas de costa como la batimetría, en
el presente estudio se han empleado las cartas siguientes:
-Carta Náutica 223 de bahía de Ancón Isla Pachacamac. Última corrección 1990.
Se dispone además de la batimetría de detalle de la zona de estudio, batimetría que
comprende desde Punta Chorrillos hasta la playa Agua Dulce (figura 2-5 y 2-6).
Como se puede observar en la figura 2-5, las líneas batimétricas se distribuyen
paralelas a la costa a lo largo de la bahía de Miraflores, aumentando ligeramente su
separación a medida que nos alejamos hacia el oeste.
La distancia media a la costa de la cota -5 metros por el lado sur es de 800 m.
mientras que por el lado norte esta distancia disminuye conforme se avanza hacia el
Noroeste, en la parte central de la bahía la distancia media es de 250 m.
aproximadamente, se aprecia además a esta altura los efectos combinados de la
refracción y refracción-difracción de los frentes de oleaje que ocasiona la Isla San
Lorenzo y los islotes de La Horadada.
La línea batimétrica de los -10 metros se curva hacia el mar como una cuña frente a
San Miguel y su separación de la costa no varía en todo el ancho de la bahía, la cota
de -50 metros alcanza una distancia media de unos 12 Km en toda la bahía, mas al
sur de la bahía las líneas batimétricas van disminuyendo su distancia a la costa, frente
a la playa Villa y Conchan las líneas batimétricas se disponen paralelas a la costa (ver
figura 2-5).
En el área de estudio las líneas batimétricas se disponen siguiendo la forma de la línea
de costa hasta el veril de los 04 metros, a partir de los cinco metros de profundidad
las líneas batimétricas se distribuyen en forma paralela hasta la cota de -8 metros,
lugar donde se realizará la construcción del rompeolas.
-11-
CAPITULO II
Figura 2-5 Batimetría de la Bahía de Miraflores (Fuente HIDRONAV 2000)
Figura 2-6 Batimetría de detalle de la zona de estudio (Fuente: Club Regatas 2009)
-12-
CAPITULO II
A continuación se delimitan los sectores elegidos indicando su orientación y los
elementos morfológicos más importantes que influyen en el transporte litoral (ver
figura 2-7).
Figura 2-7 División en sectores de la unidad fisiográfica.
Sector 1: Punta La Chira – Playa Agua Dulce (Chorrillos) (Figura 2-8).
Al comienzo del tramo se encuentra Punta La Chira, saliente natural de formación
rocosa que protege de los oleajes del Sur y SSW a la playa La Herradura y la Playa
Caplina, en su mayor parte recibe el aporte sedimentario de la playa Villa. Es el límite
Sur de la unidad morfológica y funciona como una barrera parcial al transporte litoral.
Figura 2-8 Sector 1: Punta La Chira - Playa Agua Dulce (Chorrillos).
-13-
CAPITULO II
Al final de este primer sector se localiza la playa Agua Dulce, que se encuentra
apoyada en un espigón construido en el año 1940.
A continuación de la playa La Caplina se encuentra un tramo rocoso de acantilados
donde se encuentra el Salto del Fraile. En este acantilado se forma una cala pero sin
arena suficiente para su uso como playa. Seguidamente de la punta Chorrillos se
dispone un tramo de costa cuyas playas se encuentran apoyadas en espigones en el
que se suceden El Club Regatas, Playa Los Pescadores y la Playa Agua Dulce.
Sector 2: Playa Las Sombrillas – Playa Las Cascadas (Barranco) (Figura 2-9).
Es un tramo de costa irregular y de orientación variable conformadas por playas de
arena hacia el sur y gravas en el norte. Las playas pertenecientes al municipio de
Barranco son: Playa de Las Sombrillas, Playa Los Yuyos, Playa Barranco, Playa Los
Pavos, Playa Barranquito y Playa Las Cascadas.
Figura 2-9 Sector 2: Playa Las Sombrillas – Playa Las Cascadas (Barranco).
La obra mas importante realizada en este tramo es la marina Lima Marina Club al
inicio del sector. Se trata de una obra que interrumpe parcialmente el transporte
litoral formándose la acumulación de arena por un lado y por el otro lado el
ensanchamiento de la playa adyacente como consecuencia de la construcción del
rompeolas que ocasiona la difracción del oleaje y por lo cual redistribución de
sedimentos. La alineación de la línea de costa en este tramo es N2E-N14W.
-14-
CAPITULO II
Sector 3: Playa La Estrella – Playa Los Delfines (Miraflores) (Figura 2-10).
Es una zona de transición entre las playas de arena del sur y las playas de gravas del
norte, conforme avanza hacia el norte las playas se vuelven menos arenosas con
mayor predominio de cantos rodados y grava. En la actualidad las playas se
encuentran en un proceso de equilibrio dinámico, debido a la existencia de espigones
que mantienen la línea de playa parcialmente estable con focos de erosión a poniente
de las obras de estabilización. Las playas presentes en este tramo son la Playa La
Estrella, Playa Redondo, Playa Makaha, Playa Waikiki, Playa La Pampilla, Playa La
Pampilla I, Playa La Pampilla II, Playa Los Tres Picos, Playa Punta Roquitas y la Playa
Los Delfines.
Figura 2-10 Sector 3: Playa La Estrella – Playa Los Delfines (Miraflores).
Sector 4: Playa San Isidro – Limite Magdalena (San Isidro) (Figura 2-11).
Al comienzo de este tramo se encuentra la Playa de San Isidro compuesta de canto
rodado en su mayor parte, cuenta con 750 metros de longitud y es prácticamente una
playa rectilínea, parcialmente estable sin transporte sólido apreciable por recibir un
oleaje principalmente del Suroeste con componente de energía normal a la playa, lo
cual, aunque produzcan movimientos de arena esporádicamente de un lado a otro de
la propia playa, no produce pérdidas globales.
En este sector de costa no se han realizado construcciones de espigones para la
estabilización de la playa, debido a que dichas estructuras no capturarían volúmenes
significativos de arena principalmente por el ángulo de incidencia de las olas. La
orientación de la costa es N64W.
-15-
CAPITULO II
Figura 2-11 Sector 4: Playa San Isidro (San Isidro).
Sector 5: - Playa Marbella – Playa L3-1 (Magdalena) (Figura 2-12)
Es un tramo de costa prácticamente rectilíneo de playas conformadas por gravas y
canto rodado. El límite Sur de este tramo de la costa es la Playa Marbella que se
encuentra expuesta a la incidencia directa de oleajes que sufren procesos de
refracción y refracción-difracción antes de acercarse a la costa.
Figura 2-12 Sector 5: Playa Marbella – Playa L3-1 (Magdalena).
La orientación de la costa varía ligeramente por el saliente artificial como consecuencia
del arrojo de desmonte en el sector de la Playa L2, pudiendo tomar como alineación
media del sector N67W.
-16-
CAPITULO II
2.5 Morfología de la zona del Club Regatas Lima
La zona de estudio del presente documento corresponde, como ya se ha comentado,
al tramo localizado entre la Punta Chorrillos y la Playa Los Pescadores en el lado Sur
de la bahía de Miraflores, ver figura 2-1.
2.6 Evolución de la línea de costa. Fotografías aéreas.
Para una aproximación a la evolución de la línea de costa se ha optado por el análisis
de las fotografías aéreas (Playa 01, 02, 03, 04 y playa Los Pescadores) obtenidas a
partir de los vuelos correspondientes a los años 2000, 2002 y 2010, entre el más
antiguo y el más reciente media cerca de un cuarto de siglo, suficiente para reconocer,
en un primer nivel de detalle los cambios originados por la actividad humana. Estas
fotografías se pueden observar en las figuras 2-13 al 2-15.
Figura 2-13 Fotografía de Satélite correspondiente al año 2000. Fuente: Google Earth.
-17-
CAPITULO II
-18-
CAPITULO II
Tras comparar la línea de costa en el área del Club Regatas en las diferentes
fotografías se puede concluir que no existe una diferencia apreciable, permaneciendo
ésta según la dirección media del flujo de energía en la zona. En cambio se aprecia la
ampliación del rompeolas norte de la playa 03 con la prolongación de 50 metros
aproximadamente.
Por otro lado entre las imágenes de 2005 y 2007 se observa la construcción de un
molón sobre el saliente rocoso de la Punta Chorrillos y posteriormente se procedió a la
construcción de un rompeolas de aproximadamente 75 metros de longitud con
dirección N38E.
2005
2007
Figura 2-16 Fotografía de Satélite correspondiente al año 2005 y 2007. Fuente: Google Earth.
-19-
CAPITULO II
En la fotografía correspondiente a 2010 (figura 2-15) se observa una consolidación del
crecimiento de infraestructuras en tierra y un incremento de la circulación de
vehículos, así como el aumento del uso de las playas.
En la zona de acantilado las líneas batimétricas son paralelas a la costa, conforme
avanza hacia el norte la playa 03 presenta variaciones en su ancho de playa con una
anchura media de 20 metros de playa seca.
La zona de Playa 01 y 02 presenta batimétricas paralelas a la costa con una anchura
media de unos 50 metros y orientación media de N69E-N72E. El perfil de playa es
continuo y de pendiente moderada en la zona emergida y sumergida.
2.7 Características granulométricas
La caracterización del tamaño de los sedimentos de arena en la zona de estudio es
complicada, debido fundamentalmente a: (1) las variaciones de la dinámica marina a
lo largo de la costa; y (2) la construcción de barreras al transporte de sedimentos
(espigones, marinas, diques, etc.).
En el primer caso, como se verá en el siguiente capítulo, existen variaciones del oleaje
y del sistema de corrientes costeras, lo que nos indica en una variación del transporte
de arena litoral, existiendo zonas con mayores aportes energéticos donde la arena fina
no es estable, y por tanto, transportada. Esto va generando una segregación de los
tamaños medios de arena a lo largo del litoral. Finalmente, en el último caso, cuando
se tiene estructuras rígidas que ejercen de barrera litoral, aguas abajo de éste, la
capacidad de la dinámica marina le permite transportar los finos costa abajo, una vez
estas corrientes se han saturado de sedimentos, los transportan hasta la siguiente
barrera, de tal manera que, el sedimento más grueso tiende a localizarse costa abajo
de las estructuras, y los más finos, a ubicarse costa arriba de los mismos. Para que un
tramo de costa de este tipo llegue a homogeneizar los tamaños de arena, se necesitan
muchas décadas actuando la dinámica local.
La caracterización del tamaño de los sedimentos en la zona de estudio ha sido
realizado por la Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina (DHN,2008),
específicamente se han realizado toma de muestras de sedimentos en las playas del
Club Regatas. En el área de la Bahía de Miraflores y a lo largo de la línea costera que
abarca hasta el veril de los 10 metros de profundidad, se ha realizado la clasificación
de los sedimentos presentándose características entre grava, arena, arena limosa,
limo arenoso, limo y limo arcilloso. La clasificación por textura de sedimento se
muestra en la figura 2-17.
Los resultados obtenidos (Véase Tabla 2-1) muestran que entre Punta La Chira y Playa
Agua Dulce, el sedimento se caracteriza por ser de arena, seguida de arena y grava
hasta Miraflores y finalmente el lecho marino se caracteriza por ser de grava hasta
San Miguel.
-20-
CAPITULO II
Figura 2-17 Clasificación de la textura del sedimento según Folk (Fuente: DHN 2009)
En el área de la playa de Agua Dulce el sedimento se caracteriza por tener un valor
promedio de D50=0.26 mm y D90=0.40mm. La distribución del sedimento por tamaño
realizado por la Dirección de Hidrografía y Navegación (véase figura 2-16), muestran
valores D50 que variaron entre 0.12 mm y 0.30 mm con un valor promedio de 0.20
mm.
Frente a la costa de Magdalena del Mar y San Miguel, a 280 metros de la playa seca el
sedimento se caracteriza por presentar finos con valores de D 50 del orden de 0.08 mm
y 0.12 mm, esta característica se debe probablemente a la existencia de materiales de
construcción vertidos al mar con la finalidad de ganar terreno al mar, lo que
proporciona una fuente de material fino que se mueve en suspensión a lo largo de las
playas Marbella y Playa Grande en dirección norte. El sedimento mas grueso se
presenta en la zona de Chorrillos, los valores de D50 y D90 en la playa La Herradura es
de 0.23 mm y 0.34 mm respectivamente, mientras que en la playa Los Pescadores el
D50 es de 0.15 mm y el D90 es de 0.48 mm.
-21-
Distrito
Playa
Playa La
Herradura
Chorrillos
Playa
Pescadores
Playa Agua
Dulce
Barranco
Playa
Barranquito
Playa
Redondo II
Miraflores
Playa Los
Delfines
San Isidro
Playa Pera
del Amor
Distancia
de costa
(m)
0
90
270
590
0
130
520
900
0
510
960
1600
0
440
1040
1640
2700
0
500
1200
1880
0
560
1340
1900
3040
0
420
980
1580
2900
CAPITULO II
Descripción
Arena atrás de la playa
Arena (sobre roca)
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena gravosa
Arena
Arena
Arena
Arena
Canto rodado (sobre roca)
Arena
Arena gravosa
Arena
Arena
Canto rodado gravoso
Arena gravosa (sobre roca)
Arena
Arena limosa
Grava arenosa
Canto rodado gravoso sobre
(sobre roca)
Arena (sobre roca)
Arena limosa
Grava y canto rodado
Arena limosa y roca
Canto rodado y grava (sobre
roca)
Canto rodado gravoso (sobre
roca)
Arena limosa
Tabla 2-1 Distribución vertical de la granulometría Bahía de Miraflores (Fuente DHN 2009)
-22-
CAPITULO II
LA PUNTA
SAN MIGUEL
SAN ISIDRO
Figura 2-18 Diámetro de D50 (µm) en la Bahía de Miraflores (Fuente DHN 1996)
-23-
CAPITULO III
CAPÍTULO III
DINÁMICA MARINA
-24-
CAPITULO III
III. DINAMICA MARINA
3.1 Introducción
Las características temporales de los parámetros de un estado de mar, ya sea la altura
de ola significante, el periodo de pico, periodo medio de pasos ascendentes por cero, la
dirección de incidencia de cada estado de mar etc. Son desde el punto de vista
estadístico una gran fuente de información vital para la concreta realización de las fases
previas a la ejecución de una obra o actuación sobre la misma.
Nos aporta información acerca de la dirección media del flujo de energía que se relaciona
con la forma en planta de la playa, podemos emplear el análisis a largo plazo para
realizar estimas del transporte de sedimentos en el litoral, cálculos de regímenes de
agitación portuaria, frecuencia de rebase en un determinado tipo de dique.
Todo esto se debe conseguir a pie de obra, no tiene sentido trabajar con una serie
temporal que se refiere a las alturas de ola en profundidades indefinidas ya que este
oleaje experimentará multitud de procesos y fenómenos que van a provocar que las
características del oleaje en el entorno de nuestra obra o playa sean notablemente
diferentes.
En principio, y por diferentes motivos, no es adecuado emplear datos de oleaje
procedentes de boyas en el entorno de nuestras playas ya que pueden estar afectadas
por la circulación local de la zona (como veremos existe una boya “seawatch” localizada
en aguas profundas), en ocasiones se pueden emplear pero suelen tener el handicap de
no ser adecuadas para el régimen extremal debido a que la serie abarca un número
escaso de años.
El primer paso, por tanto, seria obtener una serie temporal de diferentes parámetros de
estado de mar, en aguas profundas, para a partir de ahí propagarlo hasta la costa donde
se halla nuestro punto objetivo. Posteriormente es cuando llevamos a cabo, el análisis
estadístico que dará como resultado el régimen extremal y medio en el entorno del punto
objetivo.
De las diferentes fuentes de datos existentes y que podemos emplear la que en la
actualidad se suele emplear más es la de reanálisis.
Previamente, y dado que el oleaje que alcanza la zona de estudio está condicionado por
el oleaje existente en aguas profundas y por la propagación del mismo hasta la costa, se
analizarán las características de dicho oleaje en aguas profundas. Posteriormente, se
estudiará la dinámica marina a lo largo de la línea de costa de forma global en la unidad
fisiográfica, y de forma detallada en cada sector de la bahía de Miraflores.
-25-
CAPITULO III
3.2 Nivel del Mar
El conocimiento del nivel medio del mar resulta fundamental al planificar cualquier
actuación en la costa debido a que afecta directamente a la propagación del oleaje, a los
movimientos de ascenso-descenso, a las corrientes de rotura y a los procesos de
transporte de sedimentos.
Los factores más importantes a tener en cuenta y que producen variaciones del nivel del
mar son la marea astronómica y la marea meteorológica. Las variaciones del nivel del
mar en el corto plazo están determinadas por diversos fenómenos: marea astronómica,
marea meteorológica, fuerzas de Coriolis y el set-up o ascenso del nivel medio. Se asume
que las fuerzas de Coriolis y las variaciones alrededor del nivel medio en la zona de
estudio son pequeñas.
El cambio en el nivel del mar debido a la acción de la marea astronómica tiene
importantes consecuencias en la morfología de las playas ya que modifica
sustancialmente la propagación del oleaje por fenómenos de asomeramiento, refracción y
muy particularmente la zona de rotura al variar continuamente la batimetría de la
misma.
3.3 Niveles de referencia
A continuación (Figura 3-1), se presentan las relaciones entre las cotas de los diferentes
Niveles de Referencia con respecto al Cero del Puerto (CP) en el Callao, estos valores
fueron obtenidos del mareógrafo de La Punta – Callao, administrado por la Dirección de
Hidrografía y Navegación de la Marina.
-26-
Figura 3-1 Niveles de referencia del Nivel del Mar en el Puerto del Callao (Fuente DHN 2009)
CAPITULO III
3.3.1 Marea astronómica
La marea astronómica puede definirse como el conjunto de movimientos regulares de
ascenso y descenso del nivel del mar con períodos próximos a 12 ó 24 horas y que se
generan debido a los efectos gravitacionales del sistema Tierra-Luna-Sol. La acción de la
marea se manifiesta en dos aspectos bien diferenciados: un cambio en el nivel del mar y
la generación de corrientes. En la figura 3-2 se observa la variación del Nivel Medio del
Mar (NMM) para la estación del Callao.
Promedios mensuales del Nivel del Mar - Callao
1.45
1.40
1.35
1.30
Metros
1.25
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
08
06
04
02
00
98
96
94
92
90
88
86
84
82
80
78
76
74
72
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
0.90
Figura 3-2 Registro mensual del Nivel del Mar Puerto Callao (1942 - 2009) (Fuente DHN 2009).
La marea en la Bahía Miraflores es predominantemente de tipo semidiurna, que presenta
dos pleamares y dos bajamares con un periodo aproximado de 12.4 horas, La amplitud
media de la onda de marea (que se propaga de norte a sur) es de 0.54 m, mientras que
la amplitud en sicigias (luna llena y/o nueva) es de 0,97 m, La pleamar máxima se define
para 1.18 m, siendo la bajamar mínima de -0.09 m. (Dirección de Hidrografía y
Navegación de la Marina). Durante la presencia del fenómeno de "El Niño", los valores
del nivel medio del mar se incrementan entre 10 a 40 cm.
A partir de la información obtenida de los registros mensuales de la marea en la estación
Mareográfica de La Punta - Callao (DHN), se han obtenido las constantes armónicas
aplicando el software nmpr2 desarrollado por Mike Foreman del Instituto de Ciencias del
Océano de Canadá, para su análisis y tratamiento estadístico en la propagación del
oleaje.
En la Tabla 3-1 se muestran las principales características (fase y amplitud) de las
componentes de marea astronómica para el Puerto del Callao obtenidas de la Tabla de
Mareas para el año 2010 editada por la Dirección de Hidrografía y Navegación de La
Marina ubicada en el distrito de La Punta (12º 03.9’ Sur, 77º 09.9’ Oeste).
-27-
CAPITULO III
Tabla 3-1 Armónicos de Marea en el Puerto del Callao (Fuente HIDRONAV 2010)
3.3.2 Marea meteorológica
La marea meteorológica es la sobreelevación del nivel del mar debido a las tensiones
tangenciales inducidas por el viento y los campos de presiones. Dicha componente de la
marea puede llegar a generar sobreelevaciones importantes del nivel medio del mar.
El residuo meteorológico se obtiene por lo tanto tras la realización del análisis armónico,
y tal y como se ha explicado anteriormente es debido a las variaciones de presión
atmosférica y al arrastre del viento, causadas por perturbaciones meteorológicas y otras
perturbaciones aleatorias del nivel medio del mar.
3.4 Clima Marítimo
Se entiende por clima marítimo a la descripción estadística de la variación en el dominio
del tiempo de los estados de mar en un lugar determinado. El clima marítimo, se puede
definir a partir de parámetros estadísticos y espectrales representativos del estado de
mar en un lugar determinado
3.4.1 Descripción del oleaje.
El oleaje se genera por la acción del viento sobre la superficie del mar, por tanto, las
características del oleaje generado dependen básicamente de tres factores, (1) la
velocidad del viento, (2) el área de la superficie del mar sobre la que sopla el viento
(fetch) y (3) la duración de la acción del viento sobre dicha superficie.
-28-
CAPITULO III
Figura 3-3 Generación del oleaje en alta mar
El oleaje en la zona de generación (figura 3-3) es relativamente caótico, debido a la
coexistencia en el mismo de numerosos trenes de ondas (componentes) con frecuencias
y direcciones diferentes. A este oleaje de la zona de generación se le denomina mar de
leva o, internacionalmente SEA.
Una vez generado el oleaje se propaga a costa de su propia energía. La pérdida de
energía en profundidades grandes es muy débil y es debida fundamentalmente a la
fricción viscosa en el agua y a la fricción con la atmósfera. Sin embargo, como el oleaje
generado por el viento tiene componentes de muchos períodos y direcciones, a medida
que el oleaje se propaga fuera de la zona de generación, se produce una dispersión de la
energía, fundamentalmente por dos mecanismos:
1°.- Dispersión radial, donde los períodos más largos viajan más de prisa y se disipan
menos, luego alcanzan una costa remota antes y con mayor altura que los períodos más
cortos.
2°.- Dispersión angular, como la anchura de la zona de generación es finita, sólo un
sector de las direcciones generadas podrá alcanzar un determinado punto. Esta
dispersión angular afecta casi por igual a todos los períodos y depende de la anchura del
fetch y de la distancia y orientación del punto de previsión con respecto al frente del
fetch.
El oleaje que alcanza un determinado punto alejado de la zona de generación ha sufrido
un filtrado en períodos y en direcciones como resultado de la dispersión, por lo que
resulta mucho más regular. Este oleaje que se propaga fuera de la zona de generación se
denomina mar tendida, mar de fondo, aceptado con el término internacional como
SWELL.
-29-
CAPITULO III
Figura 3-4 Oleaje aproximándose a la costa de la Bahía de Miraflores
Al aproximarse a la costa, tanto el oleaje de viento o SEA, como la mar tendida o SWELL,
sufren nuevas transformaciones debido a la interacción con el fondo denominados
asomeramiento y refracción: la celeridad y la longitud de onda se modifican, de manera
que los frentes tienden a soldarse y ordenarse (véase figura 3-4), al tiempo que el flujo
de energía disminuye debido a la fricción con el fondo.
3.4.2 Datos de oleaje.
Los datos de oleaje de los que se dispone en la actualidad provienen de tres fuentes
diferentes:
Datos visuales.
Son obtenidos por observadores desde barcos en ruta, son tomados por observadores
entrenados desde los barcos del tráfico marítimo comercial. Estos datos son enviados por
radios a centros internacionales que se encargan de su recopilación, almacenamiento y
distribución. Parte de la información recogida por los observadores provienen de datos
instrumentales: velocidad del viento, presión atmosférica, posición del barco, fecha y
hora. Sin embargo, la información recogida sobre el oleaje se realiza a estima y depende
del entrenamiento del observador. Además de este inconveniente, los datos visuales
sufren de importantes carencias, por lo que no son utilizados en el caso de disponer de
fuentes más fiables.
Dado que los datos obtenidos por reanálisis meteorológico son más exactos y fiables, la
utilización de los datos visuales será descartada para el presente estudio.
-30-
CAPITULO III
Datos instrumentales.
Proceden de instrumentos fondeados en puntos fijos. La Dirección de Hidrografía y
Navegación, ha realizado mediciones en diferentes puntos de la bahía de Miraflores con
boyas fijas escalares por un periodo corto de tiempo, si bien es cierto, esta información
no es recomendable para su empleo en el tratamiento estadístico del oleaje y obras de
diseño, solo servirá como información referencial para comparar los valores de los
oleajes propagados a través del modelo de propagación de oleaje OLUCA SP.
Datos de reanálisis meteorológico.
El uso de largas series de datos de olas en aguas profundas provenientes de los
programas de reanálisis existentes y disponibles para la comunidad científica, son el
resultado del empleo de modelos de generación y propagación del oleaje, como por
ejemplo el WAVEWATCH III o el WAM, alimentados con datos de viento globales con
duraciones de hasta 60 años.
Una vez conocido y caracterizado el régimen medio y extremal del oleaje en el origen del
dominio (puntos de las bases de datos), hay que trasladar la serie de datos hasta la zona
de interés. Para ello deben ser propagados todos los estados de mar susceptibles de ser
producidos. Como no todos los estados de mar van a ser propagados por el coste
computacional que representa, se requiere el empleo de técnicas avanzadas para
posibilitar la propagación, para ello se emplea la técnica del hipercubo, que consiste en la
propagación de una matriz de casos posibles con oleajes de distinta altura, dirección,
período y nivel del mar.
El primer paso de la metodología es el análisis del oleaje en aguas profundas, una vez
conocido y caracterizado el régimen medio y extremal del oleaje en el origen del dominio
(puntos de las bases de datos), hay que trasladar la serie de datos hasta la zona de
interés. Para ello deben ser propagados todos los estados de mar susceptibles de ser
producidos.
Con el fin de reducir el coste computacional y posibilitar la propagación de todos los
estados de mar obtenidos por las series de reanálisis, se adoptará el siguiente
procedimiento:
-
Propagación de una matriz de casos posibles con oleajes de distinta altura, dirección,
período y nivel del mar;
Cálculo del coeficiente y el ángulo de propagación de los casos elegidos;
Interpolación del coeficiente y ángulo de propagación para cada uno de los eventos
registrados en el punto de reanálisis.
Esta metodología de transferencia de la serie original de aguas profundas hasta aguas
someras, conocida como metodología del hipercubo, es una técnica ampliamente
comprobada y validada a través de diversos estudios en España y a nivel internacional.
En la figura 3-5 se presenta un esquema de interpolación de casos en la zona de estudio.
-31-
CAPITULO III
Figura 3-5 Esquema de la metodología de cálculo de los parámetros de estado de mar Hs, Tp, y m mediante
técnica del hipercubo
Datos de reanálisis del oleaje.
Para la obtención de los regímenes de oleaje en aguas profundas se ha utilizado
información obtenida mediante reanálisis por N. Graham (2003), Wave model hindcast
data for NOAA buoys off Perú de la Administración Nacional del Océano y la Atmósfera
(NOAA) del gobierno de los Estados Unidos, serie que contiene los parámetros de estado
de mar obtenidos de los registros direccionales, espaciados cada tres horas durante un
periodo de tiempo de 20 años que comprende desde enero 1979 a diciembre del 2000.
Esta información es el resultado de la aplicación del modelo numérico WAM de
generación de oleaje a la información meteorológica almacenada en los citados 20 años.
La información de oleaje obtenida por N. Graham (2003), calibrada y validada para
aguas profundas frente a la costa peruana (véase figura 3-6), es tomada en cuenta por
su gran exactitud y fiabilidad y además por que representa las condiciones naturales para
el cálculo de los regímenes medios escalares, direccionales y extremales de oleaje en
aguas profundas.
La información se divide en 64544 estados de mar, donde se utilizaron los siguientes
parámetros:
- Altura de ola significante, Hs
- Periodo de pico, Tp
- Dirección media de propagación, m.
-32-
CAPITULO III
Tras la reconstrucción de la serie de reanálisis en aguas profundas se procede a calcular
estos parámetros en cada uno de los puntos seleccionados en aguas costeras empleando
para ello el modelo de propagación de oleaje MOPLA.
Figura 3-6 Localización de la boya NOAA 32412 en aguas profundas
3.4.3
Regímenes en profundidades indefinidas
Dado que el oleaje que alcanza la zona de estudio está condicionado por el oleaje
existente en aguas profundas y por la propagación del mismo hasta la costa, se
analizarán las características de dicho oleaje en aguas profundas y posteriormente, se
estudiará la dinámica marina en las proximidades de la playa.
Para la obtención del régimen medio y extremal en aguas profundas se aplicará el
programa CAROL implementado en entorno Matlab, desarrollado por el Grupo de
Ingeniería Oceanográfica y de Costas de la universidad de Cantabria, este programa
emplea como funciones de ajuste la distribución Normal, Log-Normal, Gumbel de
máximos y la Weibull de mínimos, por tanto, se ocupa de la caracterización de variables
oceanográficas definidas a partir de una serie temporal. La estructura básica del
programa CAROL consta de los siguientes módulos:
Información preliminar. Estadística descriptiva de los datos.
Caracterización del régimen medio de una determinada variable.
Caracterización del régimen extremal de una variable.
-33-
CAPITULO III
3.4.4 Régimen medio
El régimen medio del oleaje se asocia al cumplimiento de los criterios de funcionalidad de
una obra marítima y representa la distribución estadística del valor de un parámetro de
estado de mar en un tiempo determinado.
Para el cálculo correcto de esta distribución estadística es necesario que los datos de
partida abarquen un período mínimo de un año con un nivel de datos válidos superior al
75% siempre y cuando los vacíos de información estén uniformemente repartidos a lo
largo del año.
Sin embargo, dada la variación que en distintos años pueden experimentar las muestras
es aconsejable utilizar muestras de varios años consecutivos a fin de aproximarse más a
lo que se viene en denominar año climático medio. El tiempo mínimo de muestreo para
obtener una buena estima depende de las características climáticas de la zona de
estudio, en nuestro caso es de 20 años.
A continuación se enumeran las distribuciones estadísticas que se aplican en los cálculos
del régimen medio.
Distribución Lognormal.
Se dice que una variable aleatoria x es Lognormal si su logaritmo es normal. Haciendo
uso del cambio de variable, se obtiene fácilmente que la función de distribución de x es:
Donde:
): es la función de distribución de la variable z normal estándar N (0,1).
: es la media de la distribución normal original (parámetro de localización).
: es la desviación típica de la distribución normal original (parámetro de escala).
Distribución Weibull de mínimos.
La función de distribución Weibull de mínimos de una variable aleatoria x es:
Donde:
es el parámetro de localización (es el menor valor posible de la variable aleatoria
x).
es el parámetro de escala.
es el parámetro de forma.
-34-
CAPITULO III
En el presente estudio se ha obtenido el régimen medio anual escalar de altura de ola en
aguas profundas con base a los datos de reanálisis calibrados correspondientes al punto
indicado en aguas profundas (ver figura 3-6). Este régimen se ha ajustado mediante una
distribución lognormal, como se expresa en la siguiente ecuación, donde el parámetro 
es la media de la distribución lognormal, y el parámetro  es la desviación típica de la
distribución lognormal.
F ( x) 
1
1
  2
 2
2  log 2  1 

 
2







 
1
2
 log( x)   log(  )  log( 2  1)   

2

1

   dx
x 1

exp



1
 x  2
 
  2

 

 2
 log 2  1 

 


 

 

 

En este apartado se representa, el régimen escalar medio de la altura de ola significante.
En la figura 3-7 se han representado todos los datos de oleaje calibrados de altura de
ola significante del ajustado, pero el régimen escalar sólo ha sido determinado en el
rango de probabilidad acumulada 10-99.5 % (línea roja). La cola inferior se ha
despreciado por tratarse de olas de muy pequeña magnitud, mientras que la cola
superior de los datos se trata en la determinación de los regímenes extremales. Los
parámetros de ajuste (,) se recogen en la gráfica de abajo.
Figura 3-7 Régimen escalar medio de la altura de ola significante en aguas profundas.
-35-
CAPITULO III
Por lo tanto, aunque cualquiera de las dos distribuciones es suficientemente buena para
la distribución media de las alturas de ola, estas distribuciones medias no deben
utilizarse para análisis estadístico de estados de mar extremos. En la Figura 3-8 y 3-9 se
muestran los mejores ajustes obtenidos para el régimen medio de Hs y Tp.
Figura 3-8 Régimen medio de Hs en aguas profundas
Figura 3-9 Régimen medio de Tp en aguas profundas
-36-
CAPITULO III
3.4.5 Régimen Extremal
Se denomina Régimen Extremal a la función de distribución de los valores extremos de
una determinada variable. Dicha función expresa la probabilidad de que un valor dado no
sea superado en un periodo de tiempo prefijado.
Para el diseño de seguridad es necesario el conocimiento de la estadística de extremos
de los parámetros del oleaje o, en aquellos casos en los que la obra puede fallar por una
sola ola, la estadística de extremos de las olas individuales. Dado que estas obras se
diseñan con decenas de años de vida útil, la determinación de la seguridad de una
estructura requiere de información del oleaje de largos períodos de tiempo, información
que, en general no está disponible. Por ello, en general, será necesario un determinado
nivel de extrapolación.
El período de retorno (T) de una variable extremal anual al número medio de años que
transcurren entre dos superaciones de un valor determinado de la variable:
T
1
1  (1  PFV )
1
V
donde:
PFV: Probabilidad de Fallo en la Vida útil.
V: Vida Útil de la obra o proyecto
Figura 3-10 Régimen extremal de Hs en profundidades indefinidas
-37-
CAPITULO III
Si el fallo de una estructura marítima o un proyecto de ingeniería de costas se asocian
exclusivamente a la superación de un valor determinado por un estado de mar, por
ejemplo la altura de ola significante, entonces asumiendo una determinada probabilidad
de fallo se puede determinar el periodo de retorno del parámetro con el régimen
extremal del mismo. En las figuras 3-10 y 3-11 se representa el régimen extremal
escalar de la altura de ola y período de pico, indicándose en la gráfica los parámetros de
ajuste.
Figura 3-11 Régimen extremal de Tp en profundidades indefinidas
3.4.6 Oleajes en aguas profundas
En este apartado se describen los resultados obtenidos del análisis de largo plazo del
oleaje en aguas profundas en la zona de estudio. Así mismo, se realiza una breve
descripción de las características más importantes de dichos resultados.
Para la determinación de los regímenes direccionales medios y extremales de la altura de
ola significante se han definido sectores de 22.5º. A continuación en tabla 3-2 se
muestran los parámetros de altura de ola y probabilidad de ocurrencia por direcciones.
Con base en esta información se ha confeccionado la rosa de oleaje en aguas profundas
para toda la serie de datos obtenidas en el punto que se muestra en la figura 3-6. La
rosa de oleaje consiste en agrupar en sectores de 22.5° las direcciones con su
correspondiente altura que van desde el Norte, Este, Sur y Oeste. A partir de estos datos
se generó los gráficos de regímenes medio y extremal en la que se muestra la
probabilidad de ocurrencia de oleaje.
-38-
CAPITULO III
Tabla 3-2 Probabilidad de ocurrencia de oleajes por direcciones.
La rosa de oleaje (véase figura 3-12) obtenida con los datos de reanálisis en aguas
profundas por N. Graham (2003) de la NOAA, se aprecia como los oleajes reinantes y
dominantes en alta mar provienen del SSW, SW, WSW, W y NW. Más adelante se verá
como los oleajes están afectados por procesos de refracción, difracción y reflección por
efectos del cambio de profundidad y la presencia de puntas de formación rocosa en el
lado sur y la isla San Lorenzo en el lado norte.
Figura 3-12 Rosa de oleajes medios en aguas profundas (Fuente N. Graham 2003, NOAA)
-39-
CAPITULO III
3.4.7 Variabilidad anual del oleaje
Los oleajes en aguas profundas en la zona de estudio provienen principalmente del SSW,
SW, WSW, W y oleajes de componente NW.
La división direccional se corresponde con sectores de 22.5º, tal y como se muestra en la
rosa de oleaje obtenidas por el método de reanálisis. En esta rosa se puede observar que
los oleajes se encuentran encuadrados en el segundo y tercer cuadrante. Los oleajes
predominantes del SSW y SW son los más energéticos y provienen del tercer cuadrante,
mientras que por orientación de la costa los oleajes energéticos son de componente WSW
y W que se propagan hacia las proximidades de la costa de la bahía de Miraflores. Los
oleajes procedentes del NW afectan a las playas del Sur de la bahía, no afectan a la zona
Norte y Centro debido a la protección que ejerce la isla San Lorenzo y la península La
Punta. Estos oleajes del NW se presentan en épocas de verano cuando se relajan los
vientos alisios y frecuentemente durante la presencia del fenómeno El Niño.
Analizando la serie de oleaje a lo largo de los años se observa que no existe gran
variabilidad anual en cuanto a la dirección de los oleajes reinantes y dominantes, por lo
general los oleajes predominantes se mantienen en el mismo cuadrante. En las figuras
3-13 y 3-14 se presentan las rosas de oleaje para los años 1979 y 2000 en las que se
aprecia como el año 2000 está marcado por una ligera dominancia de los oleajes del
SSW con respecto al año 1979 que muestra la misma tendencia con los oleajes de
componente SW. En general los oleajes predominantes se ubican en el tercer y cuarto
cuadrante.
Figura 3-13 Rosa de oleaje en aguas profundas en el año 1979 (Fuente N. Graham 2003, NOAA)
-40-
CAPITULO III
Figura 3-14 Rosa de oleaje en aguas profundas en el año 2000 (Fuente N. Graham 2003, NOAA)
3.4.8 Distribución conjunta Hs-Tp.
Con el objetivo de establecer la relación entre la altura de ola significante Hs y el período
de pico Tp se ha establecido la distribución conjunta Hs-Tp con los datos de 20 años
espaciados cada tres horas, los resultados agrupados en sectores se muestran en las
figuras del 3-15 al 3-19.
A continuación se pueden observar la distribución conjunta de altura de ola significante y
periodo de pico por sectores de dirección.
Figura 3-15 Distribución conjunta de Hs y Tp Sector NW
-41-
Figura 3-16 Distribución conjunta de Hs y Tp Sector W
Figura 3-17 Distribución conjunta de Hs y Tp Sector WSW
-42-
CAPITULO III
Figura 3-18 Distribución conjunta de Hs y Tp. Sector SW
Figura 3-19 Distribución conjunta de Hs y Tp Sector SSW
-43-
CAPITULO III
CAPITULO III
3.5 Oleaje en la zona de estudio
Cuando el oleaje se propaga hacia la costa sufre procesos de refracción, difracción,
reflexión, asomeramiento y disipación de energía por fondo. Para caracterizar
correctamente el oleaje en la zona de estudio, se hace necesario propagar los oleajes
existentes desde aguas profundas hasta la zona de interés en la costa.
La reconstrucción de la serie de estados de mar en el ámbito costero se realizará con el
objetivo de evaluar el flujo y dirección de la energía en la zona de rompientes a efectos
de calcular el transporte potencial asociado, por lo tanto, el modelo numérico a emplear
es el MOPLA.
3.5.1 Sistema de modelado numérico MOPLA
Las propagaciones necesarias se han realizado utilizando el modelo integral MOPLA
(MOrfodinámica de PLAyas). EL MOPLA, es un programa que permite simular en una zona
litoral, la propagación del oleaje desde aguas profundas hasta la línea de costa. Esta
propagación se ha realizado utilizando el Modelo de Propagación de Oleaje y Corrientes
(OLUCA), del Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de Costas de la Universidad de
Cantabria. El modelo ha sido desarrollado inicialmente en la Universidad de Delaware,
U.S.A. y mejorado posteriormente entre miembros de la citada Universidad y del Grupo
de Ingeniería Oceanográfica y de Costas de la Universidad de Cantabria.
Este modelo integra un módulo de propagación y rotura de oleaje basado en la ecuación
de la pendiente suave (OLUCA) con un modelo de corrientes debidas al oleaje (COPLA) y
un modelo de transporte de sedimento y cambio de la batimetría (EROS).
Dicho modelo es capaz de simular los procesos antes descritos, tanto para oleaje
monocromático como para oleaje espectral, resolviendo la forma parabólica de la
ecuación de pendiente suave (Mild Slope) e incorpora modelos de propagación no
lineales, simulación de capa límite turbulenta o laminar, la rugosidad del fondo, entre
otros factores.
El modelo de propagación y rotura de oleaje basado en la ecuación de la pendiente suave
(OLUCA) es un modelo de propagación de oleaje irregular basado en la versión parabólica
de la ecuación de la pendiente suave, Kirby (1986). Esta ecuación incluye los procesos de
refracción, asomeramiento, difracción y la disipación por fricción por fondo y rotura del
oleaje.
A partir de este oleaje, se lleva a cabo el cálculo de corrientes inducidas en la zona de
rompientes, y finalmente simula la evolución morfodinámica de una playa. Por lo tanto,
el MOPLA permite propagar oleajes monocromáticos o espectrales desde aguas profundas
hasta la costa incluyendo los procesos de refracción, asomeramiento, difracción,
disipación por rotura y pos-rotura.
-44-
CAPITULO III
A continuación se describen las distintas etapas que se han seguido para la
implementación del sistema de modelado numérico en la zona de estudio.
3.5.2 Batimetría
Como primer paso para el estudio de la propagación del oleaje, se hace necesario definir
la batimetría necesaria para el MOPLA utilizando el Sistema de Modelado Costero.
El Sistema de Modelado Costero (SMC) es una interfaz gráfica, la cual forma parte del
proyecto titulado “Modelo de Ayuda a la Gestión del Litoral”, proyecto llevado a cabo por
el Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de Costas (G.I.O.C.) de la Universidad de
Cantabria.
El SMC permite generar un proyecto de estudio donde se pueden incorporar y combinar
las batimetrías de aguas profundas, intermedias y batimetrías de detalle provenientes de
diversas fuentes. Una vez introducida en el modelo, es posible ir codificándola y
generando sobre esta batimetría diferentes alternativas o situaciones de estudio.
La batimetría empleada
Hidrografía y Navegación
Náutica 223 levantada en
generada utilizando el
respectivamente.
en el presente estudio fue realizada por la Dirección de
de la Marina de Guerra del Perú y fueron tomadas de la Carta
el año 1997. En la Figura 3-20 y 3-21 se muestra la batimetría
SMC y la batimetría medida en el área de estudio
Figura 3-20 Batimetría generada en el SMC
-45-
CAPITULO III
Figura 3-21 Batimetría de detalle de la zona de estudio. Proyecto SMC
3.5.3 Mallas
La función de las mallas es la discretización del dominio computacional en el que se van a
realizar los cálculos de las propagaciones sobre la batimetría de la zona de estudio, o
área en la que se desea analizar la propagación. A continuación se describen las distintas
combinaciones de mallas utilizadas para la correcta propagación de los distintos oleajes.
Los detalles de los requisitos que deben cumplir las mallas se pueden consultar en el
manual del usuario Mopla 2.0.
Por requerimiento del modelo utilizado, una de las alineaciones de la malla ha de
coincidir con la dirección de propagación del oleaje, o estar comprendida en un ángulo no
superior a  60º respecto a dicha dirección.
Para propagar los oleajes procedentes del SSW y el SW desde aguas profundas hasta las
proximidades de la costa en la bahía de Miraflores se ha seleccionado una malla exterior
de grandes dimensiones anidada a una malla intermedia y finalmente una malla en aguas
someras con el fin de tener mayor precisión en la zona de estudio.
Sobre este conjunto de batimetrías se ha introducido la planta del futuro rompeolas, tal y
como se puede ver en la figura número 3-22 y 3-23, las propagaciones se van a realizar
sobre la situación actual y con rompeolas construido con el objeto de poder comparar los
resultados.
-46-
CAPITULO III
Figura 3-22 Malla de propagación para la situación actual.
Figura 3-23 Malla de propagación para la situación con rompeolas
En las figuras 3-24 al 3-29 se muestra el conjunto de mallas anidadas utilizadas para
propagar los oleajes procedentes de los sectores SSW, SW, WSW, W y NW
respectivamente. La discretización de las mallas es variable para cada dirección que
oscilan entre 100 m para las mallas exteriores, 50 m para las mallas intermedias y 25 m
para aguas someras.
-47-
CAPITULO III
Figura 3-24 Malla de propagación para la zona de detalle, oleajes WSW y W.
Figura 3-25 Malla de propagación para la zona de detalle, oleajes NW.
-48-
CAPITULO III
Figura 3-26 Malla de propagación para la zona de detalle, oleajes SSW y SW.
Figura 3-27 Malla de propagación para oleajes NW monocromático.
-49-
CAPITULO III
Figura 3-28 Malla de propagación para oleajes del SSW en el área de estudio.
Figura 3-29 Malla de propagación para oleajes del W en el área de estudio.
Se ha tenido en cuenta en el diseño las limitaciones computacionales así como las
condiciones impuestas por los diferentes oleajes a propagar (profundidad donde el oleaje
comienza a sentir el fondo en función de su periodo).
-50-
CAPITULO III
3.5.4 Parámetros espectrales
Con el propósito de observar con mayor detalle y describir correctamente el oleaje que
llega a las playas del Club Regatas Lima, se han realizado propagaciones de oleaje
espectral a fin de representar con mayor precisión la evolución de la altura de ola.
Los parámetros  = factor de ensanchamiento del pico y m = ancho del espectro
(grados) son parámetros que definen la forma del espectro. Estos parámetros están
íntimamente ligados: espectros apuntados tienen parámetros de anchura espectral bajos
y al contrario.
Cuando el espectro es apuntado y la anchura es pequeña, la energía está contenida en
una estrecha banda de frecuencias: se trata de oleajes tipo SWELL o de Mar de fondo.
Este tipo de oleajes ya han abandonado el área de generación y se propagan con olas
poco peraltadas y periodos y longitud de onda grandes, dando lugar a un aspecto
ordenado y regular de la superficie.
En cambio, cuando el espectro es poco apuntado y la anchura espectral es grande, la
energía está contenida en un amplio rango de frecuencias típicos de oleajes tipo SEA o
Mar de viento, que se caracteriza por ser olas muy peraltadas con periodos y longitudes
de onda pequeños, que todavía se encuentra en el área de generación, y no se ha
agrupado.
Para el caso de las playas de la bahía de Miraflores, se han propagado espectros tipo TMA
(Boas et al., 1985) al que se le aplica la función de dispersión angular propuesta por
Borgman (1984). Cada espectro propagado queda definido por cinco parámetros:
Hs:
Tp:
m:
:
:
Altura de ola significante.
Período de pico.
Dirección media.
Factor de ensanchamiento del pico.
Parámetro de dispersión angular.
Los parámetros  y  de caracterización de la forma del espectro bidimensional sólo
dependen del período de pico.
Los resultados obtenidos en cada propagación se almacenan en archivos de datos, a
partir de los cuales pueden obtenerse las gráficas siguientes:
- Gráfica de isoalturas de ola significante.
- Gráfica de vectores altura de ola significante, dirección media de propagación.
Dado el elevado volumen de figuras que supondría la presentación de todas las gráficas
de propagación, se ha optado por presentar las gráficas de isoalturas y de vectores
correspondientes a oleajes medios anuales y temporales para cinco direcciones (SSW,
SW, WSW, W y NW).
-51-
CAPITULO III
3.5.5 Casos propagados
En la Tabla 3-5 se muestran los casos de oleaje propagados desde aguas profundas
hasta las proximidades de la costa. Los resultados de estas propagaciones nos permiten
reconstruir el clima marítimo y calcular el flujo medio de energía en el área de estudio y
así poder calcular el valor de Hs12 en dicha zona y por lo tanto, la profundidad de cierre
del perfil de la playa h*, el cual será de utilidad a la hora de diseñar las actuaciones en
las playas existentes.
Los estados de mar en aguas profundas están caracterizados por Hs, Tp, o y Nivel del
Mar. Debido a que la amplitud de marea en la zona de estudio no es considerable, las
propagaciones se realizarán sin tener en cuenta la carrera de marea.
Solo se considera los casos de propagación que puedan llegar a la playa. Los oleajes del
NW serán considerados en las propagaciones, debido a que estos frentes alcanzan la
zona sur de la bahía, la presencia de la isla San Lorenzo y la península La Punta impide
que estos oleajes alcanzan hasta las proximidades de la costa Norte y Centro de la bahía
de Miraflores, por tanto, la presencia de los oleajes del NW en la zona Sur de la bahía son
importantes a considerar en la dinámica del área de estudio.
Sector
NW
NW
NW
NW
W
W
W
W
WSW
WSW
WSW
WSW
SW
SW
SW
SW
SSW
SSW
SSW
SSW
Dirección
315
315
315
315
270
270
270
270
247.5
247.5
247.5
247.5
225
225
225
225
202.5
202.5
202.5
202.5
Hs (m)
2.5
1.5
1.5
1.5
2.5
2
1.5
1
2
1.5
1.5
1
2.5
2
1.5
1
2.5
2
1.5
1
Tp (seg)
16
15
14
13
15
14
13
12
13
14
13
12
15
14
13
11
16
14
12
11

3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
Tabla 3-3 Cuadro de casos de propagación de oleaje.
-52-

15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
Nivel
Marea
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
CAPITULO III
3.5.6 Propagación del oleaje en la Bahía de Miraflores
La configuración de la morfología costera por el lado sur y la presencia de la isla San
Lorenzo por el lado norte, sumados a la batimetría exterior y en cercanías de las costas
condicionan de manera importante el oleaje que alcanza las playas. En las figuras 3-30 a
3-38 se muestra la propagación de oleajes medios para distintas direcciones en aguas
profundas. Para los oleajes del WSW, se aprecia importantes procesos de refraccióndifracción y captación de energía conforme el frente se acerca a costa en la zona centro y
norte de la bahía, mientras que para los oleajes del SW se nota un incremento de alturas
como consecuencia de los procesos de reflección en la Punta Chorrillos.
En cuanto a los oleajes del NW, en la zona sur se aprecia importantes giros
condicionados por la batimetría exterior y el bajo que se encuentra frente a San Miguel
generando gran captación de energía cuyos frentes se propagan con dirección a las
playas La herradura, Los Pescadores y la Playa Agua Dulce con importantes procesos de
refracción.
La propagación de oleajes de temporal para la bahía de Miraflores son mostradas en las
figuras 3-39 al 3-47 para las direcciones SSW, SW, WSW y W.
-53-
Figura 3-30 Propagación de oleajes medios NW.
-54-
CAPITULO III
Figura 3-31 Propagación de oleajes medios SSW.
-55-
CAPITULO III
Figura 3-32 Propagación de oleajes medios SW.
-56-
CAPITULO III
Figura 3-33 Propagación de oleajes medios WSW.
-57-
CAPITULO III
Figura 3-34 Propagación de oleajes medios W.
-58-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-35 Propagación de oleajes medios SSW. Isoalturas de olas
-59-
CAPITULO III
Figura 3-36 Propagación de oleajes medios SW. Isoalturas de olas
-60-
CAPITULO III
Figura 3-37 Propagación de oleajes medios WSW. Isoalturas de olas
-61-
CAPITULO III
Figura 3-38 Propagación de oleajes medios W. Isoalturas de olas
-62-
CAPITULO III
Figura 3-39 Propagación de temporal NW Bahía de Miraflores.
-63-
Figura 3-40 Propagación de temporal W Bahía de Miraflores.
-64-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-41 Propagación de temporal WSW Bahía de Miraflores.
-65-
CAPITULO III
Figura 3-42 Propagación de temporal SW Bahía de Miraflores.
-66-
CAPITULO III
Figura 3-43 Propagación de temporal SSW Bahía de Miraflores.
-67-
Figura 3-44 Propagación de temporal W, isoalturas de ola.
-68-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-45 Propagación de temporal WSW, isoalturas de ola.
-69-
Figura 3-46 Propagación de temporal SW, isoalturas de ola.
-70-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-47 Propagación de temporal SSW, isoalturas de ola.
-71-
CAPITULO III
Tras realizar las propagaciones con obra y sin obra se procedió a crear los cuadros de
interpolación en cada uno de los puntos seleccionados, a partir de éstos y mediante
interpolación, se trasladó la serie de Hs y Dir desde aguas profundas hasta los puntos de
interés.
3.5.7 Regímenes medios direccionales de oleaje y flujos medios de
energía
Los regímenes medios de oleaje nos permiten determinar cuanta energía llega a la playa
y cómo se distribuye direccionalmente, aspecto importante a la hora del cálculo de
corrientes, y por tanto, del transporte litoral. Se ha calculado el régimen medio y flujo
medio de energía en diez puntos a lo largo de la zona de estudio. En base a los
resultados en estos puntos se calcularán los estados morfodinámicos de las playas
seleccionadas y el flujo medio de energía, variable esta que se utilizará posteriormente
para calcular la forma en planta de equilibrio de las playas.
Flujo medio de energía
La forma en planta de equilibrio de una playa depende de la dirección del flujo medio de
energía F. El vector flujo medio de energía FM es el resultado de la agregación de todos
los oleajes que afectan a la paya en un año medio.
El vector flujo de energía
F  Fx i  Fy j
correspondiente a un determinado oleaje tiene
como dirección la correspondiente al vector número de onda (que coincide con la
dirección del oleaje) y como magnitud
1
*  * g * H 2 * Cg
8
El vector flujo medio de energía es el vector suma de todos los flujos de energía de todos
los oleajes en un año. Así, por ejemplo si para cada hora del año existe un flujo de
energía, el flujo medio de energía se define como:

FM 

1  8760  8760
  Fx ,t i   Fy ,t j 
8760  t 1h
t 1h

Para obtener el modulo del vector flujo medio de energía se utiliza la siguiente expresión:

2 2
FM  Fx  Fy
Finalmente, para calcular la dirección del flujo medio de energía se utiliza la expresión
que relaciona las componentes del vector flujo medio de energía:

 Fy
  atan 
F
 x




-72-
CAPITULO III
En la figura 3-48 se observa los diez puntos de control seleccionados para el cálculo del
flujo medio de energía. Los puntos han sido localizados fuera de la zona de rotura, pero
en cercanías a la costa. En las figuras 3-49 al 3-58 se muestra, para cada punto, la rosa
de oleaje junto con la dirección media del flujo de energía (línea roja) y la orientación de
la Playa (línea azul). También se muestra el régimen medio de alturas de ola en el punto
en cuestión.
En general para los puntos situados fuera de la zona de rotura se observa como los
oleajes que llegan a la costa están dentro del abanico WSW - SSW con alguna presencia
del W siendo predominantes las direcciones SW y SSW. Los oleajes de dirección NW,
SSW y SW se han refractado llegando a la costa sur con direcciones SW y WSW.
Figura 3-48 Localización de los puntos de cálculo de regímenes direccionales y flujo medio de energía
-73-
CAPITULO III
PUNTO 1
Figura 3-49 Régimen direccional y flujo medio de energía para el punto 1.
-74-
CAPITULO III
PUNTO 2
-75-
CAPITULO III
PUNTO 3
-76-
CAPITULO III
PUNTO 4
-77-
CAPITULO III
PUNTO 5
-78-
CAPITULO III
PUNTO 6
-79-
CAPITULO III
PUNTO 7
-80-
CAPITULO III
PUNTO 8
-81-
CAPITULO III
PUNTO 9
-82-
CAPITULO III
PUNTO 10
-83-
CAPITULO III
3.5.8 Conclusiones respecto a los oleajes en la Bahía de Miraflores
Con base en las propagaciones y lo anteriormente dicho, podemos afirmar que:

La presencia de las Puntas La Chira y Punta Chorrillos por el lado sur, la isla San
Lorenzo e islotes La Horadada por el lado norte, adicional a la batimetría
exterior, condicionan de manera muy importante el oleaje que alcanza las playas
de la Bahía de Miraflores.

Los oleajes del NW sufren importantes procesos de refracción en su propagación
hacia la costa en el lado sur de la bahía de Miraflores.

Los oleajes reinantes y dominantes de la zona provienen, en aguas profundas,
de sectores definidos del SSW, SW, WSW y W.

Los oleajes de componente SW y WSW introducen mayor altura de ola tanto
para condiciones medias como para temporales.

En general, en las playas de la bahía de Miraflores existen dos direcciones
predominantes SW y SSW, excepto en los puntos 1 y 2 de la figura 3-48 donde
predominan las direcciones W y WSW.

La frecuencia de ocurrencia de los oleajes de estos sectores no experimentan
cambios drásticos de un año al otro, por lo tanto, el análisis y los cálculos del
transporte litoral se llevan a cabo con base a una densidad de datos de oleajes
lo suficientemente extenso (20 años) para caracterizar adecuadamente dicho
transporte.
3.6 Oleajes en las playas del Club Regatas Lima.
A modo de ejemplo de las propagaciones, en este apartado se presentan los gráficos
de vectores en la zona de estudio con obra y sin obra, para un oleaje medio anual con
Hs = 1 m y Tp = 12 s (véase figuras 3-59 a 3-68).
Oleajes medios anuales
Los oleajes medios se encuentran menos afectados por la refracción como es de
esperar en oleajes de periodo bajo. Debido a esto, los oleajes del SW y WSW llegan
con mínima inclinación a las playas del Club Regatas Lima.
Los oleajes
de
componente WSW no se ven afectados por la batimetría exterior para condiciones
medias por lo que llegarán a la costa con dirección similar a la de aguas profundas.
En toda la zona no se observan gradientes de altura de ola para ninguno de los
oleajes propagados pero si cierta oblicuidad en los frentes de los oleajes de
componente SW. Esta oblicuidad hace que se tenga mayor altura de ola en Playa 01 y
03 que en la Playa Agua Dulce. Para los oleajes de componente Oeste los frentes son
-84-
CAPITULO III
prácticamente paralelos a la costa e introducen más altura de ola que los oleajes de
componente Suroeste.
Oleajes de temporal
El mayor periodo de los temporales de componente SW hace que los efectos de la
refracción causados por la batimetría exterior sean mayores que para condiciones
medias de oleaje. Esto implica que el oleaje llega a las playas del Club Regatas Lima
con menor ángulo de inclinación y una mayor disminución de altura de ola que los
oleajes de condiciones medias. Obsérvese que la altura de ola con la que llegan los
temporales de componente WSW y NW es del mismo orden de la que llega con
condiciones medias.
Los temporales de componente Noroeste, al igual que los oleajes de condiciones
medias, se ven afectados por la península La Punta y La isla San Lorenzo por lo que
incidirán en la costa con un ángulo similar al de condiciones medias.
No se observan gradientes de altura de ola en toda la zona y la oblicuidad de los
frentes de oleaje en las cercanías de las playas es menor que en los casos de
temporal.
-85-
CAPITULO III
Figura 3-59 Propagación de oleajes medios SSW, zona Club Regatas Lima.
-86-
CAPITULO III
Figura 3-60 Propagación de oleajes medios SW, zona Club Regatas Lima.
-87-
CAPITULO III
Figura 3-61 Propagación de oleajes medios WSW, zona Club Regatas Lima.
-88-
CAPITULO III
Figura 3-62 Propagación de oleajes medios W, zona Club Regatas Lima.
-89-
CAPITULO III
Figura 3-63 Propagación de oleajes medios NW, zona Club Regatas Lima.
-90-
CAPITULO III
Figura 3-64 Propagación de oleajes medios SSW, zona Club Regatas Lima con obra.
-91-
CAPITULO III
Figura 3-65 Propagación de oleajes medios SW, zona Club Regatas Lima con obra.
-92-
CAPITULO III
Figura 3-66 Propagación de oleajes medios WSW, zona Club Regatas Lima con obra.
-93-
CAPITULO III
Figura 3-67 Propagación de oleajes medios W, zona Club Regatas Lima con obra.
-94-
CAPITULO III
Figura 3-68 Propagación de oleajes medios NW, zona Club Regatas Lima con obra.
-95-
CAPITULO III
3.7 Modelo de funcionamiento de las playas situación actual y futura.
En esta sección se va abordar el comportamiento de las playas bajo la acción de los
principales oleajes, tanto en condiciones medias como bajo situación de temporal, es
también objetivo determinar el posible efecto del rompeolas sobre el comportamiento
del oleaje a lo largo de la bahía de Miraflores.
Para la selección de los oleajes a propagar desde aguas profundas nos hemos basado
en las principales conclusiones extraídas del clima marítimo en aguas profundas,
como se detalló en su momento los oleajes de mayor frecuencia de presentación son
SSW, SW, WSW, NW y W, siendo los de mayor energía en aguas profundas los
oleajes del SW y WSW. En su propagación los oleajes del primer cuadrante se
encuentran, con una plataforma tendida con unas isobatas próximas entre si y
alienadas con la normal al frente de oleaje lo que favorece la disipación por refracción
del oleaje.
Esto se produce por lo menos hasta llegar a la ubicación de la playa 03, justo al norte
se genera una zona de importante refracción que atraerá sobre todo a los oleajes del
SSW y SW de periodos y alturas importantes, es previsible que la atenuación de estos
oleajes sea importante en las playas objeto de estudio alcanzando coeficientes de
propagación bajos. En el caso de los oleajes del NW en indefinidas presentan cierto
ángulo con las isobatas lo que favorecerá la refracción cuando se halle próxima a la
costa.
Para los oleajes de mayor energía (SW y WSW) su orientación con respecto a la
batimetría presenta mayor ángulo aunque en los oleajes del SW este ángulo es
pequeño y los frentes llegan estar alineados con las isobatas cuando alcanzan
menores profundidades.
Los oleajes de baja probabilidad de presentación son los que mayor energía presentan
en aguas profundas por orientación de la costa y los que mayores coeficientes de
propagación van a generar. Por un lado no se ven afectados por el fondo hasta estar
bastante cerca de la costa y a diferencia de los oleajes del WSW y NW, que
transcurren prácticamente paralelos a la costa, la configuración de la línea de costa
favorece el efecto disipador que se da al sur de la bahía.
Como es previsible las zonas de cabos y salientes rocosos que se observan a simple
vista a la entrada de las bahías son claras zonas de concentración de la energía del
oleaje y así se podrá visualizar en las propagaciones efectuadas.
Las mallas empleadas en las propagaciones son las que se han señalado
anteriormente y los casos simulados son los característicos de una situación media y
de temporal extraídos a partir de los resultados de clima marítimo en profundidades
indefinidas. Como situación media para cada una de las direcciones propagadas se ha
escogido la altura de ola que es superada el 50 % del tiempo, mientras que para la
situación de temporal se ha escogido la altura de ola significante que supera el 10%
-96-
CAPITULO III
del tiempo. La selección de periodos se ha realizado tomando el periodo más probable
de acuerdo a las distribuciones bidimensionales de Hs-Tp.
En relación a los oleajes del SSW y SW, éstos sufren una modificación sustancial justo
al norte de la ubicación del futuro rompeolas donde la plataforma tiene una puntual
mayor anchura y aguas más someras que favorecen la refracción y concentración de
la energía sobre esta zona de la costa. Este patrón de comportamiento no parece
modificarse sustancialmente por la presencia de la obra aunque el efecto general para
la dirección WSW y W es una leve pero perceptible pérdida de energía.
Para los sectores SW y WSW la presencia de la obra no parece dar lugar a una
modificación del oleaje al norte de la obra. Al llegar a la entrada de la punta Chorrillos
se producen claras concentraciones de energía que se propagan hacia las playas Agua
Dulce mientras que la energía es menor a medida que se acerca hacia la costa.
Para los oleajes del NW, la presencia del rompeolas no afecta su comportamiento
observamos un patrón de concentración de energía hacia el lado sur de la bahía de
Miraflores, el oleaje se refracta de manera intensa al entrar al sur de la bahía. Las
playas 01, 02 y 03 del Club Regatas Lima se encuentran claramente protegidas del
oleaje del SW por el rompeolas y su propia orientación.
3.8 Sistema circulatorio de corrientes en rotura
La rotura del oleaje combinada con los gradientes de altura de ola y la incidencia
oblicua del oleaje, producen corrientes longitudinales a lo largo de la costa,
generalmente paralelas a la playa. Estas corrientes pueden llegar a mover una gran
cantidad de sedimento en las zonas costeras, debido a la acción combinada de la
rotura del oleaje que lo pone en suspensión y las corrientes que la transporta.
La determinación de estas corrientes longitudinales puede ser obtenida por medio de
expresiones analíticas en ciertos casos de geometrías de playa simples. En el caso de
la bahía de Miraflores, la complejidad de los contornos y la batimetría existente, dan
como resultado que estas corrientes sólo puedan ser calculadas por métodos
numéricos. Para el presente estudio de corrientes asociado a la rotura del oleaje se ha
utilizado el modelo COPLA desarrollado por el Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de
Costas de la Universidad de Cantabria.
Básicamente, en lo que refiere a las corrientes por rotura, el modelo determina el
tensor de radiación del oleaje a partir de los resultados obtenidos de altura e
incidencia del oleaje obtenidos en la propagación, calculando el campo de corrientes y
niveles debido a dichos tensores de radiación por medio de un modelo no-lineal que
resuelve las ecuaciones integradas de Navier-Stokes.
Del conjunto de simulaciones de oleaje del apartado anterior, se han obtenido con el
COPLA los sistemas de corrientes asociados, para verificar el nivel de estabilidad del
modelo se ha establecido tres puntos de control lo que alcanza en 346 segundos
(véase figura 3-69)
-97-
CAPITULO III
Los resultados se muestran de acuerdo a las propagaciones realizadas según los casos
de la tabla 3-3.
Figura 3-69 Puntos de control y nivel de estabilidad del modelo
Corrientes en la Bahía de Miraflores
Con base en las propagaciones anteriormente descritas, procedemos a analizar el
sistema de corrientes inducido por dichos oleajes en la Bahía de Miraflores. A
continuación se describen los patrones circulatorios de las corrientes inducidas por la
rotura del oleaje (véase figuras del 3-70 al 3-85)

Patrón circulatorio generado por oleaje del SSW en indefinidas.
La incidencia del oleaje del SSW genera corrientes que se desplazan de sur a norte,
desde la ensenada de Chorrillos hasta la playa la Pampilla en Miraflores, a partir de
este sector se evidencia la formación de corrientes de retorno y sistemas celulares
que son características de corrientes con mínima incidencia oblicua del oleaje. Las
velocidades de la corriente predichas por el modelo varían de 0.4 a 2.7 cm/s. En el
área de la Playa Marbella la corriente de menor intensidad circula en sentido
contrario, hacia el sur.

Patrón circulatorio generado por oleaje del SW en indefinidas.
El sistema de corrientes inducido es el mismo que el inducido por oleaje del SSW en
indefinidas. En este caso la velocidad máxima de las corrientes litorales que recorre la
playa de Miraflores y predicha por el modelo es de 6 cm/s.
-98-

CAPITULO III
Patrón circulatorio generado por oleaje del WSW en indefinidas.
En la parte central y sur de la bahía de Miraflores, las corrientes muestran velocidades
que oscilan entre 2 y 6 cm/s, la dirección de las corrientes esta condicionada por la
oblicuidad de los frentes de oleaje que generan corrientes de retorno con dirección al
norte y al sur formando cusps o formas arquedas en la orilla de la playa.

Patrón circulatorio generado por oleaje del W en indefinidas.
Generan corrientes inducidas por el oleaje, al ser olas de gran altura que arriban a la
costa sin casi pérdida de energía a la zona central y norte de la Bahía de Miraflores.
Las corrientes generadas muestran comportamientos similares a los olajes del WSW.

Patrón circulatorio generado por oleaje del NW en indefinidas.
El comportamiento de las corrientes para este sector muestra una clara formación de
cambio de dirección de las corrientes ocasionado por la difracción que sufre los
oleajes a la altura de la Playa Los Yuyos cuyas direcciones fluyen hacia el sur
bordeando la playa Agua Dulce y hacia el Norte por la playa Barranco provocando la
formación de remolino en el cabezo de la marina Lima Marina Club.
-99-
CAPITULO III
Proyecto: Bahía de Miraflores
Gráfico: Vectores corriente
Caso Monocromático: G124
G1: Monocromático NW
24: NW Hs 1.5 Tp 14
Características de la simulación
OLUCA-MC
Periodo T: 14 s
Altura H: 1.5 m
Dirección:(N45.5W
)Marea NM: 0 m
COPLA-MC
MOPLA-MC
Chezy C: 10 m 1/2 /s
Viscosidad de
remolino
: 100 m 2/s
N
W
E
S
0.18
0.17
0.16
0.15
0.14
0.13
0.12
0.11
0.10
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
Programa desarrollado
por
MOPLA 2.0: Darwin Loarte
Figura 3-70 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios NW
-100-
CAPITULO III
Figura 3-71 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios WSW.
-101-
Figura 3-72 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal WSW.
-102-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-73 Corrientes en la bahía de Miraflores, Oleajes medios SW.
-103-
Figura 3-74 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal SSW.
-104-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-75 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleajes medios W.
-105-
Figura 3-76 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal W.
-106-
CAPITULO III
Figura 3-77 Corrientes en la bahía de Miraflores, temporal NW.
-107-
CAPITULO III
Figura 3-78 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleaje del SW.
-108-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-79 Corrientes en la bahía de Miraflores, Oleaje del WSW.
-109-
Figura 3-80 Corrientes en la bahía de Miraflores, Oleajes del W.
-110-
CAPITULO III
CAPITULO III
Figura 3-81 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleaje SSW, situación con obra.
-111-
CAPITULO III
Figura 3-82 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleaje SSW situación con obra.
-112-
CAPITULO III
Figura 3-83 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleaje SW - situación con obra.
-113-
CAPITULO III
Figura 3-84 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleaje WSW, situación con obra.
-114-
CAPITULO III
Figura 3-85 Corrientes en la bahía de Miraflores, oleaje W, situación con obra.
-115-
CAPITULO III
3.9 Conclusiones relativas a las corrientes de rotura
Las corrientes en la bahía de Miraflores se presentan en dos situaciones claramente
diferenciadas, según los oleajes en indefinidas, sean de componente S (SSW-SW) o
de componente W (WSW-W). Los primeros generan corrientes de Sur a Norte que se
extiende desde la ensenada de Chorrillos hasta la playa La Pampilla de Miraflores, a
partir de este sector se evidencia la formación de corrientes de retorno, sistemas
celulares de corrientes y corrientes longitudinales que se dirigen de norte a sur.
Estos sistemas de corrientes se generan tanto para condiciones medias como para
temporales. Este patrón de corrientes da lugar a la acumulación de material a levante
de los espigones construidos. En la zona central de la bahía de Miraflores se generan
sistemas celulares de corrientes asociados a oscilaciones infragravitatorias y
corrientes de retorno con dos componentes que se dirigen hacia el norte y el sur,
aunque con menor intensidad que en el tramo de la playa Mar Brava.
El patrón de las corrientes asociadas a la rotura del oleaje de los sectores SSW, SW y
WSW (los más frecuentes) se caracteriza por presentar un sentido norte-sur sobre
todo en las zonas centro-sur de la playa Agua Dulce. El flujo ha sido mucho más
evidente en esta zona mientras que la zona centro a norte las corrientes mantienen
un sentido hacia el norte, la existencia de un rompeolas no influye en el cambio de
dirección de las corrientes.
Bajo condiciones medias las corrientes que se generan en general son débiles y
presentan menor intensidad en la zona sur de la bahía de Miraflores. Los oleajes de
componente Sur generan una corriente de Sur a Norte que continua hasta el extremo
norte de la bahía de Miraflores donde sufren una parada debido al efecto de bloqueo
que genera la península La Punta en las corrientes. El poco material que transportan
estas corrientes tiende a depositarse en esta zona
La zona a poniente de Punta Chorrillos, zona de acantilados y Playa la Herradura sufre
pérdidas constantes de sedimentos con los temporales del SSW y que se recupera con
los temporales del WSW. Al no tener ningún punto de apoyo su situación es inestable
y totalmente condicionada por la dinámica dominante.
En relación a la posible afección del sistema de corrientes de la bahía por la
construcción del rompeolas no se han detectado en ningún caso diferencias
significativas ni en el patrón, ni en la intensidad ni en la distribución de las zonas de
aceleración-desaceleración del flujo.
-116-
CAPITULO
IV
CAPÍTULO IV
-117-
CAPITULO
IV
DINÁMICA LITORAL ACTUAL
IV. DINÁMICA LITORAL
4.1 Introducción
En el presente capítulo se va abordar el estudio de la estabilidad y la evolución de las
playas que se encuentran en el entorno del área de estudio así como un análisis del
transporte potencial de sedimentos en el sector lineal de costa donde se ubicará el
futuro rompeolas con el objetivo estimar la afección a las playas por este motivo. En
concreto se analiza la estabilidad y evolución de las playas 01, 02, y 03
pertenecientes al Club Regatas Lima y las playas adyacentes tales como Playa Los
Pescadores, Playa Agua Dulce, Playa Barranco, Playa Miraflores y Playa Marbella,
pertenecientes a los distritos de Chorrillos, Barranco, Miraflores y Magdalena
respectivamente, llevándose a cabo un análisis global y local del transporte litoral de
arena en la zona.
Previo al desarrollo de dicho análisis se plantea, en este apartado, la metodología
que se utilizará en la evaluación de la estabilidad y evolución de las playas. Una
metodología que se fundamenta en dos conceptos previos:
 Dimensionalidad de los procesos.
 Escalas de los procesos.
Dimensionalidad de los procesos
Todos los procesos hidrodinámicos y sedimentarios que acontecen en una playa son,
en mayor o menor medida, procesos tridimensionales. Sin embargo, las limitaciones
de las herramientas, formulaciones e incluso de nuestra capacidad de entendimiento
de dichos procesos no nos permiten analizarlos en toda su complejidad. De este
modo, surge como primera y más importante hipótesis de trabajo en el estudio de la
estabilidad de una playa, la relativa a la ortogonalidad de los movimientos
longitudinales y transversales de la misma.
De acuerdo con esta hipótesis de ortogonalidad, cualquier movimiento de una playa,
como por ejemplo el ocurrido tras un temporal (braveza de mar), puede ser
analizado estudiando los movimientos longitudinales y transversales de la misma, los
cuales se asume que son independientes entre si. Nótese que la hipótesis de
ortogonalidad permite analizar la estabilidad de una playa estudiando por separado:
 Estabilidad del perfil de playa (eje transversal)
 Estabilidad de la planta de la playa (eje longitudinal).
La hipótesis de ortogonalidad es, en general, suficientemente aproximada a la
realidad, especialmente en playas abiertas con estados morfodinámicos extremos
-118-
CAPITULO
IV
(disipativas o reflejantes). En playas con estados morfodinámicos intermedios, o en
playas encajadas con una forma en planta de gran curvatura, existe, sin embargo,
una notable interacción planta-perfil, por lo que el análisis por separado del perfil y la
planta debe realizarse con cautela, siendo necesario incorporar en el análisis los
estados modales y la evolución de los estados morfodinámicos de la playa.
Escala espacial y temporal de los procesos
Las diferentes dinámicas que afectan a una playa se presentan en escalas espaciales
que van desde los centímetros (turbulencia), hasta las decenas de kilómetros
(marea) y en escalas temporales que van desde los segundos (olas) hasta las
décadas (ascenso del nivel medio del mar). Como respuesta a dichas dinámicas la
morfología de la playa cambia, a su vez, dentro de todas esas escalas: centímetroskilómetros, segundos-décadas, véase figura 4-1.
Cuadro III.6. Escalas espaciales y temporales típicas de algunos cambios morfológicos de
las playas.
ESCALAS ESPACIALES DE LOS CAMBIOS MORFOLÓGICOS EN PLAYAS
Erosión-sedimentación
secular
por ciclos climáticos
plurianuales
Forma en planta
Megacusps
Barras rítmicas
Perfil
Avance de una flecha
Beach cusps
Escarpes
Ripples
Suspensión y rodadura
cm
dm
m
Microescala
Dm
Hm
Mesoescala
Km
Mm
Macroescala
ESCALAS TEMPORALES DE LOS CAMBIOS MORFOLÓGICOS EN PLAYAS
secular
por ciclos climáticos
plurianuales
Avance de una flecha
Evolución de la planta
Acreción del perfil
Formación de megacusps
Evolución de barras
Erosión del perfil
Beach cusps
Formación de escarpes
Ripples
Suspensión y rodadura
seg
min
Corto plazo
horas
días
sema.
mes
Medio plazo
-119-
año década siglo
Largo plazo
CAPITULO
IV
Figura 4-1 Escalas espaciales y temporales típicas de algunos
cambios morfológicos de las playas
A pesar de la potencia de cálculo de los ordenadores, y de los intentos realizados en
esa dirección, no es posible (ni adecuado) calcular los cambios que acontecen en las
escalas superiores, por integración de los procesos de las escalas inferiores. Esto es
debido a la falta de una teoría unificada de transporte de sedimentos que retenga la
influencia de todos los efectos que se producen en las diferentes escalas espaciales y
temporales.
Esta carencia de teoría unificada da lugar a que los procesos que ocurren en
diferentes escalas (de tiempo o espacio) deban ser analizados con diferentes
herramientas o formulaciones. Es necesario, por tanto, conocer cuál es la escala de
interés en cada problema particular y utilizar la formulación adecuada a dicha escala
de interés.
En el estudio de estabilidad y evolución de una playa las escalas de interés son la
Meso escala (decenas-centenas de metro), Macro escala (km) y el largo plazo
(años). Los elementos de escalas inferiores (por ejemplo, la erosión producida por un
temporal) solo son relevantes si sus efectos permanecen en el tiempo, o en el
espacio, en unidades cercanas a las de interés (por ejemplo, meses), o si su efecto
provoca el fallo funcional de la obra (por ejemplo, el oleaje alcanza el trasdós de la
playa).
El estudio de estabilidad y evolución se realizará, por tanto, con criterios y
herramientas de largo plazo verificándose, posteriormente, los eventos de medio y
corto plazo.
4.2 Análisis en el largo plazo. Estudio morfológico de las playas.
4.2.1 Planta de equilibrio. Situación actual y con el rompeolas
construido.
Se dice que la forma en planta de una playa está en equilibrio cuando la forma de
ésta no varía bajo la acción de las dinámicas actuantes constantes en el tiempo o
bien que la respuesta de la planta sea mucha más rápida que las acciones actuantes.
Esta situación de equilibrio puede ser estática en el caso de que el transporte litoral
sea nulo o bien dinámico con la existencia de un transporte litoral no nulo.
Todas nuestras playas presentan una forma en planta en forma de concha, esto se
debe a que el oleaje en su propagación hacia las playas se encuentra con accidentes
rocosos en la costa que da lugar a una cesión lateral de energía (difracción), esta
variación en la distribución espacial de la energía da lugar a una respuesta por parte
de la línea de costa que tiende a curvarse de forma llamativa en ocasiones (ejemplo
de éste proceso se puede ver claramente por la formación de los tómbolos y
hemitómbolos detrás de los diques exentos).
-120-
CAPITULO
IV
Por tanto la forma final de las playas encajadas va a estar condicionadas por estos
puntos de difracción ya que condicionan la forma en que la energía del oleaje va a
llegar a la playa. La forma en planta de equilibrio es la correspondiente a la media
anual. Esta forma presentará oscilaciones (normalmente estacionales, aunque en
ocasiones en playas de escasa longitud la variación puede ocurrir a menores escalas)
en torno a la considerada como planta de equilibrio media anual y normalmente se
desprecian. Por tanto si logramos determinar cuales son las condiciones medias de
energía en la proximidad de los puntos de difracción estaremos en disposición de
conocer la planta de equilibrio de nuestras playas.
Para la determinación de la forma en planta de nuestras playas se pueden emplear
diferentes ajustes que tienen en cuenta la interacción del oleaje con los obstáculos
anteriormente citados. Estas metodologías se basan en el dibujo de una curva cuyo
origen se encuentra en el punto de difracción. Entre las formulaciones más
destacables tenemos la expresión parabólica desarrollada por Hsu y Evans que
adopta la siguiente expresión:
Donde:
R = radio-vector, tomado desde el punto de difracción, que define la forma en planta
de la playa.
Ro = radio-vector, tomado desde el punto de difracción, correspondiente al extremo
no abrigado de la playa.
Co, C1, C2 = coeficientes (función de β).
β(90-αmin) = ángulo (fijo) formado entre el frente de oleaje y el radio vector Ro.
αmin = ángulo que define la posición a partir de la cual la playa se sitúa paralela al
frente, medido entre la perpendicular al frente y el radio vector Ro.
Ө = ángulo (variable) entre el frente del oleaje y el radio-vector Rc.
González y Medina desarrollaron una metodología para el diseño de playas encajadas
a partir de la formulación de Hsu. En el método desarrollado β es función de:
1. El número de longitudes de onda o distancia adimensional que exista hasta la
línea de costa (Y/L), siendo Y la distancia a la línea de costa y L la longitud de onda.
Esta distancia adimensional es especialmente relevante cuando la línea de costa es
cercana al punto de control mientras que para valores de Y/L mayores a 8 la
variación de αmin con la de Y/L es de escasa magnitud.
2. La dirección del frente de oleaje, que corresponde con la dirección del flujo medio
de energía anual en la zona del polo de difracción (punto de control). Se emplea la
-121-
CAPITULO
IV
media anual porque se asume que la forma en planta de la playa es incapaz de
reaccionar instantáneamente a los cambios en la dirección media del oleaje
tendiendo a ubicarse en una posición de equilibrio respecto al las condiciones medias
anuales del oleaje. En la figura 4-2 se muestra un esquema de la forma en planta
descrito.
Figura 4-2 Forma en planta de equilibrio estático
El procedimiento que se ha seguido para obtener la dirección del flujo medio de
energía ha sido el siguiente:
- Selección de los puntos de control en el área de estudio (véase figura 4-3)
- Propagación del oleaje desde profundidades indefinidas hasta el punto de control
(en función de lo desarrollado en el apartado de propagación del oleaje);
- Obtención de los coeficientes de propagación;
-122-
CAPITULO
IV
- Obtención de los flujos de energía asociados a cada estado de mar de la muestra;
- Cálculo vectorial de la dirección del flujo medio de energía.
Figura 4-3 Localización de los puntos de cálculo de flujo medio
Este modelo de equilibrio está implementado en el Sistema de Modelado Costero
SMC, y es aplicado siguiendo la metodología que esta señalada en el esquema de la
figura 4-2 con los datos reales obtenidos del flujo medio, longitud de onda en función
del período Ts12 obtenida a partir del Hs12 de la tabla 3-2, los cuales se incorporan al
modelo SMC para determinar la forma en planta de una playa como se observa en la
figura 4-4.
En el caso de playas abiertas se comprobará si la alineación de la playa es paralela al
frente del oleaje que corresponde con la dirección del flujo medio de energía, lo que
nos indicará que la playa se encuentra en equilibrio.
El estudio de las fotografías aéreas realizado en el primer capítulo concluía que la
línea de costa no había experimentado modificaciones destacables por lo que de
forma previa a la construcción del rompeolas la dirección media del flujo en las
playas se puede extraer de un ajuste de la orilla de equilibrio directamente a la
parábola de Hsu, esto se hizo para validar los resultados de la dirección media del
flujo de energía obtenidos a partir de la reconstrucción de la serie en las playas y el
cálculo vectorial del mismo.
El estudio de la forma en planta de equilibrio de las playas ubicadas en la ensenada
de Chorrillos ha tenido en cuenta la modificación en la dirección media del flujo de
energía que se ha detectado en los puntos cercanos a los polos de difracción que se
identifican claramente en el lado sur del Club Regatas Lima.
-123-
CAPITULO
IV
La metodología explicada anteriormente está integrada en el SMC a través del
módulo de Modelado del Terreno, a continuación se muestran las figuras donde
queda reflejada la forma en planta ajustada y la futura planta de equilibrio que se
estima presentará la playa 01 tras la construcción del rompeolas.
Para el correcto ajuste realizado en la playa 01 del Club Regatas Lima, se toma en
cuenta como punto de difracción el morro del rompeolas tras ser construido, la
dirección del flujo en dicho punto (punto 1) es de N85E (línea amarilla)
produciéndose un leve giro horario hasta N88E.
Figura 4-4 Forma en planta de equilibrio estimada tras la construcción del rompeolas
Tras el rompeolas construido el cambio detectado en los puntos son bastante leves,
el nuevo punto de difracción ubicado en el morro del dique de abrigo crea un nuevo
polo de difracción afectando sobre todo al sector SSW cuyos frentes tras difractarse
en el morro modifican su dirección de propagación hasta llegar a los polos de
difracción que controlan la forma en planta de nuestras playas
Playa Agua Dulce (figura 4-5): Es el tramo comprendido entre la Punta Chorrillos y
la Playa Agua Dulce, las playas que conforman este tramo de costa se encuentran
apoyadas en espigones retenedores de arena y a la vez protegido por la Punta
Chorrillos y el morro del dique diseñado de los oleajes del SSW y SW. La orientación
de la costa en la playa Agua Dulce es de N6E mientras que el flujo medio de energía
es S88W, la diferencia entre el flujo medio de energía y la orientación de la costa nos
indica que habrá un transporte neto hacia el norte.
-124-
CAPITULO
IV
Figura 4-5 Forma en planta de equilibrio playa Agua Dulce
Playa Barranco (figura 4-6): Tramo correspondiente al municipio de Barranco, el
transporte litoral se encuentra afectado por espigones construidos en décadas
pasadas en las playas Los Pescadores, Playa Agua Dulce y la marina Lima Marina
Club construido en el 2009. Su forma en planta está determinada por el flujo medio
de energía en el cabezo del rompeolas de la Marina Lima Club y la difracción que
este genera. Esta es la zona de parada de corrientes originada por la construcción de
la marina.
-125-
CAPITULO
IV
Figura 4-6 Forma en planta de equilibrio playa Barranco.
Playa Miraflores (figura 4-7): Está gobernada por la incidencia de los oleajes del
SW y W. El transporte litoral es interrumpido por el espigón donde se asienta el
restaurante La Rosa Naútica y el flujo medio calculado en el punto extremo del
espigón, será el que defina la forma en planta de equilibrio de la playa y servirá para
el ajuste de la forma en planta de equilibrio de la playa.
Figura 4-7 Forma en planta de equilibrio Playa Miraflores.
Tramo 4 Playa Marbella (figura 4-8): En este tramo de costa la orientación del
flujo medio de energía calculada en el punto es S32W. La orientación de la costa
S37E es prácticamente rectilínea. La orientación de la costa (línea roja) no coincide
con el flujo medio de energía calculado que es S40W (línea azul) y debido a esta
diferencia de orientaciones se mantiene el transporte en la zona.
-126-
CAPITULO
IV
Figura 4-8 Forma en planta de equilibrio de Playa Marbella.
4.2.2 Perfil de equilibrio
Se define perfil de playa como la variación de la profundidad del agua, h, con la
distancia desde la línea de costa, x, en dirección normal a la misma. Según Dean
(1991), el perfil de equilibrio se puede definir, como la resultante del balance entre
fuerzas constructivas y destructivas que ocurre en condiciones de oleaje estacionario
para un sedimento en particular.
El perfil de playa depende de la granulometría presente, ya que el transporte
transversal es función de las acciones hidrodinámicas, las dimensiones de la partícula
y de su peso. Igualmente, es de suponer, que el oleaje se verá afectado por los
cambios en la configuración del perfil, pues el oleaje responde a la configuración
batimétrica. Tal circunstancia, lleva a concluir, que existe una relación biunívoca de
equilibrio, entre la dinámica marina y la morfología del perfil.
La respuesta de un perfil de playa a la acción de las dinámicas actuantes se produce
en escalas de tiempo de corta duración (horas en el caso de erosión por un temporal,
semanas-meses en el caso de acumulación), que pueden ser consideradas como
instantáneas dentro de un estudio a largo plazo.
El conocimiento cuantitativo de las características de los perfiles de equilibrio en las
playas es muy importante en el ámbito de seguimiento, gestión y regeneración de
playas, así como en la interpretación de los procesos costeros.
Dean (1991) describió cuatro particularidades del perfil de equilibrio:
-
Los perfiles de equilibrio son cóncavos hacia arriba.
Un menor tamaño de arena origina un perfil con pendiente mas suave.
Usualmente el frente de playa es plano.
Ondas peraltadas dan lugar a pendientes más suaves y presentan tendencia a la
formación de barras.
En la figura 4-9 se muestra un cuadro explicativo sobre el perfil de equilibrio de Dean.
-127-
CAPITULO
IV
Figura 4-9 Perfil de equilibrio de Dean
Actualmente, el modelo de perfil de equilibrio más utilizado es el conocido perfil de
Dean, probablemente por su simplicidad matemática, además de por haber sido
ajustado a un número elevado de perfiles de playa. Dean (1977) ajusta el perfil de
una playa a través de una expresión potencial donde la única variable es el llamado
parámetro A, que Dean (1987) definió como una función del tamaño de grano:
h = Ax
2
3
donde,
-128-
CAPITULO
IV
h: es la profundidad respecto al nivel medio en reposo
x: es la distancia horizontal desde la línea de costa
A: es un parámetro dimensional de forma, dependiente de las características del
sedimento
W: es la velocidad de caída de grano
4.2.3 Profundidad de cierre
El perfil de equilibrio asume que existe una profundidad de cierre donde no existe
transporte significativo de material. Esta hipótesis, si bien no es estrictamente cierta,
es lo suficientemente aproximada dentro del contexto en el cual se establece el
concepto de perfil de equilibrio (figura 4-10).
El perfil de equilibrio a partir de cierta profundidad ya no responde activamente a la
acción del oleaje, definiéndose una profundidad a partir de la cual, el transporte
longitudinal y transversal no tiene una magnitud apreciable, a esta profundidad se le
denomina también profundidad de corte y puede ser estimada a partir de la ecuación
propuesta por Birkemeier (1985):
h*  1.75Hs12  57.9( Hs12 / gTs 2 )
2
Hallermeier (1978) propuso una zonificación del perfil de playa en función de la
variabilidad del perfil y tipo de transporte dominante, por lo que distingue tres
zonas:
- Zona exterior: no existen cambios en el perfil.
- Zona de asomeramiento: existen pequeños cambio en el perfil a lo largo del año,
fundamentalmente, debido a transporte transversal.
- Zona litoral: se producen grandes cambios del perfil debido tanto a transporte
longitudinal como a transporte transversal.
El límite entre la zona litoral y la zona de asomeramiento queda determinado por la
profundidad d1, y entre ésta y la zona exterior, por la profundidad di:
 H2 
d i  2.28H S12  68.5   S122 
 g  TS 
d i  H sm  Tsm  g / 5000D
0.5
donde,
Hs12 es la altura de ola significante local que es excedida 12 horas al año
Ts es el período asociado a Hs12
Hsm es la altura de ola significante local media anual
Tsm es el período medio anual
D es el diámetro medio del material situado a la cota 1.5di
-129-
CAPITULO
IV
Figura 4-10 Profundidad de cierre en un perfil de equilibrio
Birkemeier (1985), utilizando numerosos datos de medidas de perfiles de playa
obtuvo una expresión modificada para la profundidad de cierre:
 H2 
d i  1.75H S12  57.9 S122 
 g  TS 
Cálculo de la profundidad de cierre en el área de estudio
Utilizando las formulaciones de Birkemeier y Hallermeier se obtiene la profundidad de
cierre. Evidentemente existen diferencias en ambas formulaciones, se opta por el
dato que resulta mas desfavorable en términos de movimiento de sedimentos, es
decir la mayor de ellas estima que existe todavía transporte en una zona exterior.
A partir de los datos de oleajes en aguas profundas Hs12 y Ts12, valores excedidos
solo doce horas al año obtenidos a través del régimen medio en la zona de estudio,
se determinó que, Hs12=3,7 m y Ts=14 s. Con estos valores y aplicando Birkemeier
(1985) se obtiene que h* = 6,1 m. Aplicando Harllermeier (1981), se obtiene que h *
= 7.9 m.
4.2.4 Aplicación del perfil de equilibrio a la zona de estudio
En la zona de estudio, debido principalmente a la dinámica de corrientes dominantes
de Sur a Norte se observa una distribución granulométrica uniforme con playas de
arena, mientras que a lo largo de la bahía de Miraflores por su gran extensión de
aproximadamente 27 kilómetros, presenta variaciones granulométricas con playas de
arena al sur, arena y grava en el centro y gravas cantos rodados en el norte (Véase
tabla 4-1).
-130-
Distrito
Playa
Chorrillos
Barranco
CAPITULO
IV
Descripción
Club Regatas
Arena
Pescadores
Arena
Agua Dulce
Arena
Barranquito
Arena
Redondo II
Canto rodado gravoso
Miraflores
Los Delfines
Grava arenosa
San Isidro
Pera del Amor
Magdalena
Marbella
Grande
Grava y Canto rodado
San Miguel
Tabla 4-1 Granulometría característica en las playas de la Bahía de Miraflores (Fuente DHN 2009)
Para el análisis de los perfiles en el área de estudio se han seleccionado cinco perfiles
de playa, tomando en consideración la ubicación y la granulometría característica
para la zona Sur, Centro y Norte, véase su localización en la figura 4-11.
P4
P3
P2
P1
Figura 4-11 Localización de los perfiles estudiados.
En las figuras que se muestran a continuación desde la 4-12 a la 4-15 se presenta un
análisis para cada uno de los perfiles por separado.
-131-
CAPITULO
IV
Perfil 1: Corresponde a las Playas Club Regatas Lima, Los Pescadores y Playa Agua
Dulce (figura 4-12), se caracteriza por presentar barras que se sitúan entre los 300,
500 y 900 m de distancia de la playa seca, a una cota aproximada de -3 m, -4.5 m y
-7 m, lo que nos está indicando la zona de rotura, las olas rompen bajo la acción de
estas formas de barra y se reorganizan en nuevas olas de períodos del orden de la
mitad del incidente para romper nuevamente. El perfil de playa activa se extiende
aproximadamente hasta la cota -6.5 m. La característica más saltante de este perfil
es la presencia de una planicie en la cota -3 m lo que nos indica que es una zona
abrigada.
PERFIL 1 - PLAYA AGUA DULCE
0
1
2
3
h (m)
4
5
6
BARRAS
7
8
9
10
0
200
400
600
800
1,000
1,200
1,400
x (m)
Figura 4-12 Perfil 1 Playa Agua Dulce
Perfil 2: Corresponde a la Playa Barranco (figura 4-13), no se observa la presencia
significativa de barras, esta característica se explica en la poca energía que aporta el
oleaje como consecuencia de la protección que ejerce la Punta Chorrillos y la Marina
Lima Marina Club, por lo tanto mantiene una pendiente baja y homogénea hasta la
cota de -10 m. de profundidad.
PERFIL 2 – PLAYA BARRANCO
-1
0
1
2
3
h (m)
4
5
6
7
8
9
10
11
0
200
400
600
800
1,000
x (m)
1,200
1,400
Figura 4-13 Perfil 2 Playa Barranco.
-132-
1,600
1,800
CAPITULO
IV
Perfil 3: Corresponde a la Playa Miraflores (figura 4-14), perfil típico de tipo
intermedio entre playa disipativa y reflejante, presenta dos barras ubicadas
aproximadamente a 400 m y 1000 metros de distancia de la playa seca y se ubican
en la cota de -2 m y -5 m con una pendiente homogénea que se extiende hasta los 10 m de profundidad. Esta característica se observa en playas con arena de tamaño
medio y gruesa.
PERFIL3 – PLAYA MIRAFLORES
-1
0
1
2
3
h (m)
4
5
6
Figura 4.5 Perfil 3 Playa Miraflores
7
8
9
10
11
0
200
400
600
800
1,000
x (m)
1,200
1,400
1,600
1,800
2,000
Figura 4-14 Perfil 3 Playa Miraflores.
Perfil 4: Corresponde a la playa Marbella en el municipio de Magdalena (fig. 4-15),
presenta un perfil disipativo de baja pendiente y homogénea en toda su longitud, la
diferencia entre la pendiente por encima y por debajo de la cota -2 m. nos indican un
cambio en la granulometría, pasando de un tamaño de grano grueso por encima de
la cota -2 m. a tamaños de arena más finos por debajo de esta cota. De acuerdo con
la granulometría estos tamaños son del orden del 0.2 mm - 0.5 mm por encima de la
cota -2 m. y de 0.017 mm - 0.12 mm por debajo.
PERFIL 4 – PLAYA MARBELLA
-1
0
1
2
3
h (m)
4
5
6
7
8
9
10
11
0
200
400
600
800
1,000
x (m)
1,200
1,400
1,600
Figura 4-15 Perfil 4 Playa Marbella.
-133-
1,800
2,000
CAPITULO
IV
4.2.5 Análisis de perfil a corto plazo.
Para analizar el comportamiento de los perfiles de nuestras playas en el corto plazo,
es decir, en un plazo de horas-días se acude a los modelos de evolución
morfodinámica del transecto transversal en la zona de rompientes, que nos permiten
simular los efectos del perfil bajo unas determinadas condiciones del oleaje
(normalmente un temporal tipo, cuyos parámetros se determinan a partir del clima
marítimo), entre los resultados de la simulación está el volumen de sedimento
movilizado, los cambios en la batimetría asociados al temporal, las corrientes
generadas y el retroceso de la línea de costa generado.
Para la caracterización del sedimento de cada uno de los perfiles se ha empleado los
resultados del análisis granulométrico realizado por la Dirección de Hidrografía y
Navegación, que arrojaban un sedimento que variaba (en el frente de playa) entre
D50= 0.20 mm - 0.40 mm para las zonas Sur-Centro y D50=0.10 mm - 0.50 mm para
la zona norte.
La selección del temporal de cálculo se ha realizado en base a los gráficos de las
propagaciones en situación de temporal mostradas en el Capítulo III Dinámica
Marina escogiendo la altura de ola significante aproximadamente en un punto sobre
una cota cercana a la profundidad de cierre y para los temporales de los sectores de
mayor frecuencia de presentación (SW y WSW) se han simulado 04 perfiles de las
playas seleccionadas.
La altura de ola significante escogida para el temporal es de 2.5 metros, su duración
de 12 horas. Con una altura de ola inicial de 2.5 metros y periodo de pico asociado
de 14 segundos alcanzándose la máxima altura a las 9 horas con un periodo
asociado de 16 segundos y disminuyendo hasta 2.3 metros al final con periodo de
pico asociado de 11 segundos (el temporal agrupa a varios estados de mar con
características diferentes).
El ángulo medio de incidencia del oleaje sobre el perfil ha sido de 15 grados (si fuera
exactamente normal, es decir, de 0 grados, no habría transporte longitudinal y como
hemos visto en las propagaciones los sistemas de corrientes siguen un patrón a lo
largo de la línea de costa de la Bahía de Miraflores.
A continuación se muestran los resultados (figuras 4-16 a 4-19) obtenidos tras la
simulación en cada perfil, se muestra la evolución de la batimetría del perfil, la
corriente de fondo o undertow y la variación de la sobreelevación del nivel medio o
set-up. Los resultados para las playas correspondientes al centro y norte de la bahía
de Miraflores deben interpretarse con cautela debido a que los cálculos se realizaron
con la batimetría general de la Bahía de Miraflores, mientras que para las playas del
área de estudio los cálculos fueron realizados con la batimetría de detalle logrando
mayor exactitud en los volúmenes de acumulación y erosión en el perfil simulado, en
todo caso estos valores son aproximados y referenciales para cada playa.
-134-
CAPITULO
IV
Figura 4-16 Evolución del perfil P1 en Playa Agua Dulce frente a un temporal del SW.
Figura 4-17 Evolución del perfil P2 en Playa Barranco frente a un temporal del SW.
Figura 4-18 Evolución del perfil P3 en Playa Miraflores frente a un temporal del SW.
-135-
CAPITULO
IV
Figura 4-19 Evolución del perfil P4 en Playa Marbella frente a un temporal del WSW.
En la mayor parte de las simulaciones se puede observar como el temporal del SW
erosiona la parte alta del perfil depositándose la arena en la parte baja del mismo
generando una pequeña barra de arena. En la figura 4-19 se muestra la evolución
del perfil frente al temporal del WSW, en ella se aprecia cómo el temporal tiende a
erosionar la barra en la playa Marbella.
El mecanismo de cambio de perfil tras un temporal en la Bahía de Miraflores da lugar
a un perfil más tendido que favorece la disipación de la energía del oleaje y es típico
que tras los temporales del invierno tengamos perfiles más tendidos y barras
arenosas desarrolladas al final del perfil. En verano el transporte transversal tiene
una tendencia inversa y la arena de la barra tiende a subir hasta alcanzar el frente
de playa, de esta forma existe un mecanismo natural que recupera la arena perdida
en la playa seca durante los temporales invernales.
El volumen desplazado en la playa Barranco fue de unos 41.37 m3/m.L para el
temporal del SW y 32.84 m3/m.L en la playa Grande para el temporal del WSW.
4.2.6 Estados morfodinámicos modales de la playa
Los estados morfodinámicos modales de una playa tratan de determinar la relación
existente entre la morfología de una playa con el tipo de sedimento y la dinámica del
oleaje. Permiten predecir el cambio de estado de una playa cuando cambian las
condiciones del oleaje.
El análisis del estado morfodinámico modal de la playa aporta información sobre el
grado de tridimensionalidad de los procesos, las formas de playa existentes (“cusps”,
barras, etc.) y la hidrodinámica asociada (“rips”, ondas infragravitatorias, etc.),
aspectos de gran relevancia, no sólo en el cálculo de la estabilidad de la playa, sino
en el diseño funcional de la misma.
-136-
CAPITULO
IV
Las playas situadas en los extremos de la escala (disipativas y reflejantes), son las
que experimentan una menor oscilación en su perfil. Aquellas playas cuyo estado
modal es intermedio, especialmente aquellas con estado modal cercano al reflejante
pero sometidas a fuertes oleajes periódicos que las transforman en disipativas, son
las que tienen mayor oscilación.
La caracterización del estado modal de la playa se realizará por medio de los
parámetros Ω y M´:

Hb
WS  T p
M '
y
M
Hb
donde,
Hb: altura de ola significante en rotura
T: periodo de pico
Ws: velocidad de caída de grano
M: rango de marea
Para playas micromareales, Wright y Short (1984), definieron los siguientes tipos de
playa, en función del parámetro adimensional de caída de grano, Ω*:
* 
Hb
W T
Estado Morfodinámico
Disipativa
Barra longitudinal y seno
Barra y playa rítmicas
Barra transversal y corriente de retorno (rip)
Barra-canaleta o terraza de bajamar
Reflejante
Ω*
>5,5
4,7
3,5
3,1
2,4
< 1,5
Tabla 4-2 Estado morfodinámico en función del parámetro adimensional de caída de grano
Estados morfodinámicos en el área de estudio
Tal como se dijo anteriormente, separar una playa en dos modos ortogonales
independientes en planta y perfil, es bastante real cuanto más cerca estemos de los
extremos, ya sea playa reflejante o disipativa. En este caso se va analizar en las
playas del Club Regatas Lima, Playa Agua Dulce, Playa Barranco, Playa Miraflores,
Playa Marbella y Playa Grande, cuál es el estado modal.
En la figura 4-3, se muestra los puntos donde se han realizado cálculos del flujo
medio de energía para el análisis de los estados morfodinámicos de las playas
circunscritas a la Bahía de Miraflores.
-137-
CAPITULO
IV
Siguiendo la misma metodología para el cálculo de la orientación del flujo medio de
energía en un punto de la costa y con las granulometrías analizadas, se propagaron
los 20 años de oleaje en cada uno de los puntos seleccionados, donde se obtuvo,  ,
para cada ola, junto con un D50 asociado.
Con base en esta información, se determinó la distribución de los estados
morfodinámicos en las playas mencionadas (véase figuras de 4-20 al 4-23).
La playa Agua Dulce (figura 4-20) presenta un estado modal predominante de playa
disipativa, barra longitudinal y seno durante todo el año con el 80% del tiempo para
un D50= 0.25 mm. Se caracteriza por tener una pendiente muy suave con varias
barras longitudinales donde las olas sufren procesos de rotura en decrestamiento,
luego se reorganizan en nuevas ondas de período menor y vuelven a romper al
acercarse a costa con energía disipada.
R : Reflejante
LTT : Barra-canaleta
TBR: Barra transversal y corriente de
retorno
RBB: Barra y playa rítmicas
LBT: Barra longitudinal y seno
D : Disipativa
Figura 4-20 Distribución de estados morfodinámicos - Playa Agua Dulce.
-138-
CAPITULO
IV
En la Playa Barranco (figura 4-21), la zona sumergida mantiene un estado disipativo
con un 72% del tiempo para un D50= 0.25 mm, se observa en el borde de la playa
ligera formación de cusp característico de este tipo de estado morfodinámico de
playa.
R:
Reflejante
LTT: Barra-canaleta
TBR: Barra transversal y corriente de
retorno
D:
Disipativa
Figura 4-21 Distribución de estados morfodinámicos - Playa Barranco
La Playa Miraflores (figura 4-22), con un tamaño medio de D50= 0,20 mm para la
parte sumergida, consigue el estado modal predominante de playa disipativa, barra
longitudinal y seno, la zona de rompientes es relativamente ancha y en ella se
desarrolla una importante disipación turbulenta.
R : Reflejante
LTT: Barra-canaleta
TBR: Barra transversal y corriente
de retorno
D : Disipativa
Figura 4-22 Distribución de estados morfodinámicos - Playa Miraflores
-139-
CAPITULO
IV
En la playa Marbella (figura 4-23), la zona sumergida presenta características de un
estado morfodinámico de playa reflejante, barra canaleta, pasando por el resto de
los estados un menor porcentaje de tiempo.
R : Reflejante
LTT: Barra-canaleta
TBR: Barra transversal y corriente
de retorno
D : Disipativa
Figura 4-23 Distribución de estados morfodinámicos Playa Marbella
4.2.7 Transporte Litoral de Sedimentos
Entendemos por transporte de sedimentos al proceso por el cual las partículas
sedimentarias son acarreadas esencialmente en horizontal de un punto a otro del
fondo, bien aisladamente, bien en forma de mezcla de granos y un fluido
independiente que es el vehículo transportador.
Entender la evolución de sistemas costeros próximos a obras marítimas en la franja
litoral, como puertos y diques de abrigo es un componente crítico en cualquier
estudio o actuación. Este planteamiento requiere de un cálculo de la cantidad de
transporte de sedimentos a lo largo de una región o en las proximidades de los
puertos para el mantenimiento de unos criterios mínimos en la gestión de la costa.
La tasa de transporte es la medida de la cantidad de granos que pasan por una
sección de anchura unidad, en la unidad de tiempo.
El incremento o disminución de este transporte causan avance o retroceso en la línea
de costa. En casos concretos en que este transporte es interrumpido por elementos
estructurales como diques o desembocaduras causa desequilibrio y por tanto
acumulación en la zona a barlovento y erosión en la zona de sotavento de la obra.
El transporte litoral se encuentra relacionada a la incidencia del oleaje y la energía
que incide a la costa, el ángulo de incidencia en la zona de rotura y el tipo de perfil
existente en la playa. Estas variables son conjugadas para estimar el transporte
litoral.
-140-
CAPITULO
IV
4.2.7.1 Formulación CERC de transporte sólido litoral
Para la estima del transporte potencial en la bahía de Miraflores se ha escogido la
formulación del CERC que se basa en el flujo de energía de lo estados de mar en el
punto de rotura del oleaje.
La fórmula del CERC relaciona la tasa de transporte de sedimento a lo largo de la
playa como peso sumergido, I, con el flujo de energía del oleaje por unidad de
longitud de la costa, Pl, como:
I  KPL
(1)
donde K es un coeficiente empírico de proporcionalidad, y:
Pl  ( EC g sin  cos  ) b
(2)
donde el subíndice b se refiere a la rotura. La densidad de energía E y la celeridad de
grupo Cg en el punto de rotura, se aproximan a partir de teoría lineal de ondas
como:
E
1
 w gH b2
8
C g  ( ghb )
1
2
 gH b 

 
 b 
1
(3)
2
donde:
w
= la densidad del agua
g = la aceleración de la gravedad
Hb, b y hb = altura de ola, ángulo de los frentes y profundidad en rotura
 b  Hb h
b
con lo cual, la ecuación (1) queda, por tanto:
I
K
16  b
3
5
 w g 2 H b 2 sin(2 b )
(4)
Por otro lado, el peso sumergido de la arena transportada es:
I  (  s   w ) g a'Q
(5)
-141-
donde
 s es
CAPITULO
IV
la densidad del material que forma el sedimento, a’ = (1-p) donde p es
la porosidad, y Q es el caudal del transporte sólido. Relacionando las ecuaciones 4 y
5 se llega a:
Q
K w g
1
2
16(  s   w )(1  p)  b
5
H b 2 sen(2 b )
(6)
Obsérvese que Q depende directamente de la altura de ola elevada a la potencia 5/2
y el seno de dos veces el ángulo, lo que implica que el transporte tiene un máximo
para
b
= 45º y decrece para ángulos mayores o menores que éste.
Las primeras calibraciones de la fórmula del CERC (1966), se llevaron a cabo con
base en 9 datos de campo y 150 ensayos de laboratorio, donde propusieron un valor
K = 0,42 (utilizando la altura de ola como la media cuadrática, Hbrms). Komar e
Inman (1970) incluyeron otras 14 playas a las 9 iniciales, y excluyeron los datos de
laboratorio, obteniendo K = 0,77, el cual es el valor recomendado por el Shore
Protection Manual (SPM) (1977, 1984) con Hbrms o K = 0,39 con altura de ola
significante (Hbs).
Otros autores como del Valle, Medina y Losada (1991), han abordado el problema
proponiendo una dependencia exponencial entre el tamaño de grano y el parámetro
K de la formulación del CERC (véase figura 4-25), con la relación:
K  1,4e 2,5 D50 (14)
Figura 4-25 Resultados obtenidos por Valle, Medina y Losada (1994)
-142-
CAPITULO
IV
Un aspecto que se había puesto de manifiesto en el análisis de la granulometría de la
zona es la importante variación en el tamaño de sedimento que puede haber en
nuestras playas, por este motivo la formulación del CERC que vamos a aplicar (a
pesar de la incertidumbre que genera por no disponer de datos de campo para su
corrección) tiene un coeficiente K que varia con el tamaño de grano.
4.2.7.2 Métodos de cálculo del transporte litoral
La metodología que se va aplicar para el cálculo de transporte sólido litoral está
basada en la aplicación de las formulaciones teóricas existentes en la actualidad, es
importante señalar que estas formulaciones se deben utilizar con cautela, siendo
necesario calibrar los resultados con información de campo o estudios de evolución
de la línea de costa a partir de fotografías aéreas históricas que no se han realizado
en este caso.
Los cálculos del transporte sólido litoral se realizará siguiendo las pautas
indican a continuación:
que se
a.- Para el análisis del transporte litoral, la costa se ha dividido en cinco sectores
(véase figura 4-26), relacionando las condiciones morfológicas (orientación de la
línea de costa, D50, pendiente del perfil, etc.) y condiciones dinámicas (oleaje y
corrientes). Para cada uno de estos sectores utilizaremos los flujos medios de
energía calculados en el Capítulo 3, figura 3-46.
Figura 4-26 Localización de los sectores definidos y puntos de cálculo de flujo medio
-143-
CAPITULO
IV
b.- Generación de tablas de propagaciones y corrientes, para cada uno de los
perfiles, en cada una de las zonas. Para aplicar las formulaciones de transporte es
necesario definir para cada oleaje, en cada perfil, el punto de rotura, y en éste, Hb,
b, Tp y mb. La base de datos de oleaje ya calibrada en aguas profundidades cuenta
con datos cada tres horas desde 1979 hasta 2000, oleajes que hay que propagar
hasta cada perfil. La forma de transferir estos datos a cada perfil en la costa, es
similar al procedimiento descrito en el capítulo 3, mediante tablas de propagaciones
que se generan previamente para cada zona, barriendo casos con distintas
combinaciones de alturas de ola, periodos y direcciones. Con el valor añadido, que
en este caso los oleajes no están en un punto fijo en la costa, porque el punto de
rotura varía de posición.
El cálculo del transporte medio en cada zona, se obtuvo promediando el transporte
de cada uno de sus perfiles.
c.- Una vez transferidos los 20 años de datos a cada perfil, se calcula el transporte
litoral cada tres horas.
Para el cálculo del transporte en la zona se ha desarrollado un programa en el
entorno Matlab desarrollado por el Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de Costas.
El cálculo del transporte se ha realizado para cada sector aplicando el programa
TRANSPORT 1.0 desarrollado en el entorno de Matlab a la serie de datos calibrada
en aguas profundas. Previamente se ha definido la granulometría, orientaciones
exteriores de la costa y orientación en inmediaciones de la costa de cada uno de los
sectores.
4.2.7.3 Resultados
Se han realizado los cálculos del transporte para cinco granulometrías diferentes, de
0.2 mm. a 1 mm. para cada uno de los cinco sectores.
Los resultados de transporte para la unidad fisiográfica han de ser tomados con
cierta cautela y sólo como una primera aproximación ya que cada sector abarca una
zona extensa de costa, a la que se asigna una dirección media de línea de costa que,
en ocasiones, que puede ser muy diferente a la que consideraríamos si midiésemos
esa dirección
en un punto en particular, así como una granulometría y una
batimetría media.
A continuación se presentan en la figura 4-27 los datos de transporte potencial
promediados para los 20 años de datos de oleaje analizados y para varias
granulometrías desde 0.2 mm hasta 1 mm.
-144-
CAPITULO
IV
Figura 4-27 Transporte en función del D50 en la Bahía de Miraflores.
4.2.7.4 Transporte Neto Multianual
Existe una variabilidad entre las tasas de transporte neto a lo largo de los años para
cada zona como se observa en las figuras 4-28 y 4-29. Siendo mayor esta
variabilidad para algunas zonas más que para otras, dependiendo de su localización,
oleajes incidentes, orientación de la línea de costa y D50. En las figuras 4-30 a 4-32
se muestra la evolución del transporte neto litoral anual, entre los años 1979 a 2000,
para los sectores 1, 2 y 3 respectivamente.
Los resultados muestran que los sectores donde hay mayor transporte son los
sectores 1 y 2 correspondientes a los municipios de Chorrillos y Barranco
respectivamente que, como se veía en las propagaciones realizadas en la unidad
fisiográfica, era la zona de concentración del oleaje originada por la reflexión y la
batimetría exterior, el hecho de que en el sector 3 la tasa de transporte anual
disminuye, se debe a que el tamaño de grano se corresponde a una zona intermedia
de arena y canto rodado.
En el sector 2, existen años que incluso el transporte neto litoral es negativo (hacia
el Sur), coincidiendo años con presencia del fenómeno El Niño, en general los valores
de transporte se mantienen en una media de 56225 m3/año.
En el sector 3 (Miraflores) el transporte disminuye debido a que el aporte
sedimentario se reduce por las barreras que obstruyen el transporte litoral sumado al
poco aporte de arena del río Lurín. La zona muestra un transporte neto positivo con
-145-
CAPITULO
IV
algunos eventos negativos. En 1980 transportó hacia el Norte 30.000 m3, y en 1994
hacia el sur con 5000 m3 de acuerdo a la figura 4-31.
1.4
0
1.3
0
1.2
0
1.1
0
1.0
0
0.9
0
0.8
0
0.7
0
0.6
0
0.5
0
0.4
0
0.3
0
0.2
0
0.1
0
0.0
0
Transporte
Potencial
m3/hora/m.l.
D50=0.30 mm
Figura 4-28 Transporte Potencial para la zona Sur y Centro de la Bahía de Miraflores
1.40
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
Transporte
Potencial
m3/hora/m.l.
D50= 0.30 mm
Figura 4-29 Transporte Potencial para la zona Norte de la Bahía de Miraflores.
-146-
CAPITULO
IV
En general, podemos decir que los órdenes de magnitud del transporte potencial de
sedimentos para un D50= 0.30 mm variaron entre los 145.000 m3/año del Sector 1,
125.000 m3/año en el sector 2 y 35.000 m3/año para el sector 3, que comprende
desde Chorrillos hasta Magdalena.
D50= 0.30 mm
Figura 4-30 Transporte en función del D50 para la Zona Bahía Miraflores.
Figura 4-31 Transporte neto de sedimentos - Zona Barranco.
-147-
CAPITULO
IV
Figura 4-32 Transporte neto de sedimentos-Zona Miraflores.
4.2.7.5 Conclusiones generales del transporte.
Se ha realizado una aproximación al estudio del transporte litoral en la zona del Club
Regatas Lima, el patrón de oleajes en la zona concuerda con un transporte litoral
dirigido mayoritariamente hacia el norte con moderada variabilidad interanual en lo
relativo a la magnitud del mismo pero no en cuanto al sentido del transporte.
El rompeolas no va a cortar este transporte debido a que la orientación del dique se
proyecta a la altura del saliente rocoso de Punta Chorrillos lo que implica que en
promedio van a existir acumulaciones anuales de sedimento en la zona norte del
Club en un rango variable en función del tamaño de sedimento considerado. Así la
cota superior de esta acumulación vendría dada por el tamaño más fino (0.2mm)
para el que se estima una acumulación 6500 m3/año mientras que la cota inferior
dada por el tamaño de sedimento más grueso asciende a 3750 m3/año. Estos
valores se corresponden con el transporte que es superado el 50% del tiempo de
acuerdo con los resultados de los regímenes realizados para los 20 años de datos.
Este transporte neto varía a lo largo de la Bahía de Miraflores dependiendo de la
orientación local de la costa, el D50 y el oleaje local, que en este caso se encuentra
afectado por la batimetría exterior.
Se presenta una variabilidad a lo largo de los años, presentando años en los que el
transporte neto es negativo, por lo que a la hora de diseñar medidas correctoras ha
de tenerse en cuenta que un año el transporte resultante puede estar acumulando
material en una zona y al año siguiente estar perdiendo material en esa misma zona.
-148-
CAPITULO
IV
Esta variabilidad del transporte neto a lo largo de los años está condicionada por la
dinámica litoral de manera que los años en que los oleajes dominantes sean SSWSW tendremos un transporte neto positivo hacia el Norte, y los años en que el oleaje
dominante sea WSW el transporte resultante será positivo y negativo.
En Playa Agua Dulce el transporte neto medio anual es de 56225 m 3/año.
-149-
CAPITULO
V
CAPÍTULO V
DIAGNOSTICO Y PROPUESTA DE ACTUACION
-150-
CAPITULO
V
5. Conclusiones sobre el efecto del futuro rompeolas
Tras el análisis de los diferentes procesos que concurren en el tramo litoral del Club
Regatas Lima y la bahía de Miraflores y su posible afección por la construcción del
rompeolas de protección de costa, se puede resumir en los siguientes puntos:
• Con respecto al oleaje incidente en la Bahía de Miraflores y concretamente en el área
del Club, la construcción del rompeolas no provoca afección significativa,
encontrándose sólo una leve variación en los oleajes del sector Oeste. Los sectores
SSW, SW y WSW no se ven afectados por la obra diseñada.
• Con respecto al sistema de corrientes generado en las playas de la bahía,
principalmente en el lado Sur, la construcción del rompeolas no afecta de manera
significativa ni al patrón de corrientes, ni a su intensidad ni en la distribución de la
zonas con tendencia a la erosión/sedimentación, se espera un ligero giro en la
orientación y redistribución de sedimentos de la Playa 02 del Club, esto debido a que
el morro del rompeolas será el nuevo punto de difracción del oleaje.
• Con respecto al clima marítimo local, se evidenció una leve pero perceptible
variación de la dirección media anual del flujo de energía en puntos próximos a los
polos de difracción que controlan las playas del Club Regatas Lima. El efecto es el de
un giro horario entorno a 1 y 2 grados en las playas 01, 02 y la playa Los Pescadores
y sin afección a la Playa Agua Dulce.
• Con respecto al transporte litoral en la zona del Club, la construcción del rompeolas
supone una barrera al transporte de finos en suspensión, además se estima una
mínima acumulación en la zona norte del rompeolas.
5.1 Recomendaciones. Propuesta de actuación y metodología.
Para las playas de la Bahía de Miraflores no se espera un proceso erosivo hacia el lado
norte de la playa Los Pescadores como consecuencia de la construcción del rompeolas
sin embargo, si un proceso de acreción, en la actualidad los límites físicos del perfil de
las playas 01, 02 y Los Pescadores hace que cualquier vertido de arena no se
contenga, cuando se alcance la nueva situación de equilibrio, es posible la aportación
de arena ya que es posible contener más arena entre los salientes.
Cuando ocurre un proceso erosivo en el peor de los casos, para abordar
adecuadamente el proceso de estabilización se puede optar por dos posibles
actuaciones, por un lado el vertido de arena una vez se ha alcanzado la nueva planta
de equilibrio, esto implicaría avanzar toda la planta 5 o 10 metros, con lo que la orilla
por el lado sur recuperaría su posición original mientras que por el lado norte de la
playa, donde ya se ha avanzado 10 metros, se adelantan otros 5 lo que hace un total
de 20 metros.
-151-
CAPITULO
V
Las zonas norte del Club Regatas Lima y sobre todo la zona Sur de la bahía de
Miraflores, concentran las playas de mayor afluencia de bañistas por lo que el avance
de playa seca no supondría mayor problema, mas aún si tenemos en cuenta que son
playas pequeñas donde la limitación por espacio es importante en la época estival.
Esta actuación es viable sin la necesidad de la construcción de estructuras fijas pues
los límites laterales seguirán conteniendo los movimientos laterales transversales y
longitudinales en las playas.
La metodología a seguir para el diseño del relleno de la planta de equilibrio es la
siguiente:
• Definición del perfil de equilibrio de la nueva playa (Dean o Bernabeu).
• Se ajusta la nueva planta de acuerdo con la dirección media del flujo de energía en
los puntos de difracción adelantando la longitud de playa seca unos 10 0 15 metros
sobre la situación de equilibrio inicial.
• Se calcula el volumen de relleno del polígono de playa.
• Se selecciona el tipo y volumen del material de préstamo.
• Determinación del factor de sobre relleno.
• Determinación del factor de realimentación.
• Situación del sedimento de préstamo.
• Metodología para el dragado, el transporte del material y su vertido y extensión
sobre la playa.
En nuestro caso se ha ajustado los perfiles de playa de equilibrio de acuerdo a los
resultados obtenidos en el estudio a largo plazo para los perfiles reales.
Para la estima del volumen se empleo el SMC, y se crearon los polígonos de equilibrio
asociados a la nueva planta de equilibrio adelantada unos 10-15 metros respecto a la
línea de costa actual por el norte mientras que por el sur se dejó sin retroceso (lo que
equivale a un adelanto de 10-15 metros sobre la futura planta de equilibrio en la zona
sur).
Uno de los problemas para la selección del material de relleno es la importante
variación del tamaño de grano del sedimento que existe en la playa siendo de hasta
1mm si comparamos las zonas norte y sur.
Lo ideal es emplear arenas que sean lo más parecidas a la nativa o bien ligeramente
más gruesas evitando variar las condiciones de rotura del oleaje o el estado
morfodinámico modal de la playa. Si la arena de préstamo es más fina que la nativa el
nuevo perfil no intersectará con el antiguo por lo que el volumen de sedimento a
aportar puede ser mayor.
Para un material mucho más grueso la variación de la pendiente en el frente de playa
puede ser acusada y provocar que una zona que antes era segura para el baño ya no
lo sea, además de que el material grueso puede modificar el movimiento transversal
de sedimentos a lo largo del perfil, de esta manera el material removido del frente de
-152-
CAPITULO
V
playa en los temporales de invierno puede no volver en verano ya que el oleaje de
verano no puede mover sedimento tan grueso.
El proceso de aportación deberá estar precedido de una buena caracterización del
sedimento de aportación y en las playas tanto en la parte emergida como en la parte
sumergida ya que en la actualidad no se dispone de tal información (por lo que no es
posible el cálculo de los factores de relleno y sobrealimentación).
El material de préstamo se puede obtenerse de bancos de arena próximos, de la que
se vaya acumulando en la zona norte del rompeolas o del interior de la dársena del
mismo. El material de préstamo de verterá sobre el frente de playa y hasta más o
menos la profundidad de cierre estimada para el perfil.
-153-
BIBLIOGRAFIAI
CAPITULO VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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Estudio de Dinam. Litoral de Playas CRL

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