Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA “UNIDAD ZACATENCO” ANÁLISIS DE LA EROSIÓN EN LA MARGEN PONIENTE DEL PUERTO DE CHIAPAS. Tesis Para obtener el título de INGENIERO CIVIL PRESENTA: ADRIÁN RODRÍGUEZ VÁSQUEZ ASESORA: ING. M. EVELIA FIGUEROA ARELLANO MÉXICO, D.F 2016 Agradecimientos A mis padres, quienes me han brindado el regalo más preciado que se le puede dar a un hijo, la Educación. A Mi Madre. Te doy las gracias mamá, porque me has acompañado en cada etapa de mi vida, sabiéndome escuchar cuando así lo he necesitado y aconsejándome en todo momento, así mismo te agradezco por el apoyo incondicional que me has brindado cada día de mi vida. Por esto y más te doy las gracias, ya que sin tu esfuerzo y dedicación, posiblemente no habría llegado este momento. A Mi Padre. Te doy las gracias papá, porque a lo largo de toda mi vida me has apoyado incondicionalmente en todas y cada una de mis decisiones, guiando siempre mi camino a través de tus valiosos consejos y enseñanzas, permitiéndome de esta manera aprender de mis errores. Te agradezco que seas un padre afectuoso y de igual manera te quiero hacer saber, que de no ser por todo esto, posiblemente no habría llegado este momento. Gracias Mamá y Gracias Papá. A Mi Asesora De Tesis. Maestra en Ing. M. Evelia Figueroa A. por su apoyo en todo momento para la realización de este trabajo. A Mi Alma Mater Agradezco a la gloriosa ESIA y a los profesores que en ella laboran. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco I Índice General Índice General………...................................................................................... .I Introducción………………………………………………………………….. .III Antecedentes…………………………………………………………………. .VI Objetivo………………………………………………………………….….... .IX Justificación…………………………………………………………….……. .X Alcances………………………………………………………………….…... .XI Marco Teórico……………………………………………………………….. .XII Capítulo I.- Recopilación de la Información I.1 Ubicación de Puerto Chiapas…………………………………………….. .2 I.2 Infraestructura del Puerto………………………………………………... .3 I.3 Actividades Económicas……………………………………………….… .7 I.4 Accidentes Geográficos Próximos al Puerto…………………………….. .8 I.5 Morfología del Sitio…………………………………………………….... .10 I.6 Hidrología………………………………………………………………... .10 I.7 Clima……………………………………………………………………... .12 Capítulo II.- Fenómenos Meteorológicos II.1 Viento…………………………………………………………….....…… .14 II.1.2 Clasificación de los Vientos……………………………………….….. .15 II.1.3 Fuerzas de Generación………………………………………………... .15 II.1.4 Medición del Viento…………………………………………………... .18 II.1.5 Representación Gráfica de los datos Estadísticos…………………….. .19 II.1.5.1 Diagramas de Lenz……………………………………………….…. .20 II.2 Mareas………………………………………………………………….... .27 II.2.1 Origen de las Mareas…………………………………………………... .28 II.2.1.1 Tipos de Mareas…………………………………………………….. .28 II.2.2 Medición de Mareas………………………………………………….... .31 II.2.3 Mareas de Tormenta…………………………………………………... .36 II.3 Corrientes………………………………………………………………... .37 II.3.1 Clasificación de las Corrientes………………………………………... .38 II.3.2 Medición de Corrientes………………………………………………... .41 II.3.3 Corrientes en la Costa Chiapaneca…………………………………… .42 II.4 Oleaje…………………………………………………………………….. .42 II.4.1 Generación y Características del Oleaje………………………………. .43 II.4.2 Teorías del Oleaje……………………………………………………... .45 Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco II II.4.3 Fuentes de Información del Oleaje Estadístico……………………….. .46 II.4.4 Análisis de las “Sea and Swell Charts”………………………………. .49 II.4.5 Fenómenos que Modifican el Oleaje………………………………….. .51 II.4.6 Análisis del Fenómeno de Refracción……………………………….... .52 II.4.6.1 Método Gráfico de los Frentes de Ola……………………………… .53 II.4.7 Respuesta Dinámica de las Playas ante la Acción del Oleaje………… .58 II.4.8 Oleaje Extraordinario en el Área de Estudio…………………………. .60 II.4.9 Predicción del Oleaje Extraordinario…………………………………. .62 Capítulo III. Transporte de Sedimentos III.1 Transporte de Sedimentos……………………………………………… .67 III.2 Propiedades del Sedimento……………………………………………... .69 III.3 Comportamiento de los Sedimento Ante la Acción del Oleaje………… .70 III.4 Cuantificación del Transporte de Litoral……………………………..... .74 III.5 Cuantificación del Transporte de Litoral en la Zona de Estudio……… .79 Capítulo IV. Erosión Costera IV.1 Equilibrio Dinámico de las Playas……………………………………... .82 IV.2 Factores Generadores de Erosión en las Playas……………………….. .83 IV.3 Morfología de las Playas en la Zona de Estudio……………………..... .85 IV.4 Factores Generadores de Erosión en la Zona de Estudio……………... .87 IV.5 Análisis de la Evolución de la Línea de Costa………………………… .89 IV.6 Consecuencias de la Erosión en la Zona de Estudio…………………… .96 Conclusiones…………………………………………………………………. .XxVII Recomendaciones……………………………………………………………. .Xxx Bibliografía…………………………………………………………………... .Xxxii Glosario de Términos………………………………………………………... .Xxxiv Anexo A…………………………………………………………………….... .Xxxviii Anexo B…………………………………………………………………….... .Xlv Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco III INTRODUCCIÓN Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco IV Puerto Chiapas antes conocido como San Benito y aún denominado Puerto Madero, pertenece al municipio de Tapachula, en el estado de Chiapas, está ubicado a una distancia de 43 km de la frontera con Guatemala, conocida como Suchiate, esta proximidad permite el intercambio de mercancías entre el Sureste mexicano y Centroamérica; Así mismo colinda con los estados mexicanos de Oaxaca, Tabasco y Veracruz. Desde su construcción comenzaron a presentarse dos problemáticas contrarias entre sí, por un lado en la playa oriente del puerto se presentó una progresiva acumulación de sedimento, mientras que en la playa poniente comenzó a retroceder la línea de costa. Su construcción inició en 1972 dragando la cuenca de Rada y construyendo dos escolleras, una al oriente del acceso al puertocon 800 metros de longitud y la otra al poniente con 630 metros de longitud (Montoya, 1994) para proteger el canal de entrada, terminándose la construcción en 1975. Originalmente, la línea de costa en esta área era recta, pero desde la construcción de estas obras, el sedimento se acumuló en el lado este del puerto (corriente arriba), mientras que la línea de costa oeste retrocedió. El rápido crecimiento de la playa este y el aumento del azolve en el canal de entrada del puerto, dio motivos a dos extensiones de la escollera oriente: 40 metros en 1978 – 1979 y 75 metros adicionales en la misma fecha. Adicionalmente, se construyeron 18 espigones a lo largo de la playa oeste con la finalidad de aminorar la fuerte erosión que se estaba presentando. Actualmente la escollera poniente presenta una longitud de 630 metros, mientras que la escollera oriente tiene una longitud de 915 metros. La fuerte erosión que se ha generado representa un riesgo para la escollera poniente, razón por la cual se considera de vital importancia estudiar dicho fenómeno, toda vez que ha generado una importante pérdida de material playero al pie de la misma, situación que de no controlarse podría ocasionar serios problemas al interior del puerto. Otra de las razones por las cuales se considera importante el estudio de la erosión en la zona de estudio, radica en el riesgo que representa para la población que se ha asentado en las cercanías de la línea de costa, esto debido a que la pérdida de material playero ha sido tan fuerte que ha llegado a alcanzar las construcciones que se encuentran frente al mar, siendo el más afectado al momento el panteón de la población ubicada en esa zona. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco V El objetivo del presente trabajo es analizar cuáles son los factores antropogénicos y/o naturales que influyen en el desequilibrio dinámico de la playa poniente, para asentar una base sobre la cual se puedan continuar los estudios para proponer una solución a dicha problemática. Basándose en el conocimiento de que fenómenos tales como los vientos, corrientes, mareas y oleaje representan factores importantes en la generación de erosión costera, para el desarrollo del presente trabajo se realizó una investigación y el posterior análisis de dichos fenómenos, haciendo uso tanto de datos de campo como de datos estadísticos de la zona en estudio, complementando la mencionada investigación con información teórica referente a cada uno de los citados fenómenos. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco VI ANTECEDENTES Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco VII Puerto Madero, en el municipio de Tapachula, estado de Chiapas, se inició en 1972 dragando la cuenca de Rada y construyendo dos escolleras, una al oriente del acceso al puerto con 800 metros de longitud y la otra al poniente con 630 metros de longitud (Montoya, 1994) para proteger el canal de entrada, terminándose la construcción en 1975. Originalmente, la línea de costa en esta área era recta, pero desde la construcción de estas obras, el sedimento se acumuló en el lado este del puerto (corriente arriba), mientras que la línea de costa oeste retrocedió. El rápido crecimiento de la playa este y el aumento del azolve en el canal de entrada del puerto, dio motivos a dos extensiones de la escollera oriente: 40 metros en 1978 – 1979 y 75 metros adicionales en la misma fecha. Adicionalmente, en 1980 se construyó un pequeño espigón de 150 metros localizado a 1 kilómetro al sureste de la escollera oriente. Actualmente la escollera poniente presenta una longitud de 630 metros, mientras que la escollera oriente tiene una longitud de 915 metros. Cuando se incrementó la longitud de la escollera oriente en 1988, se crearon 3 trampas de arena que redujeron en gran cantidad los volúmenes de dragado. La ubicación de las trampas fue: una justo dentro de la punta de la escollera oriente de 100 metros de ancho por 200 metros de largo; otra trampa de 55 metros de diámetro a la entrada del canal de pesca de navegación; y la tercer trampa de 25 metros de diámetro se localizó cercana a la boca de la entrada del muelle comercial. Estas trampas fueron dragadas (presumiblemente por una draga de succión) a una profundidad de 12 metros. Dichas trampas ayudaron a disminuir los requerimientos de dragado durante varios años. En años recientes los volúmenes de dragado se han incrementado debido a que el relleno de la escollera oriente corriente arriba se ha saturado y todo el sedimento ha sido canalizado y atrapado en el canal. La erosión a lo largo de la playa oeste disminuyó con la construcción, en 1975 y 1990, de 17 pequeños espigones rocosos a lo largo de la playa oeste, formando un campo de espigones que se extiende cerca de 3 kilómetros corriente abajo del puerto. A pesar de la presencia de estos espigones, el aporte inadecuado de sedimento y la poca eficacia de retención permitieron que la erosión continuara e instigó la construcción de paredes de protección entre la escollera poniente y el espigón 14 (1987 – 1990), en un estrecho de la costa de 1.9 kilómetros. No obstante estos esfuerzos, varias casas han sido destruidas y Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco VIII parte del cementerio fue erosionado por el mar. El último espigón al occidente, el número 17, tuvo que ser extendido 75 metros tierra adentro en 1990.1 1 http://sinat.semarnat.gob.mx/dgiraDocs/documentos/chis/estudios/2005/07CH2005V0001.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco IX OBJETIVO Analizar cuáles son los factores antropogénicos y o naturales que influyen en el desequilibrio dinámico de la playa poniente de Puerto Madero Chiapas, utilizando métodos estadísticos de oleaje, corrientes, mareas y transporte de sedimentos, para asentar una base sobre la cual se puedan continuar los estudios para proponer una solución a dicha problemática. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco X JUSTIFICACIÓN Puerto Chiapas es considerado como uno de los 16 principales puertos de altura de México, debido a su ubicación geográfica es el primer puerto para el mercado de Centroamérica y Sudamérica occidental. A partir de la construcción de las obras de protección del puerto, se ha presentado un desequilibrio dinámico, trayendo consigo azolvamiento en la playa poniente y erosión en la playa oriente, dicha erosión representa un riesgo para la obra de protección, por lo que se considera de vital importancia estudiar dicho fenómeno, toda vez que representa un riesgo latente para la integridad de la escollera al haber generado una importante pérdida de material playero al pie de la misma, por lo que de no controlarse podría ocasionar serios problemas al interior del puerto. Otra de las razones por las cuales se considera importante el estudio de la erosión en la zona de estudio, radica en el riesgo que representa para la población que se ha asentado en las cercanías de la línea de costa, esto debido a que la perdida de material playero ha sido tan fuerte que ha llegado a alcanzar las construcciones que se encuentran frente al mar, siendo el más afectado al momento el panteón de la población ubicada en esa zona. Por último,se tiene que el desequilibrio dinámico representa uno de los principales factores para la generación de azolvamiento dentro del canal de navegación del puerto. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XI ALCANCES Se ha logrado determinar mediante la realización del presente trabajo las principales causas por las cuales se ha generado una fuerte erosión en la playa poniente de Puerto Madero Chiapas, así como el área de playa que se ha perdido desde la construcción de las obras de protección del puerto, el estudio fue realizado en una longitud de 4.30 kilómetros a partir de la escollera oriente, teniéndose que la zona con mayor afectación fue en los últimos 3 kilómetros; cabe mencionar que los resultados obtenidos son aproximados, esto debido a que el estudio de los fenómenos así como la cuantificación del área perdida de playa fueron realizados basándose en datos estadísticos, históricos y por medio de información proporcionada por la Secretaria de Marina, siendo que para realizar una evaluación más certera de la problemática en estudio, es necesario realizar estudios de campo por un periodo mínimo de 1 año, lo cual conlleva un costo económico considerablemente alto. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XII MARCO TEÓRICO Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XIII El Origen De Las Playas Para poder adentrarse al tema del origen de las playas, se debe de dar respuesta a una primera pregunta ¿Qué es una playa? Por definición se tiene que una playa es un depósito de sedimentos no consolidados que varían entre arena y grava, excluyendo el fango ya que no es un plano aluvial o costa de manglar, que se extiende desde la base de la duna o el límite donde termina la vegetación hasta una profundidad por donde los sedimentos ya no se mueven. Esta profundidad varía entre playas dependiendo de la batimetría, geomorfología y el oleaje.2 Ahora la pregunta es ¿Cuáles son los factores que dan origen a una playa? La zona costera ha cambiado durante la evolución del océano. Esto se explica porque los continentes se han elevado haciendo que la costa emerja y que la línea de costa se desplace hacia el mar. Este desplazamiento puede ser provocado por la actividad tectónica o por la acumulación de los materiales sedimentarios que son acarreados por el mar hacia la costa. En otros lugares, la línea de costa se ha desplazado hacia el interior de los continentes. A este fenómeno se le llama retirada o sumersión, y puede ser originado tanto por movimientos tectónicos como por la erosión de la costa. Dicha zona costera puede cambiar su topografía debido a la acción de agentes —denominados geomórficos— de origen terrestre o marino. Los terrestres, como los ríos, los glaciares y los volcanes, además del plegamiento de la corteza, forman las líneas de costa primarias, mientras que los de origen marino, como el oleaje, las corrientes oceánicas y las mareas, junto con la influencia de algunos organismos, como los corales, moldean las líneas de costas secundarias. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)3 Para que se forme una playa debe haber ciertas condiciones que lo permitan. Primero debe existir un área geomórfica que permita la acumulación de sedimentos. Segundo, debe ser mayor la acumulación o acreción de sedimentos que la erosión, ya que si la segunda es mayor, no habrá una acumulación permanente. 2 https://es.wikipedia.org/wiki/Playa 3 Cifuentes Lemus Juan Luis, Torres García María del Pilar, Frías M. Marcela, Acción Geológica en el Mar Para la Formación de los Diferentes Tipos de Costa http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_8.html Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XIV Fuentes De Sedimentos Los sedimentos en las playas pueden variar en composición dependiendo las fuentes que alimenta la playa. Los mismos pueden ser litogénicos o terrígenos, biogénicos o mixtos. Los primeros provienen de la corteza terrestre, muchos de ellos son silicatos (tanto claros como oscuros), micas, minerales oscuros sobre todo hierro y magnesio. Estos se transportan por los ríos desde tierra adentro hasta la costa, por lo cual se debería encontrar playas más terrígenas cerca de las desembocadura de los ríos, mientras que los segundos, los sedimentos biogénicos, provienen del océano o mar. Estos provienen de los restos de las partes duras de carbonato de calcio de los organismos marinos, como las conchas, los fragmentos de corales y otros esqueletos de pequeños organismos marinos. A diferencia de los terrígenos, los sedimentos biogénicos se producen in situ, lo que significa que no viajan grandes distancias, la gran mayoría se produce cerca de la playa a la cual alimentan. La arena arrastrada por el viento puede actuar como una fuente de sedimento en las orillas, aunque los vientos, por lo general, son más eficaces quitando arena de las playas que depositándola. Finalmente, las playas con sedimentos mixtos cuentan con dos fuentes alternas o simultáneas de sedimentos: sedimentos terrígenos que provienen del río y sedimentos que provienen de los organismos marinos (biogénicos) que habitan el área. Transporte De Sedimentos Los materiales que se desprenden de las rocas, así como los que proceden del continente acarreados por los ríos y los vientos, son transportados por el mar y depositados, de diversas formas, en sitios favorables. El transporte perpendicular a la costa se realiza por el avance de la ola o por el flujo de la marea alta, que empujan los materiales hacia la orilla, mientras que la resaca del oleaje y el reflujo de la marea llevan a estos materiales hacia mar adentro. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XV Las corrientes litorales o de deriva, resultantes de la acción oblicua del oleaje sobre el litoral, también transportan a los materiales con dirección a la costa. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)4 Los fragmentos transportados varían en cuanto a su composición y tamaño, pero fundamentalmente son de tipo arenoso y arcilloso. El hecho de que estos materiales se depositen tanto en sentido transversal como longitudinal a la costa constituye un punto de referencia para establecer sus tamaños. Los de mayor dimensión, como los grandes trozos de roca, las piedras —llamadas cantos— de tamaño medio que el agua rueda, las piedras más pequeñas —gravas o gravillas— y las arenas gruesas o medianas permanecen cerca de la costa, los fangos y barros —constituidos principalmente por polvos, precoloides y coloides— son llevados mar adentro. Las costas son caracterizadas por la acumulación de esos materiales. Cuando en ellas se deposita fundamentalmente arena, considerado como el sedimento más abundante en las costas del mundo, se forman las llamadas playas. Dichos materiales se establecen generalmente en lugares abrigados, como los fondos de ensenadas o bahías donde las corrientes marinas pierden fuerza. Los granos de arena son producto casi siempre de la desintegración de granitos —formados principalmente por cuarzo— cuyo tamaño varía de 2 milímetros a 50 micras. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)5 TIPO TAMAÑO en milímetros (mm) Fragmentos grandes Más de 500 Cantos 500 - 250 Gravas 25 - 10 Gravillas 10 - 5 Gránulos 5 - 2 Arenas gruesas 2 - 0.2 Arenas medias 0.2 - 0.05 Polvos 0.005 - 0.002 Precoloides o suspensoides0.002 - 0.0001 Coloides 0.0001 Tabla 1. Dimensiones de los Sedimentos Según J. Boucart. Fuente: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_8.html 4 Cifuentes Lemus Juan Luis, Torres García María del Pilar, Frías M. Marcela, Acción Geológica en el Mar Para la Formación de los Diferentes Tipos de Costa http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_8.html 5 Ídem 3 Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XVI Morfología de las Playas Las características de las playas quedan definidas en términos del tamaño promedio de las partículas que las constituyen, el rango y la distribución de los tamaños, la composición mineralógica de la arena, la elevación y ancho de la berma, la pendiente de la playa, y la existencia o ausencia de una barra. En general podemos decir que entre más gruesa la arena, mayor será la pendiente, y viceversa. (Frias Valdez & Moreno Cervantes, 1988)6 Las características actuales de las costas han sido determinadas por la acción que el mar ha ejercido desde épocas geológicas. El agua de los océanos ha sido, por la dinámica de sus movimientos —olas, corrientes y mareas— y en menor escala por su acción química, la principal responsable del modelado de las costas. También otros factores contribuyen a esto, como los fenómenos atmosféricos, las aguas salvajes, la desembocadura de los ríos y los seres vivos. En un principio, las costas debieron haber tenido un perfil homogéneo, y quizás después sufrieron una continua transformación originada por la influencia de agentes externos e internos como la erosión y la sedimentación, que ayudaron al desgaste y acumulación de material. Los agentes externos son los que pertenecen al medio ambiente y que actúan sobre el litoral, como el oleaje, las corrientes, el viento, la acción del congelamiento y deshielo, los procesos químicos y la actividad de los seres vivos. El impacto del oleaje suele recaer sobre los materiales de la costa y transformarlos. La fuerza de las olas adquiere intensidades según la potencia del viento, la profundidad y características del fondo. Esta fuerza puede ser de 30 toneladas por metro cuadrado. Se ha calculado que a 70 metros de profundidad las olas ejercen todavía una acción. Los cambios en el perfil de las costas ocurren como consecuencia del golpe directo de las olas, que ejercen una fuerza muy grande, especialmente durante los fuertes temporales. 6 Armando Frías Valdez, Gonzalo Moreno Cervantes, (1988), Ingeniería de Costas, Editorial Limusa, México. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XVII A esta fuerza se suma la presión generada por el aire comprimido que va por delante de la ola. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)7 La pendiente de la playa es moldeada por la acción del oleaje. Se dice que cuando una playa tiene una pendiente inclinada está en o cerca de tener un perfil de verano, el cual presenta la acumulación de sedimentos tanto en la cara de la playa como en la parte de atrás de la misma. Dando paso a la formación de la berma, acumulación característica del perfil de verano. Del mismo modo para invierno se forma el perfil de invierno o perfil disipado, en donde la pendiente de la playa es suave o casi plana. Donde la gran mayoría de los sedimentos se han transportado hacia la playa submarina formando la fosa y la barra. Las flechas litorales son parte importante de la zona playera, y son cordones de arena que corren paralelos a la costa, dejando áreas de agua entre ellas y tierra firme. Estas formaciones proporcionan protección a las costas sobre todo en época de tormentas o ciclones. (Macdonel Martínez , Pindter Vega , Herrejón De La Torre, Pizá Ortiz , & López Gutiérrez, 2000)8 En los océanos existen varios tipos de corrientes marinas. Unas son constantes, como la corriente de Perú que circula en el Océano Pacífico, y otras son transitorias, puesto que se forman en función de presiones variables de aire y a raíz de los cambios en la constitución del agua. Entre las corrientes que intervienen en la configuración de la costa destacan, a saber, las originadas por el ir y venir de las olas, que genera las corrientes de incidencia y de resaca, las cuales desgastan las rocas y transportan los materiales resultantes de este desgaste; en otro caso sobresalen las de marea, que pueden alcanzar fuerza cuando se desplazan por lugares estrechos, adquiriendo mayor velocidad; por último están las que descargan, originadas al ocurrir una invasión de agua dulce en el mar. El viento es uno de los factores que ha hecho cambiar más la fisionomía de las costas. Así, al soplar desde mar adentro hacia tierra, y a la inversa, provoca alteraciones en el 7 Cifuentes Lemus Juan Luis, Torres García María del Pilar, Frías M. Marcela, Acción Geológica en el Mar Para la Formación de los Diferentes Tipos de Costa http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_8.html 8 Guillermo Macdonel Martínez, Julio Pindter Vega, Luis Herrejón De La Torre, Juan Pizá Ortiz Y Héctor López Gutiérrez, Ingeniería Marítima y Portuaria, Editorial Alfaomega Grupo Editor S.A. DE C.V., 1999. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XVIII nivel del agua. El viento se fortalece en épocas de ciclones y tifones. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)9 La morfología general y la evolución de la costa se ven influenciadas también por la dirección de las cordilleras, que se encargan de cambiar el curso de los vientos, así como por las variaciones del nivel del mar. Las costas de los dos grandes océanos, el Atlántico y el Pacífico, tienen una estrecha relación con la dirección de las cordilleras de los continentes. En la costa atlántica existe una multitud de entrantes y salientes, por lo que dicha costa parece encontrarse recortada formando ondas, debido a que los pliegues de la corteza — las cordilleras— son perpendiculares al litoral. La costa pacífica, que es rectilínea, cuenta con islas largas separadas por estrechos brazos de mar, debido a que las montañas corren paralelas al litoral. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)10 Erosión En Playas. Las aguas de la costa y de los estuarios son la porción del océano que predomina sobre el quehacer cotidiano de la humanidad. Alrededor de dos terceras partes de la población mundial vive cerca de las costas, donde se reciente la influencia de los oleajes, provocados por los cambios meteorológicos bruscos, y de las mareas, que ocasionan marcados altibajos en el nivel del mar. Y es precisamente por esto que las playas y los estuarios son aprovechados para construir ciudades y puertos donde se puedan desempeñar actividades industriales, recreativas y comerciales. En esas aguas poco profundas se establece la relación entre el aire, el mar y la tierra. Los fenómenos costeros se inician en ella con la mezcla, la separación y el transporte de los sedimentos y de las aguas que escurren desde la tierra. Las olas, los vientos y las corrientes, en combinación con los fenómenos que ocurren en la tierra —como las lluvias y la transportación del agua de los continentes hasta el mar—, 9 Cifuentes Lemus Juan Luis, Torres García María del Pilar, Frías M. Marcela, Acción Geológica en el Mar Para la Formación de los Diferentes Tipos de Costa http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_8.html 10 Ídem 8 Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior deIngeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XIX determinan la configuración de la costa y la batimetría, es decir, la distribución de las profundidades. La orilla del océano representa la zona donde se encuentran los bancos de arena y de coral, las fuertes corrientes y las olas destructivas; por eso constituye una zona de peligro para la navegación. El hombre ha logrado aprovechar cada vez más los fenómenos que ocurren en las zonas costeras. Sólo así han podido incrementarse actividades que permiten utilizar los recursos existentes en dichas zonas; tal es el caso del tráfico de embarcaciones y del acceso a las profundidades oceánicas. Sin embargo, con el exceso de construcciones y de dragados costeros, con la pesca indiscriminada y las descargas de desechos, el hombre también ha contribuido a la perturbación de las zonas costeras. La ribera u orilla es la región donde se produce el mayor intercambio de energía entre el océano y los continentes. La energía que se agota en los procesos de la orilla proviene del mar, y es producida por la fuerza de los vientos que corren sobre la superficie oceánica, por la atracción gravitatoria que ejercen la Luna y el Sol sobre la masa del océano y por las diferentes perturbaciones que se presentan en las estaciones del año tanto en la atmósfera como en las zonas terrestres que hacen contacto con el mar. Todos estos fenómenos influyen en la formación de olas y corrientes de diferentes magnitudes que transportan energía hacia la costa. La configuración de la zona continental y de las plataformas adyacentes modifica y concentra ese flujo de energía, regulando la intensidad de la acción de las olas y corrientes en las aguas costeras. Las diferentes acciones que suceden en el ambiente de la orilla se hacen más complicadas debido a las distintas formas en que se comporta el flujo de energía. Un ejemplo de estas variaciones es cuando la ola llega bruscamente a la playa con un índice elevado de energía y luego se va desvaneciendo sobre el fondo para, posteriormente, regresar hacia el mar produciendo una corriente de resaca cuya fuerza depende de las características topográficas de la orilla. La profundidad de la zona costera varía de acuerdo con la presión ejercida por el oleaje; disminuye en la zona de rompiente de las olas, formando un banco, para después Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XX aumentar y volver a disminuir hacia la orilla de la playa. Conforme se va modificando la orilla, la dirección de las olas puede reorientarse; es así como se crean olas superficiales, que se desplazan hacia la playa, y olas marginales, que corren paralelas a la playa. Así se forman olas altas y bajas que accionan sobre las corrientes de resaca. Para poder darse cuenta de la importancia que tienen los fenómenos geológicos litorales en el establecimiento de la línea de costa como la zona de interacción entre el aire, el mar y la tierra ha de compararse el potencial del mar para erosionar la Tierra contra la capacidad de la tierra para aportar sedimentos derivados de esa erosión, ya que en la línea de costa confluyen la acción marina y la terrestre. (Cifuente Lemus, Torres Gacía , & Frías M.)11 Equilibrio Dinámico Transversal De Una Playa. El perfil de una playa está fuertemente influenciado por la acción del oleaje; en general, los factores que determinan la forma de la playa son: las propiedades del material tales como: densidad, resistencia a la erosión, tamaño y forma de la partícula; condiciones de oleaje y corrientes, así como la geografía y batimetría de la costa. Cuando las olas rompen, ya sea en rompiente progresiva o de colapso (los dos tipos de rompiente más comúnmente encontrados), su energía es disipada en gran parte por turbulencia; los granos de arena son arrancados del fondo puestos en suspensión temporalmente por esta turbulencia. Una porción de la masa de agua de la cresta de la ola se derrama enfrente de la costa en las capas superiores de zona de rompiente, transportando arena con ella; esta agua disipa su energía restante por el efecto del lamido sobre la playa. Parte de esta agua producto del lamido regresa al mar por filtración, pero la mayoría lo hace por la superficie. Aparte, debido a que el regreso del agua es menos turbulento, una menor cantidad de arena se regresa hacia el exterior de la playa en comparación con la que fue transportada hacia el interior; la anteplaya por tanto, crece ligeramente durante éstas condiciones de calma. El flujo de regreso del agua y arena 11 La Línea de la Costa Como Zona de Interacción del Aire, el Mar y la Tierra. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_8.html Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XXI continúa a lo largo del fondo hacia la barra en la zona exterior de la zona de rompientes completando de esta manera el circuito. (Frias Valdez & Moreno Cervantes, 1988)12 Fuera de la zona de rompientes, la acción del oleaje usualmente causa un efecto menor en el transporte de arena; este pequeño suministro de material a la barra compensa al depositado en la anteplaya; de esta manera se mantiene el equilibrio de la barra. La erosión más allá de la barra es un proceso lento y disperso, de tal forma que la pérdida de material en esta zona no tiene mayores consecuencias para la estabilidad de una playa. Aunque de manera natural en la playa se presenta una erosión, de la misma manera, se presenta una regeneración en la misma, por lo que, para juzgar el equilibrio en la playa, habrá que tomar en cuenta periodos largos de tiempo. Las causas por las que una playa puede erosionarse son de tipo natural o provocadas por el hombre. Causas Naturales y Casas Antropogénicas. Las causas naturales son: Incremento en el nivel del mar. En virtud de que en muchas partes del mundo está cambiando el nivel del mar, se produce entonces una recesión de la línea de costa. Variaciones en el aporte de sedimentos a la zona litoral. Los cambios que ocurren a nivel mundial en lo relativo a patrones de clima, provocan sequías, lo cual tendrá como consecuencia menor aporte de sedimentos de los ríos al mar. Oleaje extremal (de tormenta). Las olas con relación H/L grande producirán transporte hacia el mar, creando erosiones de la berma según se ha explicado antes. Relleno de la playa provocado por olas y ondas pulsantes. El fenómeno del relleno en la playa se refiere a que el material playero, por efecto de las olas de tormenta o pulsantes, brinca hacia la parte posterior de ella, depositándolo en esta zona. Erosión eólica. Este fenómeno consiste en el transporte de la arena de la playa hasta la parte posterior en donde generalmente se acumula formando dunas, que en algunos casos pueden tener alturas muy considerables. 12 Armando Frías Valdez, Gonzalo Moreno Cervantes, (1988), Ingeniería de Costas, Editorial Limusa, México. P.p. 192, 196. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XXII Transporte longitudinal. La erosión ocurre cuando la cantidad de transporte longitudinal excede a los aportes naturales de sedimento. Selección del material playero. La acción del oleaje sobre una playa produce una selección y redistribución de los tamaños de las partículas de arena, ya que generalmente se pierden los granos finos haciendo con esto que varíe la pendiente de la playa. Las bocas de las lagunas litorales, tienen efectos muy importantes a ambos lados de la playa en donde se encuentran, ya que interrumpen el acarreo longitudinal y atrapan el perpendicular. El fenómeno de lasmareas, en su fase baja y alta, produce la formación de barras en la playa (una para marea baja y otra para marea alta) haciendo con esto que el acarreo litoral se almacene en las bocas reduciendo la alimentación de las playas circunvecinas. El material que se deposita en estas zonas puede variar entre 100,000 y 200,000 m3 por año, aunque este valor es simplemente indicativo y en cada caso habrá que analizar lo relativo. (Macdonel Martínez , Pindter Vega , Herrejón De La Torre, Pizá Ortiz , & López Gutiérrez, 2000)13 La velocidad de erosión de las playas puede variar considerablemente en el espacio y en el tiempo. Así, los huracanes pueden tener una respuesta inmediata en la erosión de las playas, mientras que los deshielos de las zonas polares y los hundimientos del terreno por causas tectónicas, pueden tardar más en reducir la anchura de las franjas playeras. Durante grandes periodos de lluvias los escurrimientos que llegan al mar estarán constituidos principalmente por materiales finos (arcillas y limos) que no pueden ser retenidos en las franjas litorales dado que la energía del oleaje impide su depósito. Estos productos finos son resultado de la erosión de las zonas costeras elevadas y su consecuente depositación tendrá lugar más allá de la acción del oleaje en profundidades donde el nivel base de la ola no remueve material. Es decir, aun cuando hay materiales que llegan al mar estos se encuentran en suspensión como sucede con los aportes de sedimentos finos del sistema fluvio-lagunar Papaloapan-Alvarado produciéndose incluso mortandad de peces. (Arturo Carranza-Edwards, 2010.)14 13 Guillermo Macdonel Martínez, Julio Pindter Vega, Luis Herrejón De La Torre, Juan Pizá Ortiz Y Héctor López Gutiérrez, Ingeniería Marítima y Portuaria, Editorial Alfaomega Grupo Editor S.A. DE C.V., 1999. 14 Causas y Consecuencias de la Erosión de Playas. Arturo Carranza-Edwards. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Universidad Nacional Autónoma de México. http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/638/causas.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XXIII Las causas (antropogénicas) provocadas por el hombre son: Subsidencia del terreno por remoción de recursos superficiales. Tal es el caso por ejemplo de extraer del subsuelo gas, petróleo, carbón o agua, lo cual origina en las zonas de influencia, si son costeras, el hundimiento general de ellas. Captación del acarreo litoral. Esta es una de las principales causas de erosión en las playas, ya que el hombre realiza obras para proteger localmente una zona y el efecto de dicha protección influye en las zonas circunvecinas al alterar el equilibrio del transporte litoral que se tiene. Reducción de aportes de sedimentos a la zona litoral. En algunas ocasiones, las obras que se construyen aguas arriba en los ríos, como es el caso de las presas, retienen azolves que normalmente son llevados hasta la desembocadura. De esta manera, al existir menos material para ser acarreado por el oleaje en la zona litoral, la energía del oleaje toma el material de la playa misma, originando erosiones sobre ella. Concentración de energía sobre la playa. Cuando se construyen obras marítimas verticales y paralelas a la playa, se producen fenómenos de reflexión del oleaje que a su vez originan erosiones al pie de la estructura. Incremento en la variación de nivel del mar. En el caso de realizar obras de dragado muy importantes en una boca o en una bahía, al profundizar estas zonas, la penetración de la marea astronómica puede sufrir modificaciones y el oleaje podrá incidir con mayores alturas, provocando así erosiones en la interfaz tierra- agua. Cambios en las protecciones naturales. El realizar dragados de arrecifes artificiales o barras, induce a que el oleaje de mayor altura pueda hacer sentir sus efectos sobre la playa. Remoción de arena de las playas. En algunas ocasiones y dado que no existen bancos de material para arena, se toma este material de la playa, con la consecuente pérdida de material de abastecimiento al transporte litoral. (Macdonel Martínez , Pindter Vega , Herrejón De La Torre, Pizá Ortiz , & López Gutiérrez, 2000)15 15 Guillermo Macdonel Martínez, Julio Pindter Vega, Luis Herrejón De La Torre, Juan Pizá Ortiz Y Héctor López Gutiérrez, Ingeniería Marítima y Portuaria, Editorial Alfaomega Grupo Editor S.A. DE C.V., 1999. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XXIV En los ríos que desembocan en el mar se origina cerca del 80% de los contaminantes que afectan las franjas costeras. Sin la presencia de contaminación, ni interrupciones de flujo por la construcción de presas, los ríos son lo aportadores a las áreas costeras de cargas importantes de nutrientes y de sedimentos ricos en materia orgánica e inclusive de material que conserva las playas que permiten la presencia de pesquerías costeras y condicionan el desarrollo de ecosistemas de alta productividad bilógica como: las lagunas costeras, estuarios, manglares, marismas u otros humedales. La alteración del flujo de nutrientes y de sedimentos produce efectos negativos importantes en las propiedades y funciones de los ecosistemas costeros, en la biodiversidad, en la dinámica de las playas y hasta en la oceanografía costera. La causa común asociada a esta alteración es la fragmentación de los ríos mediante la construcción de presas y otros tipos de obras hidráulicas. El 60% de los ríos más caudalosos del mundo, se encuentran entre fuerte y moderadamente fragmentados por embalses de presas. Esta fragmentación también altera el patrón migratorio de muchas especies. La retención de agua y sedimentos afecta la calidad del agua y disminuye la capacidad de autopurificación de los ríos, dado que las aguas vertidas desde los embalses son pobres en oxígeno. Los ingresos excesivos de sedimentos tienen efectos indeseables como los producidos por su disminución. El transporte y depositación elevado de sedimentos a las zonas costeras reducen el volumen de los estuarios y lagunas costeras, afectando la navegación e incrementando la vulnerabilidad de las costas frente a la ocurrencia de fenómenos meteorológicos. Su reducción por otro lado afecta la estabilidad de las playas, y el tamaño y distribución del hábitat de especies acuáticas importantes para el consumo humano. Los metales pesados, pesticidas y otros contaminantes que forman uniones químicas con las partículas de sedimento, se depositan en el fondo para ser acumulados y nuevamente liberados, generalmente en formas más toxicas y viables de ser tomados por los organismos marinos. (Ramírez León , Navarro Pineda, & Barrios Piña )16 Elevación del nivel del mar debido al calentamiento global. 16 Ramírez León Hermilio, Navarro Pineda Juan Manuel, Barrios Piña Héctor Alfonso, Dinámica Ambiental De Ecosistemas Acuáticos Costeros, Instituto Politécnico Nacional, 2012. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XXV A partir de la revolución industrial se ha observado un incremento considerable del CO2 atmosférico el cual se vuelve exponencial hacia el año 2000. La tendencia de ésta curva es similar a la correspondiente al incremento demográfico mundial. El calentamiento global es una realidad incuestionable; incluso cada año de retroceso de los glaciales en Alaska se sigue incrementando. Para muchos investigadores dedicados a las ciencias ambientales, el principal problema ambiental se debe al crecimiento de la población. (Montogomery, 1992; Keller, 1996; Murk et. al. 1996). Esto es lógico,ya que, al crecer la población crecen la demanda de energéticos, agua, minerales, espacios urbanos, terrenos agrícolas, etc. Modificación de los Litorales por la Construcción de Escolleras en las Desembocaduras de los Ríos. Las escolleras conformadas por enrocamientos, o grandes tetrápodos de concreto son fundamentalmente para proteger los canales de navegación dentro de ríos importantes. El lado negativo de estas construcciones es que representan obstáculos al transporte litoral preferente, de tal forma que una de las escolleras va a retener sedimentos, los cuales pasarán al otro lado del río, donde se producirá erosión. Construcción de Tuberías en Zonas Litorales. Con frecuencia se construyen tuberías que drenan líquidos de diferente naturaleza. Si estas tuberías no son enterradas dentro de los sedimentos de la plataforma continental somera se corre el riesgo de que sean fracturadas por el oleaje en épocas de tormentas o de huracanes, que es cuando el nivel de base de las olas se profundiza. Una vez que la tubería aflora sobre el piso marino, tendrá el mismo efecto que tienen las escolleras, de un lado de la tubería se producirá depositación y del otro lado se dará erosión. Este desbalance en la depositación de sedimentos no solamente causará erosión en la playa sino que constituirá un riesgo de ruptura de la misma tubería. Un efecto similar se puede presentar cuando se construyen puertos o canales que interrumpen el camino natural de los sedimentos. La erosión de las playas se inicia principalmente a partir de la infraplaya, afectada por el oleaje y las corrientes. Como resultado de la misma erosión en algún otro sitio cercano o Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco XXVI lejano, tendrá lugar la depositación de sedimentos. Esto es, cuando en un sitio hay erosión en otro lugar hay depositación y viceversa. Las consecuencias de la erosión de playas pueden ir desde pérdidas de vidas humanas hasta impactos económicos, sociales y políticos. (Arturo Carranza-Edwards, 2010.)17 La utilización de la extensión lineal del frente de las playas es de gran importancia para el hombre a fin de poder evaluar su posible permanencia en ella a través de los años. Por ello es fundamental que se desarrollen técnicas que permitan preservar las playas y los puertos, así como construir nuevas instalaciones en las costas. Todo esto se podrá lograr si continúa investigándose la interacción entre el aire, y el mar y la tierra. 17 Causas y Consecuencias de la Erosión de Playas. Arturo Carranza-Edwards. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Universidad Nacional Autónoma de México. http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/638/causas.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco CAPÍTULO I RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 2 I.1 Ubicación de Puerto Chiapas. Está ubicado sobre la costa del Océano Pacífico en la zona sur del Soconusco, anteriormente llamado Puerto Madero por su proximidad a la comunidad costera del mismo nombre, colinda al Este con Guatemala, al Oeste con Oaxaca, al Norte con Tabasco, al Sur con el Océano Pacifico y al Noroeste con Veracruz. La frontera con Guatemala conocida como Suchiate está a 43 kilómetros del Puerto, esta proximidad permite el intercambio de mercancías entre el Sureste mexicano y Centroamérica, a través de la carretera interestatal 200; que lo comunica con las principales ciudades del Estado y el País. 18 Los límites geográficos de puerto Chiapas son: Latitud 14° 42’ 19¨ Norte, Longitud 92° 24’ 36¨ Oeste. Figura 1. Ubicación Y Límites Geográficos De Puerto Chiapas. Fuente: Murad Serrano, Martínez Olvera, Gonzáles López, Marín, & Granell Lara, 2011, Caracterización Oceanográfica y Biológica de la Zona de Interés al Mando Naval ZN-12, Puerto Chiapas, Chis., P. 6. 18 http://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioPtochiapas.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 3 I.2 Infraestructura del Puerto. El título de concesión vigente otorgado a favor de la Administración Portuaria Integral de Puerto Madero, S.A. de C.V., muestra un área de 589.56 has. de área terrestre y área de agua, la modificación de esta delimitación que se encuentra en trámite, consiste en 696.4086 has. De las cuales comprenden a área de tierra 326.9521 has. y 369.4562 has. de área de agua. Cuenta con una banda de atraque de 625 metros, un canal de navegación con una longitud de 950 metros con una amplitud de 350 metros y 100 metros de ancho en su canal de acceso, una dársena de 450 metros de diámetro, con una profundidad de 11 metros en todos ellos, y tiene un confiable señalamiento marítimo.19 Figura 2. Características Del Puerto. Fuente: http://tyt.com.mx/reportajes/puerto-chiapas-movimiento-estrategico-de-mercancias/ Áreas de Fondeadero Con la finalidad de administrar el tráfico marítimo y para facilitar la entrada de los mismos buques, se consideró un área de fondeadero a una milla náutica (1,852 mts) al este y oeste de la Boya de Recalada. 19 Murad Serrano, Martínez Olvera, Gonzáles López, Marín, & Granell Lara, 2011, Caracterización Oceanográfica y Biológica de la Zona de Interés al Mando Naval ZN-12, Puerto Chiapas, Chis., P. 6. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 4 Puerto Chiapas se ubica en el litoral del pacifico mexicano y tiene una gran tradición portuaria de corte mercantil ya que sus rutas de navegación conectan con las rutas del lejano Oriente norte, Centro y Sudamérica y Oceanía. Ruta Mesoamericana. Rompientes En las proximidades de Puerto Chiapas en la costa este y oeste se observan fuertes rompientes cerca de la línea costera, así mismo se observa oleaje elevado en las proximidades al canal de acceso. Tipo de fondo Puerto Chiapas presenta fondos marinos principalmente en más del 60% de su plataforma continental, sedimentos (arenas finas y/o lodos en el interior del puerto); que por efecto de corrientes y oleaje alto no son recomendables para el fondeo en las proximidades del puerto. Muelles Y Protección Portuaria Puerto Chiapas cuenta en su totalidad con 626 mts de muelles que son destinados para los siguientes usos. Muelle de contenedores La infraestructura está en condiciones de recibir buques Portacontenedores de 1era y 2da generación, Graneleros de hasta 30,000 ton., Roll on Roll off hasta de 30,000 ton. Además de tener un área de almacenamiento de 2500 m2 y un cobertizo de 630 m2 así como 60,000 m2 de patios. El muelle de contenedores y/o gráneles de puerto Chiapas cuenta con 225 metros lineales. Actualmente, el puerto promueve la operación y desarrollo de una moderna terminal especializada en la recepción, almacenaje, tránsito y transbordo de contenedores y gráneles. Muelle de usos múltiples El muelle de usos múltiples cuenta con 150 metros, en los que se puede mover cualquier tipo de carga, como es el caso de: atún, plátano, maíz, trigo, soya, fluidos, minerales entre otros. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 5 Muelle de cruceros En el objetivo de atraer turismo internacional al estado de Chiapas, en el 2005 se construyó una terminal de cruceros, la cual fue diseñada y desarrollada bajo las necesidades de losturistas y requerimientos de las líneas navieras. Esta terminal posee una imponente infraestructura realizada en madera y palma, tiene capacidad para recibir cruceros de hasta 300 mts de eslora, 35 mts. de manga y 115 000 tonelada de registro bruto. Además brinda servicios con certificación ISPS. Muelle de minerales: En el patio de maniobra Muelles pesqueros En el puerto interior de Puerto Chiapas se desarrollan actividades de comercialización pesquera principalmente con la venta de atún, tiburón, escama y otras especies. Tiene una longitud de 625 mts en tres bandas. Muelles deportivos Marina de Chiapas, S.A. de C.V. es una empresa de la iniciativa privada con la infraestructura de una marina turística en el puerto interior, que considera instalaciones para proporcionar servicios a yates, embarcaciones menores. Embarcadero: Perteneciente a Marina de Chiapas. Boyas de recalada El puerto cuenta con una boya de recalada localizada en situación geográfica latitud 14° 41´02” N Longitud 092° 26´ 20” W con características lumínicas (un destello blanco cada 10 segundos). Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 6 Escolleras Para la delimitación del canal de navegación en el margen costero en puerto Chiapas se cuenta con una escollera (oriente) de 915m. y una escollera (poniente) de 630m. Figura 8. Escolleras de Puerto Madero Fuente: http://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioPtochiapas.pdf Espigones En Puerto Chiapas se cuentan con 18 espigones, a fin de minimizar la erosión que produce el alto oleaje característico del Puerto. Figura 9. Espigones Fuente: Image © 2016 Digital Globe, (Google Eart) Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 7 I.3 Actividades Económicas20 Las actividades económicas más destacadas son el turismo nacional e internacional. En el ramo agropecuario la producción de café, miel, cacao, hortalizas, chile, plátano, mango, coco, chocolate y azúcar de caña. En Chiapas se cuenta con un potencial ganadero, que fundamenta el sector primario y es base de la economía en la entidad. A nivel Nacional de acuerdo al inventario Ganadero, Chiapas se ubica en el 4° lugar, y en producción pecuaria en el 3° lugar. Esta actividad ocupa una superficie aproximada de 2.9 millones de hectáreas que representan el 33 % del territorio Estatal. A su vez cuenta con un amplio potencial pesquero, tanto de aguas dulces como de mar, cuenta con 260 kilómetros de litorales y una zona exclusiva de explotación de 87,884 kilómetros cuadrados, entre mar territorial y plataforma marítima continental; además de un sistema de lagunas estuárinas que comprenden una superficie de 76,240 kilómetros cuadrados, y 110 mil hectáreas de aguas continentales. Sin embargo, la importancia de esta actividad económica en el ámbito nacional ha sido poco significativa. En lo que respecta a la minería se tiene que, existen importantes compañías mineras internacionales que están operando en distintas etapas del proceso de explotación. Existen dos compañías con minas abiertas y funcionando, mientras las demás siguen en las etapas de exploración y construcción. Dichas compañías están buscando oro y plata pero también están extrayendo baritina, titanio, magnetita (mineral de hierro) y cobre. En lo que a la agroindustria chiapaneca se refiere, tiene su origen en los beneficios del café, cuya producción ha logrado los primeros lugares a nivel nacional y para la economía estatal representa un importante generador de divisas. También la producción de caña en los ingenios del altiplano en la región centro y de la región del Soconusco, junto con el desarrollo industrial integral logrado en la frailesca en el ramo de producción de crías, producción de alimento para animales, granjas de engorda, procesamiento y comercialización de aves, dan lustre a la vitalidad de este sector industrial. 20 http://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioPtochiapas.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 8 Por último se tiene que el comercio en Chiapas es uno de los dinamos que garantizan la estabilidad y continuidad de las actividades productivas del Estado. Aporta el 18.54% del producto interno bruto, y su intervención en la economía facilita entre los productores y abastecedores y los diferentes canales de comercialización local, regional e internacional. Figura 10. Comercio Nacional E Internacional Fuente: http://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioPtochiapas.pdf I.4 Accidentes Geográficos Próximos Al Puerto.21 Sierra Madre de Chiapas El territorio chiapaneco está constituido por una enorme placa de roca caliza fragmentada en diferentes puntos. Su fisonomía la determina la existencia de dos cadenas montañosas. La primera de esas cadenas la constituyen la Sierra Madre de Chiapas, que corre casi paralela a la costa del océano Pacífico e incrementa su altitud desde aproximadamente los 1.000 msnm en los límites con Oaxaca hasta más de 2.000 msnm en la frontera con Guatemala. 21 http://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioPtochiapas.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 9 Figura 4. Sierra Madre De Chiapas. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Sierra_Madre_de_Chiapas La otra cadena montañosa, es la llamada Altiplanicie Central (también conocida como los Altos de Chiapas), la cual se desplaza por la parte central del estado. Esta proviene de Guatemala con la Sierra de los Cuchumatanes y penetra en territorio mexicano, alcanzando sus máximas altitudes cerca de San Cristóbal de las Casas. Figura 5. Altiplanicie De Chiapas. Fuente: https://cristinasblldo.wordpress.com/category/uncategorized/ Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 10 I.5 Morfología del sitio. La planicie costera tiene una extensión de 35 km, el sedimento de la playa no consolidado, que es arrastrado por la acción de las olas, presenta tamaño de arena fina y está constituido principalmente por granos muy finos (0.196 mm) de minerales de cuarzo, feldespato y micas. El perfil de playa es limitado por pendientes suaves en áreas próximas a la desembocadura del Río Suchiate, Chiapas y la desembocadura del estero de Puerto Chiapas; y ligeramente más abruptas en la playa de San Benito, Chipas. Las variaciones temporales (entre los meses de secas y lluvias) marcan cambios muy notorios en los perfiles. (Murad Serrano, Martínez Olvera , Gonzales López, Marin Gutierrez , & Granell Lara )22 La Boya de estribor #4 del canal de navegación, se encuentra en bajos que suele ser creado en épocas de secas, debido a la gran cantidad de material arenoso que trae consigo las pleamares y las bajamares. Por efectos del acarreo litoral se presentan bajos en la proximidad de la escollera oriente, lo cual es atendido con registros de batimetría y dragados periódico para mantener el calado oficial del Puerto. A 43 mn al SW de Puerto Chiapas se encuentra un bajo en situación geográfica latitud 14°29.0’ N long. 93° 06.5’ W presentando profundidades de hasta de 10 mts la más baja. I.6 Hidrología Puerto Chiapas pertenece a la región hidrológica No. 23 denominada “Costa de Chiapas”, con presencia de acuíferos que alcanzan volúmenes de 80 ls-1. Los cauces de ríos de mayor importancia se localizan en la porción norte del municipio, éstas son: Coatán, la Joya, Escocia, Nextapa, Santo Domingo y Cuicuilco. La Ciudad es atravesada por los ríos: Texcuyuapan con 12.2 km.; el río Coatán con 11.5 km.Otras corrientes dentro del municipio son: Pumpuapa, Cahoacán, Texcuyuapan, Nejapa, El caimito, Juan Manuel, Chalón, Toros, San Juan Lagartero, Cuscuchate, Madronal, Cahoa, El Censo, Salitre y Cahua (figura 6) 23. El patrón de lluvia es del tipo torrencial con alta intensidad. Los escurrimientos provenientes de la Sierra Madre de Chiapas, fluyen con alta velocidad hacia la planicie 22 Murad Serrano, Martínez Olvera, Gonzáles López, Marín, & Granell Lara, 2011, Caracterización Oceanográfica y Biológica de la Zona de Interés al Mando Naval ZN-12, Puerto Chiapas, Chis., P. 14 y 17. 23Ídem 5 Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 11 costera, debido a la fuerte pendiente topográfica; con el consecuente acarreo sedimentario. La mayor parte de las corrientes fluviales en el área son de carácter perenne, como: Río Huehuetán (27.8 m3/s), Coatán (16.9 m3/s), Cahoacán (25.5 m3/s) y Suchiate (73.6 m3/s) (Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología, 1986 en SEMAR, 2000). (Murad Serrano, Gonzáles López, Marín Gutiérrez, 2008)24 Figura 6. Hidrología de las inmediaciones de Puerto Chiapas, Chis. Fuente: INEGI, Continuo Nacional Del Conjunto de datos de las cara hidrológica de aguas superficiales. 1:250,000, serie I. 24 Murad Serrano, Gonzáles López, Marín Gutiérrez, Estudio para determinar las causas de erosión y pérdida de la playa a la altura del espigón localizado al término del canal de acceso secundario a Puerto Chiapas, Chis., 2008. P. 6. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 12 I.7 Clima El estado de Chiapas presenta dos grandes regímenes climáticos: cálido húmedo en zonas bajas, valles y mesetas de altura media; y templado húmedo en sierras altas y mesetas montañosas, principalmente en la Sierra Madre y el macizo montañoso de los Altos de Chiapas. En la franja costera predomina el clima tropical lluvioso con lluvia monzónica de verano, con respecto a los regímenes climáticos se considera un régimen térmico tipo "A" subgrupo 2, bosque de lluvia monzónica con fuertes precipitaciones en verano y otoño. Durante el transcurso del año se tienen variaciones de temperatura en un rango de entre 35°C la máxima y 22°C la mínima. 25 De acuerdo con el sistema de clasificación climática köppen (1964), que comprende la franja costera de Chiapas el clima que presenta es tropical con ambiente cálido subhúmedo (AwO), la temperatura media anual es de 27°C. La precipitación anual comprende un rango de 350-1000 mm, los meses más lluviosos son junio y septiembre, sin embargo, en septiembre y octubre hay lluvias prolongadas debido a la temporada de huracanes que provocan problemas de inundación en gran parte del municipio. (García, 1973). En General los vientos dominantes provienen del sector norte (vientos Alisios de mayo a diciembre) observándose modificaciones en su desplazamiento por los aspectos orográficos; la velocidad máxima generalmente ocurre del sector noreste durante verano y otoño, se intensifica durante las tormentas y huracanes tropicales y del sector oeste durante enero a marzo. (Murad Serrano, Martínez Olvera , Gonzales López, Marin Gutierrez , & Granell Lara )26 25 http://digaohm.semar.gob.mx/cuestionarios/cnarioPtochiapas.pdf 26 Murad Serrano, Martínez Olvera, Gonzáles López, Marín, & Granell Lara, 2011, Caracterización Oceanográfica y Biológica de la Zona de Interés al Mando Naval ZN-12, Puerto Chiapas, Chis., P. 14 y 17. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco CAPÍTULO II FENÓMENOS METEOROLÓGICOS Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 14 II.1 Viento. La costa chiapaneca es considerada como un área directamente influenciada por los acontecimientos oceanográficos y meteorológicos a nivel Región Golfo de Tehuantepec, cuya principal característica es la variabilidad de los vientos a lo largo del año. Durante el verano el movimiento de los huracanes y tormentas tropicales hacia el Norte generan pulsos de viento que se propagan a lo largo de la costa, mientras que durante el invierno, intensos vientos perpendiculares a la costa soplan a través de pasos de montaña del sur de México y América Central, uno de estos últimos, ejemplo bien documentado, son los “Nortes” que soplan sobre el Golfo de Tehuantepec (Roden, 1961; Stumpf, 1975;) en Marina (2000 op cit). Los vientos “Nortes” que pasan a manera de chorro a través del Istmo de Tehuantepec y alcanzando las costas de Salina Cruz con velocidades de 36 a 72 km/hr, con intensidades máximas mayores a los 108 km/hr, ocasionando efectos de corriente inversa en el mar y provocando que las aguas costeras marinas superficiales sean arrojadas mar adentro, permitiendo que las corrientes de fondo con temperaturas bajas (surgencias) llenen el espacio de la capa superficial alejada por los efectos del viento (Blackburn et al., 1962 en Vázquez López, 1966) citado por (S.M., 2000 a op cit.). (Murad Serrano & Rodíguez del Toro, 2002)27 La importancia de conocer y estudiar las características del viento radica en que es el principal generador de oleaje ya sea de forma local e inmediata “sea” o por efecto diferido de vientos generados en un área lejana “swell”. Apoyándose en la meteorología se tiene que el viento es una corriente horizontal (o casi) de aire que circula con relativa proximidad a la superficie terrestre, teniéndose que para el caso de los vientos orográficos la circulación es de manera ascendente. (Frias Valdez & Moreno Cervantes, 1988)28 El viento se origina en una pequeña franja de entre 5° y 10° a cada lado del ecuador conocida como zona de calmas, el intenso calor que se presenta en dicha zona calienta el aire que se alza en grandes columnas ascendentes dejando un lugar vacío en donde se dilató por lo que se genera un centro de baja presión barométrica, esto da lugar a que absorba fuertes vientos del norte y del sur los cuales son más densos. 27 Murad Serrano, Rodríguez Del Toro, Estudio de Corrientes Superficiales en los Principales Puertos de Guerrero, Oaxaca y Chiapas. (Región Puerto Madero), 2002. 28 Armando Frías Valdez, Gonzalo Moreno Cervantes, (1988), Ingeniería de Costas, Editorial Limusa, México, pp. 23-25. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 15 Cabe mencionar que la zona de calmas no se encuentra permanentemente en el mismo lugar ya que cambia con las estaciones del año, así cuando es verano se mueve del hemisferio norte al sur y las áreas de intenso calor lo hacen con él. II.1.2 Clasificación de los vientos. Atendiendo a su acción los vientos se clasifican en:29 Constantes o regulares: Soplan en una dirección todo el año. Periódicos: invierten su dirección con las estaciones del año, con el día y la noche. Irregulares: Son los que carecen de periodicidad y soplan en una dirección indiferente. Atendiendo a su extensión se puede clasificar a los vientos en: Generales o Planetarios Locales II.1.3 Fuerzas de generación Vientos De Generación Local. A lo largo de las costas se producen movimientos locales. Estos movimientos son las brisas diurnas y nocturnas. Por las noches, y en las proximidades de las costas, la tierra se enfría más rápidamente que el mar; las líneas isobáricas sufren una deformación local, al igual que las isotermas, de lo cual resulta un deslizamientodel aire, en el suelo, de la tierra hacia el mar (terral). Mar adentro se producirá un movimiento ascendente con algún chubasco local. Durante el día tiene lugar el fenómeno inverso: el continente se calienta con más rapidez que el mar; que queda frio, y en consecuencia se produce un movimiento de aire del mar hacia la costa, en las capas bajas de la atmosfera (brisa), con movimiento ascensional sobre el continente. Estos fenómenos son esencialmente locales: en una extensión aproximada de 40 km. tierra adentro y 20 km. mar adentro.30 29 Ídem 2 30 http://www.tiposde.org/geografia/1071-tipos-de-vientos/ Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 16 Figura 3 - Vientos Locales. Fuente: http://www.kitesurf.com.uy/vientos-termicos-brisas-marinas/#prettyPhoto Figura 4 - Vientos Locales. Fuente: http://www.kitesurf.com.uy/vientos-termicos-brisas-marinas/#prettyPhoto Fuerza de Fricción Esta fuerza actúa directamente sobre el viento reduciendo su velocidad al chocar con los diferentes elementos que encuentra en su trayectoria; el viento en contacto con la superficie de la tierra sufre una desviación en su curso de 40° y 45°, y en el agua de 10° a 15°, debidos al coeficiente de fricción. Fuerza Centrifuga En toda trayectoria curva existen dos fuerzas contrarias que mantienen el equilibrio; una fuerza trata de dirigir a los cuerpos o partículas hacia el centro de rotación, denominándose centrípeta; la otra equilibrante, trata de sacar al cuerpo de su órbita, llamándose a esta fuerza centrífuga. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 17 Fuerza de Coriolis Esta fuerza aparente se genera debido a la velocidad de rotación de la tierra y es por ella que las partículas sufren desviaciones en su trayectoria, siempre aparentemente hacia la derecha, formándose en teoría una curva cerrada llamada curva de inercia. (Frias Valdez & Moreno Cervantes, 1988)31 Relación intensidad del viento – estado del mar La mar levantada por el viento, o “mar de viento”, es en realidad función creciente de tres variables: la fuerza o intensidad del viento, su persistencia y su fetch. El fetch es la extensión rectilínea sobre la que sopla un viento de dirección y fuerza teóricamente constantes. Es decir una “zona de generación”; el fetch delimita su longitud en forma paralela a la dirección del viento, expresándose en kilómetros o millas y, para un viento dado, la altura del mar es creciente. En otras palabras la altura del oleaje es mayor, para un viento dado, con fetchs largos que con fetchs cortos. Internacionalmente se ha adoptado la escala de Douglas para definir el estado del mar, asociado a un nombre característico y correspondiendo a cada uno de los grados de la Beaufort. (Frias Valdez & Moreno Cervantes, 1988) 32 Tentativamente se pueden definir, por su importancia, a los vientos que tienen influencia sobre el diseño portuario en tres categorías: “vientos ciclónicos tropicales”, que generan las olas más peligrosas para las estructuras portuarias; “vientos permanentes”, a los que se llaman vientos oceánicos y que generan los oleajes reinante y dominante, que son la base del estudio del régimen de las costas y “vientos locales” que tienen influencia en el diseño portuario para la orientación de muelles, transporte eólico de arenas y maniobras de los buques; su influencia sobre el oleaje es prácticamente nula. (Macdonel Martínez , Pindter Vega , Herrejón De La Torre, Pizá Ortiz , & López Gutiérrez, 2000)33 31 Armando Frías Valdez, Gonzalo Moreno Cervantes, (1988), Ingeniería de Costas, Editorial Limusa, México, P.p. 28-30. 32 Armando Frías Valdez, Gonzalo Moreno Cervantes, (1988), Ingeniería de Costas, Editorial Limusa, México, pp. 29-. 33 Guillermo Macdonel Martínez, Julio Pindter Vega, Luis Herrejón De La Torre, Juan Pizá Ortiz Y Héctor López Gutiérrez, Ingeniería Marítima y Portuaria, Editorial Alfaomega Grupo Editor S.A. De C.V., 1999. Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 18 II.1.4 Medición del Viento Estaciones meteorológicas automáticas34 Es un conjunto de dispositivos eléctricos y mecánicos que realizan mediciones de las variables meteorológicas de forma automática (sobre todo en forma numérica) (Referencia OMM 182.). Una Estación Meteorológica Automática, está conformada por un grupo de sensores que registran y transmiten información meteorológica de forma automática de los sitios donde están estratégicamente colocadas. Su función principal es la recopilación y monitoreo de algunas Variables Meteorológicas para generar archivos del promedio de cada 10 minutos de todas las variables, esta información es enviada vía satélite en intervalos de 1 a 3 horas por estación. Nota: La hora que se utiliza para registrar los datos es el horario TUC ó UTC (Tiempo Universal Coordinado) por esta razón deberá tener en consideración este factor para la correcta interpretación de los datos desplegados en esta página. El área representativa de las estaciones es de 5 km de radio aproximadamente, en terreno plano, excepto en terreno montañoso. (Referencia OMM número 100 y 168). Sensores que integran la Estación: - Velocidad del viento - Dirección del viento - Presión atmosférica - Temperatura y Humedad relativa - Radiación solar - Precipitación 34 http://smn1.conagua.gob.mx/emas/ http://smn.cna.gob.mx/emas/var.html http://smn.cna.gob.mx/emas/hora.html Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 19 Existen dos tipos de estructura donde van montadas las estaciones: Figura 5. Estructuras Para Instalación de la EMA Fuente: http://www.kitesurf.com.uy/vientos-termicos-brisas-marinas/#prettyPhoto II.1.5 Representación Gráfica de los Datos Estadísticos. Rosa de los vientos La rosa de los vientos es una gráfica creada por los meteorólogos con el fin de poder representar simultáneamente la relación de las características que componen al viento las cuales son: Frecuencia de ocurrencia de los vientos en 16 sectores de dirección (E, ENE, NE, NNE, W, WNW, NW, NNW, ESE, SE, SSE, S, SSW, N, WSW, SW) y la velocidad del viento para una localidad y un periodo de tiempo dado, la clasificación más utilizada para el viento es la ESCALA BEAUFORT. Subcategorías: Identificación de la estación, mes y periodo de registro. Porcentaje de frecuencia de viento en calma. Esquema de colores usados para categorizar las velocidades del viento. http://sinaica.inecc.gob.mx/descargas/escala-beaufort.pdf Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco 20 Cada una de estas subcategorías, se considera que deben cumplir dos requisitos: 1) Ser EXHAUSTIVAS, es decir, incluir todos los valores posibles 2) Y MUTUAMENTE EXCLUYENTES, esto es, que no exista confusión al momento de ubicar un valor dentro de esas clasificaciones; por lo que no debe existir traslape entre ellas.35 Figura 6. Rosa de los Vientos Fuente: http://sinaica.inecc.gob.mx/rosa_de_viento.html Las rosas de viento en ocasiones son usadas para representar gráficamente la dirección de transporte dominante de los vientos de un área. Debido a las influencias locales de terreno, posibles efectos de costa, exposición de los instrumentos y variabilidad temporal del viento. La estadística de la rosa de vientos puede no ser siempre representativa de los vientos de un área. En las estaciones se
Compartir