Direcciones de las corrientes, tiempos y distancias recorridas por las

tiempos recorridos por las olas, tras unificar todas las distancias a 1 metro; también se obtuvieron los promedios de las direcciones de las corrientes y se encontró que éstas durante los 12 días de muestreo y en todos los sitios de estudio fueron en dirección de Nor-Este. (NE) a Sur- Oeste (SO) (Tabla 6).

Tabla 6. Promedio unificado a 1 metro de distancias y segundos recorridos por las olas y dirección de las corrientes.

Fechas Parche Dirección de

las corrientes Tiempo en (s) Distancia recorrida (m) Marzo 3 de 2009 El Ingles vs Alicia _{De NE a SO 6.99 s 1 m} Marzo 4 de 2009 Alicia vs Cebolleta _{De NE a SO 4.46 s 1 m} Marzo 5 de 2009 Cebolleta vs Venados _{De NE a SO 5.727 s 1 m} Marzo 7 de 2009 Venados vs Mariajo _{De NE a SO 4.32 s 1 m} Marzo 8 de 2009 Mariajo De NE a SO 75.09 s 1 m Marzo 9 de

2009 Hotel Mar Abierto. De NE a SO 85.10 s 1 m Marzo 9 de

2009 Centro de buceo De NE a SO 20.66 s 1 m Marzo 9 de

2009

Virgen del puerto,

Se encontró una velocidad promedio de 0.1109 m/s y se evidenció que durante todos los días de muestreo la dirección de las corrientes fue de Nor-Este hacia Sur-Oeste. Las zonas que registraron una mayor velocidad o intensidad del oleaje fueron entre los parches de Alicia-Cebolleta y Venados-Mariajo (Figura 9).

Estas velocidades aparentemente no son altas, como para ser las causales de la erosión de la línea de costa, sin embrago al combinar estas velocidades con los m³ (tabla 7), de agua que pasan por el espacio entre los parches, junto con la profundidad y por ende la altura de la ola, se ve maximizada la magnitud con la que llega esta cantidad de agua con sedimentos compuestos por partículas de texturas duras y el levantamiento de la topografía del fondo, lo que podría estar generando la erosión de la línea de costa al golpear con más fuerza contra ésta.

Tabla 7. m³ de agua que pasan entre los parches coralinos, obtenidos por (distancia x profundidad entre parches x el promedio de ancho de cada parche).

Parches Cantidad de agua en m³

El Ingles - Alicia 3885.975 m³ Alicia -Cebolleta 5050.5 m³ Cebolleta - Venados 27170 m³ Venados - Mariajo 635085 m³

Las características hidrodinámicas evaluadas para las zonas de muestreo tales como altura y velocidad de las olas se vieron un tanto perturbadas por la acción de frentes de fuertes vientos y estados de marea alta, comúnmente llamados en la zona como maretas.

Esto se explica por el fenómeno atmosférico llamado frente frio que afecto el litoral, Nordeste del mar Caribe durante los primeros días del mes de marzo de 2009, días de muestreo; tal fenómeno generó un aumento significativo en la altura del oleaje y en la velocidad de los vientos, principalmente durante la primera semana del mes; así mismo, del 05 al 10 de marzo se extendió este fenómeno al resto del litoral Caribe colombiano, con alturas del oleaje entre 2.0 a 4.5 metros, con un máximo 5.8 metros; de igual manera los vientos oscilaron entre 15 a 25 nudos, con un máximo 30 nudos (CIOH, 2009).

Durante los días de muestreo, soplaron los vientos alisios del Nordeste, como se dijo anteriormente, esto también influyo en la altura de las olas de hasta 71.6 cm. La época seca en la cual nos encontrábamos, se tradujo en una prolongación del tiempo de permanencia de las sustancias contaminantes en las zonas de rompiente y playas (CIOH – ECOPETROL, 1993), que se evidencio adicionalmente con gran pluma de sedimentos del rio Sinú, debido a la disminución en la velocidad de la contracorriente del Darién (Anderson 1975; IGAC, 1975); ello no permitió realizar algunos muestreos, puesto que se enturbió el agua y la visibilidad era casi nula.

La dirección de las corrientes para las cinco zonas estudiadas fue homogénea (NE – SE) y intensidades o velocidades bajas, entre los 0.1 y 0.3 m/s, que coincide con el estudio para el mes de marzo reportado por el Boletín meteomarino mensual para el Caribe Colombiano, en donde afirman que al Norte del litoral la corriente predominó hacia el Este-Noreste, con intensidades de 0.3 a 0.7 m/s. Sobre el centro del litoral predominó hacia el Noreste, con una intensidad entre 0.4 a 0.7 m/s. Al sur de la región prevaleció la corriente Panamá-Colombia hacia el Este-Noreste, con intensidades de 0.2 a 0.5 m/s. Se presentaron algunas circulaciones ciclónicas y anticiclónicas, al centro y Este del Mar Caribe (CIOH 2009), lo cual afectó los sitios de muestreo por su ubicación, ya que las corrientes ciclónicas circulares provocaron una dirección homogénea en todo el flanco NE – SO, de la isla.

Estas direcciones de las corrientes fueron registradas para los días 1,3,5 y 8 de marzo, por el centro de investigaciones oceanográficas e hidrográficas CIOH (2009) (figura 10).

08 de marzo 03 de marzo

05 de marzo 08 de marzo

Figura 10. Dirección y velocidad de las corrientes para el mes de marzo de 2009. (Tomadas de CIOH 2009)

La figura 10, muestra las dos corrientes que afectan al Caribe colombiano; la corriente del Caribe que fluye del Este hacia el Oeste y la contracorriente del Darién o de Panamá que se dirige hacia el norte ascendiendo con el contorno de la costa (Suzunaga et al, 1990 en Barreto 1999). Esta última es muy activa en la plataforma colombiana y su alcance depende de la época climática, afectando la isla durante el periodo seco.

En la figura 10 también se pueden evidenciar las direcciones superficiales de las corrientes y las circulaciones ciclónicas que se provocan al estrellar las corrientes superficiales de agua con los frentes de tierras o islas, junto con el campo de vientos que juegan un papel importante, puesto que afectan la circulación de las aguas (CIOH, 1994), en donde la alternancia estacional para los días de muestreo fue clara, al tener corrientes direccionadas de NE-SE.

Los vientos del norte tienen influencia durante la época seca y aunque son menos frecuentes tienen mayor intensidad, por lo que las corrientes son netamente sur, entrando por los canales de San Bernardo y generando un sistema de orilla en este sentido, circunda prácticamente toda la línea de costa tanto de Isla Fuerte como del Golfo Morrosquillo, siendo Isla Fuerte , junto con San Bernardo, una barrera para el avance de las corrientes que reduce así la incidencia directa sobre el Golfo (Benavides et al. 1993 en Barreto 1999) y provoca un volcamiento mas fuerte que puede estar generando la erosión costera de la isla.

6.4 Confrontación entre datos de muestreo y requerimientos de estructuras artificiales.

Se encontraron una serie de características para las estructuras artificiales que se consideraron las más importantes para cumplir con los requerimientos generales, con base en información de Cementos Andinos de Colombia, Reefball development, Eco-marine Group, Grupo Coremar, Terrazul y Comité Mexicano de Ingeniería, que a su vez correspondieron con las características estudiadas en las 5 zonas de muestreo (Tabla 8).

Tabla 8. Características y requerimientos generales para estructuras artificiales

Requerimientos Características

A. Estables y seguros

Peso y anclajes apropiados según el tipo y composición del sustrato. Diseños para que más de la mitad del peso esté en la parte de abajo y exista mayor estabilidad; hasta solo 3 metros de profundidad; si la profundidad aumenta las estructuras artificiales aumentarán su tamaño, y estas no tendrán facilidad para ser establecidas.

B.

Funcionales

Numero y tamaño de los hoyos, los cuales permitirán la entrada y salida de los organismos y de las corrientes marinas, los hoyos son más anchos hacia el centro de la estructura y más estrechos hacia la superficie, esto ayuda a reducir las fuerzas de levante y a atraer nutrientes al arrecife. Georreferencia y distribución espacial de los lugares donde deben funcionar como barreras protectoras, para crear un estándar de tamaños y una ubicación exacta.

.

Con base en los requerimientos generales, se entró a fondo para evaluar los requerimientos específicos, teniendo en cuenta las características obtenidas entre los diferentes sitios de estudios y así posteriormente definir que estructuras artificiales son las más adecuadas. (Tabla9).

Tabla 9. Requerimientos específicos para estructuras artificiales, según estudios nacionales e internacionales.

FORMAS ASPECTO

Grupo Reff ball Campana Semicircular o campana con huecos de diversos tamaños y en la corona una abertura de gran tamaño.

Comité Mexicano y Ecomarine

Contenedores geotextiles Tubo largo, hecho de un textil con

una ingeniería especial; es llenado de arena y enterrado debajo de la playa.

Grupo Coremar y Terrazul

Semicirculares Media campana con huecos de

diversos tamaños y en la corona una abertura de gran tamaño.

Otros Piramidales, barcos, cuadrados, circulares y amorfos.

Desordenado, poco común visiblemente desordenado

TAMAÑOS PESOS

Grupo Reff ball Sujeta a cambios según el _{área y profundidad donde se}

quieran instalar, sin que estas sobresalgan del agua.

Pesos dados según la altura. Que no sobrepasen los 7000 kilos (7 toneladas), ya que se corre el riesgo de que los fondos arenosos no resistan y se hundan con el tiempo.

Requerimientos Características

C. Duraderos Materiales fuertes y resistentes a la energía del oleaje, las corrientes y salinidad.

D. Estéticos Formas variadas pero visiblemente agradables.

E. Económicos Zonas de establecimiento de las estructuras artificiales de fácil acceso, poco profundas, fáciles de transportar y con estudios previos del sitio.

F. Monitoreables Georreferenciacion por GPS, (distribución espacial) y fácil acceso a los arrecifes artificiales para un monitoreo continuo.

G. No

contaminantes

Materiales a base de carbonato de calcio y magnesio, mezclados con arena del mismo lugar del estudio.

área altura # de hoyos 1.83m 1.37m 29-34 1.83m 1.22m 29-34 0.46m 0.30m 6-8 Peso 1814-2722 kg 1360-2722 kg 14-20 Kg.

Comité Mexicano Se han usado contenedores de 80 m de largo, con 5 m de ancho y 3m de profundidad.

Grupo Coremar y Terrazul

Según el área y la profundidad a la que se esté trabajando, pero se uso un estándar de

área altura 1.35 - 0.90m 2.55m - 1.70m

Según el tamaño de la estructura Peso

264 kg 945 kg

Otros Según la profundidad y las estructuras que se quieran introducir

según el peso y la profundidad del objeto

FUNCIONALIDAD DISTRIBUCION

Grupo Reff ball

Restitución y preservación de la playa.

Turismo

Disminución de presión sobre arrecifes naturales.

Generación de espacios para nueva vida submarina.

Módulos colocados en línea continúa paralela a la costa, o formando un camino curvo, según la funcionalidad que se desee.

Módulos paralelos a la línea de costa de forma aleatoria.

Comité Mexicano Disminución de presión sobre arrecifes naturales.

Restitución y preservación de la playa.

De forma continua, ya que se necesita de explosivos para hacer la cantera y estas solo funcional de manera continúa.

Grupo Coremar y Terrazul

Disminución de presión sobre arrecifes naturales.

Generación de espacios para nueva vida submarina.

Disminución de pesca ilegal dificultando el uso de redes de arrastre.

Beneficios económicos a la población local por medio del ecoturismo, fuentes de ingreso y mayor población de peces consumibles.

De forma discontinua a varias profundidades, en dirección paralela a la costa.

De forma continua donde los corales están mas afectados por problemas antropicos y naturales.

Otros Disminución de presión sobre arrecifes naturales, generación de espacios para nueva vida submarina, turismo, Criaderos de langostas y peces.

Sobre la línea de costa y en donde la profundidad sea adecuada para que estas estructuras no sobresalgan.

ANCLAJES Grupo Reff ball Según el tipo de sustrato y las profundidades.

Después de los 7 metros es necesario usar anclajes ya que las corrientes y la intensidad del oleaje es más fuerte.

Sustrato duro: compacta el suelo en su rededor, una vez llegado a la profundidad requerida, la barra/argolla viene halada para rotar el ancla dentro del suelo sin disturbio

Sustrato blando: Argolla cementada, donde se hace un agujero profundo de 20-pulgadas/50 cm y de 3-pulgadas/7.5 cm de diámetro viene taladrado en la roca con una punta de diamante. Luego se inserta una argolla de ½-pulgada/ 13 mm de acero inoxidable en forma de t.

Si las estructuras se encuentran a menos de los 7 metros simplemente se pueden construir estructuras donde el mayor peso sea en el fondo y así no serán remolcadas.

Comité Mexicano No necesitan anclajes por su gran peso, sin embargo se recomienda a profundidades donde las mareas son más fuertes poner más peso o colocar varios contenedores llenos de arena unos sobre otros de forma cruzada.

Grupo Coremar y Terrazul

No se utilizan anclajes pues las profundidades no son mayores a los 7 metros ya que las estructuras son usadas para atraer vida submarina y generar más turismo, por lo que no se necesitan grandes profundidades.

otros Son estructuras que pueden ser ancladas según la profundidad y peso, para objetos como las llantas que pueden salir fácilmente a flote, es mejor mantenerlas agarradas unas a otras y sujetarlas al fondo marino.

MATERIA PRIMA DURABILIDAD Y COSTOS

Grupo Reff ball Construidas en concreto cuyas características químicas son compatibles con el medio ambiente marino. Se le adiciona microsilica al concreto para que tenga el mismo pH del agua de mar, finalmente se le agregan escorea o pozolana y cenizas volcánicas para incrementar la resistencia a la sal marina y para que formen burbujas en la superficie de los elementos para darle una textura rugosa con fin de facilitar el establecimiento de vida marina en la superficie de estos.

Resistencia aproximadamente para 500 años .

Pueden ser construidos por personas de la zona capacitadas para esto y se puede realizar un plan de financiamiento a cementaras que apoyan la conservación del medio ambiente.

Comité Mexicano

Contenedores geotextiles llenados con arena por medio de una forma hidráulica, con una bomba tragasólidos,

formándose lo que bien puede calificarse como una arenisca.

La durabilidad depende de la dinámica del oleaje por lo que hay que estar monitoreando continuamente para hacer llenados de arena cuando sea necesario.

obra, materia prima y equipos de grandes costos

Grupo Coremar y Terrazul

Construcción de moldes de fibra de vidrio de forma de campana, rellenos con concreto. La composición del concreto es una mezcla de arena, cemento, grava, conchas molidas, microsilica y agua, para obtener una resistencia.

Son construidas por habitantes de la isla, y se transportan sobre el agua con flotadores hasta los lugares de instalación reduciendo los costos de transporte.

Otros Llantas, barcos, tubos de pbc, espolones en concreto.

Aunque presentan gran resistencia a la salinidad y pH del agua marina, pueden llegar a ser tóxicos para el medio.

Gran durabilidad puesto que sus compuestos son difíciles de descomponer.

Son de muy bajo costo, y pueden ser donados por personas que apoyen la causa.

Tabla 10. Características entre los parches y para las estructuras que serán establecidas.

Características El Ingles - Alicia Alicia - Cebolleta Cebolleta - Venados Venados - Mariajo Profundidad 1.35m 1.75m 2.6m 4.95m Distancia 101m 195m 1000m 2000m Altura de las olas 0.6m 0.27m 0.7m 0.6m Velocidad de las olas V= 0.143 m/s V= 0.224 m/s V= 0.1746 m/s V=0.232 m/s Estructuras artificiales. Pesos: Número de módulos Formas: Estructuras de 1.83m de área x 1.22m altura 1814 kg. 28 unidades Pirámides con las características de las campanas tipo reff ball. # de hoyos: Estructuras de 2.55m de área x 1.70m de altura. 945 kg 50 unidades Pirámides con las características de las campanas tipo reff ball # de hoyos: 29 Estructuras de 3m de área x 2m de altura 2648kg. 300 unidades Pirámides con las características de las campanas tipo reff ball # de hoyos: 34 a 39. Estructuras de 5m de área x 4m de altura. 5300kg 475 unidades Cuadradas con hoyos distribuidos. Mayor peso en el

fondo sin el uso de anclas, y

Estabilidad: Distribución: Materiales: 29 a 34. Mayor peso en el fondo sin el uso de anclas. Distribución aleatoria en sentido paralelo a la línea de costa. Estructuras en concretos y aditivos usados por Reff ball. a 34. Mayor peso en el fondo sin el uso de anclas. Distribución aleatoria en sentido paralelo a la línea de costa. Estructuras en concretos y aditivos usados por Reff ball. Mayor peso en el fondo sin el uso de anclas. Distribución aleatoria en sentido paralelo a la línea de costa, con boyas sobre cada estructura indicando que estan allí. Estructuras en concretos y aditivos usados por Reff ball.

formas cuadradas para dar más estabilidad al tener mayor altura. Distribución aleatoria en sentido paralelo a la línea de costa, con boyas sobre cada estructura indicando que estas se encuentran allí. Estructuras en concretos y aditivos usados por Reff ball.

Los modelos propuestos se trabajaron en su gran mayoría con estructuras realizadas por Reeff ball ya que este grupo de trabajo proporciono los requerimientos funcionales que se necesitan para cumplir con el objetivo de esta investigación, ya que presenta elementos que funcionan para atenuar el oleaje y al mismo tiempo para aprovechar la formación de un arrecifes artificial sumergido.

La efectividad de un rompeolas sumergido dependerá, entre otros factores, de la sugerencia, el ancho del rompeolas y la rugosidad del mismo; esto, junto con la gran cantidad de agujeros de cada elemento asegura una atenuación muy efectiva del oleaje al pasar por encima del rompeolas (www.reefball.org, cons. 2009).

Por lo anterior se consideraría necesario utilizar los huecos en las estructuras que se implementarían, ya que el efecto de atenuación del rompeolas sumergido formado con elementos huecos, se manifiesta en forma suave ya que la ola incidente no es reflejada como sucede con rompeolas “duros” emergentes como los formados con escolleras de roca u otros elementos de concreto que si reflejan las olas y provocan una difracción severa del oleaje (www.reefball.org, cons. 2009). En este caso de estudio las estructuras tendrían agujeros con una abertura mayor en la cara exterior y menor en el interior,

varios agujeros en la estructura y en la parte de la corona del elemento se tendrían una abertura de mayor tamaño.

Las anteriores características agregarían estabilidad a los elementos al neutralizar el efecto de las corrientes. Las corrientes, al pasar por los agujeros de los elementos Reefballs producen un gran número de corrientes secundarias en diferentes direcciones que tienden a minimizarse entre ellas. Por la abertura superior se produce una corriente ascendente que arrastra gran cantidad de nutrientes. Estos efectos provocan la atenuación efectiva del oleaje a la vez que inducen a los organismos a establecerse alrededor de los elementos, por lo que pronto se convierten en atractivos naturales que alojan gran diversidad de vida (www.reefball.org, cons. 2009).

La fabricación de estas estructuras tiene un estricto control de calidad del concreto, cuyas características químicas y mecánicas se han mejorado mediante la adición de aditivos probados y compatibles con el medio ambiente marino, se agrega microsilica al concreto para que al ser colocado en el mar tenga el mismo pH del agua de mar, luego se le agregan otros dos aditivos escorea o pozolana y cenizas volcánicas para incrementar la fuerza del concreto, la resistencia a la sal marina (Bello, com. pers) y para que se le formen burbujas en la superficie de los elementos para darle una textura rugosa con fin de facilitar el establecimiento de vida marina en la superficie de los elementos.

En cuanto a los anclajes, estos no serán necesarios puesto que las profundidades no los requieren y la mayor parte del peso de cada elemento se localiza en la parte inferior para mejor estabilidad. Cuando los elementos se colocan en zonas de oleaje de alta energía a altas profundidades, estos son anclados convenientemente para evitar ser arrastrados por la acción del oleaje. provenientes de un modelo hidráulico para las condiciones extremas del sitio.

Teniendo en cuenta los requerimientos generales (Tabla 8), los específicos (Tabla 9), las características entre los parches y las que deben tener las estructuras artificiales (Tabla 10) que serán instaladas en esto espacios, se obtuvo como resultado las vistas superiores de los esquemas (A) y perfiles (B) de las zonas de acuerdo con los sitios determinados en donde podrían ir las estructuras artificiales con sus correspondientes características