Análisis estadístico del transporte longitudinal de sedimentos en el corto, medio y largo plazo
- Autores: Verónica Cánovas Losada
- Directores de la Tesis: Raúl Medina Santamaría (dir. tes.), Fernando Javier Méndez Incera (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: César Vidal Pascual (presid.), Giovanni Coco (secret.), Juan José Muñoz Pérez (voc.), Jordi Galofré Saumell (voc.), Jorge Guillén Aranda (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El transporte longitudinal de sedimentos juega un papel muy importante en la configuración de la costa y en los últimos años se han desarrollado varios modelos para conocer su comportamiento, debido a que la habilidad de predecir la tasa de transporte de sedimento con precisión es esencial para varias aplicaciones de ingeniería de costas.
Normalmente se emplea el transporte longitudinal medio para determinar las necesidades de dragado o la evolución de la playa en un determinado lugar, pero en los últimos años se ha observado que el clima de transporte de sedimentos presenta una variabilidad temporal que no se ha tenido en cuenta hasta hace unos años en el diseño de actuaciones en la costa.
Dado que no es habitual disponer de series de datos de transporte de sedimentos en las zonas de estudio o las existentes son discontinuas o de pocos años, en esta tesis se propone realizar un análisis estadístico del clima del transporte de sedimentos teniendo en cuenta el clima marítimo que lo genera con el fin de facilitar el diseño de actuaciones en la costa de un modo sencillo, considerando su comportamiento medio y las anomalías de su comportamiento debido a su variabilidad natural a distintas escalas temporales.
La revisión del estado del arte ha puesto de manifiesto ciertas deficiencias en el estudio de la variabilidad climática del clima de transporte de sedimentos, que se han abordado a lo largo de esta tesis.
En primer lugar se ha propuesto una serie de funciones de distribución de variables de clima de transporte de sedimentos en función del clima marítimo de la zona de estudio y de la escala temporal para su aplicación en la ingeniería de costas.
Se ha modelado el clima de transporte de sedimentos en función de las características del clima marítimo en rotura mediante dos aproximaciones: por sectores direccionales y por familias de estados de mar. En el primer caso se han obtenido unas expresiones analíticas para los parámetros estadísticos del caudal horario y del transporte anual a partir de los parámetros estadísticos de los regímenes direccionales de altura de ola en rotura. En el segundo caso se ha aplicado la técnica de clasificación las redes auto-organizativas (SOM) para seleccionar unos estados de mar representativos del clima marítimo en rotura en la playa de Cunit (Tarragona) y se han relacionado estos estados de mar con las características de clima de transporte de sedimentos en dicha playa, lo cual permite saber qué estados de mar son los que generan mayores intensidades de transporte o hacia dónde se produce el flujo de sedimento. Estas dos aproximaciones son de gran utilidad en la ingeniería de costas ya que permiten estimar y predecir el comportamiento del clima de transporte de sedimentos a partir de las distribuciones o características estadísticas del oleaje.
Se ha planteado un estudio de la variabilidad estacional e interanual del clima de transporte mediante un modelo no estacionario con covariables que ha permitido analizar la evolución temporal de los parámetros estadísticos (media y desviación) de la función de distribución Normal que aproxima el comportamiento del transporte mensual, teniendo en cuenta su variabilidad estacional e interanual (índices climáticos).
Se ha planteado el estudio de la variabilidad climática del clima de transporte de sedimentos a través de la climatología sinóptica o tipos de circulación atmosférica. Lo cual ha permitido relacionar las situaciones sinópticas de anomalías de presión medias 3-diarias o diarias (seleccionadas mediante la técnica de K-medias) con el clima de transporte de sedimentos en la zona de Maspalomas y en Cunit respectivamente. Este análisis, además de permitir identificar los estados atmosféricos asociados a las mayores intensidades de transporte de sedimentos o a una determinada dirección del transporte de sedimentos, también permite estimar cuáles son las características del clima de transporte en las distintas escalas temporales mediante un downscaling estadístico.
Se ha propuesto una metodología para considerar la variabilidad climática del transporte de sedimentos en distintos casos habituales en la ingeniería de costas diseño de un espigón para garantizar la estabilidad de la costa, la durabilidad de un relleno y el diseño de una trampa de sedimentos, y se ha mostrado cómo la consideración de dicha variabilidad climática reduce el riesgo de fallo de la actuación.
Por último, se han resumido las conclusiones más importantes obtenidas en esta tesis doctoral y se han propuesto unas futuras líneas de investigación a seguir.
