Modelación de la respuesta del perfil de playa.

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2012-12

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Universidad de Valparaíso

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Escuela de Ingenieria Civil Oceanica

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Resumen

Modelar de forma numérica la respuesta del perfil transversal de una playa ante la acción de una tormenta, implica determinar los principales agentes responsables de las variaciones en la morfología. Éste documento presenta de manera extensiva la revisión, evaluación y recomendación de algunas formulaciones y aproximaciones para lograr dicho propósito. Se determina que el agente más dominante responsable de accionar el transporte de sedimento es el oleaje, y éste debe ser determinado antes, durante y después de rotura, siendo este proceso el más importante en el decaimiento de la energía dentro de la zona de surf. La propagación del oleaje en el presente documento se realizó mediante dos enfoques; paramétrico y espectral. La propagación del oleaje mediante el enfoque paramétrico se realizó implementando 13 aproximaciones para estimar la tasa de disipación por rotura, estos esquemas fueron validados con mediciones de laboratorio para un amplio rango de condiciones hidrodinámicas. Los resultados mostraron en general que para los perfiles sin presencia de barra, el error es inferior al 5% para todos los esquemas probados, mientras que los casos con barra el error está en torno al 10% para los esquemas de energía límite, aumentando para el resto de los casos. El enfoque espectral se realizó para una sola tasa de disipación y los resultados indicaron una buena correspondencia entre los espectros simulados y los medidos en terreno, de las comparaciones con mediciones de campo se concluyó como adecuada la modelación del oleaje para los datos probados mediante el enfoque paramétrico. Se desarrolló un análisis cualitativo de algunas de las expresiones disponibles para la estimación de las variaciones del nivel medio y corrientes, además se evaluó el efecto del roller. Se concluyó que incluir el roller implica una mejora en las comparaciones con datos de laboratorio y es necesario para aumentar la precisión en la estimación de la variación del nivel medio del mar, así como también de las corrientes. Para evaluar la efectividad en la estimación del transporte de sedimentos y los esquemas numéricos disponibles para resolver la ecuación de balance del sedimento, se probaron algunas expresiones, encontrando que estas son capaces de modelar las variaciones en la morfología producto de la acción de una tormenta. Se efectuó un análisis cuantitativo del error entre los perfiles medidos y los resultantes de la modelación, obteniéndose en el mejor de los casos un error cuadrático medio de 0.2 m, valor adecuado en este tipo de modelaciones. Como conclusión general se determinó que la simulación de la evolución del perfil de playa ante la acción de tormentas es un proceso complejo, sin embargo, se puede representar de manera adecuada mediante un enfoque numérico si los agentes principales (oleaje, corriente, transporte de sedimentos y conservación de la cantidad de sedimentos) son bien representados.

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Auspiciador

Palabras clave

COSTAS, CHILE, OLEAJE

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