Groynes

Este artículo describe las características, los posibles efectos y los diferentes tipos de espigones que se extienden desde la orilla hasta el mar. Los espigones son ejemplos de estructuras duras de protección de la costa cuyo objetivo es proteger el litoral de la erosión costera. Un tratamiento más detallado de los efectos de los espigones se ofrece en Los espigones como protección de la costa.

Introducción

Un espigón es una estructura activa que se extiende desde la orilla hacia el mar, casi siempre perpendicular o ligeramente oblicua a la línea de costa. El suministro adecuado de sedimentos y la existencia de un transporte de sedimentos a lo largo de la costa medianamente fuerte son las principales condiciones de la eficacia de los espigones.

La función principal de un espigón es capturar y atrapar parte de los sedimentos que se mueven (principalmente en dirección a la costa) en la zona de oleaje.

Según han revelado los experimentos, los espigones disipan parcialmente la energía del movimiento del agua durante las condiciones de olas débiles y moderadas, lo que conduce a la acumulación de la costa a la deriva. Sin embargo, cuando las olas de la tormenta se acercan a la costa de forma más o menos perpendicular, la función protectora de los espigones disminuye y parte de la playa es arrastrada (ver Causas naturales de la erosión costera).

Aunque los espigones son ampliamente utilizados, es una solución dudosa cuando se aplican como única medida de protección de la costa, debido a la importante erosión del lado de sotavento. La solución de los espigones puede ser eficaz si se aplica en combinación con otras medidas (blandas) de protección de la orilla, como el acondicionamiento artificial de la playa o la nutrición de la orilla.

Efectos de los espigones en la línea de costa

El diseño de los espigones (forma de la planta, longitud, altura, perfil transversal a la orilla, inclinación) influye en el impacto sobre la morfología de la orilla; el impacto también depende del nivel del agua del mar, el clima de las olas y el suministro de sedimentos en la zona de oleaje.

Figura 1: Esquema de la interacción de los espigones, las olas, las corrientes y la orilla

La protección de la orilla mediante el uso de un solo espigón suele ser ineficiente. Por lo tanto, la protección de la costa mediante espigones se diseña generalmente como un grupo que comprende desde unos pocos hasta decenas de estructuras individuales (véase Los espigones como protección de la costa). En la figura 1 se muestra un esquema de espigones que interactúan entre sí. Mientras que un espigón individual produce erosión costera en el lado de sotavento de la estructura, la erosión en el caso de un grupo de espigones se desplaza hacia el lado de sotavento de todo el sistema. La erosión también se observa en la proximidad directa de las estructuras, especialmente cuando la dirección dominante de las olas es perpendicular a la costa. La acumulación de agua entre los espigones induce flujos de compensación a lo largo de las estructuras, provocando la erosión local del fondo marino y la pérdida de arena hacia aguas profundas. Durante las tormentas fuertes, los espigones se quedan «cortos» en comparación con la anchura de la zona de oleaje, y la erosión se produce a su alrededor. En condiciones de oleaje leve, los espigones se vuelven «largos» (longitud comparable a la anchura de la zona de oleaje), lo que favorece la acumulación de arena a la deriva y el ensanchamiento de la playa. Debe evitarse la pérdida de contacto entre un espigón y la orilla. En este caso, se generan flujos de arrastre entre la costa y la raíz del espigón. Estas corrientes provocan el lavado de la playa.

Características de los espigones

Figura 2 Tipos y formas de espigones

La elección adecuada de las formas, dimensiones y ubicación de los espigones es crucial para la eficacia de la protección de la costa. La longitud de los espigones suele estar relacionada con la anchura media de la zona de oleaje y con la separación de la costa en el campo de espigones. La longitud activa del espigón aumenta con el incremento del ángulo de incidencia de las olas. Los espigones son más eficaces si no atrapan todo el flujo de sedimentos de la costa. Numerosas investigaciones y observaciones sugieren que la extensión hacia el mar de los espigones no debería superar el 40-50% de la anchura de la zona de oleaje de la tormenta. La eficacia de los espigones también depende de su permeabilidad. Los espigones estructuralmente permeables o sumergidos (permanentemente o durante los niveles altos de agua) permiten el paso de más sedimentos a lo largo de la costa, en comparación con los espigones impermeables o altos.

La altura de los espigones influye en la cantidad de transporte de sedimentos a lo largo de la costa atrapados por los espigones. Un mismo espigón puede actuar como estructura emergida o sumergida (Figura 2a), dependiendo de los cambios en el nivel del agua debidos a las mareas y a las marejadas. Por lo general, los espigones se diseñan para sobresalir alrededor de hs=0,5-1,0 m por encima del nivel medio del mar (MSL). Los espigones demasiado altos provocan la reflexión de las olas, lo que provoca una socavación local. Considerando la forma en planta, los espigones pueden ser rectos, doblados o curvos, así como en forma de L, T o Y. Las formas y tipos de espigones más populares se muestran de forma esquemática en la figura 2.

Tipos de espigones

En términos estructurales, se puede distinguir entre espigones de madera, espigones de tablestacas, espigones de hormigón, espigones de escombros hechos con bloques de hormigón o piedras y espigones construidos con geobolsas rellenas de arena.

Graneros de madera

Figura 3. Ejemplo de espigón de dos filas en la península de Hel (Mar Báltico)

Los espigones de madera suelen ser estructuras de empalizada de una o dos filas. La influencia de los espigones de madera en forma de T en la costa (erosión local en el lado de sotavento y acreción en el lado de la deriva) se ilustra en la figura 3. Los espigones de madera de una hilera son, en general, estructuras parcialmente permeables; la permeabilidad reduce la erosión del lado de sotavento y evita las indeseables circulaciones de agua cerca de la costa. Los espigones de madera son baratos, pero su vida útil es más bien corta.

Espigones de acero

Los espigones de acero suelen consistir en tablestacas verticales, simples o dobles, con diversos perfiles, situadas perpendicularmente a la costa. Son estructuras impermeables. Los experimentos han demostrado que los espigones hechos con paredes de tablestacas simples no son duraderos, debido a la corrosión del material y a la abrasión por la arena en movimiento. Además, la carga de hielo es muy perjudicial, provocando la inestabilidad y el fallo de los tablestacas de acero. Las estructuras masivas mixtas, formadas por acero y hormigón, son mucho más estables y duraderas.

Groynes de elementos de hormigón

Figura 4 Groyne de hormigón, Ucrania (el Mar Negro)

Los groynes construidos con bloques de hormigón armado pertenecen a las estructuras costeras más estables y duraderas. Debido a su considerable peso, los elementos que componen un espigón de este tipo requieren la existencia de unas condiciones de suelo adecuadas y una cimentación apropiada. En la figura 4 se muestra un ejemplo de un espigón formado por elementos de hormigón armado.

Los espigones de montículos de burbujas y los construidos con geobolsas rellenas de arena

Los espigones de montículos de burbujas son estructuras de protección costera de amplia aplicación. Se construyen como montículos sueltos de piedras o como montículos de varias unidades de blindaje, por ejemplo, tetrápodos. Estos espigones suelen ser estructuras mixtas, reforzadas en su interior por una tablestaca. Son macizos, duraderos e impermeables. Los espigones de escombros son ventajosos en comparación con los de acero, hormigón y madera, ya que disipan mejor la energía de las olas y las corrientes.

Los espigones construidos con sacos apilados de arena o rellenos de tierra deben considerarse una medida de protección a corto plazo. Son necesarias algunas medidas de protección adicionales, especialmente en la cabeza del groyne. Debe utilizarse una tela filtrante especial bajo las bolsas para reducir el asentamiento en fondos blandos. Este tipo de espigones requiere sacos grandes (de más de 50 kg), aunque los sacos grandes son más difíciles de manejar y requieren un llenado in situ.

En la figura 2 se muestran ejemplos de secciones transversales de espigones de escombros y de sacos rellenos de arena.

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