deriva litoral

La erosión costera y el transporte de sedimentos eran conocidos desde la antigüedad, sobre todo en aquellas regiones del mundo donde se producen cambios drásticos en las costas. Sin embargo, estas primeras observaciones eran en gran medida anecdóticas. Pescadores, marineros y lugareños notaban que la arena y la grava parecían "moverse" por las playas; no obstante, no comprendían del todo la mecánica. Debido al conocimiento científico general, este era un fenómeno interesante, pero algo incomprendido.

La investigación sistemática de los procesos costeros, incluidos los responsables de la deriva litoral, comenzó a mediados del siglo XIX, cuando los científicos intentaron explicar el movimiento de sedimentos a lo largo de las costas. Entre las primeras teorías se encuentran las propuestas por el ingeniero francés Jean-Baptiste Fourier y el geólogo irlandés Robert Mallet . Estudiaron la acción de las olas y el transporte de sedimentos; sin embargo, en aquel entonces, el término "deriva litoral" aún no se había acuñado. En cambio, el principal objetivo era comprender los procesos de las olas y su impacto en la resuspensión y el movimiento de arena y guijarros. El tema era de suma importancia porque ayudaba a explicar las características morfológicas de cualquier costa. No obstante, si bien se abarcó mucho, aún no se comprendía completamente la importancia de dichos mecanismos.

A principios del siglo XX, la explicación de la deriva litoral se perfeccionó considerablemente gracias a oceanógrafos e ingenieros costeros. Comprendieron que el ángulo de incidencia de las olas en la costa es fundamental para el transporte de sedimentos. Esto condujo al desarrollo del concepto de "corrientes litorales", que transportan sedimentos a lo largo de la costa. Estas corrientes se reconocieron entonces como el principal agente de la deriva litoral. Un concepto importante que surgió durante esta época fue el de playa "alineada con la deriva". Este concepto explicaba cómo se forman las playas como resultado de la dirección predominante del viento y las olas, y que en un lado de la playa se produce la sedimentación, mientras que en el otro, la erosión. Si bien la mecánica se hacía más evidente, la interrelación de las fuerzas en juego seguía siendo bastante problemática para quienes intentaban gestionar las costas.

Numerosos cálculos tienen en cuenta los factores que producen la deriva litoral. Estas formulaciones son:

1. Fórmula de Bijker (1967, 1971)
2. La fórmula de Engelund y Hansen (1967)
3. La fórmula de Ackers y White (1973)
4. La fórmula de Bailard e Inman (1981)
5. La fórmula de Van Rijn (1984)
6. La fórmula de Watanabe (1992) ^{[ 3 ]}

Estas fórmulas ofrecen una perspectiva diferente de los procesos que generan la deriva litoral. Los factores más comunes que se tienen en cuenta en estas fórmulas son:

• Transporte suspendido y de carga en cama
• Olas, por ejemplo, rompientes y no rompientes.
• La cizalladura ejercida por las olas o el flujo asociado a las olas. ^{[ 3 ]}

La deriva litoral desempeña un papel fundamental en la evolución de la línea de costa , ya que un ligero cambio en el aporte de sedimentos, la dirección del viento o cualquier otra influencia costera puede alterar drásticamente la deriva litoral, afectando la formación y evolución del sistema o perfil de la playa. Estos cambios no se deben a un solo factor dentro del sistema costero; de hecho, existen numerosas alteraciones que pueden afectar la distribución y el impacto de la deriva litoral. Algunas de ellas son:

1. Cambios geológicos, por ejemplo, erosión, cambios en la zona costera y aparición de promontorios.
2. Cambios en las fuerzas hidrodinámicas, por ejemplo, cambios en la difracción de las olas en entornos de cabos y bancos marinos.
3. Cambios en las influencias hidrodinámicas, por ejemplo, la influencia de las nuevas entradas de marea y los deltas en la deriva.
4. Alteraciones del balance de sedimentos, por ejemplo, el cambio de las líneas de costa de alineación de deriva a alineación de resaca, agotamiento de las fuentes de sedimentos.
5. La intervención humana, por ejemplo, protección de acantilados, espigones, rompeolas separados. ^{[ 2 ]}

El balance de sedimentos toma en consideración las fuentes y sumideros de sedimentos dentro de un sistema . ^{[ 4 ]} Este sedimento puede provenir de cualquier fuente, siendo algunos ejemplos de fuentes y sumideros:

• ríos
• Lagunas
• Fuentes de erosión terrestre
• fuentes artificiales, por ejemplo, la alimentación
• sumideros artificiales, por ejemplo, minería/extracción
• Transporte en alta mar
• Depósito de sedimentos en la costa
• Barrancos a través de la tierra

Este sedimento ingresa al sistema costero y es transportado por la deriva litoral. Un buen ejemplo de cómo el balance sedimentario y la deriva litoral interactúan en el sistema costero son los bancos de arena de reflujo en las ensenadas , que almacenan arena transportada por la deriva litoral. ^{[ 5 ]} Además de almacenar arena, estos sistemas también pueden transferirla o desviarla hacia otros sistemas de playa; por lo tanto, los sistemas de reflujo en las ensenadas (bancos de arena) constituyen buenas fuentes y sumideros para el balance sedimentario. ^{[ 5 ]}

La sedimentación a lo largo del perfil de la línea de costa se ajusta a la hipótesis del punto nulo , donde las fuerzas gravitacionales e hidráulicas determinan la velocidad de sedimentación de los granos en una distribución de sedimentos que disminuye hacia el mar. La línea de costa se produce en un reflujo de 90 a 80 grados, por lo que se representaría como un ángulo recto con la línea de ola.

Las barras de arena se forman cuando la deriva litoral pasa por un punto (por ejemplo, la desembocadura de un río o una ensenada) donde la dirección dominante de la deriva y la línea de costa no se desvían en la misma dirección. ^{[ 6 ]} Además de la dirección dominante de la deriva, las barras de arena se ven afectadas por la fuerza de la corriente generada por las olas , el ángulo de las olas y la altura de las olas entrantes. ^{[ 7 ]}

Las barras de arena son formas del relieve que presentan dos características importantes. La primera es la región en el extremo proximal o de deriva (Hart et al., 2008). El extremo proximal permanece unido a tierra firme (a menos que se rompa) y puede formar una ligera barrera entre el mar y un estuario o laguna (denominada peresyp en la tradición geomorfológica rusa ). La segunda característica importante de la barra de arena es el extremo distal o de deriva, que se separa de tierra firme y, en algunos casos, puede adoptar una compleja forma de gancho o curva debido a la influencia de las diferentes direcciones de las olas. ^{[ 8 ]}

Como ejemplo, la barra de New Brighton en Canterbury, Nueva Zelanda, se creó por la deriva litoral de sedimentos del río Waimakariri al norte. ^{[ 6 ]} Este sistema de barra se encuentra actualmente en equilibrio, pero experimenta fases alternas de deposición y erosión.

Los sistemas de barreras están unidos a la tierra tanto en los extremos proximales como distales y generalmente son más anchos en el extremo de deriva. ^{[ 9 ]} Estos sistemas de barreras pueden encerrar un sistema de estuario o laguna, como el del lago Ellesmere / Te Waihora encerrado por el cordón litoral de Kaitorete o hapua que se forman en la interfaz río-costa, como en la desembocadura del río Rakaia .

El cordón litoral de Kaitorete en Canterbury, Nueva Zelanda, es un sistema de barrera/cordón litoral (que generalmente se clasifica como barrera, ya que ambos extremos de la formación terrestre están unidos a tierra, pero se le ha denominado cordón litoral) que ha existido bajo la península de Banks durante los últimos 8000 años. Este sistema ha sufrido numerosos cambios y fluctuaciones debido a la avulsión del río Waimakariri (que ahora fluye al norte de la península de Banks), la erosión y fases de condiciones marinas abiertas. El sistema sufrió nuevos cambios hace aproximadamente 500  años , cuando la deriva litoral desde el extremo oriental del sistema de cordón litoral creó la barrera, que se ha mantenido debido al transporte litoral continuo. ^{[ 10 ]}

La mayoría de las ensenadas mareales en las costas de deriva litoral acumulan sedimentos en bancos de marea alta y baja. Los deltas de bajamar pueden verse atrofiados en costas muy expuestas y en espacios más pequeños, mientras que los deltas de marea alta tienden a aumentar de tamaño cuando hay espacio disponible en un sistema de bahía o laguna. ^{[ 4 ]} Las ensenadas mareales pueden actuar como sumideros y fuentes de grandes cantidades de material, lo que, por lo tanto, impacta en las partes adyacentes de la línea costera. ^{[ 11 ]}

La estructuración de las entradas de marea también es importante para la deriva litoral: si una entrada no está estructurada, el sedimento puede rodearla y formar barras en la parte de la costa a sotavento. ^{[ 11 ]} Esto también puede depender del tamaño de la entrada, la morfología del delta , la tasa de sedimentación y el mecanismo de derivación. ^{[ 4 ]} La variación y la cantidad de la ubicación del canal también pueden influir en el impacto de la deriva litoral en una entrada de marea.

La laguna de Arcachon, en el suroeste de Francia, es un ejemplo de sistema de ensenadas mareales, que constituye una importante fuente y depósito de sedimentos transportados por la deriva litoral. El impacto de estos sedimentos en el sistema de ensenadas está fuertemente influenciado por la variación en el número de entradas a la laguna y su ubicación. Cualquier cambio en estos factores puede provocar una erosión severa o la acumulación de grandes barras de rompiente en la misma dirección de la deriva. ^{[ 11 ]}

Cuando la deriva litoral se ve interrumpida por otros accidentes geográficos naturales, puede producirse una deposición de sedimentos suficiente para formar estructuras terrestres a largo plazo que se extienden mar adentro. El proceso de formación es similar al de una isla barrera .

K'gari es la isla de arena más grande del mundo, ubicada en la costa este de Australia, y se formó a partir de la deriva litoral interrumpida hacia el norte. ^{[ 12 ]}

Durante largos periodos, los sedimentos a la deriva pueden filtrarse a aguas más profundas, donde el viento y las olas que impulsan la deriva litoral son más débiles. ^{[ 13 ]} Esto permite que se acumulen extensos depósitos de sedimentos mar adentro, que se transfieren gradualmente de vuelta a la costa a medida que el nivel del mar desciende en ciclos glaciares a largo plazo . ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Los espigones son estructuras de protección costera, colocadas a intervalos iguales a lo largo del litoral para detener la erosión costera y generalmente atraviesan la zona intermareal . Por ello, las estructuras de espigones se suelen utilizar en costas con baja deriva litoral neta y alta deriva litoral anual para retener los sedimentos perdidos por las marejadas ciclónicas y transportarlos más abajo en la costa. ^{[ 2 ]}

Existen numerosas variaciones en los diseños de espigones, siendo los tres diseños más comunes los siguientes:

1. Espigones en zigzag, que disipan los flujos destructivos que se forman en las corrientes inducidas por las olas o en las olas que rompen.
2. Espigones en forma de T, que reducen la altura de las olas mediante la difracción de las mismas.
3. Cabeza en 'Y', un sistema de espigones con forma de cola de pez. ^{[ 2 ]}

Los promontorios artificiales también son estructuras de protección costera, creadas para brindar cierta protección a playas o bahías. Si bien la creación de promontorios implica la acumulación de sedimentos en la parte superior del promontorio y una erosión moderada en el extremo inferior, esto se realiza para diseñar un sistema estabilizado que permita la acumulación de material en las playas más alejadas de la costa. ^{[ 2 ]}

Los linderos artificiales pueden formarse debido a la acumulación natural o también mediante la fertilización artificial.

Los rompeolas aislados son estructuras de protección costera, creadas para acumular material arenoso y así compensar el descenso del nivel del mar durante las tormentas. Para ello, los rompeolas aislados no tienen conexión con la costa, lo que permite que las corrientes y los sedimentos pasen entre el rompeolas y la orilla. Esto crea una zona de menor energía de las olas, lo que favorece la deposición de arena en la zona de sotavento de la estructura. ^{[ 2 ]}

Los rompeolas exentos se utilizan generalmente de la misma manera que los espigones, para aumentar el volumen de material entre la costa y la estructura del rompeolas con el fin de acomodar las marejadas ciclónicas. ^{[ 2 ]}

La creación de puertos y dársenas en todo el mundo puede afectar seriamente el curso natural de la deriva litoral. Los puertos y dársenas no solo representan una amenaza para la deriva litoral a corto plazo, sino también para la evolución de la línea de costa. La principal influencia que la creación de un puerto o dársena puede tener sobre la deriva litoral es la alteración de los patrones de sedimentación, lo que a su vez puede provocar la acumulación y/o erosión de una playa o sistema costero. ^{[ 2 ]}

Como ejemplo, la creación de un puerto en Timaru, Nueva Zelanda , a finales del siglo XIX provocó un cambio significativo en la deriva litoral a lo largo de la costa de South Canterbury . En lugar de que la deriva litoral transportara sedimentos hacia el norte, a lo largo de la costa, hacia la laguna de Waimataitai, la creación del puerto bloqueó la deriva de estos sedimentos (gruesos) y, en cambio, provocó que se acumularan al sur del puerto, en South Beach, en Timaru. La acumulación de estos sedimentos al sur significó, por lo tanto, una falta de sedimentos depositados en la costa cerca de la laguna de Waimataitai (al norte del puerto), lo que llevó a la pérdida de la barrera que la rodeaba en la década de 1930 y, poco después, a la desaparición de la laguna misma. ^{[ 6 ]} Al igual que la laguna de Waimataitai, la laguna de Washdyke , que actualmente se encuentra al norte del puerto de Timaru, está sufriendo erosión y podría eventualmente romperse, causando la pérdida de otro entorno lagunar.

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