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TABLA DE CONTENIDO
1       FICHA TECNICA.................................................................................................................................................... 3
2       ANTECEDENTES ..................................................................................................................................................... 4
3       JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO .................................................................................................................... 5
4     OBJETIVOS .............................................................................................................................................................. 6
    4.1  OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................................... 6
    4.2  OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................................... 6

5       ÁREA DE ESTUDIO ................................................................................................................................................ 7
6     TRABAJOS DE BATIMETRÍA ............................................................................................................................... 8
    6.1    BATIMETRÍA Y CARTA DEL SITIO CRUCITA ........................................................................................................ 8
      6.1.1     Alcance................................................................................................................................................. 8
      6.1.2     Sondeo .................................................................................................................................................. 8
      6.1.3     Método de Posicionamiento ...................................................................................................... 9
      6.1.4     Elaboración de Planos ................................................................................................................... 9
      6.1.5     Descripción Batimétrica de Crucita ..................................................................................... 10
7     DESCRIPCIÓN DEL BORDE COSTERO ......................................................................................................... 11
    7.1    BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ ........................................................................................ 11
    7.2    BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ ........................................................................................ 12
      7.2.1    Sector Charapoto – Crucita ...................................................................................................... 12
      7.2.2    Sector Crucita – Jaramijó............................................................................................................ 13
8     OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS ............................................................................................ 14
    8.1    METEOROLOGÍA.............................................................................................................................................. 14
      8.1.1    Precipitación ..................................................................................................................................... 15
      8.1.2    Temperatura del Aire .................................................................................................................... 15
      8.1.3    Temperatura Superficial del Mar ............................................................................................. 16
    8.2    VIENTOS ........................................................................................................................................................... 16
      8.2.1    Vientos Temporales ........................................................................................................................ 18
      8.2.2    Vientos Extremos ............................................................................................................................. 19
    8.3    OLAS ................................................................................................................................................................ 20
      8.3.1    Oleaje en la Costa Ecuatoriana .............................................................................................. 20
      8.3.2    Metodología de estimación de olas en aguas someras ............................................. 22
      8.3.3    Oleaje en Zona de Rompientes ............................................................................................. 22
    8.4    REFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS...................................................................................................... 25
      8.4.1    Crucita ................................................................................................................................................. 25
    8.5    DIFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS ...................................................................................................... 27
      8.5.1    Crucita ................................................................................................................................................. 29
    8.6    CORRIENTES ..................................................................................................................................................... 29
      8.6.1    Metodología de Medición ......................................................................................................... 29
      8.6.2    Circulación de corrientes superficiales y subsuperficiales .......................................... 30
      8.6.3    Circulación de corrientes de fondo somero ..................................................................... 32
      8.6.4    Corrientes Litorales ......................................................................................................................... 33
    8.7    TRANSPORTE LITORAL ...................................................................................................................................... 34
      8.7.1    Características de la costa y transporte litoral en Crucita ......................................... 36
    8.8    MAREAS Y ELEVACIÓN MEDIA DEL MAR...................................................................................................... 38
      8.8.1    Mareas ................................................................................................................................................. 38
      8.8.2    Elevación del Nivel del Mar ....................................................................................................... 39
9     EL NIÑO Y TSUNAMIS CERCA DE LAS COSTAS DEL ECUADOR ....................................................... 41
    9.1   EL NIÑO ............................................................................................................................................................ 41



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                                                                         página i
9.2         TSUNAMIS......................................................................................................................................................... 43
10 ANÁLISIS DE RIESGOS ...................................................................................................................................... 45
  10.1 RIESGO SÍSMICO ............................................................................................................................................. 45
  10.2 RIESGO GEOMORFOLÓGICO ........................................................................................................................ 47
11 CRITERIOS: COMPARACIÓN VARIABLES OCEANOGRÁFICAS ....................................................... 48
  11.1 ALTURA DE OLAS Y VIENTOS .......................................................................................................................... 48
  11.2 CORRIENTES SUPERFICIALES Y VIENTOS.......................................................................................................... 48
  11.3 CORRIENTES LITORALES Y VIENTOS ................................................................................................................. 48
  11.4 CORRIENTES LITORALES Y MAREAS ................................................................................................................. 48
  11.5 OLAS EXTREMAS ............................................................................................................................................. 48
    11.5.1 Olas Extremas en Aguas Abiertas Jaramijó ........................................................................ 49
    11.5.2 Condiciones Extremas en Rompiente de Olas Jaramijó .............................................. 49
    11.5.3 Ola de Diseño Jaramijó ............................................................................................................... 49
12 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS .......................................................................................................................... 51
  12.1 CRITERIOS DE PREDISEÑO ................................................................................................................................ 51
  12.2 CRITERIOS DE INGENIERÍA DE COSTAS............................................................................................................ 51
  12.3 ALTERNATIVAS PROPUESTAS ............................................................................................................................ 51
    12.3.1 Alternativa 1: Escollera Marginal ............................................................................................. 51
    12.3.2 Alternativa 2: Espigones Sucesivos una dimensión ........................................................ 52
    12.3.3 Alternativa 3: Espigones Sucesivos dos dimensiones .................................................... 53
    12.3.4 Matrices de Comparación ........................................................................................................ 54
    12.3.5 Resultado Previsto .......................................................................................................................... 55
    12.3.6 Costos de la Alternativa Propuesta ....................................................................................... 56
13 CONCLUSION Y RECOMENDACIÓN ......................................................................................................... 57
  13.1 CONCLUSIÓN................................................................................................................................................... 57
  13.2 RECOMENDACIÓN .......................................................................................................................................... 57
14 FASE SIGUIENTE .................................................................................................................................................. 58
15 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................................... 59
16 ANEXOS ................................................................................................................................................................. 61
  16.1 ANEXO A: PLANOS BATIMETRIA .................................................................................................................. 61
  16.2 ANEXO B: EMPLAZAMIENTO DE LOS ESPIGONES ....................................................................................... 62
  16.3 ANEXO C: TRANSPORTE LITORAL ................................................................................................................. 63
  16.4 ANEXO D: COSTOS DEL PROYECTO ............................................................................................................. 64
  16.5 ANEXO E: ARCHIVO FOTOGRÁFICO .......................................................................................................... 65




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                                                                         página ii
1 FICHA TECNICA

               Proyecto:                 Construcción de Espigones


                  Fase:                        Anteproyecto


        Ubicación Geográfica:           Crucita 9´903.460 S, 551.886E


Nombre del Promotor del Proyecto :   Subsecretaria de Recursos Pesqueros


            Equipo Técnico:


            Galo Navarrete                  Director del Proyecto


              Pablo Suárez             Dirección Técnica del Proyecto


             Karina Abata            Componente Oceanográfico / Físico


            Mónica Ludeña                        Ingeniería


            Estanislao Tapia                     Batimetría


             Karina Abata                     Medición de olas


             Andrés Avilés                 Medición de corrientes




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                         página 3
2 ANTECEDENTES
El Gobierno Municipal de Portoviejo, como una de sus líneas de acción, ha visto la
necesidad de proteger la playa de la Parroquia Crucita, así como también generar
sedimentación que mejore sus playas; por lo que se ha contratado con la Empresa
Consultora GANAM Cía. Ltda., los Estudios de Prefactibilidad de Ingeniería de Costas y
Obras Portuarias, para la Construcción de los Espigones en Crucita, para protección y
regeneración de la playa.

Crucita, anteriormente fue un caserío de la parroquia Charapotó del cantón Sucre, a
la que perteneció hasta que por decreto supremo publicado en el Registro Oficial No.
605 del 12 de junio de 1978, fue parroquializada y pasó a integrar el cantón Portoviejo.
La distancia entre Portoviejo y Crucita es de 30 kilómetros, recorrido que toma 30
minutos. Crucita limita al norte con San Jacinto y San Clemente, al sur con el cantón
Jaramijó, al este con Charapotó, El Pueblito, Cañitas y al oeste con el Océano Pacífico.

Crucita tiene actualmente 12 mil habitantes y su población se dedica al turismo, pesca
artesanal y la agricultura. Crucita es un balneario de 13 Km de playa, que ofrece
todos los turistas opciones interesantes y diferentes, es poseedora de un hermoso
estuario denominado La Boca, ubicado en la desembocadura del río Portoviejo,
gracias a sus manglares y árboles originarios del sector se ha convertido en un
magnífico hábitat donde existe más de 40 especies de aves, existiendo el pelícano, las
gaviotas, las garzas blancas, galletera, cangrejeras, guacos, patitas, marinas, pato
cuervo, patillos, aves migratorias y otras especies que convierten al sector en lugar
ideal para el estudio de la fauna marina.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                            página 4
3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
La Playa de Crucita, ha presentado cambios, la existencia de una playa ancha en la
que turistas podían disfrutar del sol y la arena ha disminuido.                    Se presentan
adicionalmente en Crucita problemas erosivos y embate directo del oleaje, por lo que
se debe generar un anteproyecto, para la ubicación de estructuras para proteger la
línea de costa.

Por otro lado los impactos de los últimos eventos El Niño/Oscilación Sur (ENOS 1982-83,
1997-98) extremos han contribuido a que los procesos de erosión y sedimentación sean
mucho más agresivos que en casos anteriores y por ende afecten la morfología
costera y el fondo marino.

                              Figura 3-1. Área de Ubicación del Proyecto Crucita




                                            FUENTE: GOOGLE MAP




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4 OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GENERAL
Presentar la información de Ingeniería de Costas para generar un diagnóstico de las
condiciones del sitio para el emplazamiento de una estructura de protección y
mejoramiento de la playa.


4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

En base a información de segundo orden, o bibliográfica:

    Establecer un régimen de oleajes de las zonas, alturas y periodos significativos
       que permitan caracterizar condiciones del sitio.

    Establecer la         refracción de los frentes de ondas que inciden en el área de
       estudio de implantación de las estructuras de protección

    Determinar el transporte litoral debido a régimen del oleaje, corrientes,
       características de la arena, perfil de la playa.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                            página 6
5 ÁREA DE ESTUDIO
El área de influencia para el análisis de la dinámica oceánica se ubica también en
esta área, como un ecosistema relativamente independiente y geográficamente
relacionado con los sistemas circundantes.

Hacia el norte del Cantón Jaramijó se encuentra ubicada la parroquia Crucita del
Cantón Portoviejo, el sector turístico, las playas de turismo masivo, inician desde el sitio
denominado El Mirador de Crucita, hasta la desembocadura del Río Portoviejo. En la
siguiente tabla se presentan las coordenadas métricas (UTM), del centroide del área
de Estudio; bajo el sistema geográfico mundial WGS 84: (Sentido Horario).

                                                 Tabla 5-1
                            Ubicación Geográfica del área de estudio en Jaramijó

                                               Coordenadas UTM

                                        Este                   Norte

                                     551.893,26            9´903.479,26

                                          FUENTE: Grupo Consultor


                                     Figura 5-1. Área de Estudio Crucita




                                        Elaboración: Grupo Consultor



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                 página 7
6 TRABAJOS DE BATIMETRÍA
La Información Batimétrica fue obtenida por un proceso cartográfico y verificación de
perfiles.


6.1 BATIMETRÍA Y CARTA DEL SITIO CRUCITA

Se tiene la siguiente información.

6.1.1    Alcance

Para obtener el plano hidrográfico realizo tuvo el siguiente alcance:

       Reconocimiento.
       Verificación de información disponible
       Proceso Cartográfico
       Elaboración de planos finales
                                     Figura 6-1. Ubicación de Crucita




                                         Fuente: GOOGLE EARTH

6.1.2    Sondeo

Se realizó la verificación del sondeo, empleando un escandallo.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                          página 8
Embarcación ingresando al agua              Calado de los equipos en Tierra




        Toma de Posiciones a la Embarcación         Embarcación tomando profundidades

6.1.3    Método de Posicionamiento

Para el posicionamiento de las sondas recolectadas se utilizó una estación en tierra,
con un punto horizontal, conocido y posicionamiento de la embarcación.

6.1.4    Elaboración de Planos

El proceso cartográfico seguido para la confección del plano final fue:

        Concluido el cálculo en la hoja electrónica se procedió a utilizar un Programa
         en Autoslisp       de AutoCad que traslada las coordenadas y valores de las
         profundidades al plano correspondiente.

        Hoja de Borrador en Cuadrícula Transversal de Mercator.

        Reploteo de posiciones en coordenadas UTM

        Trazado de los veriles

        Trazado de escala gráfica

        Escritura de rótulos




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                  página 9
Figura 6-2. Plano batimétrico Crucita




                                                                     Fuente: GANAM

6.1.5                     Descripción Batimétrica de Crucita

Frente al área de la población de Crucita, existe una pendiente de 2,6 %; hacia el
norte, la pendiente, aumenta hasta llegar a tener pendientes de hasta 6,4 %, más
hacia el norte, donde termina el poblado, hay una pendiente de 5,1 %, esto denota,
una playa propensa y sujeta a erosionarse. A continuación se presentan el perfil, para
la pendiente de 6,4 %:

                                             Figura 6-3. Ubicación de las líneas de perfiles batimétricos

                                       0

                                      -2
        Profundidad (m)




                                      -4

                                      -6

                                      -8

                                     -10

                                     -12
                                              0      25         46     64     78      92     99    118      137   148   155
                           Profundidad (m)     0      -1        -2     -3      -4     -5     -6    -7       -8    -9    -10


                                                                 Fuente: Grupo Consultor




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                                      página 10
7 DESCRIPCIÓN DEL BORDE COSTERO
Se realizará un análisis del borde costero del Área de Estudio, para verificar
profundidades y condiciones de geomorfología del mismo, este constituye el primer
análisis para luego en función de los requerimientos operacionales ir ajustando la
ubicación de la protección costera conforme la metodología establecida en la
propuesta.


7.1 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ

Es importante realizar un análisis preliminar de la franja costera de la Provincia de
Manabí, donde se identifican 10 sectores diferentes en la línea de costa según Ayón
1998. Las siguientes son las principales características en una costa con procesos muy
activos, el análisis se hace desde el norte, límite con la provincia de Esmeraldas, hasta
el Sur, límite con la Provincia de Santa Elena.

                                     Figura 7-1. Provincia de Manabí




                                         Fuente: INFOPLAN 2007




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                             página 11
En la franja costera de la Provincia de Manabí tienen cabida actividades actuales y
potenciales, que son medulares para la subsistencia y desarrollo de la nación
ecuatoriana: el cultivo del camarón, la pesca, la recreación masiva estacional, la
agricultura cercana al borde costero, el desarrollo urbano, industrias diversas,
transporte acuático, la esperada explotación de gas de hidrocarburo, el ecoturismo, y
otras.   De esas mismas actividades surgen los complejos y hondos problemas que
forman los retos a enfrentar en el ordenamiento y el desarrollo sostenible. Más
adelante, se enfocará el tema de los usos y actividades que están operando en los
ecosistemas litorales. Sin entrar a debatir los matices de los términos «uso» y «actividad»,
que preocupa a muchos interesados o especialistas en administración, debemos
identificar las actividades más destacadas por su significado social y económico,
puesto que de la armonización de los intereses más fuertes dependerá la viabilidad
del ordenamiento.          La presión del desarrollo económico, representada en la faja
costera por ocupación de espacio y fuertes inversiones, recae frontalmente en los
recursos independientemente considerados, mientras que la gestión ambiental
demanda que la aproximación administrativa considere integralmente al ecosistema.
Acoger esta necesidad como requisito del ordenamiento y del desarrollo social es
particularmente importante en un país como el Ecuador, donde muchas veces la
urgencia en la búsqueda de recursos económicos para el financiamiento de las
operaciones del Estado, las insuficiencias legales y administrativas sectoriales y la falta
de conocimiento o de sensibilidad de empresarios y autoridades, aportan condiciones
que aceleran el deterioro del ambiente natural.


7.2 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ

7.2.1    Sector Charapoto – Crucita

Se extiende 15 km., se ha desarrollado el valle aluvial del rio Portoviejo, limitado en la
costa por un cordón litoral que encierra un ambiente lagunar con escasos manglares.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                página 12
Figura 7-2: Sector Punta Charapotó-Crucita




                                             Fuente: Google Earth 2010

7.2.2    Sector Crucita – Jaramijó

La extensión de este tramo es de 26 km. Alternan acantilados de mediana a baja
altura y playas arenosas bajas, excepto en Punta Jaramijó donde se observa playas de
gravas y plataforma rocosa. Las corrientes de resaca son notorias en Punta Jaramijó y
Manta.

                                          Figura 7-3: Sector Crucita-Manta




                                             Fuente: Google Earth 2010



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                página 13
8 OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS
El estudio del régimen normal de la presión atmosférica que actúa sobre el Océano
Pacifico, con énfasis en el área Noreste del Pacífico Sur, es primordial por su relevancia
en la generación de vientos que afectan a nuestras costas. En estado normal, la
circulación atmosférica en el Océano Pacífico está gobernada por centros de alta
presión del hemisferio Norte y Sur, ubicadas alrededor del 35ºN-140ºW y 30ºS-50ºW,
respectivamente. Estos centros anticiclónicos cambian de posición durante el año;
siendo el más variable en posición el centro de presión del Pacífico Norte y son los que
inciden particularmente en el área de estudio, aproximadamente entre los meses de
diciembre a mayo.

                Figura 8-1. Centros de alta y baja presión atmosféricas en el Océano Pacifico




                                            Fuente: NOAA 2008


8.1 METEOROLOGÍA

En el Ecuador, en la zona costera, presenta características especialmente de clima
tropical, de acuerdo a la clasificación de Köppen, sin embargo se pueden encontrar
sub-clasificaciones para regiones más pequeñas, pero en general existen dos
estaciones, una fría y seca; y una húmeda y lluviosa. Conforme lo indica Moreano, et
al 83, la etapa de lluvias en esta zona comienza en Enero y termina en Abril está
asociada a un alto índice de humedad, altas temperaturas y una nubosidad
compuesta principalmente de cúmulus, estratocúmulus y cúmulus nimbus, además
existe un debilitamiento de los vientos provenientes desde el sur y un ligero aumento
de aquellos que provienen desde el norte. En los ocho meses restantes la temperatura
disminuye apreciablemente, las lluvias desaparecen, los vientos del sur aumentan en
fuerza y se forma una capa de nubes estratos que cubre la costa y que se extiende
hacia el occidente sobrepasando aún las Islas Galápagos. Estas condiciones de la
climatología costera son a no dudarlo un resultado de la interacción océano -
atmósfera en esta parte del Pacífico Oriental Tropical.


Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                              página 14
8.1.1    Precipitación

En la época de lluvias (enero-mayo), el promedio en año normal es de 70.38 mm de
precipitación y en la época seca (junio-diciembre) el promedio es de 5.88 mm. Los
meses de agosto, septiembre y octubre son los más secos con precipitaciones casi
nulas, y los meses de enero, febrero y marzo                son los de mayor precipitación.   La
precipitación anual es severamente alterada en los años en que se presenta el evento
de El Niño, cuando el promedio de precipitación suele ser más alto.

                             Figura 8-2. Precipitación Máxima y Normal Mensual




                                        Fuente INOCAR 1975 -2008

8.1.2    Temperatura del Aire

Respecto a la temperatura del aire en la zona que comprende el área de estudio, en
forma general, las mayores temperaturas ocurren entre los meses de febrero a abril,
oscilando entre 26 y 26.5ºC, siendo estos meses los más cálidos. Las menores
temperaturas se registraron entre junio y diciembre con el valor mínimo de 23.1ºC en el
mes de agosto.

                             Figura 8-3. Temperatura Promedio Mensual del Aire




                                           Fuente: INOCAR 2008



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8.1.3    Temperatura Superficial del Mar

Los registros de temperatura superficial del mar indican una tendencia estacional. Los
meses más cálidos corresponden a Febrero y Marzo, con promedios de 27.3ºC; y los
meses de menor temperatura a la época seca, con Agosto como el más frío, con una
temperatura de 24.5ºC. Los años más cálidos corresponden al evento El Niño 1997 y
1998, en los cuales la temperatura promedio anual fue de 27.1 y 27.0ºC,
respectivamente. En la figura que se muestra a continuación se observa la
temperatura superficial promedio del mar para un año normal.

                                          Figura 8-4. Temperatura superficial media del mar (1952 – 2006)

                                                               28

                                                              27,5

                                                               27
                         Tempeartura Superficial del Mar °C




                                                              26,5

                                                               26

                                                              25,5

                                                               25

                                                              24,5

                                                               24

                                                              23,5

                                                               23

                                                              22,5
                                                                     Ene    Feb     Mar    Abr    May    Jun    Jul    Ago    Sep    Oct    Nov      Dic
         Temperatura Media Super. Mar °C                             27,3   27,4    27,4   27,1   26,4   25,7   24,9   24,3   24,7   25,1   25,6     26,6


                                                                                  Fuente: INOCAR 2008


8.2 VIENTOS

Por encima de los 1000 metros de altura, los vientos se comportan de acuerdo a un
balance geostrófico entre las fuerzas de gradientes locales y las de Coriolis, por debajo
de esa altura, los efectos de fricción debido a la presencia del océano distorsionan el
campo de vientos; así la velocidad y su dirección son una función de la elevación
sobre la superficie media, rugosidad de la superficie, diferencias de temperatura entre
aire-mar y los gradientes horizontales de temperatura. El oleaje crece como resultado
del flujo de energía del aire existente sobre él. Para el caso de predicción del oleaje se
obtiene de observaciones directa a lo largo del Fetch (centros de alta presión
atmosférica), o a lo largo del mismo en función del tiempo. Para el análisis de vientos
en las áreas de implantación de los muelles, se referirá a los Vientos Temporales y a los
Vientos Extremos.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                                                                 página 16
Figura 8-5. Magnitud y dirección del viento (10 m) Octubre del 2008




                                            Fuente: NOAA 2008


                      Figura 8-6. Magnitud y dirección del viento (10 m) enero del 2009




                                            Fuente: NOAA 2009

A nivel local, la mayoría de los vientos en el área de estudio (brisas marinas) se
producen por el cambio de temperatura del aire que se encuentra en la superficie del
mar como también del que se encuentra en la costa; proceso en el cual el aire
caliente tiende a ascender y su lugar es reemplazado por corrientes de aire frío, en el
día la brisa viene del mar hacia la costa y en la noche el proceso es a la inversa.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                         página 17
Figura 8-7. Variación de velocidad de viento medida in situ

                   4,500 m/s


                   4,000 m/s


                   3,500 m/s


                   3,000 m/s


                   2,500 m/s


                   2,000 m/s


                   1,500 m/s


                   1,000 m/s


                   0,500 m/s


                   0,000 m/s
                                 8H       9H        10 H      11 H      12 H      13 H      14 H      15 H      16 H      17 H      18 H
              Velocidad (m/s) 0,336 m/s 0,812 m/s 1,288 m/s 3,640 m/s 3,640 m/s 4,060 m/s 3,780 m/s 3,500 m/s 2,380 m/s 2,100 m/s 1,820 m/s




                                         Elaboración: Grupo consultor – Enero 2009

8.2.1    Vientos Temporales

El procesamiento de los datos incluyó el cálculo de velocidades de viento máxima y
promedio, para cada mes durante los 35 años de registro, más la generación de tablas
de frecuencia como una función de velocidad y dirección. La Tabla que se muestra a
continuación,          muestra el viento promedio y máximo mensual del registro por un
periodo de 34 años. Estos valores son consistentes con los estudios previos, en los cuales
la media de velocidades de viento fue superior durante la temporada de sequía de
Julio a Diciembre. Las velocidades promedio del viento entran en un rango de 2.4 m/s
en Febrero, y 3.8 m/s de Septiembre a Noviembre, con una velocidad máxima de 30.4
m/s en el mes de julio.
                                      Tabla 8-1. Estadísticas Mensuales de Viento (m/s)

                      Ene       Feb      Mar      Abr       May        Jun       Jul      Ago       Sep       Oct       Nov       Dic         Tot

    Viento Prom.       3.0      2.4      2.5       2.7       3.1       3.4       3.6       3.6       3.8       3.7      3.8       3.7         3.4

    Viento Max        17.6      24.5     24.5     16.1       9.8      23.5      30.4      24.5      14.7      16.7      19.6     17.6         30.6

                               Fuente: Aeropuerto Eloy Alfaro, Manta, Ecuador (1973-2008)

Basado en registros de datos entre los años de 1973 a 2008 en el Aeropuerto Eloy Alfaro
de la ciudad de Manta, las velocidades del viento representan promedios de 10
minutos recolectados a una elevación de 14 m y corregidos a una elevación de 10 m.

La Figura a continuación muestra rosetas de vientos generadas según datos por hora.
Incluye el conjunto completo de datos, y también generadas para temporadas
húmedas y secas. En este análisis, la temporada húmeda se definió de Enero a Junio,




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                                                      página 18
mientras que la temporada de sequía de Julio a Diciembre, consistente con la
convención utilizada para los reportes de ESPOL y Moffat & Nichol.

Los vientos dominantes son WSW (oeste -suroeste) y son más notorios en la temporada
seca. Durante la época de lluvia se observan vientos WNW (oeste-noroeste), con
mayor frecuencia y una mayor magnitud, pero la dirección predominante sigue siendo
el tramo S-SW.

En general, durante todo el año, el 66% de los vientos provienen del tercer cuadrante,
esto es con una dirección predominante del WSW 34%; los vientos del SW representan
alrededor del 32%. Los periodos de calma son más prolongados en el primer semestre
del año. Las Velocidades máximas están e asociadas a los meses que corresponden al
cambio de estación.

                               Figura 8-8. Dirección de Vientos Predominantes

                                                       Rosa de los vientos
                                                                N
                                                        35.00%
                                                 NNW                         NNE
                                                       30.00%
                                            NW         25.00%                        NE

                                                       20.00%

                                     WNW               15.00%
                                                                                          ENE
                                                       10.00%

                                                         5.00%

                                     W                   0.00%                             E




                                     WSW                                                  ESE



                                            SW                                       SE


                                                 SSW                         SSE
                                                                 S

                                            Elaboración: Grupo Consultor

8.2.2    Vientos Extremos

En la Tabla a continuación presenta los resultados de estos cálculos para periodos de
retorno de 2, 5, 10, 25, 50, y 100 años y para periodos de viento promedio de 1 hora, 10
minutos, 30 segundos y 3 segundos.
                            Tabla 8-2. Periodos de Retorno - Velocidad del Viento

                                                              Velocidad del Viento (m/s)
    PERIODO DE RETORNO        Viento 1-hora       Viento 10-minutos                Viento 30-segundos    Ráfaga
                                                                                                        3-segundos

            2-años                   13.8                   14.5                           18.3            20.9

            5-años                   18.9                   19.9                           25.1            28.6

           10-años                   22.2                   23.4                           29.5            33.7

           25-años                   26.5                   27.9                           35.2            40.2




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Velocidad del Viento (m/s)
    PERIODO DE RETORNO        Viento 1-hora      Viento 10-minutos   Viento 30-segundos    Ráfaga
                                                                                          3-segundos

           50-años                   29.6              31.2                 39.4             45.0

           100-años                  32.8              34.5                 43.5             49.7

                                            Elaboración: Grupo Consultor


8.3 OLAS

En la formación de las olas y sus características influyen numerosos factores, tales como:
la variación de la presión atmosférica, la configuración y profundidad del fondo
marino, la salinidad, la temperatura del agua, pero sobre todo, la fuerza generatriz del
viento; excepto las causadas por las erupciones volcánicas o movimiento de las
placas tectónicas (tsunamis) producidas en el fondo marino y las producidas por
efecto de las mareas.

De acuerdo a estudios realizados por Cardin y Allauca (1988), las olas frente a las
costas ecuatorianas corresponden a olas generadas en lugares distantes, conocidas
como mar de fondo. Las olas de mar de fondo o tipo swell, presentan en el océano
abierto un perfil casi sinusoidal, son olas largas de crestas suaves, las cuales al entrar a
aguas someras sufren transformaciones, que empiezan cuando sienten el fondo, lo
que ocurre a una profundidad aproximada igual a la ½ de la longitud de onda en
aguas profundas (Lo), llegando a ser más significativa a una profundidad igual a un
cuarto de Lo.

En aguas profundas, tratándose de mar de viento, únicamente rompen las olas que
son inestables, o lo que es lo mismo las muy abruptas, la de pendiente suficientemente
acusada para que la velocidad de las partículas de agua en las crestas sea mayor
que la de propagación de la ola, entonces se escapa el agua de la cresta hacia
adelante originándose los rociones. Dicha pendiente se obtiene dividiendo la altura de
la ola (H) por la longitud de onda (L). Cuando esa pendiente es mayor a 1/7, la ola
rompe. El mar de fondo, después de un largo recorrido sólo contiene olas con líneas
de cresta muy largas, de poca pendiente (poca altura y mucha longitud de onda).

8.3.1    Oleaje en la Costa Ecuatoriana

Las costas ecuatorianas están delineadas por los meridianos 80º - 100º oeste y los
paralelos 0º-10º sur. Las alturas predominantes de olas en aguas profundas en las
costas ecuatorianas son de 1.0 -2.5 m con periodos de 8 segundos, con frentes más
recurrentes de 255º y 315 (W-SW) (Sánchez 1991). En las figuras a continuación se



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                              página 20
muestran porcentajes de ocurrencia para alturas periodos y direcciones en aguas
profundas de la costa ecuatoriana.

               Figura 8-9. Porcentaje de ocurrencia de altura de olas en las costas del Ecuador




                          Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991)


                Figura 8-10. Porcentaje de ocurrencia de periodos en las costas del Ecuador




                          Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991)


     Figura 8-11. Porcentaje de ocurrencia de dirección grados magnéticos en las costas del Ecuador




                          Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991)




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                página 21
8.3.2     Metodología de estimación de olas en aguas someras

La acción del oleaje sobre estructuras costeras es el factor de mayor importancia a
determinar para la concepción de las mismas. Al no existir en muchos de los lugares de
la costa ecuatoriana equipos de medición continua, la caracterización del oleaje en
los sitios de implantaciones de los muelles se determina visualmente y se hace
referencia a diferentes estudios similares en las áreas de ubicación del proyecto.

El tipo de rompiente fue determinado visualmente clasificándolas de acuerdo con las
normas internacionales para rompientes. El ángulo de aproximación del oleaje fue
determinado con el uso de una brújula.

La determinación horaria del ancho de la zona de rompiente fue realizada de manera
visual en cada una de las observaciones por hora, para lo que se estimó la distancia a
la cual se encontraba la rompiente en el momento de la medición y la longitud sobre
la cual rompían las olas.

8.3.3     Oleaje en Zona de Rompientes

Cuando la ola se aproxima a la costa y empieza a sentir el fondo, tanto su velocidad
como longitud de onda comienza a disminuir y comienza a ganar altura, este frente
de ondas empieza alinearse con la línea de costa, por lo que en este caso las
rompientes están función de la profundidad. Es así como la ola se hace inestable
cuando su pendiente H/L es igual o mayor que 1/7. En ese caso la velocidad de las
partículas en la parte alta de la ola excede a la propia velocidad de la ola
provocando un desbordamiento por la parte delantera de la ola.

Las olas rompientes constituyen un factor principal en la determinación de la
geometría y composición de las playas y son de influencia significativa en la
planificación y diseño de obras realizadas en la zona litoral. Al aproximarse una ola
hacia la costa, su dirección puede cambiar por el efecto de refracción, disipando
gran cantidad de energía y formándose olas muy empinadas, por lo que el agua
comienza a moverse a la misma velocidad de las olas, lo que se manifiesta en la
turbulencia del agua, y provoca que los materiales de fondo sean removidos,
mantenidos en suspensión y finalmente transportados.


8.3.3.1    Oleaje en Crucita

El oleaje es el primer agente moderador de la playa de Crucita, puesto que al incidir
sobre la misma disipa su energía moviendo los materiales que se encuentran en ella.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                             página 22
La arena de la playa está sometida a dos movimientos naturales: Uno estacional
Perpendicular a la costa con el oleaje del temporal (SEA), las olas que alcanzan la
costa desplazan la arena de la playa hacia el fondo del mar formando barreras
sumergidas paralelas a la costa y en cierto lugares específicos se quedan
entrampadas en piedras sumergidas dando lugar a un estrechamiento de la playa.
Esta arena acumulada en barreras sumergidas regresa a la playa con el oleaje del
fondo (SWELL), que es el oleaje que alcanza la costa cuando los temporales se
desarrollan lejos de las mismas, dando crecimiento de la anchura de la playa. Este
proceso bien definido se realiza periódicamente, originando dos tipos de perfiles los
cuales se denominan Perfil de Invierno y Perfil de Verano (Coral, 2010).

La playa de Crucita se encuentra orientada hacia al norte, haciendo que la zona
costera de este cantón no se vea afectada directamente por los frentes de ondas del
norte, en cambio, esta zona es vulnerable a los frentes con dirección del oeste,
oscilando frecuentemente en trenes de onda que vienen de los 250º SW hasta los 310
NW.

           Figura 8-12. Zona de Influencia directa de los frentes de ondas sobre el área de Crucita




                                          Fuente: Grupo Consultor

Del documento Construcción de muros espigón en la Parroquia Crucita (Sedimentario-
Rompeolas) elaborado para el Gobierno Municipal de Portoviejo, se obtuvieron las
siguientes referencias de parámetros del oleaje en Crucita.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                página 23
8.3.3.1.1    Altura

Para llevar a cabo la determinación de las alturas de olas correspondientes al área de
Crucita, se consulto los parámetros de diseño adjunto en el estudio previamente
mencionado, el cual menciona que la altura de ola en el área de Crucita es de 3
metros, altura que se encuentra dentro del rango de observación, en áreas costeras
semejantes a Crucita se han registrado olas de 3.7 metros. Las mayores alturas de olas
se registran en los meses de marzo y abril.


8.3.3.1.2    Período

El flujo de energía es proporcional al periodo y al cuadrado de la altura, entonces se
requeriría una mayor entrega de energía, desde el viento hasta las olas, para duplicar
la altura de una ola de periodo largo, que una ola de periodo corto. Por lo tanto olas
de largo periodo solo se pueden desarrollar bajo condiciones extremas, con vientos
fuertes, de larga duración y soplando sobre grandes distancias. En mar abierto se
podrían producir olas de periodos mayores a 20 s, pero en la costa de Crucita en
general se tiene olas de periodos de 14 seg.


8.3.3.1.3    Dirección

La dirección o ángulo, con los que los frentes de ondas inciden en los procesos
costeros para el lugar de implantación espigones en Crucita, se lo puede observar en
una carta náutica, con la ayuda de la batimetría del área se puede estimar como un
frente de ondas se refractara. Por observación se puede indicar que esta área estaría
expuesta a un tren de ondas del oeste, oscilando entre los 250 SW y 310 NW.

Del tipo de ola presente en Crucita se la caracteriza principalmente como volteo o
plunging, que es un tipo características de playas con pendientes suaves, con escasas
ocaciones también se observa las del tipo de derrame.




                        Olas Crucita                    Olas Crucita




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                            página 24
8.4 REFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS

Para el cálculo del Coeficiente de Refracción, se empleará el Método Gráfico de
Refracción por Batimetría (Método de Ortogonales), este método se basa en la Ley de
Snell, ya que la celeridad de una ola depende de la profundidad de agua en la zona
donde se propaga. Así, si la profundidad decrece, la celeridad de la onda y por
consiguiente su longitud decrece, mientras que el periodo se mantiene constante en
todo momento. Para establecer la refracción en el área de implantación del muelle se
determino primeramente cual es ángulo a la que están expuestas por su ubicación, los
cuales están entre los 250º SW y 310º (NW), considerando que los frentes provenientes
del oeste son los que afectan directamente a la playa, se analizó también frentes
provenientes de los 270º (W).

                 Figura 8-13. Diferentes frentes de ondas que inciden en la zona de estudio.




                                      Elaborado por: Grupo Consultor.

8.4.1    Crucita

Debido a su ubicación, la playa de Crucita se encuentra protegida de frentes de
ondas provenientes de los N, no así a los frentes provenientes del 310º NW y del 270º SW,
motivo por el cual se realizaron las refracciones para los frentes provenientes de los
310º NW, 270º, y 250º SW; los frentes del tercer cuadrante son las ondas que más
frecuentes en las costas ecuatorianas, mientras los norte son muy pocos frecuentes y
más bien llegan solo cierta época del año.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                             página 25
De igual manera se procedió a observar cómo ingresan estos frentes de ondas en
aguas profundas utilizando la Carta Batimétrica IOA 103, para los distintos frentes ya
mencionados. Una vez que se tiene el ángulo con el que empieza a aproximarse, y
con la ayuda de la carta Batimétrica IOA 104, se determina el ángulo de llegada
hacia la costa de Crucita.

Estos frentes de ondas en la mayoría de los casos, empiezan a sentir fondo en el veril
de los 50 m sufriendo refracción, y a partir de ahí estos frentes se concentran en la
playa de Crucita y hacia la punta Jaramijó.

                              Figura 8-14. Diagrama de Refracción Crucita 270º




                                       Elaborado por: Grupo Consultor


                              Figura 8-15. Diagrama de Refracción Jaramijó 250º




                                       Elaborado por: Grupo Consultor



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                página 26
Para determinar la refracción de los frentes de ondas que inciden en las costas de
Crucita, se usaron ángulos diferentes ángulos con un periodo promedio de 14 seg.

                                       Tabla 8-3. Índice de Refracción (Kr)

                                            Dirección
                                           (grados
                                           magnéticos)

                                             Periodo (s)        250           270

                             Crucita             14             0.91          0.75

                                            Fuente: Grupo Consultor


8.5 DIFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS

La difracción es en esencia un fenómeno de transferencia de la energía de unas zonas
a otras. Se produce cuando la onda encuentra en su camino un obstáculo que impide
su paso a la zona posterior del mismo. De una a otra parte por diferencia en los niveles
de agitación existe un intercambio de energía que generará en la zona resguardada
una agitación de características propias de cada obra. Empleando el método Wiegel
1962, que se presentan en el “Shore Protection Manual”, se calcularon las difracciones
en los brazos de los espigones a implantarse en el área de Crucita, según los resultados
de la refracción de distintos frentes de ondas en dos escenarios cuando los frentes son
provenientes de los SW y NW.

La reducción de la altura de ola está dada en términos del coeficiente K´ que se
define como la relación entre la altura de ola H en el área afectada por la refracción y
la altura de ola incidente Hi del área no afectada por la refracción. Los diagramas a
emplearse se presentan en la Figuras a continuación.

                            Figura 8-16. Plantillas de Diagrama de Difracción 105º




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                   página 27
Figura 8-17. Plantillas de Diagrama de Difracción 120º




                                     Fuente: Shore Protection Manual 1985


                             Figura 8-18. Plantillas de Diagrama de Difracción 90º




                                     Fuente: Shore Protection Manual 1985


                             Figura 8-19. Plantillas de Diagrama de Difracción 75º




                                     Fuente: Shore Protection Manual 1985.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                   página 28
8.5.1     Crucita

Para el caso de la ubicación de espigones en la localidad de Crucita, luego de
analizar los distintos frentes de ondas, se consideraron distintos escenarios para realizar
la difracción de las olas como resultado del choque sobre la escollera. En el escenario
más crítico se consideran los frentes provenientes del oeste; con la ayuda de los
diagramas, el ángulo de incidencia para los frentes más críticos 250º, 270º. Por lo tanto,
con un coeficiente K´ de 0,91, el valor de Hi de 57 cm., y H entonces de: 31.35 cm., se
podrá determinar que en ese determinado punto dentro de la zona de calma la ola
disminuye su altura en 25,65 cm.

        Figura 8-20. Diagramas de Difracción Jaramijó frente de onda 250º diagrama de difracción 120º




                                        Elaboración: Grupo Consultor


8.6 CORRIENTES

8.6.1     Metodología de Medición

El área de Crucita ah sido muy poco estudiada, no se conoce mucho del
comportamiento in situ del área.                Con el objetivo de determinar el patrón de
circulación en el área de Crucita, se consulto material bibliográfico disponible, y con la
premisa que el comportamiento en playas costeras guardan semejanzas en su
dinámica costera; se procedió a encontrar estudios de mediciones de corrientes a
nivel superficial, subsuperficial y profundas en el área de Crucita.

La información de corrientes en el área de estudio se realizó utilizando el método de
Lagrange, para la determinación de las corrientes superficiales y subsuperficiales, que
consiste en seguir la trayectoria de un flotador en una parcela de agua, la posición es




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                              página 29
medida sobre un intervalo de tiempo y el método de Euler para la determinación de
corrientes profundas, que consiste en fondear un correntómetro para determinar la
dinámica del flujo que pasa por un punto fijo georeferenciado.

El área de estudio está sujeta a una variación debida por acciones conjuntas de varios
factores como vientos, ciclos mareales (flujo y reflujo), batimetría y su ubicación
geográfica (influenciadas por corrientes Humboldt, subcorriente ecuatorial que son
reguladoras del clima de la zona).

8.6.2    Circulación de corrientes superficiales y subsuperficiales

Para determinar el patrón de circulación se utilizó flotadores a la deriva (veletas), los
mismos que fueron empleados para conocer la trayectoria de las corrientes en el área
de interés, obteniéndose información de corrientes superficiales y subsuperficiales (3
metros), durante las fases de sicigia y cuadratura. Los flotadores fueron posesionados
empleando GPS a diferentes intervalos de tiempo; el seguimiento de sus trayectorias se
los realizó durante ocho horas diarias aproximadamente, tratando de cubrir los dos
estados de mareas: la pleamar y la bajamar.

Corrientes superficiales

Las corrientes superficiales (flotador amarillo) fueron medidas durante 8 horas durante
los meses de febrero y septiembre del 2008, meses característicos para cada época.
Para la época húmeda (Febrero) se registraron corrientes superficiales               con
velocidades máximas que alcanzaron los 0.29 m/s en flujo y 0.23 en reflujo para el mes
de febrero ligeramente mayores que en septiembre donde se registra 0.22 m/s y 0.20
m/s en flujo y reflujo respectivamente. Tabla 8.4

Corrientes Subsuperficiales

Las corrientes subsuperficiales (flotador rojo) fueron medidas conjuntamente con la
superficiales durante 8 horas. Para el mes de febrero (época húmeda) se registraron
valores ligeramente mayores en comparación con septiembre. Durante el flujo se
registro una velocidad máxima de 0.28 m/s y de 0.21 m/s para el reflujo, mientras que
para la época seca se obtuvieron velocidades máximas de 0.20 m/s y 0.17 m/s para el
flujo y reflujo respectivamente. Tabla 8.4

Las direcciones de las corrientes en general son hacia la costa, oscilando entre el
noreste y sureste, para ambos estado de marea.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                             página 30
Figura 8-21. Corrientes Superficiales y subsuperficiales en Flujo




                                         Elaboración: Grupo Consultor


                       Figura 8-22. Corrientes Superficiales y subsuperficiales en Reflujo




                                         Elaboración: Grupo Consultor


                  Tabla 8-4. Corrientes Superficiales y Sub superficiales Fase de cuadratura

                                                           V. máxima          Estado de
                       Fecha             Flotador
                                                              (m/s)             marea

                                        Superficial
                    Febrero 2008                              0.29               Flujo
                                        (amarilla)




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                             página 31
V. máxima      Estado de
                       Fecha           Flotador
                                                          (m/s)         marea

                                      Superficial
                                                          0.23         Reflujo
                                       (amarilla)

                                     Subsuperficial
                                                          0.28          Flujo
                                         (roja)

                                     Subsuperficial
                                                          0.21         Reflujo
                                         (roja)

                                      Superficial
                                                          0.22          Flujo
                                       (amarilla)

                                      Superficial
                                                          0.20         Reflujo
                     Septiembre        (amarilla)
                        2008         Subsuperficia
                                                          0.20          Flujo
                                         (roja)l

                                     Subsuperficial
                                                          0.17         Reflujo
                                         (roja)

                                       Elaboración: Grupo Consultor

8.6.3    Circulación de corrientes de fondo somero

En el caso de la circulación de corrientes profundas, estas están menos influenciadas
por el viento que las superficiales, ya que por el efecto de fricción del mismo con las
capas del agua en profundidad hace que disminuya su influencia. El programa de
monitoreo continuo de corrientes de fondo se lo realizará en la fase de factibilidad,
con el anclaje de correntómetros ubicados en el área de influencia. El sistema de
medición continua debe ser instalado a aproximadamente en el veril de los 7 m de
profundidad, para la cual se usará un GPS. Estudios realizados en costas similares a la
de Crucita, haciendo uso de correntómetros registran una velocidad de corriente de
fondo de 0.32 m/s.

Características de los correntómetros

El correntómetro es un instrumento apto a medir la velocidad de corrientes en el mar,
en los ríos, arroyos, estuarios, puertos. Existen algunos modelos que además registran su
dirección, profundidad e inclinación respecto de la vertical, temperatura de agua de
mar, presión y conductividad. Su modalidad de registro puede ser papeleta inscriptora,
cinta magnética o memoria de estado sólido. Estos equipos utilizan el método Euler, el
cual consiste en medir en un punto específico o en toda la columna de agua la
velocidad y dirección de la corriente. Existen diferentes modelos de correntómetros,
entre los más usado en las costas ecuatorianas tenemos el correntómetro Valeport, S4
y el ADCP.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                página 32
Figura 8-23. Correntómetros




                  Valeport                    S4                    ADCP

                                     Elaboración: Grupo Consultor

8.6.4     Corrientes Litorales

Las corrientes litorales constituyen el principal agente formador y destructor de playas,
las cuales se producen cuando las olas se aproximan a la costa formando un ángulo, y
son factor principal en la dirección y magnitud del movimiento de sedimentos.
(Sánchez 1978). Esta corriente fluye paralela a la línea de costa y está restringida a la
zona entre la rompiente y la línea de costa y aunque es de velocidades bajas, (Shore
Protection Manual 1984) es muy importante en los procesos costeros al viajar a lo largo
de la costa, transportando sedimento levantado por las rompientes.

Para este estudio se realizaron mediciones de corrientes litorales en 4 estaciones en
Jaramijó. Para facilitar la comprensión de los datos de corrientes presentados en las
tablas se estableció que las corrientes que van hacia el este o derecha de un
observador mirando hacia el mar tengan signo positivo y los que van hacia el oeste o
izquierda del observador signo negativo.


8.6.4.1    Área de Estudio en Crucita

En el caso de la corriente litoral en la playa de Jaramijó, el estudio realizado para la
construcción de los espigones menciona que el transporte es offshore, es decir la
corriente litoral tiende a dirigirse hacia el oeste, desplazan la arena de la playa hacia
el fondo del mar formando barreras sumergidas paralelas a la costa. En la figura a
continuación se muestra el comportamiento de la misma.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                             página 33
Figura 8-24. Dirección de Corriente Litoral en Crucita




                                       Elaborado por: Grupo Consultor


8.7 TRANSPORTE LITORAL

Se denomina transporte litoral al movimiento de partículas en las zonas costera
producido por olas y corrientes (Shore Protection Manual, 1984), se lo ha clasificado de
dos formas: transporte perpendicular y transporte paralelo a la línea de costa. En la
zona de rompientes gran cantidad del sedimento, sea de fondo o en suspensión, es
transportado por la acción de olas y de corrientes litorales, sin embargo, el mecanismo
del transporte neto del sedimento no se conoce absolutamente.

La acción de las olas sobre la zona litoral es la principal causante de la mayoría de los
cambios físicos. Las características del oleaje en un área determinada, dependen, de
las condiciones del viento del lugar donde han sido generadas y de las condiciones
batimétricas del área en estudio, pues se conoce que las olas pueden ser generadas
por vientos lejanos o locales. La acción del oleaje, sobre las playas, provoca en mayor
o menor medida el movimiento de los sedimentos de un lugar a otro. Las olas que
provocan el transporte de sedimentos se las conoce como olas rompientes, las cuales
poseen características totalmente diferentes a su estado antes de la ruptura.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                    página 34
Toma de Muestra de arena             Flotador a la deriva corriente litoral


La distribución del sedimento se relaciona con los procesos de erosión y depositación,
la dirección predominante del transporte también se puede deducir a partir de la
distribución del tamaño de los sedimentos a lo largo de la línea de costa, la dirección
de la velocidad de la corriente litoral suele ser desde lugares donde el tamaño de los
sedimentos es mayor hacia aquellos donde es menor.

Transporte de arena

El movimiento de arena es un proceso dinámico que puede variar con las condiciones
en un momento dado. El desarrollo de una playa o de costa dependerá del equilibrio
entre la arena que se desplazan hacia adentro de la zona en cuestión (las fuentes) y la
arena que se desplaza hacia fuera (sumideros) en el transcurso del tiempo. Si es más
la arena removida en una playa que la recibida, la playa decrecerá. Estos cambios
pueden ocurrir en las escalas de tiempo de días, estaciones o años.

Los tres principales modos de transporte de arena en la playa hacia dentro o hacia
fuera de una determinada sección de la playa son los siguientes:

   Transporte Longshore: donde las olas suelen acercarse oblicuamente a la costa
    movilizando y transportando la arena paralelo a la costa con la corriente costera.

   Transporte Cross-shore: donde la arena se mueve en tierra o en el mar en
    respuesta al estado local de las olas.

   Transporte Eólico: se refiere al movimiento de arena debido al viento.

Cada uno de estos mecanismos puede considerarse fuentes para una determinada
sección de la playa, en caso de que muevan sedimentos a la playa, si ellos remueven
sedimentos de la playa.              De estos mecanismos, el transporte longshore es el
mecanismo dominante de transporte de arena en la playa y su importancia de estudio




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                            página 35
se debe al impacto que se origina cuando se produce una interrupción del
mecanismo debido a la presencia del puerto.

El transporte longshore ocurre cuando la arena es movilizada por la acción de
movimiento de olas en una dirección de costa paralelo con las corrientes generadas
en la zona de litoral.         Estas corrientes litorales son generadas por las olas que se
aproximan oblicuamente a la línea de costa y transportan arena a lo largo de la costa.

La magnitud y la dirección del transporte varían con la energía y la dirección del
campo de ola.          Aproximaciones de olas con alta energía con sus crestas con un
ángulo grande con la línea de costa moverán la arena de playa en una mayor
relación que las olas pequeñas con sus crestas paralelas a la línea de costa.

Las corrientes litorales pueden también ser generadas por la presencia de estructuras o
de headlands artificiales. La difracción de la ola alrededor de la estructura puede dar
lugar a un diferencial en romper alturas de onda a lo largo del litoral, con olas más
pequeñas cerca de la estructura y la altura de olas se incrementa a lo largo de orilla
lejos de la estructura. Esta diferencia en romper alturas de ola da lugar a un diferencial
en la altura asociada de la configuración de ola a lo largo del litoral. El gradiente de
este diferencial en la elevación del agua en las corrientes de litoral pueden conducir
corrientes (y el transporte longshore asociado) hacia la estructura.

Ambos mecanismos juegan un papel importante en el transporte de litoral alrededor
del área de la implantación de los muelles.          En las dos áreas de estudio se pudo
constatar la acumulación de la arena en el lado                  oeste de ambas playas,
corroborando las mediciones realizadas y dejando ver cuales es la tendencia con la
que crece la playa y la dirección dominante del transporte en estas localizaciones.

8.7.1    Características de la costa y transporte litoral en Crucita

La playa de Crucita limita al norte con San Jacinto y San Clemente, al sur con el
cantón      Jaramijó, al este con Charapotó, El Pueblito y Cañitas y al oeste con el
Océano Pacífico. La playa se caracteriza por tener una pendiente pronunciada, por
lo que las olas rompen muy cerca de la costa. Presenta material tipo fino, posee 13 km.
de playa, en pleamar la playa queda cubierta totalmente. La localidad de Crucita
goza de condiciones climáticas muy particulares haciendo de esta un punto
importante para el desarrollo del turismo, con el paso del tiempo su playa se ah ido
reduciendo, el municipio de Portoviejo a llegado a la conclusión de la construcción de
espigones con la función principal de proteger la playa de la acción del oleaje y
aumentar el área de playa.



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                página 36
Playa de Crucita

Para el cálculo del transporte perpendicular, se usa el método mejorado de Komar
(1976), con base en ecuaciones de Bagnold y desarrolladas en su modelo energético
del transporte de arena en las playas.

Las alturas y las velocidades de la corriente litoral usadas, son promedios de las
mediciones en cada estación. En los cálculos no se ha considerado dirección de
velocidades, por lo que los resultados, representan el valor de transporte bruto. Los
parámetros utilizados en las ecuaciones son obtenidos por Vera (2000):


Densidad del agua de mar                       ()   : 1025 Kg/m
                                                                     3




Densidad del sedimento
                                             (S)    : 2650 Kg/m
                                                                     3




Índice de rompiente                   ( )           : 0.8 adimensional


h b profundidad en la rompiente                      : 0.50 m

g (aceleración de la gravedad)                       : 9.8 m/s

a’ (factor de porosidad de la arena)                         : 0.6

K’ = Coeficiente adimensional de Komar: 0.28

Método de Komar:

Qs
       Is
            (  s   ) ga'

I8 
       K'
            ECb vI u   m   cos b




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                          página 37
 
                     2
Eb  18 gH b


Cb  ghh                             um     
                                            2*Eb 1 / 2
                                             hb


Donde:

Qs, transporte litoral (m3/s)

Is, razón de transporte del peso sumergido (N/s)

E b ' energía del oleaje en la rompiente


C b ' velocidad de grupo de olas en la rompiente


V 1'    velocidad promedio de corriente litoral medida en el campo

u m ' máxima velocidad orbital en la rompiente

H b ' altura de la ola rompiente.


8.8 MAREAS Y ELEVACIÓN MEDIA DEL MAR

8.8.1     Mareas

Las mareas son descritas por Defant (1958) como un proceso interno del océano,
cuyas variaciones de rango pueden ser consideradas importantes en la geomorfología
de las playas e importantes en la circulación marina, debido a que, en sectores muy
cercanos a la costa y en muchos de los casos este es el factor que gobierna en el
patrón de circulación.

Las mareas a lo largo de las costas del Ecuador son de tipo semi-diurna, lo cual indica
que en aproximadamente unas 24,5 horas, se presentan dos pleamares y dos
bajamares con pequeñas desigualdades diurnas. Un ciclo completo de la marea dura
aproximadamente unas 12 horas, y el periodo entre una pleamar y bajamar
consecutiva es de 6 horas.

De acuerdo a las tablas de mareas, publicadas por el Instituto Oceanográfico de la
Armada (INOCAR), las amplitudes de las mareas pueden variar entre unos 2,9 y 1,9
metros en sicigia y cuadratura respectivamente. Las mareas de sicigia se producen
cada 15 días con una duración de unos 3 días, donde se presentan las mayores
amplitudes; mientras que las mareas de cuadratura son de menor amplitud y se
presentan también cada 15 días alternándose con las de sicigia.


Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                            página 38
Tabla 8-5. Altura de Mareas

                                      ALTURA DE LA MAREA SOBRE EL DATUM

                                      Pleamar                          Bajamar

                             MWHS               MHWN          MLWN               MLWS

                             2,62 m             2,36 m        0,26 m             0,00 m

                                       Fuente: IOA 1043 – Tabla de Mareas

El incremento del nivel medio del mar (NMM), en nuestras costas, se produce debido a
la presencia de la cresta de la Onda Kelvin o por la intensificación de la
Contracorriente Ecuatorial (Espinosa, 1996), durante la ocurrencia de El Niño. En la
Figura a continuación, se presenta los promedios de Nivel Medio del mar, así como las
ocurrencias máximas.

                                        Figura 8-25. Nivel Medio del Mar




                                                FUENTE: INOCAR 1998

A lo largo de la costa ecuatoriana el nivel medio de mar normalmente varía entre – 10
y + 10 cm. desde su valor promedio (Cucalón, 1996), sin embargo, durante el evento
1982-1983, el nivel del mar se incrementó en más de 30 cm y durante el último evento
1997-1998, que ha sido catalogado como el peor del siglo, el nivel medio del mar se
incremento en el mes de Noviembre/97, hasta alcanzar un pico máximo de 44 cm.
aproximadamente.

8.8.2    Elevación del Nivel del Mar

Es muy importante monitorear constantemente el nivel del mar, pues un aumento del
mismo puede ocasionar impactos de diferentes clases produciendo un cambio en el
comportamiento natural de los procesos costeros. Los principales cambios físicos que
podrían ocurrir son: cambios en la línea de costa, sea por procesos de erosión o de
crecimiento, variación en la amplitud y frecuencia de las mareas, entrada de agua
hacia tierras planas, cambios en la salinidad del agua superficial. Todo esto trae como


Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                        página 39
consecuencia, perdidas de valores económicos a través de pérdida de tierras y de
ambientes costeros típicos, incremento del riesgo de inundación y otros impactos
relacionados con cambios en el uso del agua. En general se asume que las perdidas
ocurrirán gradualmente en proporción al aumento del nivel del mar. Aumentos del
nivel del mar, equivalentes a 1 cm., pueden resultar en un retroceso de la línea de
costa en 1 m. (Brunn, 1962), afectando a los centros poblados que no podrán resistir el
impacto de las olas, tal como sucede cuando ocurren los Eventos El Niño.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                            página 40
9 EL NIÑO Y TSUNAMIS CERCA DE LAS COSTAS DEL ECUADOR

9.1 EL NIÑO

Una de las mayores alteraciones en el sistema Océano-Atmósfera en la región Indo -
Pacífico es la Oscilación del Sur y relacionada con ella frente a la costa sudamericana
el Fenómeno El Niño; la comunidad científica mundial agrupa a estos dos eventos,
bajo un solo término: Evento ENOS (El Niño Oscilación del Sur). El Niño, ha sido
catalogado        como       un      evento   atípico,   acíclico    pero   recurrente,    pues    sus
manifestaciones no siempre tienen el mismo patrón de comportamiento, ni se
presentan en un determinado periodo, sin embargo Modelos Matemáticos de la
Administración Nacional de la Atmósfera y el Océano de los Estados Unidos (NOAA)
sugieren que la presencia de ésta anomalía es de entre 7 u 8 años.

El Niño describe una anomalía océano – atmosférica de gran escala generada en el
Pacífico tropical Occidental y caracterizada fundamentalmente por el flujo no
periódico de aguas extremadamente cálidas (28° C – 30° C) en el Pacífico tropical
oriental, particularmente en Ecuador y Perú. En términos Oceanográficos se puede
considerar a este Evento como la respuesta dinámica del Océano Pacífico tropical a
las fluctuaciones de los sistemas de presión en la atmósfera y por tanto del régimen de
vientos. En condiciones normales, la diferencia de presión entre el Centro de Alta
Presión del Pacífico Sur-Oriental y el Centro de Baja Presión de Indonesia y norte de
Australia gobierna los vientos alisios ecuatoriales que soplan hacia el oeste, siendo
estos más fuertes cuanto mayor es la diferencia de presión entre los dos centros.

Durante la ocurrencia de El Niño 82 – 83 y 97-98, se experimentaron procesos
destructivos     cuando       algunos     balnearios     perdieron   temporalmente        sus   playas
especialmente durante las horas de las pleamares, mientras que muchas poblaciones
sufrieron la destrucción de malecones y viviendas. Una elevación del nivel del mar,
afectaría severamente a las estructuras costeras durante el invierno, épocas en que se
presentan con mayor frecuencia olas altas provenientes del Pacifico Norte, similares a
las que se presentaron a inicios del mes de Enero de 2006, tal como se puede ver en la
Figura a continuación.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                          página 41
Figura 9-1. Olas del Norte a inicios de 2006




                                                                                        FUENTE: NOAA/NWS/NCEP

De mediciones en las costas ecuatorianas desde 1948 hasta 1999, se obtiene el gráfico
de la normal del nivel medio del mar y la multianual, la cual se presenta en la Figura a
continuación en el que se puede comparar con años con la presencia de El Niño
(1982, 1983, 1997 y 1998) con años normales (1994 y 1995).

                                                     Figura 9-2. Nivel Medio y Máximo del Mar (1948-1999)

                              300


                              290


                              280


                              270


                              260


                              250


                              240
                                     48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

           M edia Anual, NM M (mm)   259 259 257 265260 267 267 262 265 275 266 265262 262 260 265260 263 262 264 265 270 256 256 269 255 257 255 266 259 261 265 266 262 266 273 254 253 258 264 255 257 255 260 264 261 257 254 253 273 266
           M áxima Anual, NM M (mm) 260 268 263 279 265 274 271 272 273 284 278 270 269 267 265 268 265 269 266 272 274 279 269 261 278 262 265266 272 265 267 270 272 279 289 294 257 259 265 277 261 261 261 266 278 268 268 265 255 305 317




                                                                                                     FUENTE: INOCAR

En el año 82 y 83, por ejemplo, a partir de septiembre/82 el nivel del mar se aleja de la
normal hasta Junio del 83, aumentando un máximo de 32 cm. en mayo/83, en los años
97 y 98, el comportamiento es parecido. En años normales, por ejemplo en 1994, el
nivel del mar permanece cerca de la normal, para disminuir en 23 cm. en agosto y
septiembre y ponerse nuevamente cerca de la normal. En 1995 se observa que casi



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                                                                                                                                                                      página 42
todo el año el nivel del mar se encuentra debajo de la normal con un máximo de 13
cm. en el mes de diciembre.


9.2 TSUNAMIS

Un tsunami (del japonés tsu, «puerto» o «bahía», y nami, «ola»; literalmente significa
gran ola en el puerto) es una ola o un grupo de olas de gran energía que se producen
cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de
agua. Se calcula que el 90% de estos fenómenos son provocados por terremotos, en
cuyo caso reciben el nombre, más preciso, de maremotos tectónicos. La energía de
un maremoto depende de su altura (amplitud de la onda) y de su velocidad. La
energía total descargada sobre una zona costera también dependerá de la cantidad
de picos que lleve el tren de ondas.

Una de las características de los tsunamis es que viajan a grandes velocidades, con
longitudes de ondas y periodos extremadamente grandes. Una vez generados estos
viajan sobre la superficie del océano en todas las direcciones en forma de anillos más
o menos concéntricos con velocidades de hasta 1000 km/h, pudiendo cruzar la
cuenca del pacifico en menos de 24 horas. En mar abierto en grandes profundidades
las olas alcanzan unos pocos centímetros, y esta altura de ola aumenta al disminuir su
profundidad por efecto de la fricción.

Considerando la distancia de su origen los tsunamis pueden ser de dos tipos: los de
origen lejano y los de origen local. De los cuales los de origen local son los que
constituyen una menor amenaza para las costas ecuatorianas (Espinoza y Espín, 1993).

A partir de 1906, 5 terremotos fuertes han sucedido en la plataforma continental del
Ecuador, o muy cerca de la frontera, que han originado la formación de los tsunamis.
El más pequeño de los terremotos fue de magnitud 6.9 frente de la península de Santa
Elena en 1933 y el de mayor magnitud de 8.7, frente a las costas de la provincia de
Esmeraldas en 1906.

El área de más actividad de los tsunamis es la región de la frontera de Ecuador-
Colombia, en donde han sucedido tres terremotos en el mar en 1906, 1958 y 1979; las
otras 2 regiones que presentan un tsunami son la bahía de Santa Elena en 1933 y los
límites de Ecuador-Perú en 1953.

En la Tabla a continuación se muestra un listado de los sismos de magnitud Ms>6
ocurridos en la plataforma continental o cerca de la costa, reportados como tsunamis




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                           página 43
Tabla 9-1. Sismos que han ocasionado Tsunamis

           FECHA              HORA          LOCALIZACIÓN           MAGNITUD    TSUNAMI

         01/31/1906           1536Z         01.0 N 081.5 W            8.6      TSUNAMI

         10/02/1933           1529Z          02.0 S 081.0 W           6.9      TSUNAMI

         12/12/1953           1731Z         00.5 N 080.0 W            7.3      TSUNAMI

         01/19/1958           1407Z         01.3 N 079.3 W            7.8      TSUNAMI

         12/12/1979           0759Z         01.6 N 079.4 W            7.9      TSUNAMI

                                           Fuente: INOCAR 1992




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10 ANÁLISIS DE RIESGOS

10.1 RIESGO SÍSMICO

La sismicidad y tectónica propia del Ecuador hacen que todo proyecto de ingeniería
deba considerar las medidas necesarias minimizando riesgos ante un eventual evento.
Este análisis no pretende ser un estudio completo y exhaustivo, sino más bien, a la luz
de la información disponible, se intenta proveer a los diseñadores de las obras del
proyecto de los mínimos elementos de criterio sobre aspectos sismotectónicos
regionales, así como de recomendaciones sobre el peligro sísmico que aporten al
diseño sismorresistente de las obras.

Para el análisis del presente subtema, es necesario tener un enfoque regional de los
mismos, por tal motivo a continuación se describen los principales sistemas de
fallamiento activo que afectan al Ecuador.           Estos se encuentran ampliamente
descritos en diferentes trabajos, bien conocidos dentro de la literatura especializada.
Para evaluar el potencial símico que puede afectar al área de estudio se ha tomado
como base al Mapa Sismotectónico del Ecuador (Dirección de Defensa Civil, 1992).

Sobre la base de la información consultada, las fallas activas principales que tiene
influencia en el territorio ecuatoriano son:

        El sistema de fallas transcurrentes dextrales, relacionado con el movimiento
         hacia el NE del bloque andino noroccidental, en el contexto de
         interacción de placas.

        El sistema de fallas inversas del frente andino oriental absorbe la
         deformación compresiva E-W del bloque andino septentrional, con
         respecto al continente sudamericano.

        Las fallas inversas de dirección norte - sur del Callejón Interandino y de las
         cuencas intra-montañosas australes, se consideran como el efecto de la
         interacción de los sistemas anteriores.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                página 45
Figura 10-1. El Esquema Tectónico Regional del Territorio Ecuatoriano




                                        Fuente: GUTSCHER et al. (1999)

Algunas fallas activas, están relacionadas con la reactivación de discontinuidades
antiguas que separan los grandes conjuntos litológicos del Ecuador.

Se han considerado valores generales de período de retorno para sistemas tectónicos
regionales y que están disponibles en la información disponible en el Instituto de
Geofísica de la Escuela Politécnica Nacional.

Así, para los sismos de la zona de subducción, en los trabajos que se efectuaron para
el Escenario del Sismo en Quito (EPN et al, 1994), se considera que la probabilidad de
ocurrencia de un sismo en la zona de subducción, similar al de 1906 (Ms=8.1) es del 60
%, en los próximos años. Por esta razón a los sismos que se generan en la zona Costera
se les ha calificado con un valor de 3 en la matriz de riesgo.

El área del Proyecto en estudio se caracterizadas por la presencia predominante del
sistema transcurrente dextral e inverso de la región interandina, en interacción con la
subducción de placas continentales.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                           página 46
La costa continental ecuatoriana, con una extensión aproximada de 950 Km., está
ubicada entre 010 26´            Latitud Norte y 030 25´ Latitud Sur en la costa oeste de
Sudamérica y por lo tanto sujeta a los procesos tectónicos de los bordes de placas.

La subducción de la Placa Nazca Sudamericana origina dos ambientes epicentrales,
uno en el continente y otro en la plataforma submarina. En el Ecuador, alrededor de
125 sismos con magnitud Ms>4, se han registrado en ambos ambientes entre 1901 y
1981, (Catálogo CERESIS, 1995).


10.2 RIESGO GEOMORFOLÓGICO

Se refiere a la mayor o menor susceptibilidad de las formas de relieve a mantenerse en
equilibrio, cuando uno o varios factores son afectados por agentes externos.

El análisis de factores tales como: suelos, pendiente, tipo de roca, tectónica, sismicidad
y clima da como resultado el identificar áreas que presentan o                   no riesgos
geomorfológico          (potenciales)   de   inestabilidad   cuando   las   actividades   de
construcción y operación del muelle se desarrolle.

Corresponden a zonas relativamente estables, propensas a que el equilibrio de uno o
varios factores se rompa por efecto de agentes externos, como son las crecidas
inusuales de los ríos principales o de las corrientes marinas, en éstas últimas son muy
frecuentes en la épocas de marejadas. Ocupa áreas de plataforma marina, con
pendientes de hasta el 1%, de textura arcillos.

En consideración de lo señalado sobre los riesgos sísmicos que afectan a este sector,
por eventuales tsunamis, es probable tener marejadas extraordinarios, por lo que en
dicho análisis se considera un riesgo geomorfológico moderado.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                 página 47
11 CRITERIOS: COMPARACIÓN VARIABLES OCEANOGRÁFICAS
A más de conocer la relación entre la dirección de las corrientes litorales y el ángulo
de aproximación de las olas a la costa, es necesario conocer el tipo de relación
existente entre la dirección de las corrientes litorales y el estado de marea y la
presencia de vientos en la zona. Los valores que contribuyen especialmente a la
configuración de la playa son las olas y las corrientes litorales.


11.1 ALTURA DE OLAS Y VIENTOS

Las bajas correlaciones entre vientos locales y altura de olas, corrobora la teoría de
que las olas frente a nuestras costas son provocadas por tormentas lejanas y no por
vientos locales, los cuales solamente contribuyen en la formación de olas de alturas
pequeñas.


11.2 CORRIENTES SUPERFICIALES Y VIENTOS

De la misma manera, al correlacionar las series de corrientes y vientos, las
correlaciones encontradas fueron altas. Estos resultados se explican porque las
corrientes tienen direcciones similares a los vientos.


11.3 CORRIENTES LITORALES Y VIENTOS

Los vientos predominantes en la época de observación, Octubre y Noviembre de 2008,
provienen del oeste y del norte, los mismos que inducen a la corriente hacia el sureste,
desplazada 30 grados a la izquierda de la dirección del viento de acuerdo a Ekman, y
como se observó anteriormente el transporte litoral ocurre en la dirección este, se
confirma la relación entre las corrientes litorales y la dirección del viento.


11.4 CORRIENTES LITORALES Y MAREAS

Las mareas y las corrientes litorales se correlacionan con altos índices.


11.5 OLAS EXTREMAS

Es importante considerar lo siguiente: “Un grupo de olas altas que chocan en sucesión
contra una estructura pueden hacer más daño que una ola aislada muy grande y una
sucesión irregular de olas pueden ocasionar más daños a una estructura que una
sucesión regular” (Shore Protection Manual). Para una ola que no rompe, casi siempre
se supone que la ola de diseño será la más grande que se espera que alcance a las



Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                               página 48
estructuras en un intervalo de recurrencia específico, por ejemplo de 50 a 100 años.
Para una ola que rompe, en general se supone que la ola de diseño será la más
grande que romperá directamente contra las estructuras.

11.5.1 Olas Extremas en Aguas Abiertas Jaramijó

A partir de las mediciones en campo y de una base de datos, se realizó un análisis
probabilístico que permite conocer el periodo de retorno de olas extremas empleando
Drapper para la serie de Jaramijó, por ser un sitio cercano a Crucita, se considera
adecuado para considerarlo.

                   Tabla 11-1. Altura de Ola Máxima Esperada en Aguas Abiertas Jaramijó

                       Periodo de retorno (años)    Altura ola máxima esperada (m)

                                      1                             1.50

                                      5                             1.80

                                     10                             2.10

                                     50                             2.50

                                          FUENTE: Grupo Consultor

11.5.2 Condiciones Extremas en Rompiente de Olas Jaramijó

Para una ola que no rompe, casi siempre se supone que la ola de diseño será la más
grande que se espera alcance a las estructuras en un intervalo de recurrencia
específico, Moffat & Nichols Engineers (1997) se midió para el periodo de rompiente
del área.

                    Tabla 11-2. Condiciones Extremas de Rompiente de Olas en Jaramijó

                  PERIODO DE RETORNO (AÑOS)        ALTURA PROMEDIO DE ROMPIENTE (m)

                                 5                                    0,9

                                 10                                   1,4

                                 25                                   1,9

                                 50                                   2,3

                                100                                   2,6

                                          FUENTE: Grupo Consultor

11.5.3 Ola de Diseño Jaramijó

Para la Ola de Diseño, se usa la “Altura Significativa de Olas”, como base de diseño
de las estructuras. La Altura significativa es la altura promedio del tercio de las olas más
altas para el intervalo establecido, en el presente caso de medición octubre del 2008.
Se ha encontrado que la ola más alta o máxima tiene una altura de una o dos veces
la altura significativa, conforme lo establece: “Enginner, EM 1110-2-2904, Design of




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                        página 49
Breakwaters and Jetties”, (63). En la Tabla a continuación, se presenta el Cálculo
respectivo.

                                     Tabla 11-3. Parámetro de Altura de Olas

                                     PARÁMETRO DE ALTURA DE OLAS (m)

             Altura Significativa                                              1,1

             Altura Promedio                                                   0,6

             Altura Promedio del 10% de las más
                                                                               1,5
             altas

             Altura de Olas Simples Senoidales                                 0.9

             Altura no excedida más 20% de las
                                                                               1,0
             veces

             Altura no excedida más 10% de las
                                                                               1,3
             veces

             Altura no excedida más 5% de las
                                                                               1,4
             veces

             Altura no excedida más 3% de las
                                                                               1,5
             veces

             Altura no excedida más 1% de las
                                                                               1.9
             veces

             Altura Promedio del 1% de las más
                                                                               2,5
             altas
                                            FUENTE: Grupo Consultor




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                                   página 50
12 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS
Con la información básica levantada, se propone a fin de proteger la playa de crucita,
y regenerar la playa, obras de Ingeniería de Costas. Las alternativas propuestas para


12.1 CRITERIOS DE PREDISEÑO

Para la definición de las Alternativas de Protección de la Zona Costera de Crucita se
consideraron los siguientes criterios:

    1. Se prefieren estructuras flexibles, como los enrocados, a las estructuras rígidas,
         tipo muros de contención

    2. Se consideran más adecuadas obras que no afecten el entorno, ni el elemento
         visual.

    3. El Proyecto, puede luego de desarrollar los Estudios de Factibilidad, puede ser
         implementado por fases.


12.2 CRITERIOS DE INGENIERÍA DE COSTAS

En la consideración de las Alternativas, la variable oceanográfica más interesante, es
el oleaje, y en especial, olas de tormenta, conocidos como “nortes”, se prefieren
estructuras de enrocados por ser elementos que disipan la energía de las olas
incidentes, y también reflejan parcialmente dicha energía. La Ola de prediseño
considerada, es de 2,6 metros, con un retorno de 100 años, a partir de la cual se
consideraron las alturas de olas en la costa, para las escolleras y para la playa.

De esta forma, las estructuras con taludes de enrocado absorben mejor la energía que
los muros sólidos, como son los de hormigón, que al reflejar la energía de las olas
generan fuertes corrientes de fondo que erosionan las playas. En la medida que se
reduce la magnitud del movimiento de la arena, se propicia para que se sedimente la
playa del sector.


12.3 ALTERNATIVAS PROPUESTAS

12.3.1 Alternativa 1: Escollera Marginal

Esta alternativa, consiste en un muro de Escollera Marginal, asentada en el veril de los 5
metros de profundidad, básicamente lo que genera es precipitar que la ola reviente, y
toda la arena contenida quede retenida en el espacio entre línea de costa y la




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                               página 51
escollera, evidentemente se consideran estructuras para evitar que la corriente del
litoral desarene el sitio de retención del material sedimentario. Esta alternativa, posee
dos juegos de escolleras, de aproximadamente 2500 metros cada uno.

                                     Figura 12-1. Alternativa 1




                                     Fuente: GANAM 2010
12.3.2 Alternativa 2: Espigones Sucesivos una dimensión

Esta Alternativa, consiste en 05 espigones, ubicados cada 1500 metros, los 05
espigones interiores, tienen una longitud de 300 metros, con un brazo de 50 metros,
con una orientación de 065 grados. Esta alternativa, permite proteger del oleaje a la
costa, así como de los nortes, la disposición, permite generar sedimentación y
recuperación de la playa, por los efectos de retención del transporte del litoral, así
como también por la difracción que se generan en los morros de los espigones.




Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                             página 52
Figura 12-2. Alternativa 2




                                          Fuente: GANAM 2010

                                     Figura 12-3. Espigones: Alternativa 2




                                          Fuente: GANAM 2010
12.3.3 Alternativa 3: Espigones Sucesivos dos dimensiones

Esta Alternativa, consiste en 05 espigones, ubicados cada 1500 metros, los espigones
de los extremos, tienen una longitud de 500 metros, con un brazo externo de 80 metros,
con una orientación de 015 grados y los 03 espigones interiores, tienen una longitud de
300 metros, con un brazo de 50 metros, con una orientación de 065 grados.          Esta


Estudio de Ing. Costas y Portuaria                                            página 53
Espigones crucita memoria técnica
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Espigones crucita memoria técnica

  • 1.
  • 2. TABLA DE CONTENIDO 1 FICHA TECNICA.................................................................................................................................................... 3 2 ANTECEDENTES ..................................................................................................................................................... 4 3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO .................................................................................................................... 5 4 OBJETIVOS .............................................................................................................................................................. 6 4.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................................... 6 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................................... 6 5 ÁREA DE ESTUDIO ................................................................................................................................................ 7 6 TRABAJOS DE BATIMETRÍA ............................................................................................................................... 8 6.1 BATIMETRÍA Y CARTA DEL SITIO CRUCITA ........................................................................................................ 8 6.1.1 Alcance................................................................................................................................................. 8 6.1.2 Sondeo .................................................................................................................................................. 8 6.1.3 Método de Posicionamiento ...................................................................................................... 9 6.1.4 Elaboración de Planos ................................................................................................................... 9 6.1.5 Descripción Batimétrica de Crucita ..................................................................................... 10 7 DESCRIPCIÓN DEL BORDE COSTERO ......................................................................................................... 11 7.1 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ ........................................................................................ 11 7.2 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ ........................................................................................ 12 7.2.1 Sector Charapoto – Crucita ...................................................................................................... 12 7.2.2 Sector Crucita – Jaramijó............................................................................................................ 13 8 OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS ............................................................................................ 14 8.1 METEOROLOGÍA.............................................................................................................................................. 14 8.1.1 Precipitación ..................................................................................................................................... 15 8.1.2 Temperatura del Aire .................................................................................................................... 15 8.1.3 Temperatura Superficial del Mar ............................................................................................. 16 8.2 VIENTOS ........................................................................................................................................................... 16 8.2.1 Vientos Temporales ........................................................................................................................ 18 8.2.2 Vientos Extremos ............................................................................................................................. 19 8.3 OLAS ................................................................................................................................................................ 20 8.3.1 Oleaje en la Costa Ecuatoriana .............................................................................................. 20 8.3.2 Metodología de estimación de olas en aguas someras ............................................. 22 8.3.3 Oleaje en Zona de Rompientes ............................................................................................. 22 8.4 REFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS...................................................................................................... 25 8.4.1 Crucita ................................................................................................................................................. 25 8.5 DIFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS ...................................................................................................... 27 8.5.1 Crucita ................................................................................................................................................. 29 8.6 CORRIENTES ..................................................................................................................................................... 29 8.6.1 Metodología de Medición ......................................................................................................... 29 8.6.2 Circulación de corrientes superficiales y subsuperficiales .......................................... 30 8.6.3 Circulación de corrientes de fondo somero ..................................................................... 32 8.6.4 Corrientes Litorales ......................................................................................................................... 33 8.7 TRANSPORTE LITORAL ...................................................................................................................................... 34 8.7.1 Características de la costa y transporte litoral en Crucita ......................................... 36 8.8 MAREAS Y ELEVACIÓN MEDIA DEL MAR...................................................................................................... 38 8.8.1 Mareas ................................................................................................................................................. 38 8.8.2 Elevación del Nivel del Mar ....................................................................................................... 39 9 EL NIÑO Y TSUNAMIS CERCA DE LAS COSTAS DEL ECUADOR ....................................................... 41 9.1 EL NIÑO ............................................................................................................................................................ 41 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página i
  • 3. 9.2 TSUNAMIS......................................................................................................................................................... 43 10 ANÁLISIS DE RIESGOS ...................................................................................................................................... 45 10.1 RIESGO SÍSMICO ............................................................................................................................................. 45 10.2 RIESGO GEOMORFOLÓGICO ........................................................................................................................ 47 11 CRITERIOS: COMPARACIÓN VARIABLES OCEANOGRÁFICAS ....................................................... 48 11.1 ALTURA DE OLAS Y VIENTOS .......................................................................................................................... 48 11.2 CORRIENTES SUPERFICIALES Y VIENTOS.......................................................................................................... 48 11.3 CORRIENTES LITORALES Y VIENTOS ................................................................................................................. 48 11.4 CORRIENTES LITORALES Y MAREAS ................................................................................................................. 48 11.5 OLAS EXTREMAS ............................................................................................................................................. 48 11.5.1 Olas Extremas en Aguas Abiertas Jaramijó ........................................................................ 49 11.5.2 Condiciones Extremas en Rompiente de Olas Jaramijó .............................................. 49 11.5.3 Ola de Diseño Jaramijó ............................................................................................................... 49 12 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS .......................................................................................................................... 51 12.1 CRITERIOS DE PREDISEÑO ................................................................................................................................ 51 12.2 CRITERIOS DE INGENIERÍA DE COSTAS............................................................................................................ 51 12.3 ALTERNATIVAS PROPUESTAS ............................................................................................................................ 51 12.3.1 Alternativa 1: Escollera Marginal ............................................................................................. 51 12.3.2 Alternativa 2: Espigones Sucesivos una dimensión ........................................................ 52 12.3.3 Alternativa 3: Espigones Sucesivos dos dimensiones .................................................... 53 12.3.4 Matrices de Comparación ........................................................................................................ 54 12.3.5 Resultado Previsto .......................................................................................................................... 55 12.3.6 Costos de la Alternativa Propuesta ....................................................................................... 56 13 CONCLUSION Y RECOMENDACIÓN ......................................................................................................... 57 13.1 CONCLUSIÓN................................................................................................................................................... 57 13.2 RECOMENDACIÓN .......................................................................................................................................... 57 14 FASE SIGUIENTE .................................................................................................................................................. 58 15 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................................... 59 16 ANEXOS ................................................................................................................................................................. 61 16.1 ANEXO A: PLANOS BATIMETRIA .................................................................................................................. 61 16.2 ANEXO B: EMPLAZAMIENTO DE LOS ESPIGONES ....................................................................................... 62 16.3 ANEXO C: TRANSPORTE LITORAL ................................................................................................................. 63 16.4 ANEXO D: COSTOS DEL PROYECTO ............................................................................................................. 64 16.5 ANEXO E: ARCHIVO FOTOGRÁFICO .......................................................................................................... 65 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página ii
  • 4. 1 FICHA TECNICA Proyecto: Construcción de Espigones Fase: Anteproyecto Ubicación Geográfica: Crucita 9´903.460 S, 551.886E Nombre del Promotor del Proyecto : Subsecretaria de Recursos Pesqueros Equipo Técnico: Galo Navarrete Director del Proyecto Pablo Suárez Dirección Técnica del Proyecto Karina Abata Componente Oceanográfico / Físico Mónica Ludeña Ingeniería Estanislao Tapia Batimetría Karina Abata Medición de olas Andrés Avilés Medición de corrientes Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 3
  • 5. 2 ANTECEDENTES El Gobierno Municipal de Portoviejo, como una de sus líneas de acción, ha visto la necesidad de proteger la playa de la Parroquia Crucita, así como también generar sedimentación que mejore sus playas; por lo que se ha contratado con la Empresa Consultora GANAM Cía. Ltda., los Estudios de Prefactibilidad de Ingeniería de Costas y Obras Portuarias, para la Construcción de los Espigones en Crucita, para protección y regeneración de la playa. Crucita, anteriormente fue un caserío de la parroquia Charapotó del cantón Sucre, a la que perteneció hasta que por decreto supremo publicado en el Registro Oficial No. 605 del 12 de junio de 1978, fue parroquializada y pasó a integrar el cantón Portoviejo. La distancia entre Portoviejo y Crucita es de 30 kilómetros, recorrido que toma 30 minutos. Crucita limita al norte con San Jacinto y San Clemente, al sur con el cantón Jaramijó, al este con Charapotó, El Pueblito, Cañitas y al oeste con el Océano Pacífico. Crucita tiene actualmente 12 mil habitantes y su población se dedica al turismo, pesca artesanal y la agricultura. Crucita es un balneario de 13 Km de playa, que ofrece todos los turistas opciones interesantes y diferentes, es poseedora de un hermoso estuario denominado La Boca, ubicado en la desembocadura del río Portoviejo, gracias a sus manglares y árboles originarios del sector se ha convertido en un magnífico hábitat donde existe más de 40 especies de aves, existiendo el pelícano, las gaviotas, las garzas blancas, galletera, cangrejeras, guacos, patitas, marinas, pato cuervo, patillos, aves migratorias y otras especies que convierten al sector en lugar ideal para el estudio de la fauna marina. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 4
  • 6. 3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO La Playa de Crucita, ha presentado cambios, la existencia de una playa ancha en la que turistas podían disfrutar del sol y la arena ha disminuido. Se presentan adicionalmente en Crucita problemas erosivos y embate directo del oleaje, por lo que se debe generar un anteproyecto, para la ubicación de estructuras para proteger la línea de costa. Por otro lado los impactos de los últimos eventos El Niño/Oscilación Sur (ENOS 1982-83, 1997-98) extremos han contribuido a que los procesos de erosión y sedimentación sean mucho más agresivos que en casos anteriores y por ende afecten la morfología costera y el fondo marino. Figura 3-1. Área de Ubicación del Proyecto Crucita FUENTE: GOOGLE MAP Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 5
  • 7. 4 OBJETIVOS 4.1 OBJETIVO GENERAL Presentar la información de Ingeniería de Costas para generar un diagnóstico de las condiciones del sitio para el emplazamiento de una estructura de protección y mejoramiento de la playa. 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS En base a información de segundo orden, o bibliográfica:  Establecer un régimen de oleajes de las zonas, alturas y periodos significativos que permitan caracterizar condiciones del sitio.  Establecer la refracción de los frentes de ondas que inciden en el área de estudio de implantación de las estructuras de protección  Determinar el transporte litoral debido a régimen del oleaje, corrientes, características de la arena, perfil de la playa. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 6
  • 8. 5 ÁREA DE ESTUDIO El área de influencia para el análisis de la dinámica oceánica se ubica también en esta área, como un ecosistema relativamente independiente y geográficamente relacionado con los sistemas circundantes. Hacia el norte del Cantón Jaramijó se encuentra ubicada la parroquia Crucita del Cantón Portoviejo, el sector turístico, las playas de turismo masivo, inician desde el sitio denominado El Mirador de Crucita, hasta la desembocadura del Río Portoviejo. En la siguiente tabla se presentan las coordenadas métricas (UTM), del centroide del área de Estudio; bajo el sistema geográfico mundial WGS 84: (Sentido Horario). Tabla 5-1 Ubicación Geográfica del área de estudio en Jaramijó Coordenadas UTM Este Norte 551.893,26 9´903.479,26 FUENTE: Grupo Consultor Figura 5-1. Área de Estudio Crucita Elaboración: Grupo Consultor Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 7
  • 9. 6 TRABAJOS DE BATIMETRÍA La Información Batimétrica fue obtenida por un proceso cartográfico y verificación de perfiles. 6.1 BATIMETRÍA Y CARTA DEL SITIO CRUCITA Se tiene la siguiente información. 6.1.1 Alcance Para obtener el plano hidrográfico realizo tuvo el siguiente alcance:  Reconocimiento.  Verificación de información disponible  Proceso Cartográfico  Elaboración de planos finales Figura 6-1. Ubicación de Crucita Fuente: GOOGLE EARTH 6.1.2 Sondeo Se realizó la verificación del sondeo, empleando un escandallo. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 8
  • 10. Embarcación ingresando al agua Calado de los equipos en Tierra Toma de Posiciones a la Embarcación Embarcación tomando profundidades 6.1.3 Método de Posicionamiento Para el posicionamiento de las sondas recolectadas se utilizó una estación en tierra, con un punto horizontal, conocido y posicionamiento de la embarcación. 6.1.4 Elaboración de Planos El proceso cartográfico seguido para la confección del plano final fue:  Concluido el cálculo en la hoja electrónica se procedió a utilizar un Programa en Autoslisp de AutoCad que traslada las coordenadas y valores de las profundidades al plano correspondiente.  Hoja de Borrador en Cuadrícula Transversal de Mercator.  Reploteo de posiciones en coordenadas UTM  Trazado de los veriles  Trazado de escala gráfica  Escritura de rótulos Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 9
  • 11. Figura 6-2. Plano batimétrico Crucita Fuente: GANAM 6.1.5 Descripción Batimétrica de Crucita Frente al área de la población de Crucita, existe una pendiente de 2,6 %; hacia el norte, la pendiente, aumenta hasta llegar a tener pendientes de hasta 6,4 %, más hacia el norte, donde termina el poblado, hay una pendiente de 5,1 %, esto denota, una playa propensa y sujeta a erosionarse. A continuación se presentan el perfil, para la pendiente de 6,4 %: Figura 6-3. Ubicación de las líneas de perfiles batimétricos 0 -2 Profundidad (m) -4 -6 -8 -10 -12 0 25 46 64 78 92 99 118 137 148 155 Profundidad (m) 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 Fuente: Grupo Consultor Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 10
  • 12. 7 DESCRIPCIÓN DEL BORDE COSTERO Se realizará un análisis del borde costero del Área de Estudio, para verificar profundidades y condiciones de geomorfología del mismo, este constituye el primer análisis para luego en función de los requerimientos operacionales ir ajustando la ubicación de la protección costera conforme la metodología establecida en la propuesta. 7.1 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ Es importante realizar un análisis preliminar de la franja costera de la Provincia de Manabí, donde se identifican 10 sectores diferentes en la línea de costa según Ayón 1998. Las siguientes son las principales características en una costa con procesos muy activos, el análisis se hace desde el norte, límite con la provincia de Esmeraldas, hasta el Sur, límite con la Provincia de Santa Elena. Figura 7-1. Provincia de Manabí Fuente: INFOPLAN 2007 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 11
  • 13. En la franja costera de la Provincia de Manabí tienen cabida actividades actuales y potenciales, que son medulares para la subsistencia y desarrollo de la nación ecuatoriana: el cultivo del camarón, la pesca, la recreación masiva estacional, la agricultura cercana al borde costero, el desarrollo urbano, industrias diversas, transporte acuático, la esperada explotación de gas de hidrocarburo, el ecoturismo, y otras. De esas mismas actividades surgen los complejos y hondos problemas que forman los retos a enfrentar en el ordenamiento y el desarrollo sostenible. Más adelante, se enfocará el tema de los usos y actividades que están operando en los ecosistemas litorales. Sin entrar a debatir los matices de los términos «uso» y «actividad», que preocupa a muchos interesados o especialistas en administración, debemos identificar las actividades más destacadas por su significado social y económico, puesto que de la armonización de los intereses más fuertes dependerá la viabilidad del ordenamiento. La presión del desarrollo económico, representada en la faja costera por ocupación de espacio y fuertes inversiones, recae frontalmente en los recursos independientemente considerados, mientras que la gestión ambiental demanda que la aproximación administrativa considere integralmente al ecosistema. Acoger esta necesidad como requisito del ordenamiento y del desarrollo social es particularmente importante en un país como el Ecuador, donde muchas veces la urgencia en la búsqueda de recursos económicos para el financiamiento de las operaciones del Estado, las insuficiencias legales y administrativas sectoriales y la falta de conocimiento o de sensibilidad de empresarios y autoridades, aportan condiciones que aceleran el deterioro del ambiente natural. 7.2 BORDE COSTERO DE LA PROVINCIA DE MANABÍ 7.2.1 Sector Charapoto – Crucita Se extiende 15 km., se ha desarrollado el valle aluvial del rio Portoviejo, limitado en la costa por un cordón litoral que encierra un ambiente lagunar con escasos manglares. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 12
  • 14. Figura 7-2: Sector Punta Charapotó-Crucita Fuente: Google Earth 2010 7.2.2 Sector Crucita – Jaramijó La extensión de este tramo es de 26 km. Alternan acantilados de mediana a baja altura y playas arenosas bajas, excepto en Punta Jaramijó donde se observa playas de gravas y plataforma rocosa. Las corrientes de resaca son notorias en Punta Jaramijó y Manta. Figura 7-3: Sector Crucita-Manta Fuente: Google Earth 2010 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 13
  • 15. 8 OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS El estudio del régimen normal de la presión atmosférica que actúa sobre el Océano Pacifico, con énfasis en el área Noreste del Pacífico Sur, es primordial por su relevancia en la generación de vientos que afectan a nuestras costas. En estado normal, la circulación atmosférica en el Océano Pacífico está gobernada por centros de alta presión del hemisferio Norte y Sur, ubicadas alrededor del 35ºN-140ºW y 30ºS-50ºW, respectivamente. Estos centros anticiclónicos cambian de posición durante el año; siendo el más variable en posición el centro de presión del Pacífico Norte y son los que inciden particularmente en el área de estudio, aproximadamente entre los meses de diciembre a mayo. Figura 8-1. Centros de alta y baja presión atmosféricas en el Océano Pacifico Fuente: NOAA 2008 8.1 METEOROLOGÍA En el Ecuador, en la zona costera, presenta características especialmente de clima tropical, de acuerdo a la clasificación de Köppen, sin embargo se pueden encontrar sub-clasificaciones para regiones más pequeñas, pero en general existen dos estaciones, una fría y seca; y una húmeda y lluviosa. Conforme lo indica Moreano, et al 83, la etapa de lluvias en esta zona comienza en Enero y termina en Abril está asociada a un alto índice de humedad, altas temperaturas y una nubosidad compuesta principalmente de cúmulus, estratocúmulus y cúmulus nimbus, además existe un debilitamiento de los vientos provenientes desde el sur y un ligero aumento de aquellos que provienen desde el norte. En los ocho meses restantes la temperatura disminuye apreciablemente, las lluvias desaparecen, los vientos del sur aumentan en fuerza y se forma una capa de nubes estratos que cubre la costa y que se extiende hacia el occidente sobrepasando aún las Islas Galápagos. Estas condiciones de la climatología costera son a no dudarlo un resultado de la interacción océano - atmósfera en esta parte del Pacífico Oriental Tropical. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 14
  • 16. 8.1.1 Precipitación En la época de lluvias (enero-mayo), el promedio en año normal es de 70.38 mm de precipitación y en la época seca (junio-diciembre) el promedio es de 5.88 mm. Los meses de agosto, septiembre y octubre son los más secos con precipitaciones casi nulas, y los meses de enero, febrero y marzo son los de mayor precipitación. La precipitación anual es severamente alterada en los años en que se presenta el evento de El Niño, cuando el promedio de precipitación suele ser más alto. Figura 8-2. Precipitación Máxima y Normal Mensual Fuente INOCAR 1975 -2008 8.1.2 Temperatura del Aire Respecto a la temperatura del aire en la zona que comprende el área de estudio, en forma general, las mayores temperaturas ocurren entre los meses de febrero a abril, oscilando entre 26 y 26.5ºC, siendo estos meses los más cálidos. Las menores temperaturas se registraron entre junio y diciembre con el valor mínimo de 23.1ºC en el mes de agosto. Figura 8-3. Temperatura Promedio Mensual del Aire Fuente: INOCAR 2008 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 15
  • 17. 8.1.3 Temperatura Superficial del Mar Los registros de temperatura superficial del mar indican una tendencia estacional. Los meses más cálidos corresponden a Febrero y Marzo, con promedios de 27.3ºC; y los meses de menor temperatura a la época seca, con Agosto como el más frío, con una temperatura de 24.5ºC. Los años más cálidos corresponden al evento El Niño 1997 y 1998, en los cuales la temperatura promedio anual fue de 27.1 y 27.0ºC, respectivamente. En la figura que se muestra a continuación se observa la temperatura superficial promedio del mar para un año normal. Figura 8-4. Temperatura superficial media del mar (1952 – 2006) 28 27,5 27 Tempeartura Superficial del Mar °C 26,5 26 25,5 25 24,5 24 23,5 23 22,5 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Temperatura Media Super. Mar °C 27,3 27,4 27,4 27,1 26,4 25,7 24,9 24,3 24,7 25,1 25,6 26,6 Fuente: INOCAR 2008 8.2 VIENTOS Por encima de los 1000 metros de altura, los vientos se comportan de acuerdo a un balance geostrófico entre las fuerzas de gradientes locales y las de Coriolis, por debajo de esa altura, los efectos de fricción debido a la presencia del océano distorsionan el campo de vientos; así la velocidad y su dirección son una función de la elevación sobre la superficie media, rugosidad de la superficie, diferencias de temperatura entre aire-mar y los gradientes horizontales de temperatura. El oleaje crece como resultado del flujo de energía del aire existente sobre él. Para el caso de predicción del oleaje se obtiene de observaciones directa a lo largo del Fetch (centros de alta presión atmosférica), o a lo largo del mismo en función del tiempo. Para el análisis de vientos en las áreas de implantación de los muelles, se referirá a los Vientos Temporales y a los Vientos Extremos. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 16
  • 18. Figura 8-5. Magnitud y dirección del viento (10 m) Octubre del 2008 Fuente: NOAA 2008 Figura 8-6. Magnitud y dirección del viento (10 m) enero del 2009 Fuente: NOAA 2009 A nivel local, la mayoría de los vientos en el área de estudio (brisas marinas) se producen por el cambio de temperatura del aire que se encuentra en la superficie del mar como también del que se encuentra en la costa; proceso en el cual el aire caliente tiende a ascender y su lugar es reemplazado por corrientes de aire frío, en el día la brisa viene del mar hacia la costa y en la noche el proceso es a la inversa. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 17
  • 19. Figura 8-7. Variación de velocidad de viento medida in situ 4,500 m/s 4,000 m/s 3,500 m/s 3,000 m/s 2,500 m/s 2,000 m/s 1,500 m/s 1,000 m/s 0,500 m/s 0,000 m/s 8H 9H 10 H 11 H 12 H 13 H 14 H 15 H 16 H 17 H 18 H Velocidad (m/s) 0,336 m/s 0,812 m/s 1,288 m/s 3,640 m/s 3,640 m/s 4,060 m/s 3,780 m/s 3,500 m/s 2,380 m/s 2,100 m/s 1,820 m/s Elaboración: Grupo consultor – Enero 2009 8.2.1 Vientos Temporales El procesamiento de los datos incluyó el cálculo de velocidades de viento máxima y promedio, para cada mes durante los 35 años de registro, más la generación de tablas de frecuencia como una función de velocidad y dirección. La Tabla que se muestra a continuación, muestra el viento promedio y máximo mensual del registro por un periodo de 34 años. Estos valores son consistentes con los estudios previos, en los cuales la media de velocidades de viento fue superior durante la temporada de sequía de Julio a Diciembre. Las velocidades promedio del viento entran en un rango de 2.4 m/s en Febrero, y 3.8 m/s de Septiembre a Noviembre, con una velocidad máxima de 30.4 m/s en el mes de julio. Tabla 8-1. Estadísticas Mensuales de Viento (m/s) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Tot Viento Prom. 3.0 2.4 2.5 2.7 3.1 3.4 3.6 3.6 3.8 3.7 3.8 3.7 3.4 Viento Max 17.6 24.5 24.5 16.1 9.8 23.5 30.4 24.5 14.7 16.7 19.6 17.6 30.6 Fuente: Aeropuerto Eloy Alfaro, Manta, Ecuador (1973-2008) Basado en registros de datos entre los años de 1973 a 2008 en el Aeropuerto Eloy Alfaro de la ciudad de Manta, las velocidades del viento representan promedios de 10 minutos recolectados a una elevación de 14 m y corregidos a una elevación de 10 m. La Figura a continuación muestra rosetas de vientos generadas según datos por hora. Incluye el conjunto completo de datos, y también generadas para temporadas húmedas y secas. En este análisis, la temporada húmeda se definió de Enero a Junio, Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 18
  • 20. mientras que la temporada de sequía de Julio a Diciembre, consistente con la convención utilizada para los reportes de ESPOL y Moffat & Nichol. Los vientos dominantes son WSW (oeste -suroeste) y son más notorios en la temporada seca. Durante la época de lluvia se observan vientos WNW (oeste-noroeste), con mayor frecuencia y una mayor magnitud, pero la dirección predominante sigue siendo el tramo S-SW. En general, durante todo el año, el 66% de los vientos provienen del tercer cuadrante, esto es con una dirección predominante del WSW 34%; los vientos del SW representan alrededor del 32%. Los periodos de calma son más prolongados en el primer semestre del año. Las Velocidades máximas están e asociadas a los meses que corresponden al cambio de estación. Figura 8-8. Dirección de Vientos Predominantes Rosa de los vientos N 35.00% NNW NNE 30.00% NW 25.00% NE 20.00% WNW 15.00% ENE 10.00% 5.00% W 0.00% E WSW ESE SW SE SSW SSE S Elaboración: Grupo Consultor 8.2.2 Vientos Extremos En la Tabla a continuación presenta los resultados de estos cálculos para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, y 100 años y para periodos de viento promedio de 1 hora, 10 minutos, 30 segundos y 3 segundos. Tabla 8-2. Periodos de Retorno - Velocidad del Viento Velocidad del Viento (m/s) PERIODO DE RETORNO Viento 1-hora Viento 10-minutos Viento 30-segundos Ráfaga 3-segundos 2-años 13.8 14.5 18.3 20.9 5-años 18.9 19.9 25.1 28.6 10-años 22.2 23.4 29.5 33.7 25-años 26.5 27.9 35.2 40.2 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 19
  • 21. Velocidad del Viento (m/s) PERIODO DE RETORNO Viento 1-hora Viento 10-minutos Viento 30-segundos Ráfaga 3-segundos 50-años 29.6 31.2 39.4 45.0 100-años 32.8 34.5 43.5 49.7 Elaboración: Grupo Consultor 8.3 OLAS En la formación de las olas y sus características influyen numerosos factores, tales como: la variación de la presión atmosférica, la configuración y profundidad del fondo marino, la salinidad, la temperatura del agua, pero sobre todo, la fuerza generatriz del viento; excepto las causadas por las erupciones volcánicas o movimiento de las placas tectónicas (tsunamis) producidas en el fondo marino y las producidas por efecto de las mareas. De acuerdo a estudios realizados por Cardin y Allauca (1988), las olas frente a las costas ecuatorianas corresponden a olas generadas en lugares distantes, conocidas como mar de fondo. Las olas de mar de fondo o tipo swell, presentan en el océano abierto un perfil casi sinusoidal, son olas largas de crestas suaves, las cuales al entrar a aguas someras sufren transformaciones, que empiezan cuando sienten el fondo, lo que ocurre a una profundidad aproximada igual a la ½ de la longitud de onda en aguas profundas (Lo), llegando a ser más significativa a una profundidad igual a un cuarto de Lo. En aguas profundas, tratándose de mar de viento, únicamente rompen las olas que son inestables, o lo que es lo mismo las muy abruptas, la de pendiente suficientemente acusada para que la velocidad de las partículas de agua en las crestas sea mayor que la de propagación de la ola, entonces se escapa el agua de la cresta hacia adelante originándose los rociones. Dicha pendiente se obtiene dividiendo la altura de la ola (H) por la longitud de onda (L). Cuando esa pendiente es mayor a 1/7, la ola rompe. El mar de fondo, después de un largo recorrido sólo contiene olas con líneas de cresta muy largas, de poca pendiente (poca altura y mucha longitud de onda). 8.3.1 Oleaje en la Costa Ecuatoriana Las costas ecuatorianas están delineadas por los meridianos 80º - 100º oeste y los paralelos 0º-10º sur. Las alturas predominantes de olas en aguas profundas en las costas ecuatorianas son de 1.0 -2.5 m con periodos de 8 segundos, con frentes más recurrentes de 255º y 315 (W-SW) (Sánchez 1991). En las figuras a continuación se Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 20
  • 22. muestran porcentajes de ocurrencia para alturas periodos y direcciones en aguas profundas de la costa ecuatoriana. Figura 8-9. Porcentaje de ocurrencia de altura de olas en las costas del Ecuador Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991) Figura 8-10. Porcentaje de ocurrencia de periodos en las costas del Ecuador Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991) Figura 8-11. Porcentaje de ocurrencia de dirección grados magnéticos en las costas del Ecuador Fuente: Laboratorio de Física de Inglaterra (Sánchez 1991) Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 21
  • 23. 8.3.2 Metodología de estimación de olas en aguas someras La acción del oleaje sobre estructuras costeras es el factor de mayor importancia a determinar para la concepción de las mismas. Al no existir en muchos de los lugares de la costa ecuatoriana equipos de medición continua, la caracterización del oleaje en los sitios de implantaciones de los muelles se determina visualmente y se hace referencia a diferentes estudios similares en las áreas de ubicación del proyecto. El tipo de rompiente fue determinado visualmente clasificándolas de acuerdo con las normas internacionales para rompientes. El ángulo de aproximación del oleaje fue determinado con el uso de una brújula. La determinación horaria del ancho de la zona de rompiente fue realizada de manera visual en cada una de las observaciones por hora, para lo que se estimó la distancia a la cual se encontraba la rompiente en el momento de la medición y la longitud sobre la cual rompían las olas. 8.3.3 Oleaje en Zona de Rompientes Cuando la ola se aproxima a la costa y empieza a sentir el fondo, tanto su velocidad como longitud de onda comienza a disminuir y comienza a ganar altura, este frente de ondas empieza alinearse con la línea de costa, por lo que en este caso las rompientes están función de la profundidad. Es así como la ola se hace inestable cuando su pendiente H/L es igual o mayor que 1/7. En ese caso la velocidad de las partículas en la parte alta de la ola excede a la propia velocidad de la ola provocando un desbordamiento por la parte delantera de la ola. Las olas rompientes constituyen un factor principal en la determinación de la geometría y composición de las playas y son de influencia significativa en la planificación y diseño de obras realizadas en la zona litoral. Al aproximarse una ola hacia la costa, su dirección puede cambiar por el efecto de refracción, disipando gran cantidad de energía y formándose olas muy empinadas, por lo que el agua comienza a moverse a la misma velocidad de las olas, lo que se manifiesta en la turbulencia del agua, y provoca que los materiales de fondo sean removidos, mantenidos en suspensión y finalmente transportados. 8.3.3.1 Oleaje en Crucita El oleaje es el primer agente moderador de la playa de Crucita, puesto que al incidir sobre la misma disipa su energía moviendo los materiales que se encuentran en ella. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 22
  • 24. La arena de la playa está sometida a dos movimientos naturales: Uno estacional Perpendicular a la costa con el oleaje del temporal (SEA), las olas que alcanzan la costa desplazan la arena de la playa hacia el fondo del mar formando barreras sumergidas paralelas a la costa y en cierto lugares específicos se quedan entrampadas en piedras sumergidas dando lugar a un estrechamiento de la playa. Esta arena acumulada en barreras sumergidas regresa a la playa con el oleaje del fondo (SWELL), que es el oleaje que alcanza la costa cuando los temporales se desarrollan lejos de las mismas, dando crecimiento de la anchura de la playa. Este proceso bien definido se realiza periódicamente, originando dos tipos de perfiles los cuales se denominan Perfil de Invierno y Perfil de Verano (Coral, 2010). La playa de Crucita se encuentra orientada hacia al norte, haciendo que la zona costera de este cantón no se vea afectada directamente por los frentes de ondas del norte, en cambio, esta zona es vulnerable a los frentes con dirección del oeste, oscilando frecuentemente en trenes de onda que vienen de los 250º SW hasta los 310 NW. Figura 8-12. Zona de Influencia directa de los frentes de ondas sobre el área de Crucita Fuente: Grupo Consultor Del documento Construcción de muros espigón en la Parroquia Crucita (Sedimentario- Rompeolas) elaborado para el Gobierno Municipal de Portoviejo, se obtuvieron las siguientes referencias de parámetros del oleaje en Crucita. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 23
  • 25. 8.3.3.1.1 Altura Para llevar a cabo la determinación de las alturas de olas correspondientes al área de Crucita, se consulto los parámetros de diseño adjunto en el estudio previamente mencionado, el cual menciona que la altura de ola en el área de Crucita es de 3 metros, altura que se encuentra dentro del rango de observación, en áreas costeras semejantes a Crucita se han registrado olas de 3.7 metros. Las mayores alturas de olas se registran en los meses de marzo y abril. 8.3.3.1.2 Período El flujo de energía es proporcional al periodo y al cuadrado de la altura, entonces se requeriría una mayor entrega de energía, desde el viento hasta las olas, para duplicar la altura de una ola de periodo largo, que una ola de periodo corto. Por lo tanto olas de largo periodo solo se pueden desarrollar bajo condiciones extremas, con vientos fuertes, de larga duración y soplando sobre grandes distancias. En mar abierto se podrían producir olas de periodos mayores a 20 s, pero en la costa de Crucita en general se tiene olas de periodos de 14 seg. 8.3.3.1.3 Dirección La dirección o ángulo, con los que los frentes de ondas inciden en los procesos costeros para el lugar de implantación espigones en Crucita, se lo puede observar en una carta náutica, con la ayuda de la batimetría del área se puede estimar como un frente de ondas se refractara. Por observación se puede indicar que esta área estaría expuesta a un tren de ondas del oeste, oscilando entre los 250 SW y 310 NW. Del tipo de ola presente en Crucita se la caracteriza principalmente como volteo o plunging, que es un tipo características de playas con pendientes suaves, con escasas ocaciones también se observa las del tipo de derrame. Olas Crucita Olas Crucita Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 24
  • 26. 8.4 REFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS Para el cálculo del Coeficiente de Refracción, se empleará el Método Gráfico de Refracción por Batimetría (Método de Ortogonales), este método se basa en la Ley de Snell, ya que la celeridad de una ola depende de la profundidad de agua en la zona donde se propaga. Así, si la profundidad decrece, la celeridad de la onda y por consiguiente su longitud decrece, mientras que el periodo se mantiene constante en todo momento. Para establecer la refracción en el área de implantación del muelle se determino primeramente cual es ángulo a la que están expuestas por su ubicación, los cuales están entre los 250º SW y 310º (NW), considerando que los frentes provenientes del oeste son los que afectan directamente a la playa, se analizó también frentes provenientes de los 270º (W). Figura 8-13. Diferentes frentes de ondas que inciden en la zona de estudio. Elaborado por: Grupo Consultor. 8.4.1 Crucita Debido a su ubicación, la playa de Crucita se encuentra protegida de frentes de ondas provenientes de los N, no así a los frentes provenientes del 310º NW y del 270º SW, motivo por el cual se realizaron las refracciones para los frentes provenientes de los 310º NW, 270º, y 250º SW; los frentes del tercer cuadrante son las ondas que más frecuentes en las costas ecuatorianas, mientras los norte son muy pocos frecuentes y más bien llegan solo cierta época del año. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 25
  • 27. De igual manera se procedió a observar cómo ingresan estos frentes de ondas en aguas profundas utilizando la Carta Batimétrica IOA 103, para los distintos frentes ya mencionados. Una vez que se tiene el ángulo con el que empieza a aproximarse, y con la ayuda de la carta Batimétrica IOA 104, se determina el ángulo de llegada hacia la costa de Crucita. Estos frentes de ondas en la mayoría de los casos, empiezan a sentir fondo en el veril de los 50 m sufriendo refracción, y a partir de ahí estos frentes se concentran en la playa de Crucita y hacia la punta Jaramijó. Figura 8-14. Diagrama de Refracción Crucita 270º Elaborado por: Grupo Consultor Figura 8-15. Diagrama de Refracción Jaramijó 250º Elaborado por: Grupo Consultor Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 26
  • 28. Para determinar la refracción de los frentes de ondas que inciden en las costas de Crucita, se usaron ángulos diferentes ángulos con un periodo promedio de 14 seg. Tabla 8-3. Índice de Refracción (Kr) Dirección (grados magnéticos) Periodo (s) 250 270 Crucita 14 0.91 0.75 Fuente: Grupo Consultor 8.5 DIFRACCIÓN DE LOS FRENTES DE ONDAS La difracción es en esencia un fenómeno de transferencia de la energía de unas zonas a otras. Se produce cuando la onda encuentra en su camino un obstáculo que impide su paso a la zona posterior del mismo. De una a otra parte por diferencia en los niveles de agitación existe un intercambio de energía que generará en la zona resguardada una agitación de características propias de cada obra. Empleando el método Wiegel 1962, que se presentan en el “Shore Protection Manual”, se calcularon las difracciones en los brazos de los espigones a implantarse en el área de Crucita, según los resultados de la refracción de distintos frentes de ondas en dos escenarios cuando los frentes son provenientes de los SW y NW. La reducción de la altura de ola está dada en términos del coeficiente K´ que se define como la relación entre la altura de ola H en el área afectada por la refracción y la altura de ola incidente Hi del área no afectada por la refracción. Los diagramas a emplearse se presentan en la Figuras a continuación. Figura 8-16. Plantillas de Diagrama de Difracción 105º Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 27
  • 29. Figura 8-17. Plantillas de Diagrama de Difracción 120º Fuente: Shore Protection Manual 1985 Figura 8-18. Plantillas de Diagrama de Difracción 90º Fuente: Shore Protection Manual 1985 Figura 8-19. Plantillas de Diagrama de Difracción 75º Fuente: Shore Protection Manual 1985. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 28
  • 30. 8.5.1 Crucita Para el caso de la ubicación de espigones en la localidad de Crucita, luego de analizar los distintos frentes de ondas, se consideraron distintos escenarios para realizar la difracción de las olas como resultado del choque sobre la escollera. En el escenario más crítico se consideran los frentes provenientes del oeste; con la ayuda de los diagramas, el ángulo de incidencia para los frentes más críticos 250º, 270º. Por lo tanto, con un coeficiente K´ de 0,91, el valor de Hi de 57 cm., y H entonces de: 31.35 cm., se podrá determinar que en ese determinado punto dentro de la zona de calma la ola disminuye su altura en 25,65 cm. Figura 8-20. Diagramas de Difracción Jaramijó frente de onda 250º diagrama de difracción 120º Elaboración: Grupo Consultor 8.6 CORRIENTES 8.6.1 Metodología de Medición El área de Crucita ah sido muy poco estudiada, no se conoce mucho del comportamiento in situ del área. Con el objetivo de determinar el patrón de circulación en el área de Crucita, se consulto material bibliográfico disponible, y con la premisa que el comportamiento en playas costeras guardan semejanzas en su dinámica costera; se procedió a encontrar estudios de mediciones de corrientes a nivel superficial, subsuperficial y profundas en el área de Crucita. La información de corrientes en el área de estudio se realizó utilizando el método de Lagrange, para la determinación de las corrientes superficiales y subsuperficiales, que consiste en seguir la trayectoria de un flotador en una parcela de agua, la posición es Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 29
  • 31. medida sobre un intervalo de tiempo y el método de Euler para la determinación de corrientes profundas, que consiste en fondear un correntómetro para determinar la dinámica del flujo que pasa por un punto fijo georeferenciado. El área de estudio está sujeta a una variación debida por acciones conjuntas de varios factores como vientos, ciclos mareales (flujo y reflujo), batimetría y su ubicación geográfica (influenciadas por corrientes Humboldt, subcorriente ecuatorial que son reguladoras del clima de la zona). 8.6.2 Circulación de corrientes superficiales y subsuperficiales Para determinar el patrón de circulación se utilizó flotadores a la deriva (veletas), los mismos que fueron empleados para conocer la trayectoria de las corrientes en el área de interés, obteniéndose información de corrientes superficiales y subsuperficiales (3 metros), durante las fases de sicigia y cuadratura. Los flotadores fueron posesionados empleando GPS a diferentes intervalos de tiempo; el seguimiento de sus trayectorias se los realizó durante ocho horas diarias aproximadamente, tratando de cubrir los dos estados de mareas: la pleamar y la bajamar. Corrientes superficiales Las corrientes superficiales (flotador amarillo) fueron medidas durante 8 horas durante los meses de febrero y septiembre del 2008, meses característicos para cada época. Para la época húmeda (Febrero) se registraron corrientes superficiales con velocidades máximas que alcanzaron los 0.29 m/s en flujo y 0.23 en reflujo para el mes de febrero ligeramente mayores que en septiembre donde se registra 0.22 m/s y 0.20 m/s en flujo y reflujo respectivamente. Tabla 8.4 Corrientes Subsuperficiales Las corrientes subsuperficiales (flotador rojo) fueron medidas conjuntamente con la superficiales durante 8 horas. Para el mes de febrero (época húmeda) se registraron valores ligeramente mayores en comparación con septiembre. Durante el flujo se registro una velocidad máxima de 0.28 m/s y de 0.21 m/s para el reflujo, mientras que para la época seca se obtuvieron velocidades máximas de 0.20 m/s y 0.17 m/s para el flujo y reflujo respectivamente. Tabla 8.4 Las direcciones de las corrientes en general son hacia la costa, oscilando entre el noreste y sureste, para ambos estado de marea. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 30
  • 32. Figura 8-21. Corrientes Superficiales y subsuperficiales en Flujo Elaboración: Grupo Consultor Figura 8-22. Corrientes Superficiales y subsuperficiales en Reflujo Elaboración: Grupo Consultor Tabla 8-4. Corrientes Superficiales y Sub superficiales Fase de cuadratura V. máxima Estado de Fecha Flotador (m/s) marea Superficial Febrero 2008 0.29 Flujo (amarilla) Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 31
  • 33. V. máxima Estado de Fecha Flotador (m/s) marea Superficial 0.23 Reflujo (amarilla) Subsuperficial 0.28 Flujo (roja) Subsuperficial 0.21 Reflujo (roja) Superficial 0.22 Flujo (amarilla) Superficial 0.20 Reflujo Septiembre (amarilla) 2008 Subsuperficia 0.20 Flujo (roja)l Subsuperficial 0.17 Reflujo (roja) Elaboración: Grupo Consultor 8.6.3 Circulación de corrientes de fondo somero En el caso de la circulación de corrientes profundas, estas están menos influenciadas por el viento que las superficiales, ya que por el efecto de fricción del mismo con las capas del agua en profundidad hace que disminuya su influencia. El programa de monitoreo continuo de corrientes de fondo se lo realizará en la fase de factibilidad, con el anclaje de correntómetros ubicados en el área de influencia. El sistema de medición continua debe ser instalado a aproximadamente en el veril de los 7 m de profundidad, para la cual se usará un GPS. Estudios realizados en costas similares a la de Crucita, haciendo uso de correntómetros registran una velocidad de corriente de fondo de 0.32 m/s. Características de los correntómetros El correntómetro es un instrumento apto a medir la velocidad de corrientes en el mar, en los ríos, arroyos, estuarios, puertos. Existen algunos modelos que además registran su dirección, profundidad e inclinación respecto de la vertical, temperatura de agua de mar, presión y conductividad. Su modalidad de registro puede ser papeleta inscriptora, cinta magnética o memoria de estado sólido. Estos equipos utilizan el método Euler, el cual consiste en medir en un punto específico o en toda la columna de agua la velocidad y dirección de la corriente. Existen diferentes modelos de correntómetros, entre los más usado en las costas ecuatorianas tenemos el correntómetro Valeport, S4 y el ADCP. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 32
  • 34. Figura 8-23. Correntómetros Valeport S4 ADCP Elaboración: Grupo Consultor 8.6.4 Corrientes Litorales Las corrientes litorales constituyen el principal agente formador y destructor de playas, las cuales se producen cuando las olas se aproximan a la costa formando un ángulo, y son factor principal en la dirección y magnitud del movimiento de sedimentos. (Sánchez 1978). Esta corriente fluye paralela a la línea de costa y está restringida a la zona entre la rompiente y la línea de costa y aunque es de velocidades bajas, (Shore Protection Manual 1984) es muy importante en los procesos costeros al viajar a lo largo de la costa, transportando sedimento levantado por las rompientes. Para este estudio se realizaron mediciones de corrientes litorales en 4 estaciones en Jaramijó. Para facilitar la comprensión de los datos de corrientes presentados en las tablas se estableció que las corrientes que van hacia el este o derecha de un observador mirando hacia el mar tengan signo positivo y los que van hacia el oeste o izquierda del observador signo negativo. 8.6.4.1 Área de Estudio en Crucita En el caso de la corriente litoral en la playa de Jaramijó, el estudio realizado para la construcción de los espigones menciona que el transporte es offshore, es decir la corriente litoral tiende a dirigirse hacia el oeste, desplazan la arena de la playa hacia el fondo del mar formando barreras sumergidas paralelas a la costa. En la figura a continuación se muestra el comportamiento de la misma. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 33
  • 35. Figura 8-24. Dirección de Corriente Litoral en Crucita Elaborado por: Grupo Consultor 8.7 TRANSPORTE LITORAL Se denomina transporte litoral al movimiento de partículas en las zonas costera producido por olas y corrientes (Shore Protection Manual, 1984), se lo ha clasificado de dos formas: transporte perpendicular y transporte paralelo a la línea de costa. En la zona de rompientes gran cantidad del sedimento, sea de fondo o en suspensión, es transportado por la acción de olas y de corrientes litorales, sin embargo, el mecanismo del transporte neto del sedimento no se conoce absolutamente. La acción de las olas sobre la zona litoral es la principal causante de la mayoría de los cambios físicos. Las características del oleaje en un área determinada, dependen, de las condiciones del viento del lugar donde han sido generadas y de las condiciones batimétricas del área en estudio, pues se conoce que las olas pueden ser generadas por vientos lejanos o locales. La acción del oleaje, sobre las playas, provoca en mayor o menor medida el movimiento de los sedimentos de un lugar a otro. Las olas que provocan el transporte de sedimentos se las conoce como olas rompientes, las cuales poseen características totalmente diferentes a su estado antes de la ruptura. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 34
  • 36. Toma de Muestra de arena Flotador a la deriva corriente litoral La distribución del sedimento se relaciona con los procesos de erosión y depositación, la dirección predominante del transporte también se puede deducir a partir de la distribución del tamaño de los sedimentos a lo largo de la línea de costa, la dirección de la velocidad de la corriente litoral suele ser desde lugares donde el tamaño de los sedimentos es mayor hacia aquellos donde es menor. Transporte de arena El movimiento de arena es un proceso dinámico que puede variar con las condiciones en un momento dado. El desarrollo de una playa o de costa dependerá del equilibrio entre la arena que se desplazan hacia adentro de la zona en cuestión (las fuentes) y la arena que se desplaza hacia fuera (sumideros) en el transcurso del tiempo. Si es más la arena removida en una playa que la recibida, la playa decrecerá. Estos cambios pueden ocurrir en las escalas de tiempo de días, estaciones o años. Los tres principales modos de transporte de arena en la playa hacia dentro o hacia fuera de una determinada sección de la playa son los siguientes:  Transporte Longshore: donde las olas suelen acercarse oblicuamente a la costa movilizando y transportando la arena paralelo a la costa con la corriente costera.  Transporte Cross-shore: donde la arena se mueve en tierra o en el mar en respuesta al estado local de las olas.  Transporte Eólico: se refiere al movimiento de arena debido al viento. Cada uno de estos mecanismos puede considerarse fuentes para una determinada sección de la playa, en caso de que muevan sedimentos a la playa, si ellos remueven sedimentos de la playa. De estos mecanismos, el transporte longshore es el mecanismo dominante de transporte de arena en la playa y su importancia de estudio Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 35
  • 37. se debe al impacto que se origina cuando se produce una interrupción del mecanismo debido a la presencia del puerto. El transporte longshore ocurre cuando la arena es movilizada por la acción de movimiento de olas en una dirección de costa paralelo con las corrientes generadas en la zona de litoral. Estas corrientes litorales son generadas por las olas que se aproximan oblicuamente a la línea de costa y transportan arena a lo largo de la costa. La magnitud y la dirección del transporte varían con la energía y la dirección del campo de ola. Aproximaciones de olas con alta energía con sus crestas con un ángulo grande con la línea de costa moverán la arena de playa en una mayor relación que las olas pequeñas con sus crestas paralelas a la línea de costa. Las corrientes litorales pueden también ser generadas por la presencia de estructuras o de headlands artificiales. La difracción de la ola alrededor de la estructura puede dar lugar a un diferencial en romper alturas de onda a lo largo del litoral, con olas más pequeñas cerca de la estructura y la altura de olas se incrementa a lo largo de orilla lejos de la estructura. Esta diferencia en romper alturas de ola da lugar a un diferencial en la altura asociada de la configuración de ola a lo largo del litoral. El gradiente de este diferencial en la elevación del agua en las corrientes de litoral pueden conducir corrientes (y el transporte longshore asociado) hacia la estructura. Ambos mecanismos juegan un papel importante en el transporte de litoral alrededor del área de la implantación de los muelles. En las dos áreas de estudio se pudo constatar la acumulación de la arena en el lado oeste de ambas playas, corroborando las mediciones realizadas y dejando ver cuales es la tendencia con la que crece la playa y la dirección dominante del transporte en estas localizaciones. 8.7.1 Características de la costa y transporte litoral en Crucita La playa de Crucita limita al norte con San Jacinto y San Clemente, al sur con el cantón Jaramijó, al este con Charapotó, El Pueblito y Cañitas y al oeste con el Océano Pacífico. La playa se caracteriza por tener una pendiente pronunciada, por lo que las olas rompen muy cerca de la costa. Presenta material tipo fino, posee 13 km. de playa, en pleamar la playa queda cubierta totalmente. La localidad de Crucita goza de condiciones climáticas muy particulares haciendo de esta un punto importante para el desarrollo del turismo, con el paso del tiempo su playa se ah ido reduciendo, el municipio de Portoviejo a llegado a la conclusión de la construcción de espigones con la función principal de proteger la playa de la acción del oleaje y aumentar el área de playa. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 36
  • 38. Playa de Crucita Para el cálculo del transporte perpendicular, se usa el método mejorado de Komar (1976), con base en ecuaciones de Bagnold y desarrolladas en su modelo energético del transporte de arena en las playas. Las alturas y las velocidades de la corriente litoral usadas, son promedios de las mediciones en cada estación. En los cálculos no se ha considerado dirección de velocidades, por lo que los resultados, representan el valor de transporte bruto. Los parámetros utilizados en las ecuaciones son obtenidos por Vera (2000): Densidad del agua de mar () : 1025 Kg/m 3 Densidad del sedimento (S) : 2650 Kg/m 3 Índice de rompiente ( ) : 0.8 adimensional h b profundidad en la rompiente : 0.50 m g (aceleración de la gravedad) : 9.8 m/s a’ (factor de porosidad de la arena) : 0.6 K’ = Coeficiente adimensional de Komar: 0.28 Método de Komar: Qs Is (  s   ) ga' I8  K' ECb vI u m cos b Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 37
  • 39.   2 Eb  18 gH b Cb  ghh um    2*Eb 1 / 2 hb Donde: Qs, transporte litoral (m3/s) Is, razón de transporte del peso sumergido (N/s) E b ' energía del oleaje en la rompiente C b ' velocidad de grupo de olas en la rompiente V 1' velocidad promedio de corriente litoral medida en el campo u m ' máxima velocidad orbital en la rompiente H b ' altura de la ola rompiente. 8.8 MAREAS Y ELEVACIÓN MEDIA DEL MAR 8.8.1 Mareas Las mareas son descritas por Defant (1958) como un proceso interno del océano, cuyas variaciones de rango pueden ser consideradas importantes en la geomorfología de las playas e importantes en la circulación marina, debido a que, en sectores muy cercanos a la costa y en muchos de los casos este es el factor que gobierna en el patrón de circulación. Las mareas a lo largo de las costas del Ecuador son de tipo semi-diurna, lo cual indica que en aproximadamente unas 24,5 horas, se presentan dos pleamares y dos bajamares con pequeñas desigualdades diurnas. Un ciclo completo de la marea dura aproximadamente unas 12 horas, y el periodo entre una pleamar y bajamar consecutiva es de 6 horas. De acuerdo a las tablas de mareas, publicadas por el Instituto Oceanográfico de la Armada (INOCAR), las amplitudes de las mareas pueden variar entre unos 2,9 y 1,9 metros en sicigia y cuadratura respectivamente. Las mareas de sicigia se producen cada 15 días con una duración de unos 3 días, donde se presentan las mayores amplitudes; mientras que las mareas de cuadratura son de menor amplitud y se presentan también cada 15 días alternándose con las de sicigia. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 38
  • 40. Tabla 8-5. Altura de Mareas ALTURA DE LA MAREA SOBRE EL DATUM Pleamar Bajamar MWHS MHWN MLWN MLWS 2,62 m 2,36 m 0,26 m 0,00 m Fuente: IOA 1043 – Tabla de Mareas El incremento del nivel medio del mar (NMM), en nuestras costas, se produce debido a la presencia de la cresta de la Onda Kelvin o por la intensificación de la Contracorriente Ecuatorial (Espinosa, 1996), durante la ocurrencia de El Niño. En la Figura a continuación, se presenta los promedios de Nivel Medio del mar, así como las ocurrencias máximas. Figura 8-25. Nivel Medio del Mar FUENTE: INOCAR 1998 A lo largo de la costa ecuatoriana el nivel medio de mar normalmente varía entre – 10 y + 10 cm. desde su valor promedio (Cucalón, 1996), sin embargo, durante el evento 1982-1983, el nivel del mar se incrementó en más de 30 cm y durante el último evento 1997-1998, que ha sido catalogado como el peor del siglo, el nivel medio del mar se incremento en el mes de Noviembre/97, hasta alcanzar un pico máximo de 44 cm. aproximadamente. 8.8.2 Elevación del Nivel del Mar Es muy importante monitorear constantemente el nivel del mar, pues un aumento del mismo puede ocasionar impactos de diferentes clases produciendo un cambio en el comportamiento natural de los procesos costeros. Los principales cambios físicos que podrían ocurrir son: cambios en la línea de costa, sea por procesos de erosión o de crecimiento, variación en la amplitud y frecuencia de las mareas, entrada de agua hacia tierras planas, cambios en la salinidad del agua superficial. Todo esto trae como Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 39
  • 41. consecuencia, perdidas de valores económicos a través de pérdida de tierras y de ambientes costeros típicos, incremento del riesgo de inundación y otros impactos relacionados con cambios en el uso del agua. En general se asume que las perdidas ocurrirán gradualmente en proporción al aumento del nivel del mar. Aumentos del nivel del mar, equivalentes a 1 cm., pueden resultar en un retroceso de la línea de costa en 1 m. (Brunn, 1962), afectando a los centros poblados que no podrán resistir el impacto de las olas, tal como sucede cuando ocurren los Eventos El Niño. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 40
  • 42. 9 EL NIÑO Y TSUNAMIS CERCA DE LAS COSTAS DEL ECUADOR 9.1 EL NIÑO Una de las mayores alteraciones en el sistema Océano-Atmósfera en la región Indo - Pacífico es la Oscilación del Sur y relacionada con ella frente a la costa sudamericana el Fenómeno El Niño; la comunidad científica mundial agrupa a estos dos eventos, bajo un solo término: Evento ENOS (El Niño Oscilación del Sur). El Niño, ha sido catalogado como un evento atípico, acíclico pero recurrente, pues sus manifestaciones no siempre tienen el mismo patrón de comportamiento, ni se presentan en un determinado periodo, sin embargo Modelos Matemáticos de la Administración Nacional de la Atmósfera y el Océano de los Estados Unidos (NOAA) sugieren que la presencia de ésta anomalía es de entre 7 u 8 años. El Niño describe una anomalía océano – atmosférica de gran escala generada en el Pacífico tropical Occidental y caracterizada fundamentalmente por el flujo no periódico de aguas extremadamente cálidas (28° C – 30° C) en el Pacífico tropical oriental, particularmente en Ecuador y Perú. En términos Oceanográficos se puede considerar a este Evento como la respuesta dinámica del Océano Pacífico tropical a las fluctuaciones de los sistemas de presión en la atmósfera y por tanto del régimen de vientos. En condiciones normales, la diferencia de presión entre el Centro de Alta Presión del Pacífico Sur-Oriental y el Centro de Baja Presión de Indonesia y norte de Australia gobierna los vientos alisios ecuatoriales que soplan hacia el oeste, siendo estos más fuertes cuanto mayor es la diferencia de presión entre los dos centros. Durante la ocurrencia de El Niño 82 – 83 y 97-98, se experimentaron procesos destructivos cuando algunos balnearios perdieron temporalmente sus playas especialmente durante las horas de las pleamares, mientras que muchas poblaciones sufrieron la destrucción de malecones y viviendas. Una elevación del nivel del mar, afectaría severamente a las estructuras costeras durante el invierno, épocas en que se presentan con mayor frecuencia olas altas provenientes del Pacifico Norte, similares a las que se presentaron a inicios del mes de Enero de 2006, tal como se puede ver en la Figura a continuación. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 41
  • 43. Figura 9-1. Olas del Norte a inicios de 2006 FUENTE: NOAA/NWS/NCEP De mediciones en las costas ecuatorianas desde 1948 hasta 1999, se obtiene el gráfico de la normal del nivel medio del mar y la multianual, la cual se presenta en la Figura a continuación en el que se puede comparar con años con la presencia de El Niño (1982, 1983, 1997 y 1998) con años normales (1994 y 1995). Figura 9-2. Nivel Medio y Máximo del Mar (1948-1999) 300 290 280 270 260 250 240 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 M edia Anual, NM M (mm) 259 259 257 265260 267 267 262 265 275 266 265262 262 260 265260 263 262 264 265 270 256 256 269 255 257 255 266 259 261 265 266 262 266 273 254 253 258 264 255 257 255 260 264 261 257 254 253 273 266 M áxima Anual, NM M (mm) 260 268 263 279 265 274 271 272 273 284 278 270 269 267 265 268 265 269 266 272 274 279 269 261 278 262 265266 272 265 267 270 272 279 289 294 257 259 265 277 261 261 261 266 278 268 268 265 255 305 317 FUENTE: INOCAR En el año 82 y 83, por ejemplo, a partir de septiembre/82 el nivel del mar se aleja de la normal hasta Junio del 83, aumentando un máximo de 32 cm. en mayo/83, en los años 97 y 98, el comportamiento es parecido. En años normales, por ejemplo en 1994, el nivel del mar permanece cerca de la normal, para disminuir en 23 cm. en agosto y septiembre y ponerse nuevamente cerca de la normal. En 1995 se observa que casi Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 42
  • 44. todo el año el nivel del mar se encuentra debajo de la normal con un máximo de 13 cm. en el mes de diciembre. 9.2 TSUNAMIS Un tsunami (del japonés tsu, «puerto» o «bahía», y nami, «ola»; literalmente significa gran ola en el puerto) es una ola o un grupo de olas de gran energía que se producen cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de agua. Se calcula que el 90% de estos fenómenos son provocados por terremotos, en cuyo caso reciben el nombre, más preciso, de maremotos tectónicos. La energía de un maremoto depende de su altura (amplitud de la onda) y de su velocidad. La energía total descargada sobre una zona costera también dependerá de la cantidad de picos que lleve el tren de ondas. Una de las características de los tsunamis es que viajan a grandes velocidades, con longitudes de ondas y periodos extremadamente grandes. Una vez generados estos viajan sobre la superficie del océano en todas las direcciones en forma de anillos más o menos concéntricos con velocidades de hasta 1000 km/h, pudiendo cruzar la cuenca del pacifico en menos de 24 horas. En mar abierto en grandes profundidades las olas alcanzan unos pocos centímetros, y esta altura de ola aumenta al disminuir su profundidad por efecto de la fricción. Considerando la distancia de su origen los tsunamis pueden ser de dos tipos: los de origen lejano y los de origen local. De los cuales los de origen local son los que constituyen una menor amenaza para las costas ecuatorianas (Espinoza y Espín, 1993). A partir de 1906, 5 terremotos fuertes han sucedido en la plataforma continental del Ecuador, o muy cerca de la frontera, que han originado la formación de los tsunamis. El más pequeño de los terremotos fue de magnitud 6.9 frente de la península de Santa Elena en 1933 y el de mayor magnitud de 8.7, frente a las costas de la provincia de Esmeraldas en 1906. El área de más actividad de los tsunamis es la región de la frontera de Ecuador- Colombia, en donde han sucedido tres terremotos en el mar en 1906, 1958 y 1979; las otras 2 regiones que presentan un tsunami son la bahía de Santa Elena en 1933 y los límites de Ecuador-Perú en 1953. En la Tabla a continuación se muestra un listado de los sismos de magnitud Ms>6 ocurridos en la plataforma continental o cerca de la costa, reportados como tsunamis Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 43
  • 45. Tabla 9-1. Sismos que han ocasionado Tsunamis FECHA HORA LOCALIZACIÓN MAGNITUD TSUNAMI 01/31/1906 1536Z 01.0 N 081.5 W 8.6 TSUNAMI 10/02/1933 1529Z 02.0 S 081.0 W 6.9 TSUNAMI 12/12/1953 1731Z 00.5 N 080.0 W 7.3 TSUNAMI 01/19/1958 1407Z 01.3 N 079.3 W 7.8 TSUNAMI 12/12/1979 0759Z 01.6 N 079.4 W 7.9 TSUNAMI Fuente: INOCAR 1992 Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 44
  • 46. 10 ANÁLISIS DE RIESGOS 10.1 RIESGO SÍSMICO La sismicidad y tectónica propia del Ecuador hacen que todo proyecto de ingeniería deba considerar las medidas necesarias minimizando riesgos ante un eventual evento. Este análisis no pretende ser un estudio completo y exhaustivo, sino más bien, a la luz de la información disponible, se intenta proveer a los diseñadores de las obras del proyecto de los mínimos elementos de criterio sobre aspectos sismotectónicos regionales, así como de recomendaciones sobre el peligro sísmico que aporten al diseño sismorresistente de las obras. Para el análisis del presente subtema, es necesario tener un enfoque regional de los mismos, por tal motivo a continuación se describen los principales sistemas de fallamiento activo que afectan al Ecuador. Estos se encuentran ampliamente descritos en diferentes trabajos, bien conocidos dentro de la literatura especializada. Para evaluar el potencial símico que puede afectar al área de estudio se ha tomado como base al Mapa Sismotectónico del Ecuador (Dirección de Defensa Civil, 1992). Sobre la base de la información consultada, las fallas activas principales que tiene influencia en el territorio ecuatoriano son:  El sistema de fallas transcurrentes dextrales, relacionado con el movimiento hacia el NE del bloque andino noroccidental, en el contexto de interacción de placas.  El sistema de fallas inversas del frente andino oriental absorbe la deformación compresiva E-W del bloque andino septentrional, con respecto al continente sudamericano.  Las fallas inversas de dirección norte - sur del Callejón Interandino y de las cuencas intra-montañosas australes, se consideran como el efecto de la interacción de los sistemas anteriores. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 45
  • 47. Figura 10-1. El Esquema Tectónico Regional del Territorio Ecuatoriano Fuente: GUTSCHER et al. (1999) Algunas fallas activas, están relacionadas con la reactivación de discontinuidades antiguas que separan los grandes conjuntos litológicos del Ecuador. Se han considerado valores generales de período de retorno para sistemas tectónicos regionales y que están disponibles en la información disponible en el Instituto de Geofísica de la Escuela Politécnica Nacional. Así, para los sismos de la zona de subducción, en los trabajos que se efectuaron para el Escenario del Sismo en Quito (EPN et al, 1994), se considera que la probabilidad de ocurrencia de un sismo en la zona de subducción, similar al de 1906 (Ms=8.1) es del 60 %, en los próximos años. Por esta razón a los sismos que se generan en la zona Costera se les ha calificado con un valor de 3 en la matriz de riesgo. El área del Proyecto en estudio se caracterizadas por la presencia predominante del sistema transcurrente dextral e inverso de la región interandina, en interacción con la subducción de placas continentales. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 46
  • 48. La costa continental ecuatoriana, con una extensión aproximada de 950 Km., está ubicada entre 010 26´ Latitud Norte y 030 25´ Latitud Sur en la costa oeste de Sudamérica y por lo tanto sujeta a los procesos tectónicos de los bordes de placas. La subducción de la Placa Nazca Sudamericana origina dos ambientes epicentrales, uno en el continente y otro en la plataforma submarina. En el Ecuador, alrededor de 125 sismos con magnitud Ms>4, se han registrado en ambos ambientes entre 1901 y 1981, (Catálogo CERESIS, 1995). 10.2 RIESGO GEOMORFOLÓGICO Se refiere a la mayor o menor susceptibilidad de las formas de relieve a mantenerse en equilibrio, cuando uno o varios factores son afectados por agentes externos. El análisis de factores tales como: suelos, pendiente, tipo de roca, tectónica, sismicidad y clima da como resultado el identificar áreas que presentan o no riesgos geomorfológico (potenciales) de inestabilidad cuando las actividades de construcción y operación del muelle se desarrolle. Corresponden a zonas relativamente estables, propensas a que el equilibrio de uno o varios factores se rompa por efecto de agentes externos, como son las crecidas inusuales de los ríos principales o de las corrientes marinas, en éstas últimas son muy frecuentes en la épocas de marejadas. Ocupa áreas de plataforma marina, con pendientes de hasta el 1%, de textura arcillos. En consideración de lo señalado sobre los riesgos sísmicos que afectan a este sector, por eventuales tsunamis, es probable tener marejadas extraordinarios, por lo que en dicho análisis se considera un riesgo geomorfológico moderado. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 47
  • 49. 11 CRITERIOS: COMPARACIÓN VARIABLES OCEANOGRÁFICAS A más de conocer la relación entre la dirección de las corrientes litorales y el ángulo de aproximación de las olas a la costa, es necesario conocer el tipo de relación existente entre la dirección de las corrientes litorales y el estado de marea y la presencia de vientos en la zona. Los valores que contribuyen especialmente a la configuración de la playa son las olas y las corrientes litorales. 11.1 ALTURA DE OLAS Y VIENTOS Las bajas correlaciones entre vientos locales y altura de olas, corrobora la teoría de que las olas frente a nuestras costas son provocadas por tormentas lejanas y no por vientos locales, los cuales solamente contribuyen en la formación de olas de alturas pequeñas. 11.2 CORRIENTES SUPERFICIALES Y VIENTOS De la misma manera, al correlacionar las series de corrientes y vientos, las correlaciones encontradas fueron altas. Estos resultados se explican porque las corrientes tienen direcciones similares a los vientos. 11.3 CORRIENTES LITORALES Y VIENTOS Los vientos predominantes en la época de observación, Octubre y Noviembre de 2008, provienen del oeste y del norte, los mismos que inducen a la corriente hacia el sureste, desplazada 30 grados a la izquierda de la dirección del viento de acuerdo a Ekman, y como se observó anteriormente el transporte litoral ocurre en la dirección este, se confirma la relación entre las corrientes litorales y la dirección del viento. 11.4 CORRIENTES LITORALES Y MAREAS Las mareas y las corrientes litorales se correlacionan con altos índices. 11.5 OLAS EXTREMAS Es importante considerar lo siguiente: “Un grupo de olas altas que chocan en sucesión contra una estructura pueden hacer más daño que una ola aislada muy grande y una sucesión irregular de olas pueden ocasionar más daños a una estructura que una sucesión regular” (Shore Protection Manual). Para una ola que no rompe, casi siempre se supone que la ola de diseño será la más grande que se espera que alcance a las Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 48
  • 50. estructuras en un intervalo de recurrencia específico, por ejemplo de 50 a 100 años. Para una ola que rompe, en general se supone que la ola de diseño será la más grande que romperá directamente contra las estructuras. 11.5.1 Olas Extremas en Aguas Abiertas Jaramijó A partir de las mediciones en campo y de una base de datos, se realizó un análisis probabilístico que permite conocer el periodo de retorno de olas extremas empleando Drapper para la serie de Jaramijó, por ser un sitio cercano a Crucita, se considera adecuado para considerarlo. Tabla 11-1. Altura de Ola Máxima Esperada en Aguas Abiertas Jaramijó Periodo de retorno (años) Altura ola máxima esperada (m) 1 1.50 5 1.80 10 2.10 50 2.50 FUENTE: Grupo Consultor 11.5.2 Condiciones Extremas en Rompiente de Olas Jaramijó Para una ola que no rompe, casi siempre se supone que la ola de diseño será la más grande que se espera alcance a las estructuras en un intervalo de recurrencia específico, Moffat & Nichols Engineers (1997) se midió para el periodo de rompiente del área. Tabla 11-2. Condiciones Extremas de Rompiente de Olas en Jaramijó PERIODO DE RETORNO (AÑOS) ALTURA PROMEDIO DE ROMPIENTE (m) 5 0,9 10 1,4 25 1,9 50 2,3 100 2,6 FUENTE: Grupo Consultor 11.5.3 Ola de Diseño Jaramijó Para la Ola de Diseño, se usa la “Altura Significativa de Olas”, como base de diseño de las estructuras. La Altura significativa es la altura promedio del tercio de las olas más altas para el intervalo establecido, en el presente caso de medición octubre del 2008. Se ha encontrado que la ola más alta o máxima tiene una altura de una o dos veces la altura significativa, conforme lo establece: “Enginner, EM 1110-2-2904, Design of Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 49
  • 51. Breakwaters and Jetties”, (63). En la Tabla a continuación, se presenta el Cálculo respectivo. Tabla 11-3. Parámetro de Altura de Olas PARÁMETRO DE ALTURA DE OLAS (m) Altura Significativa 1,1 Altura Promedio 0,6 Altura Promedio del 10% de las más 1,5 altas Altura de Olas Simples Senoidales 0.9 Altura no excedida más 20% de las 1,0 veces Altura no excedida más 10% de las 1,3 veces Altura no excedida más 5% de las 1,4 veces Altura no excedida más 3% de las 1,5 veces Altura no excedida más 1% de las 1.9 veces Altura Promedio del 1% de las más 2,5 altas FUENTE: Grupo Consultor Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 50
  • 52. 12 ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS Con la información básica levantada, se propone a fin de proteger la playa de crucita, y regenerar la playa, obras de Ingeniería de Costas. Las alternativas propuestas para 12.1 CRITERIOS DE PREDISEÑO Para la definición de las Alternativas de Protección de la Zona Costera de Crucita se consideraron los siguientes criterios: 1. Se prefieren estructuras flexibles, como los enrocados, a las estructuras rígidas, tipo muros de contención 2. Se consideran más adecuadas obras que no afecten el entorno, ni el elemento visual. 3. El Proyecto, puede luego de desarrollar los Estudios de Factibilidad, puede ser implementado por fases. 12.2 CRITERIOS DE INGENIERÍA DE COSTAS En la consideración de las Alternativas, la variable oceanográfica más interesante, es el oleaje, y en especial, olas de tormenta, conocidos como “nortes”, se prefieren estructuras de enrocados por ser elementos que disipan la energía de las olas incidentes, y también reflejan parcialmente dicha energía. La Ola de prediseño considerada, es de 2,6 metros, con un retorno de 100 años, a partir de la cual se consideraron las alturas de olas en la costa, para las escolleras y para la playa. De esta forma, las estructuras con taludes de enrocado absorben mejor la energía que los muros sólidos, como son los de hormigón, que al reflejar la energía de las olas generan fuertes corrientes de fondo que erosionan las playas. En la medida que se reduce la magnitud del movimiento de la arena, se propicia para que se sedimente la playa del sector. 12.3 ALTERNATIVAS PROPUESTAS 12.3.1 Alternativa 1: Escollera Marginal Esta alternativa, consiste en un muro de Escollera Marginal, asentada en el veril de los 5 metros de profundidad, básicamente lo que genera es precipitar que la ola reviente, y toda la arena contenida quede retenida en el espacio entre línea de costa y la Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 51
  • 53. escollera, evidentemente se consideran estructuras para evitar que la corriente del litoral desarene el sitio de retención del material sedimentario. Esta alternativa, posee dos juegos de escolleras, de aproximadamente 2500 metros cada uno. Figura 12-1. Alternativa 1 Fuente: GANAM 2010 12.3.2 Alternativa 2: Espigones Sucesivos una dimensión Esta Alternativa, consiste en 05 espigones, ubicados cada 1500 metros, los 05 espigones interiores, tienen una longitud de 300 metros, con un brazo de 50 metros, con una orientación de 065 grados. Esta alternativa, permite proteger del oleaje a la costa, así como de los nortes, la disposición, permite generar sedimentación y recuperación de la playa, por los efectos de retención del transporte del litoral, así como también por la difracción que se generan en los morros de los espigones. Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 52
  • 54. Figura 12-2. Alternativa 2 Fuente: GANAM 2010 Figura 12-3. Espigones: Alternativa 2 Fuente: GANAM 2010 12.3.3 Alternativa 3: Espigones Sucesivos dos dimensiones Esta Alternativa, consiste en 05 espigones, ubicados cada 1500 metros, los espigones de los extremos, tienen una longitud de 500 metros, con un brazo externo de 80 metros, con una orientación de 015 grados y los 03 espigones interiores, tienen una longitud de 300 metros, con un brazo de 50 metros, con una orientación de 065 grados. Esta Estudio de Ing. Costas y Portuaria página 53