Ingeniería costera

La aparición de fenómenos ondulatorios —como olas marinas, marejadas, mareas y tsunamis— requiere conocimientos de ingeniería sobre su física, así como modelos: tanto numéricos como físicos . Las prácticas actuales de ingeniería costera se basan cada vez más en modelos verificados y validados mediante datos experimentales.

Además de las transformaciones de las olas en sí mismas, para las olas que provienen de aguas profundas hacia las aguas costeras poco profundas y la zona de rompientes , los efectos de las olas son importantes. Estos efectos incluyen:

• la carga de las olas sobre estructuras costeras como rompeolas , espigones , muelles , muros de contención y diques
• Corrientes inducidas por las olas, como la corriente litoral en la zona de rompientes, las corrientes de resaca y la deriva de Stokes , que afectan al transporte de sedimentos y a la morfodinámica.
• agitación de las olas en los puertos, que puede provocar tiempos de inactividad del puerto.
• el desbordamiento de las olas sobre los diques y malecones, lo que puede, por ejemplo, amenazar la estabilidad de un dique.

La ingeniería costera se desarrolla en la interfaz entre la tierra y el agua, o cerca de ella. Por consiguiente, una parte importante de la ingeniería costera implica la construcción subacuática, especialmente de cimentaciones. Los rompeolas, los muros de contención, las estructuras portuarias como muelles, embarcaderos y dársenas, los puentes, los túneles, los emisarios submarinos y las calzadas suelen requerir trabajos subacuáticos.

En las últimas décadas, los ingenieros costeros han priorizado las soluciones no estructurales, que evitan los impactos adversos que suelen causar las estructuras, como diques, malecones, espigones, etc. Estas soluciones incluyen la regeneración de playas , la restauración y creación de marismas, y la restauración de hábitats. Más recientemente, se ha impulsado el aprovechamiento del material dragado, que utiliza el material extraído para el mantenimiento de la navegación para regenerar playas y restaurar humedales . Este aprovechamiento también se emplea para elevar las plataformas de marisma con el fin de adaptarse al aumento del nivel del mar.

La gestión regional de sedimentos se ha convertido en una estrategia clave para los profesionales del sector costero. Esta estrategia se basa en el uso de sedimentos procedentes de zonas cercanas a la costa y en el conocimiento de la morfología costera para identificar qué formaciones de acreción pueden aprovecharse para reforzar las zonas erosionadas, teniendo en cuenta que el material extraído seguirá acumulándose. Una opción común para la gestión regional de sedimentos es el dragado de bancos de arena formados durante la marea baja y alta para regenerar las playas.

Tanto el uso beneficioso como la gestión regional de sedimentos reconocen la escasez de recursos materiales en alta mar y en tierra firme. Cambio climático

Cambio climático

Otro aspecto relevante que los ingenieros costeros deben planificar es el efecto del cambio climático, ya sea por el aumento del nivel del agua o por los cambios de temperatura en el agua. El cambio climático plantea muchas incógnitas que los ingenieros deben abordar. ^{[ 4 ]} Los científicos (Karvetski, Lambert, Keisler y Linkov) reconocieron y desarrollaron una metodología que los ingenieros costeros pueden utilizar para identificar diferentes escenarios y cómo abordar los problemas del cambio climático de una manera económica, de ingeniería y ética. Esta metodología considera el problema en cuestión, como el aumento del nivel del mar o el incremento de la frecuencia de las tormentas, y analiza una solución que considera a las diferentes partes interesadas. Este análisis de decisiones encuentra muchas estrategias para que los ingenieros costeros tomen decisiones informadas sobre qué infraestructura implementar. ^{[ 5 ]}

Otro grupo formuló una estrategia que combina la conservación de la naturaleza y la gestión costera. Esta estrategia consistió en ejemplos de creación de marismas que dispersan la energía de las olas, a la vez que proporcionan ecosistemas para la fauna costera. Otro concepto que este grupo debatió fue que los arrecifes de coral son rompeolas naturales que se están destruyendo lentamente debido a la acidificación de los océanos provocada por el cambio climático. Los arrecifes naturales y artificiales pueden utilizarse para reducir la altura de las olas en un promedio del 70%, disminuyendo así la energía de las olas que se dispersa hacia la costa. ^{[ 6 ]}

Dragado

El dragado se refiere a la remoción mecánica o hidráulica de sedimentos como arena, limo o lodo del fondo de océanos, ríos o estuarios para mantener canales de navegación, mitigar el exceso de sedimentos, recuperar áreas sumergidas y preservar la línea costera. Un uso común del dragado es alterar deliberadamente la batimetría, lo que afecta el transporte de sedimentos, la interacción ola-corriente y la recuperación morfológica. Existen dos tipos de dragado: el dragado de desbordamiento, que consiste en remover sedimentos de la cresta de una ola de arena para reducir su amplitud, y el dragado de canal, que elimina sedimentos del valle entre las olas. Ambos métodos modifican la morfología del océano tras el proceso de dragado. Otras dos estrategias son la remoción uniforme, que consiste en extraer sedimentos de manera homogénea sobre el terreno, y la remoción selectiva, que se dirige a áreas específicas de alto relieve, como canales de navegación, mitigando al mismo tiempo las consecuencias morfológicas no deseadas. ^{[ 7 ]}