Análisis numérico y experimental de Morfodinámica Litoral

Análisis numérico y experimental de Morfodinámica Litoral

Comprender los complejos procesos físicos que se producen en la zona costera y cómo afectan éstos a su morfología es la piedra angular de la ingeniería y la gestión responsable y sostenible del litoral.

Gracias a las investigaciones y estudios realizados en distintas partes del mundo durante más de 20 años, en IHCantabria hemos adquirido un conocimiento profundo de los procesos morfodinámicos costeros en sus distintas escalas espacio-temporales.

Metodología

Estudiamos y analizamos los mecanismos de generación, propagación y transformación de las dinámicas costeras (oleaje, corrientes, viento, ondas de marea, tsunamis).

Analizamos y caracterizamos los procesos morfodinámicos que tienen lugar offshore (plataforma continental, ondas de arena, bajos mareales).

Analizamos y caracterizamos los procesos litorales en las inmediaciones de la costa (corrientes litorales, transporte de sedimentos por oleaje o viento, inundación costera) y sus consecuencias en la morfología del litoral (playas, dunas, barras de arena, formas de lecho, zanjas de dragado).

Evaluamos los impactos de los procesos litorales en las infraestructuras costeras (colmatación de canales de navegación o tomas de agua, socavación de los cimientos de infraestructuras o edificios).

Evaluamos los efectos e impactos de la variabilidad climática, del cambio climático o de infraestructuras costeras en esos procesos litorales (aumento de altura de ola, variación de las tasas de transporte de arena) y su consecuencia en la morfología de las zonas costeras (retroceso de la línea de costa, rotación de la playa, inundación de la costa).

Desarrollamos modelos numéricos o físicos, metodologías y herramientas que permiten simular esos procesos morfodinámicos y su variabilidad natural o antrópica, lo cual facilita el estudio de los problemas costeros y la evaluación de múltiples posibles medidas de actuación de forma sencilla y eficaz, sin la necesidad de llevarlas a cabo.

Desarrollamos metodologías de estudio en diferentes fases de un proyecto de estabilidad de playas, por ejemplo, determinamos qué estudios se deben llevar a cabo, qué modelos o datos se deben aplicar.

Áreas de especialización

Estudio del clima marítimo offshore y su propagación a la costa (oleaje, marea)

Caracterización estadística.
Análisis condiciones medias y extremas.
Análisis de temporal.

Evaluación de los efectos e impactos de actuaciones y de estructuras costeras en la morfodinámica litoral

Actuaciones: Dragados, rellenos.
Estructuras: Puertos, espigones y canales de navegación.

Evaluación de los efectos e impactos del cambio climático en las zonas costeras

Retroceso de la línea de costa.
Inundación costera.
Tasas de transporte.

Estudio de la capacidad de transporte litoral

Oleaje, corrientes, viento.

Estudio de la erosión e inundación en zonas costeras

Transferencia tecnológica y cursos/workshops de capacitación y difusión

Análisis del balance sedimentario y evolución de la línea de costa, tanto histórica como futura.

Modelado numérico y experimental de procesos litorales

Transporte de sedimentos.
Erosión-sedimentación.
Inundación.
Evolución morfodinámica.

Análisis de la estabilidad de estuarios y playas

Forma en planta.
Perfil de equilibrio.

Análisis de la morfodinámica de playas y estuarios

Evolución a diferentes escalas espacio-temporales.
Barras de arena, cusps, formas de lecho, bajos mareales, dunas.

Evaluación de los impactos de los procesos litorales en las infraestructuras costeras

Colmatación de canales de navegación o zanjas de dragado.
Socavación de cimentaciones.

Planteamiento de metodologías de estudio en diferentes fases de un proyecto de estabilidad de playas

Determinación de qué estudios se deben llevar a cabo.
Determinación de modelos o datos se deben aplicar.

Colaboraciones

IHCantabria ha realizado proyectos en el marco de convocatorias competitivas nacionales (Beach-Art, SMC2020, MUSCLE-Beach, ANIMO) y europeas (HUMOR).

También ha liderado proyectos de cooperación y transferencia en varios países del mundo como Catar, Bahamas, Jamaica, Colombia o Brasil (SMC-Brasil), entre otros.

PROYECTOS RELEVANTES

ANIMO

Investigación en laboratorio y numérica de la hidro- y la morfodinámica de playas naturales y artificiales (rip currents, ondas de borde y run-up), con especial atención en el equilibrio entre los procesos hidrodinámicos y morfodinámicos responsables del comportamiento de la dispersión de sedimentos en el frente de playa, la generación de corrientes de retorno (rip currents) y el análisis del runup en playas por medio de modelado físico y numérico.

ANTI-SCOURING DEVICE PROJECT: 2D PHYSICAL MODEL TESTS

Construcción de un modelo 2D a escala en las instalaciones de IHCantabria y realización de ensayos con fondo móvil con el objeto de analizar la estabilidad y la eficiencia un sistema de protección costero basado en geobags, cuya finalidad es evitar la socavación de un dique sumergido frente a la acción del oleaje y los movimientos del fondo marino.

BEACH-ART

Dinámica del perfil de playa y técnicas de recuperación mecánica asistida: investigación numérica y experimental en laboratorio y campo. El objetivo del proyecto Beach-ART es mejorar la eficiencia y eficacia de las técnicas de recuperación asistida de playas, elaborando una metodología y una serie de herramientas para optimizar el diseño de las mismas.

PUERTO ZARZIS

Estudio de protección del puerto de comercio de Zarzis (Túnez) contra los fenómenos de aterramiento y agitación. Fases 2 y 3: Elaboración del modelo hidro-sedimentario y simulación de alternativas.

SOFTWARE Y HERRAMIENTAS

SISTEMA DE MODELADO  COSTERO (SMC)

SMC es un conjunto de bases de datos, metodologías y modelos numéricos que permite estudiar, en distintas escalas espacio-temporales, los procesos litorales, y los efectos en la costa (erosión, inundación) debidos a eventos naturales o a actuaciones humanas (Por ejemplo, Cambio Climático, construcción diques, dragados), con el objeto de plantear soluciones sostenibles.
Saber Más

CHRONOS

Actualmente IHCantabria está desarrollando un modelo numérico de evolución morfodinámico de la línea de costa a largo plazo, plazo denominado CHRONOS. Es un modelo tipo one-line, que incluye la variación de la posición del perfil de playa y tiene como objetivo el cálculo de la erosión a largo plazo considerando la batimetría real de la zona de estudio, dinámicas locales y su interacción con la línea de costa. Este modelo permite el cálculo de las dinámicas marinas en el punto de rotura mediante diversos modelos de propagación de oleaje, tiene en cuenta el gradiente de la altura de ola en rotura en el cálculo del transporte longitudinal de sedimento y simula el cambio de la posición de la línea de costa teniendo en cuenta la presencia de estructuras costeras. Estos aspectos hacen que la predicción de la evolución de la línea de costa sea más precisa sin un aumento excesivo del coste computacional.

MORPHODYNAMIC EVOLUTION MODEL FOR PITS   (MEMPITS)

MEMPITS es un modelo numérico semi-analítico 2DV que permite analizar la evolución morfodinámica de zanjas marinas. Está basado en las formulaciones de Ribberink et al. (2005), que consideran el transporte de sedimentos por fondo y en suspensión, las condiciones locales de la dinámica marina y la geometría de la zanja. Este modelo es aplicable cuando los procesos tridimensionales u horizontales no son significativos. Su principal ventaja frente a los modelos 3D o 2DH es su fácil aplicación y eficacia dado que, con una calibración mínima de parámetros y un coste computacional bajo, es capaz de predecir con exactitud las tasas de migración y acumulación de sedimentos de la zanja y el volumen de arena capturado. Este modelo ha sido validado con datos de laboratorio y campo (Sand Transport and Morphology of Offshore Sand SANDPIT 2005 y González et al. 2010).

HABLEMOS

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ERICA PELLÓN DE PABLO

Investigadora || Experta en Análisis de procesos costeros

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