Canal (geografía)

En geografía física e hidrología , un canal es una forma del relieve sobre la que se sitúa una masa de agua relativamente estrecha , como un río , un delta fluvial o un estrecho . Si bien el término canal suele referirse a una formación natural, el término afín «canal» designa una estructura artificial similar.

Los canales son fundamentales para el funcionamiento de los puertos y otras vías fluviales navegables . Naturalmente, la profundidad y la capacidad de los canales varían debido a la erosión y la sedimentación . El ser humano mantiene la navegabilidad de los canales mediante el dragado y otros procesos de ingeniería.

Por extensión, el término también se aplica a fluidos distintos del agua, por ejemplo, los canales de lava . El término también se usa tradicionalmente para describir las características superficiales sin agua en Venus .

La iniciación del canal se refiere al sitio en una ladera de montaña donde el agua comienza a fluir entre márgenes identificables. ^{[ 1 ]} Este sitio se denomina cabecera del canal y marca un límite importante entre los procesos de ladera y los procesos fluviales. ^{[ 1 ]} La cabecera del canal es la parte más elevada de una red de canales y se define por el agua que fluye entre márgenes identificables definidos. ^{[ 1 ]} Una cabecera de canal se forma cuando el flujo superficial y/o el flujo subsuperficial se acumulan hasta un punto donde el esfuerzo cortante puede superar la resistencia a la erosión de la superficie del suelo. ^{[ 1 ]} Las cabeceras de canal a menudo se asocian con coluvión , depresiones y deslizamientos de tierra . ^{[ 1 ]}

El flujo superficial es un factor principal en la iniciación de canales donde el flujo superficial saturado se profundiza para aumentar el esfuerzo cortante y comenzar la incisión del canal. ^{[ 1 ]} Los flujos superficiales convergen en depresiones topográficas donde comienza la iniciación del canal. La composición del suelo, la vegetación, la precipitación y la topografía dictan la cantidad y la velocidad del flujo superficial. La composición de un suelo determina qué tan rápido ocurre la saturación y la resistencia cohesiva retarda el arrastre de material de los flujos superficiales. ^{[ 1 ]} La vegetación ralentiza las tasas de infiltración durante los eventos de precipitación y las raíces de las plantas anclan el suelo en las laderas. ^{[ 1 ]}

El flujo subsuperficial desestabiliza el suelo y reaparece en las laderas donde suelen formarse cabeceras de canal. Esto suele dar lugar a cabeceras de canal abruptas y deslizamientos de tierra. Se forman depresiones debido a flujos subsuperficiales concentrados, donde las concentraciones de coluvión se encuentran en constante movimiento. ^{[ 1 ]} Las cabeceras de canal asociadas a depresiones en terrenos escarpados migran frecuentemente hacia arriba y hacia abajo de las laderas, dependiendo del suministro de sedimentos y las precipitaciones.

Los cauces naturales se forman por procesos fluviales y se encuentran en todo el planeta . Se forman principalmente por el flujo de agua del ciclo hidrológico , aunque también pueden formarse por otros fluidos, como la lava que fluye y forma cauces . El término «cauce» también describe el curso más profundo a través de un arrecife , un banco de arena , una bahía o cualquier cuerpo de agua poco profundo. Un ejemplo de un río que atraviesa un banco de arena es la barra de Columbia , la desembocadura del río Columbia .

Un cauce fluvial es el confinamiento físico de un arroyo ( río ) que consta de un lecho y riberas . Los cauces fluviales existen en una variedad de geometrías. El desarrollo del cauce fluvial está controlado tanto por el movimiento del agua como de los sedimentos . ^{[ 2 ]} Hay una diferencia entre arroyos de baja pendiente (menos de un par de por ciento de pendiente o ligeramente inclinados) y arroyos de alta pendiente (pendiente pronunciada). Se puede distinguir una amplia variedad de tipos de cauces fluviales (por ejemplo, ríos trenzados , ríos meandriformes, ríos sinuosos de un solo canal , etc.). Durante las crecidas , el caudal de agua puede exceder la capacidad del cauce y las aguas de la crecida se desbordarán del cauce y se extenderán por el fondo del valle , la llanura aluvial o el área de drenaje .

Ejemplos de ríos que quedan atrapados en sus cauces: el Gran Cañón y el Cañón Negro del Gunnison .

En un contexto náutico más amplio, como topónimo, el término canal es sinónimo de estrecho , que se define como una masa de agua relativamente angosta que conecta dos masas de agua más grandes. ^{[ 3 ]} En este contexto náutico , los términos estrecho , canal y paso son sinónimos y generalmente intercambiables. Por ejemplo, en un archipiélago , el agua entre las islas se suele llamar canal o paso . El Canal de la Mancha es el estrecho entre Inglaterra y Francia.

La forma del canal se describe en términos de geometría (planta, secciones transversales, perfil) delimitada por los materiales de su lecho y márgenes. Esta forma está bajo la influencia de dos fuerzas principales: el caudal y el aporte de sedimentos. Para canales erosionables, la dependencia mutua de sus parámetros puede describirse cualitativamente mediante el Principio de Lane (también conocido como relación de Lane ): ^{[ 4 ]} el producto de la carga de sedimentos y el tamaño del grano del lecho es proporcional al producto del caudal y la pendiente del canal. ^{[ 5 ]}

El término « canal navegable » se utiliza en náutica para referirse a una vía para el tránsito de buques, frecuentemente señalizada (véase boya ) y a veces dragada . Thoresen distingue varias categorías de canales, desde la A (apta para la navegación diurna y nocturna con profundidad de canal garantizada ) hasta la D, sin ayudas a la navegación y con solo profundidades estimadas proporcionadas al capitán . ^{[ 6 ]} En cuanto al dragado , los canales pueden ser no restringidos (lo suficientemente anchos como para acomodar de 10 a 15 veces el ancho del buque más grande utilizado en este canal), semirrestringidos con dragado limitado en aguas poco profundas y totalmente restringidos , donde se draga todo el canal. ^{[ 6 ]} Este último canal, completamente artificial, se denomina frecuentemente canal , ^{[ 7 ]} siendo el Canal de Panamá un ejemplo. ^{[ 8 ]}

El término no solo incluye las partes navegables de un estuario o río dragadas en profundidad que conducen a instalaciones portuarias , sino también los canales menores que dan acceso a instalaciones portuarias para embarcaciones, como los puertos deportivos . Cuando los canales dragados atraviesan fondos arenosos o de lodo de bahía, a menudo es necesario dragar repetidamente debido al movimiento inestable posterior de los suelos bentónicos. ^{[ 9 ]} 

La responsabilidad de monitorear las condiciones de navegabilidad de los canales de navegación hacia las distintas instalaciones portuarias varía, y el trabajo de mantenimiento real suele ser realizado por un tercero. Las tormentas, el estado del mar, las inundaciones y la sedimentación estacional afectan negativamente la navegabilidad . En los EE. UU., los canales de navegación son monitoreados y mantenidos por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE), aunque las operaciones de dragado a menudo son realizadas por contratistas privados (bajo la supervisión del USACE). El USACE también monitorea la calidad del agua y algunas remediaciones. Esto se estableció por primera vez bajo la Ley de Ríos y Puertos de 1899 y se modificó bajo las leyes de 1913, 1935 y 1938. Por ejemplo, el USACE desarrolló la Vía Navegable Intracostera y tiene la División del Valle del Mississippi responsable del río Mississippi desde el Golfo hasta Cairo, Illinois , la División del Atlántico Norte para el Puerto de Nueva York y el Puerto de Boston , y la División del Pacífico Sur para el Puerto de Los Ángeles y el Puerto de Long Beach . La vigilancia de las vías navegables, así como la respuesta a algunos derrames de emergencia, están bajo la jurisdicción de la Guardia Costera de los Estados Unidos , incluidos los canales interiores que dan servicio a puertos como el de San Luis , a cientos de kilómetros de la costa. Los distintos gobiernos estatales o locales se encargan del mantenimiento de canales menores, como por ejemplo el antiguo Canal Erie .

• Thoresen, Carl A. (2003). Manual del diseñador de puertos: Recomendaciones y directrices . Thomas Telford. ISBN 978-0-7277-3228-6.
• Fahmy, Wael Ahmed; Hekal, Nasr Tawfik Hassan (enero de 2023). "Mejora de los canales navegables a lo largo del río Nilo en Egipto para satisfacer las nuevas necesidades de transporte" (PDF) . Journal of Advanced Engineering Trends . 42 (1): 33– 47. doi : 10.21608/jaet.2021.70109.1105 . ISSN 2682-2091 . S2CID 245210824 .