SELECCIÓN DE DATOS Y CÁLCULO DEL PARÁMETRO DE SHIELDS

Para calcular el Parámetro de Shields y analizar los datos obtenidos fue necesario calcular la profundidad de rotura y el punto de cierre del perfil en cada uno de los sectores analizados. Para ello se seleccionaron las alturas más representativas del estudio realizado por la Universidad de Cartagena, IHSA, para la Oficina de Valorización Municipal- Contrato Interadministrativo No. VAL 02-2017, consignados en la Tabla 4 de los cuales se seleccionaron los valores de Hs50, Hs90 y Hs12 de cada dirección junto a los periodos de cada una de las direcciones.

7.3.1. Altura del oleaje y periodos para calcular el parámetro de Shields

Los valores de las diferentes alturas de olas y de los períodos que se encuentran en la Tabla 4 fueron promediados teniendo en cuenta que la variación entre los valores de alturas en

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cada dirección no fluctuaba de gran manera, al igual que los períodos y los resultados obtenidos eran muy parecidos. Con esto se logró reducir el número de datos mostrados en la Tabla 4 y obtener los valores de alturas de ola y periodos con los cuales fueron realizados los cálculos consignados en la Tabla 5.

Tabla 5. Valores de altura de ola y periodos promedios seleccionados para el cálculo de la

profundidad de rotura, punto de cierre del perfil y el Parámetro de Shields.

Altura de Ola (m) Hs50 Hs90 Hs12 0,8 1,8 2,9 Periodo (s) 7 8 9 Fuente: Autores.

7.3.2. Cálculo de las profundidades de rotura del oleaje y del Punto de Cierre del perfil de Playa.

Los valores de las profundidades de rotura y los puntos de cierre del perfil de playa se calcularon para las alturas y períodos de ola correspondientes a Hs12, Hs50 y Hs90, mostrados en la Tabla 5, utilizando la ecuación de Hallermeier para el punto de cierre y aplicando como se dijo anteriormente en la metodología, la relación aproximada db=1,28Hs, para la profundidad de rotura, (Ver Tabla 6). La profundidad de rotura db es necesaria para calcular las longitudes de onda de los oleajes, ya que después del punto de rotura no existe la longitud de onda y así poder calcular los demás parámetros como velocidad y movimiento orbital de partículas.

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Tabla 6. Profundidades de rotura y puntos de cierre del perfil para las alturas de ola Hs12,

Hs50 y Hs90.

Hs Profundidad de Rotura Profundidad de Cierre del perfil

Hs50 0,8 m -1,024 m -1,32 m

Hs90 1,8 m -2,304 m -2,85 m

Hs12 2,9 m -3,712 m -4,5 m

Fuente: Autores.

De la Tabla 6 se seleccionó el valor de 2,9 m. para el Hs12 con un periodo de 9s teniendo en cuenta que es la altura mayor en condiciones extremas y así obtener la mayor profundidad de cierre del perfil, aplicando la Ecuación de Birkermeir (Ecuación 7). Esta profundidad de cierre se tuvo en cuenta para el cálculo del Parámetro de Shields.

Conociendo que la ola rompe a la profundidad de rotura, para el cálculo de Shields se hizo necesario suponer otros valores de altura de ola menores para analizar profundidades cercanas a la línea de costa con el propósito de conocer a cabalidad el comportamiento de los datos y tener una mejor comprensión de estos a través de graficas que relacionan a la velocidad orbital y al parámetro de Shields con la profundidad. Para definir la variación de la altura de la ola desde la profundidad de rotura hasta la línea de costa de cada uno de los perfiles de las zonas de estudio, se trabajó con interpolación y relación entre profundidades con alturas de olas ya establecidas según los resultados de las modelaciones con RCPWAVE realizadas para el proyecto de investigación “Estudio de procesos costeros en Cartagena, desde el Laguito hasta la Boquilla” desarrollado por la Ingeniera Dalia Moreno financiado por Colciencias ( Universidad de Cartagena-Colciencias. No. 142-99. 2000 - 2003).

Teniendo en cuenta las profundidades mostradas en la Tabla 6, calculadas para cada altura Hs50, Hs90 y Hs12, se midieron respecto a la línea de costa, los valores de distancia a la profundidad de rotura y a la profundidad de cierre de los perfiles en los 3 perfiles escogidos en las 3 zonas de estudio y se elaboró la Tabla 7.

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Tabla 7. Valores de distancia de la profundidad de rotura y del cierre máximo del perfil de

playa respecto a la línea de costa, y pendiente media en las diferentes zonas de estudio para las alturas de olas Hs50, Hs90 y Hs12.

Fuente: Autores.

De la Tabla 7 se observa que a medida que aumenta la altura del oleaje, las distancias de la profundidad de rotura se hacen mayores para el caso de altura de ola de tormenta (Hs12) y los valores de estas distancias varían dependiendo de la batimetría y de la pendiente de cada uno de los perfiles analizados. Para el caso de la profundidad de cierre máximo, concluimos que esta es muy parecida en los perfiles de los diferentes sectores variando entre -4,5 m y - 4,3 m.

Las mayores distancias al punto de cierre las presenta el sector de la Boquilla (1.300 m – 1.600 m), lo que se explica porque los perfiles presentan las pendientes más planas con rango de valores entre 0,16% y 0,17%. La zona de Bocagrande le sigue con distancias promedios entre 300 m y 600 m, con pendientes promedio mayores que la Boquilla (0,4%)

ZONAS DE

ESTUDIO PERFIL Hs

DISTANCIA DE LA PROFUNDIDAD DE ROTURA DESDE LA LINEA DE COSTA

(m)

PROFUNDIDAD DE ROTURA (m)

DISTANCIA DEL PUNTO DE CIERRE DESDE LA LINEA DE COSTA (m) PROFUNDIDAD DE CIERRE DEL PERFIL (m) PENDIENTE MEDIA % Hs50 125 -1 -1,32 Hs90 195 -2,36 -2,9 Hs12 245 -3,69 -4,5 Hs50 105 -1,19 -1,32 Hs90 140 -2,38 -2,9 Hs12 235 -3,71 -4,51 Hs50 65 -1,1 -1,36 Hs90 130 -2,32 -2,9 Hs12 255 -3,7 -4,5 Hs50 60 -1,06 -1,32 Hs90 115 -2,39 -2,9 Hs12 165 -3,74 -4,58 Hs50 55 -1 -1,32 Hs90 110 -2,35 -2,9 Hs12 170 -3,79 -4,6 Hs50 65 -1,1 -1,32 Hs90 130 -2,29 -2,9 Hs12 210 -3,76 -4,32 Hs50 85 -1,22 -1,32 Hs90 140 -2,33 -2,9 Hs12 530 -3,71 -4,5 Hs50 50 -1,06 -1,32 Hs90 135 -2,31 -2,9 Hs12 930 -3,72 -4,5 Hs50 95 -1,04 -1,32 Hs90 180 -2,35 -2,9 Hs12 1125 -3,72 -4,51 Bocagrande 7 8 0,4 Boquilla 24 0,17 25 0,16 26 0,16 Cabrero 15 2,67 16 2,51 17 1,78 6 0,4 0,4 300 380 520 195 220 250 1350 1560 1640

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y finalmente los menores valores se presentan en la zona del Cabrero con rangos entre 190 m a 250 m debido a que presenta las mayores pendientes (1,8% a 2,7%).