Avances I+D
Crean un modelo para estimar el comportamiento y las tasas de erosión de los acantilados
Investigadores de la UPM proponen un nuevo modelo de erosión de acantilados que puede aplicarse en diversas localizaciones para una correcta gestión del litoral
Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid proponen un nuevo modelo de erosión de acantilados que puede aplicarse en diversas localizaciones para una correcta gestión del litoral. El modelo permitirá la creación de simulaciones más realistas sobre el comportamiento de los acantilados litorales y, además, mejorará la validez y aplicabilidad de los modelos de recesión futura
El retroceso de las costas acantiladas es un fenómeno muy extendido sobre los litorales rocosos expuestos a la incidencia combinada de los procesos marinos y meteorológicos que se dan en la franja costera. Este fenómeno se revela violentamente como movimientos gravitacionales del terreno esporádicos, pudiendo causar pérdidas materiales y/o humanas.
Aunque el conocimiento de estos riesgos de erosión resulta de vital importancia para la correcta gestión de la costa, el desarrollo de modelos predictivos se encuentra limitado desde el punto de vista geomorfológico debido a la complejidad e interacción de los procesos que tienen lugar en la zona costera.
Por todo ello nace la idea de encaminar los esfuerzos de investigación para cubrir este vacío existente, a través del desarrollo de una tesis doctoral con mención internacional titulada Modelización de costas rocosas acantiladas. Este trabajo ha sido llevado a cabo por Ricardo Castedo (personal investigador en formación de grado propio de la Universidad Politécnica de Madrid) y Carlos Paredes, profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas.
Aunque el conocimiento de estos riesgos de erosión resulta de vital importancia para la correcta gestión de la costa, el desarrollo de modelos predictivos se encuentra limitado desde el punto de vista geomorfológico
El modelo creado permitirá la creación de simulaciones más realistas sobre el comportamiento de los acantilados litorales y, además, mejorará la validez y aplicabilidad de los modelos de recesión futura enfocados a la gestión de costas. Un estudio que posee una gran importancia en estos momentos en los que existe una creciente preocupación sobre los posibles efectos del cambio climático en ambientes litorales acantilados y sus consecuencias socioeconómicas.
La primera fase del desarrollo del modelo numérico se basa en la creación del módulo de erosión costera y del estudio del error cometido. Dicho módulo se basa en unos estudios de laboratorio previos (años 1994 y 1995) con los que es posible estimar las tasas de erosión presentes en diferentes tipos de perfiles acantilados.
Un detallado estudio de la resolución numérica de esta función erosiva, permite una más eficiente implementación de la misma en el código desarrollado. Este trabajo ha sido publicado en la Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, publicada por Elsevier y la Universidad Politécnica de Cataluña con el título de “Modelo predictivo de la evolución en costas rocosas”.
Aplicación a la costa de Holderness (Reino Unido)
Debido a la importancia de los fenómenos erosivos en las costas del Reino Unido, William Murphy y James Lawrence, investigadores de la Universidad de Leeds, mostraron su interés en la aplicación del modelo a la costa de Holderness (East Riding of Yorkshire Council).
Ejemplo de erosión costera en Aldbrough, Holderness Coast
Holderness, en la costa este inglesa, sufre el índice má elevado de erosión costera de toda Europa: 1.5 metros al año de media, lo que supone unos dos millones de toneladas de material.
La zona de estudio constituye una de las costas naturales más jóvenes de Inglaterra (compuesta en su casi totalidad por depósitos glaciares) y presenta las mayores tasas de recesión de acantilados de toda Europa (recesión media de 1,55 m/año).La colaboración de ambos equipos de investigación ha dado como resultado el desarrollo de nuevos módulos que se incorporaron al modelo con bastante éxito. Estos módulos incluyen la incorporación de las características del terreno como principal novedad en los modelos de erosión costera.
El módulo más completo desarrollado hasta la fecha es capaz de evaluar la estabilidad geomecánica de un macizo rocoso (a los movimientos de tipo vuelco y deslizamiento rotacional), de considerar los efectos del agua subterránea y de considerar el efecto de los materiales al pie de un acantilado (talud de derrubios).
El modelo incluye la erosión provocada por el oleaje en zonas costeras, así como, el efecto de las mareas y los posibles cambios en los niveles medios del mar debido a los efectos del cambio climático. Este trabajo ha sido publicado en la revista Geomorphology bajo el título de “A new process - response coastal recession model of soft rock cliffs” y fue presentado en la International Conference on Coastal Engineering celebrada en 2012 en Santander.
Por otra parte, el Instituto Geológico y Minero de España ha otorgado, como en los últimos años, premios a dos de las publicaciones más relevantes de su histórico Boletín Geológico y Minero. De los artículos publicados durante el año 2012, se ha concedido el Premio al mejor artículo en categoría autor novel a Ricardo Castedo por su trabajo titulado "Modelo proceso-respuesta de recesión de acantilados por variación del nivel del mar. Aplicación en la costa de Holderness (Reino Unido)", y en el que han trabajado los profesores Carlos Paredes y Rogelio de la Vega Panizo y la estudiante de doctorado Marta Fernández, todos ellos de la ETSI de Minas de la UPM y pertenecientes al Grupo de Investigación Ingeniería de Georrecursos y Modelización (Ingemod).
Aplicación a la costa norte del lago Erie (Canadá)
Los fenómenos erosivos en acantilados no están sólo limitados a las zonas costeras sino que también pueden verse afectados acantilados lacustres, como sucede en los Grandes Lagos de Norteamérica. La dinámica erosiva de estas zonas es diferente puesto que el efecto de las mareas desaparece, aunque los niveles medios de los lagos varían según las estaciones del año y, por supuesto, de un año para otro. Además, la importancia de la playa en estas áreas condiciona efectos del remonte del oleaje (wave run-up), y por tanto, la dinámica erosiva presente.
En colaboración con Alan S. Trenhaile, de la Universidad de Windsor (Canadá), y durante una estancia de investigación en ella de Ricardo Castedo, el modelo ha sido aplicado a la costa norte del lago Erie (Ontario, Canadá).
Este trabajo se ha publicado en la revista Marine Geology bajo el título de “Modeling the Effect of Wave Erosion and Bluff Stability on Clay Coast Development; An example from the Southern Great Lakes of North America” y fue presentado en el congreso Topical Issues of Rational Use of Natural Resourcesque se celebró en 2012 en San Petersburgo (Rusia).