LAS MAREAS
TABLA DE
MAREAS
Fuente:
http://www.dhn.mil.pe/
LAS MAREAS
TABLA DE MAREAS
–ANCON 2015
LAS MAREAS
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–ANCON 2015
LAS MAREAS
TABLA DE MAREAS
–ANCON 2015
LAS MAREAS
TABLA DE MAREAS
–ANCON 2015
LAS MAREAS
NMBSO ó MLWS: es el nivel promedio de
los bajamares de sicigias ordinarias.
A lo largo de toda la costa del Pacífico se
utiliza este valor característico como nivel
de referencia (nivel cero) para planos
batimétricos, cartas de navegación y para
todo tipo de obra portuaria.
LAS MAREAS
NMPSO ó MHWS: es el nivel promedio
de los pleamares de sicigias ordinarias.
Es un valor importante para establecer
cotas de muelles, altura de rompeolas, etc.
NMB ó MLW: es el promedio de todos los
bajamares
NMP ó MHW: es el promedio de todos los
pleamares
NMM ó MSL: es el promedio aritmético
entre el MHW y MLW.
LAS MAREAS
Paradeterminarlosnivelesbásicosantes
señaladosserequiereunregistrode
mareasdevariosaños.Sisedesea
eliminarlasvariacionesdelamareaporel
cambioenelángulodedeclinacióndela
Luna,sedebecontarconunperiodomínimo
deregistrode19años.
LAS MAREAS
LAS MAREAS
Enlaces de interés:
http://www.noaa.gov/
http://www.dhn.mil.pe/
http://www.imarpe.gob.pe/
OLAS CORTAS
TEORIA LINEAL DE OLAS
Se asume que las olas quedan descritas por
una función sinusoidal:
ω= sen(wt-kx)
donde: ω(frec. angular) = 2/ T
k (número de ola) = 2/ L
siendo T el periodo de la ola y L su longitud.
OLAS CORTAS
En la costa peruana, las olas provienen
mayormente del sur o del sur-oeste y
tienen un periodo de 13 a 14 s. Durante la
ocurrencia de bravezas, el periodo puede
incrementarse a 17 o 18 s.
S
SO
OLAS CORTAS
Las olas quedan totalmente descritas
cuando se establece las siguientes
características de las mismas:
•Periodo (T)
•Longitud (L)
•Celeridad (c)
•Angulo de aproximación ()
•Altura (H)
OLAS CORTAS
Enladescripcióndelasolasmediantela
teoríalineal,resultaimportanteel
planteamientodelallamadaecuaciónde
dispersión,querelacionaelperiodo(T)con
lalongitud(L)ylaprofundidaddisponible
(d):kdtanhgk
2
OLAS CORTAS
Usualmente, se requiere describir las
olas en tres regiones:
•Aguas profundas (cuando d/L 0.5)
•Aguas poco profundas (cuando d/L
0.04)
•Aguas de profundidad general (cuando
las olas transitan en una región
intermedia,en la que 0.04 < d/L < 0.5)
OLAS CORTAS
Lascondicionesenaguasprofundas
usualmentesedenotanmedianteel
subíndice“o”.
Elsiguientecuadroresume las
característicasdelasolasenaguas
profundasycuandotransitanenunazona
enquelaprofundidadmediadelmares“d”:
OLAS CORTAS
OLAS CORTAS
Características de las Olas en Aguas Profundas:
OLAS CORTAS
Características de las Olas en Aguas Profundas:
OLAS CORTAS
kd2senh
kd2
1kdtanh
1
Ksh
Los coeficientes de “shoaling” y de
refracción se determinan con las
siguientes relaciones:
cos
cos
Kr
o
OLAS CORTAS
WAVE SHOALING
OLAS CORTAS
WAVE REFRACTION
OLAS CORTAS
Rompimiento de las olas:
Lasolas,ensuavancehacialacosta,
reducensulongitud,conloquesevuelven
másescarpadas.Llegaunmomentoenel
queelempinamientodelaolanopuede
mantenerseyéstacolapsa.Elrompimiento
delasolasusualmenteocurrecuando:H/d
=0.60a0.72
Elconocimientodelazonaderompientees
importanteparalosestudiosdetransporte
desedimentos
OLAS CORTAS
OLAS CORTAS
Difracción de las Olas
Fenómenoenelcualsepresenta
transmisióndeenergíaenladirección
perpendicularaladepropagacióndelaola,
locualdalugaraqueéstagirealrededorde
unobstáculonaturaloartificial.
Elfenómenodedifraccióndelasolasha
sidoanalizadoporSommerfelt,quienha
planteadounasoluciónenfunciónalas
siguienteshipótesis:
OLAS CORTAS
•La profundidad es constante
•El espesor del obstáculo es pequeño
•No se produce reflexión
•La olas se describen mediante la teoría
lineal
Mediante esta solución, la altura de la ola
en cualquier punto se determina con la
llamada Espiral de Cornú.
OLAS CORTAS
WAVE
DIFFRACTION
OLAS CORTAS
Espiral de
Cornú
Para una ola no
perturbada, la altura
de la misma
corresponde a la
longitud del
segmento que une
los puntos +infinito y
–infinito en la
espiral de Cornú
OLAS CORTAS
Previamente se define el parámetro:
w = (r –y) / L
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
Existen varias formulaciones para el
cálculo del transporte. Entre ellas, se
tiene:
•Fórmula del CERC (Coastal Engineering
Research Center)
•Fórmula de Bijker
•Fórmula de Queens
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
Fórmula del CERC:
Está basada en mediciones y prototipos y
modelos, llevadas a cabo por el Beach
Erosion Board, predecesor del U.S. Army
Coastal Engineering Research Center.
La fórmula del CERC establece lo siguiente:brbr
2
brro
2
o
3
cossenKcH0195.0)s/m(S
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
LafórmuladelCERChasidobastante
utilizadadebidoasusimplicidad;sin
embargo, presenta lassiguientes
limitaciones:
•Sóloproporcionaeltransportetotalen
lazonaderompiente,sinbrindar
informaciónsobresudistribuciónen
dichazona.
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
La fórmula de Bijker requiere de los
siguientes datos:
•Altura de las olas, Ho
•Periodo de las olas, T
•Angulo de aproximación,
o
•Densidad de las partículas de arena,
s
•Densidad del agua,
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
•Tamaño de las partículas, D y D
90
•Rugosidad característica del lecho, r
•Pendiente de la playa, m
•Indice de rompimiento,
Adicionalmente, debe determinarse en
forma previa la velocidad de
sedimentación de las partículas (W)
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
Conlosdatosanteriores,esposible
determinarlarazóndetransportepara
diferentespuntos(deprofundidad“d”)
comprendidosenlazonaderompiente.
Elprocedimientoaseguireselsiguiente:
•Determinación de parámetros
cinemáticos:
H=d
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOSL
2
K
Kd
1
2
H
X
ˆ
b Kd
1
2
H
V
ˆ
x
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOSd
r
A
r
d12
log18C
90D
d12
log18´C
Rugosidad adimensional:
Coef. de Chezy real:
Coef. de Chezy para D
90:
Factor de rizos:2/3
´C
C
•Cálculo de parámetros de rugosidad:
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
194.0
b
w
r
X
ˆ
213.5977.5expf
•Determinación del coeficiente “f
w”:
para 1.47 < X
b/r < 300032.0f
w
para X
b/r < 1.47
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
•Cálculodelavelocidadpromediodela
corrienteenlavertical,parala
profundidad“d”enconsideración:m.d
f
C
c
sen
28
g5
V
wo
o
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
•Cálculo del esfuerzo cortante en el
fondo debido a la acción de la corriente
(
c)y debido a la acción combinada de las
olas y la corriente (
cw):g2
fC
w
2
2
c
C
V
g
2
x
ccw
V
V
ˆ
2
1
1
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
•DeterminacióndelparámetroZ*,a
partirdelconocimientodelavelocidad
desedimentación(W):cw
W
*Z
donde:
-constante de Von Karman = 0.4
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
•Determinacióndeltransportedefondo
porunidaddeancho,S
b:
cw
b
gD27.0
exp
C
gBDV
S
donde:
B –constante = 5.00
-densidad relat. sumergida = (
s-)/
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
•Determinación del transporte en
suspensión por unidad de ancho, S
s:QS83.1I
r
d33
ln.IS83.1S
b21bS
donde:
I
1e I
2son las llamadas integrales de
Einstein, las mismas que se determinan
con las siguientes ecuaciones:
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
d
1
A1
A
216.0I
*Z
1
A
*Z
1*Z
1
dln
1
A1
A
216.0I
*Z
1
A
*Z
1*Z
2
TRANSPORTE
LONGITUDINAL
DE SEDIMENTOS
Tabla que permite
encontrar la
relación Ss/Sb
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
Comentariosrespectodelafórmulade
Bijker:
a)Influencia de “r”:
Elaumentodelarugosidaddelfondo
hacedisminuirlavelocidaddela
corrientealolargodelacosta.Como
consecuencia,larazóndetransporte
disminuyeconunincrementodela
rugosidad.
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
b)Influencia de “D”:
Eldiámetro“D”tieneinfluencianosolo
eneltransportedefondo(S
b),sino
tambiénenlavelocidaddesedimentación
(W)yenelfactorderizos(μ).La
relaciónesbastantecompleja.
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
c)Influencia de “m”:
Puedeverificarsequelavelocidaddela
corrientealolargodelacostaaumenta
conunincrementodelapendientedela
playa.Sinembargo,unaumentode“m”
estrechalazonaderompiente,demodo
talqueeltransportetotalalolargode
unacostaconpendientemáspronunciada
sediferenciapocodeltransportealo
largodeunacostaconpendiente
moderada.
TRANSPORTE LONGITUDINAL DE
SEDIMENTOS
Fórmula de Queens
Estafórmulahasidodesarrolladapor
Kamphuis,delaUniversidaddeQueens,
Canadá.
Lafórmulaestablecelosiguiente:
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
Seanalizaráloscambiosqueocurrenenlalínea
costeracomoresultadodelevantarunrompeolas
transversalmentealalíneacostera,locualhade
originarunprocesodearenamientoprogresivo
contradichaestructura.
Paraello,seconsideraráquelaplayatieneuna
pendienteconstantehastaunaciertaprofundidad
“h”,apartirdelacualelfondoesprácticamente
horizontal.
SeadoptaráelplanteamientodePelnard-
Considere.
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
Elplanteamientodelasecuacionesdecontinuidad
ydemovimientoconducealaobtencióndela
siguienterelación:
donde:a=s/h
siendo:s=S
x/´
Sx–transportelongitudinaldesedimentos
´-ángulodeaproximacióndelasolasenla
profundidadconstante“h”.
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
Pararesolverlaecuaciónanteriorserequiereuna
condicióninicial(parat=0)ydoscondicionesde
borde,asociadasalaregióndeanálisis.
Arenamientocontraunrompeolasrecto,depoco
espesoryortogonalaunacostarecta:
x
y
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
Condicióninicial(parat=0):y=0paratodox
Condicionesdeborde:
Sx=Sparax=-∞
Sx=0parax=0
Estaúltimacondicióndebordesignificaquela
líneadelacostaenelpuntox=0esparalelaal
frentedeolasincidente.
Resolviendolaecuacióndiferencialconlas
condicionesdebordeindicadasseobtiene:
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
donde:
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
La tabla permite
determinar θy el
término entre
corchetes en función
de “u”:
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
Transporteenlacrestadelrompeolas:
Eltransportequedesbordarálacrestadel
rompeolasdesdeelinstantet
1enadelantese
determinaresolviendolaecuacióndiferencial
generalconunnuevoconjuntodecondicionesde
bordeeinicial:
Condic.deborde: y=Lparax=0
S
x=Sparax=-∞
Condic.inicial:y=0parax<0
y=Lparax=0
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
CAMBIOS EN EL PERFIL DE LA
COSTA
Comocomprobación,eltransporteenlacrestadel
rompeolasparat=t
1deberíasercero.Sin
embargo,alaplicarlaecuación,resulta:
S(x = 0) = 0.189 S
Serequiereentoncesefectuarlacorrección
siguiente:
t/t1
Valor
teóricoCorregido
1.00 0.189 0.000
1.25 0.316 0.298
1.50 0.398 0.394
2.00 0.499 0.499
DISEÑO DE ROMPEOLAS
FUNCIONES DE UN ROMPEOLAS:
•Brindar protección a un área determinada
contra el efecto de las olas.
•Evitar o limitar el arenamiento.
•Guiar la corriente.
•Proporcionar, en algunos casos,
facilidades portuarias.
DISEÑO DE ROMPEOLAS
DISEÑO DE ROMPEOLAS
CLASIFICACION DE LOS ROMPEOLAS:
•Rompeolas de enrocado (del tipo rubble-
mound)
•Rompeolas monolítico (del tipo caisson)
•Rompeolas compuesto
•Rompeolas neumático o hidráulico
•Rompeolas flotante
DISEÑO DE ROMPEOLAS
LafórmuladeIrribarren-Hudson,permite
determinarelpesorequeridodelos
elementosdelaprimeracapa.
cgtK
gH
W
3
D
3
S
Lafórmulaanterioresaplicableataludes
nomáspronunciadosque1.5:1
DISEÑO DE ROMPEOLAS
Costocapitalizadodeldaño:
Seconsideraqueparaalturasdeola
menoresoigualesaladediseño,eldaño
esmínimo.Sebuscaestablecerquédaño
causaríanHsmayoresalvalordediseño.
DelafórmuladeHudson:3/1
D
*
D
S
*
S
K
K
H
H
DISEÑO DE ROMPEOLAS
donde:
H
S–alturadeoladediseño;paralacualno
haydaño
K
D–coeficientededaño,para0%dedaño
H
S*-alturadeolaquecausaunporcentaje
dedañotalqueelcorrespondiente
coeficientededañoesK
D*.
Porejemplo,enelcasodetetrápodos
setiene:
DISEÑO DE ROMPEOLAS
Debetambiénobservarsequelamáxima
alturadeolaquepuedeocurriresH
Smax=
d/2