PROPUESTA DE RESTAURACIÓN DE LA PLAYA MAJAHUA EN PUERTO MARQUÉS, GRO.

Transcripción

1 PROPUESTA DE RESTAURACIÓN DE LA PLAYA MAJAHUA EN PUERTO MARQUÉS, GRO. Vergara Sánchez Miguel Ángel 1 ; Cruz León Sergio 1 Bautista Romero Carlos 2 1 Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura UZ, IPN 2 Hidroinformática, S.A. de C.V 1 maverg-ipn@hotmail.com; sergiocruzleon@gmail.com 2 hidroinformatica@gmail.com Antecedentes La playa Majahua, se ubica en la zona sureste de la Bahía de Puerto Marqués, ubicada en las costas de Guerrero; esta última forma parte de la zona conurbada de Acapulco, y es un centro de gran atractivo para el turismo nacional e internacional. Entre las playas principales que se encuentran en esta bahía están Puerto Marqués, Majahua y Pichilingue. Recientemente se han identificado problemas de erosión en la zona centro-sur de la Bahía y acumulaciones en la región sureste, específicamente en la playa Majahua, estos cambios en los perfiles de la playa sugieren que se han modificado los patrones hidrodinámicos y de transporte de sedimentos, por lo que es necesario identificar los procesos históricos de construcción del entorno, así como los factores hidrometeorológicos, oceanográficos y del sedimento como son: vientos, oleaje, mareas, ciclones tropicales, escurrimientos continentales, trasporte de sedimentos, características del suelo, etc. Históricamente en la Bahía de puerto Marqués se han realizado diversas obras de infraestructura, entre las que se puede mencionar, la construcción de un muelle para uso de embarcaciones pequeñas en la zona sureste, espacios para restaurantes aparentemente sobre la zona de duna y muros para la contención de arena en la región centro-sur de la Bahía en diferentes tiempos, y recientemente obras en proceso concernientes a la Marina en la región Sureste de la Bahía. La falta de fuentes de alimentación de sedimentos en una playa, la presencia recurrente de agentes altamente energéticos, como son los oleajes y mareas asociados a huracanes, y la construcción de infraestructura en lo alto de la playa, son factores que impactan significativamente, espacial y temporalmente, en el fenómeno de erosión dentro de la zona de rompimiento de las olas, debido a las modificaciones de los mecanismos hidrodinámicos relativos a las corrientes transversales y longitudinales, inducidos por el periódico ascenso y descenso del nivel del mar. Estas acciones, se reflejan en la morfología de las playas, donde se rompe el proceso estacional o cíclico natural del transporte de sedimentos, hasta poner en riesgo la pérdida de arena y consecuentemente la dificultad de recuperar su estado natural de los perfiles transversales y de la traza longitudinal de la línea de playa, principalmente a escala temporal de corto plazo y espacial de algunos cientos de metros Esta playa se manifestó seriamente dañada durante los años 2010 al 2012, debido a la erosión sufrida en lo alto de la paya y su efecto en el retroceso de la misma y la socavación al pie de los muros verticales construidos sobre las dunas frente a un bloque de restaurantes, con el propósito de ganar espacio y proteger a éstos contra la acción del oleaje extraordinario. La restauración es una política ambiental que se aplica en áreas con procesos de deterioro ambiental y que consiste en reducir o revertir, en algunos casos, los daños producidos. Lo anterior aplicó a la playa Majahua, donde las actuaciones a ejecutar consistentes en un relleno artificial y la construcción de una estructura sumergida, se derivaron de un pronóstico que evalúa su comportamiento futuro; para ello fue necesario realizar un diagnóstico de lo ocurrido por efecto de los factores involucrados. Objetivo El objetivo de este estudio, se dirigió a elaborar un diagnóstico que identifique las variables relacionadas con los fenómenos hidrodinámicos y geomorfológicos a escalas espaciales y temporales diferentes, y los consecuentes efectos que han provocado la evolución actual de la playa para proponer acciones que estabilicen y en su caso restaurar la playa.

2 Metodología. De acuerdo con las condiciones observadas en los antecedentes históricos de la Bahía de puerto Marqués, se parte de la siguiente hipótesis: El oleaje llega a la costa en diferentes direcciones, sin embargo, debido a la morfología de la Bahía, el oleaje proveniente del oeste conserva la mayor cantidad de energía, la cual llega de forma franca a la región centro de la Bahía, como se observa en la ilustración 1, correspondiente al estudio de propagación del oleaje, que sumado al efecto de la sobreelevación del nivel del mar por los frecuentes de carácter extraordinario, ilustración 2, la presencia de obras en su conjunto con paramentos verticales, fotografía 1, conducen a mayor reflexión del oleaje, generando transporte de sedimentos transversal y longitudinal a la playa del centro hacia el norte y el sur de la bahía. En términos generales, se puede entender que los efectos erosivos que afectan a la playa, presentan un comportamiento dinámico a partir de las condiciones del estado del mar; las normales y las extraordinarias. Las primeras generan las corrientes litorales producidas por el oleaje y a su vez trasporte litoral, en diversas direcciones. Este transporte es necesario evaluarlo e identificar sus fuentes de alimentación, así como su distribución, lo cual definirá las zonas de asolvamiento, erosión o de equilibrio; el trasporte perpendicular a la línea de playa está influenciado principalmente por las condiciones estacionales oceanográficas, por ello también es necesario realizar el estudio de balance del transporte de sedimentos que de igual manera permite identificar zonas de erosión y asolvamiento. Las condiciones extraordinarias, se asocian a las acciones de mayor efecto en materia de erosión y en muchos de los casos la perdida de material de manera rápida y de gran magnitud. Para validar estas hipótesis, se realizaron los siguientes trabajos. Recopilación de información histórica de las construcciones en el frente marítimo Estudios de oleaje, Indagación local y de registros en costa afuera en los últimos tres años Ilustración 1. Alturas de ola para una dirección de oleaje W Identificación de corrientes litorales para las direcciones más significantes en la zona de estudio. Estudio de vientos extremos en los últimos tres años Estudio de mareas en los últimos tres años Estudio de transporte litoral Fotografía 1. Muros verticales que incrementan la reflexión del oleaje incidente Además de los datos históricos de los estudios de campo ejecutados, fue necesario realizar simulaciones de algunos fenómenos que proporcionaran información para evaluar el comportamiento retrospectivo y futuro del comportamiento de la línea de playa. Para ello sirvió de apoyo el Sistema de Modelación Costera (SMC) creado por la Universidad de Cantabria, para estudiar la propagación del oleaje normal y extraordinario, el análisis de corrientes litorales y del transporte de sedimentos. Evolución de la playa Ilustración 2. Frecuencia de eventos meteorológicos extraordinarios desde 1949 a 2003 Los estudios anteriores permitieron concluir que la evolución del deterioro de la playa depende de factores que ocurrieron desde un pasado lejano como son las restricciones de aportes de sedimentos de escurrimientos locales y la destrucción de dunas, combinados con los más recientes relacionados con la construcción de estructuras costeras (muros verticales frente a los restaurantes y la construcción de la marina) que modifican la propagación del oleaje y consecuentemente el patrón de corrientes locales; transversales y longitudinales, principalmente en condiciones de eventos extremos. Fotografía 1 y 2.

3 Fotografía 2. Playa de Puerto Marqués antes de la erosión. Se observa la zona de trabajos para ganar terreno en la ZFMT. La magnitud de la influencia de cada uno de estos factores en el problema de la erosión de esta playa no es posible evaluar, y mayor es la dificultad al no contar con información oportuna correspondiente a los periodos de los sucesos ya mencionados. Es por ello que el enfoque de la solución se refiere a la restauración de la playa mediante un proceso de relleno. Relleno de playa Conceptualmente los trabajos de relleno de playa, conllevan una serie de acciones que se deben ejecutar para generar una playa más ancha y estable como objetivo final, para ello, en este documento se presentan de forma general una descripción de esos trabajos, con la finalidad de orientar las acciones a seguir para cumplir con dicho objetivo, que implica responder por lo general a una de las siguientes condiciones; la primera resulta del hecho de la pérdida de ancho de playa, a consecuencia del proceso costeros de erosión, y la segunda a una necesidad de ensanchar la franja de playa por atender proyectos que lo consideren. En ambos casos, se deben analizar todos los efectos dinámicos que puedan influir en la estabilidad del perfil nuevo de la playa, lo cual, puede traducirse en recursos de construcción, mantenimiento y longevidad de las obras. En una idea más amplia, la acción inicial demanda la evaluación del problema. Particularmente, en la zona de Playa Majahua, en la Bahía de Puerto Marqués, se han observado regresiones de la franja sur de playa, debido a las causas ya mencionadas, para lo cual, se ha evaluado la restauración de la franja de esta playa. Con la finalidad de acelerar los procesos que puedan o no estar implícitos en los procesos naturales del medio costero, es importante identificar las diferentes alternativas de solución que puedan ser factibles y de las cuales se deberá realizar un análisis de ingeniería e impacto ambiental de detalle así como el proceso de trámites y gestoría, previo a la construcción de la obra que mejor responda al análisis de costo beneficio. Desde el punto de vista de la ingeniería de costas, se pueden enumerar los estudios básicos necesarios para realizar un estudio de recuperación de playas, los cuales se pueden observar a continuación: Geometría del proyecto. Requerimiento de volumen de relleno. Estudios geotécnicos. Especificaciones del material de relleno Estructuras auxiliares Método de relleno Identificación de bancos de arena Propiedades del sedimento Análisis de eventos extraordinarios Accesos a la bahía Medio ambiente Estudios del clima marítimo Determinación de la vida útil del proyecto Impacto ambiental Tiempo de ejecución de las obras. Perfiles de playa De la información histórica de la batimetría con que se cuenta de la zona de estudio, se analizaron los perfiles de la playa, de los cuales se muestran los correspondientes a cinco secciones, consideradas como representativas, con la intención de identificar un perfil tipo en que actualmente funciona el sistema, estos son presentado en la fotografía 3 e ilustración 3, los cuales han sido manipulados para que coincidan con el Nivel de marea cero, respecto al NBMI. Fotografía 3. Ubicación de las secciones transversales representativas. Playa de la Bahía de Puerto Marqués. Ilustración 3. Perfiles de playa presentan cierta uniformidad entre ellos, con pequeñas variaciones.

4 Profundidad (m) Profundidad (m) 1er CONGRESO IBEROAMERICANO SOBRE SEDIMENTOS Y ECOLOGÍA Ilustración 3a. Perfil medio de la playa para condiciones actuales (2003) de la sección 4. el criterio de Dean and Dalrymple(2002), mediante la fórmula y Ax m ; donde y es la profundidad, x la distancia horizontal medida desde la línea de playa, m es un exponente de valor igual a 2 / 3. El factor A representa un parámetro de escala del sedimento que depende del diámetro D e igual a: 2 / 3 24D ed A D V gg b Dónde: D e D = disipación de energía por unidad de volumen para un sedimento de diámetro = densidad del agua g = aceleración de la gravedad b = índice de profundidad de rompimiento de las olas. Ilustración 4. Comparación de perfiles medios de los años 2001 y 2012 Este ejercicio se realizó para identificar las características de equilibrio del perfil de playa con diámetro de arena natural (actual), y el futuro para diferentes diámetros de arena que se identificará como artificial. Ilustración 6. Perfiles de equilibrio Series12 D=0.055 D=0.1 D=0.2 D= D=1.0 D=3.0 D=5.0 D=10 D=30 D=50 D=100 Ilustración 7. Comparación del Perfil Actual vs Perfil de equilibrio con D=0.4mm Distancia costa afuera (m) Ilustración 5. Perfiles de equilibrio para diferentes diámetros de arena. En Ilustración 5, se observa una nube de puntos que representan los valores reales de diferentes perfiles en la región de Playa Majahua, y las diferentes curvas de perfil de equilibrio de playa para diferentes diámetros posibles, que varían de mm hasta 100 mm, observando que la playa existente presenta una estabilidad para diámetros del orden de 1 a 3 mm, Ilustración 6. Estos perfiles fueron calculados con D=1.0 mm Sección media Distancia costa afuera (m) Ilustración 8. Comparación del Perfil Medio vs Perfil de equilibrio con D=1.0 mm

5 Profundidad (m) 1er CONGRESO IBEROAMERICANO SOBRE SEDIMENTOS Y ECOLOGÍA preliminar, se sugiere realizar la modelación de éste con el propósito de evaluar su funcionalidad. Si el diseño preliminar es justificado, se genera el diseño definitivo. El proceso concluye con la construcción de las obras; sin embargo, es importante considerar el mantenimiento, y monitoreo las obras implementadas. Ilustración 9. Comparación del Perfil Medio vs Perfil de equilibrio con D=1.5 mm La restauración de playas, comprende la colocación de grandes cantidades de arena de buena calidad desde lo alto de la playa con dirección al mar, ampliando la franja de arena seca que va del orden de 10 o 30 m, de acuerdo a las necesidades, por lo general, estos proyectos son inicialmente llevados a cabo a lo largo de una playa que ha sufrido graves daños D=3.0 mm Sección media Distancia costa afuera (m) Ilustración 10. Comparación del Perfil Medio vs Perfil de equilibrio con D=3.0 mm Restauración y estabilización de playas Para la restauración y estabilización de playas por erosión debida principalmente al oleaje extremo, se han analizado y utilizado diversas soluciones, las cuales se describen en este documento como etapa inicial para proponer la alternativa más adecuada al problema de la Playa Majahua en Puerto Marques Guerrero. De acuerdo al criterio que describe J. W. Kamphuis (2000), mismo que se describe en la ilustración 11, se observa la Ilustración 12. Sistema dinámico de erosión de playa y duna La restauración y estabilización de playas, está sujeta a un proceso recurrente de daño debido al impacto de los eventos extraordinarios, por lo cual es importante considerar las acciones de mantenimiento y de monitoreo como ya fue mencionado. La restauración y estabilización de playas implica la construcción de estructuras que involucra procesos significativamente costosos, entre otros, selección de bancos de material, procesos de extracción o fabricación de la arena adecuada, tamaño, forma, densidad, acarreos, depósito, etc. Bajo estas consideraciones, a continuación se propone la alternativa correspondiente a al proyecto preliminar que se consideró más viable para la restauración de la playa Majahua de Puerto Marqués, Guerrero. Ilustración 11. Secuencia de diseño según, J. W. Kamphuis (2000). Secuencia ideal de diseño. A partir del conocimiento del problema, se puede proponer un diseño preliminar, que por supuesto el conocimiento teórico es un elemento que acompaña permanentemente al todo el proceso. Posterior al diseño Proyecto preliminar restauración Este proyecto propone recuperar la playa Majahua, en una longitud de 300 m, paralela a la playa, con un ancho mínimo de playa de 10 m, en su parte más crítica, y penetración hacia el mar de 75 m. A esta distancia se propone construir una

6 estructura sumergida para retención de material de relleno a base de arena natural (que existe actualmente), con diámetro medio de 1.5 mm, para construir su perfil de equilibrio correspondiente. Se consideró que la playa es altamente turística y en consecuencia no debe instalarse ninguna estructura que genere riesgo para los visitantes y para el movimiento de embarcaciones, además de no generar ningún impacto visual negativo para el paisaje del entorno. Por otra parte se debe evitar que se modifique el patrón de corrientes, pero también que sea capaz de mantener en equilibrio los perfiles de la playa. Para estas circunstancias, la alternativa fundamental es la descrita que se presenta en la ilustración 13. Conclusiones La Conservación, restauración y manejo sustentable de la playa Majahua se requiere de manera urgente y sostenida. La propuesta de restauración de la playa pretende restablecer el equilibrio y el patrón local de movimiento de sedimento; además de tener impacto positivo en el paisaje. Referencias CRUZ L SERGIO, ET AL Proyecto del estudio de agitación con modelación numérica en el sureste de la bahía de puerto Marqués, Acapulco, Guerrero. Instituto Politécnico Nacional. DEAN R. AND DELRYMPLE R.A Coastal Processes with Engineering Applications. Cambridge University Press. U. K. IHCANTABRIA Documento Tematico de Regeneracion de Playas. Universidad de Cantabria, España. KAMPHUIS J. WILLIAM Introduction to Coastal Engineering and Management (Advanced Series on Ocean Engineering), World Scientific Publishing. Ilustración 13. Alternativa de recuperación de playa con perfil de equilibrio construido con arena natural (actual en lo alto de la playa) y diámetro medio de 1.5 mm. Esta alternativa puede modificarse en el caso de decidir ampliar el ancho de la playa a 20 m, lo cual demandaría un perfil de equilibrio diferente al anterior, proponiéndose en este caso el correspondiente a una arena natural de 3 mm, que podría extraerse de profundidades mayores, sería en su caso el más recomendable. La estructura se instalaría a mayor profundidad y a una distancia de 100 m. Ilustración 14. Ilustración 14. Alternativa de recuperación de playa con perfil de equilibrio construido con arena natural y diámetro medio de 3 mm.