Variaciones Morfológicas en Dunas de una Zona de Playas de Marbella, en Cartagena de Indias
Los procesos costeros adquieren mayor relevancia en las zonas costeras conformadas por playas arenosas.
En estas playas, una de las características morfológicas más importantes y que se presenta con frecuencia, son las dunas de arena, formadas por acumulaciones de arena sobre la parte alta del perfil de playa (back shore) cuando la arena seca es transportada por el viento tierra adentro.
Se pueden desarrollar a lo largo de cualquier tipo de costa arenosa. El proceso ocurre cuando la velocidad del viento puede mover los granos de arena, éstos van saltando y rebotando a lo largo de la superficie de la playa. Los granos que saltan impactan en la superficie del suelo y transmiten una parte de su energía a los granos de arena que están quietos, los que pueden desprenderse y ser arrastrados por el viento. Los granos de arena una vez desprendidos, adquieren energía del aire en movimiento y descienden a través de la columna de aire debido a su peso e impacto en el suelo.
La presencia de vegetación, rocas, troncos u otras obstrucciones al viento hacen que la arena quede atrapada y conduzca a la creación de las dunas. La cantidad de arena que puede ser arrastrada, depende principalmente de la velocidad del viento, secundariamente del tamaño medio de los granos y su uniformidad, y también del grado de humedad que tenga el suelo que juega un papel importante en este proceso. La primera línea de dunas se forma en el lado más cercano al mar (foredunes) (Ilustración 1).
Ilustración 1. Playa sin formación de dunas cerca de la línea de costa y con un inminente riesgo de erosión. (Dalia Moreno)
Tipos de Dunas
La formación de dunas y su estabilización es un proceso de equilibrio entre las distintas variables de la playa. Actualmente la forma de poder establecer el estado de equilibrio del sistema playa-dunas es por medio de un monitoreo de largo plazo del sistema playa-dunas costeras, así como de las diferentes variables ambientales. Las dunas se clasifican de acuerdo con su cercanía a la línea de costa como: embrionarias, primarias, secundarias y terciarias.
Las dunas embrionarias son montoncitos alargados de arena no consolidada, sujetas a las variaciones de la marea; las primarias se establecen detrás de las embrionarias en uno o varios cordones, éstas son arrasadas durante las tormentas; las dunas secundarias y terciarias están más retiradas de la línea de costa y son afectadas principalmente por el viento.
Ilustración 2. Formación de una duna por la presencia de obstáculos en la parte trasera de la playa. (Dalia Moreno)
Importancia de las Dunas
Las dunas costeras funcionan como barreras naturales de protección que actúan como defensa ante fenómenos hidrometeorológicos extremos como las tormentas e inundaciones. La estabilidad de la línea de costa, en particular la de las playas arenosas, depende en gran medida de la presencia de las dunas. Éstas funcionan como reservas de sedimentos ya que reciben, suministran y almacenan arena transportada desde y hacia las playas adyacentes.
Las dunas son elementos poco valorados y muchas veces se convierten en factores de incomodidad para los habitantes de la zona de playas, debido al transporte de arenas que ocurre desde la parte superior de las dunas, que pueden producir la invasión y cubrimiento de terrenos agrícolas o de pastos, bosques, vías de comunicación, instalaciones industriales, pueblos, etc.
El Estudio
En Cartagena de Indias, Colombia, a lo largo de la Avenida Santander en el sector de Marbella, la calzada y las casas de los vecinos de la zona son inundadas por chorros de arena durante la época seca que acompaña los vientos Alisios con dirección predominante del NE.(Ilustración 3)
Ilustración 3. Aspecto de la Avenida Santander en la época de vientos cuando la arena de la playa invade el andén y la calzada. (Dalia Moreno)
Con el fin de analizar las características geomorfológicas de las dunas de las playas de la ciudad de Cartagena, los estudiantes Meibel Rodríguez y Emiro Sánchez del Semillero de Investigación con la dirección de la docente Dalia Moreno, Coordinadora del grupo de investigación en Hidráulica y Manejo Costero, GIHMAC, realizaron el seguimiento a unas dunas en la zona de Marbella para analizar su comportamiento en diferentes épocas del año, identificar los elementos significativos que las caracterizan, los cambios que ocurren y su relación con las variaciones estacionales para aportar conocimiento que facilite la creación de planes de manejo para su conservación y estabilización (Ilustración 4).
Ilustración 4. Playas en el sector de Marbella en Cartagena. Se aprecia la acumulación de arena por fuera de la zona de playa y la vegetación existente sobre las dunas estables. (Tomado de Google Earth Pro).
Se seleccionó un sector de playa con una duna relativamente estable (duna terciaria) y otra en proceso de formación (duna secundaria). Se realizaron levantamientos topográficos por el método de cuadrícula, utilizando nivel y mira milimetrica. Para cada uno de los perfiles levantados se determinaron las pendientes en las diferentes épocas de las mediciones y los cambios en altura y formas. Con estos datos se calcularon los volúmenes y alturas promedio para cada duna durante los meses del estudio.
Se tomaron muestras de sedimento para determinar el tamaño del grano, su gradación, y el contenido de humedad. Las dunas estudiadas se clasificaron como dunas longitudinales, constituidas por arenas pobremente gradadas con tamaños de sedimento D50 de 0.12 a 0.19 mm. Las principales diferencias entre las dunas radican en su forma y tamaño, mostrando la duna estabilizada ausencia de picos y mayor área plana (1800m2), mientras que la duna secundaria presenta mayor cantidad de picos y menor área plana (338m2). Los contenidos de humedad fueron menores en la parte alta de la duna y mayores en la base. Las zonas más bajas de la duna están afectadas por el cambio de posición de la línea de costa durante el día y la época del año.
Duna Fija o Terciaria. Localizada en la parte trasera de la playa. La forma de la duna varió muy poco, al igual que su volumen durante el estudio. Se presenta como un montículo que tiende a ser casi simétrico en ancho y largo con una cresta poco definida, con pocos picos y más bien plana (Imagen 1, 2 y 3). La vegetación presente ayuda a la estabilidad de la duna, especialmente en la época de vientos Alisios (ilustración 5).
Imagen 1. Variaciones mínimas en la forma y en el volumen de la duna estabilizada durante los meses de marzo (izquierda) y mayo (derecha). En el mes de mayo se nota una pendiente más suave hacia el lado de la costa (lado derecho), menor curvatura superior y una base mayor por efectos de las lluvias. Durante la época seca (marzo), la cresta de la duna varía por la acción del viento ya sea por deposición de nuevo material, transporte del existente o por la acción combinada de los dos. En ambos meses la concentración de sedimentos sigue en la dirección predominante de los vientos Alisios del NE. (Rodríguez, M. y Sánchez, E., 2005)
Imagen 2. Comparación de la duna en mayo (izquierda) y octubre (derecha). Con las lluvias la duna se aplana (mayor zona de color azul), aumenta su base y suaviza su pendiente. Posteriormente aparece una vegetación típica que la protege de la erosión hídrica, permitiéndole conservar su volumen. En ambos casos la concentración de sedimentos sigue en la dirección predominante de los vientos (Rodríguez, M. y Sánchez, E., 2005).
Imagen 3. Comparación de la duna fija en octubre de 2005 (izquierda) y mayo 2006 (derecha). El volumen varió un 14% entre las dos fechas. Sin embargo la forma de la duna no varía considerablemente. La cota más alta registrada fue de 2.03m., con relación al NMM, con un valor promedio de 1.9m (Rodríguez, M. y Sánchez, E., 2005).
Ilustración 5. Vegetación típica de las dunas terciarias en Marbella. Durante la época seca esta vegetación no sobrevive al clima facilitando el movimiento de la arena, siendo la humedad del suelo un factor importante para ayudar a la estabilidad de las dunas. (Dalia Moreno).
Duna Viva o No Estabilizada. La duna viva se caracteriza por presentar secciones bien definidas tanto en sentido longitudinal como transversal pero con una superficie menos homogénea y con más picos que la duna estabilizada. Se ubica por delante de la duna terciaria. El volumen acumulado promedio varió entre 100 y 127 m3 (imagen 4 y 5).
Imagen 4. Comportamiento estacional de la duna durante los meses de marzo (izquierda) y abril (derecha). Durante la época seca la cresta de la duna varía por la acción del viento, ya sea por deposición de nuevo material, transporte del existente o por la acción combinada de los dos. En abril hay una acumulación mayor de arena en la parte inferior de la duna (color amarillo). En esta época se presentan las mayores pendientes laterales (20 a 30%). (Rodríguez, M., Sánchez, E., 2005).
Imagen 5. Duna viva en octubre 2005 (izquierda) y enero de 2006 (derecha). En el mes de octubre el número de picos es menor y con menores pendientes por efecto de las lluvias (16 a 10%). Las lluvias disminuyen la altura de la duna desplazando la arena hacia las partes bajas, incrementando su perímetro, achatando la parte superior por el efecto de la escorrentía. En el mes de enero se reconstruye la parte superior aumentando los picos. La máxima altura registrada fue de 1.95m en el mes de mayo y la menor de 0.92m en octubre (Rodríguez, M. y Sánchez, E., 2005).
En las dunas donde hay crecimiento de plantas rastreras el transporte de arena por el viento es menor, convirtiéndose este hecho en una alternativa para el control de aportes de arena a la Avenida Santander durante la época seca por efectos del viento.
La arena que sale de la duna y cae a la vía debe regresar a la playa para mantener el equilibrio del balance de sedimentos y ayudar a la estabilidad de la línea de costa.
Las dunas ayudan a mantener el paisaje de la playa al permitir el crecimiento de vegetación, además de prevenir la erosión de la misma. Debe evitarse su compactación y deterioro.
Dalia Moreno Egel
Docente Programa de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería
Universidad de Cartagena
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